弹性表面波装置以及通信装置的制作方法

专利名称：弹性表面波装置以及通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种弹性表面波(Surface Acoustic Wave，以下简称作SAW)装置，特别是涉及一种被要求小型且耐高功率的通信装置的发送接收分频器(双工器)等所使用的弹性表面波装置。
背景技术：
近年来，弹性表面波滤波器广泛应用于各种通信装置中。
弹性表面波滤波器具有陡峭的滤波器特性，以及量产性优越等优点，因此，其特别适用于移动通信装置。
特别是，构成移动通信装置内部的双工器的滤波器，也使用弹性表面波滤波器来代替从以前一直使用的电介质滤波器。
但是，双工器中通过被功率放大器放大后的信号，因此在通信时被加载0.8～1.2W的高功率。
如果给弹性表面波滤波器的IDT(Inter Digital Transducer)电极加载高功率，则会在IDT电极产生大量的热，该热使得电极材料的迁移加速，因此导致IDT电极的耐功率性不足。
因此，由于以前一直所使用的弹性表面波滤波器中耐功率性不足，因此非常希望改善表面波滤波器的耐功率性。
另外，对于双工器来说，不但需要高耐功率化，还希望实现小型化。
以前，一般在陶瓷外壳的凹部中安装弹性表面波元件，通过引线焊接技术将弹性表面波元件的焊盘电极与陶瓷封装的端子部连接起来之后，通过盖帽等将该凹部气密封起来，通过这样来制作弹性表面波滤波器，也即所谓的封装式弹性表面波滤波器。
与此相对，近年来为了进一步小型化，积极运用CSP(Chip SizePackeage)技术，将弹性表面波元件倒装安装在电路基板上，即所谓的CSP类型弹性表面波滤波器是公知的。通过这样，能够将以前的封装类型中用于引线焊接法所需要的空间或高度降低。
但是，如果采用CSP类型，由于将压电基板的形成有IDT电极的一侧面，向着电路基板倒装安装，因此，很难实施用来将因加载高功率而在IDT电极中所产生的热散去的散热对策，其结果是，存在耐功率这一点不佳这一问题点。
这是由于，CSP类型弹性表面波装置中，无法从压电基板的弹性表面波元件的安装面侧，只经剖面面积微小的导体凸起，向电路基板侧散热，很难确保有效的散热路线。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种小型且耐功率性优异的CSP类型弹性表面波装置。
本发明的弹性表面波装置，具有压电基板、包含有的IDT电极与电极焊盘的滤波器元件，以及用来与上述压电基板的上述滤波器元件形成面(称作主面)相对安装的电路基板，在上述主面中，形成有包围上述滤波器元件的环状电极；上述电路基板的安装上述压电基板的面中，形成有与上述环状电极相连接的密封用环状导体；与上述电路基板的安装上述压电基板的面相反的面，或上述电路基板的任一个内层面中，设有散热导体；设有与上述密封用环状导体相连接、在上述电路基板中一直贯通到上述散热导体的位置上的贯通导体。
根据该弹性表面波装置，由滤波器元件的IDT电极所产生的热，能够扩散到包围该IDT电极而形成的环状电极中，同时，能够让该环状电极的热量经贯通导体传递给散热导体，从散热导体进行散热。
因此，即使是CSP类型弹性表面波装置，弹性表面波元件的IDT电极中所产生的热也能够高效地散热，其结果是，能够抑制IDT电极中的迁移(migration)的产生，提供一种耐功率性优异的弹性表面波装置。
作为优选方式，上述密封用环状导体、上述贯通导体或上述散热导体接地。由于上述密封用环状导体、上述贯通导体或上述散热导体形成为将滤波器元件包围起来，因此如果让其接地，就能够取得电磁屏蔽滤波器元件的效果。因此，能够降低与设置在通信装置中的其他部件或其他元件之间的电磁干扰。
如果上述环状电极为四方框状，其任一个或所有的边，与上述贯通导体相连接，就能够通过最短距离将IDT电极与环状电极连接起来(连接该IDT电极与环状电极的导体称作“导体图形”)，因此能够更加高效地进行散热。
如果上述滤波器元件在1片压电基板中形成有多个，上述环状电极将上述多个滤波器分别包围起来，环状电极就能够起到对各个滤波器的电磁屏蔽的作用，因此，能够消除各个滤波器之间的电磁耦合，抑制滤波器之间的干扰。
上述多个滤波器元件，例如由发送用滤波器元件与接收用滤波器元件构成。
尤其是，在构成双工器的发送用滤波器与接收用滤波器的情况下，被功率放大器所放大的发送信号有时会泄露到接收侧，如果发生了这样的泄露，就会对本来必须接收的信号产生妨碍，因此，必须避免滤波器之间的干扰。因此，在这些多个滤波器是发送用滤波器与接收用滤波器时，该弹性表面波装置能够很好地用作双工器。
另外，在上述多个滤波器例如是GSM(800MHz频带)用滤波器与DCS(1.9GHz频带)用滤波器时，该弹性表面波装置，与两个滤波器分别形成在不同的压电基板上的情况相比，能够更加小型化，并能够缩小在电路基板中的安装面积，因此是非常理想的。
在包围上述滤波器元件的环状电极之间相接合时，在多个滤波器中的发热量有差别的情况下，发热量多的滤波器，可以使用连接包围自身的环状电极与包围发热量少的滤波器的环状电极双方的贯通导体，进行散热，一侧能够实现散热性更好的构造。另外，与多个环状电极之间不接合的情况相比，通过接合能够缩小环状电极的设置面积，因此能够将弹性表面波装置小型化。另外，这种情况下各个滤波器也被电磁屏蔽，抑制了滤波器之间的干扰。
另外，在分别包围多个滤波器元件的环状电极的大小不同时，通过让包围发热量多的滤波器的环状电极较大，能够在发热量多的滤波器的周围设置更多贯通导体，因此能够有效地向电路基板侧散热。
在上述IDT电极中的至少1个，经电阻体与上述环状电极电连接时，IDT电极所产生的热，能够经电阻体散热到环状电极中，且由于能够让IDT电极的高频信号不会泄露，因此，能够不给IDT电极的特性以及通过它所构成的滤波器的特性带来影响，而良好地进行散热。
如果在IDT电极的弹性表面波传送方向的两侧设置反射器，且上述反射器与上述环状电极相连接，则被输入了高功率信号并发热的IDT电极的散热路线，不仅仅是导体凸起等连接部，还可以确保有设置在IDT电极的弹性表面波传送方向的两侧的反射器，因此，与以前的只从连接部进行散热的元件相比，能够有效地降低弹性表面波元件的温度。
所以，由于能够防止IDT电极温度变高，因此弹性表面波元件的频率特性也不会因温度变化而大幅变化。所以，本发明的弹性表面波装置耐功率性优秀，频率特性稳定，是一种可靠性高的装置。
在上述构成中，密封用环状电极为接地电极时，由于反射器与接地电极相连接，因此弹性表面波的反射效率很高，在将弹性表面波元件用作滤波器的情况下，能够提高通过带域外衰减量。
另外，本发明的通信装置，具有上述构成的本发明的弹性表面波装置，同时具有发送电路与接收电路中的至少1个。通过使用小型且可靠性高的弹性表面波元件，即使在使用大高功率信号的情况下，也能够非常可靠地得到所期望的滤波器特性。
本发明的上述或其他优点、特征及效果，通过下面对照附图所进行的实施方式的说明，能够更加明确。


图1为表示构成本发明的弹性表面波装置的压电基板的主面的俯视图。
图2为表示安装上述压电基板的电路基板的上表面的俯视图。
图3为本发明的弹性表面波装置沿着图1的A-A’线以及图2的B-B’线的剖视图。
图4为表示包围滤波器元件的环状电极互相接合起来的压电基板的主面的俯视图。
图5为表示包围滤波器元件的环状电极的大小互不相同的压电基板的主面的俯视图。
图6为表示安装上述压电基板的电路基板的上表面的俯视图。
图7为表示IDT电极经电阻体与环状电极电连接的压电基板的主面的俯视图。
图8为表示反射器经连接线与环状电极相连接的压电基板的主面的俯视图。
图9为说明本发明的弹性表面波装置中的输入信号的传送特性的频率依赖性的曲线图。
图10为表示反射器与环状电极相连接的连接线的面积增大了的压电基板的主面的俯视图。
具体实施例方式
下面对照附图，对本发明的弹性表面波装置进行详细说明。
图1为表示弹性表面波装置的压电基板的主面的俯视图，图2为表示安装上述压电基板的电路基板的上表面的俯视图，图3表示弹性表面波元件安装在电路基板上所构成的本发明的弹性表面波装置，为沿着图1的A-A’线以及图2的B-B’线的剖视图。
该实施方式所表示的是，使用两个梯子形弹性表面波元件构成双工器的例子。
弹性表面波装置，将作为用来产生弹性表面波的激励电极的IDT电极所形成的面(称作“主面”)，与电路基板11相向安装在其上面。
图1中，1为压电电极，2为压电基板1的主面中所形成的多个IDT电极，3为与上述IDT电极2电连接的用作输入输出端子的电极焊盘。4为包围上述多个IDT电极2以及多个电极焊盘3而形成的环状电极。通过它们构成弹性表面波元件。
弹性表面波元件形成有两个，分别构成发送用滤波器5与接收用滤波器6。另外，形成分别包围发送用滤波器5与接收用滤波器6的环状电极4。另外，该实施方式中，环状电极4形成为四角框状。构成发送用滤波器5的IDT电极2被输入高功率，在工作中发热。
另外，除了输入输出用电极焊盘3以及环状电极4之后，可以通过保护膜(图中未表示)等将IDT电极2覆盖起来。这种情况下，保护膜用来防止IDT电极2等的氧化，提高耐湿性，同时，防止异物等的附着所引起的各个电极之间以及各个电极内的短路，并调整频率，在上述电极形成之后，通过CVD法或蒸镀法等薄膜形成法来形成。采用SiO2膜、Si3N4膜、Si膜等。
图2中，11为电路基板，12为形成在电路基板11中的对应于电极焊盘3的贯通(via)导体，13为在电路基板11的上面对应于上述环状电极4而形成的密封用环状导体，14为在电路基板11的内部对应于上述环状电极4而形成的贯通导体，15为形成的电路基板11的下面的与贯通导体14相连接的散热导体。另外，该散热导体15有时候也形成在电路基板11的内部。
环状电极4如图3所示，经电路基板11的内部所形成的贯通导体14，与电路基板11的内部或下面所形成的散热导体15相连接。
贯通导体14用来将密封用环状导体13与散热导体15相连接，进行良好的散热。该贯通导体14的配置，在发热量多的IDT电极2的附近，将并联共振子与地连接起来的布线图形与环状电极4的交点部分，或者发热量多的IDT电极2的反射器与环状电极4电连接起来的情况下，在接近该连接部处，散热路线较短，散热效果增大，因此是很理想的。
另外，环状电极4以四角框状形成在压电基板1的周围，因此，能够利用其内侧的较大的面积，有效地设置IDT电极2与电极焊盘3。
另外，关于贯通电极14的粗细，如果到散热，则直径较大为好，但如果太粗，则作为电路基板11的绝缘材料的陶瓷，与金属所制成的贯通导体14之间因热膨胀系数差所引起的应力就变大，有时候会在贯通导体14的附近的绝缘层中产生裂痕等开裂，引起连接可靠性的低下。因此，这里贯通导体14的直径最好在50～200μm左右。
电路基板11的内部或下面所形成的散热导体15，与外部的电子电路相连接，将弹性表面波装置接地，同时，具有将随着IDT电极2的动作所产生的热良好地散热到弹性表面波装置的外部的功能。
这样的散热导体15，为了有效地让IDT电极2所产生的热量散到外部的电子电路中，最好位于能够通过最短路线与密封用环状导体13相连接的位置上。也即，最好通过贯通导体14将散热导体15与密封用环状导体13直线连接起来。
另外，由于散热导体15上将IDT电极2所产生的热散到外部的电子电路中的主要通路，因此，作为该接触面的散热导体15，最好在设计所运行的范围内让其较大。
通过这样，IDT电极2所产生的热，经环状电极4扩散，同时，能够从与该环状电极14相连接的密封用环状导体13、贯通导体14向散热导体15传热量，从散热导体15进行散热。
因此，即使是CSP类型弹性表面波装置，该弹性表面波元件的IDT电极2中所产生的热也能够良好地散热，其结果是，能够抑制IDT电极2中的迁移的产生，提供一种耐功率性优异的弹性表面波装置。
压电基板1的各个电极焊盘3，经由环状密封层22构成的导体凸起，与形成在电路基板11的上面的各个输入输出用贯通导体12相连接，同时，环状电极4与在电路基板11的上面对应于该环状电极4所形成的密封用环状导体13之间，使用例如焊锡等腊材料，在内侧环状密封从而相连接。
通过这样，能够在弹性表面波元件的动作面侧确保给定的空间，并保持该空间的气密封性，所以能够抑制外部环境的影响，让弹性表面波元件稳定工作，同时，能够长期稳定进行该工作，从而能够形成高可靠性的弹性表面波装置。通过在上述气密封空间中，进一步封入例如惰性气体的氮气等，能够有效地防止各个IDT电极2或各个电极重叠3、各个输入输出用贯通导体12的氧化等所引起的恶化，从而能够实现进一步的高可靠性。
另外，即使给压电基板1作用外力，该力也被环状电极4与密封用环状导体13所承受，能够防止对IDT电极2的动作带来不良影响，从而能够提供一种可靠性优异的弹性表面波装置。
另外，如该实施方式所述，通过多个IDT电极2与多个电极焊盘4，构成发送用滤波器5与接收用滤波器6。之后，环状电极4形成为将这些发送用滤波器5与接收用滤波器6分别包围起来。通过该构造，环状电极4能够起到对各个滤波器5、6的电磁屏蔽的作用，因此，能够让各个滤波器5、6不会发生电磁耦合，从而能够抑止滤波器5、6之间的干扰。
接下来，对上述弹性表面波装置的构成材料进行说明。
压电基板1，使用由压电材料所构成的基板。作为压电材料，例如有36°±3°Y切X输送方向的钽酸锂单晶体、42°±3°Y切X输送方向的钽酸锂单晶体、64°±3°Y切X输送方向的铌酸锂单晶体、41°±3°Y切X输送方向的铌酸锂单晶体、45°±3°X切Z输送方向的四硼酸锂单晶体，各自的电气机械结合系数都较大，且频率温度系数较小，因此非常适于使用。另外，压电基板1的厚度最好为0.1mm～0.5mm左右。如果厚度不足0.1mm，则压电基板1容易破裂，如果超过0.5mm，则零件尺寸过大，存在很难实现弹性表面波装置的小型化的倾向。
IDT电极2、电极焊盘3、环状电极4，可以使用Al、Al类合金、金、金合金、钽、钽合金，或这些材料所形成的一层基底膜，以及这些材料所形成的层与钛、铬等材料所形成的层之间的基底膜。成膜方法可以使用溅射法或电子束蒸镀法。成膜之后，旋涂上一层约0.5μm厚的光致抗蚀剂材料。之后，在步进曝光装置中形成所期望的电极图形，接下来，在显影装置中通过碱显影液来溶解不需要的部分的抗蚀剂，现出所期望的电极图形，之后，通过RLE(Reactive lon Etching)装置(Apparatus)进行电极蚀刻，得到所期望的电极图形的IDT电极2、电极焊盘3、环状电极4。
IDT电极2的电极指的对数为50～200，电极指的宽度为0.1～10.0μm，电极指的间隔为0.1～10μm，电极指的交叉宽度为10～80μm，IDT电极2的厚度为0.2～0.4μm，通过这样，能够得到作为共振器或滤波器的所期望的特性，是很理想的。
图3中，21为对电路基板11上所安装的弹性表面波元件进行密封的密封树脂。密封树脂21由环氧树脂或联苯树脂、聚酰亚胺树脂、混合有铝或氮化铝或氮化硅等填充剂作为固体成分的填充剂的树脂所构成。密封树脂21，具有用作保护安装在电路基板11上的弹性表面波元件不受外部环境或外力的影响的外装保护材料的功能。本例中，从压电基板1的另一个主面(图3中的上面)横跨到电路基板11的上面，形成了弹性表面波装置的外形。这样，电路基板11的上面所安装的压电基板1被密封树脂21所密封，通过这样，能够保护压电基板1以及电连接部不受机械冲击以及水分、药品等的影响，从而能够得到一种高可靠性的弹性表面波装置。
电路基板11通过层积两层绝缘层而制作出来。这些绝缘层，例如使用以铝为主要成分的陶瓷，或能够低温烧制的玻璃陶瓷，或以有机材料为主要成分的玻璃环氧树脂等。在使用陶瓷或玻璃陶瓷的情况下，将陶瓷等金属氧化物和有机黏合剂在有机溶剂等中匀质混炼所的料浆，成型为薄片状，从而制作出印刷电路基板，形成所期望的导体图形以及贯通导体图形之后，将这些印刷电路基板层积压接起来，通过这样形成为一体并烧制来进行制作。
电路基板11中，以密封用环状导体13以及输入输出用贯通导体12、贯通导体14、散热导体15等为代表，来形成所期望的图形的导体图形或贯通导体图形，通过对Au、Cu、Ag、Ag-Pd、W等金属导体实施丝网印刷或蒸镀、旋涂等成膜法与蚀刻的组合等来形成并制作。各个导体图形或各个贯通导体图形，如果需要与弹性表面波元件之间更好地粘合，最好在表面上实施Ni或Au等的镀膜。
连接电极焊盘3与输入输出用贯通导体12的导体凸起，通过焊锡或金等导体材料形成。在由焊锡形成的情况下，能够通过例如丝网印刷在电极焊盘3或输入输出用贯通导体12的端部涂布膏状焊锡之后，通过溶化该焊锡来形成导体凸起。另外，在通过金形成的情况下，能够例如将金线引线焊接到电极焊盘3或输入输出用贯通导体12的端部，通过将其切短，来形成导体凸起。在通过该导体凸起进行连接时，可以一边加载热或超声波一边进行压接，通过这样能够可靠地进行良好的连接。
接下来，图4中表示了本发明的弹性表面波装置的另一个实施方式。
图4为表示弹性表面波元件的压电基板的主面的俯视图。图4中给和图1相同的部分标注相同的符号。
本例中，分别包围发送用滤波器5与接收用滤波器6的环状电极4互相连在一起。
根据这样的构造，与上述实施方式相比，具有同样的散热性，能够让弹性表面波元件与弹性表面波装置进一步小型化。
接下来，图5、图6中表示了本发明的弹性表面波装置的另一个实施方式。
图5为表示与图1相同的弹性表面波元件的主面的俯视图。图6为表示与图2相同的安装该压电基板的电路基板的上面的俯视图。
在图5与图6中，给和图1、图2相同的部分标注相同的符号。
本例中，分别包围作为多个滤波器的发送用滤波器5与接收用滤波器6的环状电极4互相连在一起，同时，其大小不同。发送用滤波器5与接收用滤波器6，被同一个环状电极4的大小不同的两个环状部所分别包围。本例中，包围发送用滤波器5的环状部的大小(内侧的面积)，比包围接收用滤波器6的环状部的大小大(广)。
根据该构成，能够将直接加载高功率的发送用滤波器5的IDT电极2，设计成大电极，同时，能够在发热量相当大的发送用滤波器5的周围设置更多的贯通导体14，与环状电极4相连接，因此，能够抑制弹性表面波装置的大型化，并提高耐功率性。
接下来，图7为表示与图1相同的弹性表面波元件的压电基板的主面的俯视图。图7中给和图1相同的部分标注相同的符号。
本例中，作为多个滤波器的发送用滤波器5与接收用滤波器6被环状电极4分别包围，同时，各个IDT电极2中的连接有不和环状电极4直接连接的信号线的部分，经电阻体7与环状电极4电连接。该电阻体7可以通过例如硅或氧化钽、氧化铜等高阻抗的半导体形成。另外，还可以通过氮化钽等薄膜电阻形成。
该电阻体7，对输入给IDT电极2中的高频信号为高阻抗，因此，高频信号不会经该电阻体7泄露到环状电极4中。另外，对直流为低阻抗，因此变为导通状态，起到从IDT电极2向环状电极4的放热路线的作用，因此，能够让IDT电极2中所产生的热更有效的散热，从而能够进一步提高弹性表面波装置的耐功率性。
该电阻体7，可以与多个IDT电极2中的至少1个相连接，具体的说，可以与不和环状电极4直接连接的发热量最大的IDT电极2相连接。另外，既可以如本例所示经信号线与IDT电极2相连接，又可以与IDT电极2的汇流条直接连接。
接下来，对本发明的弹性表面波装置的另一个实施方式进行说明。
图8为表示与图1相同的弹性表面波元件的压电基板的主面的俯视图。图7中也给和图1相同的部分标注相同的符号。
图8中，3a为接地用焊盘电极，9为反射器，10为构成信号线的布线电极，16为反射器9与环状电极4的连接线。
如图8所示，在各个IDT电极2的弹性表面波的传送方向的两侧，设置反射器9。该反射器9通过连接线16与环状电极4相连接。
通过像这样在IDT电极2的弹性表面波的传送方向的两侧设置反射器9，该反射器9通过连接线16与环状电极4相连接，能够确保从输入高功率的信号并进行发热的IDT电极2出发的散热路线，经设置在IDT电极2的两侧的反射器9到达环状电极4。
因此，与只从输入输出焊盘电极3或接地用焊盘电极3a散热的情况相比，能够有效地降低弹性表面波元件的温度。其结果是，弹性表面波元件的耐功率性优越，成为一种可靠性高的弹性表面波元件。
另外，在进行IDT电极2、反射器9、连接线16以及环状电极4的图形形成工序中，如果让反射器9与环状电极4经连接线16相连接，则具有不需要新的连接用部件以及不需要复杂的工序的优点。
另外，如图8所示，输入输出用焊盘电极3设置在IDT电极2的附近，在Pt、Cu、Au、Al等高热传导率材料所制成的伪焊盘电极(图中未表示)不和IDT电极2相连接的状态下，设置在IDT电极2的附近。通过这样，能够增加进行发热的IDT电极2向外的散热路线的面积，进一步提高弹性表面波元件的散热性，成为一种可靠性高的元件。
上述伪焊盘电极可以图形形成为多边形、椭圆形等任意形状，在不和IDT电极2电连接的状态下，设置在IDT电极2的附近。伪焊盘电极可以在IDT电极2形成之后再形成，也可以在形成IDT电极2时使用与IDT电极2相同的材料，在同一工序中形成。
另外，在环状电极4接地时，反射器9也接地，因此能够进一步提高弹性表面波的反射效率。该机制目前还不明确，推测为以下所述的机制。也即，以前在反射器9中产生较小的电场，因此在反射弹性表面波时会产生相位偏差，其结果是，驻波因干扰而衰减，反射系数衰减到比设计值还低。但是，通过让反射器9与接地电极相连接，就会消除反射器9中所产生的电场的影响，能够抑制反射器9中的弹性表面波与反射器9中所产生的驻波之间的干扰。因此，反射系数高，对弹性表面波的反射效率高。所以，通过增加弹性表面波共振子中的反共振(anti-resonance)阻抗值，能够增加通过带域外衰减量。
图9为说明将本发明的弹性表面波装置用作滤波器的情况下的，输入信号的传送特性的频率依赖性的曲线图。图中横轴表示频率(MHz)，纵轴表示输入信号的衰减量(attenuation)(dB)。实线表示环状电极4作为接地电极并与反射器9相连接的情况下的传送特性，虚线表示反射器9不和接地的环状电极4相连接的情况下的传送特性。
如图9所示，可以确认，通过让反射器9与接地的环状电极4相连接，能够增加通过带域外衰减量。
如上所述，被输入高功率的信号并发热的IDT电极2的散热线路，并不仅仅是连接倒装的压电基板1的焊盘电极3、3a与电路基板11的贯通导体12的导体凸起，还可以设置经由设置在IDT电极2的弹性表面波的传送方向的两侧的反射器9、环状电极4以及密封用环状导体13的大面积路线。因此，能够更加有效地降低弹性表面波元件的温度，耐功率性优异，其结果是，能够得到一种小型且可靠性高的弹性表面波装置。
图10为表示本发明的弹性表面波装置的另一个实施方式的俯视图。
图10中，与图8的弹性表面波元件相比，与环状电极4相连接的连接线16宽度较宽。因此，被输入了高功率的信号并进行发热的IDT电极2的散热路线的面积变大，能够更加有效地对IDT电极2所产生的热进行散热，从而能够得到一种可靠性高的弹性表面波元件。
接下来，本发明的通信装置，至少具有设置了上述本发明的弹性表面波装置的接收电路，以及设置了上述本发明的弹性表面波装置的发送电路中的任一个。
通过在本发明的弹性表面波装置中装配电感、电容器等，能够得到带通滤波器，将该带通滤波器分别设置在接收电路与发送电路中，通过发送接收切换装置连接接收电路与发送电路，通过这样，能够得到本发明的通信装置。
根据本发明的通信装置，通过采用小型而耐功率优异且可靠性高的弹性表面波元件，即使在小型且使用高功率的信号的情况下，也能够得到所期望的滤波器特性。
另外，本发明并不仅限于以上实施方式，可以在不脱落本发明的要点的范围内进行各种变更。例如，上述实施方式的例子中，压电基板1的电极焊盘3与电路基板11的输入输出用贯通导体12的端部相连接，但也可以在电路基板11的上面形成对应于电极焊盘3的电极焊盘并与其相连接。
另外，电路基板11内，为了在发送用滤波器5与接收用滤波器6之间良好地绝缘，可以设置曲折的相位线路或电感以及电容所构成的匹配电路。通过这样，在天线端的接收用滤波器6的阻抗特性在发送频率带域中接近无穷大，能够防止发送信号流入到接收滤波器6中，因此绝缘特性很好。
接下来，对本发明的弹性表面波装置的实施例进行说明。
<实施例1>
压电基板使用38.7°Y切X方向传送的钽酸锂单晶体基板，其一侧主面上，形成有Al(占99％质量)-Cu(占1％质量)的Al合金所制成的IDT电极2的图形，与作为输入输出电极的电极焊盘的图形，以及将它们电连接起来的布线的图形以及环状电极。这些图形制作如下所述，通过溅射法形成Al合金薄膜之后，通过步进曝光装置与旋涂装置以及显影装置等进行光刻，之后，通过RIE(反应性离子蚀刻)装置等进行蚀刻，通过这样进行给定的各个图形成形。
首先，通过丙酮、IPA(异丙基酒精)等有机溶剂，对作为压电基板的钽酸锂晶片的进行超声波清洗，将有机成分洗净。接下来，通过干净的烘箱对基板进行充分干燥之后，进行IDT电极、电极焊盘、布线以及环状电极的形成。
这些形成中，使用溅射装置形成上述组成的Al-Cu薄膜之后，旋涂上厚约0.5μm的光致抗蚀剂，通过步进曝光装置进行所期望的各个图形的形成。接下来，在显影装置中通过碱显影液来溶解不需要的部分的光致抗蚀剂，现出所期望的各图形，之后，通过RLE装置进行Al-Cu薄膜的蚀刻，形成所期望的IDT电极、电极焊盘、布线以及环状电极。
之后，形成保护它们的保护膜。这里，通过溅射装置形成氧化硅膜，之后，通过光刻胶法来进行光致抗蚀剂的图形形成，通过RIE装置等进行对应于电极焊盘的输入输出电极用开口部与对应于环状电极的环状电极用开口部的蚀刻，形成保护膜图形。
接下来，通过光刻胶法来制作保护膜中的成膜在连接IDT电极与环状电极的电阻体上的那一部分的开口图形，通过RIE装置对该部分保护膜进行蚀刻之后，通过离提法制作电阻体。该电阻体使用添加有硼的硅，通过溅射法进行成膜。
另外，这里是独立对电阻体进行图形形成的，但也可以在通过硅等半导体薄膜形成保护膜自身，通过该膜来将IDT电极与环状电极电连接起来。这种情况下，可以省略重新图形形成制作电阻体的工序。
另外，在蚀刻IDT电极时，可以在IDT电极与环状电极之间残留非常薄的Al-Cu薄膜，在之后的通过使用氧等离子的抗蚀剂剥离工序或使用氧等离子的CVD(化学的气相沉积)法所进行的保护膜制作工序中，通过将残留的Al-Cu薄膜氧化，形成高电阻半导体CuAlO2，将其用作电阻体。
另外，这里通过单层的Al-Cu薄膜来形成IDT电极，但也可以将其作为基底膜，设置在Ti或Cu等基底层上，在基底层使用Ti或Cu的情况下，可以使用同样的处理，将残留的Ti或Cu薄层氧化，通过这样来形成氧化钛或氧化铜等高电阻半导体，因此，也可以将其用作电阻体。
接下来，沿着切割线切割压电基板，将各个弹性表面波元件的芯片分割开。之后，通过焊锡球将芯片的电极焊盘以及环状电极、电路基板上的输入输出用贯通导体以及密封用环状导体暂装上之后，经过回流焊工序将其分别接合起来，得到将IDT电极气密封起来的弹性表面波滤波器。
这里，通过层积多个绝缘层来制作电路基板。这些绝缘层中，例如使用以氧化铝为主要成分的陶瓷，或能够低温烧制的玻璃陶瓷，或以有机材料为主要成分的玻璃环氧树脂等。在使用陶瓷或玻璃陶瓷的情况下，制作陶瓷等的印刷电路基板，设置所期望的布线图形以及贯通导体之后，将这些印刷电路基板层积压接起来，通过这样形成为一体并烧制来进行制作。
关于如上所得到的本发明的弹性表面波装置，在50℃的环境温度下加载32dBm的功率的实验中，能够得到比以前的弹性表面波装置超过大约3小时的耐功率寿命。
根据以上的结果，本发明的弹性表面波装置，能够高效地释放IDT电极中所产生的热量，可以确认是一种耐功率性优秀的装置。
<实施例2>
接下来，对照图10对本发明的另一个实施例进行说明。
压电基板1使用36°Y切X传送方向的钽酸锂单晶体基板，其芯片尺寸为1.1mm×1.5mm。在压电基板1上，通过溅射法形成厚1800的由Al-Cu合金所形成的IDT电极2、输入输出用焊盘电极3、接地用焊盘电极4、反射器9、引出电极10、连接线16以及环状电极4，通过部件装置与旋涂装置以及显影装置等进行光刻胶，之后，通过RIE(反应性离子蚀刻)装置等进行蚀刻，形成给定的图形。
电路基板11使用基板大小为70mm×70mm，厚250μm的LTCC(LowTemperature Co-fired Ceramics低温同时烧制陶瓷)基板。
在电路基板11上，与弹性表面波元件的输入输出用焊盘电极3以及环状电极4相对应那样，形成约1μm厚由Ag所制成的贯通导体12与密封用环状导体13。
之后，在贯通导体12与密封用环状导体13上，通过预丝网印刷法涂布线宽约100μm厚约20μm的用来作为导体凸起以及环状密封层22的焊锡浆。
以电路基板11的贯通导体12与导体凸起以及密封用环状导体13与环状密封层22所形成的图形与压电基板1的输入输出用焊盘电极3与环状电极4的位置对应那样，将弹性表面波元件的功能面与电路基板11的上面(图形形成面)相向设置，在回流炉中在240℃下进行5分钟的回流熔化，并让焊锡硬化将两者接合起来。
另外，从压电基板1的另一侧主面的上部，通过填充法涂布环氧树脂所制成的密封树脂21，将电路基板11上的弹性表面波元件覆盖起来之后，在干燥炉中在150℃下加热5分钟使其硬化。最后，从电路基板11的内侧，在各个弹性表面波元件之间的分离位置上进行切割将其分离，形成弹性表面波装置。
通过以上的工序所形成的弹性表面波装置的大小为1.6mm×2.0mm，高为0.6mm。通过这样，能够制作使用本发明的弹性表面波装置的弹性表面波装置。
另外，为了对本发明的弹性表面波装置的散热性进行评价，通过使用有限元法的热分析，求出给使用弹性表面波元件的弹性表面波装置加载大信号功率时的弹性表面波装置的各个部位中的相对室温的上升温度。
将与使用上述实施例的弹性表面波元件的弹性表面波装置同一材料以及同一构成的、反射器9与环状电极4相连接的弹性表面波装置的热分析用模型，设为模型(a)。另外，为了与本发明进行比较，将反射器9不与环状电极4相连接的弹性表面波装置的热分析用模型，设为模型(b)。
另外，设两个模型中都存在外周的环状电极4，进行评价。
设分析条件为，压电基板1的厚度为0.25mm，各个材料的热传导率(W/m·k)分别是钽酸锂单晶体所构成的压电基板1为4.1，LTCC基板所构成的电路基板11为3.9，焊锡所构成的导体凸起以及环状密封层19为61，环氧树脂所构成的密封树脂21为0.5，Al-Cu合金所构成的IDT电极2、输入输出用焊盘电极3、接地用焊盘电极4、反射器9、引出电极10、连接线16以及环状电极4为236，Ag所构成的贯通导体为12，密封用环状导体13为150，密封在振动空间14内的空气为2.6×10-2。
分析方法是，在室温(25℃)的环境下，给某个弹性表面波装置输入0.4W的信号功率，模拟出在IDT电极2及其附近所产生的热量向弹性表面波装置内传递的环境中进行散热的状态，计算出IDT电极2及其附近的最大上升温度，以及从IDT电极2到外部环境之间的热传递过程中的热阻比。其结果如表1所示。
表1表1

从表1所示的结果可以得知，IDT电极2以及附近的最大上升温度，模型(a)为58.0℃，模型(b)为83.2℃，从IDT电极2到外部环境之间的热阻比，模型(a)为0.54，模型(b)为0.96。
如上所示，与表示弹性表面波装置的模型(b)相比，表示使用本发明的弹性表面波装置的弹性表面波装置的模型(a)中，IDT电极2以及附近的最大上升温度较低，且热阻比降低了大约60％。
根据以上结果可以得知，使用设置在IDT电极2附近的反射器9与环状电极4相连接的这种本发明的弹性表面波装置的弹性表面波装置，散热性较高。
如上所述，使用本发明的弹性表面波装置的弹性表面波装置散热性优异，因此即使在进行倒装晶片安装的情况下，耐功率性也很好，其结果是，能够得到一种小型且可靠性高的装置。
权利要求
1.一种弹性表面波装置，其特征在于具有包含有形成在压电基板的一侧主面上的IDT电极与电极焊盘的滤波器元件，以及用来与上述压电基板的形成有上述IDT电极与电极焊盘的面相对安装的电路基板；上述压电基板的形成有上述IDT电极与电极焊盘的面中，形成有包围上述滤波器元件的环状电极；上述电路基板的安装上述压电基板的面中，形成有与上述环状基板相连接的密封用环状导体；上述电路基板的与安装上述压电基板的面相反的面，或上述电路基板的任一个内层面中，设有散热导体；设有贯通导体，其与上述密封用环状导体相连接，在上述电路基板中，一直贯通到上述散热导体的位置上。
2.如权利要求1所述的弹性表面波元件，其特征在于上述密封用环状导体、上述贯通导体或上述散热导体接地。
3.如权利要求1所述的弹性表面波装置，其特征在于上述环状电极为四方框状，其任一个或所有的边，与上述贯通导体相连接。
4.如权利要求1所述的弹性表面波装置，其特征在于上述滤波器元件在1片压电基板中形成有多个，上述环状电极将上述多个滤波器分别包围起来。
5.如权利要求4所述的弹性表面波装置，其特征在于上述多个滤波器元件，由发送用滤波器元件与接收用滤波器元件构成。
6.如权利要求4所述的弹性表面波装置，其特征在于包围上述滤波器元件的环状电极之间相接合。
7.如权利要求4所述的弹性表面波装置，其特征在于包围上述滤波器元件的环状电极的大小，在各个滤波器元件中不同。
8.如权利要求1所述的弹性表面波装置，其特征在于上述IDT电极中的至少1个，经电阻体与上述环状电极电连接。
9.如权利要求1所述的弹性表面波装置，其特征在于上述压电基板中，在IDT电极的弹性表面波传送方向的两侧设置反射器，上述反射器与上述环状电极相连接。
10.一种通信装置，其特征在于安装有如权利要求1所述的弹性表面波装置，同时具有发送电路与接收电路中的至少一个。
全文摘要
在压电基板(1)的一侧主面中形成IDT电极(2)与电极焊盘(3)，并形成将它们包围的环状电极(4)。环状电极(4)，经形成在电路基板(11)内部的贯通导体(14)，与形成在电路基板(11)的下面的散热导体(15)相连接。通过这样，IDT电极(2)所产生的热，很容易经环状电极(4)、贯通导体(14)以及散热导体(15)向外部释放，抑制了热所带来的不良影响，从而能够提高弹性表面波装置的耐功率性。
文档编号H03H9/00GK1716769SQ20051007916
公开日2006年1月4日 申请日期2005年6月28日 优先权日2004年6月28日
发明者古贺亘, 生田贵纪, 船见雅之, 饭冈淳弘 申请人:京瓷株式会社