(57)【要約】      （修正有）【課題】動作時にＳＡＷデバイスにおいて発生する熱を、できる限り迅速かつ効率的に除去し、当該デバイスの動作パラメータが許容量を超えてシフトする温度まで当該デバイスが加熱しないようにする。【解決手段】弾性波デバイスは、第２材料層２８に接合された圧電材料層を含み、第２材料層は当該圧電材料層よりも高い熱伝導度を有する材料を含む層状基板１２と、当該圧電材料層の表面上に配置されたインターディジタルトランスデューサ電極１４と、当該圧電材料層上に配置されて当該インターディジタルトランスデューサ電極に電気的に接触するコンタクトパッド３２と、当該第２材料層上に配置された外部ボンドパッド３４と、当該層状基板を貫通して当該コンタクトパッドと当該外部ボンドパッドとの間に電気的接触を与える導電性ビア３０とを含む。【選択図】図２
2020031428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性波デバイスであって、
第２材料層に接合された圧電材料層を含む層状基板であって、前記第２材料層は前記圧電材料層よりも高い熱伝導度を有する材料を含む層状基板と、
前記圧電材料層の表面に配置されたインターディジタルトランスデューサ電極と、
前記圧電材料層上に配置されて前記インターディジタルトランスデューサ電極に電気的に接触するコンタクトパッドと、
前記第２材料層上に配置された外部ボンドパッドと、
前記層状基板を貫通して前記コンタクトパッドと外部ボンドパッドとの間に電気的な接触を与える導電性ビアと
を含む、弾性波デバイス。
【請求項２】
前記第２材料層は誘電材料を含む、請求項１の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記第２材料層はスピネルを含む、請求項２の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記第２材料層はシリコンを含む、請求項２の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記インターディジタルトランスデューサ電極の上方に、誘電材料を含む複数の壁及び一のキャップによって画定されたキャビティをさらに含む、請求項１の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記圧電材料層を前記第２材料層に接合する接合層をさらに含む、請求項１の弾性波デバイス。
【請求項７】
前記接合層は二酸化ケイ素を含む、請求項６の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記第２材料層は、約５０μｍから約１５０μｍの厚さを有する、請求項１の弾性波デバイス。
【請求項９】
前記圧電材料層は、約０．３μｍから約２０μｍの厚さを有する、請求項１の弾性波デバイス。
【請求項１０】
弾性表面波共振器として構成される請求項１の弾性波デバイス。
【請求項１１】
請求項１０の弾性表面波共振器を含む無線周波数フィルタ。
【請求項１２】
請求項１１の無線周波数フィルタを含む電子機器モジュール。
【請求項１３】
請求項１２の電子機器モジュールを含む電子デバイス。
【請求項１４】
無線周波数フィルタであって、
少なくとも一つの弾性波デバイスを含み、
前記少なくとも一つの弾性波デバイスは、
第２材料層に接合された圧電材料層を含む層状基板であって、前記第２材料層は前記圧電材料層よりも高い熱伝導度を有する材料を含む層状基板と、
前記圧電材料層の表面に配置されたインターディジタルトランスデューサ電極と、
前記圧電材料層上に配置されて前記インターディジタルトランスデューサ電極に電気的に接触するコンタクトパッドと、
前記第２材料層上に配置された外部ボンドパッドと、
前記層状基板を貫通して前記コンタクトパッドと外部ボンドパッドとの間に電気的な接触を与える導電性ビアと
を含む、無線周波数フィルタ。
【請求項１５】
電子機器モジュールであって、
少なくとも一つの弾性波デバイスを含む少なくとも一つの無線周波数フィルタを含み、
前記少なくとも一つの弾性波デバイスは、
第２材料層に接合された圧電材料層を含む層状基板であって、前記第２材料層は前記圧電材料層よりも高い熱伝導度を有する材料を含む層状基板と、
前記圧電材料層の表面に配置されたインターディジタルトランスデューサ電極と、
前記圧電材料層上に配置されて前記インターディジタルトランスデューサ電極に電気的に接触するコンタクトパッドと、
前記第２材料層上に配置された外部ボンドパッドと、
前記層状基板を貫通して前記コンタクトパッドと外部ボンドパッドとの間に電気的な接触を与える導電性ビアと
を含む、電子機器モジュール。
【請求項１６】
弾性波デバイスであって、
第２材料層に接合された圧電材料層を含む層状基板であって、前記第２材料層は前記圧電材料層よりも高い熱伝導度を有する材料を含む層状基板と、
前記圧電材料層の表面に配置されたインターディジタルトランスデューサ電極と、
前記圧電材料層上に配置されて前記インターディジタルトランスデューサ電極に電気的に接触するコンタクトパッドと、
前記インターディジタルトランスデューサ電極の上方に、誘電材料を含む複数の壁及び一のキャップによって画定されたキャビティと、
前記キャップ上において前記キャップの前記キャビティから反対側に配置された外部ボンドパッドと、
前記キャップを貫通して前記コンタクトパッドと外部ボンドパッドとの間に電気的な接触を与える導電性ビアと
を含む、弾性波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、弾性波デバイス、及びそのための熱放散構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波デバイス、例えば弾性表面波（ＳＡＷ）及びバルク弾性波（ＢＡＷ）デバイスを、無線周波数電子システムにおけるフィルタのコンポーネントとして利用することができる。例えば、携帯電話機の無線周波数フロントエンドにおけるフィルタは、弾性波フィルタを含み得る。２つの弾性波フィルタをデュプレクサとして配列することができる。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の一側面によれば、弾性波デバイスが与えられる。弾性波デバイスは、第２材料層に接合された圧電材料層を含む層状基板であって、当該第２材料層は当該圧電材料層よりも高い熱伝導度を有する材料を含む層状基板と、当該圧電材料層の表面上に配置されたインターディジタルトランスデューサ電極と、当該圧電材料層上に配置されて当該インターディジタルトランスデューサ電極に電気的に接触するコンタクトパッドと、当該第２材料層上に配置された外部ボンドパッドと、当該層状基板を貫通して当該コンタクトパッドと当該外部ボンドパッドとの間に電気的接触を与える導電性ビアとを含む。
【０００４】
いくつかの実施形態において、第２材料層は誘電材料を含む。第２材料層はスピネルを含んでよい。第２材料層はシリコンを含んでよい。
【０００５】
いくつかの実施形態において、弾性波デバイスはさらに、インターディジタルトランスデューサ電極の上方に、誘電材料を含む複数の壁及び一のキャップによって画定されたキャビティを含む。
【０００６】
いくつかの実施形態において、弾性波デバイスはさらに、圧電材料層を第２材料層に接合する接合層を含む。接合層は二酸化ケイ素を含んでよい。
【０００７】
いくつかの実施形態において、第２材料層は、約５０μｍから約１５０μｍの厚さを有する。
【０００８】
いくつかの実施形態において、圧電材料層は、約０．３μｍから約２０μｍの厚さを有する。
【０００９】
いくつかの実施形態において、弾性波デバイスは、弾性表面波共振器として構成される。
【００１０】
いくつかの実施形態において、無線周波数フィルタが、当該弾性表面波共振器を含む。電子機器モジュールが、当該無線周波数フィルタを含んでよい。電子デバイスが、当該電子機器モジュールを含んでよい。
【００１１】
他側面によれば、無線周波数フィルタが与えられる。無線周波数フィルタは、少なくとも一つの弾性波デバイスを含む。少なくとも一つの弾性波デバイスは、第２材料層に接合された圧電材料層を含む層状基板であって、当該第２材料層は当該圧電材料層よりも高い熱伝導度を有する材料を含む層状基板と、当該圧電材料層の表面上に配置されたインターディジタルトランスデューサ電極と、当該圧電材料層上に配置されて当該インターディジタルトランスデューサ電極に電気的に接触するコンタクトパッドと、当該第２材料層上に配置された外部ボンドパッドと、当該層状基板を貫通して当該コンタクトパッドと当該外部ボンドパッドとの間に電気的接触を与える導電性ビアとを含む。
【００１２】
他側面によれば、電子機器モジュールが与えられる。電子機器モジュールは、少なくとも一つの弾性波デバイスを含む少なくとも一つの無線周波数フィルタを含む。少なくとも一つの弾性波デバイスは、第２材料層に接合された圧電材料層を含む層状基板であって、当該第２材料層は当該圧電材料層よりも高い熱伝導度を有する材料を含む層状基板と、当該圧電材料層の表面上に配置されたインターディジタルトランスデューサ電極と、当該圧電材料層上に配置されて当該インターディジタルトランスデューサ電極に電気的に接触するコンタクトパッドと、当該第２材料層上に配置された外部ボンドパッドと、当該層状基板を貫通して当該コンタクトパッドと当該外部ボンドパッドとの間に電気的接触を与える導電性ビアとを含む。
【００１３】
他側面によれば、弾性波デバイスが与えられる。弾性波デバイスは、第２材料層に接合された圧電材料層を含む層状基板であって、当該第２材料層は当該圧電材料層よりも高い熱伝導度を有する材料を含む層状基板と、当該圧電材料層の表面上に配置されたインターディジタルトランスデューサ電極と、当該圧電材料層上に配置されて当該インターディジタルトランスデューサ電極に電気的に接触するコンタクトパッドと、当該インターディジタルトランスデューサ電極の上方に、誘電材料を含む複数の壁及び一のキャップによって画定されたキャビティと、当該キャップ上において当該キャップの当該キャビティから反対側に配置された外部ボンドパッドと、当該キャップを貫通して当該コンタクトパッドと当該外部ボンドパッドとの間に電気的接触を与える導電性ビアとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本開示の複数の実施形態が、添付図面を参照する非限定的な例を介して以下に記載される。
【００１５】
【図１Ａ】弾性表面波共振器の一例の簡単な平面図である。
【図１Ｂ】弾性表面波共振器の他例の簡単な平面図である。
【図１Ｃ】弾性表面波共振器の他例の簡単な平面図である。
【図２】パッケージ状弾性表面波デバイスの一実施形態の断面図である。
【図３】パッケージ状弾性表面波デバイスの他実施形態の断面図である。
【図４】パッケージ状弾性表面波デバイスの他実施形態の断面図である。
【図５】パッケージ状弾性表面波デバイスの他実施形態の断面図である。
【図６】パッケージ状弾性表面波デバイスの他実施形態の断面図である。
【図７】パッケージ状弾性表面波デバイスの他実施形態の断面図である。
【図８】パッケージ状弾性表面波デバイスの他実施形態の断面図である。
【図９】多層圧電基板の一例の断面図である。
【図１０】本開示の側面に係る一つ以上の弾性表面波素子を含み得るフィルタモジュールの一例のブロック図である。
【図１１】本開示の側面に係る一つ以上のフィルタモジュールを含み得るフロントエンドモジュールの一例のブロック図である。
【図１２】図１１のフロントエンドモジュールを含む無線デバイスの一例のブロック図である。
【図１３Ａ】一のシミュレーションされたパッケージ状弾性表面波デバイスであって、当該デバイスからの熱放散のシミュレーションを生成するべく使用されたパッケージ状弾性表面波デバイスの詳細を示す。
【図１３Ｂ】図１３Ａのシミュレーションされたパッケージ状弾性表面波デバイスのさらなる詳細を示す。
【図１３Ｃ】図１３Ａのシミュレーションされたパッケージ状弾性表面波デバイスのさらなる詳細を示す。
【図１４Ａ】他のシミュレーションされたパッケージ状弾性表面波デバイスであって、当該デバイスからの熱放散のシミュレーションを生成するべく使用されたパッケージ状弾性表面波デバイスの詳細を示す。
【図１４Ｂ】図１４Ａのシミュレーションされたパッケージ状弾性表面波デバイスのさらなる詳細を示す。
【図１４Ｃ】図１４Ａのシミュレーションされたパッケージ状弾性表面波デバイスのさらなる詳細を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
所定の実施形態の以下の説明は、特定の実施形態の様々な記載を表す。しかしながら、ここに記載のイノベーションは、例えば特許請求の範囲によって画定され及びカバーされる多数の異なる態様で具体化することができる。本記載において、同じ参照番号が同一の又は機能的に類似の要素を示し得る図面が参照される。理解されることだが、図面に示される要素は必ずしも縮尺どおりではない。さらに理解されることだが、所定の実施形態は、図面に示されるよりも多くの要素を含んでよく、及び／又は図面に示される要素の部分集合を含んでよい。さらに、いくつかの実施形態は、２つ以上の図面からの特徴のいずれかの適切な組み合わせを組み入れてよい。
【００１７】
図１Ａは、ＳＡＷフィルタ、デュプレクサ、バラン等において使用され得るような弾性表面波（ＳＡＷ）共振器１０の平面図である。
【００１８】
弾性波共振器１０は、圧電基板、例えばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）又はニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）基板１２から形成され、インターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極１４及び反射器電極１６を含む。使用時、ＩＤＴ電極１４は、圧電基板１２の表面沿いに波長λを有する主要弾性波を励振する。反射器電極１６はＩＤＴ電極１４を挟み、主要弾性波を、ＩＤＴ電極１４を往復して通るように反射する。デバイスの主要弾性波は、ＩＤＴ電極の長さ方向に直交するように進行する。
【００１９】
ＩＤＴ電極１４は、第１バスバー電極１８Ａと、第１バスバー電極１８Ａに対向する第２バスバー電極１８Ｂとを含む。バスバー電極１８Ａ、１８Ｂはここで、バスバー電極１８と称されて図中に標識されることがある。ＩＤＴ電極１４はさらに、第１バスバー電極１８Ａから第２バスバー電極１８Ｂに向かって延びる第１電極指２０Ａと、第２バスバー電極１８Ｂから第１バスバー電極１８Ａに向かって延びる第２電極指２０Ｂとを含む。
【００２０】
反射器電極１６（反射器グレーティングとも称する）はそれぞれが、第１反射器バスバー電極２４Ａ及び第２反射器バスバー電極２４Ｂ（まとめて反射器バスバー電極２４と称する）と、第１バスバー電極２４Ａと第２バスバー電極２４Ｂとの間に延びて電気的に結合された反射器指２６とを含む。
【００２１】
ここに開示される他実施形態において、図１Ｂに示されるように、反射器バスバー電極２４Ａ、２４Ｂを省略してよく、反射器指２６を電気的に接続しなくてもよい。さらに、図１Ｃに示されるように、ここに開示される弾性波共振器は、電極指２０Ａ、２０Ｂそれぞれと整列するダミー電極指２０Ｃを含んでよい。各ダミー電極指２０Ｃは、整列された電極指２０Ａ、２０Ｂそれぞれに対して反対のバスバー電極１８Ａ、１８Ｂから延びる。
【００２２】
なお、図１Ａ〜１Ｃに示される弾性波共振器１０は、ここに表される他の図面に示される他の回路要素と同様、高度に簡単な形態で示される。異なる特徴物の相対的な寸法は、縮尺どおりに示されるわけではない。さらに、典型的な弾性波共振器は一般に、図示よりもかなり多数の電極指及び反射器指を含む。典型的な弾性波共振器又はフィルタ要素はまた、反射器電極間に挟まれた多数のＩＤＴ電極を含み得る。
【００２３】
ＳＡＷデバイスの動作パラメータは、温度によりばらつくことが多い。例えば、複数のＳＡＷ共振器から形成される無線周波数フィルタにおいて、フィルタの共振周波数及び反共振周波数は双方とも、温度に伴い減少する。ＳＡＷデバイスのパラメータの温度依存性は望ましくない。典型的には、異なる動作条件でも一貫して動作するデバイスが望まれるからである。したがって、動作時にＳＡＷデバイスにおいて発生する熱を、できる限り迅速かつ効率的に除去し、当該デバイスの動作パラメータが許容量を超えてシフトする温度まで当該デバイスが加熱しないようにすることが望ましい。
【００２４】
ＳＡＷデバイスをパッケージングする一つの方法が図２に示される。キャビティ２６が、例えばポリイミドのような誘電材料２８のキャップ層及び側壁によって、ＩＤＴ電極１４（及び反射器電極（別個に図示せず））が配置される基板１２の一部分の上に画定される。導電性ビア３０が、誘電材料のキャップ層を通るように形成され、ＩＤＴ電極１４と電気通信する基板１２上のコンタクトパッド３２に電気的に接続される。導電性ビア３０は、コンタクトパッド３２と外部ボンドパッド３４との間に電気通信を与える。外部ボンドパッド３４は、パッケージ状ＳＡＷデバイスを、例えば回路基板に電気的に接続するべく利用される。導電性ビア及び外部ボンドパッドは、例えば銅のような高電気電導性かつ高熱伝導性の材料から形成することができる。ＩＤＴ電極１４が配置される基板１２は、ＩＤＴ電極１４を含む基板１２の一側を外部ボンドパッド３４に面するようにするべく、当該一側が下を向くように配列される。
【００２５】
回路基板又は他の外部基板に取り付けられると、パッケージ状ＳＡＷデバイスから離れる熱のための一つの経路が、例えばボンドパッド３４のような外部ボンドパッドを通って、回路基板又は他の外部基板へと向かうように存在する。ボンドパッド３４に直接接触することのないデバイスの複数部分において発生した熱は、パッケージ状デバイスから出るように伝達されるべく、当該デバイスの他の部分を通るように進行する必要がある。基板１２が形成される例えばＬｉＴａＯ３のような圧電材料は典型的に、例えば金属のような他の材料よりも低い熱伝導度を有する。図２に示されるパッケージ状ＳＡＷデバイスは熱を、当該デバイスから外に出てボンドパッド３４及び基板１２を通るように伝達させ得るが、望ましいほど迅速というわけではない。
【００２６】
図２に示されるパッケージ状ＳＡＷデバイスから外に出る熱伝達の速度及び効率を増加させる一つの方法は、基板１２の熱伝導度を増加させることを含む。基板の熱伝導度は、基板１２の圧電材料の一部分を除去して当該一部分を、例えば、図３に示されるスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）又は図４に示されるシリコン（Ｓｉ）のような高熱伝導度の誘電材料１２’の層によって置換することにより、増加させることができる。例えば、サファイヤ、窒化アルミニウム、二酸化ケイ素又はダイヤモンドのような他の材料も、材料１２’の当該層に対して付加的又は代替的に使用してよい。材料１２’の層は、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）又は他の適切な接合材料の層により基板１２の圧電材料に接合してよい。接合層は、図８において層２２として示される。圧電材料層の厚さは、ＳＡＷデバイスが適切に動作するのに十分な厚さ、例えば、約０．３μｍ〜約５０μｍ、又はＳＡＷデバイスのＩＤＴ電極が励振する主要弾性波の波長λの２倍よりも大きい厚さに維持する必要がある。材料１２’の層は、約５０μｍ〜約３００μｍの厚さとしてよい。基板１２の圧電材料を材料１２’の層に接合する層は、例えば、約０．１μｍ〜約５０μｍの厚さとしてよい。
【００２７】
パッケージ状ＳＡＷデバイスの実施形態において使用され得る様々な材料の熱伝導度の比較が、以下の表１に与えられる。
【表１】
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【００２８】
パッケージ状ＳＡＷデバイスの代替的な配列が、図５に示される。図５のパッケージ状ＳＡＷデバイスが、図２のものと異なるのは、ＩＤＴ電極１４が形成された基板１２の表面が、外部ボンドパッド３４から離れる方を向いている点、及び導電性ビア３０が、ＩＤＴ電極１４が配置されるキャビティを覆うキャップを形成する誘電材料２８を貫通するのではなく、基板１２を貫通している点である。図５の実施形態は、熱放散に関して図３と同様の問題を示す。導電性ビアに直接接触していないパッケージ状デバイスの複数部分において発生した熱は、例えば、主に低熱伝導度基板１２を通って導電性ビアへと進行し、当該パッケージから外へと伝達される必要がある。図５の実施形態の導電性ビア３０は、基板１２の材料との接触表面積が大きく、ひいては、熱が基板１２から出て、図２のパッケージ状ＳＡＷ基板とは違う回路基板又は他の外部基板へと向かう伝達が効率的となり得るが、この熱伝達の効率性増加は、小規模であって望ましいものに満たない。
【００２９】
図３及び４の実施形態と同様の態様で、圧電体基板１２の一部分が除去され、圧電材料よりも高い熱伝導度を有する誘電材料１２’’の層によって置換され得る。材料１２’’の層は、例えばＳｉＯ２の層によって圧電材料に接合されたスピネル（図６）又はシリコン（図７）を含み得る。例えば、サファイヤ、窒化アルミニウム、二酸化ケイ素又はダイヤモンドのような他の材料も、材料１２’’の当該層に対して付加的又は代替的に使用してよい。導電性ビア３０は、基板の圧電材料部分１２、及び材料１２’’の層の双方を貫通する。外部ボンドパッド３４は、材料１２’’の層の圧電材料層１２から反対側（底面側）に配置してよい。図６及び７の実施形態における圧電材料層の厚さ、及び接合層の厚さは、図３及び４の実施形態のものと同一又は同様としてよい。図６及び７における材料１２’’の層の厚さは、図３及び４における材料１２’の層の厚さよりも小さくてよい。図６及び７における材料１２’’の層の厚さは、例えば、約５０μｍ〜約３００μｍとしてよい。
【００３０】
ここに開示される弾性波デバイスの基板１２は、例えば、図２〜８に示されるＬｉＴａＯ３又はＬｉＮｂＯ３のような単数圧電材料の単層を含み得る。しかしながら、いくつかの実施形態において、ここに開示される弾性波デバイスのいずれかの基板１２を、多層圧電基板（ＭＰＳ）としてよいことを理解すべきである。図９に示されるように、ＭＰＳ基板は、少なくとも一つ、又は２つ以上、例えば３つ以上の薄膜圧電材料層１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを有する本体を含み得る。異なる層１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、少なくとも２つの異なる電気機械結合係数を示し得る。中心層１２Ｂは、層１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの中で最大の電気機械結合係数を有し得る。この配列により、弾性表面波のエネルギーをＭＰＳの表面に集中させることができる。その結果、ＭＰＳの電気機械結合係数は全体として、個々の圧電材料層それぞれのものよりも大きくなる。異なる圧電材料層１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに適切な材料は、例えば、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、Ｐｂ［ＺｒｘＴｉ１−ｘ］Ｏ３（ＰＺＴ）、ＰｂＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３又はＬｉ２Ｂ４Ｏ７を含み得る。いくつかの実装例において、層１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの単一層のみ、又は層１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの２層のみが、圧電材料を含み又は圧電材料からなり、層１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの残りは、例えば誘電材料のような非圧電材料を含み又は非圧電材料からなり得る。
【００３１】
ここに説明される弾性波デバイスは、様々なパッケージ状モジュールに実装することができる。ここに説明されるパッケージ状弾性波デバイスの任意の適切な原理及び利点を実装することができるパッケージ状モジュールのいくつかの例を以下に説明する。図１０、１１及び１２は、所定の実施形態に係る例示のパッケージ状モジュール及びデバイスの模式的なブロック図である。
【００３２】
上述したように、弾性表面波素子の複数の実施形態は、例えばフィルタとして又はフィルタにおいて構成することができる。同様に、一つ以上の弾性表面波素子を使用する弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタは、例えば無線通信デバイスのような電子デバイスにおいて究極的に使用することができるモジュールに組み入れて当該モジュールとしてパッケージ状にすることができる。図１０は、ＳＡＷフィルタ３１０を含むモジュール３００の一例を示すブロック図である。ＳＡＷフィルタ３１０は、一つ以上の接続パッド３２２を含む一つ以上のダイ３２０上に実装してよい。例えば、ＳＡＷフィルタ３１０は、ＳＡＷフィルタ用の入力接点に対応する接続パッド３２２と、ＳＡＷフィルタ用の出力接点に対応する他の接続パッド３２２とを含み得る。パッケージ状モジュール３００は、ダイ３２０を含む複数のコンポーネントを受容するように構成されたパッケージ基板３３０を含む。複数の接続パッド３３２をパッケージ基板３３０上に配置することができ、ＳＡＷフィルタダイ３２０の様々な接続パッド３２２を、電気コネクタ３３４を介してパッケージ基板３３０上の接続パッド３３２に接続することができる。電気コネクタ３３４は、様々な信号のＳＡＷフィルタ３１０への又はＳＡＷフィルタ３００からの通過を許容するべく、例えば、はんだバンプ又はワイヤボンドとしてよい。モジュール３００はさらに、オプションとして、ここでの開示に鑑みて半導体製作の当業者に知られるような、例えば一つ以上の付加フィルタ、増幅器、前置フィルタ、変調器、復調器、ダウンコンバータ等のような他の回路ダイ３４０を含んでよい。いくつかの実施形態において、モジュール３００はまた、例えばモジュール３００の保護を与えて容易な扱いを促すための、一つ以上のパッケージ構造物を含み得る。このようなパッケージ構造物は、パッケージ基板３３０の上に形成されて様々な回路及び部品を実質的に封入する寸法とされたオーバーモールドを含み得る。
【００３３】
ＳＡＷフィルタ３１０の様々な例及び実施形態は、広範な電子デバイスにおいて使用することができる。例えば、ＳＡＷフィルタ３１０は、アンテナデュプレクサにおいて使用することができる。アンテナデュプレクサ自体は、ＲＦフロントエンドモジュール及び通信デバイスのような様々な電子デバイスに組み入れることができる。
【００３４】
図１１を参照すると、例えば無線通信デバイス（例えば携帯電話機）のような電子デバイスにおいて使用できるフロントエンドモジュール４００の一例のブロック図が例示される。フロントエンドモジュール４００は、共通ノード４０２、入力ノード４０４及び出力ノード４０６を有するアンテナデュプレクサ４１０を含む。アンテナ５１０は共通ノード４０２に接続される。
【００３５】
アンテナデュプレクサ４１０は、入力ノード４０４と共通ノード４０２との間に接続された一つ以上の送信フィルタ４１２と、共通ノード４０２と出力ノード４０６との間に接続された一つ以上の受信フィルタ４１４とを含み得る。送信フィルタの通過帯域は、受信フィルタの通過帯域と異なる。ＳＡＷフィルタ３１０の複数例は、送信フィルタ４１２及び／又は受信フィルタ４１４を形成するべく使用することができる。インダクタ又は他の整合コンポーネント４２０を、共通ノード４０２に接続してよい。
【００３６】
フロントエンドモジュール４００はさらに、デュプレクサ４１０の入力ノード４０４に接続された送信器回路４３２と、デュプレクサ４１０の出力ノード４０６に接続された受信器回路４３４とを含む。送信器回路４３２は、アンテナ５１０を介した送信のための信号を生成することができ、受信器回路４３４は、アンテナ５１０を介して信号を受信し、受信した信号を処理することができる。いくつかの実施形態において、受信器回路及び送信器回路は、図１１に示されるように別個のコンポーネントとして実装されるが、他実施形態においてこれらのコンポーネントは、共通送受信器回路又はモジュールに一体化され得る。当業者にわかることだが、フロントエンドモジュール４００は、図１１に例示されない他のコンポーネント（スイッチ、電磁結合器、増幅器、プロセッサ等を含むがこれらに限られない）を含んでよい。
【００３７】
図１２は、図１１に示されるアンテナデュプレクサ４１０を含む無線デバイス５００の一例のブロック図である。無線デバイス５００は、セルラー電話機、スマートフォン、タブレット、モデム、通信ネットワーク、又は音声若しくはデータ通信用に構成された任意の他の携帯若しくは非携帯デバイスとしてよい。無線デバイス５００は、アンテナ５１０から信号を受信及び送信することができる。無線デバイスは、図１１を参照して上述されたものと同様のフロントエンドモジュール４００の一実施形態を含む。フロントエンドモジュール４００は、上述したデュプレクサ４１０を含む。図１２に示される例において、フロントエンドモジュール４００はさらに、アンテナスイッチ４４０を含む。アンテナスイッチ４４０は、例えば送信モード及び受信モードのような、異なる周波数帯域又はモード間の切り替えをするべく構成することができる。図１２に示される例において、アンテナスイッチ４４０は、デュプレクサ４１０とアンテナ５１０との間に位置決めされるが、他例においてデュプレクサ４１０は、アンテナスイッチ４４０とアンテナ５１０との間に位置決めされてもよい。他例において、アンテナスイッチ４４０とデュプレクサ４１０とは一体化して一つのコンポーネントにすることができる。
【００３８】
フロントエンドモジュール４００は、送信を目的として信号生成するべく、又は受信した信号を処理するべく構成された送受信器４３０を含む。送受信器４３０は、図１０の例に示されるように、デュプレクサ４１０の入力ノード４０４に接続され得る送信器回路４３２と、デュプレクサ４１０の出力ノード４０６に接続され得る受信器回路４３４とを含み得る。
【００３９】
送信器回路４３２による送信のために生成された信号は、送受信器４３０からの生成信号を増幅する電力増幅器（ＰＡ）モジュール４５０によって受信される。電力増幅器モジュール４５０は、一つ以上の電力増幅器を含み得る。電力増幅器モジュール４５０は、多様なＲＦ又は他の周波数帯域の送信信号を増幅するべく使用することができる。例えば、電力増幅器モジュール４５０は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）信号又は任意の他の適切なパルス信号の送信に役立つように電力増幅器の出力をパルスにするべく使用されるイネーブル信号を受信することができる。電力増幅器モジュール４５０は、例えばＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ）（登録商標）信号、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）信号、Ｗ−ＣＤＭＡ信号、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）信号、又はＥＤＧＥ信号を含む様々なタイプの信号のいずれかを増幅するべく構成することができる。所定の実施形態において、電力増幅器モジュール４５０及びスイッチ等を含む関連コンポーネントは、例えば高電子移動度トランジスタ（ｐＨＥＭＴ）又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＢｉＦＥＴ）を使用するヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）基板上に作製し、又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）電界効果トランジスタを使用するシリコン基板上に作製することができる。
【００４０】
依然として図１２を参照すると、フロントエンドモジュール４００はさらに、低雑音増幅器モジュール４６０を含み得る。これは、アンテナ５１０からの受信信号を増幅してその増幅信号を、送受信器４３０の受信器回路４３４に与える。
【００４１】
図１２の無線デバイス５００はさらに、送受信器４３０に接続されて無線デバイス５００の動作のために電力を管理する電力管理サブシステム５２０を含む。電力管理システム５２０はまた、無線デバイス５００のベース帯域サブシステム５３０及び様々な他のコンポーネントの動作を制御することもできる。電力管理システム５２０は、無線デバイス５００の様々なコンポーネントのために電力を供給する電池（図示せず）を含み、又はこれに接続され得る。電力管理システム５２０はさらに、例えば信号の送信を制御することができる一つ以上のプロセッサ又は制御器を含み得る。一実施形態において、ベース帯域サブシステム５３０は、ユーザに与えられ又はユーザから受け取る音声及び／又はデータの様々な入力及び出力を容易にするユーザインタフェイス５４０に接続される。ベース帯域サブシステム５３０はまた、無線デバイスの動作を容易にし及び／又はユーザのための情報記憶を与えるデータ及び／又は命令を記憶するように構成されたメモリ５５０に接続することもできる。上述された実施形態のいずれもが、セルラーハンドセットのような携帯デバイスに関連して実装することができる。実施形態の原理及び利点は、ここに説明される実施形態のいずれかから有益となり得る任意のアップリンク無線通信デバイスのような、任意のシステム又は装置によって使用することができる。ここでの教示は、様々なシステムに適用可能である。本開示がいくつかの実施形態例を含むにもかかわらず、ここに説明される教示は、様々な構造に適用することができる。ここに説明される原理及び利点はいずれも、約６００ＭＨｚ〜２．７ＧＨｚの範囲のような、約３０ｋＨｚ〜５ＧＨｚの範囲にある信号を処理するＲＦ回路構成に関連して実装することができる。
【００４２】
本開示の複数の側面は、様々な電子デバイスに実装することができる。電子デバイスの例は、消費者用電子製品、パッケージ状無線周波数モジュールのような消費者用電子製品の部品、アップリンク無線通信デバイス、無線通信インフラストラクチャ、電子試験機器等を含むがこれらに限られない。電子デバイスの例は、スマートフォンのような携帯型電話機、スマートウォッチ又はイヤーピースのような装着可能コンピューティングデバイス、電話機、テレビ、コンピュータモニタ、コンピュータ、モデム、ハンドヘルドコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、電子レンジ、冷蔵庫、自動車電子システムのような車載電子システム、ステレオシステム、デジタル音楽プレーヤー、ラジオ、デジタルカメラのようなカメラ、携帯型メモリーチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯／乾燥機、コピー機、ファクシミリ装置、スキャナ、多機能周辺デバイス、腕時計、置時計等を含むがこれらに限られない。さらに、電子デバイスは未完成の製品も含んでよい。
【実施例】
【００４３】
図２〜７に示される実施形態のそれぞれにおけるＩＤＴ電極１４から外部ボンドパッド３４への接合熱抵抗Ｒを決定するべくシミュレーションが行われた。図１３Ａ〜１３Ｃに示される材料及び寸法を含む被シミュレーションデバイスについて、図２〜４の実施形態のシミュレーションが行われた。図１４Ａ〜１４Ｃに示される材料及び寸法を含む被シミュレーションデバイスについて、図５〜７の実施形態のシミュレーションが行われた。シミュレーションの結果は以下のとおりであった。
【表２】
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【００４４】
これらの結果は、図５〜７に示されるパッケージ状ＳＡＷデバイス構成が、図２〜４の対応パッケージ状ＳＡＷデバイスよりも望ましい（下側）接合熱抵抗を有していたことを示す。接合熱抵抗は、パッケージ状デバイスの基板を形成する単数又は複数の材料熱伝導度の増加に伴って減少した。
【００４５】
なお、図１３Ａ〜１３Ｃ及び１４Ａ〜１４Ｃの被シミュレーションデバイスの寸法及び特徴は、６００ＭＨ〜３．７ＧＨｚの動作周波数を有するデバイスのためのものである。他の周波数で動作するデバイスについては、例えば、コンタクトの数、シリコン若しくはスピネル又は圧電材料層の厚さ、電極指の数又は配列等のような寸法及び特徴が、ここに図示されるものとは異なり得る。
【００４６】
本明細書及び特許請求の範囲全体にわたり、文脈上そうでないことが明らかに必要とされない限り、「含む」、「備える」、「包含する」等の単語は一般に、排他的又は網羅的な意味とは反対の包括的意味に、すなわち「〜を含むがこれらに限られない」との意味に解釈すべきである。ここで一般に使用される単語「結合」は、直接接続されるか又は一つ以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２つ以上の要素を言及する。同様に、ここで一般に使用される単語「接続」は、直接接続されるか又は一つ以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２つ以上の要素を言及する。加えて、単語「ここ」、「上」、「下」及び同様の趣旨の単語は、本アプリケーションにおいて使用される場合、本アプリケーション全体を言及し、本アプリケーションの任意の固有部分を言及するわけではない。文脈が許容する場合、単数又は複数を使用する上述の詳細な説明における用語はそれぞれ、複数又は単数をも含み得る。２つ以上の項目のリストを言及する単語「又は」及び「若しくは」は、当該単語の以下の解釈のすべてをカバーする。すなわち、当該リストの任意の項目、当該リストのすべての項目、及び当該リストの項目の任意の組み合わせである。
【００４７】
さらに、とりわけ「できる」、「し得る」、「してよい」、「かもしれない」、「例えば」、「のような」等のようなここに記載の条件付き言語は一般に、特にそうでないことが述べられ、又は使用の文脈上そうでないことが理解される場合を除き、所定の実施形態が所定の特徴、要素及び／又は状態を含む一方で他の実施形態がこれらを含まないことを伝えるように意図される。すなわち、かかる条件的言語は、特徴、要素及び／若しくは状態が一つ以上の実施形態にとって必要な任意の態様にあること、又は一つ以上の実施形態が必ず、筆者のインプット若しくは促しありで若しくはなしで、これらの特徴、要素及び／若しくは状態が任意の固有実施形態に含まれ若しくは当該実施形態で行われるか否かを決定するロジックを含むこと、を示唆することを一般には意図しない。
【００４８】
所定の実施形態が記載されてきたが、これらの実施形態は、例示により提示されたにすぎないので、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際のところ、ここに記載される新規な方法、装置及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここに記載される方法及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更が、本開示の要旨から逸脱することなくなし得る。例えば、ブロックが所与の配列で提示されるが、代替実施形態は、異なる部品及び／又は回路トポロジで同様の機能を果たすことができ、いくつかのブロックは削除、移動、追加、細分化、結合、及び／又は修正することができる。これらのブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装することができる。上述した様々な実施形態の要素及び工程の任意の適切な組み合わせを、さらなる実施形態を与えるように組み合わせることができる。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び要旨に収まるかかる形態又は修正をカバーすることが意図される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【外国語明細書】
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