CN110679085B - 弹性波滤波器装置 - Google Patents
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Abstract
一种弹性波滤波器装置(1)，具有形成在压电基板(30)上的第一弹性波滤波器(10)以及第二弹性波滤波器(20)，弹性波滤波器装置(1)具备：绝缘层(40)，形成在压电基板(30)上，介电常数比压电基板(30)的介电常数小；第一布线导体(51)以及第二布线导体(52)，在俯视下相互对置地形成在绝缘层(40)上，第一布线导体(51)与第一弹性波滤波器(10)的电极连接，第二布线导体(52)与第二弹性波滤波器(20)的电极连接；和接地导体(60)，在俯视下与绝缘层(40)上的第一布线导体(51)以及第二布线导体(52)外切的区域A内，形成在绝缘层(40)与压电基板(30)之间。
Description
技术领域
本发明涉及具备多个弹性波滤波器的弹性波滤波器装置。
背景技术
以往，使用了弹性波的弹性波滤波器被广泛用于配置在移动通信机的前端部的带通滤波器等。此外，为了应对多模式/多频段等的复合化，具备多个弹性波滤波器的弹性波滤波器装置被实用化。
在单个压电基板形成了多个弹性波滤波器的弹性波滤波器装置中，高密度地配置有布线导体，因此传播不同的弹性波滤波器的信号的布线导体彼此经由压电基板耦合，变得容易产生由信号的泄漏造成的插入损耗特性的劣化。
为了应付该问题，例如，在专利文献1公开的弹性波器件中，通过在布线导体与压电基板之间配置介电常数比压电基板的介电常数小的绝缘层，从而抑制靠近的布线导体间的电容耦合。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-153289号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在装置的小型化进一步发展的情况下，如果是现有技术的结构，则有可能不能充分地抑制插入损耗特性的劣化。
因此，本发明的目的在于，提供一种具备多个弹性波滤波器、小型且插入损耗特性优异的弹性波滤波器装置。
用于解决课题的技术方案
为了达到上述目的，本发明的一个方式涉及的弹性波滤波器装置具有形成在压电基板上的第一弹性波滤波器以及第二弹性波滤波器，所述弹性波滤波器装置具备：绝缘层，形成在所述压电基板上，介电常数比所述压电基板的介电常数小；第一布线导体以及第二布线导体，在俯视下相互对置地形成在所述绝缘层上，所述第一布线导体与所述第一弹性波滤波器的电极连接，所述第二布线导体与所述第二弹性波滤波器的电极连接；和接地导体，在俯视下与所述绝缘层上的所述第一布线导体以及所述第二布线导体外切的区域内，形成在所述绝缘层与所述压电基板之间。
发明效果
根据本发明涉及的弹性波滤波器装置，通过接地导体来阻碍传播第一弹性波滤波器的信号的第一布线导体与传播第二弹性波滤波器的信号的第二布线导体之间的耦合，由此抑制信号的泄漏。其结果是，可得到具备多个弹性波滤波器、小型且插入损耗特性优异的弹性波滤波器装置。
附图说明
图1是示出实施方式涉及的弹性波滤波器装置的结构的一个例子的电路图。
图2是示出实施方式涉及的弹性波滤波器装置的芯片布局的一个例子的俯视图。
图3是示出实施方式涉及的弹性波滤波器装置的主要部分的芯片布局的一个例子的放大俯视图。
图4是示出实施方式涉及的弹性波滤波器装置的主要部分的构造的一个例子的剖视图。
图5是示出比较例涉及的弹性波滤波器装置的主要部分的构造的一个例子的剖视图。
图6是示出实施方式以及比较例涉及的弹性波滤波器装置的插入损耗特性的一个例子的曲线图。
图7A是示出变形例涉及的弹性波滤波器装置的主要部分的构造的一个例子的剖视图。
图7B是示出变形例涉及的弹性波滤波器装置的主要部分的构造的一个例子的剖视图。
图8A是示出变形例涉及的弹性波滤波器装置的主要部分的构造的一个例子的剖视图。
图8B是示出变形例涉及的弹性波滤波器装置的主要部分的构造的一个例子的剖视图。
图8C是示出变形例涉及的弹性波滤波器装置的主要部分的构造的一个例子的剖视图。
具体实施方式
以下，使用实施例以及附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，以下说明的实施方式均示出总括性的或具体的例子。在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接方式等是一个例子，其主旨并不在于限定本发明。关于以下的实施方式中的构成要素之中未记载于独立权利要求的构成要素，作为任意的构成要素而进行说明。
(实施方式)
列举具有形成在压电基板上的第一弹性波滤波器以及第二弹性波滤波器的弹性波滤波器装置的例子，对实施方式涉及的弹性波滤波器装置进行说明。
图1是示出实施方式1涉及的弹性波滤波器装置1的结构的一个例子的电路图。如图1所示，弹性波滤波器装置1具备弹性波滤波器10、20。弹性波滤波器10、20是通带的一部分相互重复的带通滤波器。作为一个例子，弹性波滤波器装置1可以是LTE(Long TermEvolution，长期演进)标准的Band3以及Band39的接收用对偶滤波器(dual filter)。
弹性波滤波器10具有连接在输入端子IN1与输出端子OUT1之间的串联谐振器11、14以及纵向耦合型的谐振器12、13。串联谐振器11、14由声表面波谐振器构成。谐振器12、13由具有反射器的纵向耦合型的声表面波滤波器构成。
弹性波滤波器10是如下的非平衡输入-非平衡输出型的带通滤波器，即，将在输入端子IN1获取的接收信号通过Band3的接收通带进行滤波，并向输出端子OUT1输出。
弹性波滤波器20具有：连接在输入端子IN2与输出端子OUT2之间的串联谐振器21以及纵向耦合型的谐振器22、23；和连接在从谐振器22、23到输出端子OUT2的连接路径与接地端子GND之间的并联谐振器24。串联谐振器21以及并联谐振器24由声表面波谐振器构成。谐振器22、23由具有反射器的纵向耦合型的声表面波滤波器构成。
弹性波滤波器20是如下的非平衡输入-非平衡输出型的带通滤波器，即，将在输入端子IN2获取的接收信号通过Band39的接收通带进行滤波，并向输出端子OUT2输出。
输入端子IN1、IN2例如可以与天线元件或天线开关连接，输出端子OUT1、OUT2例如可以与LNA(LowNoise Amplifier，低噪声放大器)连接。由此，弹性波滤波器装置1从由天线元件接收的高频信号之中使每个频带的接收信号通过，并选择性地输出到输出端子OUT1、OUT2。
图2是示出弹性波滤波器装置1的芯片布局的一个例子的俯视图。在图2示出了形成在压电基板30的一个主面的接地导体、绝缘层、布线导体、以及谐振器的配置的一个例子。图2的接地导体、绝缘层、布线导体、以及谐振器构成图1的电路。接地导体、绝缘层、以及布线导体依次层叠配置在压电基板30的一个主面。
在压电基板30的另一个主面，与输入端子IN1、IN2、输出端子OUT1、OUT2、以及接地端子GND对应地形成有安装用的连接端子。
像在图2示意性地标明的那样，串联谐振器11、14、21以及并联谐振器24是由形成在压电基板30上的一对梳型电极构成的声表面波谐振器。谐振器12、13、22以及23是由形成在压电基板30上的三对梳型电极和夹着该三对梳型电极的一对反射器构成的纵向耦合型的声表面波滤波器。梳型电极也称为IDT(InterDigital Transducer，叉指换能器)电极。梳型电极与接地导体或布线导体连接。梳型电极可以由与接地导体或布线导体相同的材料构成，也可以是接地导体或布线导体的一部分。
图3是示出弹性波滤波器装置1的主要部分的芯片布局的一个例子的放大俯视图。
图4是示出弹性波滤波器装置1的主要部分的构造的一个例子的剖视图。图4对应于在箭头的方向上观察图3的IV-IV线的剖面。
在图3以及图4所示的主要部分中，弹性波滤波器装置1具备压电基板30、形成在压电基板30上的绝缘层40、以及相互对置地形成在绝缘层40上的布线导体51、52。布线导体51与弹性波滤波器10的谐振器12、13的梳型电极连接，布线导体52与弹性波滤波器20的谐振器22、23的梳型电极连接(图1)。
压电基板30例如由钽酸锂的单晶或陶瓷等压电材料构成。绝缘层40例如由聚酰亚胺等介电常数比压电基板30的介电常数小的电介质材料构成。布线导体51、52例如由含有铜、铝、以及银中的至少一种的金属材料构成。
弹性波滤波器装置1还具备接地导体60，该接地导体60在俯视下与绝缘层40上的布线导体51、52外切的区域A内，形成在绝缘层40与压电基板30之间。
像这样，在弹性波滤波器装置1中，也与现有技术同样地，通过在布线导体51、52与压电基板30之间配置介电常数比压电基板30的介电常数小的绝缘层40，从而抑制了靠近的布线导体51、52间的电容耦合。
进而，在弹性波滤波器装置1中，通过在区域A内形成在绝缘层40与压电基板30之间的接地导体60来阻碍布线导体51、52间的耦合，因此可抑制布线导体51、52间的信号的直接的泄漏。
特别是，接地导体60从在俯视下与区域A内的布线导体51重叠的部分直到与布线导体52重叠的部分一体形成。由此，接地导体60的阻抗变小(所谓的接地变强)，因此可更强烈地抑制信号的泄漏，可得到优异的插入损耗特性。
接地导体60无需额外的设置区域，与布线导体51、52重叠地配置，因此弹性波滤波器装置1不会大型化。其结果是，可得到具备弹性波滤波器10、20、小型且插入损耗特性优异的弹性波滤波器装置1。
对为了确认该效果而进行的仿真的结果进行说明。
图5是示出作为比较例的弹性波滤波器装置的主要部分的构造的一个例子的剖视图。图5的构造与图4的构造相比，不同点在于，省略了接地导体60。通过设定图4以及图5的构造并进行电磁场仿真，从而关于有接地导体60的情况(实施例)和无接地导体60的情况(比较例)求出了弹性波滤波器10、20的插入损耗。
图6是示出对实施例以及比较例各自计算的弹性波滤波器10、20的插入损耗的频率特性的一个例子的曲线图。像在图6看到的那样，能够确认，通过接地导体60，弹性波滤波器10、20的插入损耗特性均提高。
以上，对本发明的实施方式涉及的弹性波滤波器装置进行了说明，但是本发明并不限定于各个实施方式。只要不脱离本发明的主旨，对本实施方式实施了本领域技术人员想到的各种变形的实施方式、将不同的实施方式中的构成要素进行组合而构筑的方式也可以包含于本发明的一个或多个方式的范围内。
例如，可认为，通过在俯视下形成在区域A内的布线导体51、52的间隙部分的接地导体，更强烈地发挥了阻碍布线导体51、52间的耦合的效果。因此，也可以限定：接地导体的至少一部分在俯视下形成在区域A内的布线导体51、52的间隙部分。例如，图4的接地导体60满足该限定，进而可考虑如下的变形例。
图7A以及图7B是示出变形例涉及的弹性波滤波器装置的主要部分的构造的一个例子的剖视图。范围B对应于俯视下的区域A内的布线导体51、52的间隙部分。
在图7A的弹性波滤波器装置2中，接地导体61仅形成在范围B。
在图7B的弹性波滤波器装置3中，接地导体62形成在俯视下与布线导体51、52重叠且一部分进入到范围B的位置。
根据这样的构造，接地导体的至少一部分在俯视下形成在区域A内的布线导体51、52的间隙部分，因此能够阻碍布线导体51、52间的耦合而谋求插入损耗特性的提高。
此外，关于绝缘层40的构造，也可考虑几个变形例。
图8A、图8B以及图8C是示出变形例涉及的弹性波滤波器装置的主要部分的构造的一个例子的剖视图。
在图8A的弹性波滤波器装置4中，绝缘层41在上表面的布线导体51、52之间具有缺口41a。缺口41a到达接地导体60，绝缘层41被分离为两个区块。
在图8B的弹性波滤波器装置5中，绝缘层42在上表面的布线导体51、52之间具有缺口42a。缺口42a未到达接地导体60，绝缘层41由一个区块构成。
通过图8A以及图8B中的任一构造，布线导体51、52均隔着由绝缘层41、42的缺口41a、42a造成的气隙而对置，因此布线导体51、52的耦合变得更小，可得到更加优异的插入损耗特性。
在图8C的弹性波滤波器装置6中，布线导体51的下方的绝缘层43的厚度与布线导体52的下方的绝缘层43的厚度不同。
根据图8C的构造，布线导体51、52配置为高度不同，因此布线导体51、52的耦合变得更小，可得到更加优异的插入损耗特性。
此外，在实施方式中，对弹性波滤波器10、20的通带的一部分相互重复的例子进行了说明。在弹性波滤波器10、20的通带的一部分相互重复的情况下，降低布线导体51、52的耦合，还将抑制彼此相互干扰的同一频率的信号的绕入，因此可得到不仅插入损耗特性优异而且信噪比也优异的弹性波滤波器装置。
但是，弹性波滤波器10、20的通带的一部分相互重复并不是必需的。弹性波滤波器10、20的通带也可以不重复，在该情况下，也可以将弹性波滤波器10的一端和弹性波滤波器20的一端连接。
由此，能够将弹性波滤波器10、20各自的一端设为公共端子而削减连接端子数。
(总结)
本发明的一个方式涉及的弹性波滤波器装置具有形成在压电基板上的第一弹性波滤波器以及第二弹性波滤波器，所述弹性波滤波器装置具备：绝缘层，形成在所述压电基板上，介电常数比所述压电基板的介电常数小；第一布线导体以及第二布线导体，在俯视下相互对置地形成在所述绝缘层上，所述第一布线导体与所述第一弹性波滤波器的电极连接，所述第二布线导体与所述第二弹性波滤波器的电极连接；和接地导体，在俯视下与所述绝缘层上的所述第一布线导体以及所述第二布线导体外切的区域内，形成在所述绝缘层与所述压电基板之间。
根据这样的结构，可通过接地导体来阻碍第一布线导体与第二布线导体之间的耦合，因此可抑制第一布线导体与第二布线导体之间的信号的直接的泄漏。接地导体无需额外的设置区域，与第一布线导体和第二布线导体重叠地配置，因此弹性波滤波器装置不会大型化。其结果是，可得到具备多个弹性波滤波器、小型且插入损耗特性优异的弹性波滤波器装置。
此外，也可以是，所述接地导体的至少一部分在俯视下形成在所述区域内的所述第一布线导体与所述第二布线导体的间隙部分。
根据这样的结构，接地导体被设置在更有效地阻碍第一布线导体与第二布线导体的耦合的位置，因此可得到更加优异的插入损耗特性。
此外，也可以是，所述接地导体从在俯视下与所述第一布线导体重叠的部分起直到与所述第二布线导体重叠的部分一体形成。
根据这样的结构，接地导体的阻抗变小(所谓的接地变强)，因此可更强烈地抑制信号的泄漏，可得到更加优异的插入损耗特性。
此外，也可以是，所述绝缘层在上表面的所述第一布线导体与所述第二布线导体之间具有缺口。
根据这样的结构，第一布线导体和第二布线导体隔着绝缘层的缺口对置，因此第一布线导体与第二布线导体的耦合变得更小，可得到更加优异的插入损耗特性。
此外，也可以是，所述绝缘层在俯视下与所述第一布线导体重叠的部分的厚度和与所述第二布线导体重叠的部分的厚度不同。
根据这样的结构，第一布线导体和第二布线导体配置为高度不同，因此第一布线导体与第二布线导体的耦合变得更小，可得到更加优异的插入损耗特性。
此外，也可以是，所述第一弹性波滤波器的通带和所述第二弹性波滤波器的通带至少一部分重复。
根据这样的结构，能够抑制在第一弹性波滤波器和第二弹性波滤波器中共同的通带的信号(也就是说，彼此相互干扰的信号)的绕入，因此可得到不仅插入损耗特性优异而且信噪比也优异的弹性波滤波器装置。
此外，也可以是，所述第一弹性波滤波器的一端与所述第二弹性波滤波器的一端连接。
根据这样的结构，在通带相互不同的第一弹性波滤波器和第二弹性波滤波器中将一端公共化，因此可得到更小型且插入损耗特性优异的弹性波滤波器装置。
产业上的可利用性
本发明作为具备多个弹性波滤波器、小型且插入损耗特性优异的弹性波滤波器装置，能够广泛利用于便携式电话等通信设备。
附图标记说明
1～6：弹性波滤波器装置；
10、20：弹性波滤波器；
11、14、21：串联谐振器；
12、13、22、23：谐振器；
24：并联谐振器；
30：压电基板；
40～43：绝缘层；
51、52：布线导体；
60～62：接地导体。
Claims (6)
1.一种弹性波滤波器装置，具有形成在压电基板上的第一弹性波滤波器以及第二弹性波滤波器，
所述弹性波滤波器装置具备：
绝缘层，形成在所述压电基板上，介电常数比所述压电基板的介电常数小；
第一布线导体以及第二布线导体，在俯视下相互对置地形成在所述绝缘层上，所述第一布线导体与所述第一弹性波滤波器的电极连接，所述第二布线导体与所述第二弹性波滤波器的电极连接；和
接地导体，在俯视下与所述绝缘层上的所述第一布线导体以及所述第二布线导体外切的区域内，形成在所述绝缘层与所述压电基板之间，
所述绝缘层在俯视下与所述第一布线导体重叠的部分的厚度和与所述第二布线导体重叠的部分的厚度不同。
2.根据权利要求1所述的弹性波滤波器装置，其中，
所述接地导体的至少一部分在俯视下形成在所述区域内的所述第一布线导体与所述第二布线导体的问隙部分。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波滤波器装置，其中，
所述接地导体从在俯视下与所述第一布线导体重叠的部分起直到与所述第二布线导体重叠的部分一体形成。
4.根据权利要求1或2所述的弹性波滤波器装置，其中，
所述绝缘层在上表面的所述第一布线导体与所述第二布线导体之间具有缺口。
5.根据权利要求1或2所述的弹性波滤波器装置，其中，
所述第一弹性波滤波器的通带和所述第二弹性波滤波器的通带至少一部分重复。
6.根据权利要求1或2所述的弹性波滤波器装置，其中，
所述第一弹性波滤波器的一端与所述第二弹性波滤波器的一端连接。
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