JP2004112277A - 圧電薄膜フィルタ、分波器、通信機 - Google Patents
圧電薄膜フィルタ、分波器、通信機 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】通過帯域幅を維持したまま、低域のある周波数帯で高減衰量のみを実現することができる圧電薄膜フィルタを提供する。
【解決手段】複数の直列共振子１１１ａ〜１１１ｃと、複数の並列共振子１１２ａ〜と１１２ｄが梯子型に接続されている基板を備える圧電薄膜フィルタである。上記直列共振子１１１ａ〜１１１ｃおよび並列共振子１１２ａ〜と１１２ｄは、圧電材料からなる薄膜と、電極とを備える圧電共振子である。上記並列共振子のうちの２つ以上が共通接続部１１６を介して直接接続され、該共通接続部１１６がインダクタンス成分を有するボンディングワイヤ１１３ｂを介して接地端子１１５ｂに接続されている。
【選択図】 図１
【解決手段】複数の直列共振子１１１ａ〜１１１ｃと、複数の並列共振子１１２ａ〜と１１２ｄが梯子型に接続されている基板を備える圧電薄膜フィルタである。上記直列共振子１１１ａ〜１１１ｃおよび並列共振子１１２ａ〜と１１２ｄは、圧電材料からなる薄膜と、電極とを備える圧電共振子である。上記並列共振子のうちの２つ以上が共通接続部１１６を介して直接接続され、該共通接続部１１６がインダクタンス成分を有するボンディングワイヤ１１３ｂを介して接地端子１１５ｂに接続されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯域フィルタとして用いられる圧電薄膜フィルタに関し、より詳細には、複数の圧電薄膜共振子を、梯子（ラダー）型に配置してなる圧電薄膜フィルタ、分波器、通信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等の通信機の高周波数（ＲＦ、特にＧＨｚ帯以上）段に使用されるフィルタに、圧電薄膜フィルタが開発されてきた。上記圧電薄膜フィルタは、小型かつ軽量であり、耐振性や耐衝撃性に優れ、製品のバラツキが少なく信頼性に富んでおり、回路の無調整化が図れるため、実装の自動化、簡略化が図れ、その上、高周波化を図っても、製造が容易という優れた各特性を有している。
【０００３】
前記のような圧電薄膜フィルタとしては、圧電薄膜共振子を直列腕、並列腕と交互に配置されてなる、梯子（ラダー）型のバントパスフィルタがある、
例えば、従来の圧電薄膜フィルタとしては、薄膜共振子を備えるラダー型のフィルタがある（例えば、特許文献１参照）。開示されている。このラダー型のフィルタは、直列共振子と、並列共振子とが１つのチップ上に形成されており、並列共振子の接地側電極がそれぞれ独立して（パッケージ等の）外部接地電極につながるパスを有している。
【０００４】
ここで、良好な圧電薄膜フィルタとして重要なことは、通過域での減衰量が小さいことと、通過帯域外での減衰量が大きいことである。上記のようなラダー型の圧電薄膜フィルタは、もともと通過帯域近傍に高い減衰量を持つ領域が形成される。通過帯域外の低域のある周波数帯で高減衰量が必要であれば、このラダー型の圧電薄膜フィルタにおける本来の通過帯域近傍に形成されている高減衰領域を、低域側の所望の点に移動させることが行われている。
【０００５】
そのための手段の１つとして、ラダー型の圧電薄膜フィルタにおいて、並列共振子と接地との間にインダクタンス成分を挿入することが考えられる。このような圧電薄膜フィルタとしては、図１３に示すパッケージされた圧電薄膜フィルタ２１０が挙げられる。ここでは、１．９３ＧＨｚ〜１．９９ＧＨｚの通過帯域を有するフィルタについて示す。上記圧電薄膜フィルタでは、直列共振子２１１ａ〜２１１ｃおよび並列共振子２１２ａ〜２１２ｄを備え、上記共振子２１１ａ・２１２ｂ・２１２ｄ・２１１ｃ・２１２ｃ・２１２ａが、この順でそれぞれボンディングワイヤ２１３ａ〜２１３ｆによって、パッケージ２１４の端子２１５ａ〜２１５ｆに接続されている。ここで、上記ボンディングワイヤ２１３ａ〜２１３ｆには所定のインダクタンスを付与されている。上記端子２１５ｂ・２１５ｃ・２１５ｅ・２１５ｆは接地されている。上記端子２１５ａは入力端子となり、２１５ｄは出力端子となる。また、図１４に、上記圧電薄膜フィルタ２１０の回路図を示す。
【０００６】
上記フィルタの通過帯域における減衰について、図１４の回路のシミュレーション値を図１５のグラフに示す。図１５から分かるように、通信装置等に用いられるフィルタとしては、帯域外の減衰量をさらに確保する必要がある。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第６，３２３，７４４号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特にデュプレクサにおいて、送受信の通過域が近接している場合、高周波数側に通過域をもつフィルタの低周波数側の通過帯域外減衰量が十分でないと、低周波数側に通過位置をもつフィルタに影響してしまい特性が悪化してしまう。このように、隣接する通信チャンネルを使用している通信装置等では、隣接する通信チャンネルに影響を及ぼす可能性がある。従って、通過帯域を変化させることなく、隣接する通信チャンネルにおける減衰を図ることが望まれる。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、通過帯域幅を維持したまま、低域のある周波数帯で高減衰量のみを実現することができる圧電薄膜フィルタを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧電薄膜フィルタは、上記の課題を解決するために、複数の直列共振子と、複数の並列共振子とが梯子型に接続されている基板を備える圧電薄膜フィルタにおいて、上記直列共振子および並列共振子は、圧電材料からなる薄膜と、電極とを備える圧電共振子であり、上記並列共振子のうちの２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されていることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、共通接続部により接続された並列共振子の１つからの電流が、上記インダクタンス成分を通じて、他の並列共振子に影響を及ぼす。この影響により、上記圧電薄膜フィルタにおいて通過帯域を変化することなく、通過帯域外の減衰量のみを大きくすることができる。つまり、隣接する通信チャンネルに影響を及ぼす可能性がなく、良好な圧電薄膜フィルタを提供することができる。
【００１２】
上記圧電薄膜フィルタは、共通接続部を介して直接接続されている上記並列共振子は、上記圧電薄膜フィルタの出入力端子に直接接続されていない共振子であることが好ましい。
【００１３】
また、共通接続部を介して直接接続されている上記並列共振子は、上記圧電薄膜フィルタの出力端子若しくは入力端子に直接接続されている共振子と、出入力端子に直接接続されていない共振子であることが好ましい。
【００１４】
また、上記基板をパッケージに収納する場合には、このパッケージに上記共通接続部を形成することができる。また、上記共通接続部は、上記基板上に形成してもよい。
【００１５】
また、前記インダクタンス部材は、ボンディングワイヤや導電部材が充填されているスルーホールであることが好ましい。このボンディングワイヤおよびスルーホールは、接地電極に接続するために用いられるものであり、インダクタンス成分を有していることにより、新たにインダクタンス成分を付与する手間を省くことができる。
【００１６】
さらに、前記インダクタンス成分は、１ｎＨ以下であることが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明の圧電薄膜フィルタは、前記複数の直列共振子の少なくとも２つが直線状に配置されていると共に、前記複数の並列共振子の少なくとも２つが直線状に配置されており、且つ、少なくとも１つの直列共振子と少なくとも１つの並列共振子が直線状に配置されており、上記並列共振子のうち少なくとも２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されている構成であってもよい。特に、上記の構成に加えて、前記複数の並列共振子のうち、出力端子若しくは入力端子に直接接続されている並列共振子と出入力端子に直接接続されている並列共振子が直線状に配置され、残余の並列共振子のうち少なくとも２つが前記直線状に配置され、且つ、少なくとも１つの直列共振子と少なくとも１つの並列共振子が直線状に配置されており、上記残余の並列共振子のうち２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されていることが好ましい。
【００１８】
上記圧電薄膜フィルタにおける弾性バルク波は、圧電信号が厚み方向に伝搬するため、共振子同士が干渉する可能性がほぼなく、上記複数の並列共振子を直線状に配置して接続することができる。したがって、各共振子のレイアウトを比較的自由に行うことができる。これにより、圧電薄膜フィルタでは、小型でコンパクトな構成にすることができる。
【００１９】
本発明の分波器は、上記のいずれかに記載の圧電薄膜フィルタを搭載したことを特徴としている。
【００２０】
本発明の通信機は、上記いずれかに記載の圧電薄膜フィルタを搭載したことを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２２】
本実施の形態では、圧電薄膜フィルタとして、梯子型フィルタを適用した、−２ｄＢ〜−３ｄＢの減衰で、１．９３ＧＨｚ〜１．９９ＧＨｚの通過帯域を有するフィルタについて示す。上記圧電薄膜フィルタは、図１の回路図、および図２の概略構成図に示すように、基板１１０上に、各直列共振子１１１ａ〜１１１ｃと、各並列共振子１１２ａ〜１１２ｄとを梯子型に配置して有している。さらに、上記並列共振子１１２ｂと１１２ｃとは、共通接続部１１６により接続されている。
【００２３】
ここで、上記直列共振子、および並列共振子としての圧電薄膜共振子の構造の一例について図３を参照して説明する。圧電薄膜共振子１０は、シリコン（Ｓｉ）からなる支持基板２、その支持基板２の両面に形成されているＳｉＯ２からなる絶縁膜１ａ・１ｂを備えている。さらに、支持基板２および一方の絶縁膜１ｂは、絶縁膜１ｂおよび支持基板２を厚さ方向に貫通し、他方の絶縁膜１ａまで達する開口部（空洞部）を備えている。また、この絶縁膜１ａ上には、順に、Ａｌ２Ｏ３からなる絶縁膜３、Ａｌからなる下部電極４、ＺｎＯからなる圧電薄膜５、およびＡｌからなる上部電極６を備えている。
【００２４】
上記ＳｉＯ２からなる絶縁膜１ａおよびＡｌ２Ｏ３からなる絶縁膜３はダイヤフラムを形成している。このダイヤフラムは、上記開口部（空洞部）に面している。
【００２５】
上記ダイヤフラムでは、ＳｉＯ２からなる絶縁膜１ａが、正の共振周波数温度特性を有し、かつ、圧縮応力を発生するものである一方、Ａｌ２Ｏ３からなる絶縁膜３が、負の共振周波数温度特性を備え、かつ、引っ張り応力を発生するものである。
【００２６】
このような圧電薄膜共振子１０では、絶縁膜１ａ、絶縁膜３、下部電極４、圧電薄膜５、並びに上部電極６から構成される振動部分の全体の厚みで共振周波数が決まる。
【００２７】
なお、ラダー型フィルタにおいては、ダイヤフラム構造が空洞部２ａに面する例を挙げたが、上記ダイヤフラム構造は、空気等の気体に面していればよく、上記空洞部２ａに代えて、図１６に示すようにシリコン基板２に設けた凹部２ｂを設けたものであってもよい。さらに、上記空洞部２ａに代えて、シリコン基板２との間に形成した空隙部に面するように設定してもよく、また圧電共振子を方持ばり構造や、オーバーハング構造に設定してもよい。
【００２８】
また、圧電薄膜共振子１０は、電極（Ｎｉ、Ａｌなど）、圧電薄膜（ＺｎＯなど）、ダイヤフラム構成膜（Ａｌ２ Ｏ３ 、ＳｉＯ２ など）から構成され、好ましくは厚み縦振動モードで振動するが、材料はこれらに限ることなく、圧電薄膜として、ＡｌＮやＰＺＴやＣｄＳなど、ダイヤフラム構成膜として、ＳｉＮなどでもよい。さらに、振動モードは、厚みすべり振動、広がり振動、屈曲振動でもよい。
【００２９】
上部電極６の他の例としては、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、ステンレス系の合金、Ａｌ合金、Ａｌに添加物（例えば、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ）、エリンバ等の恒弾性材料でもよい。上記エリンバとは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系の合金で、磁気相転移点付近で熱処理することにより膨張係数をコントロールできるものである。
【００３０】
また、下部電極４にも上記材料を用いても同等の効果が得られるが、好ましくは、圧電薄膜５（この場合はＺｎＯ）の振動波が伝わる方向に垂直な方向の格子定数と電極材料の振動波が伝わる方向に垂直な方向の格子定数のミスフィットが５％程度以下であることが望ましい。この場合、下部電極４上に形成される圧電薄膜５の結晶性が向上し、圧電性がさらに向上する。
【００３１】
なお、図３で示した基板２は、図２の基板１１０に相当するものである。また、本発明にかかる圧電薄膜フィルタでは、同一の基板上に上記圧電共振子がラダー（梯子）型に形成されているものである。
【００３２】
また、上記基板１１０に備えられた各共振子１１１ａ・１１１ｃ・１１２ａ〜１１２ｄは、パッケージ１１７の端子１１５ａ〜１１５ｅにボンディングワイヤ１１３ａ〜１１３ｅを介して接続されている。但し、並列共振子１１２ｂ・１１２ｃは、共通接続部１１６を介して端子１１５ｂに接続されている。ここで、直列共振子１１１ａが接続されている端子１１５ａは、入力端子であり、直列共振子１１１ｃが接続されている端子１１５ｃは出力端子である。それ以外の端子１１５ｂ・１１５ｄ・１１５ｅは接地端子である。この接地端子は、外部接地電極に接続される。
【００３３】
また、上記ボンディングワイヤ１１３ａ〜１１３ｅには、インダクタンス成分をもたせている。また、ボンディングワイヤ（インダクタンス部材）１１３ｂにもたせたインダクタンスは、共通インダクタンスと呼ぶことにする。
【００３４】
上記フィルタの通過帯域外における減衰について、図４にボンディングワイヤ１１３ａ〜１１３ｅにインダクタンス成分を１ｎＨ挿入した場合（ｉ）、共通インダクタンスを用いない（図１４の回路）場合（ｉｉ）を示す。図４から分かるように、共通インダクタンスを用いた場合の方が通過帯域外において減衰が大きく良好であった。
【００３５】
以上のように、本実施の形態に係る圧電薄膜フィルタは、２つの並列共振子を共通接続し、その共通接続と接地との間にインダクタンス成分をもたせている構成である。すなわち、本実施の形態に係る圧電薄膜フィルタは、複数の直列共振子と、複数の並列共振子とが梯子型に接続されている圧電薄膜フィルタであって、上記並列共振子のうちの少なくとも２つが共通接続部により接続されており、さらにこの共通接続部がインダクタンスを介して接地されている構成となっている。また、共通接続部で接続されている上記並列共振子は、入出力端子に直接接続されていない並列共振子であることが好ましい。言い換えれば、共通接続部で接続されている上記並列共振子は、上記直列共振子間に並列に備えられていることが好ましい。
【００３６】
これより、共通接続された並列共振子の１つからの電流が、共通インダクタンスを通して、他の並列共振子に影響を及ぼす。この影響により、上記圧電薄膜フィルタにおいて通過帯域を変化することなく、通過帯域外の減衰量のみを大きくすることができる。つまり、隣接する通信チャンネルに影響を及ぼす可能性がなく、良好な圧電薄膜フィルタを提供することができる。
【００３７】
上記のように、本実施の形態にかかる圧電薄膜フィルタでは、基板（チップ）上に設けられた共通接続部により複数の並列共振子が接続されている。このとき、基板上に共通接続部を設けるためには、上記複数の並列共振子を直線配線で接続可能な位置に配置する必要がある。上記圧電薄膜フィルタにおける弾性バルク波は、圧電信号が厚み方向に伝搬するため、共振子同士が干渉する可能性がほぼなく、共振子のレイアウトを比較的自由に行うことができる。これにより、圧電薄膜フィルタでは、小型でコンパクトな構成にすることができる。例えば、弾性表面波フィルタでは、弾性表面波が基板の平面方向に伝搬するため、共振子同士が干渉する可能性があり、共振子を上記圧電薄膜フィルタと同様の構成にすることは困難になる場合がある。
【００３８】
さらに、本発明の圧電薄膜フィルタは、前記複数の直列共振子の少なくとも２つが直線状に配置されていると共に、前記複数の並列共振子の少なくとも２つが直線状に配置されており、且つ、少なくとも１つの直列共振子と少なくとも１つの並列共振子が直線状に配置されており、上記並列共振子のうち少なくとも２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されている構成であってもよい。特に、上記の構成に加えて、前記複数の並列共振子のうち、出力端子若しくは入力端子に直接接続されている並列共振子と出入力端子に直接接続されている並列共振子が直線状に配置され、残余の並列共振子のうち少なくとも２つが前記直線状に配置され、且つ、少なくとも１つの直列共振子と少なくとも１つの並列共振子が直線状に配置されており、上記残余の並列共振子のうち２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されていることが好ましい。
【００３９】
上記圧電薄膜フィルタにおける弾性バルク波は、圧電信号が厚み方向に伝搬するため、共振子同士が干渉する可能性がほぼなく、上記複数の並列共振子を直線状に配置して接続することができる。したがって、各共振子のレイアウトを比較的自由に行うことができる。これにより、圧電薄膜フィルタでは、小型でコンパクトな構成にすることができる。
【００４０】
〔実施の形態２〕
本発明の実施の他の形態について、図３、図５ないし図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４１】
本実施の形態では、圧電薄膜フィルタとして、梯子型フィルタを適用した、１．９３ＧＨｚ〜１．９９ＧＨｚの通過帯域を有するフィルタについて示す。上記圧電薄膜フィルタは、図５の回路図、図６および図７の概略構成図に示すように、基板１２０上に、各直列共振子１２１ａ〜１２１ｃと、各並列共振子１２２ａ〜１２２ｄとを梯子型に配置して有している。上記各共振子は、実施の形態１で示した、図３の圧電薄膜共振子と同様である。
【００４２】
また、上記基板１２０に備えられた各共振子１２１ａ・１２１ｃ・１１２ａ〜１１２ｄは、パッケージ１２７の端子１２５ａ〜１２５ｆにボンディングワイヤ１２３ａ〜１２３ｆを介して接続されている。さらに、このパッケージ１２７には、端子１２５ｂと端子１２５ｅとを接続する共通接続部１２６が設けられている。ここで、直列共振子１２１ａが接続されている端子１２５ａは、入力端子であり、直列共振子１２１ｃが接続されている端子１２５ｄは出力端子である。それ以外の端子１２５ｂ・１２５ｃ・１２５ｅ・１２５ｆは接地端子である。但し、端子１２５ｂ・１２５ｄは、図７に示すように、プリント基板１３０に形成されているスルーホール１３１を介して、上記プリント基板１３０に設けられている接地金属（外部接地電極）１３２に接続されることにより接地されている。また、共通接続部１２６がスルーホール１３１を介して接地金属に接続されていてもよい。このとき、上記ボンディングワイヤ１２３ａ〜１２３ｆには、インダクタンス成分が発生している。また、上記スルーホール（インダクタンス部材）１３１には、導電性材料が充填されており、このスルーホールには寄生的にインダクタンス成分が生じる。このスルーホール１３１におけるインダクタンス成分を共通インダクタンス成分と呼ぶこととする。この共通インダクタンス成分は、約１ｎＨ以下の大きさで生じる。
【００４３】
上記フィルタの通過帯域外における減衰について、図８にボンディングワイヤ１２３ａ〜１２３ｆにインダクタンス成分を挿入し、共通インダクタンス成分が１ｎＨである場合（共通インダクタンス成分を挿入した場合）、および共通インダクタンス成分を挿入しない場合を示す。図８から分かるように、共通インダクタンス成分を挿入した場合は、１．８８ＧＨｚ以下の周波数で減衰量が確保されており、共通インダクタンス成分を挿入しない場合よりも通過帯域外において減衰が大きく良好であった。これより、上記のように共通インダクタンス成分を挿入することが好ましいことが分かった。
【００４４】
これに対して、図９に示すように、比較例として、プリント基板１３０に配線１３３を施し、チップコイル１３４によりさらに１ｎＨ以上のインダクタンスを挿入して、共通インダクタンスを２ｎＨとした。このときの通過帯域外の減衰は、図１０に示すように、共通インダクタンスを大きくすることにより、特に１．８８ＧＨｚ付近で減衰特性が劣化していることが分かる。
【００４５】
さらに、スルーホール１３１におけるインダクタンス成分（共通インダクタンス成分）は、０．１ｎＨ〜１．０ｎＨであることが好ましい。
【００４６】
以上のように、本実施の形態に係る圧電薄膜フィルタは、２つの並列共振子を共通接続し、その共通接続と接地との間にインダクタンス成分をもたせている構成である。すなわち、本実施の形態に係る圧電薄膜フィルタは、複数の直列共振子と、複数の並列共振子とが梯子型に接続されている圧電薄膜フィルタであって、上記並列共振のうちの少なくとも２つが、共通接続部で接続され、さらにインダクタンスを介して接地されている構成となっている。
【００４７】
これより、共通接続された並列共振子の１つからの電流が、インダクタンスを通して、他の並列共振子に影響を及ぼす。この影響により、上記圧電薄膜フィルタにおいて通過帯域を変化することなく、通過帯域外の減衰量のみを大きくすることができる。つまり、隣接する通信チャンネルに影響を及ぼす可能性がなく、良好な圧電薄膜フィルタを提供することができる。
【００４８】
本発明にかかるＤＰＸ（デュプレクサ）は、図１１に示すように、ＡＮＴ（アンテナ）に接続された整合回路５２と、整合回路５２と送信側端子（Ｔｘ）との間に設けられた送信側フィルタ５３と、整合回路５２と受信側端子（Ｒｘ）との間に設けられた受信側フィルタ５４とを有している。送信側フィルタ５３および受信側フィルタ５４は、通過帯域が互いに相違するように設定されている。
【００４９】
上記送信側フィルタ５３および受信側フィルタ５４には、上記実施の形態に記載のラダー型フィルタを用いることができる。
【００５０】
次に、上記実施の形態に記載の圧電薄膜フィルタを用いた通信装置について図１２に基づき説明する。上記通信装置６００は、受信を行うレシーバ側（Ｒｘ側）として、アンテナ６０１、アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２、アンプ６０３、Ｒｘ段間フィルタ６０４、ミキサ６０５、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ミキサ６０７、２ｎｄＩＦフィルタ６０８、１ｓｔ＋２ｎｄローカルシンセサイザ６１１、ＴＣＸＯ（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ（温度補償型水晶発振器））６１２、デバイダ６１３、ローカルフィルタ６１４を備えて構成されている。
【００５１】
Ｒｘ段間フィルタ６０４からミキサ６０５へは、図１２に二本線で示したように、バランス性を確保するために各平衡信号にて送信することが好ましい。
【００５２】
また、上記通信装置６００は、送信を行うトランシーバ側（Ｔｘ側）として、上記アンテナ６０１及び上記アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２を共用するとともに、ＴｘＩＦフィルタ６２１、ミキサ６２２、Ｔｘ段間フィルタ６２３、アンプ６２４、カプラ６２５、アイソレータ６２６、ＡＰＣ（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ （自動出力制御））６２７を備えて構成されている。
【００５３】
そして、上記のＲｘ段間フィルタ６０４、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ＴｘＩＦフィルタ６２１、Ｔｘ段間フィルタ６２３には、上述した本実施の形態に記載の圧電薄膜フィルタが好適に利用できる。
【００５４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の圧電薄膜フィルタは、直列共振子と、並列共振子とが梯子型に接続されている圧電薄膜フィルタにおいて、上記並列共振子のうちの２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されている。
【００５６】
これにより、上記圧電薄膜フィルタにおいて通過帯域を変化することなく、通過帯域外の減衰量のみを大きくすることができる。つまり、隣接する通信チャンネルに影響を及ぼす可能性がなく、良好な圧電薄膜フィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る圧電薄膜フィルタの回路図である。
【図２】パッケージに収納された上記圧電薄膜フィルタの概略構成図である。
【図３】上記圧電薄膜フィルタにおける圧電薄膜共振子の構造を示す断面図である。
【図４】上記圧電薄膜フィルタにおける、挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の他の形態に係る圧電薄膜フィルタの回路図である。
【図６】パッケージに収納された上記圧電薄膜フィルタの概略構成図である。
【図７】プリント基板に実装され、上記パッケージに収納された圧電薄膜フィルタの概略断面図である。
【図８】上記圧電薄膜フィルタにおける、挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態の比較例に係る、パッケージに収納され、プリント基板に実装された圧電薄膜フィルタの概略断面図である。
【図１０】上記圧電薄膜フィルタにおける、挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の圧電薄膜フィルタを搭載した分波器の回路ブロック図である。
【図１２】本発明の圧電薄膜フィルタを搭載した通信機の回路ブロック図である。
【図１３】従来のパッケージに収納された圧電薄膜フィルタの概略構成図である。
【図１４】従来の圧電薄膜フィルタの回路図である。
【図１５】従来の圧電薄膜フィルタにおける、挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１６】上記圧電薄膜フィルタの変形例における圧電薄膜共振子の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１１１ａ〜１１１ｃ 直列共振子
１１２ａ〜１１２ｄ 並列共振子
１１３ｂ ボンディングワイヤ（インダクタンス部材）
１１６ 共通接続部
１２１ａ〜１２１ｃ 直列共振子
１２２ａ〜１２２ｆ 並列共振子
１３１ スルーホール（インダクタンス部材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯域フィルタとして用いられる圧電薄膜フィルタに関し、より詳細には、複数の圧電薄膜共振子を、梯子（ラダー）型に配置してなる圧電薄膜フィルタ、分波器、通信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等の通信機の高周波数（ＲＦ、特にＧＨｚ帯以上）段に使用されるフィルタに、圧電薄膜フィルタが開発されてきた。上記圧電薄膜フィルタは、小型かつ軽量であり、耐振性や耐衝撃性に優れ、製品のバラツキが少なく信頼性に富んでおり、回路の無調整化が図れるため、実装の自動化、簡略化が図れ、その上、高周波化を図っても、製造が容易という優れた各特性を有している。
【０００３】
前記のような圧電薄膜フィルタとしては、圧電薄膜共振子を直列腕、並列腕と交互に配置されてなる、梯子（ラダー）型のバントパスフィルタがある、
例えば、従来の圧電薄膜フィルタとしては、薄膜共振子を備えるラダー型のフィルタがある（例えば、特許文献１参照）。開示されている。このラダー型のフィルタは、直列共振子と、並列共振子とが１つのチップ上に形成されており、並列共振子の接地側電極がそれぞれ独立して（パッケージ等の）外部接地電極につながるパスを有している。
【０００４】
ここで、良好な圧電薄膜フィルタとして重要なことは、通過域での減衰量が小さいことと、通過帯域外での減衰量が大きいことである。上記のようなラダー型の圧電薄膜フィルタは、もともと通過帯域近傍に高い減衰量を持つ領域が形成される。通過帯域外の低域のある周波数帯で高減衰量が必要であれば、このラダー型の圧電薄膜フィルタにおける本来の通過帯域近傍に形成されている高減衰領域を、低域側の所望の点に移動させることが行われている。
【０００５】
そのための手段の１つとして、ラダー型の圧電薄膜フィルタにおいて、並列共振子と接地との間にインダクタンス成分を挿入することが考えられる。このような圧電薄膜フィルタとしては、図１３に示すパッケージされた圧電薄膜フィルタ２１０が挙げられる。ここでは、１．９３ＧＨｚ〜１．９９ＧＨｚの通過帯域を有するフィルタについて示す。上記圧電薄膜フィルタでは、直列共振子２１１ａ〜２１１ｃおよび並列共振子２１２ａ〜２１２ｄを備え、上記共振子２１１ａ・２１２ｂ・２１２ｄ・２１１ｃ・２１２ｃ・２１２ａが、この順でそれぞれボンディングワイヤ２１３ａ〜２１３ｆによって、パッケージ２１４の端子２１５ａ〜２１５ｆに接続されている。ここで、上記ボンディングワイヤ２１３ａ〜２１３ｆには所定のインダクタンスを付与されている。上記端子２１５ｂ・２１５ｃ・２１５ｅ・２１５ｆは接地されている。上記端子２１５ａは入力端子となり、２１５ｄは出力端子となる。また、図１４に、上記圧電薄膜フィルタ２１０の回路図を示す。
【０００６】
上記フィルタの通過帯域における減衰について、図１４の回路のシミュレーション値を図１５のグラフに示す。図１５から分かるように、通信装置等に用いられるフィルタとしては、帯域外の減衰量をさらに確保する必要がある。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第６，３２３，７４４号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特にデュプレクサにおいて、送受信の通過域が近接している場合、高周波数側に通過域をもつフィルタの低周波数側の通過帯域外減衰量が十分でないと、低周波数側に通過位置をもつフィルタに影響してしまい特性が悪化してしまう。このように、隣接する通信チャンネルを使用している通信装置等では、隣接する通信チャンネルに影響を及ぼす可能性がある。従って、通過帯域を変化させることなく、隣接する通信チャンネルにおける減衰を図ることが望まれる。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、通過帯域幅を維持したまま、低域のある周波数帯で高減衰量のみを実現することができる圧電薄膜フィルタを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧電薄膜フィルタは、上記の課題を解決するために、複数の直列共振子と、複数の並列共振子とが梯子型に接続されている基板を備える圧電薄膜フィルタにおいて、上記直列共振子および並列共振子は、圧電材料からなる薄膜と、電極とを備える圧電共振子であり、上記並列共振子のうちの２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されていることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、共通接続部により接続された並列共振子の１つからの電流が、上記インダクタンス成分を通じて、他の並列共振子に影響を及ぼす。この影響により、上記圧電薄膜フィルタにおいて通過帯域を変化することなく、通過帯域外の減衰量のみを大きくすることができる。つまり、隣接する通信チャンネルに影響を及ぼす可能性がなく、良好な圧電薄膜フィルタを提供することができる。
【００１２】
上記圧電薄膜フィルタは、共通接続部を介して直接接続されている上記並列共振子は、上記圧電薄膜フィルタの出入力端子に直接接続されていない共振子であることが好ましい。
【００１３】
また、共通接続部を介して直接接続されている上記並列共振子は、上記圧電薄膜フィルタの出力端子若しくは入力端子に直接接続されている共振子と、出入力端子に直接接続されていない共振子であることが好ましい。
【００１４】
また、上記基板をパッケージに収納する場合には、このパッケージに上記共通接続部を形成することができる。また、上記共通接続部は、上記基板上に形成してもよい。
【００１５】
また、前記インダクタンス部材は、ボンディングワイヤや導電部材が充填されているスルーホールであることが好ましい。このボンディングワイヤおよびスルーホールは、接地電極に接続するために用いられるものであり、インダクタンス成分を有していることにより、新たにインダクタンス成分を付与する手間を省くことができる。
【００１６】
さらに、前記インダクタンス成分は、１ｎＨ以下であることが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明の圧電薄膜フィルタは、前記複数の直列共振子の少なくとも２つが直線状に配置されていると共に、前記複数の並列共振子の少なくとも２つが直線状に配置されており、且つ、少なくとも１つの直列共振子と少なくとも１つの並列共振子が直線状に配置されており、上記並列共振子のうち少なくとも２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されている構成であってもよい。特に、上記の構成に加えて、前記複数の並列共振子のうち、出力端子若しくは入力端子に直接接続されている並列共振子と出入力端子に直接接続されている並列共振子が直線状に配置され、残余の並列共振子のうち少なくとも２つが前記直線状に配置され、且つ、少なくとも１つの直列共振子と少なくとも１つの並列共振子が直線状に配置されており、上記残余の並列共振子のうち２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されていることが好ましい。
【００１８】
上記圧電薄膜フィルタにおける弾性バルク波は、圧電信号が厚み方向に伝搬するため、共振子同士が干渉する可能性がほぼなく、上記複数の並列共振子を直線状に配置して接続することができる。したがって、各共振子のレイアウトを比較的自由に行うことができる。これにより、圧電薄膜フィルタでは、小型でコンパクトな構成にすることができる。
【００１９】
本発明の分波器は、上記のいずれかに記載の圧電薄膜フィルタを搭載したことを特徴としている。
【００２０】
本発明の通信機は、上記いずれかに記載の圧電薄膜フィルタを搭載したことを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２２】
本実施の形態では、圧電薄膜フィルタとして、梯子型フィルタを適用した、−２ｄＢ〜−３ｄＢの減衰で、１．９３ＧＨｚ〜１．９９ＧＨｚの通過帯域を有するフィルタについて示す。上記圧電薄膜フィルタは、図１の回路図、および図２の概略構成図に示すように、基板１１０上に、各直列共振子１１１ａ〜１１１ｃと、各並列共振子１１２ａ〜１１２ｄとを梯子型に配置して有している。さらに、上記並列共振子１１２ｂと１１２ｃとは、共通接続部１１６により接続されている。
【００２３】
ここで、上記直列共振子、および並列共振子としての圧電薄膜共振子の構造の一例について図３を参照して説明する。圧電薄膜共振子１０は、シリコン（Ｓｉ）からなる支持基板２、その支持基板２の両面に形成されているＳｉＯ２からなる絶縁膜１ａ・１ｂを備えている。さらに、支持基板２および一方の絶縁膜１ｂは、絶縁膜１ｂおよび支持基板２を厚さ方向に貫通し、他方の絶縁膜１ａまで達する開口部（空洞部）を備えている。また、この絶縁膜１ａ上には、順に、Ａｌ２Ｏ３からなる絶縁膜３、Ａｌからなる下部電極４、ＺｎＯからなる圧電薄膜５、およびＡｌからなる上部電極６を備えている。
【００２４】
上記ＳｉＯ２からなる絶縁膜１ａおよびＡｌ２Ｏ３からなる絶縁膜３はダイヤフラムを形成している。このダイヤフラムは、上記開口部（空洞部）に面している。
【００２５】
上記ダイヤフラムでは、ＳｉＯ２からなる絶縁膜１ａが、正の共振周波数温度特性を有し、かつ、圧縮応力を発生するものである一方、Ａｌ２Ｏ３からなる絶縁膜３が、負の共振周波数温度特性を備え、かつ、引っ張り応力を発生するものである。
【００２６】
このような圧電薄膜共振子１０では、絶縁膜１ａ、絶縁膜３、下部電極４、圧電薄膜５、並びに上部電極６から構成される振動部分の全体の厚みで共振周波数が決まる。
【００２７】
なお、ラダー型フィルタにおいては、ダイヤフラム構造が空洞部２ａに面する例を挙げたが、上記ダイヤフラム構造は、空気等の気体に面していればよく、上記空洞部２ａに代えて、図１６に示すようにシリコン基板２に設けた凹部２ｂを設けたものであってもよい。さらに、上記空洞部２ａに代えて、シリコン基板２との間に形成した空隙部に面するように設定してもよく、また圧電共振子を方持ばり構造や、オーバーハング構造に設定してもよい。
【００２８】
また、圧電薄膜共振子１０は、電極（Ｎｉ、Ａｌなど）、圧電薄膜（ＺｎＯなど）、ダイヤフラム構成膜（Ａｌ２ Ｏ３ 、ＳｉＯ２ など）から構成され、好ましくは厚み縦振動モードで振動するが、材料はこれらに限ることなく、圧電薄膜として、ＡｌＮやＰＺＴやＣｄＳなど、ダイヤフラム構成膜として、ＳｉＮなどでもよい。さらに、振動モードは、厚みすべり振動、広がり振動、屈曲振動でもよい。
【００２９】
上部電極６の他の例としては、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、ステンレス系の合金、Ａｌ合金、Ａｌに添加物（例えば、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ）、エリンバ等の恒弾性材料でもよい。上記エリンバとは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系の合金で、磁気相転移点付近で熱処理することにより膨張係数をコントロールできるものである。
【００３０】
また、下部電極４にも上記材料を用いても同等の効果が得られるが、好ましくは、圧電薄膜５（この場合はＺｎＯ）の振動波が伝わる方向に垂直な方向の格子定数と電極材料の振動波が伝わる方向に垂直な方向の格子定数のミスフィットが５％程度以下であることが望ましい。この場合、下部電極４上に形成される圧電薄膜５の結晶性が向上し、圧電性がさらに向上する。
【００３１】
なお、図３で示した基板２は、図２の基板１１０に相当するものである。また、本発明にかかる圧電薄膜フィルタでは、同一の基板上に上記圧電共振子がラダー（梯子）型に形成されているものである。
【００３２】
また、上記基板１１０に備えられた各共振子１１１ａ・１１１ｃ・１１２ａ〜１１２ｄは、パッケージ１１７の端子１１５ａ〜１１５ｅにボンディングワイヤ１１３ａ〜１１３ｅを介して接続されている。但し、並列共振子１１２ｂ・１１２ｃは、共通接続部１１６を介して端子１１５ｂに接続されている。ここで、直列共振子１１１ａが接続されている端子１１５ａは、入力端子であり、直列共振子１１１ｃが接続されている端子１１５ｃは出力端子である。それ以外の端子１１５ｂ・１１５ｄ・１１５ｅは接地端子である。この接地端子は、外部接地電極に接続される。
【００３３】
また、上記ボンディングワイヤ１１３ａ〜１１３ｅには、インダクタンス成分をもたせている。また、ボンディングワイヤ（インダクタンス部材）１１３ｂにもたせたインダクタンスは、共通インダクタンスと呼ぶことにする。
【００３４】
上記フィルタの通過帯域外における減衰について、図４にボンディングワイヤ１１３ａ〜１１３ｅにインダクタンス成分を１ｎＨ挿入した場合（ｉ）、共通インダクタンスを用いない（図１４の回路）場合（ｉｉ）を示す。図４から分かるように、共通インダクタンスを用いた場合の方が通過帯域外において減衰が大きく良好であった。
【００３５】
以上のように、本実施の形態に係る圧電薄膜フィルタは、２つの並列共振子を共通接続し、その共通接続と接地との間にインダクタンス成分をもたせている構成である。すなわち、本実施の形態に係る圧電薄膜フィルタは、複数の直列共振子と、複数の並列共振子とが梯子型に接続されている圧電薄膜フィルタであって、上記並列共振子のうちの少なくとも２つが共通接続部により接続されており、さらにこの共通接続部がインダクタンスを介して接地されている構成となっている。また、共通接続部で接続されている上記並列共振子は、入出力端子に直接接続されていない並列共振子であることが好ましい。言い換えれば、共通接続部で接続されている上記並列共振子は、上記直列共振子間に並列に備えられていることが好ましい。
【００３６】
これより、共通接続された並列共振子の１つからの電流が、共通インダクタンスを通して、他の並列共振子に影響を及ぼす。この影響により、上記圧電薄膜フィルタにおいて通過帯域を変化することなく、通過帯域外の減衰量のみを大きくすることができる。つまり、隣接する通信チャンネルに影響を及ぼす可能性がなく、良好な圧電薄膜フィルタを提供することができる。
【００３７】
上記のように、本実施の形態にかかる圧電薄膜フィルタでは、基板（チップ）上に設けられた共通接続部により複数の並列共振子が接続されている。このとき、基板上に共通接続部を設けるためには、上記複数の並列共振子を直線配線で接続可能な位置に配置する必要がある。上記圧電薄膜フィルタにおける弾性バルク波は、圧電信号が厚み方向に伝搬するため、共振子同士が干渉する可能性がほぼなく、共振子のレイアウトを比較的自由に行うことができる。これにより、圧電薄膜フィルタでは、小型でコンパクトな構成にすることができる。例えば、弾性表面波フィルタでは、弾性表面波が基板の平面方向に伝搬するため、共振子同士が干渉する可能性があり、共振子を上記圧電薄膜フィルタと同様の構成にすることは困難になる場合がある。
【００３８】
さらに、本発明の圧電薄膜フィルタは、前記複数の直列共振子の少なくとも２つが直線状に配置されていると共に、前記複数の並列共振子の少なくとも２つが直線状に配置されており、且つ、少なくとも１つの直列共振子と少なくとも１つの並列共振子が直線状に配置されており、上記並列共振子のうち少なくとも２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されている構成であってもよい。特に、上記の構成に加えて、前記複数の並列共振子のうち、出力端子若しくは入力端子に直接接続されている並列共振子と出入力端子に直接接続されている並列共振子が直線状に配置され、残余の並列共振子のうち少なくとも２つが前記直線状に配置され、且つ、少なくとも１つの直列共振子と少なくとも１つの並列共振子が直線状に配置されており、上記残余の並列共振子のうち２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されていることが好ましい。
【００３９】
上記圧電薄膜フィルタにおける弾性バルク波は、圧電信号が厚み方向に伝搬するため、共振子同士が干渉する可能性がほぼなく、上記複数の並列共振子を直線状に配置して接続することができる。したがって、各共振子のレイアウトを比較的自由に行うことができる。これにより、圧電薄膜フィルタでは、小型でコンパクトな構成にすることができる。
【００４０】
〔実施の形態２〕
本発明の実施の他の形態について、図３、図５ないし図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４１】
本実施の形態では、圧電薄膜フィルタとして、梯子型フィルタを適用した、１．９３ＧＨｚ〜１．９９ＧＨｚの通過帯域を有するフィルタについて示す。上記圧電薄膜フィルタは、図５の回路図、図６および図７の概略構成図に示すように、基板１２０上に、各直列共振子１２１ａ〜１２１ｃと、各並列共振子１２２ａ〜１２２ｄとを梯子型に配置して有している。上記各共振子は、実施の形態１で示した、図３の圧電薄膜共振子と同様である。
【００４２】
また、上記基板１２０に備えられた各共振子１２１ａ・１２１ｃ・１１２ａ〜１１２ｄは、パッケージ１２７の端子１２５ａ〜１２５ｆにボンディングワイヤ１２３ａ〜１２３ｆを介して接続されている。さらに、このパッケージ１２７には、端子１２５ｂと端子１２５ｅとを接続する共通接続部１２６が設けられている。ここで、直列共振子１２１ａが接続されている端子１２５ａは、入力端子であり、直列共振子１２１ｃが接続されている端子１２５ｄは出力端子である。それ以外の端子１２５ｂ・１２５ｃ・１２５ｅ・１２５ｆは接地端子である。但し、端子１２５ｂ・１２５ｄは、図７に示すように、プリント基板１３０に形成されているスルーホール１３１を介して、上記プリント基板１３０に設けられている接地金属（外部接地電極）１３２に接続されることにより接地されている。また、共通接続部１２６がスルーホール１３１を介して接地金属に接続されていてもよい。このとき、上記ボンディングワイヤ１２３ａ〜１２３ｆには、インダクタンス成分が発生している。また、上記スルーホール（インダクタンス部材）１３１には、導電性材料が充填されており、このスルーホールには寄生的にインダクタンス成分が生じる。このスルーホール１３１におけるインダクタンス成分を共通インダクタンス成分と呼ぶこととする。この共通インダクタンス成分は、約１ｎＨ以下の大きさで生じる。
【００４３】
上記フィルタの通過帯域外における減衰について、図８にボンディングワイヤ１２３ａ〜１２３ｆにインダクタンス成分を挿入し、共通インダクタンス成分が１ｎＨである場合（共通インダクタンス成分を挿入した場合）、および共通インダクタンス成分を挿入しない場合を示す。図８から分かるように、共通インダクタンス成分を挿入した場合は、１．８８ＧＨｚ以下の周波数で減衰量が確保されており、共通インダクタンス成分を挿入しない場合よりも通過帯域外において減衰が大きく良好であった。これより、上記のように共通インダクタンス成分を挿入することが好ましいことが分かった。
【００４４】
これに対して、図９に示すように、比較例として、プリント基板１３０に配線１３３を施し、チップコイル１３４によりさらに１ｎＨ以上のインダクタンスを挿入して、共通インダクタンスを２ｎＨとした。このときの通過帯域外の減衰は、図１０に示すように、共通インダクタンスを大きくすることにより、特に１．８８ＧＨｚ付近で減衰特性が劣化していることが分かる。
【００４５】
さらに、スルーホール１３１におけるインダクタンス成分（共通インダクタンス成分）は、０．１ｎＨ〜１．０ｎＨであることが好ましい。
【００４６】
以上のように、本実施の形態に係る圧電薄膜フィルタは、２つの並列共振子を共通接続し、その共通接続と接地との間にインダクタンス成分をもたせている構成である。すなわち、本実施の形態に係る圧電薄膜フィルタは、複数の直列共振子と、複数の並列共振子とが梯子型に接続されている圧電薄膜フィルタであって、上記並列共振のうちの少なくとも２つが、共通接続部で接続され、さらにインダクタンスを介して接地されている構成となっている。
【００４７】
これより、共通接続された並列共振子の１つからの電流が、インダクタンスを通して、他の並列共振子に影響を及ぼす。この影響により、上記圧電薄膜フィルタにおいて通過帯域を変化することなく、通過帯域外の減衰量のみを大きくすることができる。つまり、隣接する通信チャンネルに影響を及ぼす可能性がなく、良好な圧電薄膜フィルタを提供することができる。
【００４８】
本発明にかかるＤＰＸ（デュプレクサ）は、図１１に示すように、ＡＮＴ（アンテナ）に接続された整合回路５２と、整合回路５２と送信側端子（Ｔｘ）との間に設けられた送信側フィルタ５３と、整合回路５２と受信側端子（Ｒｘ）との間に設けられた受信側フィルタ５４とを有している。送信側フィルタ５３および受信側フィルタ５４は、通過帯域が互いに相違するように設定されている。
【００４９】
上記送信側フィルタ５３および受信側フィルタ５４には、上記実施の形態に記載のラダー型フィルタを用いることができる。
【００５０】
次に、上記実施の形態に記載の圧電薄膜フィルタを用いた通信装置について図１２に基づき説明する。上記通信装置６００は、受信を行うレシーバ側（Ｒｘ側）として、アンテナ６０１、アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２、アンプ６０３、Ｒｘ段間フィルタ６０４、ミキサ６０５、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ミキサ６０７、２ｎｄＩＦフィルタ６０８、１ｓｔ＋２ｎｄローカルシンセサイザ６１１、ＴＣＸＯ（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ（温度補償型水晶発振器））６１２、デバイダ６１３、ローカルフィルタ６１４を備えて構成されている。
【００５１】
Ｒｘ段間フィルタ６０４からミキサ６０５へは、図１２に二本線で示したように、バランス性を確保するために各平衡信号にて送信することが好ましい。
【００５２】
また、上記通信装置６００は、送信を行うトランシーバ側（Ｔｘ側）として、上記アンテナ６０１及び上記アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２を共用するとともに、ＴｘＩＦフィルタ６２１、ミキサ６２２、Ｔｘ段間フィルタ６２３、アンプ６２４、カプラ６２５、アイソレータ６２６、ＡＰＣ（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ （自動出力制御））６２７を備えて構成されている。
【００５３】
そして、上記のＲｘ段間フィルタ６０４、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ＴｘＩＦフィルタ６２１、Ｔｘ段間フィルタ６２３には、上述した本実施の形態に記載の圧電薄膜フィルタが好適に利用できる。
【００５４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の圧電薄膜フィルタは、直列共振子と、並列共振子とが梯子型に接続されている圧電薄膜フィルタにおいて、上記並列共振子のうちの２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されている。
【００５６】
これにより、上記圧電薄膜フィルタにおいて通過帯域を変化することなく、通過帯域外の減衰量のみを大きくすることができる。つまり、隣接する通信チャンネルに影響を及ぼす可能性がなく、良好な圧電薄膜フィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る圧電薄膜フィルタの回路図である。
【図２】パッケージに収納された上記圧電薄膜フィルタの概略構成図である。
【図３】上記圧電薄膜フィルタにおける圧電薄膜共振子の構造を示す断面図である。
【図４】上記圧電薄膜フィルタにおける、挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の他の形態に係る圧電薄膜フィルタの回路図である。
【図６】パッケージに収納された上記圧電薄膜フィルタの概略構成図である。
【図７】プリント基板に実装され、上記パッケージに収納された圧電薄膜フィルタの概略断面図である。
【図８】上記圧電薄膜フィルタにおける、挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態の比較例に係る、パッケージに収納され、プリント基板に実装された圧電薄膜フィルタの概略断面図である。
【図１０】上記圧電薄膜フィルタにおける、挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の圧電薄膜フィルタを搭載した分波器の回路ブロック図である。
【図１２】本発明の圧電薄膜フィルタを搭載した通信機の回路ブロック図である。
【図１３】従来のパッケージに収納された圧電薄膜フィルタの概略構成図である。
【図１４】従来の圧電薄膜フィルタの回路図である。
【図１５】従来の圧電薄膜フィルタにおける、挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１６】上記圧電薄膜フィルタの変形例における圧電薄膜共振子の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１１１ａ〜１１１ｃ 直列共振子
１１２ａ〜１１２ｄ 並列共振子
１１３ｂ ボンディングワイヤ（インダクタンス部材）
１１６ 共通接続部
１２１ａ〜１２１ｃ 直列共振子
１２２ａ〜１２２ｆ 並列共振子
１３１ スルーホール（インダクタンス部材）
Claims (12)
- 複数の直列共振子と、複数の並列共振子とが梯子型に接続されている基板を備える圧電薄膜フィルタにおいて、
上記直列共振子および並列共振子は、圧電材料からなる薄膜と、電極とを備える圧電共振子であり、
上記並列共振子のうちの２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、
該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されていることを特徴とする圧電薄膜フィルタ。 - 共通接続部を介して直接接続されている上記並列共振子は、上記圧電薄膜フィルタの出入力端子に直接接続されていない共振子であることを特徴とする請求項１に記載の圧電薄膜フィルタ。
- 共通接続部を介して直接接続されている上記並列共振子は、上記圧電薄膜フィルタの出力端子若しくは入力端子に直接接続されている共振子と、出入力端子に直接接続されていない共振子であることを特徴とする請求項１に記載の圧電薄膜フィルタ。
- 上記基板はパッケージに収納されており、このパッケージに上記共通接続部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧電薄膜フィルタ。
- 上記共通接続部は、上記基板上に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧電薄膜フィルタ。
- 前記インダクタンス部材は、ボンディングワイヤであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧電薄膜フィルタ。
- 前記インダクタンス部材は、導電部材が充填されているスルーホールであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧電薄膜フィルタ。
- 前記インダクタンス成分が、１ｎＨ以下であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の圧電薄膜フィルタ。
- 複数の直列共振子と、複数の並列共振子とが梯子型に接続されている基板を備える圧電薄膜フィルタにおいて、
上記直列共振子および並列共振子は、圧電材料からなる薄膜と、電極とを備える圧電共振子であり、
前記複数の直列共振子の少なくとも２つが直線状に配置されていると共に、前記複数の並列共振子の少なくとも２つが直線状に配置されており、且つ、少なくとも１つの直列共振子と少なくとも１つの並列共振子が直線状に配置されており、
上記並列共振子のうち少なくとも２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、
該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されていることを特徴とする圧電薄膜フィルタ。 - 前記複数の直列共振子の少なくとも２つが直線状に配置されていると共に、前記複数の並列共振子のうち、出力端子若しくは入力端子に直接接続されている並列共振子と出入力端子に直接接続されている並列共振子が直線状に配置され、残余の並列共振子のうち少なくとも２つが前記直線状に配置され、且つ、少なくとも１つの直列共振子と少なくとも１つの並列共振子が直線状に配置されており、
上記残余の並列共振子のうち２つ以上が共通接続部を介して直接接続され、
該共通接続部がインダクタンス成分を有するインダクタンス部材を介して接地電極に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の圧電薄膜フィルタ。 - 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の圧電薄膜フィルタを搭載したことを特徴とする、分波器。
- 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の圧電薄膜フィルタを搭載したことを特徴とする、通信機。
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