CN104662798A - 弹性波滤波器装置以及双工器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有梯型电路结构，能谋求更加小型化的弹性波滤波器装置。弹性波滤波器装置(1)在封装基板(11)上搭载了弹性波滤波器芯片(12)，构成具有多个串联臂谐振器以及多个并联臂谐振器的梯型电路，具备与至少一个串联臂谐振器并联连接的第1电感(L1)和被连接在至少一个并联臂谐振器与接地电位之间的第2电感(L2)，第1电感(L1)以及第2电感(L2)被设置在封装基板(11)内，并且第1电感(L1)与第2电感(L2)发生磁耦合以使衰减极的频率位置移动。

Description

弹性波滤波器装置以及双工器

技术领域

本发明涉及在封装基板上搭载有弹性波滤波器芯片的弹性波滤波器装置，更详细地来说，涉及具有梯型电路结构的弹性波滤波器装置以及具备该弹性波滤波器装置的双工器。

背景技术

一直以来，作为带通滤波器，广泛使用梯型电路结构的弹性波滤波器装置。例如在下述的专利文献1中，公开了用作便携式电话机的双工器的发送滤波器的弹性波滤波器装置。该弹性波滤波器装置具有多个串联臂谐振器和多个并联臂谐振器。在专利文献1中，与一部分串联臂谐振器并联地连接有桥接电感。另一方面，在并联臂谐振器与接地电位之间连接有用于扩宽通频带的电感。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2010-109694号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1所记载的弹性波滤波器装置中，通过桥接电感谋求通频带外的特定的频域中的衰减量的扩大。此外，通过被连接在并联臂谐振器与接地电位之间的电感谋求宽频带化。

上述桥接电感、与并联臂谐振器连接的电感采用螺旋状的导体图案来形成。此外，由于电感比较大，因此需要比较大的螺旋状导体。因而，不是在弹性波滤波器芯片而是在封装件例如封装基板形成有电感。但是，由于必须形成这种比较大的线圈导体，因此存在构成弹性波滤波器装置的封装大型化之类的问题。

本发明的目的在于提供一种具有与串联臂谐振器以及并联臂谐振器连接的电感的梯型电路结构的弹性波滤波器装置且能谋求更加小型化的弹性波滤波器装置以及具有该弹性波滤波器装置的双工器。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的弹性波滤波器装置具备：封装基板、和被搭载在封装基板上的弹性波滤波器芯片。弹性波滤波器芯片构成具有多个串联臂谐振器以及多个并联臂谐振器的梯型电路。此外，在本发明中，还具备：与至少一个串联臂谐振器并联连接的第1电感、和被连接在至少一个并联臂谐振器与接地电位之间的第2电感。第1电感以及第2电感被设置在封装基板内。此外，第1电感与第2电感发生磁耦合以使弹性波滤波器装置的滤波器特性中的衰减极的频率位置移动。

在本发明所涉及的弹性波滤波器装置的某特定局面中，上述第1电感和第2电感发生磁耦合以使位于通频带的低频侧的衰减极的频率位置向低频侧移动。

在本发明所涉及的弹性波滤波器装置的其他的特定局面中，在上述封装基板内，上述第1电感和上述第2电感被配置为之间不存在其他电极图案。

在本发明所涉及的弹性波滤波器装置的另一其他的特定局面中，上述第1电感和上述第2电感在上述封装基板内被设置为在封装基板的厚度方向上分隔开。

在本发明所涉及的弹性波滤波器装置的另一其他的特定局面中，上述第1电感和上述第2电感在上述封装基板的厚度方向上于至少一部分中重合。

在本发明所涉及的弹性波滤波器装置的另一其他的特定局面中，上述第1电感以及上述第2电感之中的至少一个具有线圈导体部。

本发明所涉及的双工器具备：具有第1通频带的第1滤波器、和形成通频带与上述第1通频带不同的第2通频带的第2滤波器，上述第1以及第2滤波器之中的至少一个滤波器由按照本发明构成的弹性波滤波器装置构成。

发明效果

第1电感以及第2电感被预先设置在封装基板内，并且第1电感与第2电感发生磁耦合以使衰减极的频率位置移动，因此能够谋求弹性波滤波器装置的更进一步小型化。

附图说明

图1为本发明的一实施方式所涉及的弹性波滤波器装置的电路图。

图2为表示本发明的一实施方式所涉及的弹性波滤波器装置的构造的略图式正面剖视图。

图3为表示本发明的一实施方式所涉及的双工器中采用的封装基板的上表面的电极构造的示意性俯视图。

图4为表示本发明的一实施方式所涉及的双工器中采用的封装基板的中间层的电极构造的示意性俯视图。

图5为表示本发明的一实施方式所涉及的双工器中采用的封装基板的下表面的电极构造的示意性俯视图。

图6为表示比较例以及桥接电感的值与比较例相同的实施方式的衰减量频率特性的图。

图7为表示比较例以及衰减极的位置是与比较例几乎相同的频率位置的实施方式的衰减量频率特性的图。

图8为表示在图6的本发明的一实施方式中，在改变了第1以及第2电感的磁耦合的耦合系数K的情况下的实施方式的衰减量频率特性的图。

图9为表示俯视时互相不重叠的情况下的第1以及第2电感的磁耦合的示意图。

图10为表示俯视时互相重叠的情况下的第1以及第2电感的磁耦合的示意图。

图11为表示本发明的其他实施方式中采用的封装基板的略图式正面剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明，由此使本发明明了。

图1为本发明的一实施方式所涉及的弹性波滤波器装置的电路图。

弹性波滤波器装置1具有输入端子2和输出端子3。连结输入端子2和输出端子3的线路为串联臂。在该串联臂中，多个串联臂谐振器S1～S4互相被串联连接。

第1电感L1与最接近输出端子3的串联臂谐振器S4并联连接。第1电感L1为所谓的桥接电感。桥接电感作用为扩大弹性波滤波器装置1的衰减域的特定的频率中的衰减量。通过对作为桥接电感的第1电感L1的电感值进行调整，从而能够调整该特定的频带的频域。

在输入端子2与串联臂谐振器S1之间、以及串联臂谐振器S4与输出端子3之间连接有电感L3、L3。

另一方面，按照连结串联臂和接地电位的方式设置有多个并联臂4～6。多个并联臂4～6分别具有并联臂谐振器P1～P3。此外，在各并联臂4、5、6中，第2电感L2与并联臂谐振器P1、P2或者P3串联连接。即，第2电感L2被连接在并联臂谐振器P1～P3的接地电位侧端部与接地电位之间。第2电感L2是为了调整低频侧的衰减极的频率位置而设置的。更具体地来说，通过将第2电感L2与并联臂谐振器P1～P3连接，从而能够使并联臂谐振器P1～P3的谐振频率移动到低频侧。因此，能够按照降低梯型电路结构的弹性波滤波器装置1的通频带低频侧的衰减极的方式来调整带宽。

图2为具有弹性波滤波器装置1的双工器60的略图式正面剖视图。在本实施方式的双工器60中，由上述弹性波滤波器装置1构成的发送滤波器与接收滤波器被一体地构成。接收滤波器的通频带与由弹性波滤波器装置1构成的发送滤波器的通频带不同。

在本实施方式中，封装基板11在发送滤波器和接收滤波器中被共用化。在构成弹性波滤波器装置1的部分中，在封装基板11上安装了弹性波滤波器芯片12。封装基板11由绝缘性陶瓷等适当的绝缘材料构成。在封装基板11内，构成了第1电感L1和第2电感L2。第1电感L1以及第2电感L2由螺旋状导体形成。但是，也可通过蜿蜒状等其他形状的导体来形成电感L1、L2。

在本实施方式中，第1电感L1和第2电感L2在封装基板11内被配置为在与沿着基板的主面的方向平行的方向上、即如图2所示那样在横向上分隔开。

如上述那样，在本实施方式中，图1所示的与并联臂谐振器P3连接的第2电感L2将和第1电感L1发生磁耦合。更具体地来说，在图2中如虚线的箭头M所示那样，第1电感L1与上述第2电感L2发生磁耦合。该磁耦合能够通过使第1电感L1和第2电感L2接近以发生磁耦合来实现。而且，磁耦合的程度能够通过两者的距离来调整。

此外，第1电感L1和第2电感L2被配置为之间不具有其他的导体图案。因此，能够容易地调整第1、第2电感L1、L2的磁耦合的程度。

在封装基板11的下表面设置有外部端子13、14。外部端子13、14为用于将上述弹性波滤波器装置1与外部电连接的端子。

另一方面，在封装基板11的上表面形成有电极焊盘15、16。图2中仅图示了电极焊盘15、16，但其他的多个电极焊盘也被设置在封装基板11上。

弹性波滤波器芯片12通过倒装片接合方法而与电极焊盘15、16接合。即，弹性波滤波器芯片12通过凸块17、18而与电极焊盘15、16接合。弹性波滤波器芯片12具有：压电基板19、和被设置在压电基板19的下表面的电极20。电极20包括：上述的串联臂谐振器S1～S4、并联臂谐振器P1～P3以及将它们进行连接的布线部分。但是，如上述那样，图1所示的第1电感L1以及第2电感L2被构成在封装基板11内。因此，不会导致弹性波滤波器芯片12的大型化。

除此之外，在本实施方式中，在封装基板11内，上述第1电感L1和图1所示的与并联臂谐振器P3连接的第2电感L2发生磁耦合。由此，也能谋求封装基板11的小型化。

在图2的左侧部分中，构成接收滤波器的弹性波滤波器芯片61通过凸块62采用倒装片接合方法被搭载。该接收滤波器由纵耦合谐振器型的弹性表面波滤波器构成。接收滤波器的通频带存在于比构成发送滤波器的弹性波滤波器装置1的通频带低的低频侧。上述的第1电感L1即桥接电感是为了扩大该接收滤波器的通频带中的衰减量而设置的。更具体地来说，通过第1电感L1的连接，在接收滤波器的通频带形成衰减极。该衰减极的位置能通过第1电感L1的值、进而后述的磁耦合的程度来调整。

如上那样，本实施方式的弹性波滤波器装置1能够适用于构成双工器的一个带通滤波器的用途中。另外，按照覆盖弹性波滤波器芯片12的方式来设置外装树脂层21。

图3为表示上述封装基板11的上表面的电极构造的俯视图。图4为表示封装基板11的中间层的电极构造的俯视图。图5为表示封装基板11的下表面的电极构造的俯视图。

在图3的单点划线A所示的区域内，安装了上述弹性波滤波器芯片12。此外，在单点划线B所包围的区域中，搭载了构成上述接收滤波器的弹性波滤波器芯片61。在本实施方式中，在具有构成上述发送滤波器的弹性波滤波器芯片12的弹性波滤波器装置1上具有特征。因此，下面以图3的单点划线A所示的区域以及位于其下方的电极构造为中心来进行说明。

在单点划线A所示的区域中，在封装基板11的上表面形成有多个电极焊盘15、16、33。多个电极焊盘15、16、33与从封装基板11的上表面向下方延伸的通孔电极34、35、36电连接。在此，电极焊盘15、16具有螺旋状导体部31a、32a。螺旋状导体部31a、32a具有构成螺旋状导体的一部分的平面形状。更具体地来说，螺旋状导体部31a的端部与向下方延伸的通孔电极34电连接。同样地，螺旋状导体部32a的端部与向下方延伸的通孔电极35电连接。剩余的电极焊盘33分别与向下方延伸的通孔电极36电连接。

如图4所示，在中间层中，形成了与上述通孔电极34的下端连接的螺旋状导体部41。螺旋状导体部41与螺旋状导体部31a通过通孔电极34被电连接。由此，构成了第1电感L1。

同样地，螺旋状导体部42被配置在螺旋状导体部32a的下方。螺旋状导体部42通过通孔电极35而与螺旋状导体部32a电连接。由螺旋状导体部32a和螺旋状导体部42构成了第2电感L2。

如上述那样，在本实施方式中，在封装基板11内，第1电感L1与第2电感L2在横向上分隔开，但是以能磁耦合的方式接近地配置。

如上述那样，该磁耦合的程度能通过调整第1、第2电感L1、L2间的距离来实现。

图4所示的螺旋状导体部41、42分别与通孔电极44、45电连接。通孔电极44与作为图5所示的发送端子的外部端子13电连接。此外，通孔电极45与作为图5所示的接地端子的外部端子14电连接。

图3以及图4所示的剩余的电极焊盘33、37、通孔电极36、38、电极层46以及通孔电极47是用于将上述发送滤波器以及接收滤波器与图5所示的剩余的外部端子53的任一者进行电连接而设置的。

在本实施方式的弹性波滤波器装置1中，如上述那样第1电感L1和第2电感L2在封装基板11内发生磁耦合。因而，能够谋求封装基板11的小型化，进而谋求弹性波滤波器装置1的小型化。参照图6以及图7对此进行说明。

图6的实线表示上述实施方式的弹性波滤波器装置1的衰减量频率特性，虚线表示比较例的弹性波滤波器装置的衰减量频率特性。此外，第1电感L1的电感值设为L1＝6nH。第2电感L2的电感值设为L2＝0.7nH。在该比较例中，第1电感L1和第2电感L2不发生磁耦合。其他点与上述实施方式相同。根据本实施方式，第1电感L1和第2电感L2发生磁耦合。因而，比较例中位于约2300MHz的通频带的低频侧的衰减极的频率，在本实施方式中变为约2200MHz。即，在本实施方式中，衰减极向更低的频率侧移动这一点根据图6的衰减量频率特性可知。

图7的实线表示将第1电感L1的值设为4.7nH的实施方式的弹性波滤波器装置的衰减量频率特性。虚线表示第1电感L1的电感值为6.0nH、但第1、第2电感L1、L2不发生磁耦合的比较例的衰减量频率特性。

如根据图7可明确的那样，可知在减小第1电感L1的电感值的情况下，位于通频带的低频侧的衰减极的频率在本实施方式和比较例中不移动。

如根据图6可明确的那样，可知在桥接电感的大小相同的情况下，本实施方式与比较例相比，能使桥接电感所产生的位于通频带的低频侧的衰减极移动到更低的频率位置。即，通过适用本实施方式的结构，第1、第2电感L1、L2发生磁耦合。由此可知，能使想要扩大衰减量的频带向更低的频率侧移动。

此外，如根据图7可明确的那样，通过适用本实施方式的结构，即使减小第1电感L1的值，也能使桥接电感所产生的位于通频带的低频侧的衰减极的频率与比较例相同。因而，即使采用小型且电感值小的第1电感L1也能维持滤波器的衰减特性。由此可知，能有效谋求封装基板11的小型化，进而谋求弹性波滤波器装置1的小型化。

图8表示将第1电感L1的值设为6nH、将第2电感L2的值设为0.7nH的图6所示的实施方式的弹性波滤波器装置的衰减量频率特性，表示使第1电感L1与第2电感的耦合系数K的值变化为-0.1、0、0.1、0.2以及0.3的衰减量频率特性。根据图8，与K的值为0、即不发生磁耦合的情况相比，如果K的值以正的值增加，则弹性波滤波器装置的位于通频带的低频侧的衰减极的位置向低频侧移动，如果K的值变为负的值，则衰减极的位置向高频侧移动。因此可知，在本发明的实施方式中，第1电感L1和第2电感L2在不增加电感值的情况下变更耦合系数K的值，即变更磁耦合的程度，从而能够将衰减极的频率的位置变更为弹性波滤波器装置1的通频带的低频率侧。

此外，在上述实施方式中，在封装基板11内，第1电感L1和第2电感L2在与封装基板11的主面平行的方向上分隔开。如图9所示，被配置的第1电感L1和第2电感L2在俯视封装基板11的方向上互相不重合，在与平面平行的方向上分隔开的情况下，由第1电感L1产生的纸面朝下的磁通的朝向和由第2电感L2产生的纸面朝上的磁通的朝向互相成为相反的朝向地发生磁耦合时，耦合系数K成为正的值。此外，在磁通的朝向为互相相同的方向地发生磁耦合时，耦合系数K成为负的值。

如图10所示，在封装基板11内，构成第1电感L1的线圈导体和构成第2电感L2的线圈导体也可以在封装基板11的厚度方向上分隔开。此时，如图10所示，优选在俯视封装基板11的情况下，第1电感L1和第2电感L2配置为互相部分地重合。由此，通过减少第1电感L1和第2电感L2的不互相重合的面积，从而也能增强磁耦合的程度。在图10的结构中，在俯视时互相重叠的部分中，由第1电感L1和第2电感L2产生的磁通的朝向互相相同地发生磁耦合时，耦合系数K成为正的值。另外，在磁通的朝向为互相相反的朝向地发生磁耦合时，耦合系数K成为负的值。

此外，如图11所示的本发明的实施方式的变形例那样，通过改变电感的俯视下的重合的程度、或者改变第1电感L1与第2电感L2和封装基板11的厚度方向的距离，从而也能调整磁耦合的程度。在俯视封装基板11的方向上，在第1电感L1与第2电感L2之间，配置有除去构成第1电感L1以及第2电感L2的至少一部分的线圈导体之外的封装基板内所设置的导体即布线图案的情况下，存在由布线图案的影响而减弱电感的磁耦合的程度的影响。由此，在俯视封装基板11的方向上，在第1电感L1与第2电感L2之间不配置布线图案的结构，在增强磁耦合的程度这一点是优选的。

此外，在上述实施方式中，与最接近输出端子3的并联臂谐振器P3电连接的第2电感L2和第1电感L1发生磁耦合，但也可使第1电感L1与被连接至其他的并联臂谐振器P1或并联臂谐振器P2的第2电感L2发生磁耦合。此外，关于作为桥接电感的第1电感L1的连接位置，也不限于串联臂谐振器S4，也可以与串联臂谐振器S1～S3的任何谐振器并联连接。

此外，第1电感L1也可由多个电感器构成。此时，只要第1电感L1当中的至少一个与至少一个第2电感L2发生磁耦合即可。

此外，在上述实施方式中，串联臂谐振器S1～S4以及并联臂谐振器P1～P3由弹性表面波谐振器构成，但也可以由弹性边界波谐振器或体弹性波(BAW)谐振器构成。

符号说明

1…弹性波滤波器装置

2…输入端子

3…输出端子

4～6…并联臂

11…封装基板

12…弹性波滤波器芯片

13、14…外部端子

15、16…电极焊盘

17、18…凸块

19…压电基板

20…电极

21…外装树脂层

33…电极焊盘

31a、32a…螺旋状导体部

37…电极焊盘

34～36…通孔电极

38…通孔电极

41、42…螺旋状导体部

44、45…通孔电极

46…电极层

47…通孔电极

53…外部端子

60…双工器

61…弹性波滤波器芯片

62…凸块

L1～L3…电感

P1～P3…并联臂谐振器

S1～S4…串联臂谐振器

Claims (7)

1.一种弹性波滤波器装置，其中，具备：

封装基板；和

弹性波滤波器芯片，其被搭载在上述封装基板上，

上述弹性波滤波器芯片构成具有多个串联臂谐振器以及多个并联臂谐振器的梯型电路，

上述弹性波滤波器装置还具备：

第1电感，其与至少一个上述串联臂谐振器并联连接；和

第2电感，其被连接在至少一个上述并联臂谐振器与接地电位之间，

上述第1电感以及第2电感被设置在上述封装基板内，并且上述第1电感与上述第2电感发生磁耦合以使衰减极的频率位置移动。

2.根据权利要求1所述的弹性波滤波器装置，其中，

上述第1电感和第2电感发生磁耦合以使位于通频带的低频侧的上述衰减极的频率位置向低频侧移动。

3.根据权利要求1或2所述的弹性波滤波器装置，其中，

在上述封装基板内，上述第1电感和上述第2电感被配置为之间不存在其他电极图案。

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，

上述第1电感和上述第2电感在上述封装基板内被设置为在封装基板的厚度方向上分隔开。

5.根据权利要求4所述的弹性波滤波器装置，其中，

上述第1电感和上述第2电感在上述封装基板的厚度方向上于至少一部分中重合。

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，

上述第1电感以及上述第2电感之中的至少一个具有线圈导体部。

7.一种双工器，具备：第1滤波器，其具有第1通频带；和第2滤波器，其形成通频带与上述第1通频带不同的第2通频带，其中，

上述第1滤波器以及第2滤波器之中的至少一个滤波器由权利要求1～6中任一项所述的弹性波滤波器装置构成。