JP2023145432A - ラダーフィルタ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
携帯装置に使用するためのフィルタで望まれている特性は、広範囲の温度にわたるフィルタ通過帯域の安定性である。少なくとも部分的にその目的を達成する技術は、熱膨張係数が低く、熱伝導率が高いシリコン基板のようなベースに接合された圧電材料の薄いウェーハを用いて、接合ウェーハ共振器でフィルタを製造することである。接合ウェーハSAWフィルタは、非接合SAW共振器を使用するフィルタと比べると、所与の電力入力に対して温度上昇が低く、通過帯域周波数の温度に対する感度が低くなる。
ほとんどの弾性波共振器では、温度を上げると、共振周波数と反共振周波数との両方が低い周波数にシフトする。シャント共振器の共振周波数を下げると、フィルタ通過帯域の下端と実際の周波数帯域の下端との間のマージンが増加する。したがって、シャント共振器に対する温度の影響は小さいことがある。逆に、直列共振器の反共振周波数を下げると、フィルタ通過帯域の上端と実際の周波数帯域の上端との間のマージンが減少する。この効果は、直列共振器における電力散逸の増大を伴うことがある。このように、接合ウェーハ共振器のメリット(周波数の温度係数が低く、熱伝導率が高く温度上昇を抑えられる)は、シャント共振器よりも直列共振器の方が大きい。接合ウェーハ直列共振器を有する第一のチップと、非接合SAWシャント共振器を有する第二のチップとを含む分割ラダーフィルタは、接合ウェーハ直列共振器を使用することのメリットを維持しながら、先の実施例1よりも低コストになる。
携帯通信装置によって使用される周波数帯域の多くは「周波数分割複信」(FDD)帯域である。すなわち、装置から送信され、装置によって受信される信号に使用される信号には、個別の周波数範囲又は帯域が使用される。デュプレクサは、送信周波数帯域を受信周波数帯域から分離するためのフィルタサブシステムである。典型的には、デュプレクサは、送信機からの送信信号を受信し、フィルタ処理された送信信号をアンテナに送出する送信フィルタと、アンテナからの受信信号を受信し、フィルタ処理された受信信号を受信機に送出する受信フィルタとを含む。
図11は、送信フィルタ及び受信フィルタを含む別の分割ラダーデュプレクサ1100の例示的な概略平面図であり、そのそれぞれは、図1のバンドパスフィルタ回路100と同じ概略図を有する。送信フィルタは、直列共振器XT1、XT3、及びXT5と、シャント共振器XT2、XT4、及びXT6とを含む。受信フィルタは、直列共振器XR1、XR3、及びXR5と、シャント共振器XR2、XR4、及びXR6とを含む。送信フィルタの直列共振器XT1、XT3、XT5は、第一のチップ1060上に製造される。送信フィルタのシャント共振器XT2、XT4、XT6及び受信フィルタの共振器XR1、XR2、XR3、XR4、XR5、XR6の全ては、第二のチップ1070上に製造される。チップ1060、1070は、パッドによって、及び前述の回路カードとして、互いに、及びフィルタの外部のシステムに、電気的に接続される。
図12は、分割ラダーフィルタ装置を製造する方法1200のフローチャートであり、分割ラダーフィルタ装置は、分割ラダーフィルタ装置600、700、又は1050であってもよい。方法1200は、1210で開始し、1290で完成したフィルタ装置で終了する。
Claims (21)
- 第一の材料積層を有する第一のチップであって、ラダーフィルタ回路の1つ以上の直列共振器を含む、第一のチップと、
第二の材料積層を有する第二のチップであって、前記ラダーフィルタ回路の1つ以上のシャント共振器を含む、第二のチップと、
を備える、フィルタ装置であって、
前記第一の材料積層と前記第二の材料積層とは異なる、フィルタ装置。 - 前記第一のチップは、前記ラダーフィルタ回路の前記直列共振器の全てを含み、
前記第二のチップは、前記ラダーフィルタ回路の前記シャント共振器の全てを含む、
請求項1に記載のフィルタ装置。 - 前記第一のチップ及び前記第二のチップは、前記1つ以上の直列共振器のうちの1つの直列共振器と前記1つ以上のシャント共振器のうちの1つのシャント共振器との間に電気的接続を形成するための少なくとも1つの導体を含む回路カードに取り付けられる、請求項1に記載のフィルタ装置。
- 前記第一の材料積層は第一の圧電要素を含み、
前記第二の材料積層は、第二の圧電要素を含み、
前記第一の圧電要素と前記第二の圧電要素とは、材料、厚さ、及び前記材料の結晶軸の配向のうちの少なくとも1つが異なる、
請求項1に記載のフィルタ装置。 - 前記1つ以上の直列共振器及び前記1つ以上のシャント共振器は、非接合SAW(表面弾性波)共振器であり、
前記第一の材料積層と前記第二の材料積層とは、
圧電プレートの材料と、
前記圧電プレートの厚さと、
前記圧電プレートの結晶軸の配向と、
前記圧電プレートの上に形成された導体パターンの材料と、
前記導体パターンの厚さと、
前記導体パターンの上に形成された誘電体層の材料と、
前記誘電体層の厚さと、
のうちの1つ以上が異なる、請求項1に記載のフィルタ装置。 - 前記1つ以上の直列共振器及び前記1つ以上のシャント共振器は、接合ウェーハ共振器であり、
前記第一の材料積層と前記第二の材料積層とは、
ベースの材料と、
前記ベースの厚さと、
前記ベースと圧電ウェーハとの間の誘電体層の材料と、
前記ベースと圧電ウェーハとの間の前記誘電体層の厚さと、
前記圧電ウェーハの材料と、
前記圧電ウェーハの厚さと、
前記圧電ウェーハの結晶軸の配向と、
前記圧電ウェーハの上に形成される導体パターンの材料と、
前記導体パターンの厚さと、
前記導体パターンの上に形成される誘電体層の材料と、
前記導体パターンの上に形成される前記誘電体層の厚さと、
のうちの1つ以上が異なる、請求項1に記載のフィルタ装置。 - 前記1つ以上の直列共振器及び前記1つ以上のシャント共振器は、浮動ダイヤフラム共振器であり、
前記第一の材料積層と前記第二の材料積層とは、
ベースの材料と、
前記ベースの厚さと、
前記ベースと圧電ウェーハとの間の誘電体層の材料と、
前記ベースと前記圧電との間の前記誘電体層の厚さと、
前記圧電ウェーハの材料と、
前記圧電ウェーハの厚さと、
前記圧電ウェーハの結晶軸の配向と、
前記圧電ウェーハの上に形成される導体パターンの材料と、
前記導体パターンの厚さと、
前記導体パターンの上に形成される誘電体層の材料と、
前記導体パターンの上に形成される前記誘電体層の材料と、
のうちの1つ以上が異なる、請求項1に記載のフィルタ装置。 - 前記1つ以上の直列共振器及び前記1つ以上のシャント共振器は、ソリッドマウントダイヤフラム共振器であり、
前記第一の材料積層と前記第二の材料積層とは、
ベースの材料と、
前記ベースの厚さと、
前記ベースと圧電ウェーハとの間に配置される音響ブラッグ反射器内の層の数と、各層の材料及び厚さと、
前記ベースと前記圧電との間の誘電体層の厚さと、
前記圧電ウェーハの材料と、
前記圧電ウェーハの厚さと、
前記圧電ウェーハの結晶軸の配向と、
前記圧電ウェーハの上に形成される導体パターンの材料と、
前記導体パターンの厚さと、
前記導体パターンの上に形成される誘電体層の材料と、
前記導体パターンの上に形成される前記誘電体層の厚さと、
のうちの1つ以上が異なる、請求項1に記載のフィルタ装置。 - 前記1つ以上の直列共振器及び前記1つ以上のシャント共振器は、フィルムバルク音響共振器であり、
前記第一の材料積層と前記第二の材料積層とは、
ベースの材料と、
前記ベースの厚さと、
前記ベースと圧電要素との間に配置された下側導体パターンの材料と、
前記下側導体パターンの厚さと、
前記圧電要素の材料と、
前記圧電要素の厚さと、
前記圧電要素の結晶軸の配向と、
前記圧電要素の上に形成された上側導体パターンの材料と、
前記上側導体パターンの厚さと、
前記上側導体パターンの上に形成された誘電体層の材料と、
前記誘電体層の厚さと、
のうちの1つ以上が異なる、請求項1に記載のフィルタ装置。 - 前記1つ以上の直列共振器及び前記1つ以上のシャント共振器は、ソリッドマウントフィルムバルク音響共振器であり、
前記第一の材料積層と前記第二の材料積層とは、
ベースの材料と、
前記ベースの厚さと、
前記ベースと下側導体パターンとの間に配置された音響ブラッグ反射器の層の数、各層の材料及び厚さと、
前記音響ブラッグ反射器と圧電要素との間に配置された前記下側導体パターンの材料と、
前記下側導体パターンの厚さと、
前記圧電要素の材料と、
前記圧電要素の厚さと、
前記圧電要素の結晶軸の配向と、
前記圧電要素の上に形成された上側導体パターンの材料と、
前記上側導体パターンの厚さと、
前記上側導体パターンの上に形成された誘電体層の材料と、
前記誘電体層の厚さと、
のうちの1つ以上が異なる、請求項1に記載のフィルタ装置。 - 前記1つ以上の直列共振器及び前記1つ以上のシャント共振器は、接合ウェーハ共振器であり、
前記第一の材料積層は、46度Yカットタンタル酸リチウム圧電ウェーハを含み、
前記第二の材料積層は、42度Yカットタンタル酸リチウム圧電ウェーハを含む、
請求項1に記載のフィルタ装置。 - 前記1つ以上の直列共振器は、接合ウェーハ共振器であり、
前記1つ以上のシャント共振器は、非接合SAW共振器である、
請求項1に記載のフィルタ装置。 - 送信ラダーフィルタ回路及び受信ラダーフィルタ回路を含むデュプレクサであって、
第一の材料積層を有する第一のチップであって、前記送信ラダーフィルタ回路の1つ以上の直列共振器を含む、第一のチップと、
第二の材料積層を有する第二のチップであって、前記受信ラダーフィルタ回路の1つ以上のシャント共振器を含む、第二のチップと、
を備え、
前記第一の材料積層と前記第二の材料積層とは異なる、デュプレクサ。 - 前記第一のチップは、前記送信ラダーフィルタ回路と前記受信ラダーフィルタ回路の両方の直列共振器を含み、
前記第二のチップは、前記送信ラダーフィルタ回路と前記受信ラダーフィルタ回路の両方のシャント共振器を含む、
請求項13に記載のデュプレクサ。 - 前記第一のチップは、前記送信ラダーフィルタ回路及び前記受信ラダーフィルタ回路の前記直列共振器の全てを含み、
前記第二のチップは、前記送信ラダーフィルタ回路及び前記受信ラダーフィルタ回路の前記シャント共振器の全てを含む、
請求項14に記載のデュプレクサ。 - 前記第一のチップは、前記送信ラダーフィルタ回路の直列共振器を含み、
前記第二のチップは、前記送信ラダーフィルタ回路のシャント共振器及び前記受信ラダーフィルタ回路の全ての共振器を含む、
請求項13に記載のデュプレクサ。 - 前記送信ラダーフィルタ回路の前記直列共振器は、接合ウェーハ共振器であり、
前記送信ラダーフィルタ回路の前記シャント共振器及び前記受信フィルタ回路の全ての共振器は、非接合SAW共振器である、請求項16に記載のデュプレクサ。 - フィルタ装置の製造方法であって、
第一の材料積層を有する第一のチップを製造するステップであって、前記第一のチップがラダーフィルタ回路の1つ以上の直列共振器を含む、ステップと、
第二の材料積層を有する第二のチップを製造するステップであって、前記第二のチップがラダーフィルタ回路の1つ以上のシャント共振器を含む、ステップと、
を含み、
前記第一の材料積層と前記第二の材料積層とは異なる、フィルタ装置の製造方法。 - 前記第一のチップは、前記ラダーフィルタ回路の前記直列共振器の全てを含み、
前記第二のチップは、前記ラダーフィルタ回路の前記シャント共振器の全てを含む、
請求項18に記載のフィルタ装置の製造方法。 - 前記第一のチップ及び前記第二のチップを、前記1つ以上の直列共振器のうちの1つの直列共振器と前記1つ以上のシャント共振器のうちの1つのシャント共振器との間に電気的接続を形成するための少なくとも1つの導体を含む回路カードに取り付けるステップ
をさらに含む、請求項18に記載のフィルタ装置の製造方法。 - 前記第一の材料積層は第一の圧電要素を含み、
前記第二の材料積層は、第二の圧電要素を含み、
前記第一の圧電要素と前記第二の圧電要素とは、材料、厚さ、及び前記材料の結晶軸の配向のうちの少なくとも1つが異なる、請求項18に記載のフィルタ装置の製造方法。
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