JP2003163570A - 分波器及びこれを用いた電子装置 - Google Patents
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Abstract
これを用いた電子装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、異なる帯域中心周波数を有す
る2つの弾性表面波フィルタ(26)と、該2つの弾性
表面波フィルタ同士の位相を整合させる位相整合用線路
を多層パッケージ(20)に収容する分波器において、
前記位相整合用線路に対する第1の接地パターン(3
7)を前記多層パッケージの実装面に設けた構成であ
る。位相整合用線路に対する接地層を多層パッケージの
実装面に設けたことにより、位相整合用線路と接地パタ
ーンとの間の距離を適切に設定することが容易となり、
位相整合用線路の特性インピーダンスの低下を防止で
き、フィルタ特性を向上させることができる。
Description
表面波フィルタを用いて構成される分波器に関し、特
に、インピーダンス整合回路を有する分波器に関する。
て携帯電話、携帯情報端末等が急速に普及しており、こ
れら端末の小型・高性能化の競争が各メーカ間で行なわ
れている。また、携帯電話のシステムもアナログとディ
ジタルの両方が用いられ、使用周波数も800MHz〜
1GHz帯と1.5GHz〜2.0GHz帯と多岐にわ
たっている。
テムの多様化によりデュアルモード(アナログとディジ
タルの併用、ディジタルのTDMA:時間分割変調方
式、とCDMAコード分割変調方式の併用)あるいはデ
ュアルバンド(800MHz帯と1.9GHz帯、90
0MHz帯と1.8GHz帯又は1.5GHz帯の併
用)化を行なうことで端末を高機能化することが行なわ
れている。これらに用いられる部品も高機能化が求めら
れいろいろな開発がなされている。一方、機能以外に小
型且つ低コスト化の要求も当然のように求められてい
る。
岐、生成する目的で分波器が用いられる。分波器は一般
に、フィルタとインピーダンス整合回路とを具備する。
フィルタは誘電体を用いた帯域通過フィルタ、帯域阻止
フィルタ、あるいはこれらの組み合わせにより構成され
たものが多い。しかしながら、最近は、より小型化、高
性能化のために弾性表面波フィルタを用いたものが研
究、開発されている。
て、同図(a)は分波器の構成を示すブロック図、同図
(b)は分波器の周波数特性を示す図である。なお、図
(b)の横軸は周波数(右に向かって周波数が高くな
る)、縦軸は通過強度(上に向かって高くなる)であ
る。図(a)に示すように、分波器10は2つのフィル
タ12、13、インピーダンス整合回路(以下、単に整
合回路という)11、共通端子14、及び個別端子15
及び16を有する。フィルタ12と13は弾性表面波フ
ィルタで構成され、それぞれ互いに異なる通過帯域中心
周波数f1、f2を持つ(f2>f1)。
ィルタ特性を互いに劣化させないようにするために設け
られている。今、共通端子14からフィルタ12を見た
場合の特性インピーダンスをZ1、フィルタ13を見た
場合の特性インピーダンスをZ2とする。整合回路11
の作用により、共通端子14から入力する信号の周波数
がf1の場合はフィルタ12側の特性インピーダンスZ
1は共通端子14の特性インピーダンス値と一致し、フ
ィルタ13側の特性インピーダンスは無限大であってか
つ反射係数は1となる。また、信号の周波数がf2の場
合はフィルタ12側の特性インピーダンスは無限大かつ
反射係数は1、フィルタ13の特性インピーダンスZ2
は共通端子14の特性インピーダンスと一致する。
−310979号公報や特開平10−126213号公
報に開示がある。これらの公報には、多層セラミクスパ
ッケージを用いて分波器を小型化する構成や、整合回路
をストリップラインやマイクロストリップラインなどの
線路で形成することが記載されている。また、多層パッ
ケージ内の中間層に位相整合用線路を埋め込み、これを
上下から接地パターンで挟んだ構造の整合回路について
記載されている。具体的には、位相整合用線路が形成さ
れた層に隣り合う上下層にそれぞれ接地パターンを設け
て、位相整合用線路を挟み込む構造である。
造では、上下の接地パターンが位相整合用線路に近接し
て設けられているので、位相整合用線路の特性インピー
ダンスが低下し、フィルタ特性が悪化するという問題点
があった。この問題点を解決する一つの手法として、多
層パッケージを構成する各層の厚みを増やして、接地パ
ターンと位相整合用線路との間の距離を稼ぐことが考え
られる。しかしながら、この手法では、多層パッケージ
の厚みが増えてしまい、分波器を小型化することはでき
ない。
解決し、小型で優れたフィルタ特性を持つ分波器及びこ
れを用いた電子装置を提供することを目的とする。
心周波数を有する複数の弾性表面波フィルタと、該複数
の弾性表面波フィルタ同士の位相を整合させる位相整合
用線路を多層パッケージに収容する分波器において、前
記位相整合用線路に対する第1の接地パターンを前記多
層パッケージの実装面に設けたことを特徴とする分波器
である。位相整合用線路に対する接地を多層パッケージ
の実装面に設けたことにより、位相整合用線路と接地パ
ターンとの間の距離を適切に設定することが容易とな
り、位相整合用線路の特性インピーダンスの低下を防止
でき、フィルタ特性を向上させることができる。
位相整合用線路を構成する線路パターンの少なくとも一
部分と向かい合いように形成されているように構成す
る。これにより、位相整合用線路に対する接地を適切に
与えることができる。
ジのチップ搭載面に設けられた第2の接地パターンを有
し、前記位相整合用線路は前記第1及び第2の接地パタ
ーンで挟まれる。
り付け面を有し、キャップがキャップ取り付け面に取り
付けられた状態で、前記位相整合用線路は前記キャップ
と前記第1の接地パターンで挟まれる部分を有する。
有する複数の弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面
波フィルタ同士の位相を整合させる位相整合用線路を多
層パッケージに収容する分波器において、前記位相整合
用線路を境として前記複数の弾性表面波フィルタとは反
対側にある前記多層パッケージの部分に、前記位相整合
用線路に対する接地パターンを複数個設けたことを特徴
とする分波器である。これにより、位相整合用線路と接
地パターンとの間の距離を適切かつ容易に設定、制御す
ることが容易となり、位相整合用線路の特性インピーダ
ンスの低下を防止でき、フィルタ特性を向上させること
ができる。
は、前記多層パッケージの実装面に設けられている。
は、前記多層パッケージの内部に設けられている。
に接続され、共通接地を構成する。
多層パッケージの実装面に設けられている第1の導電層
と、前記多層パッケージの内部に設けられている第2の
導電層とを有し、前記第2の導電層は開口部を有し、前
記第1の導電層は該開口部を介して前記位相整合用線路
に向かい合う。
は実質的に同一形状である。
多層パッケージに設けられた接続部を介して電気的に接
続されている。
有する複数の弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面
波フィルタ同士の位相を整合させる位相整合用線路を多
層パッケージに収容する分波器において、前記複数の弾
性表面波フィルタの下に設けられた第1の接地パターン
と、該第1の接地パターンに対向する位置に形成された
開口部を有し、前記多層パッケージの内部に設けられた
第2の接地パターンと、前記多層パッケージの実装面上
であって、前記開口部に対向する位置に設けられた第3
の接地パターンと、前記多層パッケージ上に設けられた
キャップとを有し、前記位相整合用線路に対する接地層
は、前記第1及び第3の接地パターンとの組み合わせ
と、前記第2の接地パターンと前記キャップとの組み合
わせで形成されていることを特徴とする分波器である。
これにより、位相整合用線路と接地パターンとの間の距
離を適切かつ容易に設定、制御することが容易となり、
位相整合用線路の特性インピーダンスの低下を防止で
き、フィルタ特性を向上させることができる。
ーンとは、実質的に同一形状である。
ーンとは、実質的に同一形状である。
ターンは共通に接続されている。
有する複数の弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面
波フィルタ同士の位相を整合させる位相整合用線路を多
層パッケージに収容する分波器において、前記複数の弾
性表面波フィルタの下に設けられた第1の接地パターン
と、該第1の接地パターンに対向する位置に形成された
開口部を有し、前記多層パッケージの内部に設けられた
第2の接地パターンと、前記多層パッケージ上に設けら
れたキャップとを有し、前記位相整合用線路に対する接
地層は、前記第2の接地パターンと前記キャップとの組
み合わせ、及び分波器が実装される基板上の導電パター
ンと前記第1の接地パターンとの組み合わせで形成され
ていることを特徴とする分波器である。これにより、位
相整合用線路と接地パターンとの間の距離を適切かつ容
易に設定、制御することが容易となり、位相整合用線路
の特性インピーダンスの低下を防止でき、フィルタ特性
を向上させることができる。
有する複数の弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面
波フィルタ同士の位相を整合させる位相整合用線路を多
層パッケージに収容する分波器において、前記位相整合
用線路に対する接地層は、前記多層パッケージの実装面
に設けられた接地パターンと、前記多層パッケージ上に
設けられたキャップとを含むことを特徴とする分波器で
ある。位相整合用線路と接地パターンとの間の距離を適
切に設定することが容易となり、位相整合用線路の特性
インピーダンスの低下を防止でき、フィルタ特性を向上
させることができる。
層は更に、前記接地パターンと、前記複数の弾性表面波
フィルタの下に設けられた導電層とを含む。
有する複数の弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面
波フィルタ同士の位相を整合させる位相整合用線路を多
層パッケージに収容する分波器において、前記位相整合
用線路に対する接地層は、前記多層パッケージを構成す
る複数の層のうち、少なくとも隣り合う2層を隔てた部
位に設けられていることを特徴とする分波器である。こ
れにより、位相整合用線路と接地パターンとの間の距離
を適切に設定することが容易となり、位相整合用線路の
特性インピーダンスの低下を防止でき、フィルタ特性を
向上させることができる。
実装面に設けられた接地パターンと、多層パッケージに
取り付けられるキャップとを含む。
有する複数の弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面
波フィルタ同士の位相を整合させる位相整合用線路を多
層パッケージに収容する分波器において、前記位相整合
用線路に対する接地層は、異なる接地パターンからなる
複数の組み合わせからなり、各組み合わせの接地パター
ンは前記位相整合用線路を挟むように設けられているこ
とを特徴とする分波器である。これにより、位相整合用
線路と接地パターンとの間の距離を適切かつ容易に設
定、制御することが容易となり、位相整合用線路の特性
インピーダンスの低下を防止でき、フィルタ特性を向上
させることができる。
は、単一のフィルタチップに形成されている。
有し、前記分波器は上記の分波器である電子装置であ
る。
される分波器と、該分波器に接続される送信系及び受信
系回路とを具備し、前記分波器は上記の分波器であるこ
とを特徴とする電子装置である。
図面を参照して詳細に説明する。第1実施形態 図2(a)は本発明の第1実施形態による分波器の縦断
面図、図2(b)は図2(a)の構成を変形して得られ
る分波器(比較例)の縦断面図である。 (第1実施形態の構成)図2(a)に示す分波器は、多
層パッケージ20、フィルタチップ26、位相整合用線
路30及びキャップ36を有する。多層パッケージ20
は、5つの層21〜25が図示するように積層されてい
る。層21はキャップ搭載層である。層22はワイヤボ
ンディングパッド層である。層23はダイアタッチ層で
ある。層24は位相整合用線路パターン層である。層2
5は共通接地層である。これらの層21〜25の各々
は、例えば誘電率(ε)が9.5程度のアルミナやガラ
スセラミクスの材料で作成されている。キャップ搭載層
21とワイヤボンディングパッド層22とはパッケージ
内部に階段状部分を形成する。この階段状の空間が、フ
ィルタチップ26を収容するキャビティを形成してい
る。フィルタチップ26は、このキャビティ中に置かれ
ている。フィルタチップ26は、導電ペースト27を用
いてダイアタッチ層23上に形成されたダイアタッチ部
28上に固定されている。ダイアタッチ部28はチップ
搭載面を形成し、例えばAlなどの導電性材料で作成さ
れている。なお、多層パッケージの寸法は例えば、約5
×5×1.5mm又は、3.8mm×3.8mm×1.
5mmである(1.5mmはパッケージの高さ(厚み)
である)。
が取り付けられている。図3(a)は、図2(a)に示
す分波器の平面図である。キャップ36は、フィルタチ
ップ26を密封封止する。キャップ36はAuメッキあ
るいはNiメッキなどの金属材料で作られている。ま
た、多層パッケージ20の側面には、半球状の溝38が
形成されている。図示する例では、この溝38は一側面
当り3つ形成されている。これらの溝は、キャップ搭載
層21から共通接地層25まで連続している。溝38に
は導電層が形成可能であり、導通路(サイドキャステレ
ーション)が形成されている。
を外した状態の平面図である。キャップ36を外すと、
フィルタチップ26、キャップ搭載層21及びワイヤボ
ンディングパッド層22の一部が現れる。キャップ搭載
層21の平面図を図3(c)に、ワイヤボンディングパ
ッド層22の平面図を図3(d)に示す。
21上には、Alなどの導電材料で形成されたシールリ
ング35が形成されている。キャップ36はシールリン
グ35上に搭載される。また、キャップ搭載層21は中
央に開口部39を有する。この開口部39は、フィルタ
チップ26を収容するキャビティを形成する。シールリ
ング35は、12個の導通路38のうち3つの導通路3
81、382及び38 3を除く各導通路38に接続され
ている。なお、3つの導通路381、382及び383
については後述する。
波共振器を梯子型に接続した回路構成である。図6に、
本実施形態による分波器の回路構成を示す。フィルタチ
ップ26は、2つの弾性表面波フィルタ261及び26
2を有する。例えば、フィルタ261は帯域通過中心周
波数がf1の送信用であり、フィルタ262は帯域通過
中心周波数がf2の受信用である(f1<f2)。これ
らのフィルタ261と262はそれぞれ、梯子型に接続
された5つの1ポート弾性表面波共振器を有する。この
共振器は、すだれ状電極(くしの歯状電極ともいう)を
用いたインターディジタルトランスデューサとその両側
に位置する反射器を持つ。
61は1ポート弾性表面波共振器R1〜R5を有し、弾
性表面波フィルタ262は1ポート弾性表面波共振器R
6〜R10を有する。共振器261の共振器R1〜R3
は直列腕に配され、共振器R4、R5は並列腕に配され
る。並列腕には共振器R4、R5に直列に接続されるイ
ンダクタンス成分L1、L2を有する。インダクタンス
成分L1、L2はフィルタ特性を改善する効果があり、
ボンディングワイヤなどで形成される(後述するボンデ
ィングワイヤ29が、これらのインダクタンス成分を形
成する)。フィルタ261の端子T3とT5は信号端子
で、それぞれ直列腕に接続されている。なお、端子T4
とT6は接地端子である。
直列腕に配され、共振器R8〜R10は並列腕に配され
る。並列腕には共振器R8〜R10に直列に接続される
インダクタンス成分L3〜L5を有する。インダクタン
ス成分L3〜L5はフィルタ特性を改善する効果があ
り、ワイヤなどで形成される(後述するボンディングワ
イヤ29が、これらのインダクタンス成分を形成す
る)。フィルタ262の端子T7とT9は信号端子で、
並列腕に接続されている。なお、端子T8とT10は接
地端子である。
で、T1が信号入出力用端子、T2が接地端子である。
端子T1は端子T3及び位相整合用線路30の一端に接
続されている。また、端子T2は、端子T4及びT8に
接続されている。
は、単一の基板に電極を設けた構成である。参照番号4
0で示す5つのブロックが弾性表面波フィルタ261の
共振器R1〜R5(電極及び反射器のパターンともいえ
る)に相当し、参照番号41で示す5つのブロックが弾
性表面波フィルタ262の共振器R6〜R10(同様
に、電極及び反射器のパターンともいえる)に相当す
る。これらの共振器R1〜R10は、基板上に形成され
た配線パタ−ンを介して図6に示すように配線されると
ともに、基板上に形成された複数のワイヤボンディング
パッド42に接続されている。基板材料は例えば、Li
TaO3(例えば方位:42Yrot−X伝播)などの
圧電単結晶で作成されている。基板上に形成される電極
は例えば、Alを主成分とする合金(Al−Cu、Al
−Mgなど)及びその多層膜(例えば、Al−Cu/C
u/Al−Cu、Al/Cu/Al、Al/Mg/A
l、Al−Mg/Mg/Al−Mg)をスパッタにより
形成し、露光、エッチングによりパターンニングして形
成する。
ィングワイヤ29を用いて、ワイヤボンディングパッド
層22上に形成された複数のワイヤボンディングパッド
43に接続されている。ボンディングワイヤ29は例え
ば、Al−Siで作成されている。
ングパッド層22は、その中央に開口部44を有する。
開口部44は、キャップ搭載層21の開口部39よりも
小さい。開口部44の対向する辺にそって、それぞれ5
つのワイヤボンディングパッド43が一列配列されてい
る。参照番号431が付与されているワイヤボンディン
グパッド43を除き、各ワイヤボンディングパッド43
は引き出し配線45を介して、対応する導通路38に電
気的に接続されている。参照番号46で示す円形の部分
は、ワイヤボンディングパッド43に接続されるビアで
ある。ワイヤボンディングパッド431は、対応するビ
ア46を介して、後述する位相整合用線路30の一端に
接続される。また、ワイヤボンディングパッド43
2は、対応するビア46を介して、位相整合用線路30
の他端に接続される。また、導通路38のうち、導通路
381は図6の端子T5に相当し、導通路382は端子
T9に相当し、導通路383は端子T1に相当する。
ように構成されている。ダイアタッチ層23上に矩形状
のダイアタッチ部28が形成されている。図2(a)に
示すように、ダイアタッチ部28上に、導電ペースト2
7を用いてフィルタチップ26が取り付けられている。
ダイアタッチ部28は、引き出し線パターン52を介し
て接地として機能する導通部384に接続されている。
なお、図2(a)の断面図は、図4(a)に示す一点鎖
線IIa−IIaの断面図に相当する。
位相整合用線路パターン層24の上に設けられている。
図4(b)に示すように、位相整合用線路パターン層2
4上には、位相整合用線路30が形成されている。位相
整合用線路30は、所望の長さを確保するために、折れ
曲がったパターンで形成されている。位相整合用線路3
0の長さと幅は、位相整合用線路30が所定の特性イン
ピーダンス(例えば、50Ω)を考慮して設定する。位
相整合用線路30は例えば、銅(Cu)、銀(Ag)、
タングステン(W)などを主成分とする導電材料で作成
されている。位相整合用線路30は、位相盛業用線路パ
ターン層24上に導電膜を形成し、これをレーザトリミ
ングなどの手法でパターニングすることで形成される。
また、位相整合用線路パターン層24には、複数のビア
53が形成されている。図示する例では、ビア53は二
列に配列されている。ビア53は、位相整合用線路パタ
ーン層24の上下の両方又はどちらか一方に位置する回
路バターンとの電気的接続をとるために設けられてい
る。具体的には、ビア53は、図3(d)に示すワイヤ
ボンディングパッド層22の対応するビア46と連通し
ている。ビア53のうちビア531はビア431に連通
し、ビア532はビア432に連通している。
共通接地層25が設けられている。図4(c)は共通接
地層25の上面を示す図、図4(d)は下面(底面)を
この上面から透かして見た場合の図である。共通接地層
25の上面には、内部接地パターン32が形成されてい
る。内部接地パターン32は中央部に開口部56を有す
る。開口部56の大きさは、この開口部を介して図2に
示すダイアタッチ部28の下に位置する位相整合用線路
30の部分が下から臨める程度の大きさである。図2の
例では、位相整合用線路30の5つの断面部分のうち、
両端をのぞく中央の3つの断面部部(図2の”A”で囲
んだ部分)が、開口部56を介して下から臨める。勿
論、完成したパッケージ構造では、共通接地層25の存
在により、分波器外部からは内部の位相整合用線路30
を見ることはできない。このような開口部56は、ダイ
アタッチ部28と実質的に同一形状であるといえる。内
部接地パターン32の矩形リング状部分は、位相整合用
線路30の両端部分に向かい合っている。換言すれば、
内部接地パターン32は、位相整合用線路30の一部分
を覆っている。これにより、位相整合用線路30の両端
にある断面部分(図2(a))は、共通接地層25とキ
ャップ搭載層21とで挟まれている。この配置について
は、後で詳述する。
はその形状や大きさ、製造方法などを問わず、接地とし
て用いられる導電体で形成された層(導電層)や膜(導
電膜)のすべてを含むものである。
続するパターン部分を有している。このパターン部分に
接続する導通路38は、図4(c)に示す導通路384
〜3812である。
である。実装面を配線基板上に向けて、分波器を配線基
板上に実装する。図4(d)に示すように、この実装面
には外部接続用端子33、60、61及び62並びに外
部接地パターン37が形成されている。これらの電極は
キャステレーション又はフットパットとも言う。分波器
を配線基板に実装した際、これらの外部接続端子が配線
基板上の対応する電極に接触して、電気的接続が形成さ
れる。
られ、図示する例では、8つ形成されている。導通路3
84に接続される端子33は、外部接地パターン37か
ら延びる引き出し部63と一体に形成されている。導通
路384は、外部接地パターン37、内部接地パターン
32、ダイアタッチ部28、シールリング35及びキャ
ップ36を共通に接続する。また、その他の電極33
も、対応する導通路38を介してシールリング35及び
キャップ36に電気的に接続されている。図6に示す接
地端子T2、T4、T6、T8及びT10は上記接地構
成により形成されている。
子)として機能し、図6の端子T1に相当する。外部接
続端子60は、対応する導通路383を介して、図3
(d)に示すワイヤボンディングパッド432に接続さ
れている。外部接続端子61は送信端子として機能し、
図6の端子T5に相当する。外部接続端子61は、対応
する導通路381及び対応するボンディングパッド43
を介して、図6に示す弾性表面波フィルタ261の共振
器R3に接続されている。外部接続端子62は、対応す
る導通路382及び対応するボンディングパッド43を
介して、図6に示す弾性表面波フィルタ262の共振器
R7、R10に接続されている。
アタッチ部28の下に位置する位相整合用線路30の部
分を覆う程度の大きさである。これは、これらの部分に
対する接地層を提供するためである。この外部接地パタ
ーン37は、ダイアタッチ部28と実質的に同一形状で
あるといえる。また、外部接地パターン37は、図4
(c)に示す開口部56と実質的に同一形状であるとい
える。また、外部接地パターン37は開口部56を介し
て、位相調整用線路30の一部、具体的には中央部分に
向かい合っているともいえる。 (位相整合用線路30の特性インピーダンス)次に、位
相整合用線路30の特性インピーダンスについて説明す
る。
を決める要素として、位相整合用線路30に対する容量
成分がある。図2に示す構成において、位相整合用線路
30に対する容量成分を決める要素は、この周囲にある
ダイアタッチ部28、キャップ36、内部接地パターン
32及び外部接地パターン37である。
示す分波器は、前記2つの弾性表面波フィルタ261、
262の下に設けられたダイアタッチ部28(第1の接
地パターン)と、該第1の接地パターンに対向する位置
に形成された開口部56を有し、前記多層パッケージ2
0の内部に設けられた内部接地パターン32(第2の接
地パターン)と、前記多層パッケージ20の実装面上で
あって、前記開口部56に対向する位置に設けられた外
部接地パターン37(第3の接地パターン)と、前記多
層パッケージ上に設けられたキャップ36とを有し、位
相整合用線路30に対する接地層は、前記第1及び第3
の接地パターンとの組み合わせと、前記第2の接地パタ
ーンと前記キャップとの組み合わせで形成されている。
言い換えれば、位相整合用パターン30は、異なる接地
パターンからなる複数の組み合わせで挟まれたストリッ
プライン構成である。また、位相整合用線路30に対す
る接地層の構成は、位相整合用線路30を境として2つ
の弾性表面波フィルタ26 1、262とは反対側にある
多層パッケージの部分に、位相整合用線路30に対する
接地パターンを複数個、第1実施形態では内部接地パタ
ーン32と外部接地パターン37の2つを設けた構成で
ある。
0との間で容量が形成される。図2の上下の矢印は、位
相調整用線路30に対して容量を形成する要素との関係
(及びこれらの距離)を示している。前述したように、
容量は、周囲の導電層と位相調整用線路との間隔が狭く
なると、容量成分が大きくなり、位相調整用線路の特性
インピーダンス値が低下してしまう。第1実施形態は、
位相調整用線路の特性インピーダンス値を低下させずに
所望の値(例えば、50Ω)に設定できる構成を持つ。
波器の実装面、つまり共通接地層25の下面に形成され
ている。外部接地パターン37は、位相整合用線路30
から見て、隣り合う位相整合用パターン層24と共通接
地層25を隔てた部位に形成されている。つまり、外部
接地パターン37は、位相整合用線路30を境として、
2つの弾性表面波フィルタ261、262とは反対側
(フィルタチップ26とは反対側)にある多層パッケー
ジ20の複数層のうち、少なくとも隣り合う2層(層2
4と25)を隔てた部分に設けられている。これによ
り、位相整合用線路30とこれに対する外部接地パター
ン37とを、容量成分の低減による特性インピーダンス
の変動を抑え、所望の特性インピーダンスが得られる程
度の距離d1(図2)だけ離すことができる。また、外
部接地パターン37は、位相整合用線路30を覆ってい
るので、外部からの干渉に対するシールドの機能を持
つ。従って、位相整合用線路30が外部からの干渉を受
けてフィルタ特性が変動することはない。
は、内部接地パターン32Aが共通接地層25の上面全
面を覆っている。この様子を図5(a)に示す。また、
図2(b)の共通接地層25の底面を図5(b)に示
す。図4(d)に示すような外部接地パターン37は設
けられていない。図2(b)のAの部分を含む位相整合
用線路30の全体に対する接地層は、内部接地パターン
32Aである。図2(a)に示す距離d1に比べ距離d
2は短い。よって、図2(b)の比較例では、位相整合
用線路30に対する容量成分が大きくなり、位相整合用
線路30の特性インピーダンス値が低下してしまう。
る位相整合用線路30の長さと特性インピーダンス値と
の関係を示す。横軸が位相整合用線路30の長さ(m
m)を示し、縦軸が特性インピーダンス値(Ω)であ
る。太い実線は図2(a)の構成の特性であり、短い実
線は図2(b)の構成の特性である。図2(a)の構成
では、位相整合用線路30と外部接地パターン37とが
十分な距離d1だけ離間配置されている。これにより、
位相整合用線路30の特性インピーダンスが一様に50
Ω近傍、更に言えば50Ωよりも若干高い数値となって
いる。これに対し、図2(b)の比較例の構成では、位
相整合用線路30の特性インピーダンスは長さ約8mm
から17mmの範囲で50Ωを下回っている。このよう
に、図2(a)の構成は、位相整合用線路30の特性イ
ンピーダンスが低下せず、インピーダンス整合が良い。
に対する接地層の配置は、前述したように、位相整合用
線路30の特性インピーダンス値を容易に調整すること
を可能にする。例えば、ダイアタッチ部28と外部接地
パターン37とで挟む位相整合用線路30の部分と、キ
ャップ36と内部接地パターン32で挟む部分との面積
の割合を変えることで、特性インピーダンス値を制御す
ることができる。また、図2に示す距離d1を変化させ
ることで、特性インピーダンス値を容易に制御すること
ができる。同様に、位相整合用線路30からダイアタッ
チ部28、内部接地パターン32及びキャップ36まで
の距離を調整することで、位相整合用線路30の特性イ
ンピーダンスを容易に制御することができる。つまり、
多層パッケージの設計を容易に最適化することができ
る。(フィルタ特性)次に、以上のように構成された第
1実施形態の分波器と、図2(b)及び図5の構成を有
する比較例の分波器とのフィルタ特性の相違を説明す
る。分波器は図6の回路構成を有する。弾性表面波フィ
ルタ261は送信用であり(以下、送信フィルタともい
う)、弾性表面波フィルタ262は受信用である(以
下、受信フィルタともいう)。弾性表面波フィルタ26
1と262のそれぞれの帯域通過中心周波数f1、f2
の関係はf1<f2である。また、図6に示すように、
位相整合用線路30は受信系に設けられ、送信系には設
けられていない。
信フィルタ単体(送信フィルタ26 1は未接続)の反射
特性を示す。図8の横軸は周波数(MHz)、縦軸は減
衰量(dB)である。図8の実線は第1実施形態の特性
を示し、破線は比較例の特性を示す。また図9はポーラ
・チャートである。図9からわかるように、第1実施形
態では、比較例よりも位相整合用線路の特性インピーダ
ンス値が高いため、送信フィルタ261の通過帯域の反
射係数を高くすることが実現できている。このため、送
信信号(図6の端子T5、T6間に与えられる信号)が
受信フィルタ262に流れ込み難くなり、送信フィルタ
261の挿入損失が向上する。この結果、図8に示すよ
うに、比較例に比べ、第1実施形態の送信フィルタ26
1の通過帯域での減衰量が小さい。また、比較例に比
べ、第1実施形態の送信フィルタ261の帯域幅も向上
している。更に、抑圧度も向上している。挿入損失の向
上は分波器が搭載される携帯電話などの携帯通信装置の
電池寿命向上につながり、帯域幅の向上により製造の歩
留りを向上させることができる。抑圧度の向上も製造の
歩留りの向上に寄与する。
ターンと共通化されているため、浮き導体となることは
ない。よって、外部からの干渉を受けることはなく、フ
ィルタ特性は安定化する。
インピーダンスの低下を防止し、フィルタ特性を向上さ
せた分波器を提供することができる。
第1実施形態の様々な変形例が構成可能である。例え
ば、多層パッケージ20は5層に限定されず、任意の数
の層を含むものであってもよい。例えば、図2(a)の
層24と25の間に新たな層が設けられている場合に
は、図2の距離d1が更に大きくなり、位相整合用線路
30の特性インピーダンスがより好ましい値となる場合
がある。また、外部接地パターン37に相当する層を、
上記新たな層の下面に形成して距離d1を確保する構成
であってもよい。内部接地パターン32に形成された開
口部56は矩形であったが、他の形状であっても良い。
図2では、位相整合用線路30は5個の断面部分を有す
るが、より多い断面部分(つまり、パターンの屈曲数が
多い)又は少ない断面部分(パターンの屈曲数が少な
い)を有するものであってもよい。この場合、内部接地
パターン32が覆う位相整合用線路30の部分は図2
(a)のように、その両端部分に限られるものではな
く、複数個の断面部分を覆う構成であってもよい。位相
整合用線路30は図4(b)に示すパターン以外の任意
のパターンであってもよい。フィルタチップ26は単一
の圧電材料で形成された基板を持つが、この点は位相整
合用線路30に対する接地パターンの配置という観点か
らは、本質的なものではない。勿論、単一の圧電基板に
フィルタ261、262を形成することは、分波器の小
型化を可能とする点で好ましい。また、分波器の各部の
材料は前述したものに限定されるものではなく、適宜任
意の材料を選択することができる。弾性表面波フィルタ
は2つに限られるものではなく、3つ以上の弾性表面波
フィルタを用いた場合も同様に実施できる。
地層25に設けられたビア64を介して内部接地パター
ン32と外部接地パターン37とを接続するようにして
もよい。この場合の分波器の実装面、つまり共通接地層
25の底面を図10(b)に示すように形成することが
できる。外部接地パターン37は矩形で孤立しており、
図4(d)のような引き出し部63が形成されていな
い。勿論、図4(d)の接地パターンと図10(a)に
示すビア64の両方を用いても良い。
で優れたフィルタ特性を持つ分波器を提供することがで
きる。第2実施形態 次に、本発明の第2実施形態を、図11を参照して説明
する。図11(a)は、第2実施形態の縦断面図であ
る。図示する断面は、第2実施形態の分波器において、
図4(a)に示す線IIa−IIaの断面に相当する。
なお、図11中、第1実施形態の構成要素と同一のもの
には同一の参照番号を付してある。
する外部接地パターン37を持たない。よって、共通接
地層25の底面(下面又は実装面)は、図11(b)の
通りである。実装面の中央部は、共通接地層25が露出
している。第2実施形態は、外部接地パターン37に代
えてプリント配線板などの配線基板65上に接地パター
ン66を設け、この接地パターン66が分波器の共通接
地層25の底面の中央部分に位置するように、分波器を
配線基板65上に実装する。なお、参照番号67や68
は配線基板65上に形成された接続端子(パッド)で、
分波器の共通接地層25の実装面に形成されている外部
接続用端子に接続する。分波器が実装された状態で、位
相整合用配線30に対する下側からの接地が提供され、
第1実施形態と同様の作用、効果が得られる。
器は、異なる帯域中心周波数を有する2つの弾性表面波
フィルタ261、262と、2つの弾性表面波フィルタ
同士の位相を整合させる位相整合用線路30を多層パッ
ケージ20に収容する分波器であって、2つの弾性表面
波フィルタ261、262の下に設けられたダイアタッ
チ部28(第1の接地パターン)と、第1の接地パター
ンに対向する位置に形成された開口部56を有し、前記
多層パッケージの内部に設けられた内部接地パターン3
2(第2の接地パターン)と、多層パッケージ20上に
設けられたキャップ36とを有し、位相整合用線路30
に対する接地層は、第2の接地パターン32とキャップ
36との組み合わせ、及び分波器が実装される基板65
上の導電パターン66と前記第1の接地パターン28と
の組み合わせで形成されているものである。
れた状態は、1つの電子装置(配線基板やカード)を形
成する。第3実施形態 図12は、本発明の第3実施形態による分波器の断面図
である。図中、前述した構成要素と同一のものには同一
の参照番号を付してある。
7Bは、図2(a)に示す外部接地パターンよりも幅広
である。外部接地パターン37Bは、位相整合用線路3
0をほぼ完全に覆う大きさである。従って、位相整合用
線路30は、キャップ36と外部接地パターンで挟まれ
た構造である。換言すれば、位相整合用線路30は、1
組の接地パターンでのみ覆われている。従って、位相整
合用線路30の断面両端部分も内部接地パターン32B
ではなく外部接地パターン37Bで覆われることになり
(図12の距離d1が記載されている部分)、特性イン
ピーダンスの低下をより効果的に抑制することができ
る。内部接地パターン32Bは位相整合用線路30に対
する接地として機能しないので、図2(a)に示す内部
接地パターン32よりも小さいパターンでよい。換言す
れば、内部接地パターン32Bに形成された開口部56
Aは、図2(a)に示す開口56よりも大きく、位相整
合用線路30全体を実質的に臨める大きさである。ま
た、内部接地パターン32を省略することもできる。
(d)に示すように導通路384に電気的に接続され、
他の接地パターンと共通に接続されている。
ーン37Bと内部接地パターン32Bとを、ビア64A
を用いて電気的に接続する構成とすることもできる。こ
の場合には、外部接地パターン37Bを図10(b)に
示すように孤立したパターンとしてもよい。
部接地パターン37Bに相当する接地パターンを配線基
板側に設け、外部接地パターン37Bを省略した分波器
とすることもできる。第4実施形態 図14は、本発明の第4実施形態による電子装置のブロ
ック図である。この電子装置は携帯電話であって、図1
4はその送受信系を示している。携帯電話の音声処理系
などその他の構成は、便宜上省略してある。図14に示
す携帯電話に、前述した分波器が用いられている。
器71及びIF(中間周波数)部72を有する。RF部
はアンテナ73、分波器74、ローノイズアンプ83、
段間フィルタ84、ミキサ(乗算器)75、局部発振器
76、段間フィルタ77、ミキサ(乗算器)78、段間
フィルタ79及びパワーアンプ80を有する。音声処理
系からの音声信号は変調器71で変調され、RF部70
のミキサ78で局部発振器76の発振信号を用いて周波
数変換(混合)される。ミキサ78の出力は段間フィル
タ79及びパワーアンプ80を通り、分波器74に与え
られる。分波器74は、送信フィルタ741と受信フィ
ルタ742と、図示を省略してある整合回路とを有し、
本発明の分波器である。パワーアンプ80からの送信信
号は、分波器74を通りアンテナ73に供給される。
の受信フィルタ742を通り、ローノイズアンプ83、
段間フィルタ84を経て、ミキサ75に与えられる。ミ
キサ75は、局部発振器76の発振周波数を段間フィル
タ77を介して受け取り、受信信号の周波数を変換し
て、IF部72に出力する。IF部72は、この信号を
IFフィルタ81を介して受け取り、復調器82で復調
して図示しない音声処理系に復調した音声信号を出力す
る。
具備しているため、高性能、低消費電力、低製造コスト
の通信装置を提供することができる。
小型で優れたフィルタ特性を持つ分波器及びこれを用い
た電子装置を提供することができる。
器の周波数特性を示す図(b)である。
(a)、及び(a)の構成を変形して得られる分波器
(比較例)の縦断面図(b)である。
ップを取り外した状態の分波器の平面図(b)、キャッ
プ搭載層の平面図(c)、及びワイヤボンディングパッ
ド層の平面図(d)である。
面図(a)、位相整合用線路パターン層の平面図
(b)、共通接地層の平面図(c)、及び共通接地層の
底面図(d)である。
平面図(a)及び底面図(b)である。
る。
を示す図である。
す図である。
共通接地層の底面図(b)である。
図(a)及び共通接地層の底面図(b)である。
図である。
ック図である。
ーション) 39 開口部 40、41 共振器群 42、43、431、432 ワイヤボンディングパ
ッド 44 開口部 45 引き出し配線 46 ビア 52 引き出し線パターン 53、531、532 ビア 56、56A 開口部 60、61、62 外部接続用端子 63 引き出し部 64、64A ビア 65 配線基板 66 接地パターン 67、68 接続端子
Claims (24)
- 【請求項1】 異なる帯域中心周波数を有する複数の弾
性表面波フィルタと、該複数の弾性表面波フィルタ同士
の位相を整合させる位相整合用線路を多層パッケージに
収容する分波器において、 前記位相整合用線路に対する第1の接地パターンを前記
多層パッケージの実装面に設けたことを特徴とする分波
器。 - 【請求項2】 前記第1の接地パターンは、前記位相整
合用線路を構成する線路パターンの少なくとも一部分と
向かい合いように形成されていることを特徴とする請求
項1記載の分波器。 - 【請求項3】 前記分波器は、前記多層パッケージのチ
ップ搭載面に設けられた第2の接地パターンを有し、前
記位相整合用線路は前記第1及び第2の接地パターンで
挟まれることを特徴とする請求項1記載の分波器。 - 【請求項4】 前記多層パッケージはキャップ取り付け
面を有し、キャップがキャップ取り付け面に取り付けら
れた状態で、前記位相整合用線路は前記キャップと前記
第1の接地パターンで挟まれる部分を有することを特徴
とする請求項1記載の分波器。 - 【請求項5】 異なる帯域中心周波数を有する複数の弾
性表面波フィルタと、該複数の弾性表面波フィルタ同士
の位相を整合させる位相整合用線路を多層パッケージに
収容する分波器において、 前記位相整合用線路を境として前記複数の弾性表面波フ
ィルタとは反対側にある前記多層パッケージの部分に、
前記位相整合用線路に対する接地パターンを複数個設け
たことを特徴とする分波器。 - 【請求項6】 前記複数の接地パターンの1つは、前記
多層パッケージの実装面に設けられていることを特徴と
する請求項5記載の分波器。 - 【請求項7】 前記複数の接地パターンの1つは、前記
多層パッケージの内部に設けられていることを特徴とす
る請求項5記載の分波器。 - 【請求項8】 前記複数の接地パターンは電気的に接続
され、共通接地を構成することを特徴とする請求項5記
載の分波器。 - 【請求項9】 前記複数の接地パターンは、前記多層パ
ッケージの実装面に設けられている第1の導電層と、前
記多層パッケージの内部に設けられている第2の導電層
とを有し、 前記第2の導電層は開口部を有し、前記第1の導電層は
該開口部を介して前記位相整合用線路に向かい合うこと
を特徴とする請求項5記載の分波器。 - 【請求項10】 前記開口部と前記第1の導電層とは実
質的に同一形状であることを特徴とする請求項9記載の
分波器。 - 【請求項11】 前記複数の接地パターンは、前記多層
パッケージに設けられた接続部を介して電気的に接続さ
れていることを特徴とする請求項5記載の分波器。 - 【請求項12】 異なる帯域中心周波数を有する複数の
弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面波フィルタ同
士の位相を整合させる位相整合用線路を多層パッケージ
に収容する分波器において、 前記複数の弾性表面波フィルタの下に設けられた第1の
接地パターンと、 該第1の接地パターンに対向する位置に形成された開口
部を有し、前記多層パッケージの内部に設けられた第2
の接地パターンと、 前記多層パッケージの実装面上であって、前記開口部に
対向する位置に設けられた第3の接地パターンと、 前記多層パッケージ上に設けられたキャップとを有し、 前記位相整合用線路に対する接地層は、前記第1及び第
3の接地パターンとの組み合わせと、前記第2の接地パ
ターンと前記キャップとの組み合わせで形成されている
ことを特徴とする分波器。 - 【請求項13】 前記開口部と前記第1の接地パターン
とは、実質的に同一形状であることを特徴とする請求項
12記載の分波器。 - 【請求項14】 前記開口部と前記第3の接地パターン
とは、実質的に同一形状であることを特徴とする請求項
12項記載の分波器。 - 【請求項15】 前記第1、第2及び第3の接地パター
ンは共通に接続されていることを特徴とする請求項12
記載の分波器。 - 【請求項16】 異なる帯域中心周波数を有する複数の
弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面波フィルタ同
士の位相を整合させる位相整合用線路を多層パッケージ
に収容する分波器において、 前記複数の弾性表面波フィルタの下に設けられた第1の
接地パターンと、 該第1の接地パターンに対向する位置に形成された開口
部を有し、前記多層パッケージの内部に設けられた第2
の接地パターンと、 前記多層パッケージ上に設けられたキャップとを有し、 前記位相整合用線路に対する接地層は、前記第2の接地
パターンと前記キャップとの組み合わせ、及び分波器が
実装される基板上の導電パターンと前記第1の接地パタ
ーンとの組み合わせで形成されていることを特徴とする
分波器。 - 【請求項17】 異なる帯域中心周波数を有する複数の
弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面波フィルタ同
士の位相を整合させる位相整合用線路を多層パッケージ
に収容する分波器において、 前記位相整合用線路に対する接地層は、前記多層パッケ
ージの実装面に設けられた接地パターンと、前記多層パ
ッケージ上に設けられたキャップとを含むことを特徴と
する分波器。 - 【請求項18】 前記位相整合用線路に対する接地層は
更に、前記接地パターンと、前記複数の弾性表面波フィ
ルタの下に設けられた導電層とを含むことを特徴とする
請求項17記載の分波器。 - 【請求項19】 異なる帯域中心周波数を有する複数の
弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面波フィルタ同
士の位相を整合させる位相整合用線路を多層パッケージ
に収容する分波器において、 前記位相整合用線路に対する接地層は、前記多層パッケ
ージを構成する複数の層のうち、少なくとも隣り合う2
層を隔てた部位に設けられていることを特徴とする分波
器。 - 【請求項20】 前記接地層は、多層パッケージの実装
面に設けられた接地パターンと、多層パッケージに取り
付けられるキャップを含むことを特徴とする請求項19
記載の分波器。 - 【請求項21】 異なる帯域中心周波数を有する複数の
弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面波フィルタ同
士の位相を整合させる位相整合用線路を多層パッケージ
に収容する分波器において、 前記位相整合用線路に対する接地層は、異なる接地パタ
ーンからなる複数の組み合わせからなり、各組み合わせ
の接地パターンは前記位相整合用線路を挟むように設け
られていることを特徴とする分波器。 - 【請求項22】 前記複数の弾性表面波フィルタは、単
一のフィルタチップに形成されていることを特徴とする
請求項1ないし19のいずれか一項記載の分波器。 - 【請求項23】 分波器と、配線基板とを有し、前記分
波器は請求項1ないし21のいずれか一項記載の分波器
であることを特徴とする電子装置。 - 【請求項24】 アンテナと、これに接続される分波器
と、該分波器に接続される送信系及び受信系回路とを具
備し、 前記分波器は請求項1ないし21のいずれか一項記載の
分波器であることを特徴とする電子装置。
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