JP3208618B2 - 弾性表面波フィルタ - Google Patents
弾性表面波フィルタInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波フィルタに
関する。一般に、弾性表面波デバイスは、圧電基板なら
びにその上に設けられた電圧を弾性表面波に変換もしく
は逆変換するすだれ状電極から構成されている。機能と
しては高周波電圧をすだれ状電極を用いて波長が電磁波
の１０-5倍程度の弾性表面波に変換し、圧電基板の表面
を伝播させた後、再びすだれ状電極で電圧に変換する。
関する。一般に、弾性表面波デバイスは、圧電基板なら
びにその上に設けられた電圧を弾性表面波に変換もしく
は逆変換するすだれ状電極から構成されている。機能と
しては高周波電圧をすだれ状電極を用いて波長が電磁波
の１０-5倍程度の弾性表面波に変換し、圧電基板の表面
を伝播させた後、再びすだれ状電極で電圧に変換する。
【０００２】この２回の変換の際にすだれ状電極の形状
により、周波数選択性をもたせることが可能であるた
め、フィルタ機能、あるいは共振器機能をもつ。また、
伝播速度も電磁波の１０-5程度に遅くできることから遅
延素子としても用いることができる。既に、これらの機
能を利用して小型、安価で調整が不要なフィルタ、共振
器、遅延素子への応用がなされている。
により、周波数選択性をもたせることが可能であるた
め、フィルタ機能、あるいは共振器機能をもつ。また、
伝播速度も電磁波の１０-5程度に遅くできることから遅
延素子としても用いることができる。既に、これらの機
能を利用して小型、安価で調整が不要なフィルタ、共振
器、遅延素子への応用がなされている。
【０００３】既に製品化されたものの例としては、ＴＶ
のＩＦフィルタ、ＶＴＲの発振器用の共振器、コードレ
ス電話用ＶＣＯ等を挙げることができる。最近は、小
型、安価である特徴を活かして、自動車電話、携帯電話
等の移動体無線への応用も行われており、この分野での
ニーズを拡げるためには、通過特性の改善と電力特性の
向上が主な課題となっている。
のＩＦフィルタ、ＶＴＲの発振器用の共振器、コードレ
ス電話用ＶＣＯ等を挙げることができる。最近は、小
型、安価である特徴を活かして、自動車電話、携帯電話
等の移動体無線への応用も行われており、この分野での
ニーズを拡げるためには、通過特性の改善と電力特性の
向上が主な課題となっている。
【０００４】
【従来の技術】従来、自動車電話、携帯電話用弾性表面
波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｓ
ＡＷ）フィルタとしてトランスバーサル型のフィルタが
使われていたが、損失に限界があるため、その欠点を解
決するものとして共振器型の弾性表面波フィルタが開発
された。
波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｓ
ＡＷ）フィルタとしてトランスバーサル型のフィルタが
使われていたが、損失に限界があるため、その欠点を解
決するものとして共振器型の弾性表面波フィルタが開発
された。
【０００５】これまでの弾性表面波共振器を用いた広帯
域型のフィルタは、特公昭５６−１９７６５号公報、特
願平３−２８１６９４号明細書、特願平４−３２２７０
号明細書等にみられるように、１端子対型の弾性表面波
共振器を梯子型に接続したものであった。
域型のフィルタは、特公昭５６−１９７６５号公報、特
願平３−２８１６９４号明細書、特願平４−３２２７０
号明細書等にみられるように、１端子対型の弾性表面波
共振器を梯子型に接続したものであった。
【０００６】図９は、従来の弾性表面波フィルタの原理
説明図である。この図において、６１は並列腕、６２は
直列腕、６３，６４は弾性表面波共振器である。従来の
弾性表面波フィルタの基本区間は、この図に示されてい
るように、並列腕６１に弾性表面波共振器６３が接続さ
れ、直列腕６２に弾性表面波共振器６４が接続されてい
る。
説明図である。この図において、６１は並列腕、６２は
直列腕、６３，６４は弾性表面波共振器である。従来の
弾性表面波フィルタの基本区間は、この図に示されてい
るように、並列腕６１に弾性表面波共振器６３が接続さ
れ、直列腕６２に弾性表面波共振器６４が接続されてい
る。
【０００７】図１０は、従来の弾性表面波フィルタの動
作説明図であり、（Ａ）はインミタンスの周波数依存
性、（Ｂ）は減衰量の周波数依存性を示している。この
図の横軸は周波数を示し、縦軸は直列腕６２の弾性表面
波共振器６４のインピーダンスと並列腕６１の弾性表面
波共振器６３のアドミタンスを意味するインミタンスを
示している。説明を簡略化するため、弾性表面波共振器
を抵抗分のないリアクタンス回路であるとし、図９の直
列腕６２の弾性表面波共振器６４のインピーダンスをＺ
＝ｊｘ、並列腕６１の弾性表面波共振器６３のアドミタ
ンスをＹ＝ｊｂとする。
作説明図であり、（Ａ）はインミタンスの周波数依存
性、（Ｂ）は減衰量の周波数依存性を示している。この
図の横軸は周波数を示し、縦軸は直列腕６２の弾性表面
波共振器６４のインピーダンスと並列腕６１の弾性表面
波共振器６３のアドミタンスを意味するインミタンスを
示している。説明を簡略化するため、弾性表面波共振器
を抵抗分のないリアクタンス回路であるとし、図９の直
列腕６２の弾性表面波共振器６４のインピーダンスをＺ
＝ｊｘ、並列腕６１の弾性表面波共振器６３のアドミタ
ンスをＹ＝ｊｂとする。
【０００８】イメージパラメータ法によると、図９の入
力電圧をＶ1 、入力電流をＩ1 とし、出力電圧をＶ2 、
出力電流をＩ2 とすると、 ｅｘｐ（γ）＝（Ｖ1 ・Ｉ1 ／ Ｖ2 ・Ｉ2 ）1/2 ・・・（１） で定義されるイメージ伝送量γ（複素数）が重要な意味
をもち、 ｔａｎｈ（γ）＝ｔａｎｈ（α＋β） ＝（Ｂ・Ｃ／ Ａ・Ｄ）1/2 ・・・・・・（２） で表される値が虚数であれば、図９の二端子対回路全体
は通過特性を示し、実数であれば減衰特性を示す。
力電圧をＶ1 、入力電流をＩ1 とし、出力電圧をＶ2 、
出力電流をＩ2 とすると、 ｅｘｐ（γ）＝（Ｖ1 ・Ｉ1 ／ Ｖ2 ・Ｉ2 ）1/2 ・・・（１） で定義されるイメージ伝送量γ（複素数）が重要な意味
をもち、 ｔａｎｈ（γ）＝ｔａｎｈ（α＋β） ＝（Ｂ・Ｃ／ Ａ・Ｄ）1/2 ・・・・・・（２） で表される値が虚数であれば、図９の二端子対回路全体
は通過特性を示し、実数であれば減衰特性を示す。
【０００９】ただし、このＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値は Ａ＝１ Ｂ＝ｊｘ Ｃ＝ｊｂ Ｄ＝１−ｂｘ ・・・・・・・・・・・・・・・・・（３） である。したがって、（２）式は、 ｔａｎｈ（γ）＝（ｂｘ／（ｂｘ−１））1/2 ・・・・・（４） となる。
【００１０】この（４）式から、０＜ｂｘ＜１、すなわ
ち、ｂとｘが同符号で小さい値のとき、図９の二端子対
回路全体は通過特性を示し、ｂｘ＜０またはｂｘ＞１の
とき、すなわち、ｂとｘが異符号であるとき、またはｂ
ｘ積が大きい値のとき、減衰特性を示すことがわかる。
ち、ｂとｘが同符号で小さい値のとき、図９の二端子対
回路全体は通過特性を示し、ｂｘ＜０またはｂｘ＞１の
とき、すなわち、ｂとｘが異符号であるとき、またはｂ
ｘ積が大きい値のとき、減衰特性を示すことがわかる。
【００１１】図９の並列腕６１と直列腕６２に接続され
る弾性表面波共振器６３，６４は、共振周波数ｆｒと反
共振周波数ｆａをもつ二重共振特性を有している。そし
て、このような二重共振特性を有する弾性表面波共振器
６３，６４を並列腕６１と直列腕６２に接続し、並列腕
６１に接続された弾性表面波共振器６３の反共振周波数
ｆａｐを直列腕６２に接続された弾性表面波共振器６４
の共振周波数ｆｒｓにほぼ一致させると、それを中心周
波数とするバンドパス型のフィルタ特性を示す。
る弾性表面波共振器６３，６４は、共振周波数ｆｒと反
共振周波数ｆａをもつ二重共振特性を有している。そし
て、このような二重共振特性を有する弾性表面波共振器
６３，６４を並列腕６１と直列腕６２に接続し、並列腕
６１に接続された弾性表面波共振器６３の反共振周波数
ｆａｐを直列腕６２に接続された弾性表面波共振器６４
の共振周波数ｆｒｓにほぼ一致させると、それを中心周
波数とするバンドパス型のフィルタ特性を示す。
【００１２】その理由は、図１０（Ａ）のインミタンス
と周波数の関係にも示されているように、ｆａｐ≒ｆｒ
ｓである中心周波数近傍では、０＜ｂｘ＜１の関係が満
たされるため、前述の条件から通過域となり、中心周波
数から少し離れた周波数領域ではｂｘ＞１、大きく離れ
た領域ではｂｘ＜０となり、ともに減衰域となるからで
ある。
と周波数の関係にも示されているように、ｆａｐ≒ｆｒ
ｓである中心周波数近傍では、０＜ｂｘ＜１の関係が満
たされるため、前述の条件から通過域となり、中心周波
数から少し離れた周波数領域ではｂｘ＞１、大きく離れ
た領域ではｂｘ＜０となり、ともに減衰域となるからで
ある。
【００１３】したがって、図９に示された弾性表面波フ
ィルタは、図１０（Ｂ）に示されるようなフィルタ特性
を有する。なお、この図に示されたｆｒｐは並列腕６１
に接続された弾性表面波共振器６３の共振周波数であ
り、ｆａｓは直列腕６２に接続された弾性表面波共振器
６４の反共振周波数である。また、横軸の周波数中に記
載されたｆｃは中心周波数である。
ィルタは、図１０（Ｂ）に示されるようなフィルタ特性
を有する。なお、この図に示されたｆｒｐは並列腕６１
に接続された弾性表面波共振器６３の共振周波数であ
り、ｆａｓは直列腕６２に接続された弾性表面波共振器
６４の反共振周波数である。また、横軸の周波数中に記
載されたｆｃは中心周波数である。
【００１４】上に説明した弾性表面波フィルタの他に、
共振器型構成の弾性表面波フィルタとして、２重モード
型のフィルタ設計法が知られている（電子情報通信学会
技術研究報告１９９２年５月２８日発行ＵＳ９２−８，
ｐｐ７〜１４参照）。
共振器型構成の弾性表面波フィルタとして、２重モード
型のフィルタ設計法が知られている（電子情報通信学会
技術研究報告１９９２年５月２８日発行ＵＳ９２−８，
ｐｐ７〜１４参照）。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来提案された
弾性表面波共振器を梯子型に接続したフィルタと２重モ
ード型のフィルタには以下のような限界がある。
弾性表面波共振器を梯子型に接続したフィルタと２重モ
ード型のフィルタには以下のような限界がある。
【００１６】 帯域幅には結晶の電気結合係数で決ま
る限界がある。この帯域を若干拡大することはできる
が、そのようにすると帯域内の入力定在波比（ＶＳＷ
Ｒ）が悪化する。
る限界がある。この帯域を若干拡大することはできる
が、そのようにすると帯域内の入力定在波比（ＶＳＷ
Ｒ）が悪化する。
【００１７】 電気機械結合係数の大きな広帯域用共
振器のＱには限界があり、フィルタ特性の角形比（Ｓ＝
帯域幅／帯域外の最も内側の減衰極同士の周波数差 Ｓ
ｈａｐｅ Ｆａｃｔｏｒ）を１に近づけることが難し
く、急峻なカットオフ特性を実現することが困難であ
る。逆にＱの高い材料である水晶等は、電気機械接合係
数が小さいため、これまでのフィルタ構成では広帯域化
はできない。
振器のＱには限界があり、フィルタ特性の角形比（Ｓ＝
帯域幅／帯域外の最も内側の減衰極同士の周波数差 Ｓ
ｈａｐｅ Ｆａｃｔｏｒ）を１に近づけることが難し
く、急峻なカットオフ特性を実現することが困難であ
る。逆にＱの高い材料である水晶等は、電気機械接合係
数が小さいため、これまでのフィルタ構成では広帯域化
はできない。
【００１８】 電気機械結合係数の大きな広帯域フィ
ルタは温度係数が大きく（３０〜８０ｐｐｍ／℃）、動
作温度範囲を広くとると周波数が大きくシフトする等の
問題がある。
ルタは温度係数が大きく（３０〜８０ｐｐｍ／℃）、動
作温度範囲を広くとると周波数が大きくシフトする等の
問題がある。
【００１９】本発明は、帯域幅を自由に設定でき、帯域
幅を狭くすることなく角型比を大きくすることができ、
温度係数が実質的に０ｐｐｍ／℃である、高性能で小型
の弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。
幅を狭くすることなく角型比を大きくすることができ、
温度係数が実質的に０ｐｐｍ／℃である、高性能で小型
の弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる弾性表面
波フィルタにおいては、異なる反共振周波数ｆa1，ｆ a2
をもつ少なくとも２個の弾性表面波共振器と少なくとも
１個のインダクタを２端子対梯子型回路の直列腕に接続
し、該直列腕の弾性表面波共振器の反共振周波数ｆa1，
ｆa2の間の周波数ｆp で並列共振を起こす並列共振器を
並列腕に接続した構成を採用した。
波フィルタにおいては、異なる反共振周波数ｆa1，ｆ a2
をもつ少なくとも２個の弾性表面波共振器と少なくとも
１個のインダクタを２端子対梯子型回路の直列腕に接続
し、該直列腕の弾性表面波共振器の反共振周波数ｆa1，
ｆa2の間の周波数ｆp で並列共振を起こす並列共振器を
並列腕に接続した構成を採用した。
【００２１】この場合、並列腕の並列共振器を、小型化
が可能で、Ｑが高い、電磁波を閉じ込めて共振する構造
の共振器とすることができる。また、並列腕の並列共振
器を直列腕の弾性表面波共振器を包むパッケージの下部
にアース用金属膜を介して作りこんで形成することがで
きる。また、直列腕の弾性表面波共振器を水晶板上に形
成することができる。
が可能で、Ｑが高い、電磁波を閉じ込めて共振する構造
の共振器とすることができる。また、並列腕の並列共振
器を直列腕の弾性表面波共振器を包むパッケージの下部
にアース用金属膜を介して作りこんで形成することがで
きる。また、直列腕の弾性表面波共振器を水晶板上に形
成することができる。
【００２２】また、この場合、直列腕に接続されるイン
ダクタを細いワイヤで形成し、パッケージと弾性表面波
共振器を形成するチップとの間を、インダクタンス値を
調整するための複数本のワイヤによって接続することが
できる。
ダクタを細いワイヤで形成し、パッケージと弾性表面波
共振器を形成するチップとの間を、インダクタンス値を
調整するための複数本のワイヤによって接続することが
できる。
【００２３】この場合、直列腕の弾性表面波共振器を形
成するチップの入力側あるいは出力側の電極を互いに絶
縁された複数個の電極部によって形成し、そのうちの少
なくとも１つの電極を弾性表面波共振器に接続し、パッ
ケージ側の電極も互いに絶縁された複数個の電極によっ
て形成し、そのうちの少なくとも１つの電極をパッケー
ジの信号線に接続し、これらチップ側の電極とパッケー
ジ側の電極とで交互にワイヤを接続して所望のインダク
タンスを得ることができる。
成するチップの入力側あるいは出力側の電極を互いに絶
縁された複数個の電極部によって形成し、そのうちの少
なくとも１つの電極を弾性表面波共振器に接続し、パッ
ケージ側の電極も互いに絶縁された複数個の電極によっ
て形成し、そのうちの少なくとも１つの電極をパッケー
ジの信号線に接続し、これらチップ側の電極とパッケー
ジ側の電極とで交互にワイヤを接続して所望のインダク
タンスを得ることができる。
【００２４】
【作用】図１は、本発明の弾性表面波共振器を用いたフ
ィルタの構成説明図である。この図は、本発明の弾性表
面波共振器を用いたフィルタの基本区間の等価回路を示
している。この図において、１は並列腕、２は直列腕、
３は並列共振器、３1 はインダクタ、３2 はキャパシ
タ、４は第１の弾性表面波共振器、５は第２の弾性表面
波共振器、６は直列インダクタである。
ィルタの構成説明図である。この図は、本発明の弾性表
面波共振器を用いたフィルタの基本区間の等価回路を示
している。この図において、１は並列腕、２は直列腕、
３は並列共振器、３1 はインダクタ、３2 はキャパシ
タ、４は第１の弾性表面波共振器、５は第２の弾性表面
波共振器、６は直列インダクタである。
【００２５】本発明の弾性表面波共振器を用いたフィル
タは２端子対梯子型回路であり、その入力側の並列腕１
には、インダクタ３1 とキャパシタ３2 からなり、並列
共振周波数ｆp を有する並列共振器（Ｒp ）３が接続さ
れ、直列腕２には、反共振周波数ｆa1を有する第１の弾
性表面波共振器（Ｒs1）４、反共振周波数ｆa2を有する
第２の弾性表面波共振器（Ｒs2）５、インダクタンスＬ
を有する直列インダクタ（Ｌ）６が接続されている。
タは２端子対梯子型回路であり、その入力側の並列腕１
には、インダクタ３1 とキャパシタ３2 からなり、並列
共振周波数ｆp を有する並列共振器（Ｒp ）３が接続さ
れ、直列腕２には、反共振周波数ｆa1を有する第１の弾
性表面波共振器（Ｒs1）４、反共振周波数ｆa2を有する
第２の弾性表面波共振器（Ｒs2）５、インダクタンスＬ
を有する直列インダクタ（Ｌ）６が接続されている。
【００２６】図２は、本発明の弾性表面波共振器を用い
たフィルタの動作説明図であり、（Ａ）はインミタンス
の周波数依存性、（Ｂ）は減衰量の周波数依存性を示し
ている。この図の横軸は周波数を示し、縦軸は直列腕回
路のインピーダンスｊｘと並列腕の回路のアドミタンス
ｊｂを意味するインミタンスを示している。説明を簡略
化するため、弾性表面波共振器は抵抗分のないリアクタ
ンス回路であり、並列共振器は純リアクタンスであると
仮定する。
たフィルタの動作説明図であり、（Ａ）はインミタンス
の周波数依存性、（Ｂ）は減衰量の周波数依存性を示し
ている。この図の横軸は周波数を示し、縦軸は直列腕回
路のインピーダンスｊｘと並列腕の回路のアドミタンス
ｊｂを意味するインミタンスを示している。説明を簡略
化するため、弾性表面波共振器は抵抗分のないリアクタ
ンス回路であり、並列共振器は純リアクタンスであると
仮定する。
【００２７】図１に記載された本発明の弾性表面波共振
器を用いたフィルタの動作を、従来例の弾性表面波共振
器を用いたフィルタと同様にイメージパラメータ法によ
って検討するが、それに先立って、直列腕回路のインピ
ーダンス特性が図２（Ａ）のようになる理由を説明す
る。
器を用いたフィルタの動作を、従来例の弾性表面波共振
器を用いたフィルタと同様にイメージパラメータ法によ
って検討するが、それに先立って、直列腕回路のインピ
ーダンス特性が図２（Ａ）のようになる理由を説明す
る。
【００２８】図３は、直列腕回路のインピーダンス特性
の説明図で、（Ａ）は個々の回路要素のインピーダンス
の周波数依存性、（Ｂ）は個々の回路要素を加算したイ
ンピーダンスの周波数依存性を示している。
の説明図で、（Ａ）は個々の回路要素のインピーダンス
の周波数依存性、（Ｂ）は個々の回路要素を加算したイ
ンピーダンスの周波数依存性を示している。
【００２９】個々の回路要素のインピーダンスの周波数
依存性を示す図３（Ａ）にみられるように、直列腕に接
続されている第１の弾性表面波共振器Ｒs1と第２の弾性
表面波共振器Ｒs2は２重共振特性を示し、それぞれ共振
周波数ｆr1，ｆr2および反共振周波数ｆa1，ｆa2をもっ
ている。また、直列インダクタＬのインダクタンスはω
Ｌで表され周波数の増加と共に増大するため上昇する直
線となる。
依存性を示す図３（Ａ）にみられるように、直列腕に接
続されている第１の弾性表面波共振器Ｒs1と第２の弾性
表面波共振器Ｒs2は２重共振特性を示し、それぞれ共振
周波数ｆr1，ｆr2および反共振周波数ｆa1，ｆa2をもっ
ている。また、直列インダクタＬのインダクタンスはω
Ｌで表され周波数の増加と共に増大するため上昇する直
線となる。
【００３０】また、第１の弾性表面波共振器Ｒs1と第２
の弾性表面波共振器Ｒs2と直列インダクタＬのインピー
ダンスを加算した図３（Ｂ）に見られるように、これら
を加算した結果、第２の弾性表面波共振器Ｒs2の共振周
波数ｆr2が低周波数側に移動し、およそｆa1，ｆa2の中
間ｆc に位置するようになる。この図３（Ｂ）は、図２
（Ａ）の直列回路のインピーダンスの周波数依存性を示
している。
の弾性表面波共振器Ｒs2と直列インダクタＬのインピー
ダンスを加算した図３（Ｂ）に見られるように、これら
を加算した結果、第２の弾性表面波共振器Ｒs2の共振周
波数ｆr2が低周波数側に移動し、およそｆa1，ｆa2の中
間ｆc に位置するようになる。この図３（Ｂ）は、図２
（Ａ）の直列回路のインピーダンスの周波数依存性を示
している。
【００３１】そしてさらに、図２（Ａ）に示すように、
並列腕の回路の共振周波数ｆp をｆ c にほぼ一致するよ
うに設計する。並列腕の回路は通常の並列共振器である
ため、そのアドミタンス特性は破線のように周波数とと
もに増大する直線となることは前述の通りである。
並列腕の回路の共振周波数ｆp をｆ c にほぼ一致するよ
うに設計する。並列腕の回路は通常の並列共振器である
ため、そのアドミタンス特性は破線のように周波数とと
もに増大する直線となることは前述の通りである。
【００３２】今、図１の直列腕回路のインピーダンスを
Ｚ＝ｊｘ、並列腕回路のアドミタンスをＹ＝ｊｂとする
と、前掲の特願平３−２８１６９４号明細書や特願平４
−３２２７０号明細書にも記載されているイメージパラ
メータ法によると、０＜ｂｘ＜１、すなわち、ｂとｘが
同符号で小さい値のとき、図１の二端子対回路全体は通
過特性を示し、ｂｘ＜０またはｂｘ＞１のとき、すなわ
ち、ｂとｘが異符号であるとき、またはｂｘ積が大きい
値のとき、減衰特性を示す。
Ｚ＝ｊｘ、並列腕回路のアドミタンスをＹ＝ｊｂとする
と、前掲の特願平３−２８１６９４号明細書や特願平４
−３２２７０号明細書にも記載されているイメージパラ
メータ法によると、０＜ｂｘ＜１、すなわち、ｂとｘが
同符号で小さい値のとき、図１の二端子対回路全体は通
過特性を示し、ｂｘ＜０またはｂｘ＞１のとき、すなわ
ち、ｂとｘが異符号であるとき、またはｂｘ積が大きい
値のとき、減衰特性を示す。
【００３３】これを図２の場合に当てはめると、周波数
ｆc の近傍では０＜ｂｘ＜１となって通過域となり、そ
れより外側の周波数領域では、ｂｘ＞１またはｂｘ＜０
となって減衰域となる。その結果、図２（Ｂ）に示され
ているように、周波数ｆc を中心とする帯域通過特性を
示すことになる。
ｆc の近傍では０＜ｂｘ＜１となって通過域となり、そ
れより外側の周波数領域では、ｂｘ＞１またはｂｘ＜０
となって減衰域となる。その結果、図２（Ｂ）に示され
ているように、周波数ｆc を中心とする帯域通過特性を
示すことになる。
【００３４】このような本発明の構成の弾性表面波フィ
ルタでは、帯域幅は直列腕の２つの弾性表面波共振器の
共振周波数の差で決まるため、前掲の特願平３−２８１
６９４号明細書や特願平４−３２２７０号明細書に記載
された従来構成の弾性表面波フィルタのように、弾性表
面波共振器の電気機械接合係数の値で決定されることは
ない。したがって、弾性表面波共振器のＱがある程度大
きければ、原理上、帯域幅にほとんど設計上の制約はな
くなる。また、弾性表面波共振器のＱが大きければ、通
過帯域の角形比も１に近づき、急峻な特性が実現でき
る。
ルタでは、帯域幅は直列腕の２つの弾性表面波共振器の
共振周波数の差で決まるため、前掲の特願平３−２８１
６９４号明細書や特願平４−３２２７０号明細書に記載
された従来構成の弾性表面波フィルタのように、弾性表
面波共振器の電気機械接合係数の値で決定されることは
ない。したがって、弾性表面波共振器のＱがある程度大
きければ、原理上、帯域幅にほとんど設計上の制約はな
くなる。また、弾性表面波共振器のＱが大きければ、通
過帯域の角形比も１に近づき、急峻な特性が実現でき
る。
【００３５】この時、従来の構成の弾性表面波フィルタ
では、Ｑを上げると帯域幅が狭くなる傾向があったが、
本発明の構成の弾性表面波フィルタではこの問題がな
い。したがって、本発明の構成の弾性表面波フィルタに
よれば、帯域幅が広く、しかも急峻な角形比をもつフィ
ルタ特性を実現することができる。
では、Ｑを上げると帯域幅が狭くなる傾向があったが、
本発明の構成の弾性表面波フィルタではこの問題がな
い。したがって、本発明の構成の弾性表面波フィルタに
よれば、帯域幅が広く、しかも急峻な角形比をもつフィ
ルタ特性を実現することができる。
【００３６】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。実施例を
説明するに当たり、現在実用化されている中でも最も広
い帯域幅と急峻な角形比が要求されるフィルタの仕様と
して、イギリスの自動車、携帯電話の仕様であるＥ−Ｔ
ＡＣＳを選び、その受信（Ｒｘ）フィルタの実現する方
法を具体例として挙げる。
説明するに当たり、現在実用化されている中でも最も広
い帯域幅と急峻な角形比が要求されるフィルタの仕様と
して、イギリスの自動車、携帯電話の仕様であるＥ−Ｔ
ＡＣＳを選び、その受信（Ｒｘ）フィルタの実現する方
法を具体例として挙げる。
【００３７】図４は、本発明の一実施例の弾性表面波フ
ィルタの等価回路図である。この図において、１１は並
列腕、１２は直列腕、１３は第１の並列共振器、１３1
はキャパシタ、１３2 はインダクタ、１４は第１の弾性
表面波共振器、１５は第２の弾性表面波共振器、１６は
直列インダクタ、１７は第２の並列共振器、１７1 はキ
ャパシタ、１７2 はインダクタである。
ィルタの等価回路図である。この図において、１１は並
列腕、１２は直列腕、１３は第１の並列共振器、１３1
はキャパシタ、１３2 はインダクタ、１４は第１の弾性
表面波共振器、１５は第２の弾性表面波共振器、１６は
直列インダクタ、１７は第２の並列共振器、１７1 はキ
ャパシタ、１７2 はインダクタである。
【００３８】この実施例の弾性表面波フィルタにおいて
は、直列腕１２には、共振周波数ｆ r1＝９１０ＭＨｚ、
反共振周波数ｆa1＝９１１ＭＨｚを有する第１の弾性表
面波共振器Ｒs1１４と、共振周波数ｆr2＝９５５ＭＨ
ｚ、反共振周波数ｆa2＝９５６ＭＨｚを有する第２の弾
性表面波共振器Ｒs2１５と、ボンディングワイヤによる
直列インダクタＬ1 １２および直列インダクタＬ2 １６
が接続されている。
は、直列腕１２には、共振周波数ｆ r1＝９１０ＭＨｚ、
反共振周波数ｆa1＝９１１ＭＨｚを有する第１の弾性表
面波共振器Ｒs1１４と、共振周波数ｆr2＝９５５ＭＨ
ｚ、反共振周波数ｆa2＝９５６ＭＨｚを有する第２の弾
性表面波共振器Ｒs2１５と、ボンディングワイヤによる
直列インダクタＬ1 １２および直列インダクタＬ2 １６
が接続されている。
【００３９】また、並列腕１１には、キャパシタ１３1
とインダクタ１３2 からなり共振周波数ｆp1を有する第
１の並列共振器Ｒp1１３と、キャパシタ１７1 とインダ
クタ１７2 からなり共振周波数ｆp2をもつ第２の並列共
振器Ｒp2１７がそれぞれ入力側と出力側に接続されてい
る。
とインダクタ１３2 からなり共振周波数ｆp1を有する第
１の並列共振器Ｒp1１３と、キャパシタ１７1 とインダ
クタ１７2 からなり共振周波数ｆp2をもつ第２の並列共
振器Ｒp2１７がそれぞれ入力側と出力側に接続されてい
る。
【００４０】図５は、本発明の一実施例の弾性表面波フ
ィルタの並列腕の並列共振器の構成説明図であり、
（Ａ）は等価回路、（Ｂ）は第１の形態、（Ｃ）は第２
の形態を示している。
ィルタの並列腕の並列共振器の構成説明図であり、
（Ａ）は等価回路、（Ｂ）は第１の形態、（Ｃ）は第２
の形態を示している。
【００４１】この図において、（Ａ）の並列腕の並列共
振器の等価回路の符号は図４と同じで、（Ｂ）の第１の
形態、（Ｃ）の第２の形態においては、２１は誘電体基
板、２２は導電体膜、２２1 は導電体膜の水平部、２２
2 は導電体膜の垂直部、２３は誘電体、２４は中心導
体、２５は外部導電体膜である。
振器の等価回路の符号は図４と同じで、（Ｂ）の第１の
形態、（Ｃ）の第２の形態においては、２１は誘電体基
板、２２は導電体膜、２２1 は導電体膜の水平部、２２
2 は導電体膜の垂直部、２３は誘電体、２４は中心導
体、２５は外部導電体膜である。
【００４２】第１の形態の並列共振器においては、図５
（Ａ）の並列共振器の等価回路を実現するため、図５
（Ｂ）に示されているように、誘電体基板２１の上に、
導電体膜の水平部２２1 と導電体膜の垂直部２２2 から
なる導電体膜２２を形成した構成を採用している。定性
的にいえば、上下の導電体膜の水平部２２1 の間でキャ
パシタンスをもたせ、導電体膜の垂直部２２2 によって
インダクタンスをもたせている。
（Ａ）の並列共振器の等価回路を実現するため、図５
（Ｂ）に示されているように、誘電体基板２１の上に、
導電体膜の水平部２２1 と導電体膜の垂直部２２2 から
なる導電体膜２２を形成した構成を採用している。定性
的にいえば、上下の導電体膜の水平部２２1 の間でキャ
パシタンスをもたせ、導電体膜の垂直部２２2 によって
インダクタンスをもたせている。
【００４３】第２の形態の並列共振器においては、図５
（Ａ）の並列共振器の等価回路を実現するため、図５
（Ｃ）に示されているように、断面が正方形ないし矩形
の柱状の誘電体２３の中にその中心軸に沿って中心導体
２４を形成し、誘電体２３の外側に外部導電体膜２５を
形成した構成を採用している。
（Ａ）の並列共振器の等価回路を実現するため、図５
（Ｃ）に示されているように、断面が正方形ないし矩形
の柱状の誘電体２３の中にその中心軸に沿って中心導体
２４を形成し、誘電体２３の外側に外部導電体膜２５を
形成した構成を採用している。
【００４４】これは、電気長が４分の１波長の短絡型の
同軸共振器で、その共振周波数ｆpは共振器の長さによ
って決まり、その長さｄは、ｄ＝３×１０10／４ｆp ε
1/2（ｃｍ）となる。ここでεは誘電体の比誘電率であ
り、この値が大きいほど、小型の共振器を形成すること
が形成できる。また、ｆp は共振周波数である。後に説
明する本発明の一実施例の弾性表面波フィルタにおいて
は、この第２の態様の並列共振器を用いている。
同軸共振器で、その共振周波数ｆpは共振器の長さによ
って決まり、その長さｄは、ｄ＝３×１０10／４ｆp ε
1/2（ｃｍ）となる。ここでεは誘電体の比誘電率であ
り、この値が大きいほど、小型の共振器を形成すること
が形成できる。また、ｆp は共振周波数である。後に説
明する本発明の一実施例の弾性表面波フィルタにおいて
は、この第２の態様の並列共振器を用いている。
【００４５】現在、温度係数の小さい材料としてはＢａ
Ｔｉ2 Ｏ3 を用いたセラミクスがよく用いられるが、こ
の場合、εは９８であるのでｆp （＝ｆc ）＝９３４Ｍ
Ｈｚとすると、誘電体の長さは８ｍｍとなる。
Ｔｉ2 Ｏ3 を用いたセラミクスがよく用いられるが、こ
の場合、εは９８であるのでｆp （＝ｆc ）＝９３４Ｍ
Ｈｚとすると、誘電体の長さは８ｍｍとなる。
【００４６】図６は、本発明の一実施例の弾性表面波フ
ィルタの構成説明図であり、（Ａ）は分解した状態を示
し、（Ｂ）は組み立てた状態を示している。この図にお
いて、Ｉは第１の誘電体部材、ＩＩは第２の誘電体部
材、ＩＩＩは第３の誘電体部材、ＩＶは第４の誘電体部
材、Ｖは金属製蓋体、ＶＩは弾性表面波共振器チップ、
３１はスルーホール、３２は金属層、３３はスルーホー
ル、３４は入力側導電体配線層、３５は出力側導電体配
線層、３６，３７，３８，３９はボンディングパッド、
４０，４４，４５は導電体層、４１，４２，４３は導電
体配線層である。
ィルタの構成説明図であり、（Ａ）は分解した状態を示
し、（Ｂ）は組み立てた状態を示している。この図にお
いて、Ｉは第１の誘電体部材、ＩＩは第２の誘電体部
材、ＩＩＩは第３の誘電体部材、ＩＶは第４の誘電体部
材、Ｖは金属製蓋体、ＶＩは弾性表面波共振器チップ、
３１はスルーホール、３２は金属層、３３はスルーホー
ル、３４は入力側導電体配線層、３５は出力側導電体配
線層、３６，３７，３８，３９はボンディングパッド、
４０，４４，４５は導電体層、４１，４２，４３は導電
体配線層である。
【００４７】この図６（Ａ）によって、本発明の一実施
例の弾性表面波フィルタの構成部材を説明する。
例の弾性表面波フィルタの構成部材を説明する。
【００４８】第１の誘電体部材Ｉ 誘電率ε1 の誘電体で形成され、高さがｈ1 で矩形状の
枠状の部材であり、その４隅にはスルーホール３１が形
成されている。そして、枠状の部材の上面には、金属性
蓋体Ｖを接着するための金属層３２が形成されている。
枠状の部材であり、その４隅にはスルーホール３１が形
成されている。そして、枠状の部材の上面には、金属性
蓋体Ｖを接着するための金属層３２が形成されている。
【００４９】第２の誘電体部材ＩＩ 誘電率ε1 の誘電体で形成され、高さがｈ2 の第１の誘
電体部材Ｉより枠の幅が広い矩形状の枠状の部材であ
り、その４隅にはスルーホール３３が形成されている。
そして、この幅が広い枠状の部材の上面には、入力側導
電体配線層３４、出力側導電体配線層３５と、ボンディ
ングパッド３６，３７，３８，３９が形成されている。
電体部材Ｉより枠の幅が広い矩形状の枠状の部材であ
り、その４隅にはスルーホール３３が形成されている。
そして、この幅が広い枠状の部材の上面には、入力側導
電体配線層３４、出力側導電体配線層３５と、ボンディ
ングパッド３６，３７，３８，３９が形成されている。
【００５０】第３の誘電体部材ＩＩＩ 誘電率ε2 の誘電体で形成され、高さがｈ3 の矩形板状
の部材であり、その上面と長辺方向の側面に接地導体と
なる導電体層４０が形成されている。そして、短辺方向
の側面には導電体配線層４１が形成されている。
の部材であり、その上面と長辺方向の側面に接地導体と
なる導電体層４０が形成されている。そして、短辺方向
の側面には導電体配線層４１が形成されている。
【００５１】第４の誘電体部材ＩＶ 誘電率ε2 の誘電体で形成され、高さがｈ4 の矩形板状
の部材であり、その上面に入力側の第１の並列共振器Ｒ
p1の中心導体となる導電体配線層４２と出力側の第２の
並列共振器Ｒp2の中心導体となる導電体配線層４３が形
成され、側面に外部導体となる導電体配線層４４，４５
が形成されている。
の部材であり、その上面に入力側の第１の並列共振器Ｒ
p1の中心導体となる導電体配線層４２と出力側の第２の
並列共振器Ｒp2の中心導体となる導電体配線層４３が形
成され、側面に外部導体となる導電体配線層４４，４５
が形成されている。
【００５２】また、ＶＩは２端子対型弾性表面波フィル
タの直列腕に接続される弾性表面波共振器チップであ
り、Ｑが高く、周波数の温度依存性が小さいＳＴカット
水晶板（伝播方向はＸ方向に垂直な方向）の表面にＡｌ
系合金で櫛形電極が形成されて、第１の弾性表面波共振
器Ｒs1と第２の弾性表面波共振器Ｒs2が構成され、後に
図７によって説明するように、入力電極と出力電極とと
もにボンディングパッドが形成されている。なお、第１
の誘電体部材Ｉ、第２の誘電体部材ＩＩ、第３の誘電体
部材ＩＩＩ、第４の誘電体部材ＩＶの外形は同じで、長
辺方向の長さｄは、ｄ＝λp ／４である。ただし、この
λp は共振波長である。
タの直列腕に接続される弾性表面波共振器チップであ
り、Ｑが高く、周波数の温度依存性が小さいＳＴカット
水晶板（伝播方向はＸ方向に垂直な方向）の表面にＡｌ
系合金で櫛形電極が形成されて、第１の弾性表面波共振
器Ｒs1と第２の弾性表面波共振器Ｒs2が構成され、後に
図７によって説明するように、入力電極と出力電極とと
もにボンディングパッドが形成されている。なお、第１
の誘電体部材Ｉ、第２の誘電体部材ＩＩ、第３の誘電体
部材ＩＩＩ、第４の誘電体部材ＩＶの外形は同じで、長
辺方向の長さｄは、ｄ＝λp ／４である。ただし、この
λp は共振波長である。
【００５３】図６（Ｂ）は、図６（Ａ）を用いて説明し
た弾性表面波フィルタの構成部材を組み立てた状態を示
している。前に説明した第１の誘電体部材Ｉ、第２の誘
電体部材ＩＩ、第３の誘電体部材ＩＩＩ、第４の誘電体
部材ＩＶを積層、第１の誘電体部材Ｉ、第２の誘電体部
材ＩＩの枠内の開口を通して、第３の誘電体部材ＩＩＩ
の上面の導電体層４０の上に弾性表面波共振器チップＶ
Ｉを載置した状態で熱処理を加えることによって、第１
の誘電体部材Ｉ、第２の誘電体部材ＩＩ、第３の誘電体
部材ＩＩＩ、第４の誘電体部材ＩＶ相互間を接着すると
ともに、第３の誘電体部材ＩＩＩの上面の導電体層４０
の上に弾性表面波共振器チップＶＩを固着する。また、
スルーホール３１とスルーホール３３の中に導電体を充
填して金属層３２と導電体層４０の間を接続する。
た弾性表面波フィルタの構成部材を組み立てた状態を示
している。前に説明した第１の誘電体部材Ｉ、第２の誘
電体部材ＩＩ、第３の誘電体部材ＩＩＩ、第４の誘電体
部材ＩＶを積層、第１の誘電体部材Ｉ、第２の誘電体部
材ＩＩの枠内の開口を通して、第３の誘電体部材ＩＩＩ
の上面の導電体層４０の上に弾性表面波共振器チップＶ
Ｉを載置した状態で熱処理を加えることによって、第１
の誘電体部材Ｉ、第２の誘電体部材ＩＩ、第３の誘電体
部材ＩＩＩ、第４の誘電体部材ＩＶ相互間を接着すると
ともに、第３の誘電体部材ＩＩＩの上面の導電体層４０
の上に弾性表面波共振器チップＶＩを固着する。また、
スルーホール３１とスルーホール３３の中に導電体を充
填して金属層３２と導電体層４０の間を接続する。
【００５４】そして、第２の誘電体部材ＩＩの幅が広い
枠の上に形成された入力側導電体配線層３４と出力側導
電体配線層３５と、弾性表面波共振器チップＶＩの入力
電極、出力電極の間をボンディグワイヤによって接続す
る。
枠の上に形成された入力側導電体配線層３４と出力側導
電体配線層３５と、弾性表面波共振器チップＶＩの入力
電極、出力電極の間をボンディグワイヤによって接続す
る。
【００５５】この際、直列腕に接続されるインダクタを
形成するために必要なインダクタンスを得るために、第
２の誘電体部材ＩＩの入力側導電体配線層３４と弾性表
面波共振器チップＶＩの入力電極、あるいは、第２の誘
電体部材ＩＩの出力側導電体配線層３５と弾性表面波共
振器チップＶＩの出力電極の間をボンディグワイヤによ
って直接接続しないで、第２の誘電体部材ＩＩのボンデ
ィングパッド３６，３７，３８，３９と弾性表面波共振
器チップＶＩのボンディングパッドの間をボンディグワ
イヤによって必要な回数だけジグザグ状に接続した後
に、第２の誘電体部材ＩＩの入力側導電体配線層３４と
弾性表面波共振器チップＶＩの入力電極、あるいは、第
２の誘電体部材ＩＩの出力側導電体配線層３５と弾性表
面波共振器チップＶＩの出力電極の間を接続することが
できる。最後に、厚さ０．２ｍｍの金属製蓋体Ｖによっ
て封止する。
形成するために必要なインダクタンスを得るために、第
２の誘電体部材ＩＩの入力側導電体配線層３４と弾性表
面波共振器チップＶＩの入力電極、あるいは、第２の誘
電体部材ＩＩの出力側導電体配線層３５と弾性表面波共
振器チップＶＩの出力電極の間をボンディグワイヤによ
って直接接続しないで、第２の誘電体部材ＩＩのボンデ
ィングパッド３６，３７，３８，３９と弾性表面波共振
器チップＶＩのボンディングパッドの間をボンディグワ
イヤによって必要な回数だけジグザグ状に接続した後
に、第２の誘電体部材ＩＩの入力側導電体配線層３４と
弾性表面波共振器チップＶＩの入力電極、あるいは、第
２の誘電体部材ＩＩの出力側導電体配線層３５と弾性表
面波共振器チップＶＩの出力電極の間を接続することが
できる。最後に、厚さ０．２ｍｍの金属製蓋体Ｖによっ
て封止する。
【００５６】例えば、ｈ1 ＝０．５ｍｍ，ｈ2 ＝０．３
ｍｍ，ｈ3 ＝１ｍｍ、ｈ4 ＝１ｍｍとすると、全体の厚
さが蓋体を含めて３ｍｍ程度になり、短辺ｓを３ｍｍと
し、長辺ｄ（＝λp ／４）を８ｍｍと小型化することが
できる。なお、ε1 ＝ε2 ＝９８とした。
ｍｍ，ｈ3 ＝１ｍｍ、ｈ4 ＝１ｍｍとすると、全体の厚
さが蓋体を含めて３ｍｍ程度になり、短辺ｓを３ｍｍと
し、長辺ｄ（＝λp ／４）を８ｍｍと小型化することが
できる。なお、ε1 ＝ε2 ＝９８とした。
【００５７】図７は、本発明の一実施例の弾性表面波フ
ィルタの共振チップとその接続方法の説明図である。こ
の図において、ＩＩは第２の誘電体部材、ＶＩは弾性表
面波共振器チップ、３４は入力側導電体配線層、３５は
出力側導電体配線層、３６，３７，３８，３９はボンデ
ィングパッド、５１は入力電極、５２は出力電極、５
３，５４，５５，５６はボンディングパッド、ｗはボン
ディングワイヤである。
ィルタの共振チップとその接続方法の説明図である。こ
の図において、ＩＩは第２の誘電体部材、ＶＩは弾性表
面波共振器チップ、３４は入力側導電体配線層、３５は
出力側導電体配線層、３６，３７，３８，３９はボンデ
ィングパッド、５１は入力電極、５２は出力電極、５
３，５４，５５，５６はボンディングパッド、ｗはボン
ディングワイヤである。
【００５８】この実施例においては、第１の弾性表面波
共振器Ｒｓ1 は、２４０対、開口長３２０μｍ、周期
５．１１μｍであり、第２の弾性表面波共振器Ｒs2は、
対数と開口長は第１の弾性表面波共振器Ｒs1と同じで、
周期のみ４．８７μｍと短くなっている。このことによ
り、２つの弾性表面波共振器は共振周波数、反共振周波
数共に互いに異なる。
共振器Ｒｓ1 は、２４０対、開口長３２０μｍ、周期
５．１１μｍであり、第２の弾性表面波共振器Ｒs2は、
対数と開口長は第１の弾性表面波共振器Ｒs1と同じで、
周期のみ４．８７μｍと短くなっている。このことによ
り、２つの弾性表面波共振器は共振周波数、反共振周波
数共に互いに異なる。
【００５９】この図に示されているように、大きさがお
よそ３ｍｍ×１ｍｍで厚さが０．３ｍｍのＳＴカット水
晶板（伝播方向はＸ方向に垂直な方向）の表面にＡｌ系
合金によって櫛形電極を形成して第１の弾性表面波共振
器Ｒs1と第２の弾性表面波共振器Ｒs2を平行に並べて形
成し、両者間の対向する側は導体配線層５１によって接
続され、両者の外側には入力電極５２と出力電極５３が
設けられ、入力側と出力側にはボンディングパッド５
４，５５，５６，５７が形成されている。
よそ３ｍｍ×１ｍｍで厚さが０．３ｍｍのＳＴカット水
晶板（伝播方向はＸ方向に垂直な方向）の表面にＡｌ系
合金によって櫛形電極を形成して第１の弾性表面波共振
器Ｒs1と第２の弾性表面波共振器Ｒs2を平行に並べて形
成し、両者間の対向する側は導体配線層５１によって接
続され、両者の外側には入力電極５２と出力電極５３が
設けられ、入力側と出力側にはボンディングパッド５
４，５５，５６，５７が形成されている。
【００６０】また、第２の誘電体部材ＩＩには、入力側
導電体配線層３４と出力側導電体配線層３５の他に、弾
性表面波共振器チップＶＩと同様にボンディングパッド
３６，３７，３８，３９が形成されている。この実施例
では、第２の誘電体部材ＩＩの入力側導電体配線層３４
と、弾性表面波共振器チップＶＩの入力電極５２の間の
インダクタンスＬ1 と、第２の誘電体部材ＩＩの出力側
導体配線層３５と、弾性表面波共振器チップＶＩの出力
電極５３の間のインダクタンスＬ2 を、ともに２．５ｎ
Ｈとした。
導電体配線層３４と出力側導電体配線層３５の他に、弾
性表面波共振器チップＶＩと同様にボンディングパッド
３６，３７，３８，３９が形成されている。この実施例
では、第２の誘電体部材ＩＩの入力側導電体配線層３４
と、弾性表面波共振器チップＶＩの入力電極５２の間の
インダクタンスＬ1 と、第２の誘電体部材ＩＩの出力側
導体配線層３５と、弾性表面波共振器チップＶＩの出力
電極５３の間のインダクタンスＬ2 を、ともに２．５ｎ
Ｈとした。
【００６１】そして、このインダクタンスＬ1 とインダ
クタンスＬ2 を、ボンディングワイヤで実現した。２５
μｍφのＡｌのボンディングワイヤは１ｍｍの長さで約
０．５ｎＨになるから、このボンディングワイヤを５
本、ジグザグ状に直列に接続した。
クタンスＬ2 を、ボンディングワイヤで実現した。２５
μｍφのＡｌのボンディングワイヤは１ｍｍの長さで約
０．５ｎＨになるから、このボンディングワイヤを５
本、ジグザグ状に直列に接続した。
【００６２】その接続の方法は図７に示されているよう
に、入力側については、入力側導体配線層３４→ボンデ
ィングパッド５５→ボンディングパッド３６→ボンディ
ングパッド５４→ボンディングパッド３７→入力電極５
２とジグザグ状にボンディングワイヤｗで接続する。ボ
ンディングワイヤｗのジグザグの１辺は約１ｍｍとする
と、全長で５ｍｍとなり、Ｌ1 として２．５ｎＨのイン
ダクタンスを実現することができる。
に、入力側については、入力側導体配線層３４→ボンデ
ィングパッド５５→ボンディングパッド３６→ボンディ
ングパッド５４→ボンディングパッド３７→入力電極５
２とジグザグ状にボンディングワイヤｗで接続する。ボ
ンディングワイヤｗのジグザグの１辺は約１ｍｍとする
と、全長で５ｍｍとなり、Ｌ1 として２．５ｎＨのイン
ダクタンスを実現することができる。
【００６３】出力側についても、出力側導体配線層３５
→ボンディングパッド５７→ボンディングパッド３８→
ボンディングパッド５６→ボンディングパッド３９→出
力電極５３とジグザグ状にボンディングワイヤｗで接続
することによって、Ｌ2 として２．５ｎＨのインダクタ
ンスを実現することができる。なお、この図に示された
Ｒs11 ，Ｒs12 ，Ｒs21 ，Ｒs22 は変換効率を改善し、
減衰量の周波数特性のリップルを調節するための反射器
である。
→ボンディングパッド５７→ボンディングパッド３８→
ボンディングパッド５６→ボンディングパッド３９→出
力電極５３とジグザグ状にボンディングワイヤｗで接続
することによって、Ｌ2 として２．５ｎＨのインダクタ
ンスを実現することができる。なお、この図に示された
Ｒs11 ，Ｒs12 ，Ｒs21 ，Ｒs22 は変換効率を改善し、
減衰量の周波数特性のリップルを調節するための反射器
である。
【００６４】上記の構成を採ることによって、Ｌ1 ＋Ｌ
2 を５ｎＨにすることができ、図３（Ｂ）の直列腕の共
振回路のインピーダンス特性において、共振周波数ｆc
をｆ a1とｆa2の中間に移すことができた。具体的には、
ｆa1＝９１１ＭＨｚ，ｆa2＝９５６ＭＨｚで、ｆc ＝９
３４ＭＨｚとなった。
2 を５ｎＨにすることができ、図３（Ｂ）の直列腕の共
振回路のインピーダンス特性において、共振周波数ｆc
をｆ a1とｆa2の中間に移すことができた。具体的には、
ｆa1＝９１１ＭＨｚ，ｆa2＝９５６ＭＨｚで、ｆc ＝９
３４ＭＨｚとなった。
【００６５】また、図４に示された２端子対型弾性表面
波フィルタの並列腕の第１の並列共振器と第２の並列共
振器を、図６のように弾性表面波共振器を搭載するパッ
ケージの下部に誘電体を用いた同軸共振器を作り込む構
造として実現した。
波フィルタの並列腕の第１の並列共振器と第２の並列共
振器を、図６のように弾性表面波共振器を搭載するパッ
ケージの下部に誘電体を用いた同軸共振器を作り込む構
造として実現した。
【００６６】すなわち、この図に示されるように、第３
の誘電体部材ＩＩＩ、第４の誘電体部材ＩＶが誘電体共
振器であり、回りが導電体層４０，４４，４５からなる
接地される外部導体で覆われ、第３の誘電体部材ＩＩＩ
と第４の誘電体部材ＩＶに、入力側の第１の並列共振器
Ｒp1と出力側の第２の並列共振器Ｒp2の同軸線路用導体
となる導電体配線層４２，４３が、銅、タングステン等
をスクリーン印刷することによって形成されている。
の誘電体部材ＩＩＩ、第４の誘電体部材ＩＶが誘電体共
振器であり、回りが導電体層４０，４４，４５からなる
接地される外部導体で覆われ、第３の誘電体部材ＩＩＩ
と第４の誘電体部材ＩＶに、入力側の第１の並列共振器
Ｒp1と出力側の第２の並列共振器Ｒp2の同軸線路用導体
となる導電体配線層４２，４３が、銅、タングステン等
をスクリーン印刷することによって形成されている。
【００６７】図８は、本発明の一実施例の弾性表面波フ
ィルタの特性図である。この図において、横軸は周波数
を示し、縦軸は減衰量を示している。この図には、３６
°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴｉＯ3 上に形成した従来構造の
Ｅ−ＴＡＣＳ用Ｒｘフィルタの特性を比較のため破線で
示している。本発明の一実施例の弾性表面波フィルタの
特性は実線で示されているが、従来のフィルタに比べて
角型比が急峻になるとともに、低損失を確保できる帯域
幅を広くすることができたことを示している。
ィルタの特性図である。この図において、横軸は周波数
を示し、縦軸は減衰量を示している。この図には、３６
°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴｉＯ3 上に形成した従来構造の
Ｅ−ＴＡＣＳ用Ｒｘフィルタの特性を比較のため破線で
示している。本発明の一実施例の弾性表面波フィルタの
特性は実線で示されているが、従来のフィルタに比べて
角型比が急峻になるとともに、低損失を確保できる帯域
幅を広くすることができたことを示している。
【００６８】この実施例においては、帯域幅は前述した
ように、２つの弾性表面波共振器の共振周波数の差で決
まるため、個別の弾性表面波共振器のすだれ状の電極の
周期の設計だけで自由に設定が可能である。また、温度
係数も結晶の温度特性を反映して、従来のフィルタが３
２ｐｐｍ／℃であるのに対し、本発明の一実施例の弾性
表面波フィルタは１ｐｐｍ／℃以下となり大きく改善さ
れた。
ように、２つの弾性表面波共振器の共振周波数の差で決
まるため、個別の弾性表面波共振器のすだれ状の電極の
周期の設計だけで自由に設定が可能である。また、温度
係数も結晶の温度特性を反映して、従来のフィルタが３
２ｐｐｍ／℃であるのに対し、本発明の一実施例の弾性
表面波フィルタは１ｐｐｍ／℃以下となり大きく改善さ
れた。
【００６９】以上より、Ｅ−ＴＡＣＳ用Ｒｘフィルタ仕
様では、帯域９１７ＭＨｚ〜９５０ＭＨｚで損失が３ｄ
Ｂ以下、帯域外抑圧度が９０５ＭＨｚと９６２ＭＨｚで
３０ｄＢ以上が要求されているが、本発明のフィルタで
はこれが実現されており、しかも温度による周波数ずれ
も生じない。
様では、帯域９１７ＭＨｚ〜９５０ＭＨｚで損失が３ｄ
Ｂ以下、帯域外抑圧度が９０５ＭＨｚと９６２ＭＨｚで
３０ｄＢ以上が要求されているが、本発明のフィルタで
はこれが実現されており、しかも温度による周波数ずれ
も生じない。
【００７０】なお、上記の実施例において、２端子対梯
子型回路の直列腕に２個の弾性表面波共振器を接続して
いるが、通過帯域を調整するために３個以上の弾性表面
波共振器を接続することもできる。直列腕に接続するイ
ンダクタについても、１個にまとめることもでき、また
複数箇所に分散して形成することもできる。
子型回路の直列腕に２個の弾性表面波共振器を接続して
いるが、通過帯域を調整するために３個以上の弾性表面
波共振器を接続することもできる。直列腕に接続するイ
ンダクタについても、１個にまとめることもでき、また
複数箇所に分散して形成することもできる。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
２つの弾性表面波共振器の反共振周波数の差でバンド幅
が決められるため、自由にその幅を設計することができ
る。また、弾性表面波共振器として水晶等のＱの高いも
のを用いると、帯域幅を犠牲にすることなく角型比が大
きいフィルタを設計することができる。また、温度係数
も水晶を用いることによってほとんど０ｐｐｍ／℃にす
ることができ、高性能で小型のフィルタを実現すること
ができる。
２つの弾性表面波共振器の反共振周波数の差でバンド幅
が決められるため、自由にその幅を設計することができ
る。また、弾性表面波共振器として水晶等のＱの高いも
のを用いると、帯域幅を犠牲にすることなく角型比が大
きいフィルタを設計することができる。また、温度係数
も水晶を用いることによってほとんど０ｐｐｍ／℃にす
ることができ、高性能で小型のフィルタを実現すること
ができる。
【図１】本発明の弾性表面波共振器を用いたフィルタの
構成説明図である。
構成説明図である。
【図２】本発明の弾性表面波共振器を用いたフィルタの
動作説明図であり、（Ａ）はインミタンスの周波数依存
性、（Ｂ）は減衰量の周波数依存性を示している。
動作説明図であり、（Ａ）はインミタンスの周波数依存
性、（Ｂ）は減衰量の周波数依存性を示している。
【図３】直列腕回路のインピーダンス特性の説明図で、
（Ａ）は個々の回路要素のインピーダンス特性、（Ｂ）
は個々の回路要素を加算したインピーダンス特性を示し
ている。
（Ａ）は個々の回路要素のインピーダンス特性、（Ｂ）
は個々の回路要素を加算したインピーダンス特性を示し
ている。
【図４】本発明の一実施例の弾性表面波フィルタの等価
回路図である。
回路図である。
【図５】本発明の一実施例の弾性表面波フィルタの並列
腕の並列共振器の構成説明図であり、（Ａ）は等価回
路、（Ｂ）は第１の形態、（Ｃ）は第２の形態を示して
いる。
腕の並列共振器の構成説明図であり、（Ａ）は等価回
路、（Ｂ）は第１の形態、（Ｃ）は第２の形態を示して
いる。
【図６】本発明の一実施例の弾性表面波フィルタの構成
説明図であり、（Ａ）は分解した状態を示し、（Ｂ）は
組み立てた状態を示している。
説明図であり、（Ａ）は分解した状態を示し、（Ｂ）は
組み立てた状態を示している。
【図７】本発明の一実施例の弾性表面波フィルタの共振
チップとその接続方法の説明図である。
チップとその接続方法の説明図である。
【図８】本発明の一実施例の弾性表面波フィルタの特性
図である。
図である。
【図９】従来の弾性表面波フィルタの原理説明図であ
る。
る。
【図１０】従来の弾性表面波フィルタの動作説明図であ
り、（Ａ）はインミタンスの周波数依存性、（Ｂ）は減
衰量の周波数依存性を示している。
り、（Ａ）はインミタンスの周波数依存性、（Ｂ）は減
衰量の周波数依存性を示している。
１ 並列腕 ２ 直列腕 ３ 並列共振器 ３1 インダクタ ３2 キャパシタ ４ 第１の弾性表面波共振器 ５ 第２の弾性表面波共振器 ６ インダクタ １１ 並列腕 １２ 直列腕 １３ 第１の並列共振器 １３1 キャパシタ １３2 インダクタ １４ 第１の弾性表面波共振器 １５ 第２の弾性表面波共振器 １６ 直列インダクタ １７ 第２の並列共振器 １７1 キャパシタ １７2 インダクタ ２１ 誘電体基板 ２２ 導電体膜 ２２1 導電体膜の水平部 ２２2 導電体膜の垂直部 ２３ 誘電体 ２４ 中心導体 ２５ 外部導電体膜 ３１ スルーホール ３２ 金属層 ３３ スルーホール ３４ 入力側導電体配線層 ３５ 出力側導電体配線層 ３６，３７，３８，３９ ボンディングパッド ４０，４４，４５ 導電体層 ４１，４２，４３ 導電体配線層 ５１ 入力電極 ５２ 出力電極 ５３，５４，５５，５６ ボンディングパッド Ｉ 第１の誘電体部材 ＩＩ 第２の誘電体部材 ＩＩＩ 第３の誘電体部材 ＩＶ 第４の誘電体部材 Ｖ 金属製蓋体 ＶＩ 弾性表面波共振器チップ ｗ ボンディングワイヤ ６１ 並列腕 ６２ 直列腕 ６３，６４ 弾性表面波共振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西原 時弘 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 高松 光夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 9/64 H03H 3/10 H03H 9/25
Claims (6)
- 【請求項１】 異なる反共振周波数ｆa1，ｆa2をもつ少
なくとも２個の弾性表面波共振器と少なくとも１個のイ
ンダクタを２端子対梯子型回路の直列腕に接続し、該直
列腕の弾性表面波共振器の反共振周波数ｆa1，ｆa2の間
の周波数ｆpで並列共振を起こす並列共振器を並列腕に
接続してなることを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 【請求項２】 並列腕の並列共振器が電磁波を閉じ込め
て共振する構造の共振器であることを特徴とする請求項
１に記載された弾性表面波フィルタ。 - 【請求項３】 並列腕の並列共振器が直列腕の弾性表面
波共振器を包むパッケージの下部にアース用金属膜を介
して作りこまれていることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載された弾性表面波フィルタ。 - 【請求項４】 直列腕の弾性表面波共振器が水晶板上に
形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３
までのいずれか１項に記載された弾性表面波フィルタ。 - 【請求項５】 直列腕に接続されるインダクタが細いワ
イヤで形成されており、パッケージと弾性表面波共振器
を形成するチップとの間が、インダクタンス値を調整す
るために複数本のワイヤによって接続されていることを
特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に
記載された弾性表面波フィルタ。 - 【請求項６】 直列腕の弾性表面波共振器を形成するチ
ップの入力側あるいは出力側の電極が互いに絶縁された
複数個の電極部からなり、そのうちの少なくとも１つの
電極が弾性表面波共振器に接続された構造をもち、パッ
ケージ側の電極も、互いに絶縁された複数個の電極から
なり、そのうちの少なくとも１つの電極がパッケージの
信号線に接続されており、これらチップ側の電極とパッ
ケージ側の電極との間で交互にワイヤが接続されている
ことを特徴とする請求項５に記載された弾性表面波フィ
ルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13708293A JP3208618B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 弾性表面波フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13708293A JP3208618B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 弾性表面波フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06350390A JPH06350390A (ja) | 1994-12-22 |
| JP3208618B2 true JP3208618B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=15190477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13708293A Expired - Fee Related JP3208618B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 弾性表面波フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3208618B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003052930A1 (en) | 2001-12-14 | 2003-06-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Filter circuit |
| JP4979897B2 (ja) * | 2005-05-25 | 2012-07-18 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波フィルタおよび弾性波分波器 |
| JP5723667B2 (ja) | 2011-04-27 | 2015-05-27 | 太陽誘電株式会社 | ラダーフィルタ、分波器及びモジュール |
| DE102018103549B4 (de) * | 2018-02-16 | 2020-12-24 | RF360 Europe GmbH | HF-Bandpassfilter, Filterkomponente und Duplexer |
-
1993
- 1993-06-08 JP JP13708293A patent/JP3208618B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06350390A (ja) | 1994-12-22 |
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