CN104604130A - 弹性波滤波器装置及双工器 - Google Patents

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Abstract

提供一种能实现通带附近的频带外衰减量的扩大的弹性波滤波器装置。该弹性波滤波器装置在基板(2)上搭载有弹性波滤波器元件芯片(3A)，在弹性波滤波器元件芯片(3A)内构成具有多个串联臂谐振器(S1～S5)及多个并联臂谐振器(P～P4)的梯子型滤波器，在基板(2)中构成与串联臂谐振器(S5)并联地连接的第1电感器(L1)、和被连接于并联臂谐振器(P1～P3)与接地电位之间的第2电感器(L2)，在基板(2)内，在第1电感器(L1)与第2电感器(L2)之间设置有屏蔽电极。

Description

弹性波滤波器装置及双工器
技术领域
本发明涉及具有梯子型电路结构的弹性波滤波器装置，更具体的是涉及基板上搭载有弹性波滤波器芯片的弹性波滤波器装置。
背景技术
以往，作为移动电话机的双工器的发送滤波器，梯子型电路结构的弹性波滤波器被广泛应用。例如在下述的专利文献1中，公开了具有由梯子型电路结构的弹性波滤波器构成的发送滤波器、和由纵耦合谐振器型弹性波滤波器构成的接收滤波器的双工器。
在专利文献1所述的双工器的发送滤波器中，公开了在串联臂有多个串联臂谐振器。发送端子侧的串联臂谐振器并联地连接着桥接电感。再有，在将串联臂与接地电位连结的并联臂中，在并联臂谐振器与接地电位之间连接着并联臂电感的上述梯子型电路结构的弹性波滤波器芯片，实际上被搭载于基板上。在弹性波滤波器芯片中，多个串联臂谐振器及并联臂谐振器被连接成具有梯子型电路结构。
另外，上述桥接电感或并联臂电感构成在上述基板。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2010-109694
发明内容
-发明要解决的技术问题-
在专利文献1所述的构成中，存在上述弹性波滤波器的通带附近的阻带中的、即发送频带附近的阻带中的衰减量不大的问题。再有，在上述双工器中，接收滤波器的通带、即接收频带中的隔离(isolation)并不充分。
本发明的目的在于，提供一种能够增大通带附近的频带外衰减量的弹性波滤波器装置。
本发明的其他目的在于，提供一种发送滤波器的通带附近的频带外衰减量大、且能够改善接收频带中的隔离的双工器。
-用于解决技术问题的手段-
本发明涉及的弹性波滤波器装置具备基板和被搭载于基板上的弹性波元件芯片。
在本发明中，所述弹性波元件芯片构成梯子型滤波器，其具有：被配置于连结输入端与输出端的串联臂的多个串联臂谐振器；和被配置于连接在串联臂与接地电位之间的多个并联臂的每一个的并联臂谐振器。再有，在所述基板设置有：与至少1个所述串联臂谐振器并联地连接的第1电感器、被连接于至少1个所述并联臂谐振器与接地电位之间的第2电感器、以及被设置在所述第1电感器与所述第2电感器之间的屏蔽电极。
在本发明涉及的弹性波滤波器装置的某一特定方面中，在所述基板上设置有与接地电位连接的接地端子，所述屏蔽电极与所述接地端子电连接。该情况下，因为屏蔽电极被连接于接地电位，所以可以进一步增大频带外衰减量。
在本发明涉及的弹性波滤波器装置的其他特定方面中，所述屏蔽电极与所述并联臂谐振器的被连接于接地电位的端部电连接。该情况下，可以共用并联臂谐振器的与接地电位连接的端子和屏蔽电极的与接地电位连接的部分。因此，可以减少用于连接于接地电位的端子。
在本发明涉及的弹性波滤波器装置的另一特定方面中，所述第1电感器与所述第2电感器在所述基板内在横向上被间隔开，所述屏蔽电极被配置在横向上被间隔开的第1电感器与第2电感器之间。该情况下，第1电感器与第2电感器的电磁场耦合被屏蔽电极有效地抑制。
在本发明涉及的弹性波滤波器装置的其他特定方面中，所述第1电感器与所述第2电感器在所述基板内在所述基板的厚度方向上被间隔开，所述屏蔽电极被配置在厚度方向上被间隔开的所述第1电感器与所述第2电感器之间。该情况下，因为第1电感器与第2电感器在厚度方向上被间隔开，所以可以弹性波减小滤波器装置的平面形状。
在本发明涉及的弹性波滤波器装置的另一特定方面中，所述第1电感器被并联地连接于最靠近所述输入端及所述输出端中的一方的串联臂谐振器，所述第2电感器被连接于多个所述并联臂谐振器中靠近所述输入端及所述输出端的另一方的一侧的至少一个并联臂谐振器。该情况下，可以疏远第1电感器与第2电感器。因此，可以更有效地抑制电磁场耦合。
在本发明涉及的弹性波滤波器装置的又一特定方面中，分别设置于至少2个并联臂的所述并联臂谐振器的与接地电位连接的端部彼此共用，所述第2电感器被连接在该共用的端部与接地电位之间。该情况下，可以减小与并联臂谐振器连接的第2电感器的电感值。因此，可以实现小型化。再有，可以疏远第1电感器与第2电感器。因此，可以更有效地抑制第1电感器与第2电感器的电磁场耦合。
本发明涉及的双工器具备：由本发明的弹性波滤波器装置构成的第1滤波器、和通带不同于第1滤波器的第2滤波器。在本发明的双工器中，在第1滤波器中能抑制第1电感器与第2电感器的电磁场耦合造成的影响。因此，可以扩大第1滤波器的通带附近的频带外衰减量，且可以改善第2滤波器的通带中的隔离特性。
-发明效果-
根据本发明涉及的弹性波滤波器装置，因为在第1电感器与第2电感器之间设置有屏蔽电极，所以可抑制第1电感器与第2电感器的电磁场耦合，因此可以扩大弹性波滤波器装置的通带附近的频带外衰减量。
附图说明
图1是具有本发明的一实施方式涉及的弹性波滤波器装置的双工器的电路图。
图2(a)及图2(b)是本发明的一实施方式涉及的弹性波滤波器装置的俯视图及示意性主视图。
图3(a)～图3(c)是表示被设置在本发明的一实施方式的弹性波滤波器装置所采用的基板的第1层、第2层及第3层上的电极构造的各示意性俯视图。
图4(a)是表示本发明的一实施方式的弹性波滤波器装置的基板的最下层的电极构造的示意性俯视图，图4(b)是表示被设置在该最下层的抗蚀剂图案的示意性俯视图。
图5是表示本发明的一实施方式的弹性波滤波器装置及比较例的弹性波滤波器装置的衰减量频率特性的图。
图6是表示本发明的一实施方式及比较例的双工器的隔离特性的图。
图7是表示本发明的一实施方式及一实施方式的第1变形例与第2变形例的弹性波滤波器装置的衰减量频率特性的图。
具体实施方式
以下通过参照附图来说明本发明的具体的实施方式，从而使得本发明明了。
图1是具有本发明的一实施方式涉及的弹性波滤波器装置的双工器的电路图。
在本实施方式的双工器1中，在天线端子5与发送端子6之间构成有发送滤波器3。在天线端子5与第1、第2接收端子7、8之间连接着接收滤波器4。
发送滤波器3包括具有梯子型电路结构的弹性波滤波器元件芯片3A。图1中，设为用单点划线包围在弹性波滤波器元件芯片3A内所构成的部分。即，在连结天线端子5与发送端子6的串联臂，多个串联臂谐振器S1～S5被相互串联地连接。多个并联臂被构成为在串联臂与接地电位之间延伸。即，构成分别具有并联臂谐振器P1、P2、P3或P4的并联臂。
并联臂谐振器P1～P3的一端被连接于串联臂，另一端被共用。将该被共用的端子设为公共端子3a。公共端子3a与接地电位之间连接着第2电感器L2。连接有第2电感器L2的并联臂谐振器P1～P3被配置在与发送端子6相反的一侧即天线端子5侧。
另一方面，距发送端子6最近的串联臂谐振器S5连接着与串联臂谐振器并联地连接的电感、即桥接电感。该桥接电感为第1电感器L1。
在发送滤波器3中，输入端为发送端子6，输出端成为天线端子5侧的端部。因此，上述第1电感器L1被配置于输入端侧。再有，与并联臂谐振器P1～P3连接的第2电感器L2被配置于输出端侧。
接收滤波器4为平衡型弹性波滤波器，具有作为非平衡端子的天线端子5和作为第1、第2平衡端子的第1、第2接收端子7、8。天线端子5与第1接收端子7之间连接着单端口型谐振器9及第1纵耦合谐振器型弹性波滤波器部10。第1纵耦合谐振器型弹性波滤波器部10与接地电位之间连接着谐振器11。同样，天线端子5与第2接收端子8之间连接着单端口型弹性波谐振器12及第2纵耦合谐振器型弹性波滤波器部13。第2纵耦合谐振器型弹性波滤波器部13与接地电位之间连接着谐振器14。
在本实施方式的双工器1中，发送滤波器3的通带为1920～1980MHz，接收滤波器4的通带为2110～2170MHz。
可是，上述第1电感器L1及第2电感器L2被构成于搭载弹性波滤波器元件芯片3A的基板。参照图2(a)、(b)、图3(a)～(c)及图4(a)对此进行说明。
如图2(a)及(b)所示，在双工器1中，在基板2的上表面搭载着弹性波滤波器元件芯片3A与构成接收滤波器4的芯片。另一方面，前述的第1电感器L1及第2电感器L2被构成于基板2。
基板2由将多个绝缘层层叠而成的层叠基板构成。图3(a)～(c)及图4(a)是表示基板2的上表面、即第1层2A、位于第1层2A的下方的第2层2B、位于第2层2B的下方的第3层2C及基板2的下表面、即第4层2D上的电极构造的各示意性俯视图。其中，在俯视基板2的上表面的方向中，将从上表面朝向下表面的方向设为朝下、将朝向相反的方向设为朝上。
如图3(a)所示，在基板2的第1层2A，在搭载以单点划线表示的弹性波滤波器元件芯片3A的区域内设置有电极焊盘(land)21a～21f。在基板2的第1层2A中刨除区域的剩余的区域、即搭载构成前述的接收滤波器4的芯片的区域内形成有电极焊盘21g～211。
再有，图3(a)中以虚线的圆表示的多个通孔电极从第1层2A朝向另一方的第2层2B延伸。例如，按照从电极焊盘21b的下表面朝下方延伸的方式形成通孔电极31a。同样，通孔电极32a从电极焊盘21d的下表面起向第2层2B侧延伸。再有，通孔电极33a自电极焊盘21e的下表面起，通孔电极34a自电极焊盘21f的下表面起朝向第2层2B侧延伸。通孔电极35a自电极焊盘21g起朝向第2层2B侧延伸。
如图3(b)所示，在第2层2B中，在搭载发送滤波器芯片的区域的下方形成：构成第1电感器的屏蔽导体部22a与构成屏蔽电极的屏蔽导体22b、22c、以及构成第2电感器的屏蔽导体部22d。再有，在构成前述的接收滤波器的区域的下方设置有连接导体部22e、22f。
图3(b)中，以实线的圆表示的通孔电极31a、32a、32d、34a如前所述从第1层2A朝向第2层2B侧延伸，在下端，第2层2B上的屏蔽导体部22a、屏蔽导体部22b、屏蔽导体部22c及屏蔽导体部22d被连接于电极。再有，图3(b)的以虚线的圆表示的通孔电极31b、32b、33b从第2层2B朝向第3层2C延伸。
如图3(c)所示，在第3层2C中也形成有线圈导体部23a、屏蔽导体部23b与连接导体部23c。再有，在构成接收滤波器的区域的下方，在第3层2C中形成有连接导体部23d及接地电极23e。
在第3层2C中，在上述线圈导体部23a的一端附近也连接着前述的通孔电极31b的一端。线圈导体部23a的另一端被电连接于从第3层2C向第4层2D延伸的通孔电极31c。同样，屏蔽导体部23b的一端连接着通孔电极32b。屏蔽导体部23b的另一端连接着从第3层2C朝向第4层2D延伸的通孔电极32c。连接导体部23c连接着从第3层2C向第4层2D延伸的通孔电极33c。
在接收滤波器构成区域的下方，在第3层2C中形成有连接导体部23d及接地电极23e。连接导体部23d连接着通孔电极34b的上端。
如图4(a)所示，在基板2的下表面即第4层2D，形成有构成发送端子24a、接地端子24b及天线端子24的各电极焊盘。在此，发送端子24a连接着通孔电极31c的下端。接地端子24b分别连接着通孔电极32c、33c。天线端子24c连接着通孔电极34b的下端。
实际上，按照露出上述天线端子24c、发送端子24a及接地端子24b的一部分的方式覆盖图4(b)所示的由绝缘性材料构成的抗蚀剂41。由此，可以防止与外部的电极之间的不希望的短路。
在本实施方式的弹性波滤波器装置中，弹性波滤波器元件芯片3A被搭载于基板2上。而且，在基板2内，构成前述的第1电感器L1与第2电感器L2。更具体的是，第1电感器L1由电极焊盘21b-通孔电极31a-屏蔽导体部22a-通孔电极31b-线圈导体部23a-通孔电极31c-发送端子24e的线路构成。
另一方面，按照与上述第1电感器L1在基板2内沿横向被间隔开的方式构成第2电感器L2。第2电感器L2由连结电极焊盘21e-通孔电极33a-线圈导体部22d-通孔电极部33b-连接导体部23c-通孔电极33c-接地端子24b的线路构成。
而且，在构成上述第1电感器L1与第2电感器L2的部分之间配置有屏蔽电极。该屏蔽电极由电极焊盘21d-通孔电极32a-屏蔽导体部22b-通孔电极32b-屏蔽导体部23b-通孔电极32c构成。即，在上下方向被间隔开的第1、第2电感器之间构成上述屏蔽电极。
由此，根据本实施方式，可以利用上述屏蔽电极更有效地抑制构成桥接电感器层的第1电感器L1和被连接于并联臂谐振器的第2电感器L2之间的电磁场耦合。由此，根据后述的实施例可知，可以实现发送滤波器3中的通带附近的频带外衰减量的扩大。再有，在双工器1中可以改善接收频带中的隔离。
特别是，在本实施方式中，屏蔽电极的一端与被连接于接地电位的接地端子24b连接。即，屏蔽电极被连接于接地电位，因此可以进一步提高上述屏蔽电极带来的电磁场耦合抑制效果。不过，屏蔽电极也可以不被连接于接地电位而以浮置电极的方式构成。
再有，本实施方式中，如上述，第1电感器L1与第2电感器L2在基板2内在横向上被间隔开来，但如图2(b)中以虚线所示，第1电感器L1与第2电感器L2也可以在基板2内在厚度方向上被间隔开。此时，也如虚线所示，只要在第1电感器L1与第2电感器L2之间配置以虚线表示的屏蔽电极S即可。另外，基板2的厚度方向指的是俯视基板2的上表面的方向。
另外，在本实施方式中，第1电感器L1被连接在距发送端子极侧最近的串联臂谐振器S5，第2电感器L2连接在被配置于作为输出端的天线端子5侧的并联臂谐振器P1～P3。因此，可以容易地疏远第1电感器L1与第2电感器L2。由此，也能够有效地抑制前述的电磁场耦合。不过，第1电感器L1及连接于并联臂谐振器的第2电感器L2被连接的位置并未限定于图1所示的构成。
此外，在本实施方式中，第2电感器L2被电连接于将多个并联臂谐振器P1～P3的与接地电位连接的端部共用而成的公共端子3a。因此，可以减小第2电感器L2所需的电感值，可以实现第2电感器L2的小型化。由此，可以疏远第2电感器L2与第1电感器L1，可以更有效地抑制电磁场耦合。
另外，第2电感器也可被连接于多个并联臂谐振器的每一个，可以将本发明应用于在多个并联臂谐振器中的至少1个并联臂谐振器与接地电位之间连接着第2电感器的构成。
同样，对于构成桥接电感器的第1电感器L1来说，并未限定于串联臂谐振器S5，也可以与其他串联臂谐振器并联地连接，可以将本发明广泛应用于桥接电感器并联地连接于至少1个串联臂谐振器的弹性波滤波器装置。
进而，在本实施方式中，具有上述屏蔽导体部22b、22c、23b的屏蔽电极在基板2内被连接于接地端子24b，并联臂谐振器的与接地电位连接的端子也被电连接于接地端子24b。为此，能够使并联臂谐振器的与接地电位连接的端部和屏蔽电极的与接地电位连接的端部在接地端子24b处通用。由此，能够削减与接地电位连接的端子数。
另外，双工器1中，对于发送滤波器3的构成及连接接收滤波器4与在基板2的下表面构成的端子的构成而言，并未特别限定上述实施方式的构造。
图5的实线是表示本实施方式的双工器1的发送滤波器3的将横轴设为频率[MHz]、将纵轴设为插入损耗[dB]的衰减量频率特性的图。图5的虚线是表示除了未设置上述屏蔽电极以外与上述实施方式同样地构成的双工器的发送滤波器的衰减量频率特性的图。根据图5可知，与比较例相比，根据实施方式在发送频带Tx的通带外能够将以箭头M表示的低频侧附近1650[MHz]的通带外衰减量大幅增大约2dB、将以箭头N表示的高频侧附近2300[MHz]的通带外衰减量大幅增大约3dB。
再有，图6是表示上述实施方式及比较例的双工器的将横轴设为频率[MHz]、将纵轴设为插入损耗[dB]的隔离特性的图。实线表示实施方式的结果，虚线表示比较例的结果。根据图6可知，与比较例相比，根据实施方式能大幅地改善以箭头O表示的接收频带Rx中的隔离。
根据上述实施方式，认为能够改善发送频带附近的频带外衰减量的扩大及接收频带中的隔离的原因在于：上述第1电感器与第2电感器之间的电磁场耦合被屏蔽电极有效地抑制。
另外，图7是表示在上述实施方式、将电感器L1连接到最靠天线端子侧的串联臂谐振器S1的第1变形例、将电感器L1连接到被配置于天线端与输入端的中间的串联臂谐振器S4的第2变形例中双工器1的发送滤波器3的将横轴设为频率[MHz]、将纵轴设为插入损耗[dB]的衰减量频率特性的图。图7的实线表示本实施方式的将电感器L1连接到串联臂谐振器S5的构成中的双工器的发送滤波器的衰减量频率特性，虚线表示取代串联臂谐振器S5而将电感器L1连接到串联臂谐振器S1的第1变形例的发送滤波器的衰减量频率特性，单点划线表示取代串联臂谐振器S5而将电感器L1连接到串联臂谐振器S4的第2变形例的发送滤波器的衰减量频率特性。
根据图7可知，与比较例的将电感器L1连接到串联臂谐振器S5的构成相同，即便对于第1变形例及第2变形例而言，在发送频带Tx的通带外也能够将低频侧附近1650[MHz]及高频侧附近2300[MHz]的通带外衰减量增大约2～3dB。
另外，在本实施方式中，与第1变形例及第2变形例的情况相比能够增大发送频带Tx的通带1000[MHz]的低频侧衰减量，因此是更优选的。
此外，对于本发明的弹性波滤波器装置中的用于实现梯子型电路结构的各弹性波谐振器来说，可以由声表面波谐振器或弹性边界波谐振器等各种弹性波谐振器来构成。再有，对于上述第1电感器及第2电感器而言，只要能构成于基板2，就无需限定为具有图1的线圈导体部的结构。进而，在基板2内，也可以部分地设置磁性体层来构成第1、第2电感器的至少一方。
还有，上述实施方式中，虽然对应用于双工器1的发送滤波器的实施方式进行了说明，但需指出本发明的弹性波滤波器装置能够广泛应用于基板上搭载有弹性波滤波器元件芯片的各种弹性波滤波器装置。
-符号说明-
1...双工器
2...基板
2A...第1层
2B...第2层
2C...第3层
2D...第4层
3...发送滤波器
3A...弹性波滤波器元件芯片
3a...公共端子
4...接收滤波器
5...天线端子
6...发送端子
7...第1接收端子
8...第2接收端子
9...单端口型谐振器
10...第1纵耦合谐振器型弹性波滤波器部
11...谐振器
12...单端口型弹性波谐振器
13...第2纵耦合谐振器型弹性波滤波器部
14...谐振器
21a～211...电极焊盘
23a...线圈导体部
22a，22b，22c，22d，23b...屏蔽导体部
22e，22f，23c，23d...连接导体部
23e...接地电极
24a...发送端子
24b...接地端子
24c...天线端子
24e...发送端子
31a，31b，31c，32a，32b，33a，33b，33c，34a，34b，35a...通孔电极
41...抗蚀剂
L1...第1电感器
L2...第2电感器
P1～P4...并联臂谐振器
S1～S5...串联臂谐振器

Claims (8)

1.一种弹性波滤波器装置，具备：
基板；和
被搭载于所述基板上的弹性波元件芯片，
所述弹性波元件芯片构成梯子型滤波器，该梯子型滤波器具有：被配置于连结输入端与输出端的串联臂的多个串联臂谐振器；以及在被连接于串联臂与接地电位之间的多个并联臂的每一个配置的并联臂谐振器，
在所述基板设置有：与至少1个所述串联臂谐振器并联地连接的第1电感器；被连接于至少1个所述并联臂谐振器与接地电位之间的第2电感器；以及被设置在所述第1电感器与所述第2电感器之间的屏蔽电极。
2.根据权利要求1所述的弹性波滤波器装置，其中，
在所述基板设置有与接地电位连接的接地端子，所述屏蔽电极与所述接地端子电连接。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波滤波器装置，其中，
所述屏蔽电极与所述并联臂谐振器的被连接于接地电位的端部电连接。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的弹性波滤波器装置，其中，
所述第1电感器与所述第2电感器在所述基板内在横向上被间隔开，所述屏蔽电极被配置在横向上被间隔开的第1电感器与第2电感器之间。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的弹性波滤波器装置，其中，
所述第1电感器与所述第2电感器在所述基板内在所述基板的厚度方向上被间隔开，所述屏蔽电极被配置在厚度方向上被间隔开的所述第1电感器与所述第2电感器之间。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的弹性波滤波器装置，其中，
所述第1电感器被并联地连接于最靠近所述输入端及所述输出端中的一方的所述串联臂谐振器，
所述第2电感器被连接于多个所述并联臂谐振器中靠近所述输入端及所述输出端的另一方的一侧的至少一个并联臂谐振器。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的弹性波滤波器装置，其中，
分别设置于至少2个并联臂的所述并联臂谐振器的与接地电位连接的端部彼此共用，所述第2电感器被连接在该共用的端部与接地电位之间。
8.一种双工器，具备：
由权利要求1～7中任一项所述的弹性波滤波器装置构成的第1滤波器；和
通带不同于所述第1滤波器的第2滤波器。
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