弾性波デバイス
【課題】 弾性波フィルタを含むチップが積層体に搭載され、樹脂により封止された弾性波デバイスにおいて、放熱性の改善を図ること。
【解決手段】 複数の層４０ａ〜４０ｃの主面が提供する配線形成のための複数の面１０１〜１０４を有する積層体と、積層体の表面である１０１面に実装されたチップ３０と、チップ３０を封止する樹脂部６０と、１０２面に形成され、弾性波フィルタを構成する共振器の少なくとも１つと電気的に接続されたインダクタの配線パターンＬ２と、１０２面に配線パターンＬ２の少なくとも一部（領域７０）に沿って形成されたグランドパターンＧＮＤと、１０１面及び１０２面と異なる１０４面に形成され、配線パターンＬ２及びグランドパターンＧＮＤと電気的に接続された外部端子４２と、を備えることを特徴とする弾性波デバイス。
【解決手段】 複数の層４０ａ〜４０ｃの主面が提供する配線形成のための複数の面１０１〜１０４を有する積層体と、積層体の表面である１０１面に実装されたチップ３０と、チップ３０を封止する樹脂部６０と、１０２面に形成され、弾性波フィルタを構成する共振器の少なくとも１つと電気的に接続されたインダクタの配線パターンＬ２と、１０２面に配線パターンＬ２の少なくとも一部（領域７０）に沿って形成されたグランドパターンＧＮＤと、１０１面及び１０２面と異なる１０４面に形成され、配線パターンＬ２及びグランドパターンＧＮＤと電気的に接続された外部端子４２と、を備えることを特徴とする弾性波デバイス。
【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】
携帯電話をはじめとする無線機器等のフィルタとして、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）やバルク波（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）等の弾性波を利用する弾性波フィルタを備えた弾性波デバイスが知られている。弾性波フィルタを含むチップは、例えば複数の層を有する積層体に、バンプ等を用いてフリップチップにより実装され、周囲を樹脂により封止されることでパッケージングされる。弾性波フィルタの各端子は、積層体内部に形成された配線パターンにより、チップが実装される面と反対側の面に設けられた外部端子と電気的に接続されている。弾性波デバイスにおいて発生した熱は、例えばチップが搭載される積層体に形成された放熱用の金属パターン等を介して放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１９６４０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
弾性波フィルタを含むチップが積層体に搭載され、樹脂により封止された弾性波デバイスでは、密着性向上の観点から、積層体と樹脂との接触部分に金属パターンを形成しないことが望ましい。このため、積層体表面において放熱用の金属パターンを形成可能なスペースは限定されている。一方で、積層体に形成されるインダクタ等の配線パターンは、細く長いほど熱抵抗が大きくなり、放熱性が悪化してしまう。このため、チップからの放熱を効果的に行うことができず、弾性波デバイスが高温となり、耐電力性が悪化してしまう場合がある。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みなされたものであり、弾性波フィルタを含むチップが積層体に搭載され、樹脂により封止された弾性波デバイスにおいて、放熱性の改善を図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、複数の層が積層されてなり、前記複数の層のそれぞれの主面が提供する配線形成のための複数の面を有する積層体と、弾性波フィルタを含み、前記積層体の表面である第１面に実装されたチップと、前記第１面に形成され、前記チップを封止する樹脂部と、前記第１面と異なる第２面に形成され、前記弾性波フィルタを構成する共振器の少なくとも１つと電気的に接続された配線パターンと、前記第２面に前記配線パターンの少なくとも一部に沿って、前記配線パターンと離間して形成されたグランドパターンと、前記第１面及び前記第２面と異なる第３面に形成され、前記配線パターン及び前記グランドパターンと電気的に接続された外部端子と、を備え、前記第２面に形成された前記配線パターンのうち、前記グランドパターンに最も近づいた領域は、前記グランドパターンと実質的に平行に形成され、前記配線パターン及び前記グランドパターンは、前記複数の面のうち前記第２面よりも前記第３面側に位置する面上において、互いに電気的に接続されていることを特徴とする弾性波デバイスである。
【０００７】
上記構成において、前記配線パターンが前記グランドパターンに最も近づいた領域における前記配線パターン及び前記グランドパターンの間隔は、前記第２面における配線パターン同士の最小間隔に等しい構成とすることができる。
【０００８】
上記構成において、前記弾性波フィルタは、複数の直列共振器及び複数の並列共振器がラダー状に接続されたラダーフィルタであり、前記配線パターンは、前記複数の並列共振器の少なくとも１つと電気的に接続されている構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記弾性波フィルタは、送信フィルタ及び受信フィルタが共通のアンテナ端子に接続された分波器における前記送信フィルタである構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記グランドパターンのうち前記配線パターンに沿って形成された領域は、前記第２面における前記配線パターンの外側に位置する構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記グランドパターンのうち前記配線パターンに沿って形成された領域は、前記第２面における前記配線パターンの外側及び内側に位置する構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記配線パターンのうち前記グランドパターンに沿って形成された領域は、前記第１面と前記第２面との間に形成されたビアと接続されている構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記弾性波フィルタを構成する前記共振器は、弾性表面波共振器である構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記弾性波フィルタを構成する前記共振器は、圧電薄膜共振器である構成とすることができる。
【００１５】
上記構成において、前記チップは、前記第１面にフリップチップにより搭載されている構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、弾性波フィルタを含むチップが積層体に搭載され、樹脂により封止された弾性波デバイスにおいて、放熱性の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスの構成を示す回路図である。
【図３】図３は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスの構成を示す断面模式図である。
【図４】図４は、比較例に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図（その１）である。
【図５】図５は、比較例に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図（その２）である。
【図６】図６は、実施例１に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図（その１）である。
【図７】図７は、実施例１に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図（その２）である。
【図８】図８は、実施例２に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図（その１）である。
【図９】図９は、実施例２に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図（その１）である。
【図１０】図１０は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスのＣＭＩ特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
最初に、比較例に係る弾性波デバイスについて説明する。
【００１９】
図１は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスの構成を示すブロック図である。当該弾性波デバイスは、共通のアンテナ端子Ａｎｔに接続された分波器（デュプレクサ）であり、アンテナ端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ１０が、アンテナ端子Ａｎｔと受信端子（Ｒｘ１、Ｒｘ２）との間に受信フィルタ２０がそれぞれ接続されている。上記の例では、送信側の端子は１入力、受信側の端子は２出力となっているが、デュプレクサの具体的形態はこれに限定されるものではない。
【００２０】
図２は、図１のデュプレクサにおける送信フィルタ部分の構成を示す回路図である。受信フィルタ部分の構成は省略されている。送信フィルタ１０は、送信端子Ｔｘとアンテナ端子Ａｎｔとの間に直列に接続された直列共振器Ｓ１〜Ｓ４と、それぞれの直列共振器の間に接続された並列共振器Ｐ１〜Ｐ３とを備える。並列共振器Ｐ１〜Ｐ３のうち、並列共振器Ｐ１の一端（直列共振器と接続された端子の反対側の端子）は、インダクタＬ１を介して接地されている。並列共振器Ｐ２及びＰ３の一端は共通化され、Ｌ１とは別のインダクタＬ２を介して接地されている。
【００２１】
図３は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスの構成を示す断面模式図である。図示するように、図１の送信フィルタ１０及び受信フィルタ２０を含むチップ３０が、複数の層（４０ａ〜４０ｃ）を有する積層体４０の表面に、バンプ５０を介してフリップチップにより実装されている。チップ３０の周囲は、樹脂部６０により封止されており、チップ３０は積層体４０及び樹脂部６０によりパッケージングされている。チップ３０には例えばタンタル酸リチウム（ＬＴ）基板を、積層体４０には例えばセラミック基板等の絶縁性基板を用いることができる。また、バンプ５０には例えばＡｕまたは半田等の金属バンプを、樹脂部６０には例えばエポキシ系樹脂をそれぞれ用いることができる。
【００２２】
積層体４０の裏面（チップ３０が実装された側と反対側の面）には、外部端子４２が形成されている。また、積層体４０の内部には、各層の表面に形成された配線パターン４４と、上下の配線パターン同士を接続するビア４６（本明細書において、ビアとは、ビアホールの内側に上下接続用の金属電極が形成された構造を指すものとする）が形成されている。また、積層体４０の表面（チップ３０の実装面）の配線パターン４４には、バンプ５０が接続されている。これにより、チップ３０内に形成された送信フィルタ１０及び受信フィルタ２０の各端子は、パッケージの外部端子４２と電気的に接続されている。外部端子４２、配線パターン４４、及びビア４６には、例えばＣｕまたはＡｕを材料として用いることができる。
【００２３】
ここで、積層体４０は、複数の層４０ａ〜４０ｃのそれぞれの主面が提供する、配線形成のための複数の面を有する。これらの複数の面のうち、チップ３０が実装される層４０ａのダイアタッチ面を１０１面と称し、以下同様に、層４０ａ及び層４０ｂの間を１０２面、層４０ｂ及び層４０ｃの間を１０３面、層４０ｃの外部に露出した主面を１０４面と称するものとする。１０４面は積層体４０の裏面であり、外部端子４２が形成された面である。なお、本実施例における積層体４０は、上記のように３つの層と４つの面を有する構成となっているが、積層体の層数はこれに限定されるものではない。
【００２４】
図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図である。図４（ａ）、図４（ｃ）、図５（ａ）、及び図５（ｃ）は、それぞれ１０１面、１０２面、１０３面、１０４面に対応する平面図であり、
図４（ｂ）、図４（ｄ）、及び図５（ｂ）は、上記の面間に形成されたビア４６の位置を示す図である。上記の図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｃ）はいずれも、積層体４０をチップ３０の側から透過して見た図である（以降の図においても同様）。
【００２５】
図４及び図５中の符号は、それぞれ図１及び図２で示したフィルタの回路図と対応しており、Ｔｘは送信端子Ｔｘへ、Ｒｘ１及びＲｘ２は受信端子（Ｒｘ１、Ｒｘ２）へ、Ａｎｔはアンテナ端子Ａｎｔへと繋がる配線パターンである。また、Ｌ１はインダクタＬ１、Ｌ２はインダクタＬ２の配線パターンであり、ＧＮＤは接地電位に接続されるグランドパターンである。また、図４（ａ）において、塗りつぶしの円（符号５２）で囲まれた領域は、バンプ５０の形成位置を示し、白抜きの円（符号５４）で囲まれた領域は、下の１０２面へと接続されるビアの形成位置を示す。以降の図においても、塗りつぶしの円は上方の面へと繋がるビアまたはバンプの形成位置を、白抜きの円は下方の面へと繋がるビアの形成位置をそれぞれ示すものとする。
【００２６】
図４（ａ）に示すように、ダイアタッチ面である１０１面の送信フィルタ１０側には、インダクタＬ１及びＬ２の配線パターンが形成されている。一般的に、インダクタのインダクタンス値は、配線パターンが細く長いほど大きくなる。当該弾性波デバイスでは、インダクタＬ２のインダクタンスはＬ１に比べて大きく、Ｌ２の配線パターンは１０１面上を引き回される形で、Ｌ１に比べて長く形成されている。
【００２７】
図４（ｃ）に示すように、１０２面上にはビア４６のそれぞれに対応する位置に、円状の配線パターンが形成されている。図５（ａ）に示すように、１０３面上には、送信フィルタ１０側から受信フィルタ２０側に至る広範囲にグランドパターンＧＮＤが形成されており、インダクタＬ１及びＬ２の配線パターンは、１０３面上において当該グランドパターンＧＮＤと接続されている。図５（ｃ）に示すように、積層体４０の裏面の１０４面には、送信フィルタ１０及び受信フィルタ２０の各端子（Ａｎｔ、Ｔｘ、Ｒｘ１、Ｒｘ２）並びにグランド端子ＧＮＤに対応する電極パッド（外部端子４２）が形成されている。
【００２８】
ここで、配線パターンの熱抵抗Ｒは、配線パターンの長さをＬ、断面積をＳ、熱伝導率をσとすると、Ｒ＝Ｌ／（σ・Ｓ）［℃／Ｗ］で表される。このため、配線パターンの長さＬが大きくなるほど、熱伝導が悪化して配線パターンが高温となり、耐電力性が低下してしまう結果となる。
【００２９】
比較例に係る弾性波デバイスでは、インダクタＬ１及びＬ２の配線パターンが、ダイアタッチ面である１０１面に形成されている。１０１面では、積層体４０と樹脂部６０との密着性向上の観点から、樹脂部６０との接触部分に配線パターンを形成しないことが望ましい。このため、１０１面上において配線パターンを形成可能なスペースは限定され、放熱用の配線パターンを形成する余裕がないため、インダクタンスの大きいインダクタＬ２の配線パターンが高温になりやすい。
【００３０】
比較例に係る弾性波デバイスにおいて、熱解析シミュレーションを行った結果について以下に説明する。シミュレーションの前提条件として、チップ３０の各バンプを１．０Ｗ／ｍ３の発熱体とし、積層体４０の裏面（１０４面）の各端子の温度及び周囲の気温を２５℃で固定した。バンプ５０にはＡｕバンプを用い、直径（φ）は９０μｍとした。積層体４０にはＢＴレジンを用い、厚さは各層４０μｍとした。配線パターン４４にはＣｕを用い、厚さは１６μｍとした。積層体４０中の配線パターン４４のレイアウトには、図４及び図５に示したものを用い、インダクタＬ２部分の長さは１．４ｍｍとした。その結果、長く引き回された１０１面のインダクタＬ２の端部（符号７２で示す領域）が、配線パターンの中で最も高温（＋１１０℃）となった。
【００３１】
以上のように、比較例に係る弾性波デバイスでは、配線パターンが長くなるインダクタ部分が高温となり、耐電力性が悪化してしまうという課題がある。このような現象は、弾性波フィルタを含むチップがフリップチップにより積層体に搭載され、樹脂により封止されることで、放熱用の配線パターンを形成する余裕が少ない弾性波デバイスにおいて特に顕著である。以下に説明する実施例では、上記のような弾性波デバイスにおける放熱性の改善を図るための構成について説明する。
【実施例１】
【００３２】
実施例１に係る弾性波デバイスの回路構成は図１及び図２と同様であり、実装の基本形態についても図３と同様であるため、それぞれ詳細な説明を省略する。実施例１に係る弾性波デバイスは、積層体４０における配線パターン４４のレイアウトが比較例と異なる。以下、この点について詳細に説明する。
【００３３】
図６（ａ）〜（ｄ）及び図７（ａ）〜（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図である。比較例と同様に、図６（ａ）は１０１面、図６（ｃ）は１０２面、図７（ａ）は１０３面、図７（ｃ）は１０４面のそれぞれに対応する平面図であり、その他の図は層間におけるビア４６の形成位置を示す平面図である。各配線パターンに付された符号の意味は、比較例と同様である。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、ダイアタッチ面である１０１面の送信フィルタ１０側には、送信端子Ｔｘ、アンテナ端子Ａｎｔ、並びにインダクタＬ１及びＬ２の配線パターンが形成されている。インダクタＬ２は、比較例（図４（ａ））のように長く引き回されてはおらず、送信フィルタ１０側における配線パターンの形成された領域は、比較例に比べて小さくなっている。
【００３５】
図６（ｃ）に示すように、１０１面の直下にある１０２面では、インダクタＬ２の配線パターンが長く引き回されている。これにより、比較例と同様に、インダクタＬ２のインダクタンス値を大きくすることができる。一方で、インダクタＬ１のインダクタンス値は、比較例と同様にＬ２に比べて小さく、Ｌ１の配線パターンも短く形成されるに留まっている。
【００３６】
また、１０２面の外周部には、上記の配線パターン（Ｔｘ、Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ａｎｔ、Ｌ１、Ｌ２）を囲むように、グランドパターンＧＮＤが形成されている。グランドパターンＧＮＤの一部は、符号７０で示す領域において、インダクタＬ２の配線パターンに沿って形成されている。そして、インダクタＬ２の配線パターンのうち、グランドパターンＧＮＤに最も近づいた領域７０は、当該グランドパターンＧＮＤと実質的に平行に形成されている。ここで、「実質的に平行」とは、インダクタＬ２からの熱を効率的にグランドパターンＧＮＤに逃がすことが可能な程度の傾きを指し、例えば完全に平行な状態から±３０°程度の傾きを許容することができる（以下の説明においても同じ）。さらに、当該領域７０におけるグランドパターンＧＮＤとインダクタＬ２の配線パターンとの間隔は、１０２面における配線パターンの最小間隔（最小ルール）となっている。これにより、グランドパターンＧＮＤは、インダクタＬ２で発生した熱を逃がすための配線パターンとして機能する。
【００３７】
図７（ａ）に示すように、１０３面上には送信フィルタ１０側から受信フィルタ２０側に至る広範囲にグランドパターンＧＮＤが形成されており、インダクタＬ１及びＬ２の配線パターンは、１０３面上において当該グランドパターンＧＮＤと接続されている。また、１０２面上のグランドパターンＧＮＤも、ビア４６を介して１０３面上のグランドパターンＧＮＤと接続されている。また、図７（ｃ）に示すように、積層体４０の裏面の１０４面には、送信フィルタ１０及び受信フィルタ２０の各端子（Ａｎｔ、Ｔｘ、Ｒｘ１、Ｒｘ２）並びにグランド端子ＧＮＤに対応する電極パッドが形成されている。
【００３８】
実施例１に係る弾性波デバイスにおいて、熱解析シミュレーションを行った結果について以下に説明する。積層体４０中の配線パターン４４のレイアウトは、図６及び図７に示したものを用いた。その他のシミュレーション条件は、比較例と同様とした。その結果、インダクタＬ２の端部（図６（ｃ）の符号７２で示す領域）が、配線パターンの中で最も高温（＋９５℃）となった。当該最高温度は、比較例と比べて小さい値となっている。
【００３９】
実施例１に係る弾性波デバイスによれば、インダクタンス値の大きいインダクタＬ２を形成する配線パターンが、ダイアタッチ面である１０１面（第１面）とは異なる１０２面（第２面）に形成されている。そして、インダクタＬ２の一部に沿ってグランドパターンＧＮＤが形成され、インダクタＬ２のうちグランドパターンＧＮＤに最も近づいた領域７０は、当該グランドパターンＧＮＤと実質的に平行に形成されている。以上の構成により、インダクタＬ２で発生した熱を、グランドパターンＧＮＤを介して外に逃すことができるため、ダイアタッチ面（第１面）に放熱用の配線パターンを形成する余裕が少ない場合であっても、弾性波デバイスの放熱性を改善することができる。また、領域７０におけるインダクタＬ２及びグランドパターンＧＮＤの間隔を、１０２面における配線パターン同士の最小間隔とすることで、弾性波デバイスの放熱性を更に改善することができる。
【００４０】
実施例１では、インダクタＬ２がグランドパターンＧＮＤに最も接近する領域７０における「実質的に平行」の意義を、±３０°程度の傾きを許容するものとして説明した。しかし、効率的に熱を逃がすという観点からは、インダクタＬ２とグランドパターンＧＮＤとが接近する領域を増やすために、領域７０における上記傾きをなるべく小さくすることが好ましい。従って、「実質的に平行」の文言が意味する傾きは、例えば±２０°以内、±１０°以内、±５°以内とすることができ、傾きの値が小さい方がより好ましい。また、領域７０におけるインダクタＬ２及びグランドパターンＧＮＤは、完全に平行（傾きが０°）であることが更に好ましい。
【００４１】
また、実施例１では、インダクタＬ２が形成された１０２面とは異なる面である１０４面（第３面）に、外部端子４２が形成されている。そして、上記のインダクタＬ２及びグランドパターンＧＮＤは、インダクタＬ２が形成された１０２面ではなく、１０１面、１０２面、及び１０４面とは異なる１０３面（第４面）において、互いに接続されている。このように、実施例１では、ダイアタッチ面（１０１面）、インダクタＬ２及び放熱用のグランドパターンＧＮＤが形成される面（１０２面）、並びにインダクタＬ２とグランドパターンＧＮＤとが接続される面（１０３面）がそれぞれ異なっている。これにより、大きいインダクタンスを有する配線パターンの形成と、当該配線パターンからの放熱性の改善とを両立させることができる。
【実施例２】
【００４２】
実施例２は、実施例１とは異なるレイアウトの配線パターンを用いた例である。実施例２に係る弾性波デバイスの回路構成は図１及び図２と同様であり、実装の基本形態についても図３と同様であるため、それぞれ詳細な説明を省略する。
【００４３】
図８（ａ）〜（ｄ）及び図９（ａ）〜（ｃ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図である。実施例１と同様に、図８（ａ）は１０１面、図８（ｃ）は１０２面、図８（ａ）は１０３面、図８（ｃ）は１０４面のそれぞれに対応する平面図であり、その他の図は層間のビア４６の形成位置を示す平面図である。各配線パターンに付された符号の意味は、実施例１と同様である。
【００４４】
図８（ｃ）に示すように、実施例２では、１０１面の直下にある１０２面において、周辺部だけではなく中央部を含む広範囲にグランドパターンＧＮＤが形成されている。これにより、インダクタＬ２は符号７０で示す領域に加え、符号７２及び７４で示す領域においても、グランドパターンＧＮＤに沿って形成されている。そして、インダクタＬ２の配線パターンのうち、グランドパターンＧＮＤに最も近づいた領域（７０、７２、７４）は、当該グランドパターンＧＮＤと実質的に平行に形成されている。なお、領域７４では、インダクタＬ２の配線パターンの端部の形状（円）に沿って、グランドパターンＧＮＤの一部が円弧状に凹んで形成されることで、インダクタＬ２及びグランドパターンＧＮＤが互いに平行となっている。さらに、それぞれの領域（７０、７２、７４）におけるグランドパターンＧＮＤとインダクタＬ２の配線パターンとの間隔は、１０２面における配線パターンの最小間隔となっている。
【００４５】
１０２面に形成されたインダクタＬ２及びグランドパターンＧＮＤは、直下の１０３面において互いに接続されている。１０２面以外の面における配線パターンのレイアウトは、実施例１と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００４６】
実施例２に係る弾性波デバイスにおいて、熱解析シミュレーションを行った結果について以下に説明する。積層体４０中の配線パターン４４のレイアウトは、図８及び図９に示したものを用いた。その他のシミュレーション条件は、比較例及び実施例１と同様とした。その結果、長く引き回された１０１面のインダクタＬ２の端部（図８（ｃ）の符号７２で示す領域）が、配線パターンの中で最も高温（＋８３℃）となった。当該最高温度は、比較例及び実施例１と比べて小さい値となっている。
【００４７】
実施例２に係る弾性波デバイスによれば、インダクタＬ２が形成された１０２面（第２面）において、放熱用のグランドパターンＧＮＤが外周部だけでなく中央部にも形成されている。その結果、グランドパターンＧＮＤのうちインダクタＬ２に沿って形成された領域は、インダクタＬ２の配線パターンの外側と内側の両方に位置している。これにより、放熱用のグランドパターンＧＮＤがインダクタＬ２に近接する領域が増加し、実施例１に比べて放熱性が更に改善されている。
【００４８】
また、実施例２では、インダクタＬ２のうちグランドパターンＧＮＤに沿って形成された領域７４に、１０２面と１０１面（ダイアタッチ面）とを接続するビアが形成されている。当該領域７４は、熱の供給源であるバンプ５０に最も近く、発熱量が大きい箇所である。従って、放熱用のグランドパターンＧＮＤを当該領域７４に沿って形成することで、放熱性を更に改善することができる。
【００４９】
また、実施例１及び２に係る弾性波デバイスによれば、送信端子及び受信端子間（Ｔｘ−Ｒｘ１及びＴｘ−Ｒｘ２）における信号の同相成分のアイソレーション（ＣＭＩ：Common Mode Isolation）を、比較例に比べて改善することができる。
【００５０】
図１０は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスのＣＭＩ特性を示すグラフである。グラフの横軸は周波数［ＭＨｚ］を、縦軸はＣＭＩ［ｄＢ］をそれぞれ示す。実施例１及び実施例２に係る弾性波デバイスのＣＭＩ特性は同等であり、グラフ中において実線で示されている。比較例に係る弾性波デバイスのＣＭＩ特性は点線で示されている。図示するように、実施例１及び２では、比較例に比べてＣＭＩ特性が約１ｄＢ改善されている。これは、積層体４０中のグランドパターンＧＮＤの量が比較例に比べて増加したことで、シールド効果により端子間の信号漏れが抑制されたためと考えられる。
【００５１】
実施例１〜２では、弾性波フィルタとして送信フィルタを例に説明したが、弾性波フィルタは送信フィルタ以外（例えば、受信フィルタ）のフィルタであってもよい。ただし、送信フィルタでは、比較的大きい電力が印加されることにより配線パターンの発熱が生じやすいため、実施例１〜２で説明した構成を採用するのに好適である。また、実施例１〜２では、弾性波フィルタとして図２に示すラダーフィルタを例に説明したが、ラダーフィルタの具体的構成はこれに限定されるものではない。例えば、並列共振器Ｐ１〜Ｐ３のそれぞれを別個のインダクタを介して接地する構成としてもよいし、並列共振器Ｐ１〜Ｐ３の一端を全て共通化した上でインダクタを介して接地する構成としてもよい。また、弾性波フィルタは共振器を含むフィルタであれば、これ以外の形態であってもよい。共振器としては、例えば弾性表面波を利用したＳＡＷ共振器や、バルク波を利用したＦＢＡＲ共振器を用いることができる。
【００５２】
また、実施例１〜２では、発熱量の大きい配線パターンとしてインダクタＬ２を例に説明したが、当該配線パターンはフィルタを構成する共振器の少なくとも１つと電気的に接続された配線パターンであれば、インダクタ以外であってもよい。また、実施例１〜２では、インダクタＬ２とグランドパターンＧＮＤとが、１０２面（インダクタＬ２が形成された第２面）と１０４面（外部端子４２が形成された第３面）の間の１０３面（上記第１面〜第３面とは異なる第４面）で接続されている。しかし、インダクタＬ２とグランドパターンＧＮＤとは、少なくとも上記第２面より第３面側の面において互いに電気的に接続されていればよく、例えば外部端子４２と同じ１０４面（第３面）上で互いに接続される構成であってもよい。
【００５３】
また、実施例１〜２では、チップ３０が積層体４０にフリップチップで実装された例について説明したが、チップ３０はこれ以外の方法で積層体４０に実装されていてもよい。ただし、フリップチップによる実装は、チップ３０からの熱の放出経路がバンプ５０を介した経路に限定されているため、実施例１〜２で説明した構成を採用するのに好適である。
【００５４】
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】
【００５５】
１０ 送信フィルタ
２０ 受信フィルタ
３０ チップ
４０ 積層体
４２ 外部端子
４４ 配線パターン
４６ ビア
５０ バンプ
６０ 樹脂部
Ａｎｔ アンテナ端子
Ｔｘ 送信端子
Ｒｘ１，Ｒｘ２ 受信端子
Ｌ１、Ｌ２ インダクタ
ＧＮＤ グランドパターン
【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】
携帯電話をはじめとする無線機器等のフィルタとして、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）やバルク波（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）等の弾性波を利用する弾性波フィルタを備えた弾性波デバイスが知られている。弾性波フィルタを含むチップは、例えば複数の層を有する積層体に、バンプ等を用いてフリップチップにより実装され、周囲を樹脂により封止されることでパッケージングされる。弾性波フィルタの各端子は、積層体内部に形成された配線パターンにより、チップが実装される面と反対側の面に設けられた外部端子と電気的に接続されている。弾性波デバイスにおいて発生した熱は、例えばチップが搭載される積層体に形成された放熱用の金属パターン等を介して放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１９６４０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
弾性波フィルタを含むチップが積層体に搭載され、樹脂により封止された弾性波デバイスでは、密着性向上の観点から、積層体と樹脂との接触部分に金属パターンを形成しないことが望ましい。このため、積層体表面において放熱用の金属パターンを形成可能なスペースは限定されている。一方で、積層体に形成されるインダクタ等の配線パターンは、細く長いほど熱抵抗が大きくなり、放熱性が悪化してしまう。このため、チップからの放熱を効果的に行うことができず、弾性波デバイスが高温となり、耐電力性が悪化してしまう場合がある。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みなされたものであり、弾性波フィルタを含むチップが積層体に搭載され、樹脂により封止された弾性波デバイスにおいて、放熱性の改善を図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、複数の層が積層されてなり、前記複数の層のそれぞれの主面が提供する配線形成のための複数の面を有する積層体と、弾性波フィルタを含み、前記積層体の表面である第１面に実装されたチップと、前記第１面に形成され、前記チップを封止する樹脂部と、前記第１面と異なる第２面に形成され、前記弾性波フィルタを構成する共振器の少なくとも１つと電気的に接続された配線パターンと、前記第２面に前記配線パターンの少なくとも一部に沿って、前記配線パターンと離間して形成されたグランドパターンと、前記第１面及び前記第２面と異なる第３面に形成され、前記配線パターン及び前記グランドパターンと電気的に接続された外部端子と、を備え、前記第２面に形成された前記配線パターンのうち、前記グランドパターンに最も近づいた領域は、前記グランドパターンと実質的に平行に形成され、前記配線パターン及び前記グランドパターンは、前記複数の面のうち前記第２面よりも前記第３面側に位置する面上において、互いに電気的に接続されていることを特徴とする弾性波デバイスである。
【０００７】
上記構成において、前記配線パターンが前記グランドパターンに最も近づいた領域における前記配線パターン及び前記グランドパターンの間隔は、前記第２面における配線パターン同士の最小間隔に等しい構成とすることができる。
【０００８】
上記構成において、前記弾性波フィルタは、複数の直列共振器及び複数の並列共振器がラダー状に接続されたラダーフィルタであり、前記配線パターンは、前記複数の並列共振器の少なくとも１つと電気的に接続されている構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記弾性波フィルタは、送信フィルタ及び受信フィルタが共通のアンテナ端子に接続された分波器における前記送信フィルタである構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記グランドパターンのうち前記配線パターンに沿って形成された領域は、前記第２面における前記配線パターンの外側に位置する構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記グランドパターンのうち前記配線パターンに沿って形成された領域は、前記第２面における前記配線パターンの外側及び内側に位置する構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記配線パターンのうち前記グランドパターンに沿って形成された領域は、前記第１面と前記第２面との間に形成されたビアと接続されている構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記弾性波フィルタを構成する前記共振器は、弾性表面波共振器である構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記弾性波フィルタを構成する前記共振器は、圧電薄膜共振器である構成とすることができる。
【００１５】
上記構成において、前記チップは、前記第１面にフリップチップにより搭載されている構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、弾性波フィルタを含むチップが積層体に搭載され、樹脂により封止された弾性波デバイスにおいて、放熱性の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスの構成を示す回路図である。
【図３】図３は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスの構成を示す断面模式図である。
【図４】図４は、比較例に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図（その１）である。
【図５】図５は、比較例に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図（その２）である。
【図６】図６は、実施例１に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図（その１）である。
【図７】図７は、実施例１に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図（その２）である。
【図８】図８は、実施例２に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図（その１）である。
【図９】図９は、実施例２に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図（その１）である。
【図１０】図１０は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスのＣＭＩ特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
最初に、比較例に係る弾性波デバイスについて説明する。
【００１９】
図１は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスの構成を示すブロック図である。当該弾性波デバイスは、共通のアンテナ端子Ａｎｔに接続された分波器（デュプレクサ）であり、アンテナ端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ１０が、アンテナ端子Ａｎｔと受信端子（Ｒｘ１、Ｒｘ２）との間に受信フィルタ２０がそれぞれ接続されている。上記の例では、送信側の端子は１入力、受信側の端子は２出力となっているが、デュプレクサの具体的形態はこれに限定されるものではない。
【００２０】
図２は、図１のデュプレクサにおける送信フィルタ部分の構成を示す回路図である。受信フィルタ部分の構成は省略されている。送信フィルタ１０は、送信端子Ｔｘとアンテナ端子Ａｎｔとの間に直列に接続された直列共振器Ｓ１〜Ｓ４と、それぞれの直列共振器の間に接続された並列共振器Ｐ１〜Ｐ３とを備える。並列共振器Ｐ１〜Ｐ３のうち、並列共振器Ｐ１の一端（直列共振器と接続された端子の反対側の端子）は、インダクタＬ１を介して接地されている。並列共振器Ｐ２及びＰ３の一端は共通化され、Ｌ１とは別のインダクタＬ２を介して接地されている。
【００２１】
図３は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスの構成を示す断面模式図である。図示するように、図１の送信フィルタ１０及び受信フィルタ２０を含むチップ３０が、複数の層（４０ａ〜４０ｃ）を有する積層体４０の表面に、バンプ５０を介してフリップチップにより実装されている。チップ３０の周囲は、樹脂部６０により封止されており、チップ３０は積層体４０及び樹脂部６０によりパッケージングされている。チップ３０には例えばタンタル酸リチウム（ＬＴ）基板を、積層体４０には例えばセラミック基板等の絶縁性基板を用いることができる。また、バンプ５０には例えばＡｕまたは半田等の金属バンプを、樹脂部６０には例えばエポキシ系樹脂をそれぞれ用いることができる。
【００２２】
積層体４０の裏面（チップ３０が実装された側と反対側の面）には、外部端子４２が形成されている。また、積層体４０の内部には、各層の表面に形成された配線パターン４４と、上下の配線パターン同士を接続するビア４６（本明細書において、ビアとは、ビアホールの内側に上下接続用の金属電極が形成された構造を指すものとする）が形成されている。また、積層体４０の表面（チップ３０の実装面）の配線パターン４４には、バンプ５０が接続されている。これにより、チップ３０内に形成された送信フィルタ１０及び受信フィルタ２０の各端子は、パッケージの外部端子４２と電気的に接続されている。外部端子４２、配線パターン４４、及びビア４６には、例えばＣｕまたはＡｕを材料として用いることができる。
【００２３】
ここで、積層体４０は、複数の層４０ａ〜４０ｃのそれぞれの主面が提供する、配線形成のための複数の面を有する。これらの複数の面のうち、チップ３０が実装される層４０ａのダイアタッチ面を１０１面と称し、以下同様に、層４０ａ及び層４０ｂの間を１０２面、層４０ｂ及び層４０ｃの間を１０３面、層４０ｃの外部に露出した主面を１０４面と称するものとする。１０４面は積層体４０の裏面であり、外部端子４２が形成された面である。なお、本実施例における積層体４０は、上記のように３つの層と４つの面を有する構成となっているが、積層体の層数はこれに限定されるものではない。
【００２４】
図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図である。図４（ａ）、図４（ｃ）、図５（ａ）、及び図５（ｃ）は、それぞれ１０１面、１０２面、１０３面、１０４面に対応する平面図であり、
図４（ｂ）、図４（ｄ）、及び図５（ｂ）は、上記の面間に形成されたビア４６の位置を示す図である。上記の図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｃ）はいずれも、積層体４０をチップ３０の側から透過して見た図である（以降の図においても同様）。
【００２５】
図４及び図５中の符号は、それぞれ図１及び図２で示したフィルタの回路図と対応しており、Ｔｘは送信端子Ｔｘへ、Ｒｘ１及びＲｘ２は受信端子（Ｒｘ１、Ｒｘ２）へ、Ａｎｔはアンテナ端子Ａｎｔへと繋がる配線パターンである。また、Ｌ１はインダクタＬ１、Ｌ２はインダクタＬ２の配線パターンであり、ＧＮＤは接地電位に接続されるグランドパターンである。また、図４（ａ）において、塗りつぶしの円（符号５２）で囲まれた領域は、バンプ５０の形成位置を示し、白抜きの円（符号５４）で囲まれた領域は、下の１０２面へと接続されるビアの形成位置を示す。以降の図においても、塗りつぶしの円は上方の面へと繋がるビアまたはバンプの形成位置を、白抜きの円は下方の面へと繋がるビアの形成位置をそれぞれ示すものとする。
【００２６】
図４（ａ）に示すように、ダイアタッチ面である１０１面の送信フィルタ１０側には、インダクタＬ１及びＬ２の配線パターンが形成されている。一般的に、インダクタのインダクタンス値は、配線パターンが細く長いほど大きくなる。当該弾性波デバイスでは、インダクタＬ２のインダクタンスはＬ１に比べて大きく、Ｌ２の配線パターンは１０１面上を引き回される形で、Ｌ１に比べて長く形成されている。
【００２７】
図４（ｃ）に示すように、１０２面上にはビア４６のそれぞれに対応する位置に、円状の配線パターンが形成されている。図５（ａ）に示すように、１０３面上には、送信フィルタ１０側から受信フィルタ２０側に至る広範囲にグランドパターンＧＮＤが形成されており、インダクタＬ１及びＬ２の配線パターンは、１０３面上において当該グランドパターンＧＮＤと接続されている。図５（ｃ）に示すように、積層体４０の裏面の１０４面には、送信フィルタ１０及び受信フィルタ２０の各端子（Ａｎｔ、Ｔｘ、Ｒｘ１、Ｒｘ２）並びにグランド端子ＧＮＤに対応する電極パッド（外部端子４２）が形成されている。
【００２８】
ここで、配線パターンの熱抵抗Ｒは、配線パターンの長さをＬ、断面積をＳ、熱伝導率をσとすると、Ｒ＝Ｌ／（σ・Ｓ）［℃／Ｗ］で表される。このため、配線パターンの長さＬが大きくなるほど、熱伝導が悪化して配線パターンが高温となり、耐電力性が低下してしまう結果となる。
【００２９】
比較例に係る弾性波デバイスでは、インダクタＬ１及びＬ２の配線パターンが、ダイアタッチ面である１０１面に形成されている。１０１面では、積層体４０と樹脂部６０との密着性向上の観点から、樹脂部６０との接触部分に配線パターンを形成しないことが望ましい。このため、１０１面上において配線パターンを形成可能なスペースは限定され、放熱用の配線パターンを形成する余裕がないため、インダクタンスの大きいインダクタＬ２の配線パターンが高温になりやすい。
【００３０】
比較例に係る弾性波デバイスにおいて、熱解析シミュレーションを行った結果について以下に説明する。シミュレーションの前提条件として、チップ３０の各バンプを１．０Ｗ／ｍ３の発熱体とし、積層体４０の裏面（１０４面）の各端子の温度及び周囲の気温を２５℃で固定した。バンプ５０にはＡｕバンプを用い、直径（φ）は９０μｍとした。積層体４０にはＢＴレジンを用い、厚さは各層４０μｍとした。配線パターン４４にはＣｕを用い、厚さは１６μｍとした。積層体４０中の配線パターン４４のレイアウトには、図４及び図５に示したものを用い、インダクタＬ２部分の長さは１．４ｍｍとした。その結果、長く引き回された１０１面のインダクタＬ２の端部（符号７２で示す領域）が、配線パターンの中で最も高温（＋１１０℃）となった。
【００３１】
以上のように、比較例に係る弾性波デバイスでは、配線パターンが長くなるインダクタ部分が高温となり、耐電力性が悪化してしまうという課題がある。このような現象は、弾性波フィルタを含むチップがフリップチップにより積層体に搭載され、樹脂により封止されることで、放熱用の配線パターンを形成する余裕が少ない弾性波デバイスにおいて特に顕著である。以下に説明する実施例では、上記のような弾性波デバイスにおける放熱性の改善を図るための構成について説明する。
【実施例１】
【００３２】
実施例１に係る弾性波デバイスの回路構成は図１及び図２と同様であり、実装の基本形態についても図３と同様であるため、それぞれ詳細な説明を省略する。実施例１に係る弾性波デバイスは、積層体４０における配線パターン４４のレイアウトが比較例と異なる。以下、この点について詳細に説明する。
【００３３】
図６（ａ）〜（ｄ）及び図７（ａ）〜（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図である。比較例と同様に、図６（ａ）は１０１面、図６（ｃ）は１０２面、図７（ａ）は１０３面、図７（ｃ）は１０４面のそれぞれに対応する平面図であり、その他の図は層間におけるビア４６の形成位置を示す平面図である。各配線パターンに付された符号の意味は、比較例と同様である。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、ダイアタッチ面である１０１面の送信フィルタ１０側には、送信端子Ｔｘ、アンテナ端子Ａｎｔ、並びにインダクタＬ１及びＬ２の配線パターンが形成されている。インダクタＬ２は、比較例（図４（ａ））のように長く引き回されてはおらず、送信フィルタ１０側における配線パターンの形成された領域は、比較例に比べて小さくなっている。
【００３５】
図６（ｃ）に示すように、１０１面の直下にある１０２面では、インダクタＬ２の配線パターンが長く引き回されている。これにより、比較例と同様に、インダクタＬ２のインダクタンス値を大きくすることができる。一方で、インダクタＬ１のインダクタンス値は、比較例と同様にＬ２に比べて小さく、Ｌ１の配線パターンも短く形成されるに留まっている。
【００３６】
また、１０２面の外周部には、上記の配線パターン（Ｔｘ、Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ａｎｔ、Ｌ１、Ｌ２）を囲むように、グランドパターンＧＮＤが形成されている。グランドパターンＧＮＤの一部は、符号７０で示す領域において、インダクタＬ２の配線パターンに沿って形成されている。そして、インダクタＬ２の配線パターンのうち、グランドパターンＧＮＤに最も近づいた領域７０は、当該グランドパターンＧＮＤと実質的に平行に形成されている。ここで、「実質的に平行」とは、インダクタＬ２からの熱を効率的にグランドパターンＧＮＤに逃がすことが可能な程度の傾きを指し、例えば完全に平行な状態から±３０°程度の傾きを許容することができる（以下の説明においても同じ）。さらに、当該領域７０におけるグランドパターンＧＮＤとインダクタＬ２の配線パターンとの間隔は、１０２面における配線パターンの最小間隔（最小ルール）となっている。これにより、グランドパターンＧＮＤは、インダクタＬ２で発生した熱を逃がすための配線パターンとして機能する。
【００３７】
図７（ａ）に示すように、１０３面上には送信フィルタ１０側から受信フィルタ２０側に至る広範囲にグランドパターンＧＮＤが形成されており、インダクタＬ１及びＬ２の配線パターンは、１０３面上において当該グランドパターンＧＮＤと接続されている。また、１０２面上のグランドパターンＧＮＤも、ビア４６を介して１０３面上のグランドパターンＧＮＤと接続されている。また、図７（ｃ）に示すように、積層体４０の裏面の１０４面には、送信フィルタ１０及び受信フィルタ２０の各端子（Ａｎｔ、Ｔｘ、Ｒｘ１、Ｒｘ２）並びにグランド端子ＧＮＤに対応する電極パッドが形成されている。
【００３８】
実施例１に係る弾性波デバイスにおいて、熱解析シミュレーションを行った結果について以下に説明する。積層体４０中の配線パターン４４のレイアウトは、図６及び図７に示したものを用いた。その他のシミュレーション条件は、比較例と同様とした。その結果、インダクタＬ２の端部（図６（ｃ）の符号７２で示す領域）が、配線パターンの中で最も高温（＋９５℃）となった。当該最高温度は、比較例と比べて小さい値となっている。
【００３９】
実施例１に係る弾性波デバイスによれば、インダクタンス値の大きいインダクタＬ２を形成する配線パターンが、ダイアタッチ面である１０１面（第１面）とは異なる１０２面（第２面）に形成されている。そして、インダクタＬ２の一部に沿ってグランドパターンＧＮＤが形成され、インダクタＬ２のうちグランドパターンＧＮＤに最も近づいた領域７０は、当該グランドパターンＧＮＤと実質的に平行に形成されている。以上の構成により、インダクタＬ２で発生した熱を、グランドパターンＧＮＤを介して外に逃すことができるため、ダイアタッチ面（第１面）に放熱用の配線パターンを形成する余裕が少ない場合であっても、弾性波デバイスの放熱性を改善することができる。また、領域７０におけるインダクタＬ２及びグランドパターンＧＮＤの間隔を、１０２面における配線パターン同士の最小間隔とすることで、弾性波デバイスの放熱性を更に改善することができる。
【００４０】
実施例１では、インダクタＬ２がグランドパターンＧＮＤに最も接近する領域７０における「実質的に平行」の意義を、±３０°程度の傾きを許容するものとして説明した。しかし、効率的に熱を逃がすという観点からは、インダクタＬ２とグランドパターンＧＮＤとが接近する領域を増やすために、領域７０における上記傾きをなるべく小さくすることが好ましい。従って、「実質的に平行」の文言が意味する傾きは、例えば±２０°以内、±１０°以内、±５°以内とすることができ、傾きの値が小さい方がより好ましい。また、領域７０におけるインダクタＬ２及びグランドパターンＧＮＤは、完全に平行（傾きが０°）であることが更に好ましい。
【００４１】
また、実施例１では、インダクタＬ２が形成された１０２面とは異なる面である１０４面（第３面）に、外部端子４２が形成されている。そして、上記のインダクタＬ２及びグランドパターンＧＮＤは、インダクタＬ２が形成された１０２面ではなく、１０１面、１０２面、及び１０４面とは異なる１０３面（第４面）において、互いに接続されている。このように、実施例１では、ダイアタッチ面（１０１面）、インダクタＬ２及び放熱用のグランドパターンＧＮＤが形成される面（１０２面）、並びにインダクタＬ２とグランドパターンＧＮＤとが接続される面（１０３面）がそれぞれ異なっている。これにより、大きいインダクタンスを有する配線パターンの形成と、当該配線パターンからの放熱性の改善とを両立させることができる。
【実施例２】
【００４２】
実施例２は、実施例１とは異なるレイアウトの配線パターンを用いた例である。実施例２に係る弾性波デバイスの回路構成は図１及び図２と同様であり、実装の基本形態についても図３と同様であるため、それぞれ詳細な説明を省略する。
【００４３】
図８（ａ）〜（ｄ）及び図９（ａ）〜（ｃ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの構成を示す平面図である。実施例１と同様に、図８（ａ）は１０１面、図８（ｃ）は１０２面、図８（ａ）は１０３面、図８（ｃ）は１０４面のそれぞれに対応する平面図であり、その他の図は層間のビア４６の形成位置を示す平面図である。各配線パターンに付された符号の意味は、実施例１と同様である。
【００４４】
図８（ｃ）に示すように、実施例２では、１０１面の直下にある１０２面において、周辺部だけではなく中央部を含む広範囲にグランドパターンＧＮＤが形成されている。これにより、インダクタＬ２は符号７０で示す領域に加え、符号７２及び７４で示す領域においても、グランドパターンＧＮＤに沿って形成されている。そして、インダクタＬ２の配線パターンのうち、グランドパターンＧＮＤに最も近づいた領域（７０、７２、７４）は、当該グランドパターンＧＮＤと実質的に平行に形成されている。なお、領域７４では、インダクタＬ２の配線パターンの端部の形状（円）に沿って、グランドパターンＧＮＤの一部が円弧状に凹んで形成されることで、インダクタＬ２及びグランドパターンＧＮＤが互いに平行となっている。さらに、それぞれの領域（７０、７２、７４）におけるグランドパターンＧＮＤとインダクタＬ２の配線パターンとの間隔は、１０２面における配線パターンの最小間隔となっている。
【００４５】
１０２面に形成されたインダクタＬ２及びグランドパターンＧＮＤは、直下の１０３面において互いに接続されている。１０２面以外の面における配線パターンのレイアウトは、実施例１と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００４６】
実施例２に係る弾性波デバイスにおいて、熱解析シミュレーションを行った結果について以下に説明する。積層体４０中の配線パターン４４のレイアウトは、図８及び図９に示したものを用いた。その他のシミュレーション条件は、比較例及び実施例１と同様とした。その結果、長く引き回された１０１面のインダクタＬ２の端部（図８（ｃ）の符号７２で示す領域）が、配線パターンの中で最も高温（＋８３℃）となった。当該最高温度は、比較例及び実施例１と比べて小さい値となっている。
【００４７】
実施例２に係る弾性波デバイスによれば、インダクタＬ２が形成された１０２面（第２面）において、放熱用のグランドパターンＧＮＤが外周部だけでなく中央部にも形成されている。その結果、グランドパターンＧＮＤのうちインダクタＬ２に沿って形成された領域は、インダクタＬ２の配線パターンの外側と内側の両方に位置している。これにより、放熱用のグランドパターンＧＮＤがインダクタＬ２に近接する領域が増加し、実施例１に比べて放熱性が更に改善されている。
【００４８】
また、実施例２では、インダクタＬ２のうちグランドパターンＧＮＤに沿って形成された領域７４に、１０２面と１０１面（ダイアタッチ面）とを接続するビアが形成されている。当該領域７４は、熱の供給源であるバンプ５０に最も近く、発熱量が大きい箇所である。従って、放熱用のグランドパターンＧＮＤを当該領域７４に沿って形成することで、放熱性を更に改善することができる。
【００４９】
また、実施例１及び２に係る弾性波デバイスによれば、送信端子及び受信端子間（Ｔｘ−Ｒｘ１及びＴｘ−Ｒｘ２）における信号の同相成分のアイソレーション（ＣＭＩ：Common Mode Isolation）を、比較例に比べて改善することができる。
【００５０】
図１０は、比較例及び実施例１〜２に係る弾性波デバイスのＣＭＩ特性を示すグラフである。グラフの横軸は周波数［ＭＨｚ］を、縦軸はＣＭＩ［ｄＢ］をそれぞれ示す。実施例１及び実施例２に係る弾性波デバイスのＣＭＩ特性は同等であり、グラフ中において実線で示されている。比較例に係る弾性波デバイスのＣＭＩ特性は点線で示されている。図示するように、実施例１及び２では、比較例に比べてＣＭＩ特性が約１ｄＢ改善されている。これは、積層体４０中のグランドパターンＧＮＤの量が比較例に比べて増加したことで、シールド効果により端子間の信号漏れが抑制されたためと考えられる。
【００５１】
実施例１〜２では、弾性波フィルタとして送信フィルタを例に説明したが、弾性波フィルタは送信フィルタ以外（例えば、受信フィルタ）のフィルタであってもよい。ただし、送信フィルタでは、比較的大きい電力が印加されることにより配線パターンの発熱が生じやすいため、実施例１〜２で説明した構成を採用するのに好適である。また、実施例１〜２では、弾性波フィルタとして図２に示すラダーフィルタを例に説明したが、ラダーフィルタの具体的構成はこれに限定されるものではない。例えば、並列共振器Ｐ１〜Ｐ３のそれぞれを別個のインダクタを介して接地する構成としてもよいし、並列共振器Ｐ１〜Ｐ３の一端を全て共通化した上でインダクタを介して接地する構成としてもよい。また、弾性波フィルタは共振器を含むフィルタであれば、これ以外の形態であってもよい。共振器としては、例えば弾性表面波を利用したＳＡＷ共振器や、バルク波を利用したＦＢＡＲ共振器を用いることができる。
【００５２】
また、実施例１〜２では、発熱量の大きい配線パターンとしてインダクタＬ２を例に説明したが、当該配線パターンはフィルタを構成する共振器の少なくとも１つと電気的に接続された配線パターンであれば、インダクタ以外であってもよい。また、実施例１〜２では、インダクタＬ２とグランドパターンＧＮＤとが、１０２面（インダクタＬ２が形成された第２面）と１０４面（外部端子４２が形成された第３面）の間の１０３面（上記第１面〜第３面とは異なる第４面）で接続されている。しかし、インダクタＬ２とグランドパターンＧＮＤとは、少なくとも上記第２面より第３面側の面において互いに電気的に接続されていればよく、例えば外部端子４２と同じ１０４面（第３面）上で互いに接続される構成であってもよい。
【００５３】
また、実施例１〜２では、チップ３０が積層体４０にフリップチップで実装された例について説明したが、チップ３０はこれ以外の方法で積層体４０に実装されていてもよい。ただし、フリップチップによる実装は、チップ３０からの熱の放出経路がバンプ５０を介した経路に限定されているため、実施例１〜２で説明した構成を採用するのに好適である。
【００５４】
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】
【００５５】
１０ 送信フィルタ
２０ 受信フィルタ
３０ チップ
４０ 積層体
４２ 外部端子
４４ 配線パターン
４６ ビア
５０ バンプ
６０ 樹脂部
Ａｎｔ アンテナ端子
Ｔｘ 送信端子
Ｒｘ１，Ｒｘ２ 受信端子
Ｌ１、Ｌ２ インダクタ
ＧＮＤ グランドパターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の層が積層されてなり、前記複数の層のそれぞれの主面が提供する配線形成のための複数の面を有する積層体と、
弾性波フィルタを含み、前記積層体の表面である第１面に実装されたチップと、
前記第１面に形成され、前記チップを封止する樹脂部と、
前記第１面と異なる第２面に形成され、前記弾性波フィルタを構成する共振器の少なくとも１つと電気的に接続された配線パターンと、
前記第２面に前記配線パターンの少なくとも一部に沿って、前記配線パターンと離間して形成されたグランドパターンと、
前記第１面及び前記第２面と異なる第３面に形成され、前記配線パターン及び前記グランドパターンと電気的に接続された外部端子と、を備え、
前記第２面に形成された前記配線パターンのうち、前記グランドパターンに最も近づいた領域は、前記グランドパターンと実質的に平行に形成され、
前記配線パターン及び前記グランドパターンは、前記複数の面のうち前記第２面よりも前記第３面側に位置する面上において、互いに電気的に接続されていることを特徴とする弾性波デバイス。
【請求項２】
前記配線パターンが前記グランドパターンに最も近づいた領域における前記配線パターン及び前記グランドパターンの間隔は、前記第２面における配線パターン同士の最小間隔に等しいことを特徴とする請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記弾性波フィルタは、複数の直列共振器及び複数の並列共振器がラダー状に接続されたラダーフィルタであり、前記配線パターンは、前記複数の並列共振器の少なくとも１つと電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記弾性波フィルタは、送信フィルタ及び受信フィルタが共通のアンテナ端子に接続された分波器における前記送信フィルタであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記グランドパターンのうち前記配線パターンに沿って形成された領域は、前記第２面における前記配線パターンの外側に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記グランドパターンのうち前記配線パターンに沿って形成された領域は、前記第２面における前記配線パターンの外側及び内側に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
前記配線パターンのうち前記グランドパターンに沿って形成された領域は、前記第１面と前記第２面との間に形成されたビアと接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記弾性波フィルタを構成する前記共振器は、弾性表面波共振器であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項９】
前記弾性波フィルタを構成する前記共振器は、圧電薄膜共振器であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項１０】
前記チップは、前記第１面にフリップチップにより搭載されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項１】
複数の層が積層されてなり、前記複数の層のそれぞれの主面が提供する配線形成のための複数の面を有する積層体と、
弾性波フィルタを含み、前記積層体の表面である第１面に実装されたチップと、
前記第１面に形成され、前記チップを封止する樹脂部と、
前記第１面と異なる第２面に形成され、前記弾性波フィルタを構成する共振器の少なくとも１つと電気的に接続された配線パターンと、
前記第２面に前記配線パターンの少なくとも一部に沿って、前記配線パターンと離間して形成されたグランドパターンと、
前記第１面及び前記第２面と異なる第３面に形成され、前記配線パターン及び前記グランドパターンと電気的に接続された外部端子と、を備え、
前記第２面に形成された前記配線パターンのうち、前記グランドパターンに最も近づいた領域は、前記グランドパターンと実質的に平行に形成され、
前記配線パターン及び前記グランドパターンは、前記複数の面のうち前記第２面よりも前記第３面側に位置する面上において、互いに電気的に接続されていることを特徴とする弾性波デバイス。
【請求項２】
前記配線パターンが前記グランドパターンに最も近づいた領域における前記配線パターン及び前記グランドパターンの間隔は、前記第２面における配線パターン同士の最小間隔に等しいことを特徴とする請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記弾性波フィルタは、複数の直列共振器及び複数の並列共振器がラダー状に接続されたラダーフィルタであり、前記配線パターンは、前記複数の並列共振器の少なくとも１つと電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記弾性波フィルタは、送信フィルタ及び受信フィルタが共通のアンテナ端子に接続された分波器における前記送信フィルタであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記グランドパターンのうち前記配線パターンに沿って形成された領域は、前記第２面における前記配線パターンの外側に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記グランドパターンのうち前記配線パターンに沿って形成された領域は、前記第２面における前記配線パターンの外側及び内側に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
前記配線パターンのうち前記グランドパターンに沿って形成された領域は、前記第１面と前記第２面との間に形成されたビアと接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記弾性波フィルタを構成する前記共振器は、弾性表面波共振器であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項９】
前記弾性波フィルタを構成する前記共振器は、圧電薄膜共振器であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【請求項１０】
前記チップは、前記第１面にフリップチップにより搭載されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９８８０４（Ｐ２０１３−９８８０４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０６７０（Ｐ２０１１−２４０６７０）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
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