JP2005102328A - 弾性表面波装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 平衡−不平衡変換機能を有し、平衡度に優れた５ＩＤＴ型の縦結合共振子型の弾性表面波装置を提供する。
【解決手段】 ＩＤＴ型の平衡−不平衡変換機能を有する縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ装置であって、中央に位置するくし型電極部が弾性表面波伝搬方向に分割することにより形成される第１，第２の分割電極部１１０，１１１を有し、第１，第２の分割電極部１１０，１１１が第１，第２の平衡端子１０８，１０９に接続されており、中央に位置するくし型電極部の両側に位置している２つのくし型電極部のうち一方のくし型電極部が他方のくし型電極部に反転されており、中央のくし型電極部の両側の２つのくし型電極部が不平衡信号端子１０７に接続されており、表面波伝搬方向において隣り合う一方のくし型電極部の該ギャップ側端部及び他方のくし型電極部の該ギャップ側端部にそれぞれ狭ピッチ電極指部が設けられている、弾性表面波装置。
【選択図】 図２４

Description

本発明は、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタを備えた弾性表面波装置に関するものである。

近年の携帯電話機（通信装置）の小型化、軽量化に対する技術的進歩は目覚しいものがある。これを実現するための手段として、各構成部品の削減、小型化はもとより、複数の機能を複合した部品の開発も進んできた。

このような状況を背景に、携帯電話機のＲＦ段に使用する弾性表面波装置に平衡−不平衡変換機能、いわゆるバランの機能を持たせたものも近年盛んに研究され、ＧＳＭ（Global System for Mobile communications)などを中心に使用されるようになってきた。

このような平衡−不平衡変換機能を持たせた弾性表面波装置に関する特許も、いくつか出願されている。図３に、下記の特許文献１に開示されている、不平衡信号端子側のインピーダンスが５０Ω、平衡信号端子側のインピーダンスが２００Ωに設定された平衡−不平衡変換機能を持たせた弾性表面波装置を示す。

図３の構成は、くし型電極部（Inter-Digital Transducer、以下、ＩＤＴという）を、３つ、弾性表面波の伝搬方向に沿って有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタ３０１において、中央に位置するＩＤＴ３０３を弾性表面波の伝搬方向に略対称に２分割してそれぞれを平衡信号端子３０８、３０９に接続し、極性を反転させた左右の各ＩＤＴ３０２、３０４を不平衡信号端子３０７に接続している。これにより、上記構成においては、極性の反転によって平衡−不平衡変換機能を持たせることができ、さらに平衡信号端子側のインピーダンスは、ＩＤＴ３０３の２分割により、不平衡信号端子側のインピーダンスの約４倍とすることができる。

平衡−不平衡変換機能を有するフィルタでは、不平衡信号端子と平衡信号端子のそれぞれの端子との間の通過帯域内での伝送特性において、振幅特性が等しく、かつ位相が１８０度反転していることが要求され、それぞれ振幅平衡度及び位相平衡度と呼んでいる。

振幅平衡度及び位相平衡度とは、前記平衡−不平衡変換機能を有するフィルタ装置を３ポートのデバイスと考え、例えば不平衡入力端子をポート１、平衡出力端子のそれぞれをポート２、ポート３としたときの、振幅平衡度＝｜Ａ｜、Ａ＝｜２０ｌｏｇ（Ｓ２１）｜−｜２０ｌｏｇ（Ｓ３１）｜、位相平衡度＝｜Ｂ−１８０｜、Ｂ＝｜∠Ｓ２１−∠Ｓ３１｜で定義する。このような平衡度は、理想的には弾性表面波フィルタの通過帯域内で振幅平衡度が０ｄＢ、位相平衡度は０度とされる。
特開平１１−９７９６６号公報

しかしながら、図３に示す従来の構成においては、平衡度が悪いという問題があった。その理由は、ＩＤＴ３０３と隣り合う電極指の極性がＩＤＴ３０２とＩＤＴ３０４とで互いに異なっており（図３の３１０と３１１）、これにより、各平衡信号端子３０８、３０９のそれぞれに入る寄生容量、橋絡容量等が互いに異なるためである。また、従来、５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタであって、平衡−不平衡変換機能を有し、かつ平衡度に優れた弾性表面波装置が求められている。

本発明の目的は、平衡度を改善した平衡−不平衡変換機能を有する５ＩＤＴ型の弾性表面波装置を提供することにある。

本発明の弾性表面波装置は、圧電基板と、前記圧電基板上において、弾性表面波の伝搬方向に沿って配置された５個のくし型電極部とを有する平衡−不平衡変換機能を有する縦結合共振子型の弾性表面波フィルタを備えた弾性表面波フィルタ装置において、５個のくし型電極部のうち、中央に位置するくし型電極部の一方のくし型電極が弾性表面波伝搬方向に分割することにより形成された第１，第２の分割電極部を有し、該第１，第２の分割電極部が第１，第２の平衡信号端子に接続されており、中央に位置する前記くし型電極部の両側に位置している２つのくし型電極部のうち一方のくし型電極部が他方のくし型電極部に反転されており、かつ該中央のくし型電極部の両側の２つのくし型電極部が不平衡信号端子に接続されており、前記５個のくし型電極部において、ギャップを隔てて表面波伝搬方向において隣り合う一方のくし型電極部の該ギャップ側端部及び他方のくし型電極部の該ギャップ側端部にそれぞれ狭ピッチ電極指部が設けられていることを特徴としている。

本発明に係る弾性表面波装置のある特定の局面では、前記狭ピッチ電極指部が、狭ピッチ電極指部の設けられているくし型電極部の狭ピッチ電極指部以外の部分の電極指ピッチに比べて、電極指ピッチが相対的に狭くされている電極指部である。

上記弾性表面波装置では、前記圧電基板が、フリップチップボンディングでパッケージに搭載されており、前記非対称にした引き回し配線が該パッケージに形成されていてもよい。

上記弾性表面波装置においては、前記中央に位置するくし型電極部の中心に、弾性表面波の伝搬方向に対し垂直方向に設けた仮想軸に対して、後述の非対称な引き回し配線以外の前記圧電基板上及びパッケージの引き回し配線が略対称に形成されていてもよい。

また、本発明に係る弾性表面波装置のさらに他の特定の局面では、前記中央に位置するくし型電極部の最外電極指が浮き電極もしくは接地された電極であり、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する２つのくし型電極部のうち、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する最外電極指が接地されているくし型電極部に近い側に位置する平衡信号端子の方が相対的に寄生容量が大きくなるように、引き回し配線が非対称に形成されている。

上記構成によれば、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する２つのくし型電極部のうち、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する最外電極指が接地されているくし型電極部に近い側に位置する平衡信号端子の方が相対的に寄生容量が大きくなるように、引き回し配線を非対称に形成することで、各平衡信号端子間の平衡度、特に位相平衡度を改善できる。

本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、前記中央に位置するくし型電極部の最外電極指がシグナル電極であり、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する２つのくし型電極部のうち、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する最外電極指がシグナル電極であるくし型電極部に近い側に位置する平衡信号端子の方が相対的に寄生容量が大きくなるように、引き回し配線が非対称に形成されている。

上記構成によれば、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する２つのくし型電極部のうち、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する最外電極指がシグナル電極であるくし型電極部に近い側に位置する平衡信号端子の方が相対的に寄生容量が大きくなるように、引き回し配線を非対称に形成することによって、各平衡信号端子間の平衡度、特に位相平衡度を改善できる。

本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、前記中央に位置するくし型電極部の最外電極指が浮き電極もしくは接地された電極であり、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する２つのくし型電極のうち、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する最外電極指が接地されているくし型電極部に近い側に位置する平衡信号端子にリアクタンス成分または遅延線が付加されている。

上記構成によれば、中央に位置するくし型電極部に隣接する最外電極指が接地されているくし型電極部に近い側に位置する平衡信号端子にリアクタンス成分又は遅延線を付加したことで、各平衡信号端子間の平衡度、特に位相平衡度を改善できる。

本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、前記中央に位置するくし型電極部の最外電極指がシグナル電極であり、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する２つのくし型電極のうち、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する最外電極指がシグナル電極であるくし型電極部に近い側に位置する平衡信号端子にリアクタンス成分または遅延線が付加されている。

上記構成によれば、中央に位置するくし型電極部の最外電極指がシグナル電極であり、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する２つのくし型電極部のうち、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する最外電極指がシグナル電極であるくし型電極部に近い側に位置する平衡信号端子にリアクタンス成分又は遅延線を付加したことによって、各平衡信号端子間の平衡度、特に位相平衡度を改善できる。

上記弾性表面波装置では、前記圧電基板が、フリップチップボンディングでパッケージに搭載されており、前記リアクタンス成分又は遅延線が該パッケージに形成されていてもよい。

上記弾性表面波装置においては、前記中央に位置するくし型電極部の中心に、弾性表面波の伝搬方向に垂直に設けた仮想軸に対して、前記リアクタンス成分又は遅延線以外の前記圧電基板上及びパッケージ上の引き回し配線が略対称に設定されていていてもよい。

上記弾性表面波装置では、前記リアクタンス成分が、キャパシタンス成分であり、前記平衡信号端子とアース電位との間に並列に接続されていてもよい。上記弾性表面波装置においては、前記リアクタンス成分が、インダクタンス成分であり、前記平衡信号端子に直列に接続されていてもよい。

上記弾性表面波装置では、前記弾性表面波フィルタに対して、直列及び／又は並列に弾性表面波共振子が付加されていてもよい。上記弾性表面波装置においては、前記弾性表面波フィルタが、複数互いにカスケード接続されていてもよい。上記弾性表面波装置では、前記カスケード接続した弾性表面波フィルタの総電極指本数が偶数本であることが好ましい。

上記弾性表面波装置においては、前記の互いにカスケード接続された各弾性表面波フィルタのそれぞれの両端に位置するくし型電極部が、シグナルラインを介してそれぞれ接続され、且つ該各シグナルラインを伝送する信号の位相が互いに約１８０度異なるように設定されていることが望ましい。

上記弾性表面波装置では、前記弾性表面波フィルタのうち、互いに隣り合っているくし型電極部の少なくとも一方のくし型電極部における隣接部付近の電極指が重み付けされていてもよい。上記弾性表面波装置においては、前記重み付けが直列重み付けであってもよい。

上記弾性表面波装置においては、前記圧電基板が、フリップチップボンディングでパッケージに搭載されており該パッケージの外部端子は、１つの不平衡信号端子、２つの平衡信号端子、３つのアース端子の６つであり、６つの端子が、前記弾性表面波フィルタの中央に位置するくし型電極部の中心に弾性表面波の伝搬方向に対し垂直方向に設けた仮想軸に対して略対称に配置されていてもよい。

上記弾性表面波装置では、前記圧電基板が、フリップチップボンディングでパッケージに搭載されており該パッケージの外部端子は、１つの不平衡信号端子、２つの平衡信号端子、２つのアース端子の５つであり、５つの端子が、前記弾性表面波フィルタの中央に位置するくし型電極部の中心に弾性表面波の伝搬方向に対し垂直方向に設けた仮想軸に対して、略対称に配置されていてもよい。

以上説明したように、本発明の弾性表面波装置は、５ＩＤＴ型の弾性表面波装置において、平衡−不平衡変換機能を有するように構成されており、しかも、狭ピッチ電極指部が隣り合うくし型電極部に設けられているため、平衡度が改善された平衡−不平衡変換機能を有する５ＩＤＴ型の弾性表面波装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の弾性表面波装置の具体的な実施形態につき説明する。また、本発明の実施形態の弾性表面波装置を説明するに先立ち、本発明をなす前提となった参考例の弾性表面波装置を図面を参照しつつ説明することとする。

本発明に係る弾性表面波装置の前提となった参考例の弾性表面波装置について図１に基づいて説明すれば、以下の通りである。この弾性表面波装置は、図１に示すように、圧電基板５０１上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された３つのＩＤＴを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１を備え、前記縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１の３つのＩＤＴのうち中央に位置するＩＤＴ１０３を弾性表面波の伝搬方向に略対称に２分割してそれぞれを平衡信号端子１０８、１０９に接続し、極性を反転させた左右のＩＤＴ１０２、１０４を不平衡信号端子１０７に接続することで平衡−不平衡変換機能を持たせた弾性表面波装置において、前記平衡信号端子１０８、１０９の何れかに、圧電基板上に形成した、又はパッケージに形成した、もしくはパッケージに外付けしたリアクタンス成分１２０を並列に接続したことを特徴としている。

上記構成においては、平衡−不平衡変換機能を有し、かつ平衡信号端子のインピーダンスが不平衡信号端子のインピーダンスの約４倍であり、さらに、リアクタンス成分１２０によって平衡度を改善した弾性表面波装置が得られる。

図４ないし図７を用いて、参考例１の構成を説明する。なお、以後の参考例及び実施例では、ＤＣＳ受信用フィルタを例にとって説明を行っていく。まず、図４を用いて、参考例１の電極構成について説明する。参考例１では４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ₃からなる圧電基板５０１上に、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ４０１、及び縦結合共振子型弾性表面波フィルタ４０１に直列に接続された弾性表面波共振子４０２が、アルミニウム（Ａｌ）電極により、それぞれ形成されている。

縦結合共振子型弾性表面波フィルタ４０１の構成は、ＩＤＴ４０４を弾性表面波の伝搬方向に沿って両側から挟み込むように各ＩＤＴ４０３、４０５がそれぞれ形成され、さらにそれらの両側に各リフレクタ４０６、４０７がそれぞれ形成されている。

ＩＤＴ４０３は、帯状の基端部（バスバー）と、その基端部の一方の側部から直交する方向に延びる複数の、互いに平行な電極指とを備えたくし型電極を２つ備えており、上記各くし型電極の電極指の側部を互いに対面するように互いの電極指間に入り組んだ状態にて上記各くし型電極を有するものである。

このようなＩＤＴ４０３では、各電極指の長さや幅、隣り合う各電極指の間隔、互いの電極指間での入り組んだ状態の対面長さを示す交叉幅を、それぞれ設定することにより信号変換特性や、通過帯域の設定が可能となっている。また、他の各ＩＤＴについても、ＩＤＴ４０３と基本的な構造は同様である。リフレクタは、伝搬してきた弾性表面波を伝搬してきた方向に反射する機能を有するものである。

その上、上記構成では、図４を見るとわかるように、ＩＤＴ４０３とＩＤＴ４０４との間近傍、及びＩＤＴ４０４とＩＤＴ４０５との間近傍における数本の電極指のピッチを、ＩＤＴの他の部分よりも小さくしている（図４の４１４、４１５の箇所）。

さらに、中央のＩＤＴ４０４における一方のくし型電極は、弾性表面波の伝搬方向に２分割されて各くし型電極４１６、４１７となっており、それぞれのくし型電極４１６、４１７が各平衡信号端子４１２、４１３に接続されている。また、参考例１では、ＩＤＴ４０４における、くし型電極４１６、４１７と異なる、それらと対面している他方のくし型電極は、浮き電極としているが、アースに接地されたアース電極でもよい。ＩＤＴ４０５は、ＩＤＴ４０３に対して位相反転した構造となっている。これにより、上記構成は、平衡−不平衡変換機能を有している。

弾性表面波共振子４０２は、ＩＤＴ４０８を挟み込むように、各リフレクタ４０９、４１０がそれぞれ形成されており、ＩＤＴ４０８の一方のくし型電極が不平衡信号端子４１１に、ＩＤＴ４０８の他方のくし型電極が各ＩＤＴ４０３、４０５に接続されている。

図５に参考例１の、実際の圧電基板５０１上のレイアウトを示す。図５において、図４に対応する箇所は同じ番号を用いて示している。上記レイアウトでは、パッケージと導通を取るための各電極パッド５０２〜５０６が設けられ、電極パッド５０２が不平衡信号端子４１１に対応するものであり、各電極パッド５０３、５０４がそれぞれ平衡信号端子４１２、４１３に相当するものであり、各電極パッド５０５、５０６がアース端子であり、各ＩＤＴは簡略化して図示されている。

図６に、参考例１の構成を収納した、略直方体形状のパッケージ６４０の裏面（長方形状）６４０ａ側の各電極端子６４１〜６４５をそれぞれ示す（弾性表面波装置（デバイス）の上面側から見た透視図で示している）。電極端子６４１は、裏面６４０ａの長手方向における一方の端部の略中央に配置されている。各電極端子６４２、６４３は、裏面６４０ａの長手方向における他方の端部の両隅部にそれぞれ配置されている。各電極端子６４４、６４５は、裏面６４０ａの長手方向における両測部の略中央にそれぞれ配置されている。

電極端子６４１が電極パッド５０２に接続される不平衡信号端子、各電極端子６４２、６４３がそれぞれ各電極パッド５０３、５０４に接続される平衡信号端子、各電極端子６４４、６４５がそれぞれ各電極端子５０５、５０６に接続されるアース端子である。

参考例１の弾性表面波装置は、図７に示すように、圧電基板５０１の電極面とパッケージ６４０のダイアタッチ面６５３との間をバンプ６５６で導通を取るフェイスダウン工法を用いて作製されている。

パッケージ６４０は、長方形板状の底板６５１と、底板６５１の各辺部からそれぞれ互いに隣接して立設された各側壁部６５２と、各側壁部６５２の各上端部を密着して覆ってパッケージ６４０内を封止するためのキャップ６５４とを有している。

参考例１の特徴は、図５に示すように、くし型電極４１７と電極パッド５０４とを接続する、帯状の引き回し配線５０８において、くし型電極４１６と電極パッド５０３とを接続する、帯状の引き回し配線５０７に対して、図１に示すリアクタンス成分１２０に相当する対地容量が大きくなるようにしている点である。

このように対地容量を大きくするため、参考例１では、突出部５０９が、引き回し配線５０８から圧電基板５０１上にて外方に突出するように追加して設けられている。

突出部５０９は、アース側の電極パッド５０６とＩＤＴ４０５とを接続する引き回し配線５１１に近接した位置の引き回し配線５０８から形成されていることが好ましい。

また、突出部５０９は、上記引き回し配線５０８の長手方向に対して略直交し、上記引き回し配線５１１の長手方向に対して略平行に上記引き回し配線５１１と離間して伸びるように設けられていることが望ましい。

上記突出部５０９により、図４に示す、平衡信号端子４１３の対地容量は、平衡信号端子４１２より、例えば約０．１６ｐＦだけ大きくなることになり、よって、各引き回し配線５０８、５１１は、互いに非対称に形成されていることになる。

このとき、ＩＤＴ４０４（各くし型電極４１６、４１７）における、各ＩＤＴ４０３、４０５と隣り合っている電極指はそれぞれシグナル電極である。対地容量が大きくなる引き回し配線にしている電極パッド５０４に接続されているくし型電極４１７と、隣り合っているＩＤＴ４０５の電極指もシグナル電極である。一方、電極パッド５０３に接続されているくし型電極４１６と隣り合っているＩＤＴ４０３の電極指はアース電極である。

さらに、参考例１では、突出部５０９の非対称性以外の構成は、図４ないし図６に示した、２分割したＩＤＴ４０４を中心に、弾性表面波の伝搬方向に対して垂直方向に設けた仮想軸Ａに対して、圧電基板５０１上のレイアウト、パッケージ６４０のすべてが軸対称になるように設定されている。これにより、ＩＤＴ４０４と隣り合う電極指の極性がＩＤＴ４０３とＩＤＴ４０５とで互いに異なっている点以外の不平衡成分が入らないようにしている。

縦結合共振子型弾性表面波フィルタ４０１の詳細な設計は、ピッチを小さくしていない電極指のピッチで決まる波長をλＩとすると、
交叉幅：７８．９λＩ
ＩＤＴ本数（４０３、４０４、４０５の順）：１９（３）／（３）２６（３）／
（３）１９本（カッコ内はピッチを小さくした電極指の本数）
リフレクタ本数：２００本
ｄｕｔｙ：０．６７（ＩＤＴ、リフレクタ共）
電極膜厚：０．０９５λＩ
弾性表面波共振子４０２の詳細な設計は、以下のとおりである。
交叉幅：４６．５λＩ
ＩＤＴ本数：１５０本
リフレクタ本数：１００本
ｄｕｔｙ：０．６７
電極膜厚：０．０９７λＩ
次に、参考例１の構成に関する作用・効果を説明する。図８に、参考例１の構成の位相平衡度を示す。比較としての比較例１は、図９に示すように、圧電基板５０１上のレイアウトを図５の参考例１に対して、引き回し配線５０８に対地容量が大きくなる箇所である突出部５０９を設けず、引き回し配線５０８を引き回し配線５０７と仮想軸Ａに対して軸対称に設定した以外は、参考例１の構成と弾性表面波装置の設計、圧電基板５０１上のレイアウト、パッケージの実装方法等、すべて同じである。圧電基板５０１上のレイアウトを突出部無に変更した比較例１の位相平衡度も合わせて図８に示す。

ＤＣＳ受信用フィルタの通過帯域は、１８０５ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚである。この通過帯域の範囲内における位相平衡度のずれは、図８によると、比較例１では最大約２２度であるのに対し、参考例１では最大約１２度と、約１０度位相平衡度が改善されている。これは平衡信号端子４１３の対地容量が大きくなるように調整することで、平衡信号端子４１２と平衡信号端子４１３との間における位相のずれが補正された効果である。

参考例１では、引き回し配線５０８に対地容量が大きくなる箇所である突出部５０９を設けた。次に、これとは逆に、図１０のように引き回し配線５０７に対地容量が大きくなる箇所としての突出部５１５を設け、平衡信号端子４１２の対地容量が約０．１６ｐＦ大きくなった場合における位相平衡度を調査した。図１０の場合の位相平衡度を図１１に示す。比較として、図９に示した比較例１の場合の結果も図１１に合わせて示す。

平衡信号端子４１２の対地容量が大きくなるようにした場合、逆に比較例１よりも位相平衡度が悪化している。どちらの平衡信号端子の対地容量を大きくするかは、ＩＤＴ４０２〜４０４の、互いに隣り合う電極指の並び方、つまりシグナル電極同士、又はアース電極同士が互いに隣り合う無電界領域の有無により決めればよい。

参考例１の場合は、ＩＤＴ４０４における、各ＩＤＴ４０３、４０５と隣り合っている電極指は、各くし型電極４１６、４１７の各シグナル電極である。一方、対地容量が大きくなる引き回し配線にしている、電極パッド５０４に接続されているくし型電極４１７と隣り合っているＩＤＴ４０５における、ＩＤＴ４０４と隣り合っている電極指は、シグナル電極であり、対面するくし型電極４１７の最外電極指であるシグナル電極と無（小）電界領域を形成する。一方、電極パッド５０３に接続されているくし型電極４１６と隣り合っているＩＤＴ４０３における、ＩＤＴ４０４と隣り合っている電極指は、アース電極であり、対面するくし型電極４１６の最外電極指であるシグナル電極と、上記無（小）電界領域より電界が大きいことが多い電界領域を形成する。

このような電極指の並びの場合、参考例１のように、無電界領域を最外電極指の近傍に（又は、上記最外電極指に面して）有するくし型電極４１７に接続されている平衡信号端子４１３の対地容量を、くし型電極４１６に接続されている平衡信号端子４１２より相対的に大きくなるように、例えば突出部５０９によって設定することで、位相平衡度を改善することができる。

次に、図１２のように、ＩＤＴ７０４の各ＩＤＴ７０３、７０５とそれぞれ隣り合っている各電極指が中性点電極（浮き電極でもアース電極でもよい）である場合について調査した。図１３に、図１２の電極構成の場合における図１０に示す圧電基板５０１上のレイアウトの場合（参考例１の一変形例）の位相平衡度を示し、図１４に、図１２の電極構成の場合における図５に示すレイアウトの場合（比較例３）の位相平衡度を示す。比較例２として、図１２の電極構成の場合における図９に示すレイアウト（突出部無）の場合における位相平衡度もそれぞれ比較例２として、図１３及び図１４に合わせて示す。図１３及び図１４は、突出部５１５、及び突出部５０９の箇所に約０．０２ｐＦの対地容量が入るようにそれぞれ調整した場合の結果である。

図１２に示す電極指の並びの場合、図１０に示すレイアウトのように、くし型電極７１６に接続されている平衡信号端子７１２の対地容量を、くし型電極７１７に接続されている平衡信号端子７１３より相対的に大きくなるようにすることで、位相平衡度が改善されていることがわかる。

次に、図１２の電極構成において、各平衡信号端子に対し不平衡に、遅延線、及びインダクタンス成分を直列にそれぞれ付加した場合の位相平衡度をそれぞれ調査した。

図１５に、くし型電極７１６に接続されている平衡信号端子７１２に対して、図１に示すリアクタンス成分１２０としての遅延線７２０を付加した構成（参考例１の他の変形例）を示し、図１６に、図１に示すリアクタンス成分１２０としてのインダクタンス成分７２２を付加した構成（参考例１のさらに他の変形例）を示す。

図１５及び図１６の各構成における場合の位相平衡度を図１７及び図１８に示す。比較として、図１２の構成における図９のレイアウトで遅延線もインダクタンス成分も付加していない場合の位相平衡度も比較例２として、図１７及び図１８にそれぞれ合わせて示す。

上記の遅延線７２０やインダクタンス成分７２２の具体的な形成方法は省略するが、例えば圧電基板上やパッケージ内の引き回し配線を長くした遅延線を設けたり、マイクロストリップ線路によるインダクタンス成分を設けたりすることが考えられる。

また、可能であれば、例えば図３１（ａ）及び図３１（ｂ）にそれぞれ示すように、パッケージ内部以外の外の位置に外付けしてもよい。図３１（ａ）では、側壁部６５２と底板６５１との境界部分に、遅延線や、インダクタンス成分（リアクタンス成分）となる回路６５５が設けられ、図３１（ｂ）においては、底板６５１上に積層板６５７と、積層板６５７にその厚さ方向にビアホール６５８と、ビアホール６５８を介して接続され、底板６５１及び積層板６５７の間に形成された遅延線や、インダクタンス成分となる回路６５９とが設けられてもよい。

図１７及び図１８から明らかなように、遅延線７２０、インダクタンス成分７２２のいずれを挿入した場合においても、位相平衡度は比較例２に対して改善していることがわかる。なお、図４の電極構成においては、逆に平衡信号端子４１３に対して、遅延線７２０、又はインダクタンス成分７２２を付加してやればよい。

以上説明したように、参考例１では、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された３つのＩＤＴを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタを有し、３つのＩＤＴのうち中央に位置するＩＤＴを弾性表面波の伝搬方向に２分割し、左右のＩＤＴの極性を反転させることで平衡−不平衡変換機能を持たせた弾性表面波装置において、対地容量、直列に接続するインダクタンス成分、及び遅延線の少なくとも一つであるリアクタンス成分を、２つの各平衡信号端子間で非対称とすることで、弾性表面波装置の位相平衡度を改善することができる。

参考例１で対地容量を大きくする方法として、図５に示すように、圧電基板５０１上のシグナル電極をアース電極に近づける方法を示したが、これは図１９のようにくし型電極で容量５１７を形成してもよい。また、パッケージ６４０内の引き回し配線を調整してもよい。

また、参考例１では、余計な不平衡成分をなくすために平衡信号端子に対して、非対称に対地容量、インダクタンス成分、遅延線を付加する以外は、圧電基板５０１上のレイアウト、パッケージ６４０等は同じになるようにした。そのため、パッケージ６４０の裏面６４０ａ側における各電極端子６４１〜６４５の数が５つの場合の例（図６参照）を示したが、本発明はこのようなパッケージに限らず、２分割した中央ＩＤＴを中心に弾性表面波の伝搬方向に垂直に引いた仮想軸Ａに対して軸対称にできるパッケージであれば、どのようなパッケージを用いてもよい。

例えば図２０のように６つの電極端子８０１〜８０６を有するパッケージ８００の場合、電極端子８０１を不平衡信号端子、各電極端子８０２、８０３を平衡信号端子とし、各電極端子８０４〜８０６をアース端子とすることで、仮想軸Ａに対して軸対称とすることができる。

その際、圧電基板５０１上のパターンレイアウトは図２１のように、弾性表面波の伝搬方向を圧電基板５０１の長辺方向に沿ったものとし、圧電基板５０１上の電極パッド９０１を電極端子８０１に、電極パッド９０２を電極端子８０２に、電極パッド９０３を電極端子８０３に接続し、各電極パッド９０４〜９０６をアース端子となる各電極端子８０４〜８０６にそれぞれ接続することで、圧電基板５０１上も容易に仮想軸Ａに対して軸対称とすることができる。

また、参考例１では図７のように、フェイスダウン工法でパッケージと圧電基板の導通を取る方法で弾性表面波装置を作製したが、これはワイヤボンド工法であっても問題はない。

また、フェイスダウン工法で作製する構成としては図７の構成に限らず、例えば図２２のように集合基板１００１上に圧電基板１００２をフリップチップ工法で接合し、その上に樹脂１００３を覆って封止して、ダイシングにより１パッケージ単位に切断する構成、図２３のように同じく集合基板１１０１上に圧電基板１１０２をフリップチップ工法で接合し、その上にシート状の樹脂材１１０３を覆って封止して、ダイシングにより１パッケージ単位に切断する構成で、弾性表面波装置が作製されていてもよい。

参考例１では、３つのＩＤＴを有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタに、弾性表面波共振子を直列接続した構成を示したが、弾性表面波共振子が接続されていない構成や、さらには並列接続された構成においても、同様な効果が得られることは明らかである。

また、図２４は、本発明の実施例としての弾性表面波装置の電極構造を示す模式的平面図である。本実施例では、３つのＩＤＴの両側に、さらに２個のＩＤＴが設けられている。すなわち、ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタが構成されている。本実施例は、５ＩＤＴ型であることを除いては、上記参考例１と同様に構成されている。５ＩＤＴの縦結合共振子型の構成であってもよい。

また、図２５のように、ＩＤＴが隣り合っている付近の電極指１３０に対して重み付けを施してあっても、本発明の効果は得られる。図２５の構成においては、さらに平衡度が改善される。重み付けの例として、図２５では直列重み付けを用いているが、これは間引き重み付け、交叉幅重み付け、ｄｕｔｙ重み付けであってもよい。

また、図２のように、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１に、他の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１をカスケード接続した構成であってもよい。その際、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１の中央部に位置するＩＤＴ２０３は、総電極指本数が偶数本であることが望ましい。

また、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１０１と縦結合共振子型弾性表面波フィルタ２０１とを互いに接続している各シグナルライン２０５、２０６を伝送する信号の位相が約１８０度異なるように、各ＩＤＴ１０２、１０４、及び各ＩＤＴ２０２、２０４の向きを調整しておくことが望ましい。上記の構成にすることで、さらに平衡度の優れた弾性表面波装置が得られる。

図２の電極構成を用いる場合の圧電基板５０１上におけるレイアウトの例を、図６に示す５つの各電極端子を有するパッケージに実装する場合について図２６、図２７に、また、図２０に示す６つの電極端子を有するパッケージに実装する場合について、図２８、図２９に示す。

その際、各電極パッド１２０１、１３０１、１４０１、１５０１は不平衡信号端子、各電極パッド１２０２、１２０３、１３０２、１３０３、１４０２、１４０３、１５０２、１５０３を平衡信号端子に、残りをアース端子に接続する構成になる。

参考例１では、４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ₃基板を圧電基板５０１として用いたが、効果が得られる原理からもわかるとおり、本発明はこの圧電基板５０１に限らず、６４°〜７２°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ₃、４１°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ₃などの圧電基板でも同様な効果が得られる。

次に、本発明に係る、上記の参考例１及びその各変形例の何れか、又はそれらの特徴の組み合わせとなる、本発明の弾性表面波装置を用いた通信装置について図３０に基づき説明する。

図３０に示すように、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。Ｒｘ段間フィルタ６０４からミキサ６０５へは、図３０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。

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。

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、アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２には、上述した本実施例の弾性表面波装置が好適に利用できる。

本発明に係る弾性表面波装置は、フィルタ機能と共に不平衡−平衡変換機能を備え、その上、各平衡信号間の振幅特性や位相特性が理想により近いという優れた特性を有するものである。よって、上記弾性表面波装置を有する通信装置は、複合化された上記弾性表面波装置を用いたことにより、構成部品数を低減できて小型化できると共に、伝送特性を向上できるものとなっている。

本発明の弾性表面波装置の前提となった参考例の弾性表面波装置の構成図である。 上記弾性表面波装置の一変形例（カスケード接続）の構成図である。 従来の弾性表面波装置の構成図である。 本発明の参考例１に係る弾性表面波装置の電極構成を示す構成図である。 上記参考例１の弾性表面波装置における圧電基板上でのレイアウトを示す平面図である。 上記参考例１の弾性表面波装置を収納したパッケージの裏面側での各端子の配置を、パッケージの上面（裏面の対向面）側からの透視図にてそれぞれ示す平面図である。 上記参考例１の弾性表面波装置を収納したパッケージの断面図である。 上記参考例１及び比較例１の各構成での位相平衡度をそれぞれ示すグラフである。 上記比較例１の弾性表面波装置のレイアウトを示す平面図である。 比較例２としての弾性表面波装置のレイアウトを示す平面図である。 図１０に示す構成（比較例２）及び上記比較例１の各構成での位相平衡度をそれぞれ示すグラフである。 上記参考例１の一変形例としての弾性表面波装置に関する電極構成を示す構成図である。 図１２の電極構成を図１０の圧電基板上のレイアウトで構成した場合、及び比較例２の周波数−位相平衡度をそれぞれ示すグラフである。 図１２の電極構成を図５の圧電基板上のレイアウトで構成した場合、及び比較例２の周波数−位相平衡度をそれぞれ示すグラフである。 上記参考例１の他の変形例の弾性表面波装置を示す構成図である。 上記参考例１のさらに他の変形例の弾性表面波装置を示す構成図である。 図１５の構成、及び比較例２の周波数−位相平衡度をそれぞれ示すグラフである。 図１６の構成、及び比較例２の周波数−位相平衡度をそれぞれ示すグラフである。 上記参考例１のさらに他の変形例の弾性表面波装置を示す構成図である。 上記参考例１のパッケージにおける各電極端子の配置に関する他の例を示す平面図である。 上記参考例１の弾性表面波装置のさらに他の変形例を示す構成図である。 上記参考例１の弾性表面波装置の、一製造プロセスを示す断面図である。 上記参考例１の弾性表面波装置の、他の製造プロセスを示す断面図である。 本発明の実施例に係る弾性表面波装置を示す構成図である。 上記参考例１の弾性表面波装置のさらに他の変形例を示す構成図である。 前記図２に示す電極構成を、図６に示す、裏面側の各電極端子を有するパッケージに実装する際の、圧電基板上のレイアウトの一例を示す平面図である。 上記図２に示す電極構成を、図６に示す、裏面側の各電極端子を有するパッケージに実装する際の、圧電基板上のレイアウトの他の例を示す平面図である。 前記図２に示す電極構成を、図２０に示す、裏面側の各電極端子を有するパッケージに実装する際の、圧電基板上のレイアウトの一例を示す平面図である。 前記図２に示す電極構成を、図２０に示す、裏面側の各電極端子を有するパッケージに実装する際の、圧電基板上のレイアウトの他の例を示す平面図である。 本発明に係る通信装置の要部ブロック図である。 上記参考例１の弾性表面波装置をパッケージに収納した際の、リアクタンス成分又は遅延線がパッケージに外付けされた場合の、上記パッケージの断面図であり、（ａ）は、底板と側壁部との間に上記リアクタンス成分又は遅延線としての回路が形成された例であり、（ｂ）は、底板上にさらに積層板を形成した多層板内に上記リアクタンス成分又は遅延線が回路として形成された例である。

符号の説明

１０１ 縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
１０７ 不平衡信号端子
１０８、１０９ 平衡信号端子

Claims (7)

1. 圧電基板と、
   前記圧電基板上において、弾性表面波の伝搬方向に沿って配置された５個のくし型電極部とを有する平衡−不平衡変換機能を有する縦結合共振子型の弾性表面波フィルタを備えた弾性表面波フィルタ装置において、
   ５個のくし型電極部のうち、中央に位置するくし型電極部の一方のくし型電極が弾性表面波伝搬方向に分割することにより形成された第１，第２の分割電極部を有し、該第１，第２の分割電極部が第１，第２の平衡信号端子に接続されており、中央に位置する前記くし型電極部の両側に位置している２つのくし型電極部のうち一方のくし型電極部が他方のくし型電極部に反転されており、かつ該中央のくし型電極部の両側の２つのくし型電極部が不平衡信号端子に接続されており、
   前記５個のくし型電極部において、ギャップを隔てて表面波伝搬方向において隣り合う一方のくし型電極部の該ギャップ側端部及び他方のくし型電極部の該ギャップ側端部にそれぞれ狭ピッチ電極指部が設けられていることを特徴とする、弾性表面波装置。
2. 前記狭ピッチ電極指部が、狭ピッチ電極指部の設けられているくし型電極部の狭ピッチ電極指部以外の部分の電極指ピッチに比べて、電極指ピッチが相対的に狭くされている電極指部である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
3. 前記弾性表面波フィルタが、フリップチップボンディングされているパッケージをさらに備える、請求項１に記載の弾性表面波装置。
4. 前記中央に位置するくし型電極部の最外電極指が浮き電極もしくは接地された電極であり、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する２つのくし型電極部のうち、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する最外電極指が接地されているくし型電極部に近い側に位置する平衡信号端子の方が相対的に寄生容量が大きくなるように、引き回し配線が非対称に形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
5. 前記中央に位置するくし型電極部の最外電極指がシグナル電極であり、
   前記中央に位置するくし型電極部に隣接する２つのくし型電極部のうち、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する最外電極指がシグナル電極であるくし型電極部に近い側に位置する平衡信号端子の方が相対的に寄生容量が大きくなるように、引き回し配線が非対称に形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
6. 前記中央に位置するくし型電極部の最外電極指が浮き電極もしくは接地された電極であり、
   前記中央に位置するくし型電極部に隣接する２つのくし型電極のうち、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する最外電極指が接地されているくし型電極部に近い側に位置する平衡信号端子にリアクタンス成分または遅延線が付加されている、請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
7. 前記中央に位置するくし型電極部の最外電極指がシグナル電極であり、
   前記中央に位置するくし型電極部に隣接する２つのくし型電極のうち、前記中央に位置するくし型電極部に隣接する最外電極指がシグナル電極であるくし型電極部に近い側に位置する平衡信号端子にリアクタンス成分または遅延線が付加されている、請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
   

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