弹性波装置及包含所述弹性波装置的模块 |
|||||||
| 申请号 | CN202310987525.8 | 申请日 | 2023-08-07 | 公开(公告)号 | CN117955452A | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
| 申请人 | 三安日本科技株式会社; | 发明人 | 古藤祐喜; 塩井伸一; | ||||
| 摘要 | 一种弹性波装置，包含压电 基板 与形成于所述压电基板上并构成带通 滤波器 的多个共振器，所述多个共振器中的至少一个是多级分割共振器，所述多级分割共振器 串联 地分割，并包括电 信号 最先输入的第一分割共振器、 电信号 最后输入的第二分割共振器，及设置在所述第一分割共振器与所述第二分割共振器间的第三分割共振器，所述第一分割共振器的共振 频率 与所述第二分割器的共振频率，比所述第三分割共振器的共振频率低。借此，能提供一种增加功率耐久性的弹性波装置。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种弹性波装置，包含压电基板与形成于所述压电基板上并构成带通滤波器的多个共振器，其特征在于：所述多个共振器中的至少一个是多级分割共振器，所述多级分割共振器被串联地分割，并包括电信号最先输入的第一分割共振器、电信号最后输入的第二分割共振器，及设置在所述第一分割共振器与所述第二分割共振器间的第三分割共振器，所述第一分割共振器的共振频率与所述第二分割器的共振频率，比所述第三分割共振器的共振频率低。 |
||||||
| 说明书全文 | 弹性波装置及包含所述弹性波装置的模块技术领域[0001] 本公开涉及一种弹性波装置及包含所述弹性波装置的模块。 背景技术[0002] 近年来随着技术的进步，以移动通信终端为代表的智能手机等，显著地小型化与轻量化。作为使用这些移动通信终端的弹性波装置，使用着可以小型化的弹性波装置。并且，在移动通信系统中，能同时收发信的通信系统急遽增长，且对双工器的需求也急遽增长。 [0003] 伴随着移动通信系统的变化，对于弹性波装置的要求规格也变得更加严格。换句话说，比现有的更小型的弹性波装置是必要的。然而，一旦弹性波装置小型化，SAW共振器就不得不小型化，导致功率耐久性(power durability)低落。 [0004] 根据施加的电压及频率，所述SAW共振器的电极反复承受着内部应力，且金属原子容易因为所述应力沿着晶界扩散移动，并且产生形成突起而引发短路或空隙造成的断线，及特性显著劣化的问题。这种现象被称为应力迁移(Stress Migration)。因此，伴随着弹性波装置的小型化，所述SAW共振器的电极的功率耐久性有必要被提升。 [0006] [发明欲解决之课题] [0007] 然而，在专利文献1记载的弹性波装置中，在分割成三个以上的串联分割共振器中，设置于内侧的所述分割共振器很难散热。因此，设置于内侧的分割共振器容易产生应力迁移，因此所述弹性波装置的功率耐久性不良。 [0008] 本公开中为解决上述问题，目的在于提供一种以提升功率耐久性为目标、且能抑制串联分割共振器的应力迁移、而能更加提升功率耐久性的弹性波装置与包含所述弹性波装置的模块。并且，提供一种耗电量少且环保性能优异的弹性波装置与包含所述弹性波装置的模块。 [0009] [用以解决课题的手段] [0010] 本公开的弹性波装置，包含压电基板与形成于所述压电基板上并构成带通滤波器的多个共振器，所述多个共振器中的至少一个是多级分割共振器，所述多级分割共振器被串联地分割，并包括电信号最先输入的第一分割共振器、电信号最后输入的第二分割共振器，及设置在所述第一分割共振器与所述第二分割共振器间的第三分割共振器，所述第一分割共振器的共振频率与所述第二分割器的共振频率，比所述第三分割共振器的共振频率低。 [0011] 本公开的一种形态，所述多级分割共振器的共振频率，位于所述带通滤波器的频带中的高频率侧。 [0012] 本公开的一种形态，所述第三分割共振器的电容值，比所述第一分割共振器的电容值与所述第二分割共振器的电容值大。 [0013] 本公开的一种形态，所述多级分割共振器包括设置在所述第一分割共振器与所述第三分割共振器间的第四分割共振器，和设置在所述第二分割共振器与所述第三分割共振器间的第五分割共振器，所述第三分割共振器、所述第四分割共振器，及所述第五分割共振器的共振频率，比所述第一分割共振器与所述第二分割共振器的共振频率还高。 [0014] 本发明的一种形态，所述第三分割共振器的共振频率，比所述第四分割共振器与所述第五分割共振器的共振频率还高。 [0015] 本公开的一种形态，所述第三分割共振器、所述第四分割共振器，及所述第五分割共振器的电容值，比所述第一分割共振器与所述第二分割共振器的电容值还大。 [0016] 本公开的一种形态，所述第三分割共振器的电容值，比所述第四分割共振器与所述第五分割共振器的电容值大。 [0017] 本公开的一种形态，所述压电基板是铌酸锂或钽酸锂的单晶形成的基板。 [0019] 本公开的一种形态，所述多个共振器包括构成梯型带通滤波器的多个串联共振器与多个并联共振器，所述多级分割共振器，是在所述多个串联共振器中电信号最先输入或第二顺位输入的串联共振器。 [0020] 本公开的一种形态，所述多个共振器具有双工器的功能。 [0021] 本公开的一种形态，包含所述弹性波装置的模块。 [0022] 发明效果 [0024] 图1是第一实施例的弹性波装置的剖面图。 [0025] 图2是第一实施例的弹性波装置的弹性波元件(共振器)的示意图。 [0026] 图3是第一实施例的弹性波装置的示意图。 [0027] 图4是第一实施例的第二串联共振器与第一比较例的共振器功率耐久性的示意图。 [0028] 图5是第一实施例的变形例与第二比较例的共振器的功率耐久性的示意图。在所述变形例中，所述第二串联共振器的五个分割共振器的电容值完全相同，并且，第三串联分割共振器D3的共振频率最高，接着是第四串联分割共振器D4与第五串联分割共振器D5的共振频率，而第一串联分割共振器D1与第二串联分割共振器D2的共振频率最低。 [0029] 图6是第一实施例的所述第二串联共振器与所述第一比较例的共振器的耗电量的示意图。 [0030] 图7是所述变形例的共振器与所述第二比较例的共振器的耗电量的示意图。 [0031] 图8是使用第一实施例的所述弹性波装置的模块的剖面图。 具体实施方式[0032] 以下将根据附图说明本发明的具体实施态样。需注意的是，各图中相同或相当的部分使用相同的标记。所述相同或相当的部分会适当地简化或省略说明。 [0033] (第一实施例) [0034] 图1是第一实施例的弹性波装置的剖面图。 [0036] 例如，所述布线基板23是由树脂形成的多层基板。例如，所述布线基板23是由多个介电层构成的低温共烧陶瓷(LTCC，Low Temperature Co‑fired Ceramics)多层基板等。 [0037] 数个所述外部连接端子24形成于所述布线基板23的下表面。 [0039] 多个所述凸块27分别形成于所述电极焊垫26的上表面。例如，所述凸块27为金凸块。例如，所述凸块27的高度为10μm～50μm。 [0040] 所述布线基板23与所述装置芯片25间形成空隙29。 [0041] 通过覆晶接合技术，所述装置芯片25借由所述凸块27安装于所述布线基板23。所述装置芯片25借由所述凸块27与所述电极焊垫26电连接。 [0042] 所述装置芯片25例如是表面弹性波装置芯片。所述装置芯片25包括以压电材料形成的压电基板。所述压电基板是钽酸锂、铌酸锂或水晶等压电单晶形成的基板。 [0043] 所述压电基板的厚度例如可以是100μm～300μm。在其他的示例中，所述压电基板是以压电陶瓷形成的基板。 [0044] 在又一示例中，所述装置芯片25是所述压电基板与支撑基板接合而成的基板。所述支撑基板例如是由蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃形成的基板。在这种情况下所述压电基板的厚度例如为0.3μm～5μm。 [0045] 所述压电基板上形成弹性波元件52。例如，所述装置芯片25的主面包括多个所述弹性波元件52，而形成发送用滤波器或接收用滤波器。 [0046] 根据其他的示例，所述装置芯片25的主面上形成包含发送用滤波器与接收用滤波器的双工器。 [0047] 所述发送用滤波器能让预期的频带的电信号通过。所述发送用滤波器例如是由数个串联共振器与数个并联共振器组成的梯型(ladder type)滤波器。 [0048] 所述接收用滤波器能让预期的频带的电信号通过。所述接收用滤波器例如是梯型滤波器。 [0050] 在所述密封部28为合成树脂的情况下，所述合成树脂例如为环氧树脂、聚酰亚胺等。较佳地，可以使用环氧树脂并通过低温硬化工艺形成所述密封部28。 [0051] 接着，借由图2说明形成于所述装置芯片25上的弹性波元件52。图2是第一实施例的弹性波装置的弹性波元件(共振器)的示意图。 [0052] 如图2所示，所述装置芯片25的主面形成IDT(Interdigital Transducer，叉指换能器)电极52a与一对反射器52b。所述IDT电极52a与所述反射器52b可激发弹性表面波(主要为SH波)。 [0054] 例如，所述IDT电极52a及所述反射器52b是由数个金属层层叠而成的层叠金属膜所形成。例如，所述IDT电极52a及所述反射器52b的厚度为150nm～450nm。 [0055] 所述IDT电极52a具有一对梳状电极52c。所述梳状电极52c彼此相对。每一个梳状电极52c具有数个电极指52d及汇流条52e。 [0056] 所述电极指52d沿纵向延伸。所述汇流条52e连接所述电极指52d。 [0057] 所述反射器52b的其中之一与所述IDT电极52a的一侧邻接。所述反射器52b的其中另一与所述IDT电极52a的另一侧邻接。 [0058] 接着，借由图3说明装置芯片25上形的发送滤波器的示例。图3是第一实施例的弹性波装置的示意图。 [0059] 如图3所示，所述装置芯片25上形成带通滤波器的发送滤波器30。所述发送滤波器30例如为多个串联共振器，并包含第一串联共振器S1与第二串联共振器S2。所述发送滤波器30例如为梯型滤波器，并包含多个包括第一并联共振器P1与第二并联共振器P2在内的并联共振器，以及输入焊垫IN、天线焊垫ANT与接地焊垫GND。 [0060] 所述第一串联共振器S1包含多个串联分割共振器。所述第二串联共振器S2包含多个串联分割共振器，也就是包括第一串联分割共振器D1、第二串联分割共振器D2、第三串联分割共振器D3、第四串联分割共振器D4，及第五串联分割共振器D5。 [0061] 所述第一串联分割共振器D1、所述第二串联分割共振器D2、所述第三串联分割共振器D3、所述第四串联分割共振器D4，及所述第五串联分割共振器D5可以包括IDT电极。 [0062] 在所述第二串联共振器S2的串联的分割共振器中，所述第一串联分割共振器D1是设置在从所述输入焊垫IN输入电信号时最先输入的位置的串联分割共振器。所述第一串联分割共振器D1的电容值与共振频率在频带(Band)7的发送滤波器中例如可以分别是2.54pF、2543.2MHz。 [0063] 在所述第二串联共振器S2的串联的分割共振器中，所述第二串联分割共振器D2是设置在从所述输入焊垫IN施加电信号时最后施加的位置的串联分割共振器。所述第二串联分割共振器D2的电容值与共振频率在频带(Band)7的发送滤波器中例如可以分别是2.54pF、2543.2MHz。 [0064] 在所述第二串联共振器S2的串联的分割共振器中，所述第三串联分割共振器D3是设置在所述第一串联分割共振器D1与所述第二串联分割共振器D2间的串联分割共振器。所述第三串联分割共振器D3的电容值与共振频率在频带(Band)7的发送滤波器中例如可以分别是2.61pF、2549.3MHz。 [0065] 在所述第二串联共振器S2的串联的分割共振器中，所述第四串联分割共振器D4是设置在所述第一串联分割共振器D1与所述第三串联分割共振器D3间的串联分割共振器。所述第四串联串联共振器D4的电容值与共振频率在频带(Band)7的发送滤波器中例如可以分别是2.56pF、2546.2MHz。 [0066] 在所述第二串联共振器S2的串联的分割共振器中，所述第五串联分割共振器D5是设置在所述第二串联分割共振器D2与所述第三串联分割共振器D3间的串联分割共振器。所述第五串联分割共振器D5的电容值与共振频率在频带(Band)7的发送滤波器中例如可以分别是2.56pF、2546.2MHz。 [0067] 所述输入焊垫IN、所述天线焊垫ANT，及所述接地焊垫GND分别设置于所述凸块27，并与形成于所述布线基板23上的电极焊垫26电连接。 [0068] 在此，包含所述分割共振器的共振器被施加电信号，并且因为激发而放热。一旦散热不足，会因为长期持续高温的状态而容易产生应力迁移的现象，并且容易造成共振器的损坏。所述共振器主要是通过布线而从所述凸块散热。并且，虽然可以通过所述压电基板散热，一般来说所述压电基板的热传导性较差而难以散热。 [0069] 在此，所述第一串联分割共振器D1与形成于所述输入焊垫IN的凸块27的距离以及所述第二串联分割共振器D2与形成于所述接地焊垫GND的凸块27的距离，分别比所述第三串联分割共振器D3与形成于所述输入焊垫IN的凸块27的距离和所述第三串联分割共振器D3与形成于所述接地焊垫GND的凸块27的距离小。因此，所述第一串联分割共振器D1与所述第二串联分割共振器D2，比所述第三串联分割共振器D3容易散热。 [0070] 换句话说，所述第三串联分割共振器D3比所述第一串联分割共振器D1与所述第二串联分割共振器D2更难散热，从散热的观点来看需要更高的功率耐久性。 [0071] 并且，所述第三串联分割共振器D3是设置在串联的分割共振器的中央。在所述第三串联分割共振器D3激发放热的时候，所述第一串联分割共振器D1与所述第二串联分割共振器D2也会激发放热。所述第三串联分割共振器D3被发热体包夹，并且能通过散热路径散热的散热量比所述第一串联分割共振器D1与所述第二串联分割共振器D2少。 [0072] 因此，在所述第二串联共振器S2的串联的分割共振器中，设置在中央的所述第三串联分割共振器D3，从散热的观点来看需要更高的功率耐久性。 [0073] 所述第四串联分割共振器D4在串联的分割共振器中是设置在所述第一串联分割共振器D1与所述第三串联分割共振器D3间。在所述第四分串联割共振器D4激发放热的时候，所述第一串联分割共振器D1与所述第三串联分割共振器D3也会激发放热。所述第四分串联割共振器D4被发热体包夹，并且能通过散热路径散热的散热量比所述第一串联分割共振器D1少，但比所述第三串联分割共振器D3更容易散热。 [0074] 因此，在所述第二串联共振器S2的串联的分割共振器中，所述第四串联分割共振器D4，从散热的观点来看，比所述第一串联分割共振器D1需要更高的功率耐久性，但不会比所述第三串联分割共振器D3需要更高的功率耐久性。 [0075] 所述第五串联分割共振器D5在串联的分割共振器中是设置在所述第二串联分割共振器D2与所述第三串联分割共振器D3间。在所述第五串联分割共振器D5激发放热的时候，所述第二串联分割共振器D2与所述第三串联分割共振器D3也会激发放热。所述第五串联分割共振器D5被发热体包夹，并且能通过散热路径散热的散热量比所述第二串联分割共振器D2少，但比所述第三串联分割共振器D3更容易散热。 [0076] 因此，在所述第二串联共振器S2的串联的分割共振器中，所述第五串联分割共振器D5，从散热的观点来看，比所述第二串联分割共振器D2需要更高的功率耐久性，但不会比所述第三串联分割共振器D3需要更高的功率耐久性。 [0077] 在此，一般而言共振器的电容值越大，所述IDT电极的位移量越小，功率耐久性越高。因此所述第三串联分割共振器D3，比所述第一串联分割共振器D1与所述第二串联分割共振器D2的电容值大。借此，能提高所述第二共振器S2的功率耐久性。 [0078] 并且，所述第四串联分割共振器D4与所述第五串联分割共振器D5的电容值，比所述第一串联分割共振器D1与所述第二串联分割共振器D2的电容值还大。借此，能提高所述第二串联共振器S2的功率耐久性。 [0079] 如此，设置在越中央而容易累积热的串联分割共振器，其电容值越大，而能减少位移量。相对地，设置于外侧的串联分割共振器，其电容值不得不减小，而让位移量变大，虽然功率耐久性下降，但借由限制共振器的尺寸，从共振器的整体来看功率耐久性是提高的。 [0080] 所述发送滤波器30的通带在频带(Band)7中例如可以是2500MHz～2570MHz。所述第一实施例中的所述第二串联共振器S2的共振频率是2543.2～2549.3Hz，在带通滤波器的发送滤波器30的频带中为高频率侧。 [0081] 在此，所述梯型滤波器的串联共振器的共振频率，在比所述通带的最高的频率2570MHz(系统频率)更高的高频侧中，越接近2570MHz越容易散热。 [0082] 因此，在所述第二串联共振器S2的串联的分割共振器中，最需要提升功率耐久性的第三串联分割共振器D3的共振频率为2549.3MHz，在所述第二串联共振器S2的串联的分割共振器中，例如散热最佳的所述第一串联分割共振器D1的共振频率为2543.2MHz。借此，能进一步提升所述第二串联共振器S2的功率耐久性。 [0083] 图4是第一实施例的第二串联共振器S2与第一比较例的串联共振器功率耐久性的示意图。实线显示第一实施例的第二串联共振器S2的功率耐久性。虚线显示第一比较例的串联共振器的功率耐久性。 [0084] 所述第一比较例的串联共振器中，包含五个电容值完全相同的分割共振器。 [0085] 在这里，功率耐久性是以表面声波耐久性值(SDV值)进行比较，所述SDV值是耗电量与电极指的位移量的乘积除以共振器的面积的数值。所述SDV值是SAW durability value，代表共振器在单位面积中承受的负载，数值越低功率耐久性越高。 [0086] 如图4所示，在第一实施例中所述第二串联共振器S2比所述第一比较例的串联共振器具有更优良的功率耐久性。 [0087] 图5是第一实施例的变形例与第二比较例的串联共振器的功率耐久性的示意图。在所述变形例中，所述第二串联共振器的五个串联分割共振器的电容值完全相同，并且，第三串联分割共振器D3的共振频率最高，接着是第四串联分割共振器D4与第五串联分割共振器D5的共振频率，而第一串联分割共振器D1与第二串联分割共振器D2的共振频率最低。实线显示所述第一实施例的变形例的功率耐久性。虚线显示所述第二比较例的串联共振器的功率耐久性。 [0088] 在所述第二比较例的串联共振器中，包含五个电容值与共振频率完全相同的串联分割共振器。 [0089] 如图5所示，所述变形例的第二串联共振器比所述第二比较例的串联共振器具有更优良的功率耐久性。 [0090] 图6是第一实施例的所述第二串联共振器S2与所述第一比较例的串联共振器的耗电量的示意图。实线显示第一实施例中所述第二串联共振器S2的耗电量。虚线显示所述第一比较例的串联共振器的耗电量。 [0091] 如图6所示，可以知道所述第一实施例中所述第二串联共振器S2比所述第一比较例的串联共振器的耗电量少，且环保性能优异。 [0092] 图7是所述变形例的第二串联共振器与所述第二比较例的串联共振器的耗电量的示意图。实线显示变形例的第二串联共振器的耗电量。虚线显示第二比较例的串联共振器的耗电量。 [0093] 如图7所示，所述变形例的第二串联共振器的耗电量比所述第二比较例的串联共振器的耗电量少，且环保性能优异。 [0094] 根据上述第一实施例，在串联的分割共振器中设有需要更高的功率耐久性的分割共振器，可以在不增加尺寸的情况下提升串联的分割共振器的功率耐久性。因此，能提供提升功率耐久性的弹性波装置。并且，能提供耗电量较少且环保性能优异的弹性波装置。 [0095] (第二实施例) [0096] 图8是使用第一实施例的所述弹性波装置的模块的剖面图。应当理解的是，与所述第一实施例相同或相当的部分使用相同的标记。所述相同或相当的部分将会省略说明。 [0097] 如图8所示，模块100包含布线基板130、数个外部连接端子131、集成电路组件IC、所述弹性波装置20、电感器111及密封部117。 [0098] 所述外部连接端子131形成于所述布线基板130的下表面。所述外部连接端子131安装于预定的移动通信终端的主板。 [0100] 所述弹性波装置20安装于所述布线基板130主面。 [0101] 所述电感器111安装于所述布线基板130的主面。为了达到阻抗匹配而设有电感器111。例如，所述电感器111可以是集成无源器件(Integrated Passive Device，IPD)。 [0102] 所述密封部117将包括所述弹性波装置20在内的数个电子零件密封。 [0103] 根据上述第二实施例，所述模块100包含所述弹性波装置20。因此，能提供包含增加机械强度的弹性波装置的模块。 [0104] 虽然以上描述了至少一个实施态样，应当理解的是，本领域技术人员能容易想到进行各种变化、修正或改进。上述变化、修正或改进旨在成为本公开的一部分，并且，属于本发明的范围。 [0105] 应当理解的是，这里所描述的方法或装置的实施态样，不仅限于以上说明所记载或附图中示出的构成组件的架构和排列。方法和装置能以其他实施态样安装，或以其他实施态样施行。 [0106] 所述实施例仅用于说明，并没有限定的意思。 [0107] 再者，此处所使用的描述或用词仅是为了说明，并没有限定的必要。这里的“包括”、“具备”、“具有”、“包含”及其变化的使用，具有包括之后列举的项目、其等同物和附加项目的意思。 [0108] “或(或者)”的用词，或任何使用“或(或者)”描述的用语，可解释为所述描述的用语中的其中一个、大于一个，或全部的意思。 [0109] 前、后、左、右、顶、底、上、下、纵，及横中的任一词系用于方便描述，并非限定本发明中任一构成组件的位置与空间配置。因此，上述说明与附图只是示例性的。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈