JP5937471B2 - Magnetostatic wave element and magnetostatic wave device - Google Patents
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Description
本発明は、フィルタを構成する共振子などに使用される静磁波素子および静磁波装置に関するものである。 The present invention relates to a magnetostatic wave element and a magnetostatic wave device used for a resonator constituting a filter.
従来より携帯電話をはじめとする無線通信機器などには、特定の周波数帯域の電気信号の取り出しなどを行うデバイスとして弾性表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)を
利用したものが広く使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, devices using surface acoustic waves (SAWs) have been widely used as devices for taking out electrical signals in a specific frequency band in wireless communication devices such as mobile phones.
SAWデバイスは、圧電基板上にIDT(InterDigital Transducer)電極を形成した
構造をなしている。
The SAW device has a structure in which an IDT (InterDigital Transducer) electrode is formed on a piezoelectric substrate.
近年、無線通信機器などではより高周波の電気信号を利用するようになってきており、例えば、2.5GHz以上の周波数帯域を利用するようなものも考えられている。それに伴い携帯電話に使用されるフィルタなどにも高周波化に対応したものが求められる。 In recent years, wireless communication devices and the like have come to use higher-frequency electrical signals, and for example, devices that use a frequency band of 2.5 GHz or more are also considered. Along with this, filters and the like used for mobile phones are also required to support high frequencies.
しかしながら、SAWを利用したデバイスにおいて、2.5GHzを超えるような高周波に対応させようとすると、IDT電極を構成する電極指間の間隔を非常に狭くしなければならず、歩留まり良くSAWデバイスを製造することが困難となってくる。また、電極指自体が小さくなることによって電気抵抗が増大し、例えば、フィルタの挿入損失などの要求特性を満たすことが困難となってくる。 However, in a device using SAW, when trying to cope with a high frequency exceeding 2.5 GHz, the interval between the electrode fingers constituting the IDT electrode must be made very narrow, and a SAW device can be manufactured with high yield. It becomes difficult to do. In addition, since the electrode fingers themselves become smaller, the electrical resistance increases, making it difficult to satisfy the required characteristics such as filter insertion loss.
一方、SAWを利用したものでなく磁性膜中を伝搬する静磁波を利用したデバイスが従来から知られている。静磁波を利用したデバイスは、素子基板と素子基板の主面に形成された磁性膜と、磁性膜上に形成された励振電極とから構成されている(例えば、特許文献1の図7参照)。 On the other hand, devices using magnetostatic waves propagating in a magnetic film instead of using SAW have been known. A device using magnetostatic waves includes an element substrate, a magnetic film formed on the main surface of the element substrate, and an excitation electrode formed on the magnetic film (see, for example, FIG. 7 of Patent Document 1). .
かかる静磁波を利用したデバイスは、静磁波の伝搬速度がSAWよりも速いため、SAWを利用したデバイスよりも高周波化に対応しやすい。 A device using such a magnetostatic wave has a higher propagation speed of the magnetostatic wave than that of the SAW, and therefore can easily cope with higher frequencies than a device using the SAW.
しかしながら従来の静磁波を利用したデバイスにおいては、フィルタを構成するための共振子として使用する観点からの十分な考察がなされておらず、いずれも十分な共振特性が得られるものとはいいがたい。 However, in conventional devices using magnetostatic waves, sufficient consideration has not been made from the viewpoint of use as a resonator for constituting a filter, and it is difficult to say that any of them can provide sufficient resonance characteristics. .
したがって十分な共振特性が得られる静磁波素子および静磁波装置が提供されることが望まれる。 Therefore, it is desired to provide a magnetostatic wave element and a magnetostatic wave device that can obtain sufficient resonance characteristics.
本発明の一態様としての静磁波素子は、素子基板と、前記素子基板の主面上に位置する磁性膜と、一部が前記磁性膜上に位置する励振電極と、を備えた静磁波素子であって、前記励振電極は、前記素子基板の主面上に位置した第1バスバーと、前記第1バスバーと対
向するようにして前記素子基板の主面上に位置した第2バスバーと、一方端が前記第1バスバーに接続されて前記第1バスバーから前記第2バスバーに向かう第1方向に伸びている少なくとも1つの第1電極指と、一方端が前記第2バスバーに接続されて前記第1方向と反対方向に伸びている少なくとも1つの第2電極指とを含み、前記素子基板の主面のうち、前記第1バスバーと前記第2バスバーとの間の領域および前記第1バスバーと前記第2バスバーとの間の領域を前記第1方向と直交する第2方向に延長した領域を第1領域とし、該第1領域以外の領域を第2領域としたときに、前記磁性膜が前記第1領域にのみ設けられているものである。
A magnetostatic wave element as one aspect of the present invention includes an element substrate, a magnetic film located on a main surface of the element substrate, and an excitation electrode partly located on the magnetic film. The excitation electrode includes a first bus bar positioned on the main surface of the element substrate, a second bus bar positioned on the main surface of the element substrate so as to face the first bus bar, At least one first electrode finger having an end connected to the first bus bar and extending in a first direction from the first bus bar toward the second bus bar, and one end connected to the second bus bar and the first bus bar At least one second electrode finger extending in a direction opposite to the one direction, and a region between the first bus bar and the second bus bar, a first bus bar, and the main surface of the element substrate. The area between the second bus bar The magnetic film is provided only in the first region when a region extending in a second direction orthogonal to one direction is a first region and a region other than the first region is a second region. is there.
本発明の一態様としての静磁波装置は、上記の静磁波素子と、前記静磁波素子が実装された実装基板と、前記静磁波素子を被覆する樹脂層とを備えたものである。 A magnetostatic wave device as one aspect of the present invention includes the magnetostatic wave element described above, a mounting substrate on which the magnetostatic wave element is mounted, and a resin layer that covers the magnetostatic wave element.
上記の構成からなる静磁波素子および静磁波装置は、磁性膜が第1バスバーと第2バスバーとの間の領域である第1領域にのみ設けられていることから、第1バスバーおよび第2バスバーの直下の領域における不要な磁気共鳴の発生、あるいは別のモードの静磁波の発生が抑制され、共振特性を向上させることができる。 In the magnetostatic wave element and magnetostatic wave device configured as described above, the magnetic film is provided only in the first region, which is the region between the first bus bar and the second bus bar, and therefore the first bus bar and the second bus bar. The generation of unnecessary magnetic resonance or the generation of magnetostatic waves in another mode in the region immediately below is suppressed, and the resonance characteristics can be improved.
以下、本発明の実施形態に係る静磁波素子および静磁波装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。 Hereinafter, magnetostatic wave elements and magnetostatic wave devices according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings used in the following description are schematic, and the dimensional ratios and the like on the drawings do not necessarily match the actual ones.
第2の実施形態以降において、既に説明された実施形態と共通または類似する構成については、既に説明された実施形態と共通の符号を用い、図示や説明を省略することがある。 In the second and subsequent embodiments, configurations that are the same as or similar to those already described are denoted by the same reference numerals as those already described, and illustration and description may be omitted.
<第1の実施形態>
(静磁波素子の構成)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る共振子としての静磁波素子1の平面図であり、図2は図1のA−A’線における断面図である。
<First Embodiment>
(Configuration of magnetostatic wave element)
FIG. 1 is a plan view of a magnetostatic wave element 1 as a resonator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
静磁波素子1は、素子基板3と、素子基板3の主面3a上に設けられた磁性膜2と、素子基板3の主面3aおよび磁性膜2の主面2aに設けられた励振電極5とを有している。また、素子基板3の主面3aには、励振電極5と電気的に接続されるパッド4、励振電極5とパッド4との接続を行う接続配線11が形成されている。なお、図1では素子基板3の主面3aに1つの励振電極5が設けられている例を示しているが、素子基板3の主面3aには複数の励振電極5が形成されてよい。
The magnetostatic wave element 1 includes an
素子基板3は、例えば、シリコン基板、ガドリウム−ガリウム−ガーネット(GGG)基板などの非磁性材料からなる基板である。素子基板3は、例えば、直方体状に形成されている。素子基板3の大きさは適宜に設定されてよいが、例えば、厚さ(Z方向)は0.2mm〜0.5mmであり、1辺の長さ(x方向またはy方向)は0.5mm〜3mmである。
The
素子基板3の主面3aには、磁性膜2が形成されている。磁性膜2は、例えば、ニッケル鉄合金(パーマロイ)、イットリウム−鉄−ガーネット(YIG)などからなる。磁性膜2の厚みは、例えば、20nm〜100nmである。磁性膜2には所定の方向に直流磁場が印加されており、これによって磁性膜2は磁化している。
A magnetic film 2 is formed on the main surface 3 a of the
磁性膜2は後述するように素子基板3の主面3aのうち特定の領域にのみ形成されている。
As will be described later, the magnetic film 2 is formed only in a specific region of the main surface 3a of the
励振電極5は、例えば、IDT(Interdigital Transducer)電極であり、一対の櫛歯
状電極を有している。具体的には、励振電極5はx方向に伸びている第1バスバー6と、第1バスバー6に対向して配置され、x方向に伸びている第2バスバー7と、一方端が第1バスバー6に接続されて第1バスバー6から第2バスバー7に向かう第1方向(y方向)に伸びている複数の第1電極指8と、一方端が第2バスバー7に接続されて第2バスバー7から第1バスバー6に向かう方向(−y方向)に伸びている複数の第2電極指9を有している。
The excitation electrode 5 is an IDT (Interdigital Transducer) electrode, for example, and has a pair of comb-like electrodes. Specifically, the excitation electrode 5 has a first bus bar 6 extending in the x direction, a
静磁波素子1において、複数の第1電極指8と複数の第2電極指9とは、x方向にみたときに第1電極指8と第2電極指9とが1本ずつ交互に位置するように配列されている。換言すれば、第1バスバー6および複数の第1電極指8からなる櫛歯状電極と、第2バスバー7および複数の第2電極指9からなる櫛歯状電極とが、それぞれの電極指が互いに噛み合うようにして配置されている。
In the magnetostatic wave element 1, the plurality of first electrode fingers 8 and the plurality of second electrode fingers 9 are alternately positioned one by one when viewed in the x direction. Are arranged as follows. In other words, the comb-like electrode made up of the first bus bar 6 and the plurality of first electrode fingers 8 and the comb-like electrode made up of the
磁性膜2を伝搬する静磁波の波長をλとすると第1電極指8と第2電極指9の中心間距離pは、例えば、λ/2に設定されている。具体的に中心間距離pは、例えば、2.5μm〜12.5μmである。また、静磁波素子1の使用時において第1バスバー6と第2バスバー7には異なる電位が印加される。
If the wavelength of the magnetostatic wave propagating through the magnetic film 2 is λ, the distance p between the centers of the first electrode finger 8 and the second electrode finger 9 is set to λ / 2, for example. Specifically, the center distance p is, for example, 2.5 μm to 12.5 μm. Further, different potentials are applied to the first bus bar 6 and the
なお、図1などは模式図であることから数本の電極指を有する1対の櫛歯状電極を示しているが、実際にはこれよりも多数の電極指を有する複数対の櫛歯状電極が設けられてよい。 Since FIG. 1 and the like are schematic diagrams, a pair of comb-like electrodes having several electrode fingers is shown, but actually a plurality of pairs of comb-teeth having more electrode fingers than this is shown. An electrode may be provided.
励振電極5は、例えば、Al、Al−Cu合金等のAl合金、Cuなどの導電性材料からなる。励振電極5の厚みは、例えば、100〜500nmである。 The excitation electrode 5 is made of, for example, an Al alloy such as Al or an Al—Cu alloy, or a conductive material such as Cu. The thickness of the excitation electrode 5 is, for example, 100 to 500 nm.
ここで素子基板3の主面3aのうち、第1バスバー6と第2バスバー7との間の領域および第1バスバー6と第2バスバー7との間の領域をx方向と平行な方向に延長した領域を第1領域T1としたときに磁性膜2は、第1領域T1にのみ設けられている。第1領域T1に磁性膜2が設けられていることによって、第1電極指8および第2電極指9はそのほとんどが磁性膜2の上に配置されていることになる。
Here, in the main surface 3a of the
所定の方向に磁化された磁性膜2の主面2aにおいて、所定の間隔で配置された複数の第1電極指8および複数の第2電極指9に電流が流れると各電極指の周りに高周波磁界が発生する。そうすると磁性膜2において、電子スピンによる磁気モーメントに歳差運動が
発生し、その歳差運動を介してx方向に伝搬する静磁波が発生する。
When a current flows through the plurality of first electrode fingers 8 and the plurality of second electrode fingers 9 arranged at a predetermined interval on the main surface 2a of the magnetic film 2 magnetized in a predetermined direction, a high frequency is generated around each electrode finger. Magnetic field is generated. Then, in the magnetic film 2, a precession occurs in the magnetic moment due to the electron spin, and a magnetostatic wave propagating in the x direction is generated via the precession.
静磁波には、表面静磁波モード(MSSW:MagnetoStatic Surface Wave)、体積前進静磁波モード(MSFVW:MagnetoStatic Forward Volume Wave)、体積後退静磁波モ
ード(MSBVW:MagnetoStatic Backward Volume Wave)の3つの基本モードが存在するが、直流磁場の方向を選択することによっていずれかのモードを選択することができる。具体的には、直流磁場の方向を磁性膜2の膜面(xy平面)に平行で、かつ静磁波の伝搬方向(x方向)に対し垂直な方向(y方向)に選ぶとMSSWの静磁波が発生する。また、直流磁場の方向を膜面に対し垂直で、かつ静磁波の伝搬方向に対しても垂直な方向(z方向)に選ぶとMSFVWの静磁波が発生する。また、直流磁場の方向を膜面に対し平行で、かつ静磁波の伝搬方向に対しても平行な方向(x方向)に選ぶとMSBVWの静磁波が発生する。
The magnetostatic wave has three basic modes: a surface magnetostatic wave mode (MSSW), a volume forward magnetostatic wave mode (MSFVW), and a volume backward magnetostatic wave mode (MSBVW). Although present, either mode can be selected by selecting the direction of the DC magnetic field. Specifically, when the direction of the DC magnetic field is selected in a direction (y direction) parallel to the film surface (xy plane) of the magnetic film 2 and perpendicular to the propagation direction (x direction) of the magnetostatic wave, the magnetostatic wave of the MSSW Will occur. If the direction of the DC magnetic field is selected to be perpendicular to the film surface and also perpendicular to the propagation direction of the magnetostatic wave (z direction), an MSFVW magnetostatic wave is generated. If the direction of the DC magnetic field is selected to be parallel to the film surface and parallel to the propagation direction of the magnetostatic wave (x direction), an MSBVW magnetostatic wave is generated.
静磁波素子1においてはMSSWを利用している。すなわち直流磁場はy方向に印加されている。直流磁場は、例えば、静磁波素子1の製造プロセスにおいて磁性膜2に対して印加される。あるいは静磁波素子1を搭載した静磁波装置に磁性膜2を挟む位置に一対の磁石を設けるようにしてもよい。 The magnetostatic wave element 1 uses MSSW. That is, the DC magnetic field is applied in the y direction. The DC magnetic field is applied to the magnetic film 2 in the manufacturing process of the magnetostatic wave element 1, for example. Or you may make it provide a pair of magnet in the position which pinches | interposes the magnetic film 2 in the magnetostatic wave apparatus which mounts the magnetostatic wave element 1. FIG.
静磁波素子1では、磁性膜2が第1領域T1にのみ形成されていることから、第1バスバー6および第2バスバー7は素子基板3の主面3aのうち第1領域T1以外の領域である第2領域T2に位置することになる。すなわち、第1バスバー6と第2バスバー7の下には磁性膜2が存在しない。仮に第1バスバー6および第2バスバー7の下にも磁性膜2が形成されているとすると、その部分の磁性膜2にはMSSWとは異なるモードの静磁波が発生したり、不要な磁気共鳴が発生したりすることが懸念される。MSSWとは異なるモードの静磁波や不要な磁気共鳴は、リップルなどの発生要因となり共振特性の劣化を招く。
In the magnetostatic wave element 1, since the magnetic film 2 is formed only in the first region T1, the first bus bar 6 and the
これに対し、静磁波素子1によれば磁性膜2が第1領域T1にのみ形成されていることから、第1、第2バスバーの直下領域においてMSSWとは異なるモードの静磁波の発生、あるいは不要な磁気共鳴の発生が抑制されるため共振特性の劣化を抑制することができる。よってこのような静磁波素子1を用いてフィルタを構成することによって損失を小さく抑えることができるなどフィルタの特性を向上させることができる。 On the other hand, according to the magnetostatic wave element 1, since the magnetic film 2 is formed only in the first region T1, generation of magnetostatic waves in a mode different from that of the MSSW in the regions immediately below the first and second bus bars, or Since generation of unnecessary magnetic resonance is suppressed, it is possible to suppress deterioration of resonance characteristics. Therefore, by configuring the filter using such a magnetostatic wave element 1, the characteristics of the filter can be improved, such as the loss can be kept small.
また磁性膜2のx方向における端部は、複数の第1電極指8および複数の第2電極指9のうちx方向において端に位置する電極指の中心からλ/4だけ外側に位置している。すなわち、図1における距離dはλ/4である。これによって磁性膜2のx方向における端において定在波が発生しやすいように静磁波の反射が起こり、静磁波素子1の共振を大きくすることができる。なお、距離dはλ/4+nλ(nは正の整数)の範囲で変更されてよい。 Further, the end portion in the x direction of the magnetic film 2 is located outside by λ / 4 from the center of the electrode finger located at the end in the x direction among the plurality of first electrode fingers 8 and the plurality of second electrode fingers 9. Yes. That is, the distance d in FIG. 1 is λ / 4. As a result, magnetostatic waves are reflected so that standing waves are likely to be generated at the end of the magnetic film 2 in the x direction, and the resonance of the magnetostatic wave element 1 can be increased. The distance d may be changed within a range of λ / 4 + nλ (n is a positive integer).
図2は図1のA−A’線における断面図である。同図に示すように励振電極5は保護層10によって被覆されている。保護層10は、例えば、酸化珪素(SiO2など)、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、窒化珪素、またはシリコンによって形成されている。保護層10の厚さは、例えば、励振電極5の厚さの1/10程度(10〜30nm)、または励振電極5よりも厚く、200nm〜1500nmである。これによって励振電極5の腐食等が抑制される。 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. As shown in the figure, the excitation electrode 5 is covered with a protective layer 10. The protective layer 10 is made of, for example, silicon oxide (such as SiO 2 ), aluminum oxide, zinc oxide, titanium oxide, silicon nitride, or silicon. The thickness of the protective layer 10 is, for example, about 1/10 (10 to 30 nm) of the thickness of the excitation electrode 5 or 200 nm to 1500 nm, which is thicker than the excitation electrode 5. Thereby, corrosion of the excitation electrode 5 is suppressed.
(静磁波素子の製造方法)
図3(a)乃至図3(c)は、静磁波素子1の製造方法を説明する断面図である。なお、図3(a)乃至図3(c)の断面図は、図1のA−A’線に対応する断面図である。
(Method for manufacturing magnetostatic wave element)
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the magnetostatic wave element 1. 3A to 3C are cross-sectional views corresponding to the line AA ′ in FIG.
静磁波素子1の製造方法に対応する図3(a)乃至図3(c)の工程は、いわゆるウエハプロセスにおいて実現される。すなわち、分割されることによって素子基板3となる母基板を対象に、薄膜形成やフォトリソグラフィー法などが行われ、その後、ダイシングされることにより、多数個分の静磁波素子1が形成される。ただし、図3(a)乃至図3(c)では、1つの静磁波素子1に対応する部分のみを図示する。
3A to 3C corresponding to the method for manufacturing the magnetostatic wave element 1 is realized in a so-called wafer process. That is, thin film formation, photolithography, or the like is performed on the mother substrate that is to be the
図3(a)に示すように、まず、素子基板3の主面3a上には、磁性膜2が形成される。例えば、素子基板3がシリコンからなり、磁性膜2がパーマロイからなる場合には、磁性膜2に対応する開口部を有するレジスト層を素子基板3の主面3aに形成し、その上からスパッタリング法、蒸着法などの薄膜形成方法によって、パーマロイの膜を形成する。その後、レジスト層を除去することにより磁性膜2が形成される。なお磁性膜2の形成方法はこれに限らず、メタルマスクを使用する方法、ドライエッチングを利用する方法なども可能である。
As shown in FIG. 3A, first, the magnetic film 2 is formed on the main surface 3 a of the
このように磁性膜2を形成した段階において、素子基板3を例えば一対の電磁石の間に配置するなどして磁性膜2の磁化を行う。このときに印加される磁場の大きさは、例えば、2Oe〜1000Oeである。
When the magnetic film 2 is thus formed, the magnetic film 2 is magnetized by, for example, disposing the
次に、図3(b)に示すように、励振電極5が形成される。具体的には、まず、スパッタリング法、蒸着法またはCVD(Chemical Vapor Deposition)法などの薄膜形成法に
よって、素子基板3の主面3aおよび磁性膜2の主面2aに金属層が形成される。次に、金属層に対して、縮小投影露光機(ステッパー)とRIE(Reactive Ion Etching)装置とを用いたフォトリソグラフィー法などによりパターニングが行われる。これにより、素子基板3の主面3aに第1バスバー6および第2バスバー7が形成され、磁性膜2の主面2aに第1電極指8および第2電極指9が形成され、励振電極5が完成する。なお、励振電極5の形成と同時にパッド4および接続配線11の形成も行なわれる。
Next, as shown in FIG. 3B, the excitation electrode 5 is formed. Specifically, first, a metal layer is formed on the main surface 3a of the
次に、図3(c)に示すように、保護層10が形成される。具体的には、まず、適宜な薄膜形成法により保護層10となる薄膜が形成される。薄膜形成法は、例えば、スパッタリング法もしくはCVDである。次に、パッド4が露出するようにRIE等によって薄膜の一部が除去される。これにより保護層10が形成される。以上の工程を経て静磁波素子1が完成する。
Next, as shown in FIG. 3C, the protective layer 10 is formed. Specifically, first, a thin film to be the protective layer 10 is formed by an appropriate thin film forming method. The thin film forming method is, for example, a sputtering method or CVD. Next, a part of the thin film is removed by RIE or the like so that the
(静磁波装置の構成)
図4は、静磁波素子1が実装された本発明の第1実施形態に係る静磁波装置51を示す断面図である。
(Configuration of magnetostatic wave device)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a magnetostatic wave device 51 according to the first embodiment of the present invention on which the magnetostatic wave element 1 is mounted.
静磁波装置51は、実装基板53と、実装基板53の実装面上に設けられたパッド55と、パッド55上に配置されたバンプ57と、バンプ57を介して実装面に実装された静磁波素子1と、静磁波素子1を封止する樹脂層59とを有している。静磁波装置51は、静磁波素子1によって構成されるフィルタを少なくとも1つ備えたデュプレクサを構成している。 The magnetostatic wave device 51 includes a mounting substrate 53, a pad 55 provided on the mounting surface of the mounting substrate 53, a bump 57 disposed on the pad 55, and a magnetostatic wave mounted on the mounting surface via the bump 57. It has the element 1 and the resin layer 59 which seals the magnetostatic wave element 1. The magnetostatic wave device 51 constitutes a duplexer including at least one filter constituted by the magnetostatic wave element 1.
実装基板53は、例えば、セラミック基板、プリント配線板などからなり、1層板であってもよいし、2層以上の多層板であってもよい。実装基板53の内部には内部配線52が形成されている。内部配線52は、例えば、インダクタンス、キャパシタンスなどを形成している。このインダクタンスおよびキャパシタンスは、例えば、デュプレクサの整合回路を構成する。 The mounting substrate 53 is made of, for example, a ceramic substrate or a printed wiring board, and may be a single-layer board or a multilayer board having two or more layers. Internal wiring 52 is formed inside the mounting substrate 53. The internal wiring 52 forms, for example, an inductance and a capacitance. This inductance and capacitance constitute, for example, a duplexer matching circuit.
実装基板53の下面には、外部接続端子56が設けられている。外部接続端子56と静磁波素子1とは、実装基板53の内部に形成されたビア導体54などを介して電気的に接続されている。 External connection terminals 56 are provided on the lower surface of the mounting substrate 53. The external connection terminal 56 and the magnetostatic wave element 1 are electrically connected through a via conductor 54 formed inside the mounting substrate 53.
バンプ57は、静磁波素子1のパッド4および実装基板53のパッド55の両方に当接している。バンプ57は、加熱によって溶融してパッド4に接着される金属によって形成されている。バンプ57は、例えば、はんだからなる。はんだは、Pb−Sn合金はんだ等の鉛を用いたはんだであってもよいし、Au−Sn合金はんだ、Au−Ge合金はんだ、Sn−Ag合金はんだ、Sn−Cu合金はんだ等の鉛フリーはんだであってもよい。
The bumps 57 are in contact with both the
樹脂層59は、例えば、エポキシ樹脂、硬化材およびフィラーを主成分としている。樹脂層59は、静磁波素子全体を覆うようにして、静磁波素子1と実装基板53との間にも充填されている。 The resin layer 59 is mainly composed of, for example, an epoxy resin, a curing material, and a filler. The resin layer 59 is also filled between the magnetostatic wave element 1 and the mounting substrate 53 so as to cover the entire magnetostatic wave element.
なお、静磁波装置51としては、例えば、実装基板53に静磁波素子1以外にもIC等が実装されることによってデュプレクサモジュールを構成してもよい。 As the magnetostatic wave device 51, for example, a duplexer module may be configured by mounting an IC or the like in addition to the magnetostatic wave element 1 on the mounting substrate 53.
(変形例)
図5は第1の実施形態における静磁波素子1の変形例を示す平面図である。
(Modification)
FIG. 5 is a plan view showing a modification of the magnetostatic wave element 1 in the first embodiment.
この変形例にかかる静磁波素子1は、第1電極指8の他方端が第2バスバー7に接続され、第2電極指9の他方端が第1バスバー6に接続されている。よって、励振電極5は全体でみるとはしご型の形状になっている。このときの第1電極指8と第2電極指9との中心間距離p4はλ(λは静磁波の波長)に設定され、例えば、4μmである。
In the magnetostatic wave element 1 according to this modification, the other end of the first electrode finger 8 is connected to the
<第2の実施形態>
図6は、第2の実施形態の静磁波素子20を示す平面図である。静磁波素子20は、磁性膜2の形成領域が第1の実施形態の静磁波素子1とは異なっている。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a plan view showing the magnetostatic wave element 20 of the second embodiment. The magnetostatic wave element 20 is different from the magnetostatic wave element 1 of the first embodiment in the formation region of the magnetic film 2.
具体的には、静磁波素子20では、磁性膜2が第1領域T1の中の第1電極指8と第2電極指9との交差領域T3にのみ設けられている。このように磁性膜2を交差領域T3にのみ形成することによって、第1電極指8と第2電極指9との非交差領域(第1領域T1から交差領域T3を除いた領域)において所望のモード(静磁波素子20ではMSSW)と異なるモードの静磁波が発生するのが抑制され、共振特性をより向上させることができる。なお、交差領域とは、第1電極指8を静磁波の伝搬方向(x方向)に延長したときに第2電極指9と重なる領域のこという。 Specifically, in the magnetostatic wave element 20, the magnetic film 2 is provided only in the intersecting region T3 of the first electrode finger 8 and the second electrode finger 9 in the first region T1. By forming the magnetic film 2 only in the intersecting region T3 in this way, a desired region in the non-intersecting region (the region excluding the intersecting region T3 from the first region T1) between the first electrode finger 8 and the second electrode finger 9 is obtained. Generation of magnetostatic waves of a mode different from the mode (MSSW in the magnetostatic wave element 20) is suppressed, and the resonance characteristics can be further improved. The intersecting region is a region that overlaps the second electrode finger 9 when the first electrode finger 8 is extended in the magnetostatic wave propagation direction (x direction).
<第3の実施形態>
図7は、第3の実施形態の静磁波素子30を示す、図2に対応する断面図である。
<Third Embodiment>
FIG. 7 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 showing the magnetostatic wave element 30 of the third embodiment.
静磁波素子30は、第1電極指8および第2電極指9と磁性膜2との間に介在した絶縁層31をさらに有するものである。絶縁層31は、例えば、SiO2などの絶縁材料からなり、磁性膜2の全体を被覆している。絶縁層31を設けることによって、第1電極指8および第2電極指9に流れる電流の磁性膜2への漏れが抑制される。これによって静磁波素子30の共振特性を向上させることができる。かかる絶縁層31は、磁性膜2がパーマロイなどの導電性を有する磁性材料からなる場合に特に有効である。 The magnetostatic wave element 30 further includes an insulating layer 31 interposed between the first electrode finger 8 and the second electrode finger 9 and the magnetic film 2. The insulating layer 31 is made of an insulating material such as SiO 2 and covers the entire magnetic film 2. By providing the insulating layer 31, leakage of current flowing through the first electrode finger 8 and the second electrode finger 9 to the magnetic film 2 is suppressed. As a result, the resonance characteristics of the magnetostatic wave element 30 can be improved. The insulating layer 31 is particularly effective when the magnetic film 2 is made of a conductive magnetic material such as permalloy.
<第4の実施形態>
図8は、第3の実施形態の静磁波素子40を示す平面図である。静磁波素子40は、励振電極5のx方向に沿った両端に一対の枠状電極15を有している。
<Fourth Embodiment>
FIG. 8 is a plan view showing the magnetostatic wave element 40 of the third embodiment. The magnetostatic wave element 40 has a pair of frame electrodes 15 at both ends along the x direction of the excitation electrode 5.
枠状電極15は第1電極指8および第2電極指9のうち端に位置する電極指に隣接する位置にある第1線状部16と、第1線状部16に隣接する第2線状部17と、第1線状部16と第2線状部17との両端同士を接続する接続部18とから構成されており、全体として閉じた枠状の電極となっている。
The frame-shaped electrode 15 includes a first
第1線状部16および第2線状部17のx方向の幅は、例えば、第1電極指8および第2電極指9の幅と同じである。また、第1線状部16および第2線状部17のy方向の長さは、例えば、第1電極指8と第2電極指9との交差幅以上である。
The width in the x direction of the first
枠状電極15の第1線状部16は、第1線状部16に隣接する電極指から静磁波の1波長分の間隔をあけて配置されている。この位置に第1線状部16を配置することによって静磁波素子40の共振特性が向上すると考えられる。この理由を図9を用いて説明する。
The first
図9は図8のiX−iX線に対応する部分の断面模式図である。図9において、線Lはある瞬間における磁性膜2を伝わる静磁波であり、磁性膜2に記した「+」は、静磁波の山に当たる部分であり、「−」は静磁波の谷に当たる部分である。一方、第1電極指8、第2電極指9、第1線状部16および第2線状部17に示した「±」は、その瞬間における電流の向きであり、「+」の向きの電流と「−」の向きの電流とは互いに反対方向に流れていることを示す。なお、第1電極指8および第2電極指9に流れる電流は交流であり、たえずその向きが交互に変化している。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a portion corresponding to the line iX-iX in FIG. In FIG. 9, a line L is a magnetostatic wave transmitted through the magnetic film 2 at a certain moment, “+” described in the magnetic film 2 is a portion corresponding to a magnetostatic wave peak, and “−” is a portion corresponding to a magnetostatic wave valley. It is. On the other hand, “±” shown in the first electrode finger 8, the second electrode finger 9, the first
第1電極指8とこれに隣接する第2電極指9との中心間距離pは、第1の実施形態と同様に、静磁波の半波長に相当する距離、すなわち、λ/2に設定されている。第1電極指8と第2電極指9とをこのように配置することによって、図9に示すように1次モードの静磁波が励振される。このとき「+」の方向に電流が流れている電極指(図9における第2電極指9)が磁性膜中に形成する磁場は、その電極指の下に山が位置している静磁波と強く結合する。同様に「−」の方向に電流が流れている電極指(図9における第1電極指8)が磁性膜中に形成する磁場は、その電極指の下に谷が位置している静磁波と強く結合する。電極指が磁性膜2に形成する磁場と静磁波との結合が強いほど、換言すれば、電極指が磁性膜2に形成する磁場と静磁波との重なり積分が大きいほど共振が大きくなる。 The center-to-center distance p between the first electrode finger 8 and the second electrode finger 9 adjacent thereto is set to a distance corresponding to a half wavelength of the magnetostatic wave, that is, λ / 2, as in the first embodiment. ing. By arranging the first electrode finger 8 and the second electrode finger 9 in this way, a magnetostatic wave in the first mode is excited as shown in FIG. At this time, the magnetic field formed in the magnetic film by the electrode finger (second electrode finger 9 in FIG. 9) in which a current flows in the “+” direction is a magnetostatic wave in which a mountain is located under the electrode finger. Bond strongly. Similarly, the magnetic field formed in the magnetic film by the electrode finger (first electrode finger 8 in FIG. 9) in which a current flows in the direction of “−” is a magnetostatic wave in which a valley is located under the electrode finger. Bond strongly. The stronger the coupling between the magnetic field formed by the electrode finger on the magnetic film 2 and the magnetostatic wave, in other words, the greater the overlap integral between the magnetic field formed by the electrode finger on the magnetic film 2 and the magnetostatic wave, the greater the resonance.
一方、枠状電極15の第1線状部16には、その第1線状部16に隣接する第2電極指9に流れる電流とは逆方向に電流が流れる。この第1線状部16に流れる電流は、第1電極指8および第2電極指9の周囲に形成される磁場の変化による誘導電流である。
On the other hand, a current flows through the first
ここで第1線状部16は、隣接する第2電極指9からλ(=2p)だけ離れて位置している。換言すれば、第1線状部16と第2電極指9との中心間距離はλである。この場合には、「−」の方向に電流が流れている第1線状部16の下には静磁波の山が位置することになり、第1線状部16が磁性膜2に形成する磁場と静磁波との結合は弱くなる。すなわち、この部分における第1線状部16が形成する磁場と静磁波との重なり積分は小さくなる。このような場所では磁性膜2に発生した静磁波が外部に漏れにくくなるため、伝搬損失が小さくなり、共振子の共振特性が向上すると考えられる。
Here, the first
また、第1線状部16に接続された第2線状部17の第1線状部16からの間隔をλ/2(=p)としておけば、第2線状部17の下側でも磁場と静磁波との重なり積分が小さくなるため、静磁波の漏れをさらに抑制できると考えられる。
Further, if the distance from the first
図8では磁性膜2に1つの共振子が配置されている例を示したが、磁性膜2に複数の共振子を配置する場合には、隣接する共振子の間に枠状電極15を配置しておけば、一方の
共振子の静磁波が他方の共振子側に伝搬するのを枠状電極15で抑制することができ、共振子間において静磁波が干渉するのを抑制することができる。
FIG. 8 shows an example in which one resonator is disposed on the magnetic film 2. However, when a plurality of resonators are disposed on the magnetic film 2, the frame electrode 15 is disposed between adjacent resonators. By doing so, it is possible to suppress the magnetostatic wave of one resonator from propagating to the other resonator side by the frame electrode 15 and to suppress the interference of the magnetostatic wave between the resonators. .
なお、静磁波素子40では第1線状部16を隣接する第2電極指9からλだけ離れた位置に配置したが、mλ(mは正の整数)だけ離れた位置に配置すれば同様の効果が得られると考えられる。
In the magnetostatic wave element 40, the first
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよく、また上述した実施形態は、適宜に組み合わされてよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects, and the above-described embodiments may be combined as appropriate.
例えば、第1実施形態における変形例は、第2実施形態の静磁波素子20および第3実施形態の静磁波素子30にも適用可能である。 For example, the modification in the first embodiment can be applied to the magnetostatic wave element 20 of the second embodiment and the magnetostatic wave element 30 of the third embodiment.
1・・・静磁波素子
2・・・磁性膜
3・・・素子基板
4・・・パッド
5・・・励振電極
6・・・第1バスバー
7・・・第2バスバー
8・・・第1電極指
9・・・第2電極指
10・・・保護層
T1・・・第1領域
T2・・・第2領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetostatic wave element 2 ...
Claims (7)
前記励振電極は、前記素子基板の主面上に位置した第1バスバーと、該第1バスバーに対向するようにして前記素子基板の主面上に位置した第2バスバーと、一方端が前記第1バスバーに接続されて前記第1バスバーから前記第2バスバーに向かう第1方向に伸びている少なくとも1つの第1電極指と、一方端が前記第2バスバーに接続されて前記第1方向と反対方向に伸びている少なくとも1つの第2電極指とを含み、
前記素子基板の主面のうち、前記第1バスバーと前記第2バスバーとの間の領域および前記第1バスバーと前記第2バスバーとの間の領域を前記第1方向と直交する第2方向に延長した領域を第1領域とし、該第1領域以外の領域を第2領域としたときに、前記磁性膜が前記第1領域にのみ設けられており、前記第1バスバーおよび前記第2バスバーの下に前記磁性膜は位置していない静磁波素子。 A magnetostatic wave element comprising: an element substrate; a magnetic film located on a main surface of the element substrate; and an excitation electrode partly located on the magnetic film,
The excitation electrode includes a first bus bar positioned on the main surface of the element substrate, a second bus bar positioned on the main surface of the element substrate so as to face the first bus bar, and one end of the first electrode. At least one first electrode finger connected to one bus bar and extending in a first direction from the first bus bar toward the second bus bar, and one end connected to the second bus bar and opposite to the first direction Including at least one second electrode finger extending in a direction;
Of the main surface of the element substrate, a region between the first bus bar and the second bus bar and a region between the first bus bar and the second bus bar are arranged in a second direction orthogonal to the first direction. When the extended region is the first region and the region other than the first region is the second region, the magnetic film is provided only in the first region, and the first bus bar and the second bus bar A magnetostatic wave element in which the magnetic film is not located below .
前記第1電極指と該第1電極指に隣接する第2電極指との電極指間隔がλ/2(λは前記磁性膜を伝搬する静磁波の波長)であり、
前記枠状電極は、前記第1電極指および前記第2電極指のうち該枠状電極が配置された側の端に位置する電極指に隣接するとともに前記第1方向に伸びている第1線状部を有し、該第1線状部と前記枠状電極が配置された側の端に位置する前記電極指との間隔がmλ(mは正の整数)である請求項1に記載の静磁波素子。 A frame-like electrode disposed on at least one side of both ends of the excitation electrode in the second direction;
The electrode finger interval between the first electrode finger and the second electrode finger adjacent to the first electrode finger is λ / 2 (λ is the wavelength of the magnetostatic wave propagating through the magnetic film),
The frame-shaped electrode is adjacent to an electrode finger located at an end of the first electrode finger and the second electrode finger on the side where the frame-shaped electrode is disposed, and extends in the first direction. The distance between the first linear portion and the electrode finger located at the end on the side where the frame-shaped electrode is disposed is mλ (m is a positive integer). Magnetostatic wave element.
前記第1線状部と前記第2線状部との間隔がλ/2である請求項5に記載の静磁波素子。 The frame-shaped electrode has a second linear portion that is adjacent to the side opposite to the side where the excitation electrode is disposed with respect to the first linear portion and extends in the first direction,
The magnetostatic wave element according to claim 5, wherein an interval between the first linear portion and the second linear portion is λ / 2.
該静磁波素子が実装された実装基板と、
前記静磁波素子を被覆する樹脂層とを備えた静磁波装置。 The magnetostatic wave device according to any one of claims 1 to 6,
A mounting substrate on which the magnetostatic wave element is mounted;
A magnetostatic wave device comprising: a resin layer covering the magnetostatic wave element.
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