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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Multiplexer, einen Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis und eine Kommunikationsvorrichtung, die mehrere Bandpassfilter enthalten, die verschiedene Durchlassbänder haben.
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STAND DER TECHNIK
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Trägeraggregation (Carrier Aggregation, CA) oder dergleichen wird verwendet, um die Kommunikationsgeschwindigkeit zu erhöhen. Die CA erhöht im Allgemeinen die Kommunikationsgeschwindigkeit, indem mehrere Filter einen Antennenanschluss gemeinsam nutzen und mehrere Signale, die verschiedene Frequenzbänder haben, gleichzeitig senden und empfangen. Bei der CA findet weithin ein Multiplexer Verwendung, der mehrere Bandpassfilter enthält, die verschiedene Durchlassbänder haben.
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Die
WO 2012/ 086 639 A1 offenbart eine Vorrichtung für elastische Wellen, die als ein Bandpassfilter eines Multiplexers verwendet werden kann. Die Vorrichtung für elastische Wellen enthält ein Trägersubstrat, einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, der auf das Trägersubstrat laminiert ist, einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, der auf den Film mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert ist, und einen piezoelektrischen Film, der auf den Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit laminiert ist. Eine IDT-Elektrode ist auf dem piezoelektrischen Film angeordnet.
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Eine Vorrichtung für elastische Wellen nach der
WO 2013/ 047 433 A1 umfasst einen piezoelektrischen Körper und eine IDT-Elektrode, die auf einem Trägersubstrat angeordnet sind, zusammen mit einer Zwischenschicht aus einem Medium mit niedriger Geschwindigkeit, in dem die Ausbreitungsgeschwindigkeit der gleichen Volumenwelle wie diejenige, die eine Hauptschwingungskomponente einer elastischen Welle ist, die sich im piezoelektrischen Körper ausbreitet und verwendet wird, niedriger ist als die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Welle, und einem Hochgeschwindigkeitsmedium, in dem die Ausbreitungsgeschwindigkeit derselben Volumenwelle, die eine Hauptschwingungskomponente der elastischen Welle darstellt, höher ist als die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Welle.
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Bei einem Splitter nach der
WO 2015/ 080 045 A1 sind ein erster Duplexer, der ein erstes Sendefilter und ein erstes Empfangsfilter an einem ersten Antennenanschluss enthält, und ein zweiter Duplexer, der ein zweites Sendefilter und ein zweites Empfangsfilter an einem zweiten Antennenanschluss enthält, miteinander verbunden. Ein zweites Sendeband des zweiten Sendefilters und ein zweites Empfangsband des zweiten Empfangsfilters befinden sich in einem Frequenzbereich zwischen einem ersten Sendeband des ersten Sendefilters und einem ersten Empfangsband des ersten Empfangsfilters. Sowohl das zweite Sendefilter als auch das zweite Empfangsfilter des zweiten Duplexers werden durch ein Filter für elastische Wellen gebildet. Das Filter für elastische Wellen enthält einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, der als ein Element mit hoher Schallgeschwindigkeit dient, einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, durch den sich Transversalwellen mit einer geringeren Geschwindigkeit ausbreiten als jene, die sich durch den Film mit hoher Schallgeschwindigkeit ausbreiten, einen piezoelektrischen Film, der auf dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit angeordnet ist, und IDT-Elektroden, die auf dem piezoelektrischen Film angeordnet sind, die in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Wenn ein Multiplexer, der die Vorrichtung für elastische Wellen enthält, die in der
WO 2012/ 086 639 A1 offenbart ist, konfiguriert wird, wobei ein Antennenanschluss durch mehrere Filter gemeinsam verwendet wird, so generiert das Bilden vorgegebener Filter als ein einzelner Chip in einigen Fällen Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung in einem Frequenzbereich auf der höherfrequenten Seite relativ zu einem Durchlassband der oben angesprochenen Vorrichtung für elastische Wellen. Darum kann eine die Dämpfung in einem Durchlassband des Bandpassfilters, das nicht die oben angesprochene Vorrichtung für elastische Wellen ist, in Filterkennlinien der oben angesprochenen Vorrichtung für elastische Wellen nicht ausreichend erhöht werden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Multiplexer anzugeben, der einen Duplexer und ein Bandpassfilter, das nicht der Duplexer ist, enthält und der so konfiguriert ist, dass die die Dämpfung in einem Durchlassband des anderen Bandpassfilters in den Filterkennlinien des Duplexers erhöht wird.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis und eine Kommunikationsvorrichtung, die den oben beschriebenen Multiplexer enthält, anzugeben.
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Lösung des Problems
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Ein Multiplexer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der auf einem Montagesubstrat angeordnet ist, enthält einen Antennenanschluss und mehrere Bandpassfilter, die gemeinsam mit dem Antennenanschluss verbunden sind und verschiedene Durchlassbänder haben, wobei die mehreren Bandpassfilter erste und zweite Bandpassfilter, die erste und zweite piezoelektrische Substrate haben, und mindestens ein anderes Bandpassfilter als die ersten und zweiten Bandpassfilter enthalten, und die ersten und zweiten Bandpassfilter einen Duplexer konfigurieren, das erste Bandpassfilter einen ersten Mehrschichtkörper hat, wobei das erste piezoelektrische Substrat auf ein erstes Trägersubstrat laminiert ist, das ein erstes Element mit hoher Schallgeschwindigkeit enthält, das eine Schallgeschwindigkeit von sich ausbreitenden Volumenwellen hat, die höher ist als eine Schallgeschwindigkeit elastischer Wellen, die sich in dem ersten piezoelektrischen Substrat ausbreiten, und eine erste IDT-Elektrode auf das erste piezoelektrische Substrat laminiert ist, das zweite Bandpassfilter einen zweiten Mehrschichtkörper hat, wobei das zweite piezoelektrische Substrat auf ein zweites Trägersubstrat laminiert ist, das ein zweites Element mit hoher Schallgeschwindigkeit enthält, das eine Schallgeschwindigkeit von sich ausbreitenden Volumenwellen hat, die höher ist als eine Schallgeschwindigkeit elastischer Wellen, die sich in dem zweiten piezoelektrischen Substrat ausbreiten, und eine zweite IDT-Elektrode auf das zweite piezoelektrische Substrat laminiert ist, wobei das erste Bandpassfilter und das zweite Bandpassfilter als verschiedene Komponenten auf dem Montagesubstrat angeordnet sind, und eine Konfiguration des ersten Mehrschichtkörpers und eine Konfiguration des zweiten Mehrschichtkörpers in einer solchen Weise voneinander verschieden sind, dass Frequenzbereiche einer Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung, die in den ersten und zweiten Bandpassfiltern und einem Durchlassband des anderen Bandpassfilters als den ersten und zweiten Bandpassfiltern unter den mehreren Bandpassfiltern generiert wird, voneinander verschieden sind.
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Bei einer speziellen Ausführungsvariante des Multiplexers gemäß der oben erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat der erste Mehrschichtkörper einen ersten Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, der zwischen dem ersten Trägersubstrat und dem ersten piezoelektrischen Substrat laminiert ist, und hat eine Schallgeschwindigkeit von sich ausbreitenden Volumenwellen, die niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit der elastischen Wellen, die sich in dem ersten piezoelektrischen Substrat ausbreiten, und der zweite Mehrschichtkörper hat einen zweiten Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, der zwischen dem zweiten Trägersubstrat und dem zweiten piezoelektrischen Substrat laminiert ist, und hat eine Schallgeschwindigkeit von sich ausbreitenden Volumenwellen, die niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit der elastischen Wellen, die sich in dem zweiten piezoelektrischen Substrat ausbreiten. In diesem Fall kann ein Gütewert weiter erhöht werden.
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Bei einer weiteren speziellen Ausführungsvariante des Multiplexers gemäß der oben erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind eine Dicke des ersten Films mit niedriger Schallgeschwindigkeit und eine Dicke des zweiten Films mit niedriger Schallgeschwindigkeit voneinander verschieden. In diesem Fall kann die Dämpfung in dem Durchlassband des anderen Bandpassfilters als den ersten und zweiten Bandpassfiltern in den Filterkennlinien der ersten und zweiten Bandpassfilter weiter erhöht werden.
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Bei einer weiteren speziellen Ausführungsvariante des Multiplexers gemäß der oben erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind eine Dicke der ersten IDT-Elektrode und eine Dicke der zweiten IDT-Elektrode voneinander verschieden. In diesem Fall kann die Dämpfung in dem Durchlassband des anderen Bandpassfilters als den ersten und zweiten Bandpassfiltern in den Filterkennlinien der ersten und zweiten Bandpassfilter weiter erhöht werden.
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Bei einer weiteren speziellen Ausführungsvariante des Multiplexers gemäß der oben erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind eine Dicke des ersten piezoelektrischen Substrats und eine Dicke des zweiten piezoelektrischen Substrats voneinander verschieden. In diesem Fall kann die Dämpfung in dem Durchlassband des anderen Bandpassfilters als den ersten und zweiten Bandpassfiltern in den Filterkennlinien der ersten und zweiten Bandpassfilter weiter erhöht werden.
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Bei einer weiteren speziellen Ausführungsvariante des Multiplexers gemäß der oben erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das erste Trägersubstrat ein erstes Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit, das durch das erste Element mit hoher Schallgeschwindigkeit gebildet wird, und das zweite Trägersubstrat ist ein zweites Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit, das durch das zweite Element mit hoher Schallgeschwindigkeit gebildet wird. In diesem Fall kann der Gütewert erhöht werden.
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Bei einer weiteren speziellen Ausführungsvariante des Multiplexers gemäß der oben erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestehen das erste Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit und das zweite Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit aus Si, und eine Kristallorientierung in dem ersten Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit und eine Kristallorientierung in dem zweiten Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit sind voneinander verschieden. In diesem Fall kann die Dämpfung in dem Durchlassband des anderen Bandpassfilters als den ersten und zweiten Bandpassfiltern in den Filterkennlinien der ersten und zweiten Bandpassfilter weiter erhöht werden.
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Bei einer weiteren speziellen Ausführungsvariante des Multiplexers gemäß der oben erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestehen die ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate aus LiTaO3.
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Bei einer weiteren speziellen Ausführungsvariante des Multiplexers gemäß der oben erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das erste Bandpassfilter oder das zweite Bandpassfilter auf demselben Trägersubstrat konfiguriert wie das mindestens eine andere Bandpassfilter als die ersten und zweiten Bandpassfilter, und ist als eine integrierte Komponente konfiguriert. In diesem Fall kann der Multiplexer verkleinert werden.
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Bei einer weiteren speziellen Ausführungsvariante des Multiplexers gemäß der oben erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das erste Bandpassfilter, das zweite Bandpassfilter und das andere Bandpassfilter als die ersten und zweiten Bandpassfilter auf verschiedenen Trägersubstraten konfiguriert und sind als verschiedene Komponenten konfiguriert. In diesem Fall können die Gütewerte in den jeweiligen Bandpassfiltern erhöht werden. Ferner kann die Dämpfung in dem Durchlassband des anderen Bandpassfilters als den ersten und zweiten Bandpassfiltern in den Filterkennlinien der ersten und zweiten Bandpassfilter erhöht werden.
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Ein Multiplexer gemäß einer weiteren allgemeinen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält einen Antennenanschluss und mehrere Bandpassfilter, die gemeinsam mit dem Antennenanschluss verbunden sind und verschiedene Durchlassbänder haben, wobei die mehreren Bandpassfilter erste und zweite Bandpassfilter, die erste und zweite piezoelektrische Substrate haben, und mindestens ein anderes Bandpassfilter als die ersten und zweiten Bandpassfilter enthalten, und die ersten und zweiten Bandpassfilter einen Duplexer konfigurieren, das erste Bandpassfilter einen ersten Mehrschichtkörper hat, bei dem ein erster Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, der eine Schallgeschwindigkeit von sich ausbreitenden Volumenwellen hat, die niedriger ist als eine Schallgeschwindigkeit elastischer Wellen, die sich in dem ersten piezoelektrischen Substrat ausbreiten, auf ein erstes Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert ist, das eine Schallgeschwindigkeit von sich ausbreitenden Volumenwellen hat, die höher ist als die Schallgeschwindigkeit der elastischen Wellen, die sich in dem ersten piezoelektrischen Substrat ausbreiten, das erste piezoelektrische Substrat auf den ersten Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit laminiert ist und eine erste IDT-Elektrode auf das erste piezoelektrische Substrat laminiert ist, und das erste Bandpassfilter ein Empfangsfilter ist, das ein Durchlassband von mindestens 1930 MHz und maximal 1995 MHz hat, das zweite Bandpassfilter einen zweiten Mehrschichtkörper hat, bei dem ein zweiter Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, der eine Schallgeschwindigkeit von sich ausbreitenden Volumenwellen hat, die niedriger ist als eine Schallgeschwindigkeit elastischer Wellen, die sich in dem zweiten piezoelektrischen Substrat ausbreiten, auf ein zweites Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert ist, das eine Schallgeschwindigkeit von sich ausbreitenden Volumenwellen hat, die höher ist als die Schallgeschwindigkeit der elastischen Wellen, die sich in dem zweiten piezoelektrischen Substrat ausbreiten, das zweite piezoelektrische Substrat auf den zweiten Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit laminiert ist, und eine zweite IDT-Elektrode auf das zweite piezoelektrische Substrat laminiert ist und das zweite Bandpassfilter ein Sendefilter ist, das ein Durchlassband von mindestens 1850 MHz und maximal 1915 MHz hat, und eine Dicke des ersten piezoelektrischen Substrats größer ist als eine Dicke des zweiten piezoelektrischen Substrats. In diesem Fall kann ein Gütewert erhöht werden. Ferner kann die Dämpfung in einem Durchlassband des anderen Bandpassfilters als den ersten und zweiten Bandpassfiltern in den Filterkennlinien der ersten und zweiten Bandpassfilter weiter erhöht werden.
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Bei einer speziellen Ausführungsvariante des Multiplexers gemäß der oben erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Frequenzbereiche einer Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung, die in den ersten und zweiten Bandpassfiltern generiert wird, verschieden von allen Frequenzbereichen von mindestens 1705 MHz und maximal 1755 MHz, mindestens 2105 MHz und maximal 2155 MHz, mindestens 2305 MHz und maximal 2315 MHz und mindestens 2350 MHz und maximal 2360 MHz. In diesem Fall kann die Dämpfung in den jeweiligen Durchlassbändern, wie oben beschrieben, in den Filterkennlinien der ersten und zweiten Bandpassfilter weiter erhöht werden.
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Ein Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält den Multiplexer, der gemäß dem oben erwähnten Aspekt der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist.
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Eine Kommunikationsvorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält den Multiplexer, der gemäß der oben erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung kann einen Multiplexer bereitstellen, der die Dämpfung in einem Durchlassband eines anderen Bandpassfilters in Filterkennlinien von ersten und zweiten Bandpassfiltern eines Duplexers erhöhen kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist eine schematische Ansicht eines Multiplexers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein Schaltbild eines ersten Duplexers in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist eine schematische quergeschnittene Vorderansicht in einem Zustand, in dem erste und zweite Bandpassfilter als verschiedene Komponenten auf einem Montagesubstrat in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert sind.
- 4(a) ist eine schematische Draufsicht des ersten Bandpassfilters in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
- 4(b) ist eine schematische Draufsicht, die das zweite Bandpassfilter in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 5 ist eine schematische Ansicht eines Multiplexers gemäß einem Vergleichsbeispiel.
- 6 ist eine schematische Draufsicht eines ersten Duplexers in dem Vergleichsbeispiel.
- 7 ist ein Diagramm, das Dämpfung-Frequenz-Kennlinien eines ersten Bandpassfilters in dem Vergleichsbeispiel veranschaulicht.
- 8 ist ein Diagramm, das Dämpfung-Frequenz-Kennlinien eines zweiten Bandpassfilters in dem Vergleichsbeispiel veranschaulicht.
- 9 ist ein Diagramm, das Dämpfung-Frequenz-Kennlinien des ersten Bandpassfilters in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 10 ist ein Diagramm, das Dämpfung-Frequenz-Kennlinien des zweiten Bandpassfilters in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 11 ist eine schematische quergeschnittene Vorderansicht in einem Zustand, in dem ein erster Duplexer auf einem Montagesubstrat in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist.
- 12 ist ein Schaltbild zum Erläutern einer Kommunikationsvorrichtung als eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einer Beschreibung einer konkreten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht.
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Es versteht sich, dass jeweilige Ausführungsformen, die in dieser Beschreibung beschrieben werden, Beispiele sind und dass eine teilweise Ersetzung oder Kombination von Komponenten zwischen verschiedenen Ausführungsformen vorgenommen werden kann.
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1 ist eine schematische Ansicht eines Multiplexers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ein Multiplexer 1 hat einen Antennenanschluss 4. Der Antennenanschluss 4 ist mit einer Antenne verbundenen. Der Multiplexer 1 enthält erste bis sechste Bandpassfilter 3A bis 3F, die gemeinsam mit dem Antennenanschluss 4 verbunden sind und verschiedene Durchlassbänder haben. Genauer gesagt, enthält der Multiplexer 1 erste bis dritte Duplexer 2A bis 2C. Jeder der ersten bis dritten Duplexer 2A bis 2C enthält zwei Bandpassfilter. Der erste Duplexer 2A ist ein Duplexer, der ein Durchlassband von Band 25 hat. Der zweite Duplexer 2B ist ein Duplexer, der ein Durchlassband von Band 4 hat. Der dritte Duplexer 2C ist ein Duplexer, der ein Durchlassband von Band 30 hat.
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2 ist ein Schaltbild des ersten Duplexers in der ersten Ausführungsform.
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Der erste Duplexer 2A enthält die ersten und zweiten Bandpassfilter 3A und 3B. In der Ausführungsform ist das erste Bandpassfilter 3A ein Empfangsfilter. Das erste Bandpassfilter 3A enthält Resonatoren S11, S12 und P11 bis P13 und ein längsgekoppeltes Filter vom Resonatortyp für elastische Wellen 5. Andererseits ist das zweite Bandpassfilter 3B ein Sendefilter. Das zweite Bandpassfilter 3B ist ein Kettenfilter, das Reihenarmresonatoren S1 bis S5 und Parallelarmresonatoren P1 bis P4 enthält. Die Schaltkreiskonfiguration wird später im Detail beschrieben.
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3 ist eine schematische quergeschnittene Vorderansicht in einem Zustand, in dem die ersten und zweiten Bandpassfilter als verschiedene Komponenten (verschiedene Chips) auf einem Montagesubstrat in der ersten Ausführungsform montiert sind. Die im vorliegenden Text beschriebene Komponente ist ein segmentiertes Element, das auf dem Montagesubstrat angeordnet ist.
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Die ersten und zweiten Bandpassfilter 3A und 3B haben erste bzw. zweite piezoelektrische Substrate 8A und 8B. Die Dicke des ersten piezoelektrischen Substrats 8A ist größer als die Dicke des zweiten piezoelektrischen Substrats 8B. Die ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate 8A und 8B bestehen aus LiTaO3, das Schnittwinkel von 50° hat. Für ein Material des piezoelektrischen Substrats bestehen keine besonderen Beschränkungen, aber jedes von LiTaO3, LiNbO3, ZnO, AIN und PZT kann bevorzugt verwendet werden. Das piezoelektrische Substrat hat eine Struktur, die durch ein Trägersubstrat, einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, der auf dem Trägersubstrat ausgebildet ist, und einen piezoelektrischen Dünnfilm, der auf dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit ausgebildet ist, konfiguriert wird. Die Dicke des piezoelektrischen Dünnfilms beträgt bevorzugt maximal 3,5 λ, wenn eine Wellenlänge von elastischen Wellen, die durch eine Elektrodenperiode einer IDT-Elektrode bestimmt wird, λ ist. Ein Koeffizient der elektromechanischen Kopplung kann auf einfache Weise durch Auswählen der Filmdicke des piezoelektrischen Dünnfilms in einem Bereich von maximal 1,5 λ justiert werden. Außerdem kann die Dicke des piezoelektrischen Dünnfilms in einem Bereich von 1,5 λ bis 3,5 λ nicht nur einen Gütewert erhöhen, sondern auch Kennlinienschwankungen aufgrund von Schwankungen in dem piezoelektrischen Dünnfilm unterdrücken.
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Das erste Bandpassfilter 3A enthält ein erstes Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 6A als ein erstes Trägersubstrat, das durch ein erstes Element mit hoher Schallgeschwindigkeit gebildet wird. Das erste Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 6A ist ein Substrat, das eine Schallgeschwindigkeit von sich ausbreitenden Volumenwellen hat, die höher ist als eine Schallgeschwindigkeit elastischer Wellen, die sich in dem ersten piezoelektrischen Substrat 8A ausbreiten. Das erste Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 6A besteht aus Si. Das erste Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit kann aus einem anderen zweckmäßigen Material als Si bestehen, das die oben beschriebene Relation für die Schallgeschwindigkeit erfüllt.
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Die Schallgeschwindigkeit der Volumenwellen ist eine Eigenschaft des Materials, und die Volumenwellen haben P-Wellen, die in einer Wellenfortbewegungsrichtung, das heißt einer Längsrichtung, schwingen, und S-Wellen, die in einer Querrichtung als einer Richtung senkrecht zur Fortbewegungsrichtung schwingen. Die oben beschriebenen Volumenwellen breiten sich auch vollständig in dem piezoelektrischen Substrat, dem Element mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit aus. Wenn ein isotropes Material verwendet wird, so sind P-Wellen und S-Wellen vorhanden. Wenn ein anisotropes Material verwendet wird, so sind P-Wellen, langsame S-Wellen und schnelle S-Wellen vorhanden. Wenn Oberflächenschallwellen unter Verwendung des anisotropen Materials angeregt werden, so werden SH-Wellen und SV-Wellen als die zwei S-Wellen generiert. In der Spezifikation zeigt die Schallgeschwindigkeit der elastischen Wellen eines Hauptmodus, die sich in dem piezoelektrischen Substrat ausbreiten, die eines Modus an, der zum Bereitstellen eines Durchlassbandes als ein Filter und von Resonanzkennlinien als einen Resonator unter den drei Modi der P-Wellen, der SH-Wellen und der SV-Wellen verwendet wird.
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Ein erster Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 7A wird auf das erste Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 6A laminiert. Der erste Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 7A ist ein Film, der eine Schallgeschwindigkeit von sich ausbreitenden Volumenwellen hat, die niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit der elastischen Wellen, die sich in dem ersten piezoelektrischen Substrat 8A ausbreiten. Der erste Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 7A besteht aus SiO2. Der erste Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit kann aus einem anderen zweckmäßigen Material als SiO2 bestehen, das eine relativ niedrige Schallgeschwindigkeit der oben beschriebenen Volumenwellen hat. Als ein solches Material können beispielhaft Siliziumoxid, Glas, Siliziumoxynitrid, Tantaloxid und Verbindungen, die durch Hinzufügen von Fluor, Kohlenstoff oder Bor zu Siliziumoxid gebildet werden, genannt werden. Der erste Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit kann aus einem Gemischmaterial bestehen, das beliebige dieser Materialien als eine Hauptkomponente enthält.
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In der Ausführungsform wird das erste Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 6A, das nur durch das erste Element mit hoher Schallgeschwindigkeit gebildet wird, für das erste Trägersubstrat verwendet. Es versteht sich von selbst, dass in der vorliegenden Erfindung das erste Trägersubstrat generell nicht unbedingt durch das erste Element mit hoher Schallgeschwindigkeit gebildet wird, solange das erste Trägersubstrat das erste Element mit hoher Schallgeschwindigkeit enthält. Zum Beispiel kann eine Schicht, die durch das erste Element mit hoher Schallgeschwindigkeit gebildet wird, auf ein isolierendes Substrat laminiert werden. Generell wird ein zweites Trägersubstrat ebenfalls nicht unbedingt durch ein zweites Element mit hoher Schallgeschwindigkeit gebildet, solange das zweite Trägersubstrat ein zweites Element mit hoher Schallgeschwindigkeit enthält.
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Eine Direktkontaktschicht kann zwischen dem Element mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Substrat gebildet werden. Wenn die Direktkontaktschicht gebildet wird, kann die Direktkontakteigenschaft zwischen dem Element mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Substrat verbessert werden. Es genügt, dass die Direktkontaktschicht aus Harz oder Metall besteht, und zum Beispiel wird Epoxidharz oder Polyimidharz dafür verwendet. Als ein Material des Elements mit hoher Schallgeschwindigkeit kann bevorzugt ein beliebiges von piezoelektrischen Materialien verwendet werden, wie zum Beispiel Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Silizium, Saphir, Lithiumtantalat, Lithiumniobat und Kristall, verschiedene Arten von Keramikwerkstoffen, wie zum Beispiel Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Cordierit, Mullit, Steatit und Forsterit, Magnesiumoxid, Diamant, Materialien, die die oben genannten jeweiligen Materialien als Hauptkomponenten enthalten, und Materialien, die Gemische der oben genannten jeweiligen Materialien als Hauptkomponenten enthalten.
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Das erste piezoelektrische Substrat 8A wird auf den ersten Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 7A laminiert. Zuerst werden IDT-Elektroden 9A auf das erste piezoelektrische Substrat 8A laminiert. Jede der ersten IDT-Elektroden 9A wird durch einen Mehrschichtkörper gebildet, bei dem eine Al-Schicht, die 1 Gewichts-% Cu enthält, auf eine Ti-Schicht laminiert ist. Die erste IDT-Elektrode kann aus zweckmäßigen Metallen oder Legierungen hergestellt werden. Die erste IDT-Elektrode kann durch eine einzelne Schicht gebildet werden oder kann durch einen Mehrschichtkörper gebildet werden, der durch Laminieren mehrerer Metallfilme gebildet wird.
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Wie oben beschrieben, hat das erste Bandpassfilter 3A einen ersten Mehrschichtkörper 11A, der durch das erste Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 6A, den ersten Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 7A, das erste piezoelektrische Substrat 8A und die ersten IDT-Elektroden 9A gebildet wird. Darum kann ein Gütewert erhöht werden, wie in der
WO 2012/ 086 639 A1 offenbart.
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Das zweite Bandpassfilter 3B enthält ein zweites Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 6B. Das zweite Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 6B ist das zweite Trägersubstrat, das durch das zweite Element mit hoher Schallgeschwindigkeit gebildet wird. Das zweite Bandpassfilter 3B hat einen zweiten Mehrschichtkörper 11 B, der der Reihe nach durch das zweite Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 6B, einen zweiten Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit 7B, das zweite piezoelektrische Substrat 8B und zweite IDT-Elektroden 9B gebildet wird. Die jeweiligen Schichten des zweiten Mehrschichtkörpers 11B haben eine Beziehung zur Schallgeschwindigkeit, die die gleiche ist wie die der jeweiligen Schichten des ersten Mehrschichtkörpers 11A. Darum kann der Gütewert erhöht werden. In der Ausführungsform bestehen die jeweiligen Schichten des zweiten Mehrschichtkörpers 11B aus den gleichen Materialien wie die der jeweiligen Schichten des ersten Mehrschichtkörpers 11A.
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Die Dicken der ersten und zweiten Substrate mit hoher Schallgeschwindigkeiten 6A und 6B betragen 200 µm. Die Dicken der ersten und zweiten Filme mit niedriger Schallgeschwindigkeit 7A und 7B betragen 670 nm. Die Dicke des ersten piezoelektrischen Substrats 8A beträgt 600 nm. Die Dicke des zweiten piezoelektrischen Substrats 8B beträgt 500 nm. Die Dicken der Ti-Schichten der ersten und zweiten IDT-Elektroden 9A und 9B betragen 12 nm, und die Dicken der oben beschriebenen Al-Schichten betragen 162 nm. Wie weiter unten in den Details beschrieben wird, sind die jeweiligen Dicken nicht darauf beschränkt.
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Die ersten und zweiten Bandpassfilter 3A und 3B sind als verschiedene Komponenten konfiguriert und sind auf einem Montagesubstrat 14 montiert.
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Die Ausführungsform hat die folgenden Eigenschaften. 1) Die Dicke des ersten piezoelektrischen Substrats 8A und die Dicke des zweiten piezoelektrischen Substrats 8B sind in einer solchen Weise voneinander verschieden, dass Frequenzbereiche einer Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung, die in den ersten und zweiten Bandpassfiltern 3A und 3B und Durchlassbändern der dritten bis sechsten Bandpassfilter generiert wird, voneinander verschieden sind. 2) Die ersten und zweiten Bandpassfilter 3A und 3B sind als verschiedene Komponenten konfiguriert. Mit diesen Eigenschaften kann die Dämpfung in den jeweiligen Durchlassbändern der dritten bis sechsten Bandpassfilter in den Filterkennlinien der ersten und zweiten Bandpassfilter 3A und 3B erhöht werden. Dieser Effekt wird unten zusammen mit den Details der Ausführungsform beschrieben.
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Wie in 3 veranschaulicht, haben die ersten und zweiten Bandpassfilter 3A und 3B in der Ausführungsform eine WLP (Wafer Level Package)-Struktur. Genauer gesagt, sind in dem ersten Bandpassfilter 3A Elektrodenanschlussbereiche 15, die elektrisch mit den ersten IDT-Elektroden 9A verbunden sind, auf dem ersten piezoelektrischen Substrat 8A angeordnet. Die Elektrodenanschlussbereiche 15 bestehen aus dem gleichen Material wie die ersten IDT-Elektroden 9A.
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Stützelemente 16 sind auf dem ersten piezoelektrischen Substrat 8A so angeordnet, dass sie, von einer Seite des Montagesubstrats 14 aus gesehen, die ersten IDT-Elektroden 9A umgeben. Die Stützelemente 16 haben Hohlräume, die den ersten IDT-Elektroden 9A zugewandt sind. Die Stützelemente 16 bedecken die Elektrodenanschlussbereiche 15. Die Stützelemente 16 bestehen aus einem zweckmäßigen Harzmaterial.
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Ein Abdeckelement 17 ist auf den Stützelementen 16 so angeordnet, dass es die Hohlräume der Stützelemente 16 bedeckt. Das Abdeckelement 17, die Stützelemente 16 und das erste piezoelektrische Substrat 8A versiegeln die ersten IDT-Elektroden 9A.
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Lötmetallisierungsschichten 18, die das Abdeckelement 17 und die Stützelemente 16 durchdringen, sind so angeordnet, dass sie an einem Ende mit den Elektrodenanschlussbereichen 15 verbunden sind. Die Lötmetallisierungsschichten 18 bestehen aus zweckmäßigem Metall oder zweckmäßiger Legierung.
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Kontakthöcker 19 sind an Endabschnitte der Lötmetallisierungsschichten 18 auf der den Elektrodenanschlussbereichen 15 gegenüberliegenden Seite gebondet. Die Kontakthöcker 19 bestehen zum Beispiel aus Hartlötfüllmetall, wie zum Beispiel Lot. Das erste Bandpassfilter 3A ist auf dem Montagesubstrat 14 montiert, wobei sich der Kontakthöcker 19 dazwischen befindet. Die ersten IDT-Elektroden 9A sind elektrisch mit der äußeren Umgebung verbunden, wobei sich die Elektrodenanschlussbereiche 15, die Lötmetallisierungsschichten 18 und die Kontakthöcker 19 dazwischen befinden.
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Das zweite Bandpassfilter 3B hat ebenfalls die WLP-Struktur, die die gleiche ist wie die des ersten Bandpassfilters 3A. Es versteht sich, dass die ersten und zweiten Bandpassfilter nicht unbedingt die WLP-Struktur haben müssen.
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4(a) ist eine schematische Draufsicht des ersten Bandpassfilters in der ersten Ausführungsform. 4(b) ist eine schematische Draufsicht des zweiten Bandpassfilters in der ersten Ausführungsform. 4(a) und 4(b) verzichten auf die Veranschaulichung von Induktoren. 4(b) verzichtet auf die Veranschaulichung eines gemeinsamen Verbindungsabschnitts der Parallelarmresonatoren.
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Wie in 4(a) veranschaulicht, sind die mehreren ersten IDT-Elektroden 9A auf dem ersten piezoelektrischen Substrat 8A angeordnet. Wie in 4(b) veranschaulicht, sind die mehreren zweiten IDT-Elektroden 9B auf dem zweiten piezoelektrischen Substrat 8B angeordnet. Elastische Wellen werden durch Anlegen von Spannungen an die in 4(a) und 4(b) veranschaulichten ersten und zweiten IDT-Elektroden 9A und 9B angeregt. Reflektoren 10 sind auf beiden Seiten der jeweiligen ersten und zweiten IDT-Elektroden 9A und 9B in der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen angeordnet. Mit dieser Konfiguration werden die jeweiligen Resonatoren der ersten und zweiten Bandpassfilter 3A und 3B, wie in 2 veranschaulicht, konfiguriert. Die Reflektoren 10 bestehen aus dem gleichen Material wie die ersten und zweiten IDT-Elektroden 9A und 9B.
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Jede der ersten und zweiten IDT-Elektroden 9A und 9B hat ein Paar gegenüberliegender kammartiger Elektroden. Jede der kammartigen Elektroden hat eine Sammelschiene und mehrere Elektrodenfinger, die an einem Ende mit der Sammelschiene verbunden sind. Die mehreren Elektrodenfinger des Paares kammartiger Elektroden sind miteinander verschachtelt. Jeder der Reflektoren 10 hat ein Paar Sammelschienen und mehrere Elektrodenfinger, die an beiden Enden zu dem Paar Sammelschienen verbunden sind. Die jeweiligen Sammelschienen der ersten und zweiten IDT-Elektroden 9A und 9B und die Reflektoren 10 in der Ausführungsform erstrecken sich in der Richtung, die mit Bezug auf die Ausbreitungsrichtung der elastischen Wellen geneigt ist. Es versteht sich, dass für die Erstreckungsrichtungen der jeweiligen Sammelschienen keine besonderen Einschränkungen bestehen. Zum Beispiel können sich die jeweiligen Sammelschienen parallel zu der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen erstrecken.
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Die ersten und zweiten Bandpassfilter 3A und 3B in der Ausführungsform haben eine in 2 veranschaulichte Schaltkreiskonfiguration. Genauer gesagt, enthält das erste Bandpassfilter 3A die Resonatoren S11, S12 und P11 bis P13 zum Justieren von Kennlinien und das längsgekoppelte Filter vom Resonatortyp für elastische Wellen 5. Die Resonatoren S11 und S12 sind zwischen dem Antennenanschluss 4 als einem Eingangsanschluss und dem längsgekoppelten Filter vom Resonatortyp für elastische Wellen 5 in Reihe geschaltet. Der Resonator P11 ist zwischen einem Verbindungspunkt des Antennenanschlusses 4 und des Resonators S11 und einem Erdungspotenzial verbunden. Der Resonator P12 ist zwischen einem Verbindungspunkt des Resonators S11 und des Resonator S12 und dem Erdungspotenzial verbunden. Der Resonator P13 ist zwischen einem Verbindungspunkt des längsgekoppelten Filters vom Resonatortyp für elastische Wellen 5 und eines Ausgangsanschlusses 12 und dem Erdungspotenzial verbunden.
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In dem zweiten Bandpassfilter 3B sind die Reihenarmresonatoren S1 bis S5 zwischen einem Eingangsanschluss 13 und dem Antennenanschluss 4 als einem Ausgangsanschluss in Reihe geschaltet. Der Parallelarmresonator P1 ist zwischen einen Verbindungspunkt des Reihenarmresonators S1 und des Reihenarmresonators S2 und das Erdungspotenzial geschaltet. Der Parallelarmresonator P2 ist zwischen einen Verbindungspunkt des Reihenarmresonators S2 und des Reihenarmresonators S3 und das Erdungspotenzial geschaltet. Der Parallelarmresonator P3 ist zwischen einen Verbindungspunkt des Reihenarmresonators S3 und des Reihenarmresonators S4 und das Erdungspotenzial geschaltet. Der Parallelarmresonator P4 ist zwischen einen Verbindungspunkt des Reihenarmresonators S4 und des Reihenarmresonators S5 und das Erdungspotenzial geschaltet. Die Parallelarmresonatoren P2 bis P4 auf der Erdungspotenzial-Seite sind gemeinsam mit einem Induktor L1 verbunden. Der Induktor L1 ist mit dem Erdungspotenzial verbunden.
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Der erste Duplexer 2A hat einen Abzweigpunkt 4a, an dem eine Verdrahtung, die mit dem Antennenanschluss 4 verbunden ist, in eine Verdrahtung, die den Resonator S11 und den Antennenanschluss 4 verbindet, und eine Verdrahtung, die den Antennenanschluss 4 und den Reihenarmresonator S5 verbindet, abzweigt. Ein Induktor L2 zur Impedanzjustierung ist zwischen den Antennenanschluss 4 und den Abzweigpunkt 4a geschaltet. In der gleichen Weise ist ein Induktor L3 zwischen einen Verbindungspunkt des Resonators S11 und des Resonators P11 und den Abzweigpunkt 4a geschaltet. Ein Induktor L4 ist zwischen den Eingangsanschluss 13 und den Reihenarmresonator S1 geschaltet. Für die Schaltkreiskonfiguration der ersten und zweiten Bandpassfilter bestehen keine besonderen Beschränkungen.
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Jeweilige Parameter der Reihenarmresonatoren S1 bis S5 und der Parallelarmresonatoren P1 bis P4 des zweiten Bandpassfilters 3B sind so, wie in der folgenden Tabelle 1 angegeben. Jeweilige Parameter der Resonatoren S11, S12 und P11 bis P13 des ersten Bandpassfilters 3A sind so, wie in der folgenden Tabelle 2 angegeben. Eine Wellenlänge in der Spezifikation ist ein Wert, der auf der Grundlage einer Distanz zwischen Elektrodenfingermitten der IDT-Elektrode jedes Resonators bestimmt wird. In der Ausführungsform sind Wellenlängen in den jeweiligen Reflektoren der Reihenarmresonatoren S1 bis S5, der Parallelarmresonatoren P1 bis P4 und der Resonatoren S11, S12 und P11 bis P13 die gleichen wie die Wellenlängen in den IDT-Elektroden der jeweiligen Resonatoren.
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Eine Überschneidungsbreite ist eine Länge eines Abschnitts, in dem mehrere Elektrodenfinger, die mit verschiedenen Potenzialen verbunden sind, einander in einer Richtung überlappen, in der sich die jeweiligen Elektrodenfinger erstrecken, wenn die IDT-Elektrode entlang der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen betrachtet wird.
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Wie in
4(a) veranschaulicht, ist das längsgekoppelte Filter vom Resonatortyp für elastische Wellen 5 des ersten Bandpassfilters 3A ein längsgekoppeltes 9 IDT-Filter vom Resonatortyp für elastische Wellen, das neun IDT-Elektroden 5a bis 5i hat. Abschnitte mit schmalem Mittenabstand mit kurzen Distanzen zwischen den Elektrodenfingermitten sind in Abschnitten der jeweiligen IDT-Elektroden 5a bis 5i angeordnet, die neben anderen IDT-Elektroden liegen. Jeweilige Parameter des längsgekoppelten Filters vom Resonatortyp für elastische Wellen 5 sind so, wie in der folgenden Tabelle 3 angegeben. Wenn die Wellenlängen in den jeweiligen Reflektoren 10 des längsgekoppelten Filters vom Resonatortyp für elastische Wellen 5 λR sind, so sind die Distanzen zwischen den Elektrodenfingermitten der jeweiligen Reflektoren 10 und den IDT-Elektroden 5a und 5i 0,53 λR. Es versteht sich, dass für die Konfiguration des längsgekoppelten Filters vom Resonatortyp für elastische Wellen keine besonderen Beschränkungen bestehen. Tabelle 1
| | S1 | P1 | S2 | P2 | S3 | P3 | S4 | P4 | S5 |
| Wellenlänge (µm) | 1,9926 | 2,0871 | 2,0163 | 2,1042 | 2,0142 | 2,0881 | 2,0167 | 2,0875 | 2,0043 |
| Überschneidungsbreite (µm) | 17,3 | 60,2 | 30 | 75,7 | 25 | 30,6 | 30,5 | 49,2 | 25 |
| Anzahl der Paare von Elektrodenfingern der IDT-Elektrode (Paare) | 140 | 77 | 147 | 38 | 94 | 108 | 107 | 113 | 98 |
| Anzahl von Elektrodenfingern des Reflektors (Stück) | 21 | 21 | 21 | 21 | 21 | 21 | 21 | 21 | 21 |
| Metallisierungsverhältnis | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
Tabelle 2
| | P11 | S11 | P12 | S12 | P13 |
| Wellenlänge (µm) | 2,001 | 1,901 | 1,9707 | 1,8857 | 1,9629 |
| Überschneidungsbreite (µm) | 59,5 | 15,3 | 42 | 27,8 | 20 |
| Anzahl der Paare von Elektrodenfingern der IDT-Elektrode (Paare) | 120 | 70 | 68 | 229 | 62 |
| Anzahl von Elektrodenfingern des Reflektors (Stück) | 31 | 31 | 31 | 31 | 31 |
| Metallisieru ngsverhältn is | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
Tabelle 3
| | Wellenlänge (µm) | Anzahl der Paare von Elektrodenfingern (Paare) | Anzahl von Elektrodenfingern des Reflektors (Stück) | Metallisierungsverhältnis |
| Reflektor | 1,9771 | - | 30 | 0,5 |
| IDT-Elektroden 5a und 5i Haupt | 1,9859 | 20,5 | - | 0,5 |
| IDT-Elektroden 5a und 5i Schmaler Mittenabstand | 1,7949 | 1,5 | - | 0,5 |
| IDT-Elektroden 5b und 5h Schmaler Mittenabstand (Seiten der IDT-Elektroden 5a und 5i) | 1,8187 | 1,0 | - | 0,5 |
| IDT-Elektroden 5b und 5h Haupt | 1,9290 | 12,5 | - | 0,5 |
| IDT-Elektroden 5b und 5h Schmaler Mittenabstand (Seiten der IDT-Elektroden 5c und 5g) | 1,8587 | 3,5 | - | 0,5 |
| IDT-Elektroden 5c und 5g Schmaler Mittenabstand (Seiten der IDT-Elektroden 5b und 5h) | 1,8789 | 4,0 | - | 0,5 |
| IDT-Elektroden 5c und 5g Haupt | 1,9639 | 17,0 | - | 0,5 |
| IDT-Elektroden 5c und 5g Schmaler Mittenabstand (Seiten der IDT-Elektroden 5d und 5f) | 1,8795 | 4,0 | - | 0,5 |
| IDT-Elektroden 5d und 5f Schmaler Mittenabstand (Seiten der IDT-Elektroden 5c und 5g) | 1,8579 | 3,5 | - | 0,5 |
| IDT-Elektroden 5d und 5f Haupt | 1,9253 | 12,5 | - | 0,5 |
| IDT-Elektroden 5d und 5f Schmaler Mittenabstand (Seiten der IDT-Elektroden 5e) | 1,8253 | 1,0 | - | 0,5 |
| IDT-Elektroden 5e Schmaler Mittenabstand | 1,8023 | 1,5 | - | 0,5 |
| IDT-Elektroden 5e Haupt | 1,9791 | 33,0 | - | 0,5 |
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Wie in 1 veranschaulicht, enthält der zweite Duplexer 2B die dritten und vierten Bandpassfilter 3C und 3D. Der dritte Duplexer 2C enthält die fünften und sechsten Bandpassfilter 3E und 3F. Die dritten und fünften Bandpassfilter 3C und 3E sind Empfangsfilter. Die vierten und sechsten Bandpassfilter 3D und 3F sind Sendefilter.
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Die Durchlassbänder der ersten bis sechsten Bandpassfilter 3A bis 3F sind wie folgt. Durchlassband des ersten Bandpassfilters 3A: mindestens 1930 MHz und maximal 1995 MHz (Empfangsband von Band 25). Durchlassband des zweiten Bandpassfilters 3B: mindestens 1850 MHz und maximal 1915 MHz (Sendeband des Band 25). Durchlassband des dritten Bandpassfilters 3C: mindestens 2105 MHz und maximal 2155 MHz (Empfangsband des Band 4). Durchlassband des vierten Bandpassfilters 3D: mindestens 1705 MHz und maximal 1755 MHz (Sendeband des Band 4). Durchlassband des fünften Bandpassfilters 3E: mindestens 2350 MHz und maximal 2360 MHz (Empfangsband des Band 30). Durchlassband des sechsten Bandpassfilters 3F: mindestens 2305 MHz und maximal 2315 MHz (Sendeband des Band 30).
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Die Eigenschaften in der Ausführungsform werden anhand eines Vergleichsbeispiels beschrieben.
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5 ist eine schematische Ansicht eines Multiplexers gemäß einem Vergleichsbeispiel. 6 ist eine schematische Draufsicht eines ersten Duplexers in dem Vergleichsbeispiel.
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Wie in 5 veranschaulicht, unterscheidet sich in einem Multiplexer 101 die Konfiguration eines ersten Duplexers 102A von der in der ersten Ausführungsform. Genauer gesagt, unterscheidet sich, wie in 6 veranschaulicht, der Multiplexer 101 von dem in der ersten Ausführungsform in dem Punkt, dass die ersten und zweiten Bandpassfilter 103A und 103B auf demselben Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 106 konfiguriert sind. Der in 5 veranschaulichte Multiplexer 101 hat die gleiche Konfiguration wie der Multiplexer 1 in der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme des oben beschriebenen Punktes.
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7 ist ein Diagramm, das Dämpfung-Frequenz-Kennlinien des ersten Bandpassfilters in dem Vergleichsbeispiel veranschaulicht. 8 ist ein Diagramm, das Dämpfung-Frequenz-Kennlinien des zweiten Bandpassfilters in dem Vergleichsbeispiel veranschaulicht. Durchlassbänder A, B und C in 7 und 8 verdeutlichen Durchlassbänder von dritten, fünften bzw. sechsten Bandpassfiltern. Das Gleiche gilt in 9 und 10, die später noch beschrieben werden. Ein Durchlassband eines vierten Bandpassfilters befindet sich auf der Niederfrequenzseite relativ zu den Durchlassbändern der ersten und zweiten Bandpassfilter.
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Wie in 7 veranschaulicht, wird eine Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung auf der Hochfrequenzseite relativ zu dem Durchlassband des ersten Bandpassfilters generiert. Ein Frequenzbereich der Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung in dem ersten Bandpassfilter unterscheidet sich von allen Durchlassbändern A, B und C. Wie in 8 veranschaulicht, wird eine Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung in dem zweiten Bandpassfilter in einem Frequenzbereich generiert, der das Durchlassband C enthält. Darum ist die Dämpfung in dem Durchlassband C des sechsten Bandpassfilters in den Filterkennlinien des zweiten Bandpassfilters in dem Vergleichsbeispiel kleiner.
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In dem Vergleichsbeispiel übt die Konfiguration eines ersten Mehrschichtkörpers in dem ersten Bandpassfilter einen großen Einfluss auf das Frequenzband der Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung in dem zweiten Bandpassfilter aus. In der gleichen Weise übt die Konfiguration eines zweiten Mehrschichtkörpers ebenfalls einen großen Einfluss auf das Frequenzband der Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung in dem ersten Bandpassfilter aus. Darum ist es schwierig, beide Frequenzbereiche der Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung in den ersten und zweiten Bandpassfiltern in einem Frequenzbereich anzuordnen, der von den Durchlassbändern der dritten bis sechsten Bandpassfilter verschieden ist.
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9 ist ein Diagramm, das Dämpfung-Frequenz-Kennlinien des ersten Bandpassfilters in der ersten Ausführungsform veranschaulicht. 10 ist ein Diagramm, das Dämpfung-Frequenz-Kennlinien des zweiten Bandpassfilters in der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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Wie in 9 und 10 veranschaulicht, kann in der ersten Ausführungsform die Dämpfung in den Durchlassbändern der dritten bis sechsten Bandpassfilter sowohl im ersten als auch im zweiten Bandpassfilter erhöht werden.
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Wie in 3 veranschaulicht, sind in dem ersten Duplexer 2A in der Ausführungsform das erste Bandpassfilter 3A und das zweite Bandpassfilter 3B als verschiedene Komponenten konfiguriert. Mit dieser Konfiguration übt die Konfiguration des ersten Mehrschichtkörpers 11A des ersten Bandpassfilters 3A weniger Einfluss auf das Frequenzband der Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung in dem zweiten Bandpassfilter 3B aus. In der gleichen Weise übt die Konfiguration des zweiten Mehrschichtkörpers 11B weniger Einfluss auf das Frequenzband der Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung in dem ersten Bandpassfilter 3A aus.
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Ferner ist die Dicke des ersten piezoelektrischen Substrats 8A größer als die Dicke des zweiten piezoelektrischen Substrats 8B. Genauer gesagt, ist der erste Mehrschichtkörper 11A so konfiguriert, dass der Frequenzbereich der Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung in dem ersten Bandpassfilter 3A und die Durchlassbänder der dritten bis sechsten Bandpassfilter voneinander verschieden sind. Der zweite Mehrschichtkörper 11B ist ebenfalls so konfiguriert, dass der Frequenzbereich der Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung in dem zweiten Bandpassfilter 3B und die Durchlassbänder der dritten bis sechsten Bandpassfilter voneinander verschieden sind. Mit dieser Konfiguration kann die Dämpfung in den jeweiligen Durchlassbändern der dritten bis sechsten Bandpassfilter in den Filterkennlinien der ersten und zweiten Bandpassfilter 3A und 3B erhöht werden.
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In der Ausführungsform werden die Konfigurationen der ersten und zweiten Mehrschichtkörper 11A und 11B voneinander verschieden ausgelegt, indem die Dicken der ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate 8A und 8B voneinander verschieden ausgelegt werden. Die Konfiguration des ersten Mehrschichtkörpers und die Konfiguration des zweiten Mehrschichtkörpers können in anderen Elementen als dem oben beschriebenen Element voneinander verschieden sein. Zum Beispiel können die Dicke des ersten Films mit niedriger Schallgeschwindigkeit und die Dicke des zweiten Films mit niedriger Schallgeschwindigkeit voneinander verschieden sein. Alternativ können eine Si-Kristallorientierung in dem ersten Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit und eine Si-Kristallorientierung in dem zweiten Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit voneinander verschieden sein. Die Dicke der ersten IDT-Elektroden und die Dicke der zweiten IDT-Elektroden können voneinander verschieden sein. Diese Elemente können so voneinander verschieden ausgelegt werden, dass die Frequenzbereiche der Störstrahlung eines Modus hoher Ordnung in den ersten und zweiten Bandpassfiltern und die Durchlassbänder der dritten bis sechsten Bandpassfilter voneinander verschieden sind.
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In der Ausführungsform ist das erste Trägersubstrat das erste Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 6A, das durch das erste Element mit hoher Schallgeschwindigkeit gebildet wird. Es genügt, dass das erste Trägersubstrat das Trägersubstrat ist, das das erste Element mit hoher Schallgeschwindigkeit enthält. Zum Beispiel kann das erste Element mit hoher Schallgeschwindigkeit ein erster Film mit hoher Schallgeschwindigkeit sein, der eine Schallgeschwindigkeit von sich ausbreitenden Volumenwellen hat, die höher ist als die Schallgeschwindigkeit der elastischen Wellen, die sich in dem ersten piezoelektrischen Substrat ausbreiten. Das erste Trägersubstrat kann ein Trägersubstrat sein, auf das der erste Film mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert ist. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass der erste Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit auf das erste Trägersubstrat auf der Seite des ersten Films mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert ist. Mit dieser Konfiguration kann der Gütewert effektiv erhöht werden.
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Das zweite Trägersubstrat kann auch ein Trägersubstrat sein, auf den ein zweiter Film mit hoher Schallgeschwindigkeit in der gleichen Weise laminiert ist wie im Fall des ersten Trägersubstrats. Es ist bevorzugt, dass der zweite Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit auf das zweite Trägersubstrat auf der Seite des zweiten Films mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert ist.
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In der Ausführungsform wie in 1 veranschaulicht werden das erste Bandpassfilter 3A und das zweite Bandpassfilter 3B auf den Trägersubstraten konfiguriert, die von denen verschieden sind, auf denen die dritten bis sechsten Bandpassfilter 3C bis 3F konfiguriert werden.
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Die dritten bis sechsten Bandpassfilter 3C bis 3F haben Mehrschichtkörper, die jeweils eine Relation um die Schallgeschwindigkeit herum haben, die die gleiche ist wie die in den oben beschriebenen ersten und zweiten Mehrschichtkörpern. Darum werden die Gütewerte in den jeweiligen Durchlassbändern erhöht. Ferner sind die Konfigurationen der ersten und zweiten Mehrschichtkörper und die Konfigurationen der jeweiligen Mehrschichtkörper der dritten bis sechsten Bandpassfilter 3C bis 3F als verschiedene Komponenten konfiguriert, weshalb sie kaum einen Einfluss aufeinander ausüben. Dementsprechend kann die Dämpfung in anderen Durchlassbändern in den Filterkennlinien der jeweiligen Bandpassfilter erhöht werden.
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Es versteht sich, dass das erste Bandpassfilter auf demselben Trägersubstrat konfiguriert sein kann wie dem, auf dem mindestens ein Bandpassfilter unter den dritten bis sechsten Bandpassfiltern konfiguriert ist. In der gleichen Weise kann auch das zweite Bandpassfilter als eine integrierte Komponente mit mindestens einem Bandpassfilter aus den dritten bis sechsten Bandpassfiltern konfiguriert sein. Auch in diesen Fällen können die gleichen Auswirkungen wie in der ersten Ausführungsform realisiert werden. Ferner kann der Multiplexer verkleinert werden.
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Es genügt, dass der Multiplexer in der vorliegenden Erfindung den ersten Duplexer enthält, und für andere Konfigurationen bestehen keine besonderen Einschränkungen. Zum Beispiel kann der Multiplexer ein Bandpassfilter enthalten, das nicht den Duplexer konfiguriert, oder kann ein Filter enthalten, das einen Triplexer oder dergleichen konfiguriert, der mehr als zwei Bandpassfilter aufweist.
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11 ist eine schematische quergeschnittene Vorderansicht eines ersten Duplexers in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In einem Multiplexer in der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich die Konfiguration eines ersten Duplexers 22A von der in der ersten Ausführungsform. Genauer gesagt, sind die Konfigurationen von ersten und zweiten Mehrschichtkörpern 31A und 31B des ersten Duplexers 22A von denen in der ersten Ausführungsform verschieden. Der Multiplexer in der Ausführungsform hat die gleiche Konfiguration wie der Multiplexer 1 in der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme des oben beschriebenen Punktes.
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Der erste Mehrschichtkörper 31A ist ein Mehrschichtkörper, der durch Laminieren des ersten Substrats mit hoher Schallgeschwindigkeit 6A, des ersten piezoelektrischen Substrats 8A und der ersten IDT-Elektroden 9A - in dieser Reihenfolge - gebildet wird. Der erste Mehrschichtkörper 31A hat keinen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit. Der zweite Mehrschichtkörper 31B ist ein Mehrschichtkörper, der durch Laminieren des zweiten Substrats mit hoher Schallgeschwindigkeit 6B, des zweiten piezoelektrischen Substrats 8B und der zweiten IDT-Elektroden 9B - in dieser Reihenfolge - gebildet wird. Der zweite Mehrschichtkörper 31B hat ebenfalls keinen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit.
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In dem ersten Mehrschichtkörper 31A können das erste Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 6A und das erste piezoelektrische Substrat 8A zum Beispiel mit einem Klebstoff aneinander gebondet werden. In dem zweiten Mehrschichtkörper 31B können das zweite Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 6B und das zweite piezoelektrische Substrat 8B ebenfalls zum Beispiel mit einem Klebstoff aneinander gebondet werden.
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Auch in diesem Fall können die Gütewerte in den ersten und zweiten Bandpassfiltern 23A und 23B erhöht werden. Ferner kann, wie in der ersten Ausführungsform, die Dämpfung in Durchlassbändern anderer Bandpassfilter in Filterkennlinien des ersten Duplexers 22A erhöht werden.
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12 ist ein Schaltbild zum Erläutern einer Kommunikationsvorrichtung als eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer Kommunikationsvorrichtung 41 ist ein Ende der ersten bis dritten Bandpassfilter 43 bis 45 gemeinsam mit einem gemeinsamen Antennenanschluss 42 verbunden, wobei sich ein gemeinsamer Verbindungspunkt 46 dazwischen befindet. Die ersten bis dritten Bandpassfilter 43 bis 45 und ein LNA (rauscharmer Verstärker) 51 sind verbunden. Ein Schalter 52 ist mit dem gemeinsamen Antennenanschluss 42 verbunden. Ein Abschnitt von dem Schalter 52 zu dem LNA 51 konfiguriert einen Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis 53. Der LNA 51 des Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreises 53 ist mit einem RFIC 54 verbunden. Der RFIC 54 ist mit einem BBIC (Basisband-IC) 58, einer CPU 59 und einer Anzeige 55 verbunden. Die Kommunikationsvorrichtung 41 enthält den oben beschriebenen Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis 53, den RFIC 54, den BBIC 58, die CPU 59 und die Anzeige 55.
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Der Multiplexer in der vorliegenden Erfindung kann auf einen Abschnitt angewendet werden, in dem die oben beschriebenen ersten bis dritten Bandpassfilter 43 bis 45 konfiguriert sind.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- Multiplexer
- 2A bis 2C
- erste bis dritte Duplexer
- 3A bis 3F
- erste bis sechste Bandpassfilter
- 4
- Antennenanschluss
- 4a
- Abzweigpunkt
- 5
- längsgekoppeltes Filter vom Resonatortyp für elastische Wellen
- 5a bis 5i
- IDT-Elektroden
- 6A, 6B
- erste und zweite Substrate mit hoher Schallgeschwindigkeit
- 7A, 7B
- erste und zweite Filme mit niedriger Schallgeschwindigkeit
- 8A, 8B
- erste und zweite piezoelektrische Substrate
- 9A, 9B
- erste und zweite IDT-Elektroden
- 10
- Reflektor
- 11A, 11B
- erste und zweite Mehrschichtkörper
- 12
- Ausgangsanschluss
- 13
- Eingangsanschluss
- 14
- Montagesubstrat
- 15
- Elektrodenanschlussbereich
- 16
- Stützelement
- 17
- Abdeckelement
- 18
- Lötmetallisierungsschicht
- 19
- Kontakthöcker
- 22A
- erster Duplexer
- 23A, 23B
- erste und zweite Bandpassfilter
- 31A, 31B
- erste und zweite Mehrschichtkörper
- 41
- Kommunikationsvorrichtung
- 42
- gemeinsamer Antennenanschluss
- 43 bis 45
- erste bis dritte Bandpassfilter
- 51
- LNA
- 52
- Schalter
- 53
- Hochfrequenz-Frontend-Schaltkreis
- 54
- RFIC
- 55
- Anzeige
- 58
- BBIC
- 59
- CPU
- 101
- Multiplexer
- 102A
- erster Duplexer
- 103A, 103B
- erste und zweite Bandpassfilter
- 106
- Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit
- S1 bis S5
- Reihenarmresonator
- P1 bis P4
- Parallelarmresonator
- S11, S12, P11 bis P13
- Resonator
- L1 bis L4
- Induktor
