JP3743341B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、近年の携帯電話機の小型化、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。
【０００３】
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フィルタに平衡−不平衡変換機能、いわゆるバラン（balun)の機能を有するものも近年盛んに研究され、ＧＳＭ方式（Global System for Mobile communications)などを中心に使用されるようになってきており、今後もＡＭＰＳ、ＰＣＳ、ＤＣＳなどにも使用される可能性が非常に高い。バランとは、平行二線式フィーダのような平衡線路と同軸ケーブルのような不平衡線路とを整合する回路をいう。
【０００４】
そのような平衡−不平衡変換機能を備え、入力インピーダンスと出力インピーダンスとが互いにほぼ等しい弾性表面波装置の基本的な構成として、図１２に示すような構成が広く用いられている。図１２の構成は、パッケージ１０１内に収納された圧電基板１０８上に、３つの各くし型電極部（すだれ状電極ともいう、Inter-Digital Transducer、以下、ＩＤＴという）から構成された縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ１０９、１１０を２段縦続接続するように構成された弾性表面波装置である。
【０００５】
第一の弾性表面波フィルタ１０９は、中央のＩＤＴ１１１の左右（弾性表面波の伝搬方向に沿って）にＩＤＴ１１２とＩＤＴ１１３とを配置し、これらのＩＤＴを挟み込むように反射器１１４と反射器１１５とが配置された縦結合共振子型弾性表面波フィルタである。
【０００６】
第二の弾性表面波フィルタ１１０は、弾性表面波フィルタ１０９と同一構成となっており、これら２つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを縦続接続した構成となっている。端子１３３が不平衡信号端子、端子１３５と１３６が平衡信号端子である。パッケージ１０１とは金属ワイヤによって電気的に接続されており、不平衡側の縦結合型共振子型の弾性表面波フィルタ１０９の不平衡信号端子１３３、接地端子１３４は、パッケージ１０１の不平衡側電極１０３、１０４に接続され、平衡側の縦結合型共振子の弾性表面波フィルタ１１０の各平衡信号端子１３５、１３６は、パッケージ１０１の平衡側電極１０５、１０７にそれぞれ接続されている。
【０００７】
平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタでは、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、振幅特性が可能な限り等しく、かつ位相が可能な限り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ばれている。
【０００８】
振幅平衡度及び位相平衡度は、前記平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタを３ポートのデバイスと考え、例えば不平衡入力端子を第一ポート、平衡出力端子のそれぞれを第二ポート、第三ポートとしたとき、
振幅平衡度＝｜Ａ｜、Ａ＝｜２０ｌｏｇＳ２１｜−｜２０ｌｏｇＳ３）｜、
位相平衡度＝｜Ｂ−１８０｜、Ｂ＝｜∠Ｓ２１−∠Ｓ３１｜にてそれぞれ定義される。
【０００９】
ここで示すＳ２１、Ｓ３１は、３ポートデバイスを散乱行列で表現した時の、行列成分であり、それぞれ、第二ポートと第一ポート間、第三ポートと第一ポート間の伝送特性を示す。このような平衡度は、理想的には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、通過帯域外で振幅平衡度が０ｄＢ、位相平衡度は１８０度である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１２に示す構成では、理想平衡度とのずれが存在し、そのレベルは実際に使用する上で問題となるレベルであった。その理由は、平衡信号端子１３５と平衡信号端子１３６とは互いに形状の点で対称構造とはなっておらず、また、パッケージ１０１と電気的に接続するための金属ワイヤ１４０、１４２も互いに形状や長さの点で非対称構造となっているため、それぞれの平衡信号端子１３５、１３６に入る寄生容量や寄生インダクタンスが互いに異なっている。このことは、平衡度、特に通過帯域外の平衡度を悪化させ、帯域外減衰量を低下させてしまうという問題がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置は、上記課題を解決するために、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複数組のＩＤＴを備えた弾性表面波フィルタが少なくとも２段縦続接続されて平衡−不平衡変換機能を有するように設けられ、上記ＩＤＴにおける、電気信号が流れる電気端子側電極指以外の基準端子側電極指を互いに電気的に接続する配線パターンが圧電基板上に設けられていることを特徴としている。
【００１２】
上記弾性表面波装置では、各段のそれぞれの接続用ＩＤＴ同士は圧電基板上にて互いに電気的に分離され、かつ、それぞれ次段と電気的に接続する電気端子側電極指と、基準端子側電極指とを備え、各段の電気端子側電極指が圧電基板上にて互いに電気的に接続されており、互いに電気的に接続された各段の電気端子側電極指にそれぞれ対応する各段の基準端子側電極指を互いに電気的に接続する配線パターンが、複数の上記接続用くし型電極部を挟み込むように配置された反射器の外側を通るように、圧電基板上に設けられている。
【００１３】
上記構成によれば、弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された複数組のＩＤＴを備えた弾性表面波フィルタが少なくとも２段縦続接続することによって、平衡−不平衡変換機能を実現できる。
【００１４】
また、上記構成では、各基準端子側電極指を互いに電気的に接続する配線パターンを設けたことにより、上記各基準端子側電極指をアースに接続しなくとも、上記各基準端子側電極指はフロートの状態にて基準電位を維持できて、フィルタ機能や平衡−不平衡変換を確保できる。
【００１５】
これにより、上記構成においては、従来必要であった、金属ワイヤ等の接続部を省くことができて、構造を簡便化でき、その上、上記接続部による接続状態の非対称性を、配線パターンを設けたことにより軽減できるので、従来と比較し帯域外減衰量を改善できる。
【００１６】
上記弾性表面波装置においては、圧電基板を収納するパッケージがさらに備えられており、該パッケージが、異なる２つの平衡信号用電極の間に接地用電極を外縁部に沿うように有して設けられ、圧電基板上の各平衡信号端子とパッケージの各平衡信号用電極とをそれぞれ電気的に接続する信号用接続部が設けられ、不平衡信号端子に接続されているくし型電極部に対応する基準端子側電極指の接地端子とパッケージの上記各平衡信号用電極間の接地用電極とを接続する接地用接続部が設けられている。
【００１７】
上記構成によれば、各平衡信号用接続部の間に接地用接続部を存在させることができるので、上記接地用接続部は各平衡信号端子間においてシールド効果を発揮できる。このため、上記構成では、平衡度悪化の一因となっていた各平衡信号用接続部の相互インダクタンスを上記接地用接続部により減少できて平衡度を向上でき、通過帯域外の減衰量を大きく改善できる。
【００１８】
上記弾性表面波装置では、互いに電気的に接続された各段の電気端子側電極指にそれぞれ対応する各段の基準端子側電極指を互いに電気的に接続している、圧電基板上の配線パターンが、パッケージの接地用電極に電気的に接続されていていてもよい。上記構成によれば、配線パターンを、パッケージの接地用電極に電気的に接続することにより、アースが強化されるため、通過帯域外の減衰量を大きく改善できる。
【００１９】
上記弾性表面波装置においては、弾性表面波フィルタが２段縦続接続されていることが好ましい。上記構成によれば、最小の２段縦続により構成されるので、大型化を回避できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
〔参考例〕
本発明の参考例について説明すれば、以下の通りである。図１に、本発明の参考例の弾性表面波装置の構成を示す。なお、以下では、ＥＧＳＭ受信用フィルタを例にとって説明を行なっていく。
【００２１】
参考例では、４０±５度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 の圧電基板２０８上に第１及び第２の弾性表面波フィルタ２０９、２１０がアルミニウム（Ａｌ）電極によりフォトリソグラフィー法を用いてそれぞれ形成されている。
【００２２】
第１の弾性表面波フィルタ２０９、第２の弾性表面波フィルタ２１０は、それぞれが３つのＩＤＴを弾性表面波の伝搬方向に沿って有する、前述した縦結合共振子型の弾性表面波フィルタである。第１及び第２の弾性表面波フィルタ２０９、２１０は、それらの弾性表面波の伝搬方向が互いに平行に、かつ、それらの弾性表面波の伝搬方向の中心位置が、上記伝搬方向に直交する方向にてほぼ一致していることが、小型化の点で好ましい。
【００２３】
第１の弾性表面波フィルタ２０９のＩＤＴ２１２における電気端子側の電極２２２と第２の弾性表面波フィルタ２１０のＩＤＴ２１７における電気端子側の電極２２５とが、また、第１の弾性表面波フィルタ２０９のＩＤＴ２１３における電気端子側の電極２２４と第２の弾性表面波フィルタ２１０のＩＤＴ２１８における電気端子側の電極２２７とがそれぞれ縦続接続されている。
【００２４】
ＩＤＴ２１２とＩＤＴ２１７と、及びＩＤＴ２１３とＩＤＴ２１８とは、それぞれアース接地されておらず、浮いた状態でフロート接続されている。つまり、ＩＤＴ２１２の基準端子側の電極２２１と、ＩＤＴ２１７の基準端子側の電極２２６とを圧電基板２０８上にて電気的に互いに接続する配線パターン２５１が設けられている。また、ＩＤＴ２１３の基準端子側の電極２２３と、ＩＤＴ２１８の基準端子側の電極２２８とを圧電基板２０８上にて電気的に互いに接続する配線パターン２５２が設けられている。
【００２５】
各配線パターン２５１、２５２は、前述のフォトリソグラフィー法を用いてそれぞれ形成されており、前述の弾性表面波の伝搬方向の中心位置にて上記伝搬方向に直交する方向の仮想線を対称軸として、互いに対称形にて設けられていることが、通過帯域外での減衰量向上のために望ましい。
【００２６】
第１の弾性表面波フィルタ２０９の端子２３３を不平衡信号端子とし、第２の弾性表面波フィルタ２１０の端子２３５と端子２３６を平衡信号端子とし、それぞれをパッケージ２０１の電極と接続することで、平衡−不平衡変換機能を有した弾性表面波装置を構成している。パッケージ２０１の電極２０３は不平衡側電極、電極２０５と電極２０７が平衡側電極であり、他の電極は接地電極となっている。
【００２７】
本参考例における第１の特徴としては、第１の弾性表面波フィルタ２０９と第２の弾性表面波フィルタ２１０を縦続接続するための接続用ＩＤＴのうち、同じ弾性表面波フィルタの接続用ＩＤＴ同士（ＩＤＴ２１２とＩＤＴ２１３、ＩＤＴ２１７とＩＤＴ２１８）が圧電基板２０８上にて、電気的に互いに分離されている点である。
【００２８】
本参考例における第２の特徴としては、前記の縦続接続されているＩＤＴにおいて、それぞれ縦続接続されている電気端子（電極２２２と電極２２５、電極２２４と電極２２７）に対応（対面）した基準端子同士（電極２２１と電極２２６、電極２２３と電極２２８）が、圧電基板２０８上にて各配線パターン２５１、２５２によってそれぞれ電気的に接続されている点である。
【００２９】
一方、従来例である図１２では、それぞれ縦続接続されている電気端子（電極１２２と電極１２５、電極１２４と電極１２７）に対応した基準端子同士（電極１２１と電極１２６、電極１２３と電極１２８）は圧電基板１０８上で電気的に接続されておらず、それぞれの弾性表面波フィルタの基準端子同士（電極１２１と電極１２３、電極１２６と電極１２８）が圧電基板１０８上で電気的に接続されている。
【００３０】
本参考例における第３の特徴としては、従来例の図１２で必要であった金属ワイヤ１３７と１４１が、本参考例の図１では不要になり、金属ワイヤを減らすことが出来る点である。ちなみに図１においては図を簡潔にするためにＩＤＴ、リフレクタの本数は省略して図示してある。
【００３１】
図１に示した縦結合共振子型弾性表面波フィルタの詳細な設計は、以下の通りである。
交叉幅Ｗ ：５２．９λＩ
ＩＤＴ対数（２１２、２１１、２１３の順）：１１対、１５対、１１対
ＩＤＴ波長λＩ ：４．１６μｍ
リフレクタ波長λＲ ：４．６４μｍ
リフレクタ本数 ：１２０本
ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔 ：０．３１λＩ
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．５１λＩ
ＩＤＴ Ｄｕｔｙ ：０．６８
リフレクタ Ｄｕｔｙ ：０．５０
電極膜厚 ：０．０８３λＩ
次に、本参考例に関する作用・効果について説明する。従来例の図１２では、第１の弾性表面波フィルタ１０９のＩＤＴ１１２の基準端子（電極１２１）と第１の弾性表面波フィルタ１０９のＩＤＴ１１３の基準端子（電極１２３）、及び、第２の弾性表面波フィルタ１１０のＩＤＴ１１７の基準端子（電極１２６）と第２の弾性表面波フィルタ１１０のＩＤＴ１１８の基準端子（電極１２８）が、圧電基板１０８上にて電気的に接続されている。この構造では、基準端子（電極１２１、電極１２３、電極１２６、電極１２８）は金属ワイヤによって、パッケージ１０１の接地電極と電気的に接続する必要がある。
【００３２】
この理由を説明する。ここでは、第１の弾性表面波フィルタ１０９を入力側、第２の弾性表面波フィルタ１１０を出力側とする。この２つの弾性表面波フィルタを縦続接続し弾性表面波装置として機能させる為には、弾性表面波フィルタ１０９で励振された弾性表面波によって発生した電気信号が、弾性表面波フィルタ１１０に伝わる必要がある。
【００３３】
仮に、金属ワイヤ１３７と金属ワイヤ１４１がない場合を考えると、電気的に接続された電気端子に対応するそれぞれの基準端子同士（電極１２１と電極１２６、電極１２３と電極１２８）が電気的に接続されていない。この場合では、電気的に接続されている電気端子に対応した基準端子同士の電位が定まらないめ、第１の弾性表面波フィルタ１０９で発生した電気信号が、第２の弾性表面波フィルタ１１０に伝わらずに、弾性表面波フィルタ装置として機能しない。そのため、従来例の図１２の構成では、金属ワイヤ１３７と金属ワイヤ１４１によって、基準端子を接地する必要がある。
【００３４】
特開平１０−１６３８０３号公報に記載の図１０、図１１、図１２、図１４は、いずれも、本発明で先に示した従来例と同一構造になっている。
【００３５】
一方、本参考例の図１では、第１の弾性表面波フィルタ２０９のＩＤＴ２１２の基準端子（電極２２１）と第２の弾性表面波フィルタ２１０のＩＤＴ２１７の基準端子（電極２２６）、及び、第１の弾性表面波フィルタ２０９のＩＤＴ２１３の基準端子（電極２２３）と第２の弾性表面波フィルタ２１０のＩＤＴ２１８の基準端子（電極２２８）が、圧電基板２０８上にて電気的に接続されている。
【００３６】
そのため、縦続接続によって電気的に接続された電気端子に対する各々の基準端子同士の電位は等しくなり。これにより、第１の弾性表面波フィルタ２０９で発生した電気信号が、第２の弾性表面波フィルタ２１０に伝わる。そのため、従来例の図１２の金属ワイヤ１３７と金属ワイヤ１４１に相当する金属ワイヤは、本参考例の図１の構成においては、不必要となる。
【００３７】
参考例での伝送特性を図５に示す。併せて従来例での伝送特性も図５に示す。本参考例と従来例は、圧電基板上の引き回し電極、金属ワイヤによるパッケージとの接続が異なるのみで、弾性表面波フィルタ部分は、全く同じである。
【００３８】
このように、本参考例の図１の構造では、従来例の図１２と比較すると金属ワイヤを２本減らした構造で、弾性表面波装置を簡素に構成でき、更に従来例と比較して通過帯域近傍の減衰量が大きくなるという効果も発揮できる。
【００３９】
〔実施の形態１〕
以下に、本発明に係る実施の第一形態の弾性表面波装置について説明する。図２は、本発明の実施の第一形態を示す図である。実施の形態の図２は、参考例の図１と比較して、金属ワイヤ３３９の位置が異なるのみで、他は全く同一である。よって、本実施の第一形態では、参考例に用いた２００番台の部材番号に対して、下２桁を合わせて３００番台の部材番号を付与してそれらの説明を省いた。また、以下の、実施の各形態においても、下２桁を合わせた部材番号を付与してそれらの説明を省いた。
【００４０】
参考例の図１と異なる点を説明する。参考例の図１では、第１の弾性表面波フィルタ２０９の不平衡信号端子２３３に対する接地端子２３４は、パッケージ２０１の不平衡側接地電極２０４と金属ワイヤ２３９によって接続されている。
【００４１】
一方、実施の第一形態の図２では、第１の弾性表面波フィルタ３０９の不平衡信号端子３３３に対する接地端子３３４は、パッケージ３０１の平衡側接地電極３０６と金属ワイヤ３３９によって、接続されている点が異なる。
【００４２】
次に、本実施の第一形態に関する作用・効果について説明する。実施の第一形態での振幅平衡度を図６に、位相平衡度を図７に、減衰量を図８にそれぞれ従来例、参考例と比較し図示した。図６では、参考例の１．５ＧＨｚから２ＧＨｚ付近の振幅平衡度は最大８ｄＢ程度であるが、実施の第一形態では最大２ｄＢ程度まで小さくなり、改善されていることがわかる。
【００４３】
図７の位相平衡度も同様で、参考例と比較し実施の第一形態では１．５ＧＨｚ付近以上の周波数領域で、２０度から３０度程位相平衡度が向上することで１８０度に近づき、改善されている事がわかる。従来例と比較しても、振幅平衡度、位相平衡度ともに大きく改善されている。
【００４４】
このように実施の第一形態においては、帯域外での振幅平衡度が０ｄＢに、位相平衡度が１８０度に近づくことで、図８に示したように減衰量も大きく改善され、参考例と比較すると、１．５ＧＨｚ以上の周波数領域で、１０ｄＢ程度改善されている。従来例と比較しても改善されており、特に通過帯域近傍の１．５ＧＨｚ付近の減衰量が、従来例４０ｄＢ程度から、６０ｄＢ程度にまで改善されている。
【００４５】
実施の第一形態で得られた効果について説明する。参考例の図１では、平衡信号端子２３５と平衡信号端子２３６では非対称構造となっており、また、金属ワイヤ２４０と金属ワイヤ２４２も非対称構造になっていることから、平衡信号端子間に入る寄生容量や寄生インダクタンスが異なり、また、金属ワイヤ２４０と金属ワイヤ２４２の間に相互インダクタンスが発生し、平衡度を悪化させていると考えられる。
【００４６】
一方、図２の実施の第一形態では、金属ワイヤ３４０と金属ワイヤ３４２の間に、金属ワイヤ３３９が存在している。この金属ワイヤ３３９の存在によって、平衡端子間のシールド効果が生じたために、平衡度悪化の一因となっていた相互インダクタンスが減少し、平衡度が増したと考えられる。そのため、特に帯域外の振幅平衡度は０ｄＢに近づき、位相平衡度は１８０度に近づくことで、帯域外の減衰量が大きく改善されたと考えられる。
【００４７】
このように、参考例では十分でなかった帯域外減衰量を、金属ワイヤ本数を増加させずに、金属ワイヤの打ち換えのみによって大きく改善することができる。
【００４８】
〔実施の形態２〕
以下に、本発明に係る実施の第二形態の弾性表面波装置について説明する。図３は、本発明実施の第二形態を示す図である。実施の第二形態を示す図３では、実施の第一形態を示す図２の構造に、金属ワイヤ４３７と金属ワイヤ４４１を追加した構造であり、金属ワイヤの本数が異なるのみで、他は全く同一である。
【００４９】
実施の第二形態は、参考例及び実施の第一形態と比較して、第１の弾性表面波フィルタ４０９のＩＤＴ４１２の基準端子（電極４２１）、ＩＤＴ４１３の基準端子（電極４２３）及び、第２の弾性表面波フィルタ４１０のＩＤＴ４１７の基準端子（電極４２６）、ＩＤＴ４１８の基準端子（電極４２８）が、各金属ワイヤ４３７、４４１とパッケージ４０１を介して、接地されている点が異なる。
【００５０】
このように、図３の構造では、参考例を示す図１、及び、実施の第一形態を示す図２と比較して金属ワイヤ本数が２本増加するが、以下に示すように、従来例を示す図１２と比較すると、金属ワイヤ本数は変化していない。
【００５１】
次に、従来例を示す図１２と比較してみると、実施の第二形態では、第１の弾性表面波フィルタ４０９の不平衡信号端子４３３に対する接地端子４３４は、パッケージ４０１の平衡側接地電極４０６に対して金属ワイヤ４３９によって接続されている。
【００５２】
一方、従来例を示す図１２では、第１の弾性表面波フィルタ１０９の不平衡信号端子１３３に対する接地端子１３４は、パッケージ１０１の不平衡側接地電極１０４と金属ワイヤ１３９によって接続されている。そのため、ワイヤ本数は変化していない。
【００５３】
以下に、本実施の第二形態に関する作用・効果について説明する。実施の第二形態での減衰量を、実施の第一形態と比較して図９に示す。本実施の第二形態では、図９から明らかなように、実施の第一形態と比較して通過帯域近傍、０から９００ＭＨｚ付近及び、１ＧＨｚから１．５ＧＨｚ付近の周波数領域で、減衰量が１０ｄＢから２０ｄＢ改善されている。これは、実施の第二形態では、縦続接続されたＩＤＴの電気端子に対応する基準端子（電極４２１、電極４２３、電極４２６、電極４２８）が金属ワイヤ４３７、４４１とパッケージ４０１を介して、接地されてるため、アースが強化されたためと考えられる。
【００５４】
従来例と実施の第二形態とを減衰量にて比較したグラフを図１０に示す。第１の弾性表面波フィルタ４０９の不平衡信号端子４３３に対する接地端子４３４を、金属ワイヤ４３９にてパッケージ４０１の不平衡側接地電極４０４ではなく、パッケージ４０１の平衡側接地電極４０６に接続することで、通過帯域近傍の通過帯域外の減衰量が大きく改善されていることが分かる。
【００５５】
〔実施形態３〕
次に、実施の第三形態の弾性表面波装置について説明する。実施の第三形態は、実施の第二形態の弾性表面波フィルタの電極とパッケージの電極との接続を、金属ワイヤではなく金属バンプによるフリップチップ工法によって構成する弾性表面波装置である。図４は、実施の第三形態を示す図であり、パッケージは省略してある。
【００５６】
実施の第三形態では、実施の第二形態の金属ワイヤでの接続方法と同様に、第１の弾性表面波フィルタ５０９の不平衡信号端子５３３をパッケージの不平衡信号電極と接続されているダイアタッチ面に、第２の弾性表面波フィルタ５１０の各平衡信号端子５３５、５３６をパッケージの平衡信号電極に接続されている、それぞれのダイアタッチ面に金属バンプにて接続する。
【００５７】
基準端子５２９、基準端子５３２はパッケージの接地電極と接続されているダイアタッチ面に金属バンプにて接続し、第１の弾性表面波フィルタ５０９のＩＤＴ５１１の接地端子５３４はパッケージの平衡側接地電極と接続されているダイアタッチ面に金属バンプにて接続する。
【００５８】
この様な金属バンプを用いたフリップチップ工法においても、パッケージのダイアタッチ面や引き回し等が、金属ワイヤと同じ効果を発揮し、帯域外減衰量を改善することができる。
【００５９】
〔実施形態４〕
次に、実施の第四形態の弾性表面波装置について説明する。実施の第四形態は、上記の実施の各形態と同様に、図１１に示すように、フロート接続を行う構造で、中央の各ＩＤＴ６１１、６１６の電極指の総数が、それぞれ、偶数本に設定されていることにより、通過帯域外の特性を改善できるものである。
【００６０】
実施の第四形態では、ＡＭＰＳ受信用フィルタを例に挙げて説明する。本実施の第四形態においては、中央の各ＩＤＴ６１１、６１６に対して両側となる各ＩＤＴにおける一方の、各ＩＤＴ６１２、６１７の一端同士がそれぞれ共通接続されており、アース接続されていない。また、上記両側となる各ＩＤＴにおける他方の、各ＩＤＴ６１３、６１８の一端同士がそれぞれ共通接続されており、アース接続されていない。すなわち、各ＩＤＴ６１２、６１７の間、各ＩＤＴ６１３、６１８の間は、フロート接続されている。尚、圧電基板については図面上において省略している。
【００６１】
ここで、中央の各ＩＤＴ６１１、６１６の電極指数を偶数本で構成し、段間の各ＩＤＴ６１７、６１８の位相が互いに逆相となるように接続されている。このような接続を行うことにより、通過帯域外の振幅平衡度及び位相平衡度の改善を行うことができると共に、平衡−不平衡変換機能を発揮できる。
【００６２】
また、実施の第四形態では、中央の各ＩＤＴ６１１、６１６の最外電極指のピッチを他の電極指のピッチと変える、例えば大きくなるように設定することが望ましい。
【００６３】
なお、参考例、第一形態〜第四形態では、４０±５度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いたが、本発明はこの基板に限らず、６４度〜７２度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ3 、４１度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ3 などの基板であっても同様な効果が得られる。設計は所望の周波数特性を得るため、任意に交叉幅、ＩＤＴ本数、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔、ＩＤＴ−リフレクタ間隔などを変更したり、必要に応じてトラップを付加しても同様な効果が得られる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波装置は、以上のように、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複数組のくし型電極部を備えた弾性表面波フィルタが少なくとも２段縦続接続されて平衡−不平衡変換機能を有するように設けられ、各段のそれぞれの接続用くし型電極部同士は圧電基板上にて互いに電気的に分離され、かつ、それぞれ次段と電気的に接 続する電気端子側電極指と、基準端子側電極指とを備えており、各段の電気端子側電極指は、圧電基板上にて互いに電気的に接続されており、互いに電気的に接続された各段の電気端子側電極指にそれぞれ対応する各段の基準端子側電極指を直接互いに電気的に接続する配線パターンが、複数の上記接続用くし型電極部を挟み込むように配置された反射器の外側を通るように、圧電基板上に設けられており、圧電基板を収納するパッケージをさらに備え、該パッケージが、異なる２つの平衡信号用電極の間に接地用電極を外縁部に沿うように有して設けられ、圧電基板上の各平衡信号端子とパッケージの各平衡信号用電極とをそれぞれ電気的に接続する信号用接続部が設けられ、不平衡信号端子に接続されているくし型電極部に対応する基準端子側電極指の接地端子とパッケージの上記各平衡信号用電極間の接地用電極とを接続する接地用接続部が設けられている構成である。
【００６５】
それゆえ、上記構成では、配線パターンを設けたことにより、従来必要であった、金属ワイヤ等の接続部を省くことができて、構造を簡便化でき、その上、従来と比較し帯域外減衰量を改善できるという効果を奏する。
【００６６】
また、異なる２つの平衡信号用接続部の間に接地用接続部を存在させることができるので、上記接地用接続部は各平衡信号端子間においてシールド効果を発揮できる。このため、上記構成では、平衡度悪化の一因となっていた各平衡信号用接続部の相互インダクタンスを上記接地用接続部により減少できて平衡度を向上でき、通過帯域外の減衰量を大きく改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考例に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図２】 本発明の実施の第一形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図３】 本発明の実施の第二形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図４】 本発明の実施の第三形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図５】 上記参考例と従来例とにおける挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図６】 上記参考例及び第一形態と従来例とにおける振幅平衡度の周波数特性を示すグラフである。
【図７】 上記参考例及び第一形態と従来例とにおける位相平衡度の周波数特性を示すグラフである。
【図８】 上記参考例及び第一形態と従来例とにおける挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図９】 上記実施の第一及び第二形態における挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１０】 上記実施の第二形態と従来例とにおける挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１１】 本発明の実施の第四形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図１２】 従来例の弾性表面波装置の概略構成図である。
【符号の説明】
２０８ 圧電基板
２０９、２１０ 弾性表面波フィルタ
２１１、２１２、２１３、２１６、２１７、２１８ ＩＤＴ（くし型電極部）
２２１、２２３、２２６、２２８ 基準端子側の電極（電極指）
２５１、２５２ 配線パターン
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、近年の携帯電話機の小型化、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。
【０００３】
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フィルタに平衡−不平衡変換機能、いわゆるバラン（balun)の機能を有するものも近年盛んに研究され、ＧＳＭ方式（Global System for Mobile communications)などを中心に使用されるようになってきており、今後もＡＭＰＳ、ＰＣＳ、ＤＣＳなどにも使用される可能性が非常に高い。バランとは、平行二線式フィーダのような平衡線路と同軸ケーブルのような不平衡線路とを整合する回路をいう。
【０００４】
そのような平衡−不平衡変換機能を備え、入力インピーダンスと出力インピーダンスとが互いにほぼ等しい弾性表面波装置の基本的な構成として、図１２に示すような構成が広く用いられている。図１２の構成は、パッケージ１０１内に収納された圧電基板１０８上に、３つの各くし型電極部（すだれ状電極ともいう、Inter-Digital Transducer、以下、ＩＤＴという）から構成された縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ１０９、１１０を２段縦続接続するように構成された弾性表面波装置である。
【０００５】
第一の弾性表面波フィルタ１０９は、中央のＩＤＴ１１１の左右（弾性表面波の伝搬方向に沿って）にＩＤＴ１１２とＩＤＴ１１３とを配置し、これらのＩＤＴを挟み込むように反射器１１４と反射器１１５とが配置された縦結合共振子型弾性表面波フィルタである。
【０００６】
第二の弾性表面波フィルタ１１０は、弾性表面波フィルタ１０９と同一構成となっており、これら２つの縦結合共振子型弾性表面波フィルタを縦続接続した構成となっている。端子１３３が不平衡信号端子、端子１３５と１３６が平衡信号端子である。パッケージ１０１とは金属ワイヤによって電気的に接続されており、不平衡側の縦結合型共振子型の弾性表面波フィルタ１０９の不平衡信号端子１３３、接地端子１３４は、パッケージ１０１の不平衡側電極１０３、１０４に接続され、平衡側の縦結合型共振子の弾性表面波フィルタ１１０の各平衡信号端子１３５、１３６は、パッケージ１０１の平衡側電極１０５、１０７にそれぞれ接続されている。
【０００７】
平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタでは、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、振幅特性が可能な限り等しく、かつ位相が可能な限り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ばれている。
【０００８】
振幅平衡度及び位相平衡度は、前記平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタを３ポートのデバイスと考え、例えば不平衡入力端子を第一ポート、平衡出力端子のそれぞれを第二ポート、第三ポートとしたとき、
振幅平衡度＝｜Ａ｜、Ａ＝｜２０ｌｏｇＳ２１｜−｜２０ｌｏｇＳ３）｜、
位相平衡度＝｜Ｂ−１８０｜、Ｂ＝｜∠Ｓ２１−∠Ｓ３１｜にてそれぞれ定義される。
【０００９】
ここで示すＳ２１、Ｓ３１は、３ポートデバイスを散乱行列で表現した時の、行列成分であり、それぞれ、第二ポートと第一ポート間、第三ポートと第一ポート間の伝送特性を示す。このような平衡度は、理想的には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、通過帯域外で振幅平衡度が０ｄＢ、位相平衡度は１８０度である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１２に示す構成では、理想平衡度とのずれが存在し、そのレベルは実際に使用する上で問題となるレベルであった。その理由は、平衡信号端子１３５と平衡信号端子１３６とは互いに形状の点で対称構造とはなっておらず、また、パッケージ１０１と電気的に接続するための金属ワイヤ１４０、１４２も互いに形状や長さの点で非対称構造となっているため、それぞれの平衡信号端子１３５、１３６に入る寄生容量や寄生インダクタンスが互いに異なっている。このことは、平衡度、特に通過帯域外の平衡度を悪化させ、帯域外減衰量を低下させてしまうという問題がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置は、上記課題を解決するために、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複数組のＩＤＴを備えた弾性表面波フィルタが少なくとも２段縦続接続されて平衡−不平衡変換機能を有するように設けられ、上記ＩＤＴにおける、電気信号が流れる電気端子側電極指以外の基準端子側電極指を互いに電気的に接続する配線パターンが圧電基板上に設けられていることを特徴としている。
【００１２】
上記弾性表面波装置では、各段のそれぞれの接続用ＩＤＴ同士は圧電基板上にて互いに電気的に分離され、かつ、それぞれ次段と電気的に接続する電気端子側電極指と、基準端子側電極指とを備え、各段の電気端子側電極指が圧電基板上にて互いに電気的に接続されており、互いに電気的に接続された各段の電気端子側電極指にそれぞれ対応する各段の基準端子側電極指を互いに電気的に接続する配線パターンが、複数の上記接続用くし型電極部を挟み込むように配置された反射器の外側を通るように、圧電基板上に設けられている。
【００１３】
上記構成によれば、弾性表面波の伝搬方向に沿って形成された複数組のＩＤＴを備えた弾性表面波フィルタが少なくとも２段縦続接続することによって、平衡−不平衡変換機能を実現できる。
【００１４】
また、上記構成では、各基準端子側電極指を互いに電気的に接続する配線パターンを設けたことにより、上記各基準端子側電極指をアースに接続しなくとも、上記各基準端子側電極指はフロートの状態にて基準電位を維持できて、フィルタ機能や平衡−不平衡変換を確保できる。
【００１５】
これにより、上記構成においては、従来必要であった、金属ワイヤ等の接続部を省くことができて、構造を簡便化でき、その上、上記接続部による接続状態の非対称性を、配線パターンを設けたことにより軽減できるので、従来と比較し帯域外減衰量を改善できる。
【００１６】
上記弾性表面波装置においては、圧電基板を収納するパッケージがさらに備えられており、該パッケージが、異なる２つの平衡信号用電極の間に接地用電極を外縁部に沿うように有して設けられ、圧電基板上の各平衡信号端子とパッケージの各平衡信号用電極とをそれぞれ電気的に接続する信号用接続部が設けられ、不平衡信号端子に接続されているくし型電極部に対応する基準端子側電極指の接地端子とパッケージの上記各平衡信号用電極間の接地用電極とを接続する接地用接続部が設けられている。
【００１７】
上記構成によれば、各平衡信号用接続部の間に接地用接続部を存在させることができるので、上記接地用接続部は各平衡信号端子間においてシールド効果を発揮できる。このため、上記構成では、平衡度悪化の一因となっていた各平衡信号用接続部の相互インダクタンスを上記接地用接続部により減少できて平衡度を向上でき、通過帯域外の減衰量を大きく改善できる。
【００１８】
上記弾性表面波装置では、互いに電気的に接続された各段の電気端子側電極指にそれぞれ対応する各段の基準端子側電極指を互いに電気的に接続している、圧電基板上の配線パターンが、パッケージの接地用電極に電気的に接続されていていてもよい。上記構成によれば、配線パターンを、パッケージの接地用電極に電気的に接続することにより、アースが強化されるため、通過帯域外の減衰量を大きく改善できる。
【００１９】
上記弾性表面波装置においては、弾性表面波フィルタが２段縦続接続されていることが好ましい。上記構成によれば、最小の２段縦続により構成されるので、大型化を回避できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
〔参考例〕
本発明の参考例について説明すれば、以下の通りである。図１に、本発明の参考例の弾性表面波装置の構成を示す。なお、以下では、ＥＧＳＭ受信用フィルタを例にとって説明を行なっていく。
【００２１】
参考例では、４０±５度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 の圧電基板２０８上に第１及び第２の弾性表面波フィルタ２０９、２１０がアルミニウム（Ａｌ）電極によりフォトリソグラフィー法を用いてそれぞれ形成されている。
【００２２】
第１の弾性表面波フィルタ２０９、第２の弾性表面波フィルタ２１０は、それぞれが３つのＩＤＴを弾性表面波の伝搬方向に沿って有する、前述した縦結合共振子型の弾性表面波フィルタである。第１及び第２の弾性表面波フィルタ２０９、２１０は、それらの弾性表面波の伝搬方向が互いに平行に、かつ、それらの弾性表面波の伝搬方向の中心位置が、上記伝搬方向に直交する方向にてほぼ一致していることが、小型化の点で好ましい。
【００２３】
第１の弾性表面波フィルタ２０９のＩＤＴ２１２における電気端子側の電極２２２と第２の弾性表面波フィルタ２１０のＩＤＴ２１７における電気端子側の電極２２５とが、また、第１の弾性表面波フィルタ２０９のＩＤＴ２１３における電気端子側の電極２２４と第２の弾性表面波フィルタ２１０のＩＤＴ２１８における電気端子側の電極２２７とがそれぞれ縦続接続されている。
【００２４】
ＩＤＴ２１２とＩＤＴ２１７と、及びＩＤＴ２１３とＩＤＴ２１８とは、それぞれアース接地されておらず、浮いた状態でフロート接続されている。つまり、ＩＤＴ２１２の基準端子側の電極２２１と、ＩＤＴ２１７の基準端子側の電極２２６とを圧電基板２０８上にて電気的に互いに接続する配線パターン２５１が設けられている。また、ＩＤＴ２１３の基準端子側の電極２２３と、ＩＤＴ２１８の基準端子側の電極２２８とを圧電基板２０８上にて電気的に互いに接続する配線パターン２５２が設けられている。
【００２５】
各配線パターン２５１、２５２は、前述のフォトリソグラフィー法を用いてそれぞれ形成されており、前述の弾性表面波の伝搬方向の中心位置にて上記伝搬方向に直交する方向の仮想線を対称軸として、互いに対称形にて設けられていることが、通過帯域外での減衰量向上のために望ましい。
【００２６】
第１の弾性表面波フィルタ２０９の端子２３３を不平衡信号端子とし、第２の弾性表面波フィルタ２１０の端子２３５と端子２３６を平衡信号端子とし、それぞれをパッケージ２０１の電極と接続することで、平衡−不平衡変換機能を有した弾性表面波装置を構成している。パッケージ２０１の電極２０３は不平衡側電極、電極２０５と電極２０７が平衡側電極であり、他の電極は接地電極となっている。
【００２７】
本参考例における第１の特徴としては、第１の弾性表面波フィルタ２０９と第２の弾性表面波フィルタ２１０を縦続接続するための接続用ＩＤＴのうち、同じ弾性表面波フィルタの接続用ＩＤＴ同士（ＩＤＴ２１２とＩＤＴ２１３、ＩＤＴ２１７とＩＤＴ２１８）が圧電基板２０８上にて、電気的に互いに分離されている点である。
【００２８】
本参考例における第２の特徴としては、前記の縦続接続されているＩＤＴにおいて、それぞれ縦続接続されている電気端子（電極２２２と電極２２５、電極２２４と電極２２７）に対応（対面）した基準端子同士（電極２２１と電極２２６、電極２２３と電極２２８）が、圧電基板２０８上にて各配線パターン２５１、２５２によってそれぞれ電気的に接続されている点である。
【００２９】
一方、従来例である図１２では、それぞれ縦続接続されている電気端子（電極１２２と電極１２５、電極１２４と電極１２７）に対応した基準端子同士（電極１２１と電極１２６、電極１２３と電極１２８）は圧電基板１０８上で電気的に接続されておらず、それぞれの弾性表面波フィルタの基準端子同士（電極１２１と電極１２３、電極１２６と電極１２８）が圧電基板１０８上で電気的に接続されている。
【００３０】
本参考例における第３の特徴としては、従来例の図１２で必要であった金属ワイヤ１３７と１４１が、本参考例の図１では不要になり、金属ワイヤを減らすことが出来る点である。ちなみに図１においては図を簡潔にするためにＩＤＴ、リフレクタの本数は省略して図示してある。
【００３１】
図１に示した縦結合共振子型弾性表面波フィルタの詳細な設計は、以下の通りである。
交叉幅Ｗ ：５２．９λＩ
ＩＤＴ対数（２１２、２１１、２１３の順）：１１対、１５対、１１対
ＩＤＴ波長λＩ ：４．１６μｍ
リフレクタ波長λＲ ：４．６４μｍ
リフレクタ本数 ：１２０本
ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔 ：０．３１λＩ
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．５１λＩ
ＩＤＴ Ｄｕｔｙ ：０．６８
リフレクタ Ｄｕｔｙ ：０．５０
電極膜厚 ：０．０８３λＩ
次に、本参考例に関する作用・効果について説明する。従来例の図１２では、第１の弾性表面波フィルタ１０９のＩＤＴ１１２の基準端子（電極１２１）と第１の弾性表面波フィルタ１０９のＩＤＴ１１３の基準端子（電極１２３）、及び、第２の弾性表面波フィルタ１１０のＩＤＴ１１７の基準端子（電極１２６）と第２の弾性表面波フィルタ１１０のＩＤＴ１１８の基準端子（電極１２８）が、圧電基板１０８上にて電気的に接続されている。この構造では、基準端子（電極１２１、電極１２３、電極１２６、電極１２８）は金属ワイヤによって、パッケージ１０１の接地電極と電気的に接続する必要がある。
【００３２】
この理由を説明する。ここでは、第１の弾性表面波フィルタ１０９を入力側、第２の弾性表面波フィルタ１１０を出力側とする。この２つの弾性表面波フィルタを縦続接続し弾性表面波装置として機能させる為には、弾性表面波フィルタ１０９で励振された弾性表面波によって発生した電気信号が、弾性表面波フィルタ１１０に伝わる必要がある。
【００３３】
仮に、金属ワイヤ１３７と金属ワイヤ１４１がない場合を考えると、電気的に接続された電気端子に対応するそれぞれの基準端子同士（電極１２１と電極１２６、電極１２３と電極１２８）が電気的に接続されていない。この場合では、電気的に接続されている電気端子に対応した基準端子同士の電位が定まらないめ、第１の弾性表面波フィルタ１０９で発生した電気信号が、第２の弾性表面波フィルタ１１０に伝わらずに、弾性表面波フィルタ装置として機能しない。そのため、従来例の図１２の構成では、金属ワイヤ１３７と金属ワイヤ１４１によって、基準端子を接地する必要がある。
【００３４】
特開平１０−１６３８０３号公報に記載の図１０、図１１、図１２、図１４は、いずれも、本発明で先に示した従来例と同一構造になっている。
【００３５】
一方、本参考例の図１では、第１の弾性表面波フィルタ２０９のＩＤＴ２１２の基準端子（電極２２１）と第２の弾性表面波フィルタ２１０のＩＤＴ２１７の基準端子（電極２２６）、及び、第１の弾性表面波フィルタ２０９のＩＤＴ２１３の基準端子（電極２２３）と第２の弾性表面波フィルタ２１０のＩＤＴ２１８の基準端子（電極２２８）が、圧電基板２０８上にて電気的に接続されている。
【００３６】
そのため、縦続接続によって電気的に接続された電気端子に対する各々の基準端子同士の電位は等しくなり。これにより、第１の弾性表面波フィルタ２０９で発生した電気信号が、第２の弾性表面波フィルタ２１０に伝わる。そのため、従来例の図１２の金属ワイヤ１３７と金属ワイヤ１４１に相当する金属ワイヤは、本参考例の図１の構成においては、不必要となる。
【００３７】
参考例での伝送特性を図５に示す。併せて従来例での伝送特性も図５に示す。本参考例と従来例は、圧電基板上の引き回し電極、金属ワイヤによるパッケージとの接続が異なるのみで、弾性表面波フィルタ部分は、全く同じである。
【００３８】
このように、本参考例の図１の構造では、従来例の図１２と比較すると金属ワイヤを２本減らした構造で、弾性表面波装置を簡素に構成でき、更に従来例と比較して通過帯域近傍の減衰量が大きくなるという効果も発揮できる。
【００３９】
〔実施の形態１〕
以下に、本発明に係る実施の第一形態の弾性表面波装置について説明する。図２は、本発明の実施の第一形態を示す図である。実施の形態の図２は、参考例の図１と比較して、金属ワイヤ３３９の位置が異なるのみで、他は全く同一である。よって、本実施の第一形態では、参考例に用いた２００番台の部材番号に対して、下２桁を合わせて３００番台の部材番号を付与してそれらの説明を省いた。また、以下の、実施の各形態においても、下２桁を合わせた部材番号を付与してそれらの説明を省いた。
【００４０】
参考例の図１と異なる点を説明する。参考例の図１では、第１の弾性表面波フィルタ２０９の不平衡信号端子２３３に対する接地端子２３４は、パッケージ２０１の不平衡側接地電極２０４と金属ワイヤ２３９によって接続されている。
【００４１】
一方、実施の第一形態の図２では、第１の弾性表面波フィルタ３０９の不平衡信号端子３３３に対する接地端子３３４は、パッケージ３０１の平衡側接地電極３０６と金属ワイヤ３３９によって、接続されている点が異なる。
【００４２】
次に、本実施の第一形態に関する作用・効果について説明する。実施の第一形態での振幅平衡度を図６に、位相平衡度を図７に、減衰量を図８にそれぞれ従来例、参考例と比較し図示した。図６では、参考例の１．５ＧＨｚから２ＧＨｚ付近の振幅平衡度は最大８ｄＢ程度であるが、実施の第一形態では最大２ｄＢ程度まで小さくなり、改善されていることがわかる。
【００４３】
図７の位相平衡度も同様で、参考例と比較し実施の第一形態では１．５ＧＨｚ付近以上の周波数領域で、２０度から３０度程位相平衡度が向上することで１８０度に近づき、改善されている事がわかる。従来例と比較しても、振幅平衡度、位相平衡度ともに大きく改善されている。
【００４４】
このように実施の第一形態においては、帯域外での振幅平衡度が０ｄＢに、位相平衡度が１８０度に近づくことで、図８に示したように減衰量も大きく改善され、参考例と比較すると、１．５ＧＨｚ以上の周波数領域で、１０ｄＢ程度改善されている。従来例と比較しても改善されており、特に通過帯域近傍の１．５ＧＨｚ付近の減衰量が、従来例４０ｄＢ程度から、６０ｄＢ程度にまで改善されている。
【００４５】
実施の第一形態で得られた効果について説明する。参考例の図１では、平衡信号端子２３５と平衡信号端子２３６では非対称構造となっており、また、金属ワイヤ２４０と金属ワイヤ２４２も非対称構造になっていることから、平衡信号端子間に入る寄生容量や寄生インダクタンスが異なり、また、金属ワイヤ２４０と金属ワイヤ２４２の間に相互インダクタンスが発生し、平衡度を悪化させていると考えられる。
【００４６】
一方、図２の実施の第一形態では、金属ワイヤ３４０と金属ワイヤ３４２の間に、金属ワイヤ３３９が存在している。この金属ワイヤ３３９の存在によって、平衡端子間のシールド効果が生じたために、平衡度悪化の一因となっていた相互インダクタンスが減少し、平衡度が増したと考えられる。そのため、特に帯域外の振幅平衡度は０ｄＢに近づき、位相平衡度は１８０度に近づくことで、帯域外の減衰量が大きく改善されたと考えられる。
【００４７】
このように、参考例では十分でなかった帯域外減衰量を、金属ワイヤ本数を増加させずに、金属ワイヤの打ち換えのみによって大きく改善することができる。
【００４８】
〔実施の形態２〕
以下に、本発明に係る実施の第二形態の弾性表面波装置について説明する。図３は、本発明実施の第二形態を示す図である。実施の第二形態を示す図３では、実施の第一形態を示す図２の構造に、金属ワイヤ４３７と金属ワイヤ４４１を追加した構造であり、金属ワイヤの本数が異なるのみで、他は全く同一である。
【００４９】
実施の第二形態は、参考例及び実施の第一形態と比較して、第１の弾性表面波フィルタ４０９のＩＤＴ４１２の基準端子（電極４２１）、ＩＤＴ４１３の基準端子（電極４２３）及び、第２の弾性表面波フィルタ４１０のＩＤＴ４１７の基準端子（電極４２６）、ＩＤＴ４１８の基準端子（電極４２８）が、各金属ワイヤ４３７、４４１とパッケージ４０１を介して、接地されている点が異なる。
【００５０】
このように、図３の構造では、参考例を示す図１、及び、実施の第一形態を示す図２と比較して金属ワイヤ本数が２本増加するが、以下に示すように、従来例を示す図１２と比較すると、金属ワイヤ本数は変化していない。
【００５１】
次に、従来例を示す図１２と比較してみると、実施の第二形態では、第１の弾性表面波フィルタ４０９の不平衡信号端子４３３に対する接地端子４３４は、パッケージ４０１の平衡側接地電極４０６に対して金属ワイヤ４３９によって接続されている。
【００５２】
一方、従来例を示す図１２では、第１の弾性表面波フィルタ１０９の不平衡信号端子１３３に対する接地端子１３４は、パッケージ１０１の不平衡側接地電極１０４と金属ワイヤ１３９によって接続されている。そのため、ワイヤ本数は変化していない。
【００５３】
以下に、本実施の第二形態に関する作用・効果について説明する。実施の第二形態での減衰量を、実施の第一形態と比較して図９に示す。本実施の第二形態では、図９から明らかなように、実施の第一形態と比較して通過帯域近傍、０から９００ＭＨｚ付近及び、１ＧＨｚから１．５ＧＨｚ付近の周波数領域で、減衰量が１０ｄＢから２０ｄＢ改善されている。これは、実施の第二形態では、縦続接続されたＩＤＴの電気端子に対応する基準端子（電極４２１、電極４２３、電極４２６、電極４２８）が金属ワイヤ４３７、４４１とパッケージ４０１を介して、接地されてるため、アースが強化されたためと考えられる。
【００５４】
従来例と実施の第二形態とを減衰量にて比較したグラフを図１０に示す。第１の弾性表面波フィルタ４０９の不平衡信号端子４３３に対する接地端子４３４を、金属ワイヤ４３９にてパッケージ４０１の不平衡側接地電極４０４ではなく、パッケージ４０１の平衡側接地電極４０６に接続することで、通過帯域近傍の通過帯域外の減衰量が大きく改善されていることが分かる。
【００５５】
〔実施形態３〕
次に、実施の第三形態の弾性表面波装置について説明する。実施の第三形態は、実施の第二形態の弾性表面波フィルタの電極とパッケージの電極との接続を、金属ワイヤではなく金属バンプによるフリップチップ工法によって構成する弾性表面波装置である。図４は、実施の第三形態を示す図であり、パッケージは省略してある。
【００５６】
実施の第三形態では、実施の第二形態の金属ワイヤでの接続方法と同様に、第１の弾性表面波フィルタ５０９の不平衡信号端子５３３をパッケージの不平衡信号電極と接続されているダイアタッチ面に、第２の弾性表面波フィルタ５１０の各平衡信号端子５３５、５３６をパッケージの平衡信号電極に接続されている、それぞれのダイアタッチ面に金属バンプにて接続する。
【００５７】
基準端子５２９、基準端子５３２はパッケージの接地電極と接続されているダイアタッチ面に金属バンプにて接続し、第１の弾性表面波フィルタ５０９のＩＤＴ５１１の接地端子５３４はパッケージの平衡側接地電極と接続されているダイアタッチ面に金属バンプにて接続する。
【００５８】
この様な金属バンプを用いたフリップチップ工法においても、パッケージのダイアタッチ面や引き回し等が、金属ワイヤと同じ効果を発揮し、帯域外減衰量を改善することができる。
【００５９】
〔実施形態４〕
次に、実施の第四形態の弾性表面波装置について説明する。実施の第四形態は、上記の実施の各形態と同様に、図１１に示すように、フロート接続を行う構造で、中央の各ＩＤＴ６１１、６１６の電極指の総数が、それぞれ、偶数本に設定されていることにより、通過帯域外の特性を改善できるものである。
【００６０】
実施の第四形態では、ＡＭＰＳ受信用フィルタを例に挙げて説明する。本実施の第四形態においては、中央の各ＩＤＴ６１１、６１６に対して両側となる各ＩＤＴにおける一方の、各ＩＤＴ６１２、６１７の一端同士がそれぞれ共通接続されており、アース接続されていない。また、上記両側となる各ＩＤＴにおける他方の、各ＩＤＴ６１３、６１８の一端同士がそれぞれ共通接続されており、アース接続されていない。すなわち、各ＩＤＴ６１２、６１７の間、各ＩＤＴ６１３、６１８の間は、フロート接続されている。尚、圧電基板については図面上において省略している。
【００６１】
ここで、中央の各ＩＤＴ６１１、６１６の電極指数を偶数本で構成し、段間の各ＩＤＴ６１７、６１８の位相が互いに逆相となるように接続されている。このような接続を行うことにより、通過帯域外の振幅平衡度及び位相平衡度の改善を行うことができると共に、平衡−不平衡変換機能を発揮できる。
【００６２】
また、実施の第四形態では、中央の各ＩＤＴ６１１、６１６の最外電極指のピッチを他の電極指のピッチと変える、例えば大きくなるように設定することが望ましい。
【００６３】
なお、参考例、第一形態〜第四形態では、４０±５度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いたが、本発明はこの基板に限らず、６４度〜７２度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ3 、４１度ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ3 などの基板であっても同様な効果が得られる。設計は所望の周波数特性を得るため、任意に交叉幅、ＩＤＴ本数、ＩＤＴ−ＩＤＴ間隔、ＩＤＴ−リフレクタ間隔などを変更したり、必要に応じてトラップを付加しても同様な効果が得られる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波装置は、以上のように、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複数組のくし型電極部を備えた弾性表面波フィルタが少なくとも２段縦続接続されて平衡−不平衡変換機能を有するように設けられ、各段のそれぞれの接続用くし型電極部同士は圧電基板上にて互いに電気的に分離され、かつ、それぞれ次段と電気的に接 続する電気端子側電極指と、基準端子側電極指とを備えており、各段の電気端子側電極指は、圧電基板上にて互いに電気的に接続されており、互いに電気的に接続された各段の電気端子側電極指にそれぞれ対応する各段の基準端子側電極指を直接互いに電気的に接続する配線パターンが、複数の上記接続用くし型電極部を挟み込むように配置された反射器の外側を通るように、圧電基板上に設けられており、圧電基板を収納するパッケージをさらに備え、該パッケージが、異なる２つの平衡信号用電極の間に接地用電極を外縁部に沿うように有して設けられ、圧電基板上の各平衡信号端子とパッケージの各平衡信号用電極とをそれぞれ電気的に接続する信号用接続部が設けられ、不平衡信号端子に接続されているくし型電極部に対応する基準端子側電極指の接地端子とパッケージの上記各平衡信号用電極間の接地用電極とを接続する接地用接続部が設けられている構成である。
【００６５】
それゆえ、上記構成では、配線パターンを設けたことにより、従来必要であった、金属ワイヤ等の接続部を省くことができて、構造を簡便化でき、その上、従来と比較し帯域外減衰量を改善できるという効果を奏する。
【００６６】
また、異なる２つの平衡信号用接続部の間に接地用接続部を存在させることができるので、上記接地用接続部は各平衡信号端子間においてシールド効果を発揮できる。このため、上記構成では、平衡度悪化の一因となっていた各平衡信号用接続部の相互インダクタンスを上記接地用接続部により減少できて平衡度を向上でき、通過帯域外の減衰量を大きく改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考例に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図２】 本発明の実施の第一形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図３】 本発明の実施の第二形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図４】 本発明の実施の第三形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図５】 上記参考例と従来例とにおける挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図６】 上記参考例及び第一形態と従来例とにおける振幅平衡度の周波数特性を示すグラフである。
【図７】 上記参考例及び第一形態と従来例とにおける位相平衡度の周波数特性を示すグラフである。
【図８】 上記参考例及び第一形態と従来例とにおける挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図９】 上記実施の第一及び第二形態における挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１０】 上記実施の第二形態と従来例とにおける挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１１】 本発明の実施の第四形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図１２】 従来例の弾性表面波装置の概略構成図である。
【符号の説明】
２０８ 圧電基板
２０９、２１０ 弾性表面波フィルタ
２１１、２１２、２１３、２１６、２１７、２１８ ＩＤＴ（くし型電極部）
２２１、２２３、２２６、２２８ 基準端子側の電極（電極指）
２５１、２５２ 配線パターン
Claims (3)
- 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複数組のくし型電極部を備えた弾性表面波フィルタが少なくとも２段縦続接続されて平衡−不平衡変換機能を有するように設けられ、
各段のそれぞれの接続用くし型電極部同士は圧電基板上にて互いに電気的に分離され、かつ、それぞれ次段と電気的に接続する電気端子側電極指と、基準端子側電極指とを備えており、
各段の電気端子側電極指は、圧電基板上にて互いに電気的に接続されており、
互いに電気的に接続された各段の電気端子側電極指にそれぞれ対応する各段の基準端子側電極指を直接互いに電気的に接続する配線パターンが、複数の上記接続用くし型電極部を挟み込むように配置された反射器の外側を通るように、圧電基板上に設けられており、
圧電基板を収納するパッケージをさらに備え、該パッケージが、異なる２つの平衡信号用電極の間に接地用電極を外縁部に沿うように有して設けられ、
圧電基板上の各平衡信号端子とパッケージの各平衡信号用電極とをそれぞれ電気的に接続する信号用接続部が設けられ、
不平衡信号端子に接続されているくし型電極部に対応する基準端子側電極指の接地端子とパッケージの上記各平衡信号用電極間の接地用電極とを接続する接地用接続部が設けられていることを特徴とする弾性表面波装置。 - 互いに電気的に接続された各段の電気端子側電極指にそれぞれ対応する各段の基準端子側電極指を互いに電気的に接続している、圧電基板上の配線パターンが、パッケージの接地用電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
- 弾性表面波フィルタが２段縦続接続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。
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