特許 7527873 弾性波デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】弾性波デバイス

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/145 20060101AFI20240729BHJP

   H03H 9/25 20060101ALI20240729BHJP

   H03H 9/02 20060101ALI20240729BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20240729BHJP

   H01L 23/00 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

H03H9/145 D

H03H9/25 A

H03H9/02 A

H03H9/17 F

H01L23/00 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020121309

(22)【出願日】2020-07-15

(65)【公開番号】P2022018295

(43)【公開日】2022-01-27

【審査請求日】2023-06-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004370

【氏名又は名称】弁理士法人片山特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】榎本 誠

【審査官】石田 昌敏

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００３／０６９７７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－２１２６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０７１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０４８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００３６４１６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｈ ９／００－ ９／７６

Ｈ０１Ｌ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板と、
前記第１基板上に設けられた弾性波素子と、
前記第１基板上に設けられ、前記弾性波素子に接続された第１配線と、
前記第１基板上に設けられ、平面視において前記弾性波素子の少なくとも一部を囲み、接地された複数の第２配線と、
を備え、
前記複数の第２配線は、前記第１基板上に絶縁層を介し設けられている弾性波デバイス。

【請求項2】

前記弾性波素子が設けられた前記第１基板の第１面と空隙を挟み設けられた第２面を有する第２基板と、
前記第２面に設けられた素子と、
前記第２面に設けられ、前記素子に接続された第３配線と、
を備え、
前記複数の第２配線のうち少なくとも１つの第２配線が囲む前記第１基板の領域は平面視において前記素子および前記第３配線の少なくとも一部に重なる請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項3】

入力端子と出力端子との間の直列経路に設けられた複数の直列共振器と、一端が前記直列経路に接続され、他端が接地された１または複数の並列共振器と、を備えるフィルタを備え、
前記複数の第２配線のうち隣接する第２配線は、平面視において前記複数の直列共振器のうちの異なる直列共振器のそれぞれの少なくとも一部を囲む請求項１または２に記載の弾性波デバイス。

【請求項4】

入力端子と出力端子との間の直列経路に設けられた複数の直列共振器と、一端が前記直列経路に接続され、他端が接地された１または複数の並列共振器と、を備えるフィルタを備え、
前記複数の第２配線のうち隣接する第２配線は、平面視において前記複数の直列共振器のうち隣接する直列共振器のそれぞれの少なくとも一部を囲む請求項１または２に記載の弾性波デバイス。

【請求項5】

前記弾性波素子を含み、共通端子と第１端子との間に接続された第１フィルタと、
前記第２面に設けられ、前記共通端子と第２端子との間に接続された第２フィルタと、
を備える請求項２に記載の弾性波デバイス。

【請求項6】

前記複数の第２配線のうち隣接する第２配線は、ＰＮ接合を各々有し、前記隣接する第２配線のうち隣接する部分には互いに異なる向きに電流が流れる請求項１から５のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。

【請求項7】

第１面を有する第１基板と、
前記第１面に向かい合う第２面を有する第２基板と、
前記第１面と前記第２面とを接続する金属層と、
前記金属層を囲んで設けられ、接地され、強磁性体である配線と、
前記金属層と電気的に接続され、前記第１面および前記第２面の少なくとも一方に設けられた弾性波素子と、
を備え、
前記配線は、前記第１面上または前記第２面上に絶縁層を介し設けられている弾性波デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弾性波デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話などの無線通信機器には特定の周波数帯域の高周波信号を送信または受信するために弾性波素子を用いたフィルタ等の弾性波デバイスが知られている。弾性波素子等の素子が設けられた基板上にシールドを設けることが知られている（例えば特許文献１、２）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－２１２６２８号公報

【文献】特開２０１１－０７１８７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば２つのフィルタを平面視において重なるように設けると、フィルタ間が例えば磁界により干渉し、アイソレーション特性が劣化する。フィルタ間にシールドを設けることで、アイソレーション特性を向上させることができる。このように、基板上に弾性波素子を覆うようにシールドを設けることで、弾性波素子との外部との干渉を抑制できる。しかしながら、基板上のパターンとシールドとの間に容量結合または磁界結合が生じてしまう。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、磁界による外部との干渉を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、第１基板と、前記第１基板上に設けられた弾性波素子と、前記第１基板上に設けられ、前記弾性波素子に接続された第１配線と、前記第１基板上に設けられ、平面視において前記弾性波素子の少なくとも一部を囲み、接地された複数の第２配線と、を備え、前記複数の第２配線は、前記第１基板上に絶縁層を介し設けられている弾性波デバイスである。

【0007】

上記構成において、前記弾性波素子が設けられた前記第１基板の第１面と空隙を挟み設けられた第２面を有する第２基板と、前記第２面に設けられた素子と、前記第２面に設けられ、前記素子に接続された第３配線と、を備え、前記複数の第２配線のうち少なくとも１つの第２配線が囲む前記第１基板の領域は平面視において前記素子および前記第３配線の少なくとも一部に重なる構成とすることができる。

【0008】

上記構成において、入力端子と出力端子との間の直列経路に設けられた複数の直列共振器と、一端が前記直列経路に接続され、他端が接地された１または複数の並列共振器と、を備えるフィルタを備え、前記複数の第２配線のうち隣接する第２配線は、平面視において前記複数の直列共振器のうちの異なる直列共振器のそれぞれの少なくとも一部を囲む構成とすることができる。

【0009】

上記構成において、入力端子と出力端子との間の直列経路に設けられた複数の直列共振器と、一端が前記直列経路に接続され、他端が接地された１または複数の並列共振器と、を備えるフィルタを備え、前記複数の第２配線のうち隣接する第２配線は、平面視において前記複数の直列共振器のうち隣接する直列共振器のそれぞれの少なくとも一部を囲む構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記弾性波素子を含み、共通端子と第１端子との間に接続された第１フィルタと、前記第２面に設けられ、前記共通端子と第２端子との間に接続された第２フィルタと、を備える構成とすることができる。

【0012】

上記構成において、前記複数の第２配線のうち隣接する第２配線は、ＰＮ接合を各々有し、前記隣接する第２配線のうち隣接する部分には互いに異なる向きに電流が流れる構成とすることができる。

【0013】

本発明は、第１面を有する第１基板と、前記第１面に向かい合う第２面を有する第２基板と、前記第１面と前記第２面とを接続する金属層と、前記金属層を囲んで設けられ、接地され、強磁性体である配線と、前記金属層と電気的に接続され、前記第１面および前記第２面の少なくとも一方に設けられた弾性波素子と、を備え、前記配線は、前記第１面上または前記第２面上に絶縁層を介し設けられている弾性波デバイスである。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、磁界による外部との干渉を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、実施例１に係るマルチプレクサの回路図である。

【図2】図２は、実施例１に係るマルチプレクサの断面図である。

【図3】図３（ａ）は、実施例１における弾性波共振器の平面図、図３（ｂ）は、弾性波共振器の断面図である。

【図4】図４は、実施例１における基板１０の平面図である。

【図5】図５は、実施例１における基板２０の下面を上から透視した図である。

【図6】図６は、実施例１における基板１０の拡大平面図であり、直列共振器Ｓ１２およびＳ１３付近の拡大図である。

【図7】図７（ａ）は、図６において、配線１８ａを矢印Ａのようにみた側面図、図７（ｂ）は、図６のＢ－Ｂ断面図である。

【図8】図８（ａ）は、図６において、配線１８ａを矢印Ｃのようにみた側面図、図８（ｂ）および図８（ｃ）は、図６のそれぞれＤ－Ｄ断面図およびＥ－Ｅ断面図である。

【図9】図９は、実施例１および比較例１におけるアイソレーション特性を示す図である。

【図10】図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、実施例１の作用を説明する模式図である。

【図11】図１１は、実施例１の変形例１における基板１０の拡大平面図であり、直列共振器Ｓ１２およびＳ１３付近の拡大図である。

【図12】図１２は、実施例１の変形例２における基板１０の拡大平面図であり、直列共振器Ｓ１２およびＳ１３付近の拡大図である。

【図13】図１３（ａ）は、実施例１の変形例３における基板１０の拡大平面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

【図14】図１４（ａ）から図１４（ｆ）は、それぞれ図１３（ｂ）のＸＹ平面に平行な断面のＢ－Ｂ断面図からＧ－Ｇ断面図である。

【図15】図１５（ａ）は、実施例１の変形例４における基板１０の拡大平面図、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

【図16】図１６は、実施例１の変形例５における基板１０の拡大平面図であり、直列共振器Ｓ１２およびＳ１３付近の拡大図である。

【図17】図１７は、実施例２に係るマルチプレクサの断面図である。

【図18】図１８は、実施例２における基板２０ａおよび２０ｂの下面を上から透視した図である。

【図19】図１９（ａ）は、実施例２における環状配線３８付近の平面図、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

【図20】図２０は、実施例２の変形例１における基板２０の下面を上から透視した図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。

【実施例1】

【0017】

実施例１では、弾性波デバイスとしてマルチプレクサを例に説明する。図１は、実施例１に係るマルチプレクサの回路図である。図１に示すように、共通端子Ａｎｔと端子Ｔ１との間にフィルタ５０が接続されている。共通端子Ａｎｔと端子Ｔ２との間にフィルタ５２が接続されている。フィルタ５０および５２は例えば送信フィルタおよび受信フィルタである。フィルタ５０の通過帯域とフィルタ５２の通過帯域とは重なっていない。フィルタ５０が送信フィルタのとき、フィルタ５０は、端子Ｔ１に入力した高周波信号のうち送信帯域の信号を共通端子Ａｎｔに出力し、他の周波数帯域の信号を抑圧する。フィルタ５２が受信フィルタのとき、フィルタ５２は、共通端子Ａｎｔに入力した高周波信号のうち受信帯域の信号を端子Ｔ２に出力し、他の周波数の信号を抑圧する。

【0018】

フィルタ５０はラダー型フィルタである。フィルタ５０では、共通端子Ａｎｔと端子Ｔ１との間の直列経路に直列共振器Ｓ１１からＳ１８が設けられている。並列共振器Ｐ１１からＰ１８の一端は直列経路に接続され、他端はグランド端子Ｔｇに接続されている。

【0019】

フィルタ５２はラダー型フィルタである。フィルタ５２では、共通端子Ａｎｔと端子Ｔ２との間の直列経路に直列共振器Ｓ２１からＳ２９が設けられている。並列共振器Ｐ２１からＰ２８の一端は直列経路に接続され、他端はグランド端子Ｔｇに接続されている。

【0020】

図２は、実施例１に係るマルチプレクサの断面図である。図２に示すように、基板１０上に基板２０が搭載されている。基板１０は支持基板１０ａと支持基板１０ａ上に接合された圧電基板１０ｂとを有する。支持基板１０ａは例えばサファイア基板、スピネル基板、アルミナ基板、水晶基板またはシリコン基板である。圧電基板１０ｂは、例えばタンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板または水晶基板である。

【0021】

基板１０の上面に弾性波共振器１２および配線１４が設けられている。基板１０の下面に端子１８が設けられている。端子１８は、弾性波共振器１２および２２を外部と接続するためのフットパッドである。基板１０を貫通するようにビア配線１６が設けられている。ビア配線１６は、配線１４と端子１８とを電気的に接続する。配線１４、ビア配線１６および端子１８は例えば銅層、アルミニウム層または金層等の金属層である。端子１８は、共通端子Ａｎｔ、送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘおよびグランド端子Ｔｇを含む。

【0022】

弾性波共振器１２を囲むように絶縁層３５が設けられている。絶縁層３５上に環状配線３８が設けられている。環状配線３８は弾性波共振器１２を囲むように設けられている。環状配線３８は、例えば、銅、金もしくはアルミニウム等の非磁性金属、または、鉄、ニッケルおよびコバルトの少なくとも１つを含む磁性体金属である。絶縁層３５は、例えばポリイミド樹脂等の樹脂層または酸化シリコン膜等の無機絶縁体膜である。

【0023】

支持基板１０ａの厚さをＴ１０ａ、圧電基板１０ｂの厚さをＴ１０ｂ、基板１０の上面と基板２０の下面との距離をＴ２８、基板１０の上面と保護膜３６の上面との距離をＴ３０とすると、Ｔ１０ａ、Ｔ１０ｂ、Ｔ２８およびＴ３０は、例えば７５μｍ、１０μｍ、１０μｍおよび１５５μｍである。

【0024】

基板２０の下面に弾性波共振器２２および配線２４が設けられている。配線２４は例えば銅層、アルミニウム層または金層等の金属層である。基板１０の配線１４と基板２０の配線２４はバンプ２６を介し接合されている。バンプ２６ははんだバンプ、銅バンプまたは金バンプ等の金属バンプである。基板１０の上面と基板２０の下面とは空隙２８を介し対向する。基板２０を囲むように封止部３０が設けられている。封止部３０は基板１０上に設けられた環状金属層３２に接合されている。基板２０および封止部３０上にリッド３４が設けられている。封止部３０およびリッド３４を覆うように保護膜３６が設けられている。封止部３０およびリッド３４は弾性波共振器１２および２２を空隙２８に封止する。封止部３０は、はんだ等の金属または樹脂等の絶縁体である。リッド３４は、コバール板等の金属板または絶縁板である。保護膜３６は、ニッケル膜等の金属膜または絶縁膜である。

【0025】

弾性波共振器１２および２２の例を説明する。図３（ａ）は、実施例１における弾性波共振器の平面図であり、弾性波共振器１２および２２として弾性表面波共振器の例である。図３（ａ）に示すように、基板１０および２０上にＩＤＴ（Interdigital Transducer）４２と反射器４１が形成されている。ＩＤＴ４２は、互いに対向する１対の櫛型電極４２ｄを有する。櫛型電極４２ｄは、複数の電極指４２ａと複数の電極指４２ａを接続するバスバー４２ｃとを有する。反射器４１は、ＩＤＴ４２の両側に設けられている。ＩＤＴ４２が基板１０および２０に弾性表面波を励振する。ＩＤＴ４２および反射器４１は例えばアルミニウム膜または銅膜により形成される。基板１０は支持基板１０ａ上に圧電基板１０ｂが接合されていてもよいし、支持基板１０ａが設けられておらず、基板１０は圧電基板１０ｂの単体でもよい。基板２０も同様である。支持基板１０ａと圧電基板１０ｂとの間に各々酸化シリコン膜または酸化アルミニウム膜等の絶縁膜が設けられていてもよい。基板１０および２０上にＩＤＴ４２および反射器４１を覆うように保護膜または温度補償膜が設けられていてもよい。

【0026】

図３（ｂ）は、実施例１における弾性波共振器の断面図であり、弾性波共振器１２および２２として圧電薄膜共振器の例である。図３（ｂ）に示すように、基板１０および２０上に圧電膜４６が設けられている。圧電膜４６を挟むように下部電極４５および上部電極４７が設けられている。下部電極４５と基板１０および２０との間に空隙４９が形成されている。圧電膜４６の少なくとも一部を挟み下部電極４５と上部電極４７とが対向する領域が共振領域４８である。共振領域４８内の下部電極４５および上部電極４７は圧電膜４６内に、厚み縦振動モードの弾性波を励振する。基板１０および２０は、例えばサファイア基板、スピネル基板、アルミナ基板、ガラス基板、水晶基板またはシリコン基板である。下部電極４５および上部電極４７は例えばルテニウム膜等の金属膜である。圧電膜４６は例えば窒化アルミニウム膜である。空隙４９の代わりに弾性波を反射する音響反射膜が設けられていてもよい。

【0027】

弾性波共振器１２および２２は、弾性波を励振する電極を含む。このため、弾性波の励振を阻害しないように、弾性波共振器１２および２２は空隙２８に覆われている。

【0028】

図４は、実施例１における基板１０の平面図である。図４に示すように、基板１０の上面にフィルタ５０として、弾性波共振器１２、配線１４および環状金属層３２が設けられている。弾性波共振器１２は、ＩＤＴ４２および反射器４１を有する弾性表面波共振器である。配線１４は弾性波共振器１２に接続されている。基板１０の周縁に封止部３０が設けられている。弾性波共振器１２は、直列共振器Ｓ１１からＳ１８および並列共振器Ｐ１１からＰ１８を含む。配線１４は、パッドＰａ１、Ｐｔ１、Ｐｒ１およびＰｇ１を含む。パッドＰａ１、Ｐｔ１、Ｐｒ１およびＰｇ１は、それぞれ共通端子Ａｎｔ、端子Ｔ１、Ｔ２およびグランド端子Ｔｇにビア配線１６を介し電気的に接続される。平面視において、直列共振器Ｓ１１からＳ１７をそれぞれ囲むように、基板１０の上方に環状配線３８が設けられている。環状配線３８はグランドに接続された配線１４ａに電気的に接続されている。環状金属層３２は基板１０の周縁に設けられている。

【0029】

図５は、実施例１における基板２０の下面を上から透視した図である。図５に示すように、基板２０の上面にフィルタ５２として弾性波共振器２２および配線２４が設けられている。弾性波共振器２２は、ＩＤＴ４２および反射器４１を有する弾性表面波共振器である。配線２４は弾性波共振器２２に接続されている。弾性波共振器２２は、直列共振器Ｓ２１からＳ２９および並列共振器Ｐ２１からＰ２８を含む。配線２４は、パッドＰａ２、Ｐｒ２およびＰｇ２を含む。パッドＰａ２、Ｐｒ２およびＰｇ２は、それぞれパッドＰａ１、Ｐｒ１およびＰｇ１にバンプ２６を介し電気的に接続される。

【0030】

基板１０の上面に設けられた直列共振器Ｓ１１からＳ１５は、基板２０の下面に設けられた並列共振器Ｐ２１からＰ２５に平面視においてそれぞれ重なる。基板１０の上面に設けられた並列共振器Ｐ１１からＰ１５は、基板２０の下面に設けられた直列共振器Ｓ２２からＳ２６に平面視においてそれぞれ重なる。

【0031】

図６は、実施例１における基板１０の拡大平面図であり、直列共振器Ｓ１２およびＳ１３付近の拡大図である。図７（ａ）は、図６において、環状配線３８ａを矢印Ａのようにみた側面図、図７（ｂ）は、図６のＢ－Ｂ断面図である。図８（ａ）は、図６において、環状配線３８ａを矢印Ｃのようにみた側面図、図８（ｂ）および図８（ｃ）は、図６のそれぞれＤ－Ｄ断面図およびＥ－Ｅ断面図である。

【0032】

図６から図８（ｃ）に示すように、直列共振器Ｓ１２およびＳ１３をそれぞれ囲むように環状配線３８ａおよび３８ｂが設けられている。基板１０上に環状の絶縁層３５が設けられている。絶縁層３５上に環状配線３８ａおよび３８ｂが設けられている。環状配線３８ａおよび３８ｂと絶縁層３５との平面形状は略同じである。直列共振器Ｓ１２およびＳ１３上に絶縁層３５は設けられていない。絶縁層３５の－Ｘ側の面に沿って接続部３９が設けられている。接続部３９は、環状配線３８ａおよび３８ｂと配線１４ａとを電気的に接続する。

【0033】

絶縁層３５および環状配線３８の形成方法は以下である。まず基板１０上に弾性波共振器１２および配線１４を形成する。基板１０上にポリイミド樹脂等の絶縁層３５を形成する。絶縁層３５上に環状配線３８となる金属層を形成する。金属層および絶縁層３５を所望形状にエッチングする。これにより絶縁層および環状配線３８が形成される。その後、接続部３９を形成する。なお、環状配線３８はリフトオフ法により形成してもよい。

【0034】

環状配線３８ａおよび３８ｂの厚さをＴ３８、絶縁層３５の厚さをＴ３５、環状配線３８ａ、３８ｂおよび絶縁層３５の幅をＷ3８、接続部３９の厚さをＴ３９、接続部３９の幅をＷ３９とする。Ｔ３８、Ｔ３５、Ｗ３８、Ｔ３９およびＷ３９は、例えばそれぞれ０．２μｍ～５μｍ、０．５μｍ～５μｍ、０．５μｍ～１０μｍ、０．１μｍ～１μｍ、および２μｍ～１０μｍである。Ｔ３８、Ｔ３５、Ｗ３８、Ｔ３９およびＷ３９は、上記に限られない。

【0035】

実施例１に係るマルチプレクサと、環状配線３８を設けない比較例１のマルチプレクサとで、端子Ｔ１からＴ２へのアイソレーション特性をシミュレーションした。シミュレーション条件は以下である。
支持基板１０ａ：厚さＴ１０ａが７５μｍのサファイア基板
圧電基板１０ｂ：厚さＴ１０ｂが１０μｍの４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
基板１０の上面と基板２０の上面との距離Ｔ２８：１０μｍ
基板２０：４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
絶縁層３５：厚さＴ３５が３μｍ、幅Ｗ３８が２μｍのポリイミド層
環状配線３８：厚さＴ３８が２μｍ、幅Ｗ３８が２μｍの鉄層
フィルタ５０：バンド３の送信フィルタ
フィルタ５２：バンド３の受信フィルタ
バンド３の送信帯域は１７１０ＭＨｚ～１７８５ＭＨｚであり、受信帯域は１８０５ＭＨｚ～１８８０ＭＨｚである。

【0036】

図９は、実施例１および比較例１におけるアイソレーション特性を示す図である。図９に示すように、送信帯域および受信帯域において、実施例１のアイソレーションは比較例１のアイソレーションより小さい。このように、環状配線３８を設けることで、フィルタ５０と５２との間のアイソレーションを向上できる。

【0037】

環状配線３８として金または銀を用いアイソレーション特性をシミュレーションした。環状配線３８として金または銀を用いても鉄とアイソレーション特性は大きく変わらない。このように、環状配線３８は非磁性金属でもよく、磁性体金属でもよい。絶縁層３５として酸化シリコンを用いアイソレーション特性をシミュレーションした。絶縁層３５として酸化シリコンを用いてもポリイミドとアイソレーション特性は大きく変わらない。このように、絶縁層３５は樹脂層でもよく、無機絶縁体層でもよい。

【0038】

環状配線３８の厚さＴ３８を０．５μｍとしてアイソレーション特性をシミュレーションした。厚さＴ３８を０．５μｍとしても厚さＴ３８を２μｍとしたときとアイソレーション特性は大きく変わらない。このように、厚さＴ３８は０．５μｍでもよい。絶縁層３５の厚さＴ３５を５００ｎｍとしてアイソレーション特性をシミュレーションした。厚さＴ３５を０．５μｍとすると、厚さＴ３５を３μｍとしたときとアイソレーション特性は若干劣化する。このように、厚さＴ３５は大きい方がよく、０．５μｍ以上が好ましい。

【0039】

図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、実施例１の作用を説明する模式図である。図１０（ａ）は、比較例１の模式図であり、図１０（ｂ）は、実施例１の模式図である。図１０（ａ）に示すように、基板１０の上面の弾性波共振器１２および配線１４を便宜上コイル６２で表し、基板２０の下面の弾性波共振器２２および配線２４を便宜上コイル６４で表す。弾性波共振器１２および配線２４から弾性波共振器２２および配線２４への高周波信号の漏れ（干渉）を磁界６３で表す。コイル６２に高周波電力６０が加わると、コイル６２に高周波の電流６１が流れる。コイル６２により磁界６３が発生する。磁界６３によりコイル６４に誘導電流６５が流れる。このように、弾性波共振器１２および配線に加わる高周波電力により磁界６３が発生し弾性波共振器２２および配線２４に誘導電流が流れる。これにより、比較例１ではアイソレーション特性が劣化する。

【0040】

図１０（ｂ）に示すように、実施例１では、コイル６２と６４との間にコイル６６を設ける。コイル６６は接地する。コイル６２により生成された磁界６３によりコイル６６に誘導電流６７が流れる。誘導電流６７はグランドに至る。これにより、コイル６４に至る磁界６３は比較例１より小さくなる。よって、コイル６４を流れる誘導電流６５は比較例１より小さくなる。このように、弾性波共振器１２および配線２４により生成された磁界６３はコイル６６に誘導電流６７を生成する。これにより弾性波共振器２２および配線２４に至る磁界６３が小さくなる。よって、コイル６４を流れる誘導電流６５が小さくなることで、実施例１では比較例１よりアイソレーション特性が向上すると考えられる。

【0041】

また、図６のように、環状配線３８ａと３８ｂが隣接しており、環状配線３８ａと３８ｂに流れる誘導電流７０ａおよび７０ｂの回転方向が同じ（例えば時計方向）である。このとき、環状配線３８ａと３８ｂのＹ方向に隣接する線路では、互いに逆方向に誘導電流７０ａおよび７０ｂが流れる。例えば環状配線３８ａと３８ｂの互いに隣接する線路をＬ１およびＬ２とすると、線路Ｌ１には－Ｘ方向に誘導電流７０ａが流れ、線路Ｌ２には＋Ｘ方向に誘導電流７０ｂが流れる。

【0042】

線路Ｌ１の自己インダクタンスをＬ、線路Ｌ１の線路Ｌ２との相互インダクタンスをＭ、誘導電流７０ａの電流値をＩとすると、線路Ｌ１の自己誘導起電力Ｖ０＝Ｌ・ｄＩ／ｄｔであり、相互誘導起電力Ｖ１＝Ｍ・ｄＩ／ｄｔである。よって、線路Ｌ１に生じる起電力はＶ０－Ｖ１＝（Ｌ－Ｍ）・ｄＩ／ｄｔとなる。すなわち、線路Ｌ１のインダクタンスはＬ－Ｍとなる。よって、誘導電流７０ａのＩによって誘起される磁界は相互インダクタンスＭ分小さくなる。これにより、誘導電流７０ａおよび７０ｂによって生成される磁界が小さくなる。よって、弾性波共振器１２および配線１４と弾性波共振器２２および配線２４とのアイソレーションが向上する。

【0043】

［実施例１の変形例１］
図１１は、実施例１の変形例１における基板１０の拡大平面図であり、直列共振器Ｓ１２およびＳ１３付近の拡大図である。図１１に示すように、環状配線３８ａおよび３８ｂは完全な環状でなく、弾性波共振器１２の３辺を囲み環状配線３８ａおよび３８ｂの両端は個別に接続部３９を介し配線１４ａに接続されている。環状配線３８ａおよび３８ｂには図６と同様に時計回りの誘導電流７０ａおよび７０ｂが流れる。Ｙ方向に隣接する線路では、互いに逆方向に誘導電流７０ａおよび７０ｂが流れる。よって、図６と同様に、弾性波共振器１２と２２とのアイソレーションを向上できる。

【0044】

［実施例１の変形例２］
図１２は、実施例１の変形例２における基板１０の拡大平面図であり、直列共振器Ｓ１２およびＳ１３付近の拡大図である。図１２に示すように、環状配線３８ａおよび３８ｂの平面形状はスパイラル状である。環状配線３８ａおよび３８ｂの両端は個別に接続部３９を介し配線１４ａに接続されている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0045】

［実施例１の変形例３］
図１３（ａ）は、実施例１の変形例３における基板１０の拡大平面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図１４（ａ）から図１４（ｆ）は、それぞれ図１３（ｂ）のＸＹ平面に平行な断面のＢ－Ｂ断面図からＧ－Ｇ断面図である。図１３（ｂ）は、図１４（ａ）から図１４（ｆ）のＡ－Ａ断面図でもある。

【0046】

図１３（ａ）から図１４（ｆ）示すように、基板１０上に弾性波共振器１２を囲むように絶縁層３５が設けられている。絶縁層３５上に環状配線３８ｅが設けられている。環状配線３８ｅ上に絶縁層３５ｂが設けられている。絶縁層３５ｂ上に環状配線３８ｄが設けられている。環状配線３８ｄ上に絶縁層３５ａが設けられている。絶縁層３５ａ上に環状配線３８ｃが設けられている。環状配線３８ｃと３８ｄを電気的に接続する接続部３９ａと、環状配線３８ｄと環状配線３８ｅとを電気的に接続する接続部３９ｂが設けられている。接続部３９は、環状配線３８ｅと配線１４ａとを電気的に接続する。このように、環状配線３８では、複数の環状配線３８ｃから３８ｅがＺ方向に積層されており、環状配線３８ｃから３８ｅは接続部３９ａおよび３９ｂにより電気的に接続されている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0047】

［実施例１の変形例４］
図１５（ａ）は、実施例１の変形例４における基板１０の拡大平面図、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、環状配線３８ｄの平面形状は環状配線３８ｅの平面形状より小さく、環状配線３８ｃの平面形状は環状配線３８ｄの平面形状より小さい。このように、複数の環状配線３８ｃから３８ｅの平面形状は互いに異なっていてもよい。その他の構成は実施例３と同じであり説明を省略する。

【0048】

［実施例１の変形例５］
図１６は、実施例１の変形例５における基板１０の拡大平面図であり、直列共振器Ｓ１２およびＳ１３付近の拡大図である。図１６に示すように、環状配線３８ａおよび３８ｂは、シリコン等の半導体であり、各々ｐ型半導体部３８ｐとｎ型半導体部３８ｎを各々有している。ｐ型半導体部３８ｐとｎ型半導体部３８ｎとのＰＮ接合３８ｊは、ｐ型半導体部３８ｐからｎ型半導体部３８ｎに電流が流れるＰＮダイオードとして機能する。このため、誘導電流７０ａおよび７０ｂは同じ方向に流れる。このように、ｐ型半導体部３８ｐとｎ型半導体部３８ｎを設けることで、環状配線３８ａおよび３８ｂを流れ電流の方向を同じ方向にできる。これにより、Ｙ方向に隣接する線路では、互いに逆方向に誘導電流７０ａおよび７０ｂが流れる。よって、図６と同様に、弾性波共振器１２と２２とのアイソレーションを向上できる。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。

【0049】

実施例１およびその変形例によれば、基板１０（第１基板）上に弾性波共振器１２（弾性波素子）および弾性波共振器１２に接続された複数の配線１４（第１配線）が設けられている。環状配線３８（第２配線）は、基板１０上方に設けられ、平面視において弾性波共振器１２を囲み、接地されている。これにより、図１０（ｂ）のように、コイル６６に相当する環状配線３８が弾性波共振器１２から上方に向かう磁界を抑制する。基板１０上に基板２０が設けられていない場合においても、弾性波共振器１２および配線１４と外部との干渉を抑制することができる。環状配線３８は、平面視において弾性波共振器１２の全部を囲んでもよいし、弾性波共振器１２の一部を囲んでもよい。

【0050】

基板２０（第２基板）は、基板１０の上面（第１面）と空隙２８を挟み設けられた下面（第２面）を有する。基板２０の下面に弾性波共振器２２（素子）および弾性波共振器２２に接続された配線２４（第３配線）が設けられている。少なくとも１つの環状配線３８が囲む基板１０の領域は平面視において弾性波共振器２２および配線２４の少なくとも一部に重なる。これにより、弾性波共振器１２および配線１４と弾性波共振器２２および配線２４との干渉を抑制できる。環状配線３８が囲む領域は、平面視において弾性波共振器２２の少なくとも一部に重なることが好ましい。

【0051】

図５のようなラダー型フィルタでは、入力端子（共通端子Ａｎｔ（入力端子）と端子Ｔ１（出力端子））を接続する直列経路に大きな高周波電力が加わる。隣接する環状配線３８（すなわち間に他の環状配線が設けられてない環状配線）は、平面視において複数の直列共振器Ｓ１１からＳ１８のうち異なる直接共振器のそれぞれの少なくとも一部を囲む。このとき、直列経路の異なる直列共振器を流れる電流の向きは互いにほぼ同じである。よって、複数の環状配線３８を流れる誘導電流の回転方向は同じとなる。これにより、図６のように、複数の環状配線３８から放出される磁界を小さくできる。なお、直列経路は、直列共振器Ｓ１１からＳ１８、およびこれらと同電位となる配線１４であり、直列共振器Ｓ１１からＳ１８、直列共振器Ｓ１１からＳ１８を接続する配線１４、および直列共振器Ｓ１１からＳ１８と並列共振器Ｐ１１からＰ１９を接続する配線１４を含み、並列共振器Ｐ１１からＰ１８および並列共振器Ｐ１１からＰ１８とグランドとを接続する配線１４を含まない。

【0052】

また、隣接する環状配線３８は、平面視において複数の直列共振器Ｓ１１からＳ１８のうち隣接する直列共振器Ｓ１２およびＳ１３のそれぞれの少なくとも一部を囲む。直列共振器Ｓ１１からＳ１８には並列共振器Ｐ１１からＰ１８より大きな電流が流れ、大きな磁界が発生する。よって、環状配線３８は直列共振器Ｓ１１からＳ１８の少なくとも１つに設けることが好ましい。さらに、隣接する直列共振器Ｓ１２およびＳ１３にはほぼ同じ方向に電流が流れるため、環状配線３８ａおよび３８ｂに流れる誘導電流７０ａおよび７０ｂの回転方向は同じとなる。これにより、図６のように、複数の環状配線３８から放出される磁界を小さくできる。

【0053】

図１から図５のように、基板１０の上面には、弾性波共振器１２を含む共通端子Ａｎｔと端子Ｔ１（第１端子）との間に接続されたフィルタ５０（第１フィルタ）が設けられている。基板２０の下面には、共通端子Ａｎｔと端子Ｔ２（第２端子）との間に接続されたフィルタ５２（第２フィルタ）が設けられている。このとき、環状配線３８を設けることで、フィルタ５０と５２とのアイソレーションを向上できる。

【0054】

フィルタ５０が送信フィルタでありフィルタ５２が受信フィルタのとき、フィルタ５０には大電力の高周波信号が入力する。よって、フィルタ５０の弾性波共振器１２に環状配線３８を設けることが好ましい。

【0055】

実施例１のように、少なくとも１つの環状配線３８は閉じたループ状の配線でもよい。実施例１の変形例１および２のように、少なくとも１つの環状配線３８はループ状でない開いた配線でもよい。少なくとも１つの環状配線３８は対応する弾性波共振器１２における少なくとも一部の領域に対し開いてもよい。

【0056】

基板１０に設けられている弾性波共振器１２の全てに対応し環状配線３８を設けてもよい。環状配線３８を設けるとチップサイズが大きくなる。そこで、図４のように、基板１０に設けられている弾性波共振器１２のうち一部の弾性波共振器１２に対応し環状配線３８を設けてもよい。例えば直列共振器Ｓ１１からＳ１８には並列共振器Ｐ１１からＰ１８に比べ大きな電流が流れる。さらに、高周波信号が入力する共通端子Ａｎｔに近い直列共振器Ｓ１１は共通端子Ａｎｔから遠い直列共振器Ｓ１８より大きな電流が流れ、大きな磁界が発生する。そこで、大きな磁界が発生する直列共振器Ｓ１１からＳ１７に環状配線３８を設け、他の共振器に環状配線３８を設けない。これにより、外部への干渉を抑制しかつ小型化が可能となる。

【0057】

複数の環状配線３８は、基板１０の上面に絶縁層３５を介し設けられている。環状配線３８を基板１０の上方に設けることで、弾性波共振器１２と外部との干渉をより抑制できる。絶縁層３５の厚さは０．５μｍ以上が好ましく、１μｍ以上がより好ましい。

【0058】

実施例１の変形例５のように、隣接の環状配線３８ａおよび３８ｂのうち隣接する部分は、互いに異なる向きに誘導電流７０ａが流れるように設けられたＰＮ接合３８ｊを有する。これにより、複数の環状配線３８ａおよび３８ｂから放出される磁界を小さくできる。

【0059】

環状配線３８は絶縁層３５により基板１０に支持される例を説明したが、環状配線３８は基板２０に支持されていてもよい。

【0060】

基板２０の下面に設けられる素子として弾性波素子を例に説明したが、素子は、キャパシタまたはインダクタ等の受動素子でもよく、トランジスタまたはダイオード等の能動素子でもよい。

【実施例2】

【0061】

実施例２では、弾性波デバイスとしてマルチプレクサを例に説明する。図１７は、実施例２に係るマルチプレクサの断面図である。図１７に示すように、基板１１上に基板２０ａおよび２０ｂが搭載されている。基板１１は、多層基板であり、積層された複数の絶縁層１１ａおよび１１ｂを備える。絶縁層１１ａおよび１１ｂは、例えばガラスエポキシ等の樹脂、またはＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）もしくはＨＴＣＣ（High Temperature Co-fired Ceramics）等のセラミックスである。絶縁層１１ａおよび１１ｂの上面にそれぞれ配線１４および１４ｂが設けられている。絶縁層１１ｂの下面に端子１８が設けられている。絶縁層１１ａおよび１１ｂを貫通するビア配線１６ａおよび１６ｂが設けられている。ビア配線１６ａは配線１４と１４ｂとを電気的に接続し、ビア配線１６ｂは配線１４ｂと端子１８とを電気的に接続する。配線１４、１４ｂ、ビア配線１６ａ、１６ｂおよび端子１８は例えば銅層、アルミニウム層または金層等の金属層である。

【0062】

基板２０ａの下面に弾性波共振器２２ａおよび配線２４ａが設けられている。基板２０ｂの下面に弾性波共振器２２ｂおよび配線２４ｂが設けられている。配線２４ａおよび２４ｂは例えば銅層、アルミニウム層または金層等の金属層である。基板１１の配線１４と配線２４ａおよび２４ｂとはバンプ２６を介し接合されている。バンプ２６ははんだバンプ、銅バンプまたは金バンプ等の金属バンプである。基板１１の上面と基板２０ａの下面、基板１１の上面と基板２０ｂの下面とは空隙２８を介し対向する。基板２０ａおよび２０ｂを囲むように封止部３０が設けられている。封止部３０は基板１１上に設けられた環状金属層３２に接合されている。基板２０および封止部３０上にリッド３４が設けられている。封止部３０およびリッド３４を覆うように保護膜３６が設けられている。封止部３０およびリッド３４は弾性波共振器２２ａおよび２２ｂを空隙２８に封止する。封止部３０は、はんだ等の金属または樹脂等の絶縁体である。リッド３４は、コバール板等の金属板または絶縁板である。保護膜３６は、ニッケル膜等の金属膜または絶縁膜である。

【0063】

バンプ２６を囲むように絶縁層３５が設けられている。絶縁層３５上に環状配線３８が設けられている。環状配線３８はバンプ２６を囲むように設けられている。

【0064】

図１８は、実施例２における基板２０ａおよび２０ｂの下面を上から透視した図である。図１８に示すように、基板２０ａの下面にフィルタ５０として弾性波共振器２２ａおよび配線２４ａが設けられている。弾性波共振器２２ａは、ＩＤＴ４２および反射器４１を有する弾性表面波共振器である。配線２４ａは弾性波共振器２２ａに接続されている。弾性波共振器２２ａは、直列共振器Ｓ１１からＳ１４および並列共振器Ｐ１１からＰ１３を含む。配線２４ａは、パッドＰａａ、ＰｔａおよびＰｇａを含む。パッドＰａａ、ＰｔａおよびＰｇａは、それぞれ共通端子Ａｎｔ、端子Ｔ１およびグランド端子Ｔｇにバンプ２６、配線１４、ビア配線１６ａ、配線１４ｂおよびビア配線１６ｂを介し電気的に接続される。

【0065】

基板２０ｂの下面にフィルタ５２として弾性波共振器２２ｂおよび配線２４ｂが設けられている。弾性波共振器２２ｂは、圧電薄膜共振器である。配線２４ｂは弾性波共振器２２ｂに接続されている。弾性波共振器２２ｂは、直列共振器Ｓ２１からＳ２３および並列共振器Ｐ２１およびＰ２２を含む。配線２４ｂは、パッドＰａｂ、ＰｒｂおよびＰｇｂを含む。パッドＰａｂ、ＰｒｂおよびＰｇｂは、それぞれ共通端子Ａｎｔ、端子Ｔ２およびグランド端子Ｔｇにバンプ２６、配線１４、ビア配線１６ａ、配線１４ｂおよびビア配線１６ｂを介し電気的に接続される。

【0066】

図１９（ａ）は、実施例２における環状配線３８付近の平面図、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示すように、バンプ２６を囲むように、基板１１上に絶縁層３５が設けられている。絶縁層３５上に環状配線３８が設けられている。環状配線３８は接地されている。絶縁層３５は基板２０ａの下面に支持され、絶縁層３５上に環状配線３８が設けられていてもよい。バンプ２６に電流７４が＋Ｚ方向に流れると、バンプ２６の周りに反時計回りに磁界７５が生成される。これにより、外部と干渉する可能性がある。実施例２では、環状配線３８に誘導電流が流れることにより、バンプ２６により発生した磁界を抑制することができる。特に、環状配線３８が鉄、ニッケルまたはコバルト等の磁性体金属の場合、磁束が環状配線３８内に集中し、環状配線３８外の磁束密度を小さくできる。

【0067】

［実施例２の変形例１］
図２０は、実施例２の変形例１における基板２０の下面を上から透視した図である。図２０に示すように、基板１１上に単一の基板２０が搭載されている。基板２０の下面にフィルタ５０と５２が設けられている。フィルタ５０の構成は実施例２と同じである。フィルタ５２として弾性波共振器２２ｂおよび配線２４ｂが設けられている。弾性波共振器２２ｂは、弾性表面波共振器である。配線２４ｂは弾性波共振器２２ｂに接続されている。弾性波共振器２２ｂは、共振器Ｒ１とＤＭＳ（Double Mode Surface Acoustic Wave)である多重モードフィルタＤＭＳ１およびＤＭＳ２を備えている。その他の構成は実施例２と同じであり説明を省略する。

【0068】

実施例２およびその変形例によれば、環状配線３８は、基板１１と２０とを接続するバンプ２６（金属層）を囲むように設けられ、接地されている。これにより、バンプ２６を流れる電流により生じる磁界が外に広がることを抑制できる。よって、外部と干渉することを抑制できる。基板１１の上面および基板２０の下面の少なくとも一方には、弾性波素子以外にキャパシタまたはインダクタ等の受動素子、トランジスタ等の能動素子、その他の電子素子が設けられていてもよい。

【0069】

環状配線３８は、鉄、コバルトまたはニッケル等の強磁性体を含む。これにより、磁束を環状配線３８内に閉じ込めることができる。

【0070】

バンプ２６と電気的に接続された弾性波素子が基板１１の上面または基板２０、２０ａおよび２０ｂの少なくとも一方に設けられていてもよい。これにより、バンプ２６を流れる電流が弾性波素子に影響することを抑制できる。

【0071】

基板２０の下面に設けられる素子は弾性波素子以外にもキャパシタまたはインダクタ等の受動素子でもよく、トランジスタまたはダイオード等の能動素子でもよい。

【0072】

実施例１および２における各フィルタの直列共振器および並列共振器の個数は適宜に設定できる。実施例２の変形例１のようにフィルタの少なくとも一部を多重モードフィルタとしてもよい。実施例１、２およびその変形例では、デュプレクサを例に説明したがマルチプレクサはトリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。基板１０と基板２０（または基板２０ａおよび２０ｂ）との間に環状の封止部が設けられていてもよい。

【0073】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0074】

１０、１１、２０、２０ａ、２０ｂ 基板
１２、２２、２２ａ、２２ｂ 弾性波共振器
１４、１４ａ、１４ｂ、２４、２４ａ、２４ｂ、 配線
２６ バンプ
２８ 空隙
３５、３５ａ、３５ｂ 絶縁層
３８、３８ａ－３８ｅ 環状配線
３９、３９ａ、３９ｂ 接続部
５０ 送信フィルタ
５２ 受信フィルタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】