JP2005168049A - 分波器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、分波器全体の小型化を実現しながら、信頼性の高い分波器を提供する。
【解決手段】入力端子と、出力端子と、アンテナ端子とが設けられるパッケージ基板と、パッケージ基板上に設けられる圧電基板と、圧電基板上に形成され入力端子と電気的に接続される送信用ＳＡＷフィルタと、圧電基板上に形成され出力端子と電気的に接続される受信用ＳＡＷフィルタと、パッケージ基板に設けられ受信用ＳＡＷフィルタと電気的に接続される分波線路と、パッケージ基板内であってアンテナ端子と分波線路及び送信用ＳＡＷフィルタと電気的に接続されるストリップラインとにより構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話等の小型移動体通信機器に用いられる分波器に関するものであり、特に高周波（Radio frequency；ＲＦ）フィルタとして弾性表面波（Surface Acoustic Wave；ＳＡＷ）共振器型フィルタ（以下、ＳＡＷフィルタという。）を用い、かつ小型化及び高性能化を達成することができる分波器に関するものである。

近年、携帯電話等に代表されるような小型で軽量な移動体通信機器端末の開発が急速に進められている。このことに伴い、このような通信機器端末に用いられる分波器等の部品の小型化及び高性能化も求められている。なかでも、ＳＡＷフィルタを用いて構成されたＳＡＷ分波器は、移動体通信機器端末の小型化に対して大きく寄与することができるデバイスであることから、通過帯域の挿入損失が小さいこと、及び減衰帯域の減衰量が大きいことが要求される。

従来における携帯電話等の移動体通信機器端末に用いられるＳＡＷ分波器は、例えば、特開平６−９７７６１号に開示されているようなものがある。このＳＡＷ分波器は、アンテナ端子と送信端子との間にインピーダンス整合線路及び送信用フィルタが直列に接続されており、アンテナ端子と受信端子との間に位相整合回路及び受信用フィルタが直列に接続されている。また、送信用及び受信用フィルタは共に、直列腕ＳＡＷ共振器及び並列腕ＳＡＷ共振器を用いて梯子型共振器フィルタとして構成されており、互いに異なる中心周波数を持ち、送信用及び受信用それぞれのフィルタの周波数通過帯域においては挿入損失が小さく、周波数阻止域減衰量においては減衰量が大きいという特性を有する必要がある。そして、送信用及び受信用フィルタそれぞれの特性の間での互いの影響を抑制するために、上述したようなＳＡＷ分波器は送信用フィルタと受信用フィルタとの間における絶縁性を確保している。このような両フィルタ間の絶縁性を確保するために、例えば、送信用フィルタと受信用フィルタとがそれぞれ異なる圧電基板上に形成されており、両フィルタを同一パッケージ内に収容する時には、パッケ−ジに設けられた二つのキャビティ（凹部）内に両フィルタをそれぞれ個別に収容する（送信用及び受信用フィルタを"パッケージの壁部"を介して配置する）か、あるいはパッケ−ジに設けられた凹部を一つにしてその中に送信用及び受信用フィルタを収容する場合は、両フィルタの絶縁性を確保できるような距離を隔てて両フィルタを離して配置していた。また、位相整合線路やインピーダンス整合回路も送信用及び受信用フィルタと共にパッケージに形成されていた。

しかしながら、上述のような従来のＳＡＷ分波器においては、以下のような課題が生じる。すなわち、送信用フィルタ及び受信用フィルタがそれぞれ異なる圧電基板上に形成されており、両フィルタを同一パッケージ内に収容する場合、両フィルタの特性を良好に保つためには、パッケージに二つのキャビティ（凹部）を設けて両フィルタをそれぞれのキャビティ内に配置する（パッケージの壁部を介して両フィルタを配置するか、あるいは、キャビティを一つにしてもそのキャビティ内で両フィルタの距離を離さなければならない。従って、二つのキャビティを形成する領域（パッケージの壁部を形成する領域）や両フィルタの間隔を考慮すると、その分だけ分波器全体としての小型化を抑制することが困難になってしまう。たとえ、分波器の小型化のために、二つのキャビティの間隔（パッケージの壁部）、あるいは両フィルタの間隔を狭めたとしても、良好な絶縁性を確保することができなくなってしまう。

また、同一パッケージ内に送信用及び受信用フィルタや位相整合回路及びインピーダンス整合回路等を収容しているため、これらの素子を配線で接続した場合の接続線及び接続線用パッドの寄生インピーダンスにより、ＳＡＷ分波器の周波数特性が変化してしまうことがあった。

上記課題を解決するために、本発明の分波器は、入力端子と、出力端子と、アンテナ端子とが設けられるパッケージ基板と、パッケージ基板上に設けられる圧電基板と、圧電基板上に形成され入力端子と電気的に接続される送信用ＳＡＷフィルタと、圧電基板上に形成され出力端子と電気的に接続される受信用ＳＡＷフィルタと、パッケージ基板に設けられ受信用ＳＡＷフィルタと電気的に接続される分波線路と、パッケージ基板内であってアンテナ端子と分波線路及び送信用ＳＡＷフィルタと電気的に接続されるストリップラインとにより構成される。

本発明における分波器によれば、アンテナ端子と送信端子との間に接続された送信用ＳＡＷフィルタと、アンテナ端子と受信端子との間に接続された送信用ＳＡＷフィルタとは通過帯域特性が異なる受信用ＳＡＷフィルタと、アンテナ端子と送信用及び受信用ＳＡＷフィルタと間に接続された周波数特性調整用ＬＣ回路及び分波回路の組み合わせ回路とを有し、分波回路を直列腕ＳＡＷ共振器を用いて構成されたＳＡＷ分波器を実現したので、従来の分波器よりも小型化され、かつ周波数特性を向上させることができる。

また、本発明における分波器パッケージによれば、互いに周波数通過帯域の異なる送信用ＳＡＷフィルタと受信用ＳＡＷフィルタとが形成された圧電基板を搭載するＳＡＷフィルタチップ搭載領域を有し、送信用ＳＡＷフィルタ及び受信用ＳＡＷフィルタに関する周波数特性調整用回路及び分波回路が形成されているので、信頼性の高い小型化された分波器を実現することができる。

本発明の実施の形態を、以下図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態におけるＳＡＷ分波器の構成例を概略的に示したブロック図である。図１において、ＳＡＷ分波器１００は、アンテナ端子１０１、送信端子１０３及び受信端子１０４を備えている。アンテナ端子１０１にはインピーダンス整合用ＬＣ回路１０２が接続されており、インピーダンス整合用ＬＣ回路１０２と送信端子１０３との間には送信側分波線路（以下、Ｔｘ−分波線路という。）１０５及び送信用ＳＡＷフィルタ１０８が、インピーダンス整合用ＬＣ回路１０２と受信端子１０４との間には受信側分波線路（以下、Ｒｘ−分波線路という。）１０６及び受信用ＳＡＷフィルタ１０９がそれぞれ接続されている。送信用ＳＡＷフィルタ１０８及び受信用ＳＡＷフィルタ１０９は、周波数通過帯域特性が互いに異なる。また、Ｔｘ−分波線路１０５及びＲｘ−分波線路１０６で分波回路１０７を構成しているが、Ｔｘ−分波線路１０５は必ずしも設けなくてもよく、設計に応じて適宜設けるようにすればよい。

図２及び図３に、上述したＳＡＷ分波器１００がＴｘ−分波線路１０５及びＲｘ−分波線路１０６の両方を備えている場合の具体的な回路構成図を示す。

図２において、送信用ＳＡＷフィルタ１０８は、共に二つの直列腕ＳＡＷ共振器及び並列腕ＳＡＷ共振器からなる三段構成の梯子型ＳＡＷ共振器で構成されている。直列腕ＳＡＷ共振器はＴｘ−分波線路１０５と送信端子１０３との間に接続されており、初段の第１直列腕ＳＡＷ共振器（ＴＳ１）１０８ａと二段目の第２直列腕ＳＡＷ共振器（ＴＳ２）１０８ｂとで構成されている。一方、並列腕ＳＡＷ共振器は、第１直列腕ＳＡＷ共振器（ＴＳ１）１０８ａ及び第２直列腕ＳＡＷ共振器（ＴＳ２）１０８ｂの接続点と接地電位との間に接続された初段の第１並列腕ＳＡＷ共振器（ＴＰ１）１０８ｃと、送信端子１０３と接地電位との間に接続された二段目の第２並列腕ＳＡＷ共振器（ＴＰ２）１０８ｄとで構成されている。また、送信用ＳＡＷフィルタ１０８における各直列腕ＳＡＷ共振器及び各並列腕ＳＡＷ共振器は、それぞれ二つのＳＡＷ共振器で構成されている。

受信用ＳＡＷフィルタ１０９は、共に三つの直列腕ＳＡＷ共振器及び並列腕ＳＡＷ共振器からなる五段構成の梯子型ＳＡＷ共振器で構成されている。直列腕ＳＡＷ共振器は、Ｒｘ−分波線路１０６と受信端子１０４との間に接続されており、初段の第１直列腕ＳＡＷ共振器（ＲＳ１）１０９ａ、二段目の第２直列腕ＳＡＷ共振器（ＲＳ２）１０９ｂ、三段目の第３直列腕ＳＡＷ共振器（ＲＳ３）１０９ｃで構成されている。一方、並列腕ＳＡＷ共振器は、第１直列腕ＳＡＷ共振器（ＲＳ１）１０９ａ及び第２直列腕ＳＡＷ共振器（ＲＳ２）１０９ｂの接続点と接地電位との間に接続された初段の第１並列腕ＳＡＷ共振器（ＲＰ１）１０９ｄ、第２直列腕ＳＡＷ共振器（ＲＳ２）１０９ｂ及び第３直列腕ＳＡＷ共振器（ＲＳ３）１０９ｃの接続点と接地電位との間に接続された二段目の第２並列腕ＳＡＷ共振器（ＲＰ２）１０９ｅ、受信端子１０４と接地電位との間に接続された三段目の第３並列腕ＳＡＷ共振器（ＲＰ３）１０９ｆとで構成されている。また、ＳＡＷ分波器１００の小型化という観点から、Ｔｘ−分波線路１０５は直列腕ＳＡＷ共振器（ＴｘＳ）１０５ａを用いて、Ｒｘ−分波線路１０６は並列腕ＳＡＷ共振器（ＲｘＳ）１０６ａを用いてそれぞれ構成されている。インピーダンス整合用ＬＣ回路１０２は、キャパシタＣ_ANT及びインダクタＬ_ANTで構成されている。

ここで、図３に示すように、ＳＡＷ分波器１００のより小型化を達成するために、送信用ＳＡＷフィルタ１０８の第１直列腕ＳＡＷ共振器（ＴＳ１）１０８ａとＴｘ−分波線路１０５の直列腕ＳＡＷ共振器（ＴｘＳ）１０５ａとを合体させて一つの合成ＳＡＷ共振器１０８ｅとし、同様に、受信用ＳＡＷフィルタ１０９の第１直列腕ＳＡＷ共振器（ＲＳ１）１０９ａとＲｘ−分波線路１０６の並列腕ＳＡＷ共振器（ＲｘＳ）１０６ａとを合体させて一つの合成共振器１０９ｇとして構成してもよい。

次に、上述したＳＡＷ分波器１００を構成している送信用ＳＡＷフィルタ１０８及び受信用ＳＡＷフィルタ１０９を同一の圧電基板１１０上に形成し、パッケージ基板１１１に搭載した時の概略的な斜視図を図４の（Ａ）に示す。パッケージ基板１１１としては、樹脂基板、低温焼結基板、アルミナ基板等が挙げられる。また、このパッケージ基板は複数の基板からなる多層パッケ−ジ基板として構成することもでき、後述する第２〜第４の実施の形態において詳細に説明する。図４の（Ａ）中のＴｘ−ｉｎ及びＴｘ−ＯＵＴは、それぞれ送信用ＳＡＷフィルタ１０８の入力端子及び出力端子である。また、Ｒｘ−ｉｎ及びＲｘ−ＯＵＴは、それぞれ受信用ＳＡＷフィルタ１０９の入力端子及び出力端子である。そして、送信用ＳＡＷフィルタ１０８の出力端子及び受信用ＳＡＷフィルタ１０９の入力端子は、図示されてはいないが、共にアンテナ端子１０１に接続されている。また、送信用ＳＡＷフィルタ１０８の入力端子は図１中の送信端子１０３に、受信用ＳＡＷフィルタ１０９の出力端子は図１中の受信端子１０４にそれぞれ対応している。この場合、分波回路１０７及び周波数調整用ＬＣ素子１０２は、共に圧電基板１１０外、つまりパッケージ基板１１１上に形成される。

次に、分波回路１０７、送信用ＳＡＷフィルタ１０８、受信用ＳＡＷフィルタ１０９を同一の圧電基板１１０上に形成する場合は図４の（Ｂ）に示すようになる。分波回路１０７としてＴｘ−分波線路１０５及びＲｘ−分波線路１０６を含む場合には、双方の分波線路をこの圧電基板１１０上に設けるのがよい。また、分波回路１０７としてＲｘ−分波線路１０６しか形成しない場合には、Ｒｘ−分波線路１０６のみを圧電基板１１０上に設ければよい。この図４の（Ｂ）においては、所要の配線や入出力端子の図示は省略されており、Ｔｘ−分波線路１０５を波線で、Ｒｘ−分波線路１０６を実践で示している。図４の（Ｂ）のような構成例においては、インピーダンス整合用ＬＣ回路１０２は圧電基板１１０外に設けられる。

次に、インピーダンス整合用ＬＣ回路１０２、分波回路１０７、送信用ＳＡＷフィルタ１０８、受信用ＳＡＷフィルタ１０９を同一の圧電基板１１０上に形成する場合は図４の（Ｃ）に示すようになる。図４の（Ｂ）で示されている構成例と同様に、分波回路としてＴｘ−分波線路１０５及びＲｘ−分波線路を含む場合には、双方の分波線路を圧電基板１１０上に設けるようにする。Ｔｘ−分波線路１０５は上述したように設計に応じて適宜設けるようにする。なお、この図４の（Ｃ）においても、所要の配線や入出力端子の図示は省略されている。

以上の図４（Ａ）〜（Ｃ）に示されているようなＳＡＷ分波器１００におけるＴｘ−分波線路１０５及びＲｘ−分波線路１０６は、それぞれ直列腕ＳＡＷ共振器で構成されている。

次に、本発明の第１の実施の形態におけるＳＡＷ分波器の動作について図５〜図７及び表１〜表３を参照しながら説明する。

図５は、ＳＡＷ分波器１００に送信動作をさせた場合において、各構成要素を機能的に分けて示した構成図である。図６は、ＳＡＷ分波器１００に受信動作をさせた場合において、各構成要素を機能的に分けて示した構成図である。図７は、ＳＡＷ分波器１００におけるインピーダンスを説明する図である。

ここで一般に、分波器は一つのアンテナのみによって、送信信号を送信する場合及び受信信号を受信する場合の両方を兼用するためのものであり、送信系回路と受信系回路とがアンテナに直接接続される。従って、分波器の性能が携帯電話等の小型移動体通信機器の性能に大きく関係する。

図５に示すように、ＳＡＷ分波器１００が送信器として用いられる場合、電力増幅器１１３からの送信信号は送信端子１０３を経て送信用ＳＡＷフィルタ１０８に送られる。この送信信号は送信用ＳＡＷフィルタ１０８において周波数帯域が制限され、アンテナ端子１０１を経てアンテナ１１２へ送られ、送信信号が送信される。この場合、Ｒｘ−分波線路１０６及び受信用ＳＡＷ１０９を含む受信系回路１１４は、アンテナ１１２と共に抵抗Ｒ₁を有する負荷回路とみなすことができる。

また、図６に示すように、ＳＡＷ分波器１００が受信器として用いられる場合、アンテナ１１２で受信された信号は、アンテナ端子１０１を経て受信用ＳＡＷフィルタ１０９に送られる。この受信信号は、受信用ＳＡＷフィルタ１０９において周波数帯域が制限され、受信端子１０４を経て受信系回路１１４へと送られる。この場合、Ｔｘ−分波線路１０５及び送信用ＳＡＷフィルタ１０８を含む送信系回路１１５は、アンテナ１１２と共に抵抗Ｒ２を有する負荷回路とみなすことができる。

以上のように、送信時及び受信時におけるＳＡＷ分波器１００の機能的構成は、それぞれ図５及び図６に示すように考えることができるので、ＳＡＷ分波器１００が高性能な分波器として機能するための必要条件は以下のようになる。

ＳＡＷ１００分波器を送信器として用いる場合、図５に示すように、受信系回路１１４の入力インピーダンスをＺ_r１１７とすると、このＺ_r１１７は近似的に次式（１−１）及び（１−２）の条件を満たす必要がある。

Ｚ_r×Ｚ_ANT／（Ｚ_r＋Ｚ_ANT）≒５０ ・・・（１−１）
Ｚ_r≒∞ ・・・（１−２）
一方、ＳＡＷ１００分波器を受信器として用いる場合、図６に示すように、送信系回路１１５の入力インピーダンスをＺ_t１１６とすると、このＺ_t１１６は近似的に次式（１−３）及び（１−４）の条件を満たす必要がある。

Ｚ_t×Ｚ_r／（Ｚ_t＋Ｚ_r）≒５０ ・・（１−３）
Ｚ_r≒∞ ・・・（１−４）
ここで、携帯電話における送信帯域が８９０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚ、受信帯域が９３５ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚであるとすると、図６に示した送信系回路１１５内の送信用ＳＡＷフィルタ１０８においては、直列腕ＳＡＷ共振器１０８ａ及び１０８ｂによって極周波数を９３０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚという受信帯域に設定可能であるので、この場合の送信用ＳＡＷフィルタ１０８は入力インピーダンスの近似式（１−３）を満たすようにすることは可能である。しかし、受信系回路１１４内の受信用ＳＡＷフィルタ１０９において、直列腕ＳＡＷ共振器１０９ａ〜１０９ｃによって極周波数を８９０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚという送信帯域に設定することができない。そのため、入力インピーダンスの近似式（１−１）及び（１−２）を満たすことができない。

図８の（Ａ）は本発明のＳＡＷ分波器に使用される直列腕ＳＡＷ共振器を示す回路図であり、図８の（Ｂ）は図８の（Ａ）に示す直列腕ＳＡＷ共振器のＬＣ等価回路図である。

そこで、従来のように送信用ＳＡＷフィルタ及び受信用ＳＡＷフィルタがそれぞれ異なる圧電基板上に形成された分波器と、本発明のように送信用ＳＡＷフィルタ及び受信用ＳＡＷフィルタが同一の圧電基板上に形成された分波器とに関して、送信時（図５参照）におけるインピ−ダンス特性を比較するためにシミュレ−ションを行った。このシミュレ−ションの対象とした各分波器は、携帯電話用ＳＡＷ分波器を用いたＧＳＭ方式用の分波器としている。このＧＳＭ方式用の分波器は、図２において示したＴｘ−分波線路１０５及びインダクタＬ_ANTを構成要素として含んでおらず、Ｒｘ−分波回路として直列腕ＳＡＷ共振器１０６ａを備えた構成となっている。そして、今回のシミュレ−ションは、周波数帯域８９０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚのうち、８９０ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、９３５ＭＨｚ、９６０ＭＨｚについて行った。

シミュレ−ションの対象とした従来及び本発明におけるＧＳＭ方式用分波器の送信用ＳＡＷフィルタは、双方共に図２に示した送信用ＳＡＷフィルタ１０８と同一の構成とした。前述したように、表１には、ＳＡＷ分波器１００における送信用及び受信用ＳＡＷフィルタを構成しているＳＡＷ共振器の交差長（μｍ）及び電極対数を示してある。

この表１において、図２に示す送信用ＳＡＷフィルタ１０８を構成する直列腕ＳＡＷ共振器１０８ａ及び１０８ｂをそれぞれＴＳ１及びＴＳ２として示し、並列腕ＳＡＷ共振器１０８ｃ及び１０８ｄをそれぞれＴＰ１及びＴＰ２として示してある。また、図２に示す受信用ＳＡＷフィルタ１０９を構成する直列腕ＳＡＷ共振器１０９ａ〜１０９ｃをそれぞれＲＳ１〜ＲＳ３として示し、並列腕ＳＡＷ共振器１０９ｄ及び１０９ｅをそれぞれＲＰ１及びＲＰ２として示してある。

さらに、今回のシミュレ−ションの対象とした本発明の分波器では、Ｒｘ−分波線路１０６を直列腕ＳＡＷ共振器１０６ａを用いて構成している。また、シミュレ−ション対象とした従来の分波器では、送信用ＳＡＷフィルタと受信用ＳＡＷフィルタとはそれぞれ別々の圧電基板上に形成されており、Ｒｘ−分波線路及び周波数調整用ＬＣ回路は、送信用ＳＡＷフィルタや受信用ＳＡＷフィルタが形成された別々の圧電基板を搭載されるパッケ−ジ基板の上に設けられている。

表２には、分波回路の種類、その所要パラメ−タ及びシミュレ−ションの結果得られたそれぞれの分波回路のインピ−ダンス値を示した。表２において、符号Ａ及びＢは従来の分波器構成を、符号Ｃ〜Ｅは本発明の分波器構成を示している。これらの分波器はＳＡＷ共振器を用いた携帯電話用の分波器で、送信周波数帯域が８９０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚ、受信周波数帯域が９３５ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚのＧＳＭ（Global System for Mobile communications）方式用の分波器である。

この表２において、従来の分波器Ａでは、分波回路を線路とし、Ｔｘ−分波線路は設けず（線路長ＬＴ＝０ｍｍ）に、Ｒｘ−分波線路を線路長ＬＲ＝４０ｍｍとして設けており、周波数調整用ＬＣ回路は設けられていない。従って、送信用ＳＡＷフィルタの入力端子及びＲｘ−分波線路の入力端子がアンテナ端子に直接接続されている。

また、従来の分波器Ｂでは、分波回路を線路とし、Ｔｘ−分波線路及びＲｘ−分波線路は共に設けられておらず（線路長ＬＴ及びＬＲ＝０ｍｍ）、周波数調整用ＬＣ回路も設けられていない。そして、送信用ＳＡＷフィルタ及び受信用ＳＡＷフィルタのそれぞれの入力端子は直接アンテナ端子に接続されている。

シミュレーションの対象とした本発明の三種類の分波器Ｃ〜Ｅは、図１に示す回路構成において、Ｔｘ−分波線路１０５が設けられていない。従って、送信用ＳＡＷフィルタの入力端子は直接インピーダンス整合用ＬＣ回路１０２に接続されている。さらに、これらの分波器Ｃ〜Ｅにおいては、ＲＸ−分波回路１０６として直列腕ＳＡＷ共振器１０６ａが設けられており、直列腕ＳＡＷ共振器１０６ａは、受信用ＳＡＷフィルタ１０９の初段の直列腕ＳＡＷ共振器１０９ａと合成された合成共振器１０９ｇとして構成されている。

以上のような条件のもとで、分波器Ｃはさらに外付けのインピーダンス整合用ＬＣ回路１０２として、容量成分Ｃ_ANT（キャパシタンス＝１０ｐＦ）及びインダクタＬ_ANT（インダクタンス＝７ｎＨ）を備えている。また、分波器Ｄは外付けのインピーダンス整合用ＬＣ回路１０２として、容量成分Ｃ_ANTは備えずに、インダクタＬ_ANT（インダクタンス＝７ｎＨ）のみを備えている。同様に、分波器Ｅは外付けのインピーダンス整合用ＬＣ回路１０２として、容量成分Ｃ_ANTは備えずに、インダクタＬ_ANT（インダクタンス＝１０ｎＨ）のみを備えている。このように、本発明の分波器Ｃ〜Ｅは、インピーダンス整合用ＬＣ回路１０２によって周波数特性を改善する構成となっている。

表３では、従来及び本発明のうち、それぞれの特定の分波器Ｂ（従来）及び分波器Ｄ（本発明）について、図７に示すような送信用ＳＡＷフィルタ１０８の入力インピーダンスＺ_r１１７及びＺ_t１１６の実数部と虚数部の値が示されている。また、表３では、送信用及び受信用ＳＡＷフィルタの各々について、周波数が８９０ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、９３５ＭＨｚ、９６０ＭＨｚの場合における入力インピーダンス値が示されている。

表３の分波器Ｂ及びＤの入力インピーダンスＺ_t及びＺ_rを比較すると、本発明の分波器Ｄは受信用ＳＡＷフィルタの送信帯域のインピーダンスが大きくなっていることがわかる。詳細に比較してみると、表１の受信用ＳＡＷフィルタにおいて、周波数ｆが８９０ＭＨｚである時、従来の分波器Ｂの場合の入力インピーダンスＺ_rに関しては、実数部が０．０１２７であり、虚数部が−１．０８９となっている。これに対して、本発明の分波器Ｄの場合の入力インピーダンスＺ_rに関しては、実数部が３．５４であり、虚数部が２３．２０となっている。このように本発明の分波器では、周波数特性が大幅に改善されていることがわかる。このことは、表２のインピーダンス特性の結果からも明らかである。また、表２のインピーダンス特性の結果から、送信周波数帯域は、９３５ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚであることがわかる。上述したインピーダンス特性のシミュレーションの対象となった本発明の分波器は、既に説明したように、Ｒｘ−分波線路に受信用ＳＡＷフィルタの初段直列腕ＳＡＷ共振器を合成させることにより小型化した構成となっている。そこで、携帯電話の性質上、最も注目される送信帯域の中心周波数、つまり周波数ｆ＝９００ＭＨｚでの入力インピーダンスについて以下に説明する。

図７に示したＣ点１１８から、送受信用ＳＡＷフィルタ側を見た場合、その合成インピーダンスＺ_inは次式（１−５）で与えられる。

Ｚ_in＝Ｚ_t×Ｚ_r／（Ｚ_t＋Ｚ_r） ・・（１−５）
この場合、周波数ｆ＝９００ＭＨｚにおける送信用ＳＡＷフィルタ１０８及び受信用ＳＡＷフィルタ１０９の入力インピーダンスは、表３より以下のようになる。

Ｚ_t（９００）＝０．８６３−ｊ０．６２６ ・・・（１−６）
Ｚ_t（９００）＝０．０１７５−ｊ０．９３４ ・・（１−７）
従って、図７に示したＣ点１１８から送受信用ＳＡＷフィルタ側にインピーダンスＺ_inは次式（１−８）で与えられる。

Ｚ_in（Ｔｒ）（９００）＝０．２４０９−ｊ０．５０１・・・（１−８）
Ｚ_in（Ｔｒ）（９００）を、本発明の図２に示した構成例におけるインピーダンス整合用ＬＣ回路１０２のインダクタンスＬ_ANT１０２ｂのみでインピーダンス補正すると、インダクタンスＬ_ANTの値は、
Ｌ_ANT＝４．４ｎＨ ・・（１−９）
となる。この場合、特性インピーダンスが所望の値にならない場合、インピーダンス整合回路の挿入が必要となる。実際上は、この種の携帯電話では周波数ｆ＝９００ＭＨｚのみではなく、送信帯域８９０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚにおいて最適特性が要求される。この最適特性は、通常シミュレーションによって決定される。表２に示す分波器Ｄ及びＥでは、インダクタＬ_ANT１０２ｂのみで送信帯域８９０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚにおけるインピーダンスの調整を行った結果を示している。また、表２に示す分波器Ｃは、インダクタＬ_ANT１０２ｂとキャパシタＣ_ANT１０２ａとによって送信帯域８９０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚにおけるインピーダンスの調整を行った結果を示している。これらインダクタＬ_ANT１０２ｂとキャパシタＣ_ANT１０２ａの値の一つの組み合わせが、Ｌ_ANT＝７．０ｎＨ及びＣ_ANT＝１０．０ｐＦである。

そして、表２の結果から明らかなように、本発明の分波器の構成によれば、送信用ＳＡＷフィルタ１０８及び受信用ＳＡＷフィルタ１０９を同一圧電基板上に搭載すると共に、外付けのインピーダンス整合用ＬＣ回路１０２を設けることによって、ＳＡＷ分波器における通過帯域特性を改善することができることがわかる。また、同一圧電基板上に送信用ＳＡＷフィルタ及び受信用ＳＡＷフィルタの両方を形成するようにしたので、ウエハ状態にある送受信用ＳＡＷフィルタ１０８及び１０９をダイシングする際、送信用ＳＡＷフィルタ１０８と受信用ＳＡＷフィルタ１０９とを切り離す必要がなくなる。従って、従来において、送信用ＳＡＷフィルタ１０８と受信用ＳＡＷフィルタ１０９とを切り離すために確保していたウエハ上のスクライブライン領域は不要となり、一枚のウエハからより多くのＳＡＷフィルタを得ることができる、つまり歩留りを向上させることができる。

一方、表３の結果から、分波線路として用いた直列腕ＳＡＷ共振器１０６ａによって、受信用ＳＡＷフィルタ１０９の送信帯域におけるインピーダンスが大きくなっていることがわかる。この周波数特性の改善は、図７に示すＣ点１１８からフィルタ側を見た場合のインピーダンスに依存する。すなわち、受信用ＳＡＷフィルタ１０９の入力端子に分波線路として直列腕ＳＡＷ共振器１０６ａを挿入したことに起因していると想定される。この分波線路として用いられている直列腕ＳＡＷ共振器１０６ａの挿入によるインピーダンス値を、インピーダンス整合用ＬＣ回路１０２を外付けすることにより必要なインピーダンス値に調整している。この周波数調整用ＬＣ回路をチップ化して送受信用ＳＡＷフィルタのパッケージ基板上に設けるか、あるいは、送受信用ＳＡＷフィルタを形成する圧電基板に設けることによって、ＳＡＷ共振器を備える分波器全体の小型化及び高性能化を図ることが可能となる。

次に、図９〜図１２を参照しながら、本発明の第２〜第４の実施の形態について説明する。

図９は、本発明の第２の実施の形態におけるＳＡＷ分波器２００の構成図であり、送受信用ＳＡＷフィルタ２０６及び２０７が一つの圧電基板２０８上に形成されている。また、図１２（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら、第２の実施の形態におけるＳＡＷ分波器を搭載するための多層パッケージ基板について説明する。

第２の実施の形態におけるＳＡＷ分波器２００は、以下のような構成となっている。まず、図９に示すように、一つの圧電基板２０８上には送信用ＳＡＷフィルタ２０６及び受信用ＳＡＷフィルタ２０７が形成されている。アンテナ２２１に接続されたアンテナ端子２０１と受信用ＳＡＷフィルタ２０７との間には、アンテナ端整合回路２０２及び分波線路２０５が設けられている。ここで、アンテナ端整合回路２０２は、インダクタとしてのストリップラインＬ_ANT２１６とキャパシタとしてのオープンスタブＳ_ANT２１７とで構成されている。また、アンテナ端整合回路２０２は端子２１８を介して接地電位に接続されている。

送信端子２０３には電力増幅器２１５の出力端子が接続されており、送信端子２０３と送信用ＳＡＷフィルタ２０６との間には送信入力整合回路２１３が接続されている。ここで、送信入力整合回路２１３は、インダクタとしてのストリップラインＬ_T２０９とキャパシタとしてのオープンスタブＳ_T２１０とで構成されている。また、送信入力整合回路２１３は端子２１９を介して接地電位に接続されている。

受信端子２０４と受信用ＳＡＷフィルタ２０７との間には受信出力整合回路２１４が接続されている。ここで、受信出力整合回路２１４は、インダクタとしてのストリップラインＬ_R２１１とキャパシタとしてのオープンスタブＳ_R２１２とで構成されている。また、受信出力整合回路２１４は端子２２０を介して接地電位に接続されている。

以上のように構成されたＳＡＷ分波器２００を図１２に示すような多層パッケージ基板に搭載された時の構成を以下に説明する。

本発明における多層パッケージ基板は、基本的に図１２の（Ａ）〜（Ｃ）のようなパッケージ基板６００〜８００で構成されている。パッケ−ジ基板６００の中央部には、送受信用ＳＡＷフィルタ２０６及び２０７が形成された圧電基板２０８を収納するためのスペースとしてキャビティ６０１が形成されている。また、パッケージ基板６００には、電極パッド６０２Ａ〜６０２Ｈ、送信端子６０３Ａ、アンテナ端子６０３Ｂ及び受信端子６０３Ｃがそれぞれ形成されている。

送信端子６０３Ａと電極パッド６０２Ｈとの間には送信入力整合回路２１３のストリップラインＬ_T２０９に対応するストリップライン６０５が形成されている。また、パッケージ基板６００において、送信端子６０３Ａにはオープンスタブ６０４が接続されているが、第２の実施の形態においては設ける必要がない。一方で、電極パッド６０２Ｈは多層パッケージ基板内で端子８０６に接続されており、パッケージ基板８００におけるこの端子８０６にはオープンスタブＳＴ２１０に対応するオープンスタブ８０５が接続されている。そして、電極パッド６０２Ｈには、ワイヤボンディング等により送信用ＳＡＷフィルタ２０６の入力端子が接続される。

アンテナ端子６０３Ｂと電極パッド６０２Ｄとの間には、アンテナ端整合回路２０２のストリップラインＬ_ANT２１６に相当するストリップライン６０６Ａが形成されている。アンテナ端子６０３Ｂは、端子６０７、配線６０６Ｂ及び電極端子６０２Ｄを介して送信用ＳＡＷフィルタ２０６の出力端子が接続される。さらに、図１２（Ｃ）に示すように、端子６０７は端子８０３に接続されており、分波線路２０５に対応する分波線路８０１を介して端子８０４に接続されている。端子８０４は多層パッケージ基板内で電極パッド６０２Ａに接続されており、さらに電極パッド６０２Ａはワイヤボンディング等により受信用ＳＡＷフィルタ２０７の入力端子に接続される。また、アンテナ端子６０３Ｂは多層パッケージ基板内でパッケージ基板８００の端子８０２Ｂに接続されており、このパッケージ基板８００においてアンテナ端整合回路２０２のオープンスタブＳ_ANT２１７に対応するオープンスタブ８０７が形成されている。

受信端子６０３Ｃと電極パッド６０２Ｅとの間には、受信出力用整合回路２１４のストリップラインＬ_R２１１に対応するストリップライン６０８が形成されている。また、図１２（Ｃ）に示すように、受信端子６０３Ｃは多層パッケ−ジ基板内で端子８０２Ｃに接続されており、さらに、端子８０２ＣにはオープンスタブＳ_R２１２に対応するオープンスタブ８０８が形成されている。

パッケージ基板６００における電極パッド６０２Ｃ及び６０２Ｇは、多層パッケージ基板内でパッケージ基板７００における端子７０１Ａ及び７０１Ｂにそれぞれ接続されている。また、これらの端子７０１Ａ及び７０１Ｂは、端子７０３Ａ〜７０３Ｃ及び７０３Ｈを介して接地電位Ｖ_SSに接続された接地電位パターン７０１内に設けられている。従って、パッケージ基板６００における電極パッド６０２Ｃ及び６０２Ｇは接地電位用電極パッドとして使用される。例えば、第２の実施の形態では、電極パッド６０２Ｃはアンテナ端整合回路２０２における接地電位用電極パッド２１８として、電極パッド６０２Ｇは送信入力整合回路２１３における接地電位用電極パッド２１９として使用される。

同様に、パッケージ基板６００における電極パッド６０２Ｂ及び６０２Ｆは、多層パッケージ基板内でパッケージ基板７００における端子７０２Ａ及び７０２Ｂにそれぞれ接続されている。また、これらの端子７０２Ａ及び７０２Ｂは、端子７０３Ｄ〜７０３Ｇを介して接地電位Ｖ_SSに接続された接地電位パターン７０２内に設けられている。従って、パッケージ基板６００における電極パッド６０２Ｂ及び６０２Ｆは接地電位用電極パッドとして使用される。例えば、第２の実施の形態では、電極パッド６０２Ｂはアンテナ端整合回路２０２における接地電位用電極パッド２１８として、電極パッド６０２Ｆは受信出力整合回路２１４における接地電位用電極パッド２２０として使用される。

パッケージ基板７００において、チップ搭載領域７０４には、送受信用ＳＡＷフィルタ２０６及び２０７が形成された圧電基板２０８が搭載される。また、チップ搭載領域７０４の接地電位パターン７０２には、複数のスルーホール７０５が設けられており、これらのスルーホール７０５は多層パッケージ基板内でパッケージ基板８００に設けられた複数のスルーホ−ル８０９に接続されている。

以上のように、第２の実施の形態における分波器パッケージによれば、送信用ＳＡＷフィルタ２０６及び受信用ＳＡＷフィルタ２０７を一つの圧電基板２０８上に形成し、その圧電基板２０８を多層パッケージ基板に収納するようにしたので、ＳＡＷ分波器全体の小型化を実現することができる。さらに、ストリップラインＬ_T２０９（６０５）、Ｌ_R２１１（６０８）及びＬ_ANT２１６（６０６Ａ）をパッケージ基板７００上に形成し、一方で、分波線路２０５（８０１）、オープンスタブＳＴ２１０（８０５）、ＳＲ２１２（８０８）及びＳＡＮＴ２１７（８０７）をパッケージ基板８００上に形成するようにした。すなわち、ストリップラインを分波線路及びオープンスタブとは別個のパッケージ基板上に形成するようにしたので、ＳＡＷ分波器全体をより小型化させることが可能となる。

また、パッケージ基板７００において、送信入力整合回路２１３と受信出力整合回路２１４の各々に関する接地電位用パターンを別個に分離させて設けるようにしたので、送信用ＳＡＷフィルタ２０６と受信用ＳＡＷフィルタ２０７との間で互いの干渉によるＳＡＷ分波器の周波数特性の劣化を抑制することができる。

また、パッケージ基板７００及び８００にいて、送受信用ＳＡＷフィルタ２０６及び２０７を形成した圧電基板を搭載する領域内にスルーホール７０５及び８０９を設けたので、送受信用ＳＡＷフィルタ２０６及び２０７からの熱を効率良くＳＡＷ分波器の外部へ逃がすことができ、ＳＡＷ分波器の信頼性を向上させることができる。

次に、以上のような構成を有する多層パッケ−ジ基板に搭載されたＳＡＷ分波器２００の動作について説明する。

まず、分波器における整合回路の接続線のインピーダンス変換動作について図１３及び図１４を参照しながら説明する。図１３の接続線と図１４の等価ＬＣ回路との間には次式（２−１）及び（２−２）の関係が存在する。

Ｌ＝Ｚ_o×ＬＬ／ＣＣ ・・・（２−１）
Ｃ＝ＬＬ／（ＣＣ×Ｚ_o） ・・・（２−２）
ここで、Ｚ_oは接続線の特性インピーダンス、ＬＬは接続線の長さ（ｃｍ）、ＣＣ＝３．０×１０¹⁰である。図１４に示した接続線を含んだＳＡＷフィルタ又は分波線路等のインピーダンスＺ_inは次式（２−３）で与えられる。

Ｚｉｎ＝（Ｚｎ＋ｊＷＬ）／（１＋ｊＷＣ（Ｚｎ＋ｊＷＬ））・・（２−３）
ここで、Ｗ＝２πｆ（ｆ：周波数）である。

次に、具体的に図９に示した本発明の第２の実施の形態における送信入力整合回路２１３の接続線（ストリップラインＬ_T２０９）について説明する。ストリップラインＬ_T２０９に相当する接続線の長さを１１．８５ｍｍ、線路幅を０．１ｍｍ、基板の厚さを０．２ｍｍ＋０．２ｍｍ＝０．４ｍｍ、線路の厚さを０．０２ｍｍ、接続線が形成されたパッケージ基板の誘電率を５．０とする（表４参照）と、この接続線の特性インピーダンスは５３．６Ωとなる。

以上のことから、図１４の等価ＬＣ値は、表５に示すように、Ｌ＝４．７３ｎＨ、Ｃ＝１．６５ｐＦとなる。

このストリップラインＬ_T２０９（Ｌ＝４．７３ｎＨ、Ｃ＝１．６５ｐＦ）に関して、図１４に示したように、終端インピーダンスＺ_nが変化した場合の入力インピーダンスＺ_inの変化を表６に示す。

この表６から明らかなように、例えば、終端インピーダンスＺ_nが３０Ωの場合、入力インピーダンスＺ_inは４６．７−ｊ１８．２となっている。すなわち、ストリップライン等の接続線を用いることにより、ＳＡＷ分波器における入力インピーダンスＺ_inを所望の値に設定することができる。

従って、本発明の第２の実施の形態におけるＳＡＷ分波器２００に関して、分波線路２０５、送受信用ＳＡＷフィルタ２０６及び２０７の入力インピーダンスを低く設定し、ストリップラインＬ_T２０９、Ｌ_R２１１及びＬ_ANT２１６を用いて、アンテナ端子２０１、送信端子２０３及び受信端子２０４において所望の入力インピーダンスを設定することができる。また、分波線路２０５において入力インピーダンスを低く設定することによって、より低損失な線路を実現することができる。第２の実施の形態においては、分波線路の線路幅を０．２ｍｍ、基板の厚さを０．４ｍｍとすることで、ＳＡＷ分波器２００の特性インピーダンスを４０．２Ωとすることができ、ＳＡＷ分波器の低損失化を実現している。

次に、分波器における整合回路のオープンスタブ（開放線路）の動作について説明する。このオープンスタブのインピーダンスＺ_infは次式（２−４）で与えられる。

Ｚ_inf＝−ｊｃｏｔ（２πＬＬ／λ） ・・・（２−４）
ここで、具体的に本発明の第２の実施の形態における送信入力整合回路２１３の開放線路（オープンスタブＳ_T２１０）について説明する。送信入力整合回路２１３において、ＬＬ＝１０．３２ｍｍとすると、等価容量Ｃ_infは２．６３ｐＦとなる。つまり、オープンスタブＳ_T２１０を用いることによって、所定の周波数帯域に亘って、前述したストリップライン等の接続線による特性インピーダンスを所望の値に調整することが可能となる。すなわち、開放線路（オープンスタブ）の作用によって、接続線による特性インピーダンス値の虚数部をプラス領域からマイナス領域に変化させることが可能となる。

図１０は、本発明の第３の実施の形態におけるＳＡＷ分波器３００の構成図であり、分波線路３０５、送信用ＳＡＷフィルタ３０６及び受信用ＳＡＷフィルタ３０７が一つの圧電基板３０８上に形成されている。また、第３の実施の形態においても、図１２（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながらＳＡＷ分波器を搭載するための多層パッケージ基板について説明する。

第３の実施の形態におけるＳＡＷ分波器３００は、以下のような構成となっている。まず、図１０に示すように、一つの圧電基板３０８上には、分波線路３０５、送信用ＳＡＷフィルタ３０６及び受信用ＳＡＷフィルタ３０７が形成されている。分波線路３０５は、アンテナ３２１に接続されたアンテナ端子３０１と受信用ＳＡＷフィルタ３０７との間に設けられており、アンテナ端子３０１と分波線路３０５との間にはアンテナ端整合回路３０２が設けられている。ここで、アンテナ端整合回路３０２は、インダクタとしてのストリップラインＬ_ANT３１６とキャパシタとしてのオープンスタブＳ_ANT３１７とで構成されている。また、アンテナ端整合回路３０２は端子３１８を介して接地電位に接続されている。

送信端子３０３には電力増幅器３１５の出力端子が接続されており、送信端子３０３と送信用ＳＡＷフィルタ３０６との間には送信入力整合回路３１３が接続されている。ここで、送信入力整合回路３１３は、インダクタとしてのストリップラインＬ_T３０９とキャパシタとしてのオープンスタブＳ_T３１０とで構成されている。また、送信入力整合回路３１３は端子３１９を介して接地電位に接続されている。

受信端子３０４と受信用ＳＡＷフィルタ３０７との間には受信出力整合回路３１４が接続されている。ここで、受信出力整合回路３１４は、インダクタとしてのストリップラインＬ_R３１１とキャパシタとしてのオープンスタブＳ_R３１２とで構成されている。また、受信出力整合回路３１４は端子３２０を介して接地電位に接続されている。

以上のように構成されたＳＡＷ分波器３００を図１２に示すような多層パッケージ基板に搭載された時の構成を以下に説明する。

本発明における多層パッケージ基板は、基本的に図１２の（Ａ）〜（Ｃ）のようなパッケージ基板６００〜８００で構成されている。

パッケ−ジ基板６００の中央部には、送受信用ＳＡＷフィルタ３０６及び３０７が形成された圧電基板３０８を収納するためのスペースとしてキャビティ６０１が形成されている。また、パッケージ基板６００には、電極パッド６０２Ａ〜６０２Ｈ、送信端子６０３Ａ、アンテナ端子６０３Ｂ及び受信端子６０３Ｃがそれぞれ形成されている。

送信端子６０３Ａと電極パッド６０２Ｈとの間には送信入力整合回路３１３のストリップラインＬ_T３０９に対応するストリップライン６０５が形成されている。また、パッケージ基板６００において、送信端子６０３Ａにはオープンスタブ６０４が接続されているが、第３の実施の形態においては設ける必要がない。一方で、電極パッド６０２Ｈは多層パッケージ基板内で端子８０６に接続されており、パッケージ基板８００におけるこの端子８０６にはオープンスタブＳＴ３１０に対応するオープンスタブ８０５が接続されている。そして、電極パッド６０２Ｈには、ワイヤボンディング等により送信用ＳＡＷフィルタ３０６の入力端子が接続される。

アンテナ端子６０３Ｂと電極パッド６０２Ｄとの間には、アンテナ端整合回路３０２のストリップラインＬ_ANT３１６に相当するストリップライン６０６Ａが形成されている。アンテナ端子６０３Ｂは、端子６０７、配線６０６Ｂ及び電極端子６０２Ｄを介して送信用ＳＡＷフィルタ３０６の出力端子が接続される。一方、第３の実施の形態においては、分波線路３０５は圧電基板３０８上に送受信用ＳＡＷフィルタと共に形成されているので、図１２（Ｃ）に示されている分波線路８０１は設ける必要がない。また、アンテナ端子６０３Ｂは多層パッケージ基板内でパッケージ基板８００の端子８０２Ｂに接続されており、このパッケージ基板８００においてアンテナ端整合回路３０２のオープンスタブＳ_ANT３１７に対応するオープンスタブ８０７が形成されている。

受信端子６０３Ｃと電極パッド６０２Ｅとの間には、受信出力用整合回路３１４のストリップラインＬ_R３１１に対応するストリップライン６０８が形成されている。また、図１２（Ｃ）に示すように、受信端子６０３Ｃは多層パッケ−ジ基板内で端子８０２Ｃに接続されており、さらに、端子８０２ＣにはオープンスタブＳ_R３１２に対応するオープンスタブ８０８が形成されている。

パッケージ基板６００における電極パッド６０２Ｃ及び６０２Ｇは、多層パッケージ基板内でパッケージ基板７００における端子７０１Ａ及び７０１Ｂにそれぞれ接続されている。また、これらの端子７０１Ａ及び７０１Ｂは、端子７０３Ａ〜７０３Ｃ及び７０３Ｈを介して接地電位Ｖ_SSに接続された接地電位パターン７０１内に設けられている。従って、パッケージ基板６００における電極パッド６０２Ｃ及び６０２Ｇは接地電位用電極パッドとして使用される。例えば、第３の実施の形態では、電極パッド６０２Ｃはアンテナ端整合回路３０２における接地電位用電極パッド３１８として、電極パッド６０２Ｇは送信入力整合回路３１３における接地電位用電極パッド３１９として使用される。

同様に、パッケージ基板６００における電極パッド６０２Ｂ及び６０２Ｆは、多層パッケージ基板内でパッケージ基板７００における端子７０２Ａ及び７０２Ｂにそれぞれ接続されている。また、これらの端子７０２Ａ及び７０２Ｂは、端子７０３Ｄ〜７０３Ｇを介して接地電位Ｖ_SSに接続された接地電位パターン７０２内に設けられている。従って、パッケージ基板６００における電極パッド６０２Ｂ及び６０２Ｆは接地電位用電極パッドとして使用される。例えば、第３の実施の形態では、電極パッド６０２Ｂはアンテナ端整合回路３０２における接地電位用電極パッド３１８として、電極パッド６０２Ｆは受信出力整合回路３１４における接地電位用電極パッド３２０として使用される。

パッケージ基板７００において、チップ搭載領域７０４には、分波線路３０５、送受信用ＳＡＷフィルタ３０６及び３０７が形成された圧電基板３０８が搭載される。また、チップ搭載領域７０４の接地電位パターン７０２には、複数のスルーホール７０５が設けられており、これらのスルーホール７０５は多層パッケージ基板内でパッケージ基板８００に設けられた複数のスルーホ−ル８０９に接続されている。

以上のように、第３の実施の形態における分波器パッケージによれば、分波線路３０５、送信用ＳＡＷフィルタ３０６及び受信用ＳＡＷフィルタ３０７を一つの圧電基板３０８上に形成し、その圧電基板３０８を多層パッケージ基板に収納するようにしたので、ＳＡＷ分波器全体の小型化を実現することができる。さらに、ストリップラインＬ_T３０９（６０５）、Ｌ_R３１１（６０８）及びＬ_ANT３１６（６０６Ａ）をパッケージ基板７００上に形成し、一方で、オープンスタブＳ_T３１０（８０５）、Ｓ_R３１２（８０８）及びＳ_ANT３１７（８０７）をパッケージ基板８００上に形成するようにした。すなわち、ストリップラインを分波線路及びオープンスタブとは別個のパッケージ基板上に形成するようにしたので、ＳＡＷ分波器全体をより小型化させることが可能となる。また、分波線路３０５を損失の小さい圧電基板３０８上に形成したので、ＳＡＷ分波器３００の周波数特性をより向上させることができる。

また、パッケージ基板７００において、送信入力整合回路３１３と受信出力整合回路３１４の各々に関する接地電位用パターンを別個に分離させて設けるようにしたので、送信用ＳＡＷフィルタ３０６と受信用ＳＡＷフィルタ３０７との間で互いの干渉によるＳＡＷ分波器の周波数特性の劣化を抑制することができる。

また、パッケージ基板７００及び８００にいて、送受信用ＳＡＷフィルタ３０６及び３０７を形成した圧電基板を搭載する領域内にスルーホール７０５及び８０９を設けたので、送受信用ＳＡＷフィルタ３０６及び３０７からの熱を効率良くＳＡＷ分波器の外部へ逃がすことができ、ＳＡＷ分波器３００の信頼性を向上させることができる。

図１１は、本発明の第４の実施の形態におけるＳＡＷ分波器４００の構成図であり、送信用ＳＡＷフィルタ４０６及び受信用ＳＡＷフィルタ４０７が一つの圧電基板４０８上に形成されている。また、第４の実施の形態においても、図１２（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながらＳＡＷ分波器を搭載するための多層パッケージ基板について説明する。

第４の実施の形態におけるＳＡＷ分波器４００は、以下のような構成となっている。まず、図１１に示すように、一つの圧電基板４０８上には送信用ＳＡＷフィルタ４０６及び受信用ＳＡＷフィルタ４０７が形成されている。アンテナ４２２に接続されたアンテナ端子４０１と受信用ＳＡＷフィルタ４０７との間には、アンテナ端整合回路４０２及び分波線路４０５が設けられている。ここで、アンテナ端整合回路４０２は、インダクタとしてのストリップラインＬ_ANT４１７とキャパシタとしてのオープンスタブＳ_ANT４１８とで構成されている。また、アンテナ端整合回路４０２は端子４１９を介して接地電位に接続されている。

送信端子４０３には電力増幅器４１６の出力端子が接続されており、送信端子４０３と送信用ＳＡＷフィルタ４０６との間には送信入力整合回路４１２が接続されている。ここで、送信入力整合回路４１２は、インダクタとしてのストリップラインＬ_T４０９とキャパシタとしてのオープンスタブＳ_T４１０及びＳ_TS４１１とで構成されている。また、送信入力整合回路４１２は端子４２０を介して接地電位に接続されている。

受信端子４０４と受信用ＳＡＷフィルタ４０７との間には受信出力整合回路４１５が接続されている。ここで、受信出力整合回路４１５は、インダクタとしてのストリップラインＬ_R４１３とキャパシタとしてのオープンスタブＳ_R４１４とで構成されている。また、受信出力整合回路４１５は端子４２１を介して接地電位に接続されている。

以上のように構成されたＳＡＷ分波器４００を図１２に示すような多層パッケージ基板に搭載された時の構成を以下に説明する。

本発明における多層パッケージ基板は、基本的に図１２の（Ａ）〜（Ｃ）のようなパッケージ基板６００〜８００で構成されている。

パッケ−ジ基板６００の中央部には、送受信用ＳＡＷフィルタ４０６及び４０７が形成された圧電基板４０８を収納するためのスペースとしてキャビティ６０１が形成されている。また、パッケージ基板６００には、電極パッド６０２Ａ〜６０２Ｈ、送信端子６０３Ａ、アンテナ端子６０３Ｂ及び受信端子６０３Ｃがそれぞれ形成されている。

送信端子６０３Ａと電極パッド６０２Ｈとの間には送信入力整合回路４１２のストリップラインＬ_T４０９に対応するストリップライン６０５が形成されている。また、パッケージ基板６００において、送信端子６０３ＡにはオープンスタブＳ_TS４１１に対応するオープンスタブ６０４が接続されている。一方で、電極パッド６０２Ｈは多層パッケージ基板内で端子８０６に接続されており、パッケージ基板８００におけるこの端子８０６にはオープンスタブＳ_T４１０に対応するオープンスタブ８０５が接続されている。そして、電極パッド６０２Ｈには、ワイヤボンディング等により送信用ＳＡＷフィルタ４０６の入力端子が接続される。さらに、図１２（Ｃ）に示すように、端子６０７は端子８０３に接続されており、分波線路４０５に対応する分波線路８０１を介して端子８０４に接続されている。端子８０４は多層パッケージ基板内で電極パッド６０２Ａに接続されており、さらに電極パッド６０２Ａはワイヤボンディング等により受信用ＳＡＷフィルタ４０７の入力端子に接続される。

アンテナ端子６０３Ｂと電極パッド６０２Ｄとの間には、アンテナ端整合回路４０２のストリップラインＬ_ANT４１７に対応するストリップライン６０６Ａが形成されている。アンテナ端子６０３Ｂは、端子６０７、配線６０６Ｂ及び電極端子６０２Ｄを介して送信用ＳＡＷフィルタ４０６の出力端子が接続される。また、アンテナ端子６０３Ｂは多層パッケージ基板内でパッケージ基板８００の端子８０２Ｂに接続されており、このパッケージ基板８００においてアンテナ端整合回路４０２のオープンスタブＳ_ANT４１８に対応するオープンスタブ８０７が形成されている。

受信端子６０３Ｃと電極パッド６０２Ｅとの間には、受信出力用整合回路４１５のストリップラインＬ_R４１３に対応するストリップライン６０８が形成されている。また、図１２（Ｃ）に示すように、受信端子６０３Ｃは多層パッケ−ジ基板内で端子８０２Ｃに接続されており、さらに、端子８０２ＣにはオープンスタブＳ_R４１４に対応するオープンスタブ８０８が形成されている。

パッケージ基板６００における電極パッド６０２Ｃ及び６０２Ｇは、多層パッケージ基板内でパッケージ基板７００における端子７０１Ａ及び７０１Ｂにそれぞれ接続されている。また、これらの端子７０１Ａ及び７０１Ｂは、端子７０３Ａ〜７０３Ｃ及び７０３Ｈを介して接地電位Ｖ_SSに接続された接地電位パターン７０１内に設けられている。従って、パッケージ基板６００における電極パッド６０２Ｃ及び６０２Ｇは接地電位用電極パッドとして使用される。例えば、第４の実施の形態では、電極パッド６０２Ｃはアンテナ端整合回路４０２における接地電位用電極パッド４１９として、電極パッド６０２Ｇは送信入力整合回路４１２における接地電位用電極パッド４２０として使用される。

同様に、パッケージ基板６００における電極パッド６０２Ｂ及び６０２Ｆは、多層パッケージ基板内でパッケージ基板７００における端子７０２Ａ及び７０２Ｂにそれぞれ接続されている。また、これらの端子７０２Ａ及び７０２Ｂは、端子７０３Ｄ〜７０３Ｇを介して接地電位Ｖ_SSに接続された接地電位パターン７０２内に設けられている。従って、パッケージ基板６００における電極パッド６０２Ｂ及び６０２Ｆは接地電位用電極パッドとして使用される。例えば、第４の実施の形態では、電極パッド６０２Ｂはアンテナ端整合回路４０２における接地電位用電極パッド４１９として、電極パッド６０２Ｆは受信出力整合回路４１５における接地電位用電極パッド４２１として使用される。

パッケージ基板７００において、チップ搭載領域７０４には、分波線路４０５、送受信用ＳＡＷフィルタ４０６及び４０７が形成された圧電基板４０８が搭載される。また、チップ搭載領域７０４の接地電位パターン７０２には、複数のスルーホール７０５が設けられており、これらのスルーホール７０５は多層パッケージ基板内でパッケージ基板８００に設けられた複数のスルーホ−ル８０９に接続されている。

以上のように、第４の実施の形態における分波器パッケージによれば、分波線路４０５、送信用ＳＡＷフィルタ４０６及び受信用ＳＡＷフィルタ４０７を一つの圧電基板４０８上に形成し、その圧電基板４０８を多層パッケージ基板に収納するようにしたので、ＳＡＷ分波器全体の小型化を実現することができる。さらに、ストリップラインＬ_T４０９（６０５）、Ｌ_R４１３（６０８）及びＬ_ANT４１７（６０６Ａ）をパッケージ基板７００上に形成し、一方で、オープンスタブＳ_T４１０（８０５）、Ｓ_R４１４（８０８）及びＳ_ANT４１８（８０７）をパッケージ基板８００上に形成するようにした。すなわち、ストリップラインを分波線路及びオープンスタブとは別個のパッケージ基板上に形成するようにしたので、ＳＡＷ分波器全体をより小型化させることが可能となる。

また、パッケージ基板７００において、送信入力整合回路４１２と受信出力整合回路４１５の各々に関する接地電位用パターンを別個に分離させて設けるようにしたので、送信用ＳＡＷフィルタ４０６と受信用ＳＡＷフィルタ４０７との間で互いの干渉によるＳＡＷ分波器の周波数特性の劣化を抑制することができる。

また、パッケージ基板７００及び８００にいて、送受信用ＳＡＷフィルタ４０６及び４０７を形成した圧電基板を搭載する領域内にスルーホール７０５及び８０９を設けたので、送受信用ＳＡＷフィルタ４０６及び４０７からの熱を効率良くＳＡＷ分波器の外部へ逃がすことができ、ＳＡＷ分波器４００の信頼性を向上させることができる。

さらに、第４の実施の形態では、送信入力整合回路４１２においてオープンスタブＳ_TS４１１を設けたので、ＳＡＷ分波器４００におけるスプリアス帯域の減衰量を所望の値に設定することができる。

本発明の第１の実施の形態におけるＳＡＷ分波器の構成例を概略的に示したブロック図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＳＡＷ分波器の具体的な回路構成図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＳＡＷ分波器の具体的な回路構成図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＳＡＷ分波器をパッケージ基板に搭載した時の概略的な斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における、送信動作させた場合のＳＡＷ分波器の機能的構成図である。 本発明の第１の実施の形態における、受信動作させた場合のＳＡＷ分波器の機能的構成図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＳＡＷ分波器のインピーダンスを説明する図である。 本発明の第１の実施の形態における直列腕ＳＡＷ共振器の回路図及びＬＣ等価回路図である。 本発明の第２の実施の形態におけるＳＡＷ分波器の構成図である。 本発明の第３の実施の形態におけるＳＡＷ分波器の構成図である。 本発明の第４の実施の形態におけるＳＡＷ分波器の構成図である。 本発明の第２の実施の形態におけるＳＡＷ分波器を搭載するための多層パッケージ基板の平面図である。 分波器における整合回路の接続線の構成図である。 分波器における整合回路の接続線に関する等価ＬＣ回路図である。

符号の説明

１００、２００、３００、４００：ＳＡＷ分波器
１０１、２０１、３０１、４０１、６０３Ｂ、８０２Ｂ：アンテナ端子
１０２：インピーダンス整合用ＬＣ回路
１０２ａ：キャパシタ
１０２ｂ：インダクタ
１０３、２０３、３０３、４０３、６０３Ａ、８０２Ａ：送信端子
１０４、２０４、３０４、４０４、６０３Ｃ、８０２Ｃ：受信端子
１０５：送信用分波線路（Ｔｘ−分波線路）
１０６：受信用分波線路（Ｒｘ−分波線路）
１０７：分波回路
２０５、３０５、４０５、８０１：分波線路
１０８、２０６、３０６、４０６：送信用ＳＡＷフィルタ
１０５ａ、１０６ａ、１０８ａ〜１０８ｅ、１０９ａ〜１０９ｇ：ＳＡＷ共振器
１０９、２０７、３０７、４０７：受信用ＳＡＷフィルタ
１１０、２０８、３０８、４０８：圧電基板
１１１：パッケージ基板
１１２、２２１、３２１、４２２：アンテナ
１１３、２１５、３１５、４１６：電力増幅器
１１４：受信系回路
１１５：送信系回路
１１６、１１７：入力インピーダンス
２０２、３０２、４０２：アンテナ端整合回路
２０９、２１１、２１６、３０９、３１１、３１６、４０９、４１３、４１７、６０５、６０６Ａ、６０８：ストリップライン
２１０、２１２、２１７、３１０、３１２、３１７、４１０、４１１、４１４、４１８、６０４、８０５、８０７、８０８：オープンスタブ
２１３、３１３、４１２：送信入力整合回路
２１４、３１４、４１５：受信出力整合回路
２１８〜２２０、３１８〜３２０、４１９〜４２１：接地電位用電極パッド
６００、７００、８００：パッケージ基板
６０１：キャビティ
６０２ａ〜６０２Ｈ：電極パッド
７０１、７０２：接地電位パターン
７０１Ａ、７０１Ｂ、７０２Ａ、７０２Ｂ：接地電位端子
７０３Ａ〜７０３Ｈ：
７０４：チップ搭載領域
７０５、８０９：スルーホール

Claims (11)

1. 入力端子と、出力端子と、アンテナ端子とが設けられるパッケージ基板と、
   前記パッケージ基板上に設けられる圧電基板と、
   前記圧電基板上に形成され、前記入力端子と電気的に接続される送信用ＳＡＷフィルタと、
   前記圧電基板上に形成され、前記出力端子と電気的に接続される受信用ＳＡＷフィルタと、
   前記パッケージ基板に設けられ、前記受信用ＳＡＷフィルタと電気的に接続される分波線路と、
   前記パッケージ基板内であって、前記アンテナ端子と前記分波線路及び前記送信用ＳＡＷフィルタと電気的に接続されるストリップラインとにより構成されることを特徴とする分波器。
2. 前記ストリップラインと電気的に接続する開放線路とを有することを特徴とする請求項１記載の分波器。
3. 前記パッケージ基板は３層以上の複数の基板により構成され、前記分波線路は前記パッケージ基板を構成する前記複数の基板の中間層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。
4. 前記分波線路は、前記圧電基板上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。
5. 前記ストリップラインは、前記圧電基板上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。
6. 入力端子と、出力端子と、アンテナ端子とが設けられるパッケージ基板と、
   前記パッケージ基板上に設けられる圧電基板と、
   前記圧電基板上に形成され、前記入力端子と電気的に接続される送信用ＳＡＷフィルタと、
   前記圧電基板上に形成され、前記出力端子と電気的に接続される受信用ＳＡＷフィルタと、
   前記パッケージ基板に設けられ、前記受信用ＳＡＷフィルタと電気的に接続される分波線路と、
   前記パッケージ基板内であって、前記アンテナ端子と前記分波線路及び前記送信用ＳＡＷフィルタと電気的に接続されるストリップライン若しくは前記アンテナ端子と電気的に接続される開放線路とにより構成されることを特徴とする分波器。
7. 入力端子と、出力端子と、アンテナ端子とが設けられるパッケージ基板と、
   前記パッケージ基板上に設けられる圧電基板と、
   前記圧電基板上に形成され、前記入力端子と電気的に接続される送信用ＳＡＷフィルタと、
   前記圧電基板上に形成され、前記出力端子と電気的に接続される受信用ＳＡＷフィルタと、
   前記パッケージ基板に設けられ、前記受信用ＳＡＷフィルタと電気的に接続される分波線路とにより構成されることを特徴とする分波器。
8. 第１及び第２の入力端子と、第１及び第２の出力端子と、アンテナ端子とが設けられるパッケージ基板と、
   前記パッケージ基板上に設けられる圧電基板と、
   前記圧電基板上に形成され、前記第１の入力端子及び前記第１の出力端子と電気的に接続される送信用フィルタと、
   前記圧電基板上に形成され、前記第２の入力端子及び前記第２の出力端子と電気的に接続される受信用フィルタと、
   前記第１の出力端子と接続され、前記第１の出力端子から出力される送信信号を分離するための分波回路と、
   前記パッケージ基板内であって、前記アンテナ端子と前記分波回路及び前記送信用フィルタと接続されるストリップラインとにより構成されることを特徴とする分波器。
9. 前記分波回路は直列腕ＳＡＷ共振器により構成されることを特徴とする請求項８記載の分波器。
10. 前記送信用フィルタ及び前記受信用フィルタは、それぞれＳＡＷフィルタであることを特徴とする請求項９に記載の分波器。
11. 前記第１の入力端子と前記受信用フィルタとを電気的に接続する第１のボンディングワイヤと、
    前記第１の出力端子と前記受信用フィルタとを電気的に接続する第２のボンディングワイヤと、
    前記第２の入力端子と前記送信用フィルタとを電気的に接続する第３のボンディングワイヤと、
    前記第２の出力端子と前記送信用フィルタとを電気的に接続する第４のボンディングワイヤとを備えたことを特徴とする請求項１０に記載の分波器。

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