JP2021158655A - フィルタ装置、複合フィルタ装置及びフィルタ回路 - Google Patents

Abstract

【課題】耐電力性を向上させることが可能なフィルタ装置、複合フィルタ装置及びフィルタ回路を提供する。【解決手段】第１基板と、第１基板に形成されている第１入力電極と、第１基板に形成されている第１出力電極と、第１基板に形成されており、接地電位が供給されている第１接地電極と、第１基板に形成されており、電気的に開放されている開放部と、第１基板上に搭載される第２基板と、第２基板の表面に形成されており、第１入力電極に接続されている第２入力電極と、第２基板の表面に形成されており、第１出力電極に接続されている第２出力電極と、第２基板の表面に形成されており、第１接地電極に接続されている第２接地電極と、第２基板の表面に形成されており、第２入力電極と第２出力電極とを接続する第１接続経路に配置されている、少なくとも１つの第１機能電極と、を備え、開放部は、第１接続経路に接続されている、フィルタ装置【選択図】図１

Description

本発明は、フィルタ装置、複合フィルタ装置及びフィルタ回路に関する。

従来、携帯電話などの無線通信機には、特定の信号をフィルタリングするためのフィルタ装置が用いられている。例えば、特許文献１には、直列腕共振子と並列腕共振子とを梯子状に接続することで形成されたラダー型のフィルタ装置に関する技術が開示されている。

特開平６−３０３０９３号公報

フィルタ装置に信号が入力されると、フィルタ装置に含まれる共振子において共振現象が起こり、信号が振動に変換されたり、振動が信号に変化なされたりする。このとき、共振子が発熱し、共振子の温度が上昇する。

特に、フィルタ装置に入力される信号の電力が大きくなると、共振子の温度の上昇が大きくなる。共振子の温度が一定の温度を超えると、共振子を形成している金属においてマイグレーション現象が起こり、共振子がショートを引き起こしてフィルタ装置のフィルタ特性が低下する場合がある。このため、フィルタ装置の耐電力性を向上することが希求されている。

そこで、本発明は、耐電力性を向上させることが可能なフィルタ装置、複合フィルタ装置及びフィルタ回路を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るフィルタ装置は、第１基板と、第１基板に形成されている第１入力電極と、第１基板に形成されている第１出力電極と、第１基板に形成されており、接地電位が供給されている第１接地電極と、第１基板に形成されており、電気的に開放されている開放部と、第１基板上に搭載される第２基板と、第２基板の表面に形成されており、第１入力電極に接続されている第２入力電極と、第２基板の表面に形成されており、第１出力電極に接続されている第２出力電極と、第２基板の表面に形成されており、第１接地電極に接続されている第２接地電極と、第２基板の表面に形成されており、第２入力電極と第２出力電極とを接続する第１接続経路に配置されている、少なくとも１つの第１機能電極と、を備え、開放部は、第１接続経路に接続されている。

本発明の他の一態様に係る複合フィルタ装置は、受信フィルタ及び送信フィルタを備える複合フィルタ装置であって、前記受信フィルタ又は前記送信フィルタのうちの少なくとも一方が、本発明に従い構成されたフィルタ装置を含む。

本発明の他の一態様に係るフィルタ回路は、入力端子と、出力端子と、入力端子及び出力端子を接続する接続経路において配置されている少なくとも１つの共振子と、接続経路に接続されており、開放されている開放端子と、を備える。

本発明によれば、耐電力性を向上させることが可能なフィルタ装置、複合フィルタ装置及びフィルタ回路を提供することができる。

第１実施形態に係るフィルタ装置の回路図である。 同実施形態に係るフィルタ装置の概略的断面図である。 図２とは異なる方向から見たフィルタ装置の概略的断面図である。 本実施形態に係る第２基板の主面の概略を示す図である。 積層基板の上面の概略図である。 積層基板の第２層の概略図である。 積層基板の第３層の概略図である。 積層基板の下面の概略図である。 第２実施形態に係るフィルタ装置の回路図である。 第３実施形態に係るフィルタ装置の回路図である。 第４実施形態に係るフィルタ装置の回路図である。 第５実施形態に係るフィルタ装置の回路図である。 第６実施形態に係るフィルタ装置の概略的断面図である。 同実施形態に係るＩＤＴ電極の概略構成図である。 第７実施形態に係るフィルタ装置の圧電素子及び開放部の概略構成図である。 第８実施形態に係るフィルタ装置の圧電素子及び開放部の概略構成図である。 第１応用例に係る複合フィルタ装置を示す図である。 第２応用例に係る複合フィルタ装置を示す図である。 ＢＡＷ共振子を搭載したフィルタ装置の概略的断面図である。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係るフィルタ装置１０の回路図を示す図である。フィルタ装置１０は、所定の周波数の信号を通過させ、当該所定の周波数以外の周波数の信号を減衰させるフィルタ回路である。本実施形態に係るフィルタ装置１０は、複数の共振子が直列腕及び並列腕に配置されたラダー型フィルタである。

フィルタ装置１０は、主として、入力端子１００と、出力端子１０２と、フィルタ部１０４と、開放端子１４０と、を備える。フィルタ装置１０の入力端子１００には信号が入力され、出力端子１０２から信号が出力される。

フィルタ部１０４は、３つの直列腕共振子１１０，１１２，１１４と、２つの並列腕共振子１２０，１２２と、２つの接地端子１３０，１３２と、を備える。直列腕共振子、並列腕共振子、接地端子及び開放端子の数はそれぞれ一例であり、これに限定されるものではない。

直列腕共振子１１０，１１２，１１４及び並列腕共振子１２０，１２２の素子は特に限定されないが、例えば、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）共振子、圧電薄膜共振子、又はバルク弾性波（ＢＡＷ：Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）共振子等であってもよいが、本実施形態では直列腕共振子及び並列腕共振子がＳＡＷ共振子であるものとして説明する。以下で説明する各種の共振子においても同様である。

３つの直列腕共振子１１０，１１２，１１４は、入力端子１００と出力端子１０２とを接続する第１接続経路１１６（「直列腕」ともいう。）において、入力端子１００から近い順にそれぞれ直列接続されている。

２つの並列腕共振子１２０，１２２は、入力端子１００から近い順にそれぞれ、直列腕から分岐するように並列に接続されている。並列腕共振子１２０は、直列腕共振子１１０と直列腕共振子１１２との接続点と、接地端子１３０とを接続する経路（第２接続経路）に配置されている。また、並列腕共振子１２２は、直列腕共振子１１２と直列腕共振子１１４との接続点と、接地端子１３２とを接続する経路（第２接続経路）に配置されている。２つの接地端子１３０，１３２のそれぞれには、接地電位が供給されている。

開放端子１４０は、直列腕に接続されている。また、開放端子１４０は、電気的に開放されている。このため、開放端子１４０により、オープンスタブの機能が実現されている。本発明での開放は、一方端が電気的に何も接続されていない状態であることをいうものとする。インピーダンスで言うならば、規格化インピーダンス（５０Ω）のおおよそ１０倍以上のインピーダンスを備える状態を開放とする。

図２は、本実施形態に係るフィルタ装置２の概略的断面図である。また、図３は、図２とは異なる方向から見たフィルタ装置２の概略的断面図である。図２及び図３に示すように、本実施形態に係るフィルタ装置２は、積層基板４００（第１基板）と、積層基板４００上に搭載されている圧電基板３００（第２基板）とを備えている。なお、本実施形態では、第２基板が圧電体により構成されている圧電基板であるものとして説明するが、第２基板は、表面に圧電膜が形成されたシリコンなどの基板であってもよい。また、圧電基板３００を覆うように、カバー部材２００が設けられている。さらに、積層基板４００の下面に形成されている各種の電極には、マザーボード２１０が接続されている。積層基板４００の下面に形成されている各種の電極は、マザーボード２１０から各種の電位が供給されている。なお、本明細書では、主に、フィルタ装置２の基板には積層基板４００が用いられるものとして説明するが、フィルタ装置２に用いられる基板は積層基板４００に限定されるものではない。

図２及び図３に示すように、圧電基板３００の主面には、各種の電極が形成されている。例えば、圧電基板３００の主面には、共振子を構成するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極３５０，３５２が形成されている。圧電基板３００及びＩＤＴ電極により圧電素子（本実施形態ではＳＡＷ共振子）が形成されている。

図４は、本実施形態に係る圧電基板３００の主面の概略を示す図である。図４に示すように、圧電基板３００の主面には、入力電極３１０（第２入力電極）、開放電極３１２、接地電極３１４（第２接地電極）及び出力電極３１６（第２出力電極）が形成されている。さらに、圧電基板３００の主面には、共振子を構成する５つのＩＤＴ電極３２０，３２２，３２４，３２６，３２８が形成されている。ここで、ＩＤＴ電極３２０は直列腕共振子１１０を構成し、ＩＤＴ電極３２２は直列腕共振子１１２を構成し、ＩＤＴ電極３２４は直列腕共振子１１４を構成し、ＩＤＴ電極３２６は並列腕共振子１２０を構成し、ＩＤＴ電極３２８は並列腕共振子１２２を構成しているものとする。本明細書では、直列腕共振子を構成するＩＤＴ電極３２０，３２２，３２４を第１機能電極、並列腕共振子を構成するＩＤＴ電極３２６，３２８を第２機能電極ともいう。

開放電極３１２は、入力電極３１０とＩＤＴ電極３２０とを接続する電極３３０に接続されている。また、ＩＤＴ電極３２０は、電極３３２を通じて、ＩＤＴ電極３２２及びＩＤＴ電極３２６に接続されている。また、ＩＤＴ電極３２２は、電極３３４を通じて、ＩＤＴ電極３２４及びＩＤＴ電極３２８に接続されている。また、ＩＤＴ電極３２４は、電極３３６を通じて、出力電極３１６に接続されている。さらに、ＩＤＴ電極３２６は、電極３３８を通じて、ＩＤＴ電極３２８及び接地電極３１４に接続されている。

以上より、入力電極３１０及び出力電極３１６は、電極３３０、ＩＤＴ電極３２０、電極３３２、ＩＤＴ電極３２２、電極３３４、ＩＤＴ電極３２４及び電極３３６により接続されている。開放電極３１２に接続されている電極３３０は、入力電極３１０と出力電極３１６とを接続する経路（第１接続経路）の一部となる。

図２に戻って、積層基板４００について説明する。積層基板４００の上面、第２層、第３層及び下面には、各種の電極が設けられている。図５は、積層基板４００の上面の概略図である。また、図６は、積層基板４００の第２層の概略図である。また、図７は、積層基板４００の第３層の概略図である。さらに、図８は、積層基板４００の下面の概略図である。

図５に示すように、積層基板４００の上面には４つの電極４１０，４３０，４５０，４７０が形成されている。ここで、図２に示すように、電極４１０は、バンプ３６０を通じて、圧電基板３００の主面に形成されている入力電極３１０に接続されている。また、電極４３０は、バンプ３６２を通じて、圧電基板３００の主面に形成されている開放電極３１２に接続されている。また、電極４７０は、図３に示すように、バンプ３６４を通じて、圧電基板３００の主面に形成されている出力電極３１６に接続されている。さらに、電極４５０は、バンプ（不図示）を通じて、圧電基板３００の主面に形成されている接地電極に接続されている。

図５に戻って、積層基板４００の上面に形成されている電極４１０のビアホール電極４１１は、図６に示す第２層の電極４１４の領域４１５に接続されている。さらに、電極４１４のビアホール電極４１６は、図７に示す第３層の電極４２０に接続されている。さらに、電極４２０のビアホール電極４２１は、図８に示す下面の入力電極４２４（第１入力電極）の領域４２５に接続されている。ここで、入力電極４２４は、マザーボード２１０から入力電位が供給されている。以上より、積層基板４００に形成されている入力電極４２４は、電極４２０，４１４，４１０及びバンプ３６０を通じて、圧電基板の主面に形成されている入力電極３１０に接続されている。

図５に戻って、積層基板４００の上面に形成されている電極４３０のビアホール電極４３１は、図６に示す第２層の電極４３４の領域４３５に接続されている。また、電極４３４のビアホール電極４３６は、図７に示す第３層の電極４４０の領域４４１に接続されている。電極４４０は、図８に示す下面の電極４４４を含む、ビアホール電極４３６以外のいずれの電極に接続されていない。このため、電極４４０は電気的に開放されている。また、電極４３０、４３４，４４０は、互いに電気的に接続されており、開放部４３を構成している。また、電極４４０が電気的に開放されているため、開放部４３は電気的に開放されている。さらに、開放部４３は、バンプ３６２及び開放電極３１２を通じて、圧電基板３００の主面に形成されている入力電極３１０と出力電極３１６とを接続する経路に接続されている。

また図５に戻って、積層基板４００の上面に形成されている電極４５０のビアホール電極４５１は、図６に示す第２層の電極４５４の領域４５５に接続されている。また、電極４５４のビアホール電極４５６は、図７に示す第３層の電極４６０に接続されている。さらに、電極４６０のビアホール電極４６１は、図８に示す下面の接地電極４６４（第１接地電極）の領域４６５に接続されている。ここで、接地電極４６４は、マザーボード２１０から接地電位が供給されている。以上より、積層基板４００の下面に形成されている接地電極４６４は、電極４６０，４５４，４５０及びバンプ（不図示）を通じて、圧電基板３００の主面に形成されている接地電極３１４に接続されている。

さらに図５に戻って、積層基板４００の上面に形成されている電極４７０のビアホール電極４７１は、図６に示す第２層の電極４７４の領域４７５に接続されている。また、電極４７４のビアホール電極４７６は、図７に示す第３層の電極４８０に接続されている。さらに、電極４８０のビアホール電極４８１は、図８に示す出力電極４８４（第１出力電極）の領域４８５に接続されている。以上より、積層基板４００の下面に形成されている出力電極４８４は、電極４８０，４７４，４７０及びバンプ３６４を通じて、圧電基板３００の主面に形成されている出力電極３１６（第２出力電極）に接続されている。

以上、第１実施形態に係るフィルタ装置２の構成について説明した。本実施形態によれば、電気的に開放されている開放部４３が、圧電基板３００の表面に形成されている入力電極３１０（第２入力電極）と出力電極３１６（第２出力電極）とを接続する経路に接続されている。

本実施形態によれば、フィルタ装置２に電力が入力されることによりＩＤＴ電極により構成される共振子において生じる熱は、開放部４３により放散される。例えば、共振子において生じる熱は、開放電極３１２を通じて開放部に伝達され、積層基板４００あるいはマザーボード２１０に伝達される。このようにして共振子から放熱され、共振子の温度の上昇が抑制される。

フィルタ装置１０に入力される電力が大きくなると、共振子に生じる熱量が大きくなる。本実施形態に係るフィルタ装置２によれば、共振子に生じた熱が放散されるため、フィルタ装置２に入力される電力が大きくなっても共振子の温度上昇が抑制される。この結果、フィルタ装置２の耐電力性が向上する。

また、本実施形態では、開放部４３は、第１接続経路に配置されている共振子（直列腕共振子）のうち、最も入力端子１００に近い直列腕共振子１１０に電気的に接続されている。

直列腕共振子１１０は、３つの直列腕共振子のうち最も入力端子１００の近くに電気的に位置しているため、他の直列腕共振子よりも発熱量が大きくなる。このため、直列腕共振子１１０は他の直列腕共振子よりも高温になりやすい。本実施形態に係るフィルタ装置２によれば、開放端子１４０が直列腕共振子１１０に電気的に接続されている。これにより、優先的に直列腕共振子１１０から放熱することができるため、直列腕共振子１１０の温度が上がりすぎることが抑制される。この結果、フィルタ装置２の耐電力性がより向上する。

また、本実施形態に係るフィルタ装置１０の開放端子１４０は、オープンスタブとして機能する。このため、不要な高調波成分がインピーダンス不整合により反射される。反射された信号の位相は、フィルタ装置１０に入力される高調波成分の位相と１８０°異なるため、反射された信号が不要な高調波成分を打ち消す。この結果、フィルタ装置１０における通過特性及び減衰特性が向上する。

［第２実施形態］
第２実施形態以降では第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

図９は、第２実施形態に係るフィルタ装置１２の回路図である。第２実施形態に係るフィルタ装置１２では、開放端子１４２、入力端子１００に最も近い直列腕共振子１１０と入力端子１００から２番目に近い直列腕共振子１１２との接続点に接続されている。また、当該接続点には、並列腕共振子１２０も接続されている。

開放端子１４２を形成する電極は、積層基板に形成されている開放された電極（開放部）に接続されている。このため、開放部により、直列腕共振子１１０，１１２等から放熱することができる。この結果、フィルタ装置１２の耐電力性が向上する。

［第３実施形態］
図１０は、第３実施形態に係るフィルタ装置１５の回路図である。本実施形態に係るフィルタ装置１５では、入力端子１５０と出力端子１５２とを接続する経路（第１接続経路１６６）には、入力端子１５０に近い方から順に、２つの共振子１６０，１６２及び縦結合型共振器１６４が配置されている。縦結合型共振器１６４は、３つの共振子を含み、これら３つの共振子のそれぞれは、接地端子に接続されている。また、共振子１６０と共振子１６２との接続点には、共振子１７０が接続されている。共振子１７０は、接地端子１７２に接続されている。

本実施形態では、開放端子１７４は、共振子１６０と共振子１６２との接続点に接続されている。開放端子１７４を形成する電極は、積層基板に形成されている電極（開放部）に接続されている。開放部は、共振子１６０，１６２あるいは縦結合型共振器１６４から放熱することができる。この結果、フィルタ装置１５の耐電力性を向上させることができる。

［第４実施形態］
図１１は、第４実施形態に係るフィルタ装置６０の回路図である。フィルタ装置６０は、入力端子６００と、出力端子６０２と、第１フィルタ部６０４と、第２フィルタ部６０６と、開放端子６４０，６４２と、を含む。

第１フィルタ部６０４は、直列腕共振子６１０，６１２，６１４と、並列腕共振子６２０，６２２と、接地端子６３０，６３２とを備える。また、第２フィルタ部６０６は、直列腕共振子６５０，６５２，６５４と、並列腕共振子６６０，６６２と、接地端子６７０，６７２とを備える。ここで、第１フィルタ部６０４及び第２フィルタ部６０６の構成は、図１を参照して説明したフィルタ部１０４の構成と実質的に同一であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

開放端子６４０，６４２は、入力端子６００と出力端子６０２とを接続する経路に接続されている。より具体的には、開放端子６４０は、入力端子６００と第１フィルタ部６０４が備える直列腕共振子６１０との接続点に接続されている。また、開放端子６４２は、入力端子６００と第２フィルタ部６０６が備える直列腕共振子６５０との接続点に接続されている。

本実施形態に係るフィルタ装置６０によれば、開放端子６４０，６４２を構成する電極により、第１フィルタ部６０４及び第２フィルタ部６０６が含む共振子から放熱される。この結果、フィルタ装置６０の耐電力性が向上する。

［第５実施形態］
図１２は、第５実施形態に係るフィルタ装置６２の回路図である。第５実施形態に係るフィルタ装置６２では、第４実施形態に係るフィルタ装置６２と異なり、１つの開放端子６４４が、第１フィルタ部６０４及び第２フィルタ部６０６に電気的に接続されている。より具体的には、開放端子６４４の一方が、入力端子６００と第１フィルタ部６０４が備える直列腕共振子６１０との接続点に接続されており、開放端子６４４の他方が、入力端子６００と第２フィルタ部６０６が備える直列腕共振子６５０との接続点に接続されている。

第５実施形態に係るフィルタ装置６２では、第４実施形態に係るフィルタ装置６０を構成するフィルタ装置６０よりも、より簡素な構成が実現され得る。

［第６実施形態］
上記実施形態では、主に、フィルタ装置に用いられる開放部が積層構造を有するものであるものとして説明した。第６実施形態に係る開放部は、積層構造を有さず、第１基板の表面に形成された凸部を含んでいる。また、第６実施形態に係るフィルタ装置の回路図は、図９に示した回路図と実質的に同一であるものとする。すなわち、開放部は、２つの直列腕共振子（直列腕共振子１１０，１１２）の間に接続されているものとする。

図１３は、第６実施形態に係るフィルタ装置９の概略的断面図である。第６実施形態に係るフィルタ装置９は、積層基板９７０（第１基板）及び圧電基板８６０（第２基板）を備えている。圧電基板８６０は、積層基板９７０にフリップチップボンドされている。また、圧電基板８６０は、カバー部材９７１により覆われている。

圧電基板８６０上には、ＩＤＴ電極８７０（第１機能電極）、入力電極８６２（第２入力電極）及び出力電極８６６（第２出力電極）等の各種の電極が形成されている。圧電基板８６０及びＩＤＴ電極８７０は、圧電素子を構成している。本実施形態では、圧電素子は、ＳＡＷ共振子としての機能を有する。また、入力電極８６２に入力された電力は、ＩＤＴ電極８７０等の電極及び配線を通じて、出力電極８６６に出力される。

本実施形態では、ＩＤＴ電極８７０は、第１バスバー８７２と、第１バスバー８７２と隔てられて配置されている第２バスバー８７４と、第１バスバー８７２又は第２バスバー８７４に電気的に接続されている電極指８７６を備える。本実施形態では、第１バスバー８７２及び第２バスバー８７４の少なくともいずれかに開放部が電気的に接続される。

積層基板９７０には、フィルタ装置９を機能させるための各種の電極が形成されている。例えば、積層基板９７０の下面には、マザーボード９７２から入力電位が供給される入力電極９８８（第１入力電極）が形成されている。入力電極９８８は、ビアホール電極９８６，９８２及び電極９８４を通じて、積層基板９７０の上面に形成されている電極９８０の接続されている。電極９８０は、バンプ８６４を通じて、圧電基板８６０の表面に形成されている入力電極８６２に接続されている。

また、積層基板９７０の下面には、マザーボード９７２に接続されている出力電極９９８（第１出力電極）が形成されている。出力電極９９８は、ビアホール電極９９６，９９２及び電極９９４を通じて、積層基板９７０の上面に形成されている電極９９０の接続されている。電極９９０は、バンプ８６８を通じて圧電基板８６０の表面に形成されている出力電極８６６に接続されている。

本実施形態では、開放部８８０は、積層基板９７０の表面に形成されている凸部８８２及び開放部電極８８４を備えている。凸部８８２は、各種の絶縁体により形成されている。凸部８８２の高さは、例えば、１０μｍ〜２０μｍ程度であってよい。

開放部電極８８４の少なくとも一部は、凸部８８２の表面に形成されている。具体的には、開放部電極８８４の一部は、凸部８８２の上面及び側面に形成されている。また、開放部電極８８４の一部は、積層基板９７０の表面に形成されている。

開放部電極８８４は、第１接続経路に電気的に接続され、電気的に解放されている。本実施形態では、開放部電極８８４は、第１バスバー８７２に電気的に接続されている。より具体的には、開放部電極８８４のうちの凸部８８２の上面に形成されている部分が、第１バスバー８７２に電気的に接続されている。このとき、圧電基板８６０の表面を平面視した場合に、開放部電極８８４の少なくとも一部は、第１バスバー８７２と重なって配置される。なお、本実施形態では、開放部電極８８４が第１バスバー８７２に電気的に接続されるものとして説明するが、開放部電極８８４は、第２バスバー８７４に電気的に接続されてもよい。

図１４は、本実施形態に係るＩＤＴ電極８７０の概略構成図である。ＩＤＴ電極８７０は、第１バスバー８７２と、第１バスバー８７２と隔てられて配置されている第２バスバー８７４とを備える。また、ＩＤＴ電極８７０は、第１バスバー８７２に基端が電気的に接続されており、先端が第２バスバー８７４に向かって延ばされている複数の第１電極指８７７と、第２バスバー８７４に基端が接続されており、先端が第１バスバー８７２に向かって延ばされている複数の第２電極指８７８とを備える。

図１４には、開放部が電気的に接続され得る領域の一例が破線で示されている。例えば、第１バスバー８７２には、破線で示された円状の複数（５つ）の領域８７３が示されている。５つの領域８７３の領域のそれぞれには、開放部が電気的に接続され得る。なお、ここでは、５つの領域８７３を示しているが、領域８７３の数は４つ以下であってもよいし、６つ以上であってもよい。また、第２バスバー８７４には、破線で示された所定の幅を有する線状の領域８７５が示されており、開放部は、領域８７５に電気的に接続されてもよい。ここでは、開放部が接続される領域の形状として、円状及び線状の形状を一例として説明したが、開放部が接続される領域の形状は、これらの形状に限定されるものではなく、いかなる形状であってもよい。

本実施形態によれば、開放部電極８８４が、フィルタ装置９に含まれる各種の共振子から発生した熱を、積層基板９７０等に放熱することができる。これにより、フィルタ装置９への電力の入力による共振子の温度の上昇が抑制される。この結果、フィルタ装置９の耐電力性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、第１接続経路に配置されている第１機能電極のうち電気的に最も第２入力電極（入力電極８６２）に近い位置に形成されている第１機能電極（直列腕共振子１１０のＩＤＴ電極）と、第１接続経路に配置されている第１機能電極のうち電気的に２番目に第２入力電極に近い位置に形成されている第１機能電極（直列腕共振子１１２のＩＤＴ電極）との間に接続されている

最も電気的に入力電極８６２に近い位置に形成されている第１機能電極の配線における熱は、バンプ８６４を通じて積層基板９７０に放散され得る。しかしながら、最も電気的に入力電極８６２に近い位置に形成されている第１機能電極と、２番目に電気的に入力電極８６２に近い位置に形成されている第１機能電極との間の配線は、電気的に浮いている（すなわち、配線が、直接的には積層基板９７０に電気的に接続されていない。）。このため、その配線に生じた熱の逃げ道がないため、この配線に熱が溜り、この配線に隣接する機能電極の温度が上昇し、フィルタ装置の耐電力性が低下する。

本実施形態によれば、最も電気的に入力電極８６２に近い位置に形成されている第１機能電極と、２番目に電気的に入力電極８６２に近い位置に形成されている第１機能電極との間に開放部が接続されている。このため、本実施形態によれば、熱が溜りやすい配線から放熱が行われ、機能電極の温度上昇が抑制され、フィルタ装置の耐熱性が高められる。

また、本実施形態によれば、開放部８８０は、第１バスバー８７２及び第２バスバー８７４の少なくともいずれかに電気的に接続されている。このため、熱源となっている共振器の熱が、より直接的に放散される。この結果、フィルタ装置９の耐電力性が、より高められる。

また、本実施形態では、第１基板の表面に凸部８８２が形成されている。これにより、第１基板の反りを抑えるとともに、各種のバンプの高さをコントロールすることにより、各種のバンプを潰しすぎることが抑制される。加えて、凸部８８２は、位置決めのマーカとして使用され得る。さらに、フィルタ装置９の共振器等の熱は、凸部８８２を介して放散され得る。

［第７実施形態］
図１５は、第７実施形態に係るフィルタ装置の圧電素子及び開放部の概略構成図である。第７実施形態では、ＩＤＴ電極８７０が備える第１バスバー８７２及び第２バスバー８７４のそれぞれに、第１開放部８８６又は第２開放部８９２が電気的に接続されている。より具体的には、第１開放部８８６の第１開放部電極８８８が第１バスバー８７２に電気的に接続されており、第２開放部８９２の第２開放部電極８９４が第２バスバー８７４に電気的に接続されている。ここで、第１開放部電極８８８の一部は第１凸部８９０の上面及び側面に形成されており、第２開放部電極８９４の一部は、第２凸部８９６の上面及び側面に形成されている。

本実施形態では、第１バスバー８７２及び第２バスバー８７４のそれぞれに開放部が電気的に接続されることにより、より多くの熱量を共振子及び配線等から放散することができる。この結果、フィルタ装置の耐電力性が、第６実施形態に係るフィルタ装置の耐電力性よりも高められる。

［第８実施形態］
図１６は、第８実施形態に係るフィルタ装置の圧電素子及び開放部の概略構成図である。第８実施形態では、開放部は、積層基板９７０の表面に形成されている凸部８９８により形成されている。凸部８９８は、第１接続経路に電気的に接続され、電気的に解放されている開放部電極により形成されている。より具体的には、凸部８９８は、ＩＤＴ電極８７０の第１バスバー８７２に電気的に接続されている。

本実施形態では、凸部８９８が第１バスバー８７２から積層基板９７０に放熱することができる。このとき、第６実施形態及び第７実施形態では、凸部が絶縁体であり、開放部電極と積層基板９７０との間に凸部が挟まれている。これに対し、第８実施形態では、凸部８９８が金属であるため、熱の伝搬効率が向上し、共振器等の熱がより効率よく放散される。

［第１応用例］
図１７は、第１応用例に係る複合フィルタ装置７０（デュプレクサ）を示す図である。第１応用例に係る複合フィルタ装置７０は、主に、共通端子７００と、第１端子７０２と、第２端子７０４と、送信フィルタ７１０と、受信フィルタ７２０と、を備える。

共通端子７００は、送信フィルタ７１０及び受信フィルタ７２０に共通に設けられている。共通端子７００は、送信フィルタ７１０の出力端子７１４及び受信フィルタ７２０の入力端子７２２に接続されている。また、共通端子７００には、アンテナ（不図示）が接続されるものとする。また、送信フィルタ７１０の入力端子７１２は第１端子７０２に接続されており、受信フィルタ７２０の出力端子７２４は第２端子７０４に接続されている。

送信フィルタ７１０には、送信回路（不図示）から出力される送信信号が第１端子７０２及び入力端子７１２を経由して供給される。送信フィルタ７１０は、入力端子７１２から出力端子７１４に所定の周波数帯域の信号を通過させ、その他の周波数帯域の信号を減衰させる機能を有するバンドパスフィルタである。送信フィルタ７１０を通過した送信信号は、共通端子７００を経由して、アンテナから基地局に送信される。

受信フィルタ７２０には、アンテナにより基地局から受信された受信信号が、共通端子７００及び入力端子７２２を経由して供給される。受信フィルタ７２０は、所定の周波数帯域の信号を通過させ、その他の周波数帯域の信号を減衰させる機能を有するバンドパスフィルタである。受信フィルタ７２０を通過した受信信号は、出力端子７２４及び第２端子７０４を経由して受信回路（不図示）に供給される。

送信フィルタ７１０及び受信フィルタ７２０の少なくともいずれかには、上記の第１〜第５実施形態において説明したフィルタ装置を適用することができる。この場合にも、フィルタ装置が備える開放端子により放熱が行われるため、複合フィルタ装置７０の耐電力性が向上する。

［第２応用例］
図１８は、第２応用例に係る複合フィルタ装置７３を示す図である。第２応用例に係る複合フィルタ装置７３は、共通端子７３０と、第３端子７３２、第４端子７３４、第５端子７３６と、３つのフィルタ７４０，７５０及び７６０を備える。共通端子７３０は、３つのフィルタ７４０，７５０及び７６０に接続されている。また、フィルタ７４０は第３端子７３２に接続されており、フィルタ７５０は第４端子７３４に接続されており、フィルタ７６０は第５端子７３６に接続されている。

３つのフィルタ７４０，７５０，７６０は、受信フィルタ又は送信フィルタである。また、３つのフィルタ７４０，７５０，７６０の少なくともいずれかは、上記の第１〜第５実施形態に係るフィルタ装置のいずれかが適用される。これにより、複合フィルタ装置７３の耐電力性が向上する。

以下に、本発明の実施形態の一部又は全部を付記し、その効果について説明する。なお
、本発明は以下の付記に限定されるものではない。

本発明の一態様によれば、積層基板４００と、積層基板４００に形成されている入力電極４２４（第１入力電極）と、積層基板４００に形成されている出力電極４８４（第１出力電極）と、積層基板４００に形成されており、接地電位に接続されている接地電極４６４（第１接地電極）と、積層基板４００に形成されており、電気的に開放されている開放部４３と、積層基板４００上に搭載される圧電基板３００と、圧電基板３００の表面に形成されており、入力電極４２４に接続されている入力電極３１０（第２入力電極）と、圧電基板３００の表面に形成されており、出力電極４８４に接続されている出力電極３１６（第２出力電極）と、圧電基板３００の表面に形成されており、接地電極４６４（第１接地電極）に接続されている接地電極３１４（第２接地電極）と、圧電基板３００の表面に形成されており、入力電極３１０と出力電極３１６とを接続する第１接続経路１１６に配置されている、少なくとも１つのＩＤＴ電極３２０，３２２，３２４（第１機能電極）と、を備え、開放部４３は、第１接続経路に接続されている、フィルタ装置２が提供される。

これによれば、開放部４３は、圧電基板３００に形成されているＩＤＴ電極により構成されている共振子等から放熱することができる。このため、共振子等の温度の上昇を抑制することができ、高い電力をフィルタ装置２に入力することが可能になる。この結果、高い耐電力性を有するフィルタ装置２を提供することができる。

一態様として、開放部４３は、第１接続経路に配置されているＩＤＴ電極３２０，３２２，３２４のうち、電気的に最も入力電極３１０（第２入力電極）に近い位置に存在するＩＤＴ電極３２０に電気的に接続されている。

入力電極３１０に電気的に近いほど、ＩＤＴ電極３２０における発熱量が大きくなる。このため、電気的に最も入力電極３１０に近い位置に存在するＩＤＴ電極３２０は、第１接続経路に配置されているＩＤＴ電極３２０，３２２，３２４の中で最も発熱量が大きくなる。従って、ＩＤＴ電極３２０に開放部４３が接続されることで、より効果的にＩＤＴ電極の昇温を抑制することができ、より効果的にフィルタ装置２の耐電力性を向上させることができる。

一態様として、積層基板４００は、積層基板であり、開放部４３は、積層基板の複数の層に形成されており、電気的に互いに接続されている複数の電極４３０，４３４，４４０を含み、複数の電極４３０，４３４，４４０は、積層基板の表面に形成されており、第１接続経路に接続されている電極４３０（接続電極）を含む。

これによれば、開放部４３が複数の電極により構成されているため、開放部４３の表面積を効率よく大きくすることができ、より共振子の昇温を抑制することができる。この結果、フィルタ装置２の耐電力性をより向上させることができる。

一態様として、電極４３０（接続電極）の面積は、複数の電極４３０，４３４，４４０のうちの他の電極４３４，４４０の面積よりも大きくてもよい。

第１接続経路に接続される電極４３０の面積が大きいほど、より効率よく放熱でき、フィルタ装置２の耐電力性をより向上させることができる。その一方で、開放部４３を構成する他の電極の面積が小さいほど、第１接続経路を流れる信号に与える影響が小さくなる。このため、電極４３０の面積が他の電極４３４，４４０の面積よりも大きいことで、フィルタ装置２の耐電力性を向上させつつ、開放部４３による信号への影響を小さくすることができる。

本発明の他の一態様によれば、入力端子１００と、出力端子１０２と、入力端子１００及び出力端子１０２を接続する接続経路において配置されている少なくとも１つの共振子（直列腕共振子１１０，１１２，１１４）と、第１接続経路１１６に接続されており、開放されている開放端子１４０と、を備える、フィルタ装置１０が提供される。

これによれば、開放端子１４０によりオープンスタブとしての機能が実現される。これにより、高調波成分がインピーダンス不整合により反射される。反射された信号の位相は、フィルタ装置１０に入力される高調波成分の位相と１８０°異なるため、反射された信号が不要な高調波成分を打ち消す。この結果、フィルタ装置１０における通過特性及び減衰特性が向上する。

なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

上記実施形態では、主に、直列腕に配置されている直列腕共振子は、全て直列に接続されているものとして説明した。これに限らず、直列腕に配置されている共振子は、互いに並列に接続されている複数の共振子を含んでよい。これにより、１つ当たりの共振子における消費電力が低減され、発熱量が低減される。この結果、フィルタ装置の耐電力性がさらに向上する。また、互いに並列に接続されている複数の共振子が有する共振周波数のそれぞれは、異なっていてよい。これにより、フィルタ装置の減衰特性が向上する。

上記の第１及び第２応用例では、複合フィルタ装置が備えるフィルタの数は２つ又は３つであるものとして説明した。複合フィルタ装置が備えるフィルタの数は２つ又は３つに限られず、複合フィルタ装置は、４つ以上のフィルタを備えてもよい。また、複合フィルタ装置が備えるフィルタは、複数の受信フィルタであってよいし、複数の送信フィルタであってもよいし、受信フィルタと送信フィルタの組み合わせであってもよい。

上記実施形態では、主に、フィルタ装置に用いられる共振子がＳＡＷ共振子であるものとして説明した。これに限らず、フィルタ装置に用いられる共振子は、ＢＡＷ共振子であって良い。図１９は、ＢＡＷ共振子を搭載したフィルタ装置８の概略的断面図である。図１９に示すように、フィルタ装置８は、主に、第１基板９００及び第２基板８００を備えている。第２基板８００は、カバー部材９５０により覆われている。

第２基板８００上には、圧電膜８２４と、圧電膜８２４を挟む機能電極８２２，８２６とが形成されている。圧電膜８２４及び機能電極８２２，８２６は、圧電素子８２０を構成している。本実施形態では、圧電素子８２０は、ＢＡＷ共振子としての機能を有する。ここで、機能電極８２２及び８２６は、第１機能電極又は第２機能電極であり得る。

また、第１基板９００には、各種の電極が形成されている。例えば、第１基板９００には、複数の電極を含む開放部９３が形成されている。開放部９３は、３つの電極９３０，９３４，９４０を含む。電極９３０，９３４はビアホール電極９３２を通じて接続され、電極９３４，９４０はビアホール電極９３８を通じて接続されている。なお、第１基板９００の下面に形成されてる電極９４４は、開放部９３に電気的に接続されていない。また、電極９３０は、バンプ８３２を通じて、第２基板８００の表面に形成されている電極８１２に接続されている。開放部９３は、共振子から放熱することができ、フィルタ装置８の耐電力性を向上させることができる。

また、第１基板９００には、フィルタ装置８を機能させるための各種の電極が形成されている。例えば、マザーボード９６０から入力電位が供給される入力電極９２４（第１入力電極）が形成されている。入力電極９２４は、電極９２０，９１４及びビアホール電極９２２，９１８，９１２を通じて、第１基板９００の上面に形成されている電極９１０の接続されている。電極９１０は、バンプ８３０を通じて第２基板８００の表面に形成されている入力電極８１０（第２入力電極）に接続されている。

なお、第２基板８００の表面には、さらに、第２接地電極及び第２出力電極が形成されていてもよいし、第１基板９００には、第１接地電極及び第１出力電極が形成されていてもよい。

２，１０，１２，１５，６０，６２…フィルタ装置、４３…開放部、７０，７３…複合フィルタ装置、１００，１５０…入力端子、１０２，１５２…出力端子、１１０，１１２，１１４…直列腕共振子、１１６，１６６…第１接続経路、１２０，１２２…並列腕共振子、１３０，１３２，１７２…接地端子、１４０，１４２，１７４，６４０，６４２，６４４…開放端子、１６０，１６２，１７０…共振子、１６４…縦結合型共振器、３００…圧電基板、３１０…入力電極、３１２…開放電極、３１４…接地電極、３１６…出力電極、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８…ＩＤＴ電極、３３０、３３２、３３４、３３６、３３８…電極、３５０、３５２…ＩＤＴ電極、３６０、３６２、３６４…バンプ、４００…積層基板、４２４…入力電極、４６４…接地電極、４８４…出力電極、６００…入力端子、６０２…出力端子、６０４…第１フィルタ部、６０６…第２フィルタ部、７１０…送信フィルタ、７１２…入力端子、７１４…出力端子、７２０…受信フィルタ、７２２…入力端子、７２４…出力端子、８８０…開放部、８８２…凸部、８８４…開放部電極、第１バスバー…８７２、第２バスバー…８７４、第１電極指…８７７、第２電極指…８７８、８９８…凸部

Claims (12)

1. 第１基板と、
   前記第１基板に形成されている第１入力電極と、
   前記第１基板に形成されている第１出力電極と、
   前記第１基板に形成されており、接地電位が供給されている第１接地電極と、
   前記第１基板に形成されており、電気的に開放されている開放部と、
   前記第１基板上に搭載される第２基板と、
   前記第２基板の表面に形成されており、前記第１入力電極に接続されている第２入力電極と、
   前記第２基板の表面に形成されており、前記第１出力電極に接続されている第２出力電極と、
   前記第２基板の表面に形成されており、前記第１接地電極に接続されている第２接地電極と、
   前記第２基板の表面に形成されており、前記第２入力電極と前記第２出力電極とを接続する第１接続経路に配置されている、少なくとも１つの第１機能電極と、を備え、
   前記開放部は、前記第１接続経路に接続されている、
   フィルタ装置。
2. 前記開放部は、前記第１接続経路に配置されている第１機能電極のうち、電気的に最も前記第２入力電極に近い位置に形成されている第１機能電極に、電気的に接続されている、
   請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 前記開放部は、前記第１接続経路に配置されている第１機能電極のうち電気的に最も前記第２入力電極に近い位置に形成されている第１機能電極と、前記第１接続経路に配置されている第１機能電極のうち電気的に２番目に前記第２入力電極に近い位置に形成されている第１機能電極との間に接続されている、
   請求項１又は２に記載のフィルタ装置。
4. 前記第１基板は、積層基板であり、
   前記開放部は、前記積層基板の複数の層に形成されており電気的に互いに接続されている複数の電極を含み、
   前記複数の電極は、前記積層基板の表面に形成されており前記第１接続経路に接続されている接続電極を含む、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
5. 前記接続電極の面積は、前記複数の電極のうちの他の電極の面積よりも大きい、
   請求項４に記載のフィルタ装置。
6. 前記開放部は、前記第１接続経路に電気的に接続され、電気的に解放されている開放部電極を含み、
   前記開放部電極の少なくとも一部は前記第１基板の表面に形成されている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
7. 前記開放部は、前記第１基板の表面に形成されている凸部をさらに含み、
   前記開放部電極の少なくとも一部は、前記凸部の表面に形成されている、
   請求項６に記載のフィルタ装置。
8. 前記開放部は、前記第１基板の表面に形成されている凸部を含み、
   前記凸部は、前記開放部電極により形成されている、
   請求項６に記載のフィルタ装置。
9. 前記第１機能電極は、第１バスバーと、前記第１バスバーと隔てられて配置されている第２バスバーと、前記第１バスバーに基端が電気的に接続されており、先端が前記第２バスバーに向かって延ばされている複数の第１電極指と、前記第２バスバーに基端が接続されており、先端が前記第１バスバーに向かって延ばされている複数の第２電極指とを備え、
   前記開放部は、前記第１バスバー及び前記第２バスバーの少なくともいずれかに電気的に接続されている、
   請求項１から８のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
10. 前記第１接続経路及び前記第２接地電極を接続している第２接続経路に配置されている第２機能電極を、さらに備える、
    請求項１から９のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
11. 受信フィルタ及び送信フィルタを備える複合フィルタ装置であって、
    前記受信フィルタ又は前記送信フィルタのうちの少なくとも一方が、請求項１から１０のいずれか一項に記載のフィルタ装置を含む、
    複合フィルタ装置。
12. 入力端子と、
    出力端子と、
    前記入力端子及び前記出力端子を接続する接続経路において配置されている少なくとも１つの共振子と、
    前記接続経路に接続されており、開放されている開放端子と、
    を備える、フィルタ回路。

Images