CN103201953A - 弹性波滤波器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种梯型的弹性波滤波器装置、即高次谐波的衰减量大且小型的弹性波滤波器装置。弹性波滤波器装置(1)具备梯型滤波器部(20)、第1电感器(L1)、第2电感器(L2)、和电容器(C)。梯型滤波器部(20)具备包括第1并联臂(27)的3个以上的并联臂(24～27)。第1电感器(L1)被连接在第1并联臂(27)和接地电位之间。第2电感器(L2)被连接在3个以上的并联臂(24～27)之中的除了第1并联臂(27)以外的多个并联臂(24～26)当中的至少2个并联臂、和接地电位之间。电容器(C)被连接在第1并联臂(27)与第1电感器(L1)之间的连接点(28)、和第2电感器(L2)与至少2个并联臂(24～26)之间的连接点(29)这两个连接点之间。

Description

弹性波滤波器装置
技术领域
本发明涉及弹性波滤波器装置。
背景技术
以往，作为滤波器装置，利用了弹性表面波或弹性边界波等弹性波的弹性波滤波器装置被广泛使用。作为这种的弹性波滤波器装置的一种，以下的专利文献1中公开了梯型的弹性表面波滤波器装置。在图14中示出专利文献1所记载的弹性表面波滤波器装置的略图式电路图。
在图14所示的弹性表面波滤波器装置100中，在连接着信号端子101、102间的串联臂103，串联连接多个串联臂谐振器S101～S103。在串联臂103与接地电位之间，设置有第1及第2并联臂104、105。在并联臂104、105各自设置有并联臂谐振器P101、P102。在并联臂谐振器P101与接地电位之间连接电感器L101。在并联臂谐振器P102与接地电位之间连接电感器L102。在电感器L101与电感器L102的连接点、和接地电位之间，连接电感器L103。在并联臂谐振器P101与电感器L101的连接点、和并联臂谐振器P102与电感器L102的连接点之间，连接有电容器C101。
在专利文献1中记载了如下内容，即：通过设置电感器L101～L103及电容器C101，由此与通频带相比能够增大低频带侧的部分中的衰减量。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-72411号公报
发明内容
发明概要
发明要解决的课题
然而，在弹性波滤波器装置中，还存在想要增大通频带的2倍波及3倍波等高次谐波的衰减量这一期望。但是，在弹性表面波滤波器装置100中却存在无法充分地增大高次谐波的衰减量这一问题。
本发明正是鉴于这一点而提出的，其目的在于提供一种梯型的弹性波滤波器装置、即高次谐波的衰减量大且小型的弹性波滤波器装置。
用于解决课题的技术方案
本发明涉及的弹性波滤波器装置具备梯型滤波器部、第1电感器、第2电感器、和电容器。梯型滤波器部具备第1及第2信号端子、串联臂、多个串联臂谐振器、3个以上的并联臂、和并联臂谐振器。串联臂对第1信号端子和第2信号端子进行了连接。多个串联臂谐振器在串联臂被串联连接。3个以上的并联臂对串联臂和接地电位进行了连接。3个以上的并联臂包括第1并联臂。并联臂谐振器被设置在3个以上的并联臂的每个并联臂。第1电感器被连接在第1并联臂和接地电位之间。第2电感器被连接在3个以上的并联臂之中的除了第1并联臂以外的多个并联臂当中的至少2个并联臂、和接地电位之间。电容器被连接在第1并联臂与第1电感器之间的连接点、和第2电感器与至少2个并联臂之间的连接点这两个连接点之间。
在本发明涉及的弹性波滤波器装置的某个特定方面，按照由第1电感器形成的衰减极较之由第2电感器形成的衰减极而位于高频侧的方式，构成了第1及第2电感器。
在本发明涉及的弹性波滤波器装置的另一特定方面，按照由第2电感器形成的衰减极位于与通频带的2倍波相当的频带、且由第1电感器形成的衰减极位于与通频带的3倍波相当的频带的方式，构成了第1及第2电感器。
在本发明涉及的弹性波滤波器装置的又一特定方面，弹性波滤波器装置具备滤波器芯片、和布线基板。在滤波器芯片形成有梯型滤波器部。在布线基板安装有滤波器芯片。在布线基板形成有构成第1及第2电感器的电极。
在本发明涉及的弹性波滤波器装置的再一特定方面，弹性波滤波器装置不具有被设置在3个以上的并联臂的所有并联臂和接地电位之间的电感器。
在本发明涉及的弹性波滤波器装置的又一特定方面，弹性波滤波器装置是弹性表面波滤波器装置或者弹性边界波滤波器装置。
发明效果
根据本发明，能够提供梯型的弹性波滤波器装置、即高次谐波的衰减量大的弹性波滤波器装置。
附图说明
图1是实施了本发明的一实施方式涉及的弹性表面波分波器的略图式电路图。
图2是实施了本发明的一实施方式涉及的弹性表面波分波器的略图式剖视图。
图3是实施了本发明的一实施方式中的发送侧滤波器芯片的略图式透视俯视图。
图4是对实施了本发明的一实施方式中的发送侧滤波器芯片的一部分进行放大后的略图式剖视图。
图5是实施了本发明的一实施方式中的接收侧滤波器芯片的略图式透视俯视图。
图6是第1电介质层的表面的略图式透视俯视图。
图7是第2电介质层的表面的略图式透视俯视图。
图8是第2电介质层的背面的略图式透视俯视图。
图9是表示实施例1及比较例1各自涉及的弹性表面波分波器的第1及第2信号端子间的插入损耗特性的曲线。
图10是表示实施例1、2及比较例2各自涉及的弹性表面波分波器的第1及第2信号端子间的插入损耗特性的曲线。
图11是实施例3涉及的弹性表面波分波器的略图式电路图。
图12是表示实施例1及实施例3各自涉及的弹性表面波分波器的第1及第2信号端子间的插入损耗的曲线。
图13是对变形例中的发送侧滤波器芯片的一部分进行放大后的略图式剖视图。
图14是专利文献1所记载的弹性表面波滤波器装置的略图式电路图。
具体实施方式
以下，关于实施了本发明的优选方式，以作为弹性表面波双工器的图1所示的弹性表面波分波器1为例进行说明。其中，弹性表面波分波器1仅仅是例示。本发明并不限定于弹性表面波分波器1。本发明涉及的弹性波滤波器装置例如既可以是仅具有一个滤波器部的装置，也可以是具有三个滤波器部的三工器等。
本实施方式涉及的弹性表面波分波器1是在UMTS-BAND5(发送频带：824MHz～849MHz、接收频带：869MHz～894MHz)中使用的弹性表面波双工器。
图1是本实施方式涉及的弹性表面波分波器的略图式电路图。首先，参照图1，说明本实施方式涉及的弹性表面波分波器1的电路结构。
弹性表面波分波器1具有：与天线14连接的天线端子11、发送侧信号端子12、和第1及第2接收侧信号端子13a、13b。在天线端子11与第1及第2接收侧信号端子13a、13b之间，连接有由具有平衡-不平衡转换功能的所谓平衡型的纵耦合谐振器型弹性表面波滤波器部构成的接收侧滤波器部15。另一方面，在天线端子11与发送侧信号端子12之间，连接有由梯型滤波器部构成的发送侧滤波器部20。在天线14与天线端子11之间的连接点、和接地电位之间，连接有匹配用的电感器L3。
发送侧滤波器部20具有第1及第2信号端子21、22。第1信号端子21与第2信号端子22通过串联臂23而被连接。在串联臂23串联连接有多个串联臂谐振器S1～S4。在串联臂23与接地电位之间，设置有3个以上的并联臂。具体而言，本实施方式中，设置有对串联臂23和接地电位进行连接的4个并联臂24～27。在并联臂24～27各自设置有并联臂谐振器P1～P4。
在并联臂27与接地电位之间，连接有电感器L1。另一方面，在并联臂24～26之中的至少2个并联臂与接地电位之间，连接有电感器L2。具体而言，在本实施方式中，并联臂24～26的所有并联臂与接地电位经由电感器L2而被连接。
在并联臂27与电感器L1之间的连接点28、和并联臂24～26与电感器L2之间的连接点29这两个连接点之间，连接有电容器C。
在本实施方式中，电感器L1、L2构成为由电感器L1形成的衰减极较之由电感器L2形成的衰减极而位于高频侧。更为具体而言，在本实施方式中，电感器L1、L2构成为由电感器L1形成的衰减极位于与发送侧滤波器部20的通频带的3倍波相当的频带、且由电感器L2形成的衰减极位于与发送侧滤波器部20的通频带的2倍波相当的频带。因此，相当于2倍波的频带及相当于3倍波的频带各自的衰减量增大。
再者，在本实施方式中，没有设置在所有的并联臂24～27与接地电位之间连接的电感器。
图2是弹性表面波分波器的略图式剖视图。图3是发送侧滤波器芯片的略图式透视俯视图。图4是对发送侧滤波器芯片的一部分进行放大后的略图式剖视图。图5是接收侧滤波器芯片的略图式透视俯视图。图6是第1电介质层的表面的略图式透视俯视图。图7是第2电介质层的表面的略图式透视俯视图。图8是第2电介质层的背面的略图式透视俯视图。再者，在图3及图5中示意地记载了IDT电极、电容器等。此外，省略了反射器等一部分结构的描绘。
接下来，参照图2～图8，说明本实施方式的弹性表面波分波器1的具体结构。
如图2所示，弹性表面波分波器1具备：布线基板40、发送侧滤波器芯片60、和接收侧滤波器芯片70。发送侧滤波器芯片60及接收侧滤波器芯片70经由凸部81而倒装片安装于布线基板40的芯片粘贴面(die-attachsurface)之上。发送侧滤波器芯片60及接收侧滤波器芯片70由设置在布线基板40上的密封树脂层82进行密封。
在发送侧滤波器芯片60形成有发送侧滤波器部20和电容器C。具体而言，如图3及图4所示，发送侧滤波器芯片60具有压电基板61、和形成在压电基板61上的电极62。在电极62中包括分别构成串联臂谐振器S1～S4及并联臂谐振器P1～P4的IDT电极及反射器、构成电容器C的彼此之间交叉的一对梳齿状电极、串联臂23、并联臂24～27、第1及第2信号端子21、22及接地端子31、32。
在接收侧滤波器芯片70形成有上述接收侧滤波器部15。具体而言，如图5所示，具有压电基板71、和形成在压电基板71上的电极72。由这些压电基板71和电极72构成接收侧滤波器部15。
再者，压电基板61、71各自例如可由LiNbO3或LiTaO3形成。电极62、72各自例如可由从Al、Pt、Au、Ag、Cu、Ni、Ti、Cr及Pd构成的群组中选出的金属、或者包含从由Al、Pt、Au、Ag、Cu、Ni、Ti、Cr及Pd构成的群组中选出的一种以上的金属在内的合金而形成。此外，电极62、72各自可以通过由上述金属或合金构成的多个金属层的层叠体而构成。
在布线基板40形成有电感器L1、L2。具体而言，如图2所示，布线基板40由第1及第2电介质层41、42的层叠体构成。接收侧滤波器芯片70与发送侧滤波器芯片60被安装在构成芯片粘贴面的第1电介质层41的表面41a之上。
如图6所示，在第1电介质层41的表面41a上，形成有：连接着第1信号端子21的电极焊盘41a1、连接着接地端子31的电极焊盘41a2、连接着接地端子32的电极焊盘41a3、以及连接着第2信号端子22的电极焊盘41a4。
电极焊盘41a1经由通孔电极41a5而与形成在第2电介质层42的表面42a之上的电极42a1(参照图7)连接。电极42a1经由通孔电极42a2而与形成在第2电介质层42的背面42b之上的天线端子11(参照图8)连接。
图6所示的电极焊盘41a2经由通孔电极41a6而与形成在第2电介质层42的表面42a之上的电极42a3(参照图7)连接。由该电极42a3构成电感器L1。电极42a3经由通孔电极42a4、42a5而与形成在第2电介质层42的背面42b之上的接地端子42b1、42b2(参照图8)连接。
图6所示的电极焊盘41a3经由通孔电极41a7而与形成在第2电介质层42的表面42a之上的电极42a6(参照图7)连接。由该电极42a6构成电感器L2。电极42a6经由通孔电极42a7而与形成在第2电介质层42的背面42b之上的接地端子42b3(参照图8)连接。
再者，在本实施方式中，电感器L3由外带的芯片线圈构成，但也可以与电感器L1、L2同样地形成在布线基板40。在该情况下，连接点33配置在发送侧滤波器部20与接收侧滤波器部15之间的连接点、和天线端子11之间。
图6所示的电极焊盘41a4经由通孔电极41a8而与形成在第2电介质层42的表面42a之上的电极42a8(参照图7)连接。电极42a8经由通孔电极42a9而与形成在第2电介质层42的背面42b之上的发送侧信号端子12(参照图8)连接。
如以上所说明过的那样，在本实施方式中设置有电容器C。因此，电感器L1中被要求的电感值变小。其结果，能够缩短构成电感器L1的电极42a3。由此，能够使得布线基板40小型化。因此，能够使得弹性表面波分波器1小型化。
关于该效果，基于具体的实施例以及比较例来详细地进行说明。
首先，作为实施例1，按照以下的设计参数，制作与上述实施方式的弹性表面波分波器1实质上具有同样的结构的弹性表面波分波器，并测量了该弹性表面波分波器的第1及第2信号端子21、22间的插入损耗。图9表示其结果。
(实施例1的设计参数)
串联臂谐振器的交叉宽度：
S1：80μm、S2：50μm、S3：50μm、S4：50μm
并联臂谐振器的交叉宽度：
P1：100μm、P2：160μm、P3：100μm、P4：100μm
串联臂谐振器的对数：
S1：70对、S2：100对、S3：100对、S4：90对
并联臂谐振器的对数：
P1：100对、P2：50对、P3：100对、P4：60对
电容器C的电容：1.0pF
电感器L1的电感值：0.7nH
电感器L2的电感值：0.3nH
作为比较例1，除了不设置电容器C、并且电感器L1的电感值为1.5nH以外，制作与上述实施例1同样的弹性表面波分波器，并测量了第1及第2信号端子间的插入损耗。图9表示其结果。
如图9所示，在电感器L1的电感值为较小的0.7nH的实施例1、和电感器L1的电感值为较大的1.5nH的比较例1中，2倍波及3倍波的频带的衰减量大致等同。根据该结果可知，通过设置电容器C，即便减小电感器L1的电感值也能够增大2倍波及3倍波的频带处的衰减量。因此可知，通过设置电容器C，在不减小与2倍波及3倍波相当的频带处的衰减量的情况下能够使得弹性表面波分波器小型化。
此外，如本实施方式那样，在设置了电容器C的情况下，通过调整电容器C的电容，不变更电感器L1的电感值就能够调整由电感器L1形成的衰减极的位置。具体而言，如图10所示，电容器C的电容为1.0pF的实施例1的衰减极大约处在2400MHz的位置。除了电容器C的电容为0.5pF以外具有与实施例1同样的结构的实施例2的衰减极大约处在2800MHz的位置。除了没有设置电容器C以外具有与实施例1同样的结构的比较例2的衰减极大约处在4000MHz的位置。据此，通过增大电容器C的电容，能够使得由电感器L1形成的衰减极的位置进行低频偏移。因此，即便在变更了发送侧滤波器芯片60的种类的情况下，通过调整在发送侧滤波器芯片60所形成的电容器C的电容，也可以使得不变更电感器L1的设计就能够增大3倍波的频带处的衰减量。此外，如图10所示，通过增大电容器C的电容，同时2倍波的频带处的衰减量也变大。因此，通过预先设置电容器C，从而在发送侧滤波器芯片60的种类或要求特性等不同的多个种类的弹性表面波分波器中能够使得布线基板40共同化。
此外，在本实施方式中，构成电感器L1的电极42a3与形成在布线基板40的背面42b的接地端子42b1、42b2连接，构成电感器L2的电极42a6与形成在布线基板40的背面42b的接地端子42b3连接。因此，在布线基板40内，电感器L1和电感器L2被分离。但是，本发明并不限定于该结构。在布线基板40内，也可以使得电感器L1和电感器L2共同化，从而与接地端子连接。
图11是电感器L1和电感器L2被共同化并与接地端子连接的情况下的实施例3所涉及的弹性表面波分波器的略图式电路图。再者，在实施例3的说明中，对于与上述实施方式实质上具有共同功能的部件，以共同的符号进行参照，并省略其说明。
如图11所示，在实施例3涉及的弹性表面波分波器中，由电感器L1与电感器L2的连接点、和接地端子之间的布线，构成了电感器L4。在图12中与实施例1涉及的弹性表面波分波器的第1及第2信号端子间的插入损耗一起表示该实施例3涉及的弹性表面波分波器的第1及第2信号端子间的插入损耗。根据图12所示的结果可知，尽管实施例3较之实施例1有所劣化，但是也能够增大2倍波和3倍波的频带的衰减量。
以下，对上述实施方式的变形例进行说明。在以下的说明中，对于与上述实施方式实质上具有共同功能的部件，以共同的符号进行参照，并省略其说明。
在上述实施方式中，说明了发送侧滤波器芯片60为弹性表面波芯片的例子。但是，本发明并不限定于该结构。例如，如图13所示，发送侧滤波器芯片60也可以是在压电基板61之上以覆盖电极62的方式形成了第1及第2电介质层63、64的所谓三介质型的弹性边界波滤波器芯片、或不具有电介质层64的双介质型的弹性边界波滤波器芯片。即，本发明涉及的弹性波滤波器装置可以是利用了弹性边界波的弹性边界波滤波器装置。
对于电介质层63和电介质层64的材质，只要电介质层63的声速比电介质层64的声速慢就没有特别的限定。例如，能够由氧化硅形成电介质层63，由氮化硅或氧氮化硅形成电介质层64。
此外，在上述实施方式中，说明了所有的并联臂24～27与电感器L1或者电感器L2连接的例子。但是，本发明并不限定于该结构。在本发明中，也可以设置与电感器L1、L2不连接的并联臂。
符号说明
1...弹性表面波分波器
11...天线端子
12...发送侧信号端子
13a、13b...接收侧信号端子
14...天线
15...接收侧滤波器部
20...发送侧滤波器部
21...第1信号端子
22...第2信号端子
23...串联臂
24～27...并联臂
28、29...连接点
31、32...接地端子
40...布线基板
41...第1电介质层
41a...第1电介质层的表面
42...第2电介质层
42a...第2电介质层的表面
42b...第2电介质层的背面
41a1～41a4...电极焊盘
41a5～41a8、42a2、42a4、42a5、42a7、42a9...通孔电极
42a1、42a3、42a6、42a8...电极
42b1～42b3...接地端子
60...发送侧滤波器芯片
61、71...压电基板
62、72...电极
63...第1电介质层
64...第2电介质层
70...接收侧滤波器芯片
71...压电基板
72...电极
81...凸部
82...密封树脂层
L1～L4...电感器
C...电容器
P1～P4...并联臂谐振器
S1～S4...串联臂谐振器

Claims (6)

1.一种弹性波滤波器装置，具备：
梯型滤波器部，其具有第1及第2信号端子、串联臂、多个串联臂谐振器、3个以上的并联臂、和并联臂谐振器，所述串联臂对所述第1信号端子和所述第2信号端子进行了连接，所述多个串联臂谐振器在所述串联臂被串联连接，所述3个以上的并联臂对所述串联臂和接地电位进行了连接且包括第1并联臂，所述并联臂谐振器被设置在所述3个以上的并联臂的每个并联臂；
第1电感器，其被连接在所述第1并联臂和接地电位之间；
第2电感器，其被连接在所述3个以上的并联臂之中的除了所述第1并联臂以外的多个并联臂当中的至少2个并联臂、和接地电位之间；和
电容器，其被连接在所述第1并联臂与所述第1电感器之间的连接点、和所述第2电感器与所述至少2个并联臂之间的连接点这两个连接点之间。
2.根据权利要求1所述的弹性波滤波器装置，其中，
按照由所述第1电感器形成的衰减极较之由所述第2电感器形成的衰减极而位于高频侧的方式，构成了所述第1及第2电感器。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波滤波器装置，其中，
按照由所述第2电感器形成的衰减极位于与通频带的2倍波相当的频带、且由所述第1电感器形成的衰减极位于与所述通频带的3倍波相当的频带的方式，构成了所述第1及第2电感器。
4.根据权利要求1～3任一项所述的弹性波滤波器装置，其中，
所述弹性波滤波器装置具备：
滤波器芯片，其形成有所述梯型滤波器部；和
布线基板，其安装有所述滤波器芯片，并形成有构成所述第1及第2电感器的电极。
5.根据权利要求1～4任一项所述的弹性波滤波器装置，其中，
所述弹性波滤波器装置不具有被连接在所述3个以上的并联臂的所有并联臂和接地电位之间的电感器。
6.根据权利要求1～5任一项所述的弹性波滤波器装置，其中，
所述弹性波滤波器装置是弹性表面波滤波器装置或者弹性边界波滤波器装置。
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