JP3864850B2 - 弾性表面波フィルタ、通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルタ特性を有すると共に平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタ、及びそれを用いた通信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。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た。
【０００３】
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直接接続すると、不平衡電流が流れ給電線（フィーダ）自体がアンテナとして動作してしまい望ましくないので、不平衡電流を阻止し、平衡線路と不平衡線路とを整合する回路をいう。
【０００４】
このような平衡−不平衡変換機能を備えた弾性表面波フィルタに関する特許も、幾つか出願されている。入力インピーダンスと出力インピーダンスがほぼ等しい、平衡−不平衡変換機能を備えた弾性表面波フィルタとしては、図１１に示すような構成が広く知られている。
【０００５】
図１１に示す弾性表面波フィルタでは、圧電基板１００上に、くし型電極部（すだれ状電極とも呼ばれ、Inter-Digital Transducer、以下、ＩＤＴという）１０２が設けられ、そのＩＤＴ１０２の左右（弾性表面波の伝搬方向に沿った）に各ＩＤＴ１０１、１０３がそれぞれ配置されている。
【０００６】
さらに、上記弾性表面波フィルタにおいては、これらの各ＩＤＴ１０１、１０２、１０３を左右から挟み込むように、弾性表面波を反射して変換効率を向上させるための各リフレクタ１０４、１０５がそれぞれ配置されている。各平衡信号端子１０６、１０７が、中央のＩＤＴ１０２の各電極指にそれぞれ接続されて設けられている。不平衡信号端子１０８が、各ＩＤＴ１０１、１０３の一方の電極指に接続されて設けられている。
【０００７】
このような弾性表面波フィルタは、３ＩＤＴタイプの縦結合共振子型の弾性表面波フィルタと呼ばれ、各ＩＤＴ１０１、１０２、１０３間での弾性表面波を用いた変換により平衡−不平衡変換機能を有するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
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１０８と、それぞれの平衡信号端子１０６、１０７との間の通過帯域内での伝送特性において、振幅特性が等しく、かつ位相が１８０度反転していることが要求されている。
【０００９】
平衡信号端子１０６、１０７間における、振幅特性の等しさの程度、及び位相が１８０度反転している程度は、それぞれ振幅平衡度及び位相平衡度と呼ばれている。
【００１０】
このような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＝｜２０ｌｏｇ（Ｓ２１）｜−｜２０ｌｏｇ（Ｓ３１）｜、位相平衡度＝Ｂ−１８０、Ｂ＝｜∠Ｓ２１−∠Ｓ３１｜にてそれぞれ定義される。なお、Ｓ２１は第一ポートから第二ポートへの伝達係数を、Ｓ３１は第一ポートから第三ポートへの伝達係数を示しており、また、上記各式中の｜｜は絶対値を示すためのものである。
【００１１】
このように定義される各平衡信号端子間の平衡度については、理想的には弾性表面波フィルタの通過帯域内で振幅平衡度が０ｄＢ、位相平衡度が０度とされている。
【００１２】
しかしながら、図１１に示す従来の構成においては、各平衡信号端子１０６、１０７間の平衡度が悪化しているという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタにおいて、各平衡信号端子間の平衡度が改善された弾性表面波フィルタ、及びそれを用いて伝送特性が改善された通信装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波フィルタは、以上の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三つ以上の奇数個のＩＤＴを有するフィルタ部が設けられ、各平衡信号端子が、各ＩＤＴにおける中央の中央ＩＤＴの各電極指にそれぞれ接続されて設けられ、不平衡信号端子が、各ＩＤＴにおける中央ＩＤＴと異なる少なくとも二つの端部ＩＤＴの一方の電極指にそれぞれ接続されて設けられ、各端部ＩＤＴの他方の電極指がアースに接続されており、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースが、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離されており、不平衡信号端子及び各端部ＩＤＴを互いに接続するためのシグナルラインが、各平衡信号端子の一方を囲んで設けられ、上記シグナルラインに囲まれた平衡信号端子と上記シグナルラインとの間にアースラインが設けられていることを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、各平衡信号端子を、各ＩＤＴにおける中央の中央ＩＤＴの各電極指にそれぞれ接続し、不平衡信号端子を、各ＩＤＴにおける中央ＩＤＴと異なる少なくとも二つの端部ＩＤＴの一方の電極指にそれぞれ接続することにより、平衡−不平衡機能を発揮できる。
【００１６】
また、上記構成では、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースを、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離したので、各平衡信号端子間の平衡度を改善できる。
【００１７】
上記弾性表面波フィルタでは、不平衡信号端子及び各第二ＩＤＴを互いに接続するためのシグナルラインと、上記シグナルラインに囲まれた平衡信号端子との間にアースラインが設けられている。上記構成によれば、シグナルライン及び平衡信号端子間に入る橋絡容量をアースラインにより低減できるので、平衡信号端子間の平衡度を改善することが可能となる。
【００１８】
本発明の他の弾性表面波フィルタは、以上の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三つ以上の奇数個のＩＤＴを有するフィルタ部が複数段にて設けられ、各平衡信号端子が、各フィルタ部の内の一つの第一のフィルタ部における第一の中央ＩＤＴの各電極指にそれぞれ接続されて設けられ、不平衡信号端子が、各フィルタ部の内の第一のフィルタ部と異なる第二のフィルタ部の第二の中央ＩＤＴの一方の電極指に接続されて設けられ、各フィルタ部の、第一及び第二の中央ＩＤＴと異なる端部ＩＤＴの一方の電極指がアースにそれぞれ接続され、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースが、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離されており、上記第一のフィルタ部の上記端部ＩＤＴの他方の電極指及び上記第二のフィルタ部の上記端部ＩＤＴの他方の電極指を互いに接続するためのシグナルラインが、各平衡信号端子の一方に沿って設けられ、上記シグナルラインと該シグナルラインが沿う方の平衡信号端子との間にアースラインが設けられ、該アースラインは該平衡信号端子を囲んで設けられていることを特徴としている。
【００１９】
上記構成によれば、フィルタ部を複数段にて設けたことにより、通過帯域外の減衰量を大きくできて、フィルタ特性を向上できる。
【００２０】
また、上記構成では、各平衡信号端子を、第一の中央ＩＤＴの各電極指にそれぞれ接続し、不平衡信号端子を、第二の中央ＩＤＴの一方の電極指にそれぞれ接続することにより、平衡−不平衡機能を発揮できる。
【００２１】
その上、上記構成においては、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースを、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離したので、各平衡信号端子間の平衡度を改善できる。
【００２２】
上記弾性表面波フィルタにおいては、圧電基板を収納するパッケージがアース端子用のボンディングパッドを複数有して設けられ、中央ＩＤＴを間に挟む各端部ＩＤＴのアースは、それらを電気的に分離するために、互いに異なる上記ボンディングパッドにそれぞれ接続されていることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、各端部ＩＤＴのアースを、パッケージ上においても分離したので、各平衡信号端子間の平衡度をさらに改善することが可能となる。
【００２４】
上記弾性表面波フィルタでは、前記平衡信号端子に接続されているＩＤＴの電極指の総本数は偶数本であることが望ましい。
【００２５】
上記構成によれば、平衡信号端子に接続されているＩＤＴの電極指の総本数を偶数本としたので、各平衡信号端子に接続された各電極指の本数を同数にできることから、各平衡信号端子間の平衡度をさらに向上できる。
【００２６】
上記弾性表面波フィルタにおいては、フィルタ部に対し、直列及び並列の少なくとも一方にて、弾性表面波共振子が少なくとも１つ接続されていることが好ましい。上記構成によれば、少なくとも１つの弾性表面波共振子を、フィルタ部に対し、直列及び並列の少なくとも一方にて、接続したので、通過帯域外の減衰量を大きくできて、フィルタ特性を向上できる。
【００２７】
本発明の通信装置は、前記の課題を解決するために、上記の何れかに記載の弾性表面波フィルタを有することを特徴としている。上記構成によれば、平衡−不平衡機能を発揮できると共に、平衡度の改善された弾性表面波フィルタを有するので、伝送特性を向上できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の弾性表面波フィルタに係る実施の形態について、図１ないし図１０に基づき説明すれば、以下の通りである。以後の実施の形態では、弾性表面波フィルタとしてのＰＣＳ(Personal Communication System) 受信用フィルタを例にとって説明する。
【００２９】
本発明に係る実施の形態の弾性表面波フィルタは、図１に示すように、圧電基板２０１上に縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部２０２と、上記弾性表面波フィルタ部２０２に対し直列接続された各弾性表面波共振子２０３、２０４がフォトリソグラフィー法等によって形成されたアルミニウム（Ａｌ）電極（箔）により形成されている。本実施の形態においては、圧電基板２０１の素材として、４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 が用いられている。
【００３０】
また、上記弾性表面波フィルタでは、弾性表面波フィルタ部２０２等を備えた圧電基板２０１を内表面上に収納するパッケージ２０５が設けられている。上記パッケージ２０５は、長方形板状の、アルミナ等の絶縁体基板からなっている。パッケージ２０５における、圧電基板２０１の載置面と同一面で、かつ圧電基板２０１に隣り合う内表面上には、略長方形薄膜状金属からなるアース端子用の各ボンディングパッド２２１、２２３、２２５が、上記内表面の周辺部に沿ってそれぞれ設けられている。
【００３１】
さらに、上記内表面における、アース端子用の各ボンディングパッド２２１、２２３の間には、不平衡信号の入力用のボンディングパッド２２２が、上記内表面の周辺部に略長方形金属薄膜にて設けられている。また、アース端子用のボンディングパッド２２５を挟んで、各平衡信号端子用の出力用の各ボンディングパッド２２４、２２６が略長方形金属薄膜にてそれぞれ設けられている。
【００３２】
弾性表面波フィルタ部２０２では、中央のＩＤＴ２０７を弾性表面波の伝搬方向に沿って両側から挟み込むように各ＩＤＴ（端部ＩＤＴ）２０６、２０８がそれぞれ形成され、さらに、それらの両側に各リフレクタ２０９、２１０がそれぞれ形成されている。
【００３３】
ＩＤＴは、帯状の基端部（バスバー）と、その基端部の一方の側部から直交する方向に延びる複数の、互いに平行な帯状の電極指とを備えた電極指部を２つ備えており、上記各電極指部の電極指の側部を互いに対面するように互いの電極指間に入り組んだ状態にて上記各電極指部を有するものである。
【００３４】
よって、ＩＤＴでは、２つの電極指部に対し各基端部（バスバー）を介して入力電気信号に基づく電位差が生じると、その部分の圧電基板２０１の表面上に弾性表面波が発生し、その弾性表面波は各電極指の幅方向（各電極指の長手方向に対し直交する方向）の双方向に圧電基板２０１の表面上を伝搬する。一方、電気信号が入力されていないＩＤＴでは、伝搬してきた弾性表面波により圧電基板２０１の表面上に発生した弾性表面波を各電極指によって検出し、出力電気信号に変換して出力できる。
【００３５】
このようなＩＤＴでは、各電極指の長さや幅、隣り合う各電極指の間隔、互いの電極指間での入り組んだ状態の対面長さを示す交叉幅を、それぞれ設定することにより信号変換特性や、通過帯域の設定が可能となっている。上記各リフレクタは、伝搬してきた弾性表面波を反射するためのものである。
【００３６】
さらに、弾性表面波フィルタ部２０２においては、図１を見るとわかるように、ＩＤＴ２０６及びＩＤＴ２０７が互いに対向した部分、およびＩＤＴ２０７及びＩＤＴ２０８が互いに対向した部分の数本の電極指（狭ピッチ電極指）のピッチを、ＩＤＴの他の部分の電極指のピッチよりも小さく設定している（図１の２１１と２１２の箇所）。このような狭ピッチ電極指を設定することにより、挿入損失を低減できる。ちなみに図１では図を簡潔にするために電極指の本数を実際より少なく示している。
【００３７】
各平衡信号端子２１４、２１５が、ＩＤＴ２０７の各電極指にそれぞれ接続されて圧電基板２０１上に設けられている。不平衡信号端子２１３が、各弾性表面波共振子２０３、２０４及びシグナルライン２１９を介して、各ＩＤＴ２０６、２０８の一方の電極指に対し電気的に接続されて圧電基板２０１上に設けられている。よって、シグナルライン２１９は、略Ｃの字状に形成され、平衡信号端子２１４を囲むようになっている。
【００３８】
また、シグナルライン２１９と平衡信号端子２１４との間を遮るようにアースライン２２０が略Ｃの字状に圧電基板２０１上に挿入されて設けられている。上記アースライン２２０は、シグナルライン２１９と平衡信号端子２１４との間に発生する橋絡容量を低減して、各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度を改善できるものとなっている。
【００３９】
シグナルライン２１９及びアースライン２２０は、それぞれ、前述のフォトリソグラフィー法等によって形成されたアルミニウム（Ａｌ）電極（箔）により形成されている。
【００４０】
また、圧電基板２０１上には、アース端子２１６、２１７、２１８が、前述のフォトリソグラフィー法等のＡｌ等の金属薄膜により、互いに別体にて、それぞれ設けられている。アース端子２１６は、ＩＤＴ２０６の他方の電極指に電気的に接続されている。アース端子２１７は、アースライン２２０上にて、アースライン２２０に電気的に接続されている。アース端子２１８は、ＩＤＴ２０８の他方の電極指に電気的に接続されている。
【００４１】
そして、本実施の形態では、ＩＤＴ２０６のアース端子２１６とＩＤＴ２０８のアース端子２１８とが、圧電基板２０１上で電気的に分離されていることを特徴としている。
【００４２】
次に、圧電基板上２０１に形成された弾性表面波フィルタ部２０２とパッケージ２０５との間の電気的な接続について説明する。弾性表面波フィルタ部２０２とパッケージ２０５とは、ワイヤボンディング法にて電気的に互いに接続されている。不平衡信号端子２１３はボンディングワイヤ２２７を介してパッケージ２０５のボンディングパッド２２２と電気的に接続されている。平衡信号端子２１４はボンディングワイヤ２２８を介してボンディングパッド２２４と電気的に接続されている。平衡信号端子２１５はボンディングワイヤ２２９を介してボンディングパッド２２６と電気的に接続されている。
【００４３】
また、アース端子２１６はボンディングワイヤ２３０を介してボンディングパッド２２３と電気的に接続されている。アース端子２１７、２１８はそれぞれ各ボンディングワイヤ２３１、２３２を介してボンディングパッド２２５と電気的に接続されている。
【００４４】
本実施の形態のもう一つの特徴は、アース端子２１６、２１８が、それぞれ別の各ボンディングパッド２２３、２２５と電気的に接続され、各ボンディングパッド２２３、２２５は、パッケージ２０５内で電気的に互いに分離されていることである。
【００４５】
縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部２０２の詳細な設計は、狭ピッチ電極指のピッチで決まる波長をλＩ2 （図１の２１１、２１２の箇所）、その他の電極指のピッチで決まる波長をλＩ1 とすると、
交叉幅Ｗ：５３．７λＩ1
ＩＤＴ本数（２０６、２０７、２０８の順）：２９（４）／（４）４４（４）／（４）２９本（カッコ内はピッチを小さくした電極指の本数）
ＩＤＴ波長λＩ1 ：２．０５μｍ、λＩ2 ：１．８６μｍ
リフレクタ波長λＲ：２．０６μｍ
リフレクタ本数：１００本
ＩＤＴ−ＩＤＴ間電極指中心間距離：０．５０λＩ2
ＩＤＴ−リフレクタ間電極指中心間距離：０．４７λＲ
ｄｕｔｙ：０．６０（ＩＤＴ、リフレクタ共）
電極膜厚：０．０８０λＩ1
弾性表面波共振子２０３の詳細な設計を、以下に示す。
交叉幅Ｗ：４９．１λ
ＩＤＴ本数：４０１本
波長λ（ＩＤＴ、リフレクタ共）：２．０４μｍ
リフレクタ本数：３０本
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．５０λ
ｄｕｔｙ：０．６０（ＩＤＴ、リフレクタ共）
電極膜厚：０．０８０λ
弾性表面波共振子２０４の詳細な設計を、以下に示す。
交叉幅Ｗ：４０．６λ
ＩＤＴ本数：２４１本
波長λ（ＩＤＴ、リフレクタ共）：１．９７μｍ
リフレクタ本数：３０本
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．５０λ
ｄｕｔｙ：０．６０（ＩＤＴ、リフレクタ共）
電極膜厚：０．０８４λ
次に、上記実施の形態の作用・効果について説明する。まず、本実施の形態の構成での周波数に対する各平衡信号端子２１４、２１５間の、振幅平衡度、及び位相平衡度の各グラフを図２及び図３にそれぞれ示す。比較として、図１に示す構成における、各アース端子２１６、２１８をまとめて一つのアース端子とした以外は図１に示す構成と同一な比較例の構成での振幅平衡度、及び位相平衡度も図２及び図３にそれぞれ合わせて示す。
【００４６】
ＰＣＳ受信用フィルタにおける通過帯域の周波数範囲は１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚである。この範囲での最大の振幅平衡度は、比較例では２．４ｄＢであるのに対し、本実施の形態では２．０ｄＢと、約０．４ｄＢ振幅平衡度が改善している。
【００４７】
次に、最大の位相平衡度は、比較例では８度であるに対し、本実施の形態では７度と、約１度位相平衡度が改善している。これは、圧電基板２０１上で、各ＩＤＴ２０６、２０８の各アース端子２１６、２１８を電気的に互いに分離したことによるものである。
【００４８】
さらに電気的に分離した各アース端子２１６、２１８を、パッケージ２０５内で電気的に分離されている別々のボンディングパッド２２３、２２５と電気的に接続することでも、平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度をさらに改善する効果が得られている。
【００４９】
例えば図１において、アース端子２１６、２１８のどちらもボンディングパッド２２３と電気的に接続した場合や、また、ボンディングパッド２２３とボンディングパッド２２５とが、パッケージ２０５内で電気的に導通している場合では、本実施の形態よりも各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度は悪化することが確かめられている。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態では、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタにおいて、不平衡信号の入力端子または出力端子に接続されているＩＤＴの各アース端子を、圧電基板上やパッケージ内で電気的に互いに分離することで、従来や比較例の弾性表面波フィルタよりも各平衡信号端子間の平衡度が改善された弾性表面波フィルタが得られる。
【００５１】
本実施の形態では、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部２０２の３つのＩＤＴ２０６、２０７、２０８のうち中央のＩＤＴ２０７の総本数を偶数本としたが、これは各平衡信号端子２１４、２１５に接続されている各電極指の本数を互いに同じに設定することで、本発明の効果に加えて、更に各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度を改善することができるためである。
【００５２】
各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度を更に改善するには実施の形態のように中央のＩＤＴ２０７の総本数は偶数本であることが望ましいが、これが奇数本であっても、本発明の効果は同様に得られる。
【００５３】
また実施の形態では、シグナルライン２１９と平衡信号端子２１４の間にアースライン２２０が挿入されていたが、これはシグナルライン２１９と平衡信号端子２１４の間の橋絡容量を低減することで、本発明の効果に加えて、さらに各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度を改善することができるためである。
【００５４】
各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度を更に改善するには実施の形態のようにシグナルライン２１９と、平衡信号端子２１４とが互いに隣り合う箇所の間にアースライン２２０を挿入する。
【００５５】
本実施の形態では、３つのＩＤＴ２０６、２０７、２０８を有する縦結合共振子型の、１つの弾性表面波フィルタ部２０２に、２つの各弾性表面波共振子２０３、２０４を直列接続し、弾性表面波フィルタ部２０２の中央部のＩＤＴ２０７から各平衡信号を得る構成を挙げて、本発明について説明したが、本発明はこの構成に限らず、平衡信号端子を有するどのような構成の弾性表面波フィルタにおいても、同様な効果が得られる。
【００５６】
例えば５つ以上のＩＤＴを有する縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部の場合や、弾性表面波共振子を並列接続した場合でも、同様な効果が得られる。また図４のように、不平衡信号を縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部のＩＤＴのそれぞれ逆側から入力（出力）した場合、上記各ＩＤＴの各アース端子４０１、４０２を圧電基板２０１上、およびパッケージ２０５内で電気的に互いに分離することで、本発明の効果が得られる。
【００５７】
また図５のように縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ部２０２、４０２を２段縦続接続した場合、中央のＩＤＴ２０７を挟む各ＩＤＴ２０６、２０８の各アース端子２１６、２１８、または／および、中央のＩＤＴ４０７を挟む各ＩＤＴ４０６、４０８の各アース端子４１６、４１８をそれぞれ圧電基板２０１上、およびパッケージ２０５内の少なくとも一方で電気的に互いに分離することで、本発明の効果が得られる。
【００５８】
また、本実施の形態のように平衡信号端子２１４、２１５問に電気的中性点を持たない構成（フロートバランスタイプ）だけではなく平衡信号端子２１４、２１５間に電気的中性点を有する構成においても、本発明を適用することにより同様に各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度が改善した弾性表面波フィルタが得られる。
【００５９】
なお、実施の形態では４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 からなる圧電基板２０１を用いたが、効果が得られる原理からもわかる通り、本発明はこの基板に限らず、６４°〜７２°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ3 、４１°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ3 などの圧電基板でも同様な効果が得られる。
【００６０】
次に、フェイスダウン工法でパッケージ内に収容されている場合の例を、図６ないし図９を用いて説明する。図６は、図１の圧電基板２０１上に形成された電極、端子等のレイアウトを、フェイスダウン工法でパッケージ６３０内に収容するために変更したものであり、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部２０２、各弾性表面波共振子２０３、２０４の設計は図１と同じである。
【００６１】
端子の位置はパッケージ６３０内に収容しやすいように変更しているが、各ＩＤＴ２０６、２０８の各アース端子２１６、２１８は、図１と同様に電気的に互いに分離されている。次に図７を用いて、パッケージ６３０について説明する。
【００６２】
パッケージ６３０は２層構造の箱型となっており、底板６３１、側壁部６３２、及びキャップ６３３を有している。この底板６３１の内表面上に、上記内表面に対面する、圧電基板２０１の表面上に形成された弾性表面波フィルタ６３５との電気的な導通を確保するためのダイアタッチ部６３４が形成されている。弾性表面波フィルタ６３５とダイアタッチ部６３４とは、バンプ６３６によって電気的及び機械的に互いに結合されている。
【００６３】
図７のダイアタッチ部６３４を上から（弾性表面波フィルタ６３５側から）見た図を図８に示す。ダイアタッチ部６３４に、不平衡信号端子用の端子７０７、平衡信号端子用の各端子７０８、７０９、アース端子用の端子７１０が形成されている。白丸がバンプの位置を示しており、図６の不平衡信号端子２１３がバンプ７０１、平衡信号端子２１４、２１５がそれぞれバンプ７０４、７０６によって、また、各アース端子２１６、２１７、２１８がそれぞれ各バンプ７０２、７０３、７０５によって、パッケージ６３０のダイアタッチ部６３４と電気的に接続されている。
【００６４】
以上のようにフェイスダウン工法で形成した弾性表面波フィルタにおいても、ＩＤＴ２０６、２０８の各アース端子２１６、２１８がチップ状のパッケージ６３０上で電気的に互いに分離されているので、各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度が良好な、弾性表面波フィルタが得られる。
【００６５】
また、上記各アース端子２１６、２１８のように、アース端子を複数、例えば２つに分けることで、図６に示すように、各バンプを圧電基板２０１の４角にそれぞれ形成できるため、各バンプボンド位置のバランスが良くなり、図７に示すパッケージ６３０と圧電基板２０１との接合強度も上記各バンプボンド位置によって向上させることが可能となる。
【００６６】
また図９のように、図８に示すアース端子用の端子７１０に代えて、上記端子７１０をアース端子用の各端子８０１、８０２の２つに分割したダイアタッチ部７３４を備えたパッケージ７３０を用いて、各ＩＤＴ２０６、２０８のアース端子２１６、２１８をパッケージ７３０内でも互いに電気的に分離することで、さらに各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度を改善した、弾性表面波フィルタが得られる。
【００６７】
以上のように本発明では、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って複数のＩＤＴを有し、平衡信号入力端子または出力端子を有する弾性表面波フィルタにおいて、前記弾性表面波フィルタの不平衡信号入力端子または出力端子に接続されているＩＤＴの各アース端子を、圧電基板上で電気的に互いに分離することで、各平衡信号端子間の平衡度を改善した、弾性表面波フィルタが得られる。
【００６８】
また、前記圧電基板上で電気的に分離した各々の各アース端子を、パッケージ内の別々の各端子（ボンディングパッド）と電気的に接続することで、パッケージ内でも各アース端子を、互いに電気的に分離できて、さらに平衡信号端子間の平衡度を改善した、弾性表面波フィルタが得られる。
【００６９】
さらに、前記平衡信号入力端子または平衡信号出力端子に接続されているＩＤＴの電極指の総本数を偶数本とすること、前記弾性表面波フィルタのシグナルラインまたは信号端子が隣り合う間にアースラインを挿入し、シグナルライン間及び信号端子間に入る橋絡容量を低減させることで、それぞれ、さらに各平衡信号端子間の平衡度を改善した、弾性表面波フィルタが得られる。
【００７０】
また、通過帯域外の減衰量を大きくする上では、直列、もしくは並列、あるいはその両方に、弾性表面波共振子を少なくとも１つ以上接続することが望ましい。これにより、通過帯域外の減衰量を大きくできる。
【００７１】
次に、上記実施の形態に記載の弾性表面波フィルタを用いた通信装置について図１０に基づき説明する。上記通信装置６００は、受信を行うレシーバ側（Ｒｘ側）として、アンテナ６０１、アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２、アンプ６０３、Ｒｘ段間フィルタ６０４、ミキサ６０５、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ミキサ６０７、２ｎｄＩＦフィルタ６０８、１ｓｔ＋２ｎｄローカルシンセサイザ６１１、ＴＣＸＯ（temperature compensated crystal oscillator（温度補償型水晶発振器））６１２、デバイダ６１３、ローカルフィルタ６１４を備えて構成されている。
【００７２】
Ｒｘ段間フィルタ６０４からミキサ６０５へは、図１０に二本線で示したように、バランス性を確保するために各平衡信号にて送信することが好ましい。
【００７３】
また、上記通信装置６００は、送信を行うトランシーバ側（Ｔｘ側）として、上記アンテナ６０１及び上記アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２を共用するとともに、ＴｘＩＦフィルタ６２１、ミキサ６２２、Ｔｘ段間フィルタ６２３、アンプ６２４、カプラ６２５、アイソレータ６２６、ＡＰＣ（automatic power control （自動出力制御））６２７を備えて構成されている。
【００７４】
そして、上記のＲｘ段間フィルタ６０４、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ＴｘＩＦフィルタ６２１、Ｔｘ段間フィルタ６２３には、上述した本実施の形態に記載の弾性表面波フィルタが好適に利用できる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波フィルタは、以上のように、圧電基板上に、平衡−不平衡変換機能を発揮するために、３以上の奇数個のＩＤＴを有し、不平衡信号端子が一方の電極指にそれぞれ接続された少なくとも二つの端部ＩＤＴの他方の電極指がアースに接続されており、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースが、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離されており、不平衡信号端子及び各端部ＩＤＴを互いに接続するためのシグナルラインが、各平衡信号端子の一方を囲んで設けられ、上記シグナルラインに囲まれた平衡信号端子と上記シグナルラインとの間にアースラインが設けられている構成である。
【００７６】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波フィルタは、以上のように、圧電基板上に、平衡−不平衡変換機能を発揮するために、３以上の奇数個のＩＤＴを有し、不平衡信号端子が一方の電極指にそれぞれ接続された少なくとも二つの端部ＩＤＴの他方の電極指がアースに接続されており、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースが、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離されている構成である。
【００７７】
それゆえ、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースを、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離したので、各平衡信号端子間の平衡度を改善できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の弾性表面波フィルタの概略構成図である。
【図２】上記実施の形態と比較例との間での振幅平衡度の差を示すグラフである。
【図３】上記実施の形態と比較例との間での位相平衡度の差を示すグラフである。
【図４】上記実施の形態の他の変形例を示す概略構成図である。
【図５】上記実施の形態のさらに他の変形例を示す概略構成図である。
【図６】上記実施の形態をフェイスダウン工法で形成した際のさらに他の変形例を示す概略構成図である。
【図７】上記フェイスダウン工法にて用いるパッケージの概略断面図である。
【図８】上記パッケージのダイアタッチ部の平面図である。
【図９】上記ダイアタッチ部の一変形例を示す平面図である。
【図１０】本発明の通信装置の要部ブロック図である。
【図１１】平衡−不平衡変換機能を有する、従来の弾性表面波フィルタの概略構成図である。
【符号の説明】
２０１ 圧電基板
２０２、４０２ 弾性表面波フィルタ部（フィルタ部）
２０６、２０８ ＩＤＴ（端部くし型電極部）
２０７ ＩＤＴ（中央くし型電極部）
２１４、２１５ 平衡信号端子
２１６、２１８ アース端子
２１９ シグナルライン
２２０ アースライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルタ特性を有すると共に平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタ、及びそれを用いた通信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。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た。
【０００３】
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直接接続すると、不平衡電流が流れ給電線（フィーダ）自体がアンテナとして動作してしまい望ましくないので、不平衡電流を阻止し、平衡線路と不平衡線路とを整合する回路をいう。
【０００４】
このような平衡−不平衡変換機能を備えた弾性表面波フィルタに関する特許も、幾つか出願されている。入力インピーダンスと出力インピーダンスがほぼ等しい、平衡−不平衡変換機能を備えた弾性表面波フィルタとしては、図１１に示すような構成が広く知られている。
【０００５】
図１１に示す弾性表面波フィルタでは、圧電基板１００上に、くし型電極部（すだれ状電極とも呼ばれ、Inter-Digital Transducer、以下、ＩＤＴという）１０２が設けられ、そのＩＤＴ１０２の左右（弾性表面波の伝搬方向に沿った）に各ＩＤＴ１０１、１０３がそれぞれ配置されている。
【０００６】
さらに、上記弾性表面波フィルタにおいては、これらの各ＩＤＴ１０１、１０２、１０３を左右から挟み込むように、弾性表面波を反射して変換効率を向上させるための各リフレクタ１０４、１０５がそれぞれ配置されている。各平衡信号端子１０６、１０７が、中央のＩＤＴ１０２の各電極指にそれぞれ接続されて設けられている。不平衡信号端子１０８が、各ＩＤＴ１０１、１０３の一方の電極指に接続されて設けられている。
【０００７】
このような弾性表面波フィルタは、３ＩＤＴタイプの縦結合共振子型の弾性表面波フィルタと呼ばれ、各ＩＤＴ１０１、１０２、１０３間での弾性表面波を用いた変換により平衡−不平衡変換機能を有するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
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１０８と、それぞれの平衡信号端子１０６、１０７との間の通過帯域内での伝送特性において、振幅特性が等しく、かつ位相が１８０度反転していることが要求されている。
【０００９】
平衡信号端子１０６、１０７間における、振幅特性の等しさの程度、及び位相が１８０度反転している程度は、それぞれ振幅平衡度及び位相平衡度と呼ばれている。
【００１０】
このような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＝｜２０ｌｏｇ（Ｓ２１）｜−｜２０ｌｏｇ（Ｓ３１）｜、位相平衡度＝Ｂ−１８０、Ｂ＝｜∠Ｓ２１−∠Ｓ３１｜にてそれぞれ定義される。なお、Ｓ２１は第一ポートから第二ポートへの伝達係数を、Ｓ３１は第一ポートから第三ポートへの伝達係数を示しており、また、上記各式中の｜｜は絶対値を示すためのものである。
【００１１】
このように定義される各平衡信号端子間の平衡度については、理想的には弾性表面波フィルタの通過帯域内で振幅平衡度が０ｄＢ、位相平衡度が０度とされている。
【００１２】
しかしながら、図１１に示す従来の構成においては、各平衡信号端子１０６、１０７間の平衡度が悪化しているという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタにおいて、各平衡信号端子間の平衡度が改善された弾性表面波フィルタ、及びそれを用いて伝送特性が改善された通信装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波フィルタは、以上の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三つ以上の奇数個のＩＤＴを有するフィルタ部が設けられ、各平衡信号端子が、各ＩＤＴにおける中央の中央ＩＤＴの各電極指にそれぞれ接続されて設けられ、不平衡信号端子が、各ＩＤＴにおける中央ＩＤＴと異なる少なくとも二つの端部ＩＤＴの一方の電極指にそれぞれ接続されて設けられ、各端部ＩＤＴの他方の電極指がアースに接続されており、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースが、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離されており、不平衡信号端子及び各端部ＩＤＴを互いに接続するためのシグナルラインが、各平衡信号端子の一方を囲んで設けられ、上記シグナルラインに囲まれた平衡信号端子と上記シグナルラインとの間にアースラインが設けられていることを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、各平衡信号端子を、各ＩＤＴにおける中央の中央ＩＤＴの各電極指にそれぞれ接続し、不平衡信号端子を、各ＩＤＴにおける中央ＩＤＴと異なる少なくとも二つの端部ＩＤＴの一方の電極指にそれぞれ接続することにより、平衡−不平衡機能を発揮できる。
【００１６】
また、上記構成では、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースを、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離したので、各平衡信号端子間の平衡度を改善できる。
【００１７】
上記弾性表面波フィルタでは、不平衡信号端子及び各第二ＩＤＴを互いに接続するためのシグナルラインと、上記シグナルラインに囲まれた平衡信号端子との間にアースラインが設けられている。上記構成によれば、シグナルライン及び平衡信号端子間に入る橋絡容量をアースラインにより低減できるので、平衡信号端子間の平衡度を改善することが可能となる。
【００１８】
本発明の他の弾性表面波フィルタは、以上の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三つ以上の奇数個のＩＤＴを有するフィルタ部が複数段にて設けられ、各平衡信号端子が、各フィルタ部の内の一つの第一のフィルタ部における第一の中央ＩＤＴの各電極指にそれぞれ接続されて設けられ、不平衡信号端子が、各フィルタ部の内の第一のフィルタ部と異なる第二のフィルタ部の第二の中央ＩＤＴの一方の電極指に接続されて設けられ、各フィルタ部の、第一及び第二の中央ＩＤＴと異なる端部ＩＤＴの一方の電極指がアースにそれぞれ接続され、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースが、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離されており、上記第一のフィルタ部の上記端部ＩＤＴの他方の電極指及び上記第二のフィルタ部の上記端部ＩＤＴの他方の電極指を互いに接続するためのシグナルラインが、各平衡信号端子の一方に沿って設けられ、上記シグナルラインと該シグナルラインが沿う方の平衡信号端子との間にアースラインが設けられ、該アースラインは該平衡信号端子を囲んで設けられていることを特徴としている。
【００１９】
上記構成によれば、フィルタ部を複数段にて設けたことにより、通過帯域外の減衰量を大きくできて、フィルタ特性を向上できる。
【００２０】
また、上記構成では、各平衡信号端子を、第一の中央ＩＤＴの各電極指にそれぞれ接続し、不平衡信号端子を、第二の中央ＩＤＴの一方の電極指にそれぞれ接続することにより、平衡−不平衡機能を発揮できる。
【００２１】
その上、上記構成においては、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースを、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離したので、各平衡信号端子間の平衡度を改善できる。
【００２２】
上記弾性表面波フィルタにおいては、圧電基板を収納するパッケージがアース端子用のボンディングパッドを複数有して設けられ、中央ＩＤＴを間に挟む各端部ＩＤＴのアースは、それらを電気的に分離するために、互いに異なる上記ボンディングパッドにそれぞれ接続されていることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、各端部ＩＤＴのアースを、パッケージ上においても分離したので、各平衡信号端子間の平衡度をさらに改善することが可能となる。
【００２４】
上記弾性表面波フィルタでは、前記平衡信号端子に接続されているＩＤＴの電極指の総本数は偶数本であることが望ましい。
【００２５】
上記構成によれば、平衡信号端子に接続されているＩＤＴの電極指の総本数を偶数本としたので、各平衡信号端子に接続された各電極指の本数を同数にできることから、各平衡信号端子間の平衡度をさらに向上できる。
【００２６】
上記弾性表面波フィルタにおいては、フィルタ部に対し、直列及び並列の少なくとも一方にて、弾性表面波共振子が少なくとも１つ接続されていることが好ましい。上記構成によれば、少なくとも１つの弾性表面波共振子を、フィルタ部に対し、直列及び並列の少なくとも一方にて、接続したので、通過帯域外の減衰量を大きくできて、フィルタ特性を向上できる。
【００２７】
本発明の通信装置は、前記の課題を解決するために、上記の何れかに記載の弾性表面波フィルタを有することを特徴としている。上記構成によれば、平衡−不平衡機能を発揮できると共に、平衡度の改善された弾性表面波フィルタを有するので、伝送特性を向上できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の弾性表面波フィルタに係る実施の形態について、図１ないし図１０に基づき説明すれば、以下の通りである。以後の実施の形態では、弾性表面波フィルタとしてのＰＣＳ(Personal Communication System) 受信用フィルタを例にとって説明する。
【００２９】
本発明に係る実施の形態の弾性表面波フィルタは、図１に示すように、圧電基板２０１上に縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部２０２と、上記弾性表面波フィルタ部２０２に対し直列接続された各弾性表面波共振子２０３、２０４がフォトリソグラフィー法等によって形成されたアルミニウム（Ａｌ）電極（箔）により形成されている。本実施の形態においては、圧電基板２０１の素材として、４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 が用いられている。
【００３０】
また、上記弾性表面波フィルタでは、弾性表面波フィルタ部２０２等を備えた圧電基板２０１を内表面上に収納するパッケージ２０５が設けられている。上記パッケージ２０５は、長方形板状の、アルミナ等の絶縁体基板からなっている。パッケージ２０５における、圧電基板２０１の載置面と同一面で、かつ圧電基板２０１に隣り合う内表面上には、略長方形薄膜状金属からなるアース端子用の各ボンディングパッド２２１、２２３、２２５が、上記内表面の周辺部に沿ってそれぞれ設けられている。
【００３１】
さらに、上記内表面における、アース端子用の各ボンディングパッド２２１、２２３の間には、不平衡信号の入力用のボンディングパッド２２２が、上記内表面の周辺部に略長方形金属薄膜にて設けられている。また、アース端子用のボンディングパッド２２５を挟んで、各平衡信号端子用の出力用の各ボンディングパッド２２４、２２６が略長方形金属薄膜にてそれぞれ設けられている。
【００３２】
弾性表面波フィルタ部２０２では、中央のＩＤＴ２０７を弾性表面波の伝搬方向に沿って両側から挟み込むように各ＩＤＴ（端部ＩＤＴ）２０６、２０８がそれぞれ形成され、さらに、それらの両側に各リフレクタ２０９、２１０がそれぞれ形成されている。
【００３３】
ＩＤＴは、帯状の基端部（バスバー）と、その基端部の一方の側部から直交する方向に延びる複数の、互いに平行な帯状の電極指とを備えた電極指部を２つ備えており、上記各電極指部の電極指の側部を互いに対面するように互いの電極指間に入り組んだ状態にて上記各電極指部を有するものである。
【００３４】
よって、ＩＤＴでは、２つの電極指部に対し各基端部（バスバー）を介して入力電気信号に基づく電位差が生じると、その部分の圧電基板２０１の表面上に弾性表面波が発生し、その弾性表面波は各電極指の幅方向（各電極指の長手方向に対し直交する方向）の双方向に圧電基板２０１の表面上を伝搬する。一方、電気信号が入力されていないＩＤＴでは、伝搬してきた弾性表面波により圧電基板２０１の表面上に発生した弾性表面波を各電極指によって検出し、出力電気信号に変換して出力できる。
【００３５】
このようなＩＤＴでは、各電極指の長さや幅、隣り合う各電極指の間隔、互いの電極指間での入り組んだ状態の対面長さを示す交叉幅を、それぞれ設定することにより信号変換特性や、通過帯域の設定が可能となっている。上記各リフレクタは、伝搬してきた弾性表面波を反射するためのものである。
【００３６】
さらに、弾性表面波フィルタ部２０２においては、図１を見るとわかるように、ＩＤＴ２０６及びＩＤＴ２０７が互いに対向した部分、およびＩＤＴ２０７及びＩＤＴ２０８が互いに対向した部分の数本の電極指（狭ピッチ電極指）のピッチを、ＩＤＴの他の部分の電極指のピッチよりも小さく設定している（図１の２１１と２１２の箇所）。このような狭ピッチ電極指を設定することにより、挿入損失を低減できる。ちなみに図１では図を簡潔にするために電極指の本数を実際より少なく示している。
【００３７】
各平衡信号端子２１４、２１５が、ＩＤＴ２０７の各電極指にそれぞれ接続されて圧電基板２０１上に設けられている。不平衡信号端子２１３が、各弾性表面波共振子２０３、２０４及びシグナルライン２１９を介して、各ＩＤＴ２０６、２０８の一方の電極指に対し電気的に接続されて圧電基板２０１上に設けられている。よって、シグナルライン２１９は、略Ｃの字状に形成され、平衡信号端子２１４を囲むようになっている。
【００３８】
また、シグナルライン２１９と平衡信号端子２１４との間を遮るようにアースライン２２０が略Ｃの字状に圧電基板２０１上に挿入されて設けられている。上記アースライン２２０は、シグナルライン２１９と平衡信号端子２１４との間に発生する橋絡容量を低減して、各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度を改善できるものとなっている。
【００３９】
シグナルライン２１９及びアースライン２２０は、それぞれ、前述のフォトリソグラフィー法等によって形成されたアルミニウム（Ａｌ）電極（箔）により形成されている。
【００４０】
また、圧電基板２０１上には、アース端子２１６、２１７、２１８が、前述のフォトリソグラフィー法等のＡｌ等の金属薄膜により、互いに別体にて、それぞれ設けられている。アース端子２１６は、ＩＤＴ２０６の他方の電極指に電気的に接続されている。アース端子２１７は、アースライン２２０上にて、アースライン２２０に電気的に接続されている。アース端子２１８は、ＩＤＴ２０８の他方の電極指に電気的に接続されている。
【００４１】
そして、本実施の形態では、ＩＤＴ２０６のアース端子２１６とＩＤＴ２０８のアース端子２１８とが、圧電基板２０１上で電気的に分離されていることを特徴としている。
【００４２】
次に、圧電基板上２０１に形成された弾性表面波フィルタ部２０２とパッケージ２０５との間の電気的な接続について説明する。弾性表面波フィルタ部２０２とパッケージ２０５とは、ワイヤボンディング法にて電気的に互いに接続されている。不平衡信号端子２１３はボンディングワイヤ２２７を介してパッケージ２０５のボンディングパッド２２２と電気的に接続されている。平衡信号端子２１４はボンディングワイヤ２２８を介してボンディングパッド２２４と電気的に接続されている。平衡信号端子２１５はボンディングワイヤ２２９を介してボンディングパッド２２６と電気的に接続されている。
【００４３】
また、アース端子２１６はボンディングワイヤ２３０を介してボンディングパッド２２３と電気的に接続されている。アース端子２１７、２１８はそれぞれ各ボンディングワイヤ２３１、２３２を介してボンディングパッド２２５と電気的に接続されている。
【００４４】
本実施の形態のもう一つの特徴は、アース端子２１６、２１８が、それぞれ別の各ボンディングパッド２２３、２２５と電気的に接続され、各ボンディングパッド２２３、２２５は、パッケージ２０５内で電気的に互いに分離されていることである。
【００４５】
縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部２０２の詳細な設計は、狭ピッチ電極指のピッチで決まる波長をλＩ2 （図１の２１１、２１２の箇所）、その他の電極指のピッチで決まる波長をλＩ1 とすると、
交叉幅Ｗ：５３．７λＩ1
ＩＤＴ本数（２０６、２０７、２０８の順）：２９（４）／（４）４４（４）／（４）２９本（カッコ内はピッチを小さくした電極指の本数）
ＩＤＴ波長λＩ1 ：２．０５μｍ、λＩ2 ：１．８６μｍ
リフレクタ波長λＲ：２．０６μｍ
リフレクタ本数：１００本
ＩＤＴ−ＩＤＴ間電極指中心間距離：０．５０λＩ2
ＩＤＴ−リフレクタ間電極指中心間距離：０．４７λＲ
ｄｕｔｙ：０．６０（ＩＤＴ、リフレクタ共）
電極膜厚：０．０８０λＩ1
弾性表面波共振子２０３の詳細な設計を、以下に示す。
交叉幅Ｗ：４９．１λ
ＩＤＴ本数：４０１本
波長λ（ＩＤＴ、リフレクタ共）：２．０４μｍ
リフレクタ本数：３０本
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．５０λ
ｄｕｔｙ：０．６０（ＩＤＴ、リフレクタ共）
電極膜厚：０．０８０λ
弾性表面波共振子２０４の詳細な設計を、以下に示す。
交叉幅Ｗ：４０．６λ
ＩＤＴ本数：２４１本
波長λ（ＩＤＴ、リフレクタ共）：１．９７μｍ
リフレクタ本数：３０本
ＩＤＴ−リフレクタ間隔：０．５０λ
ｄｕｔｙ：０．６０（ＩＤＴ、リフレクタ共）
電極膜厚：０．０８４λ
次に、上記実施の形態の作用・効果について説明する。まず、本実施の形態の構成での周波数に対する各平衡信号端子２１４、２１５間の、振幅平衡度、及び位相平衡度の各グラフを図２及び図３にそれぞれ示す。比較として、図１に示す構成における、各アース端子２１６、２１８をまとめて一つのアース端子とした以外は図１に示す構成と同一な比較例の構成での振幅平衡度、及び位相平衡度も図２及び図３にそれぞれ合わせて示す。
【００４６】
ＰＣＳ受信用フィルタにおける通過帯域の周波数範囲は１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚである。この範囲での最大の振幅平衡度は、比較例では２．４ｄＢであるのに対し、本実施の形態では２．０ｄＢと、約０．４ｄＢ振幅平衡度が改善している。
【００４７】
次に、最大の位相平衡度は、比較例では８度であるに対し、本実施の形態では７度と、約１度位相平衡度が改善している。これは、圧電基板２０１上で、各ＩＤＴ２０６、２０８の各アース端子２１６、２１８を電気的に互いに分離したことによるものである。
【００４８】
さらに電気的に分離した各アース端子２１６、２１８を、パッケージ２０５内で電気的に分離されている別々のボンディングパッド２２３、２２５と電気的に接続することでも、平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度をさらに改善する効果が得られている。
【００４９】
例えば図１において、アース端子２１６、２１８のどちらもボンディングパッド２２３と電気的に接続した場合や、また、ボンディングパッド２２３とボンディングパッド２２５とが、パッケージ２０５内で電気的に導通している場合では、本実施の形態よりも各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度は悪化することが確かめられている。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態では、平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタにおいて、不平衡信号の入力端子または出力端子に接続されているＩＤＴの各アース端子を、圧電基板上やパッケージ内で電気的に互いに分離することで、従来や比較例の弾性表面波フィルタよりも各平衡信号端子間の平衡度が改善された弾性表面波フィルタが得られる。
【００５１】
本実施の形態では、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部２０２の３つのＩＤＴ２０６、２０７、２０８のうち中央のＩＤＴ２０７の総本数を偶数本としたが、これは各平衡信号端子２１４、２１５に接続されている各電極指の本数を互いに同じに設定することで、本発明の効果に加えて、更に各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度を改善することができるためである。
【００５２】
各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度を更に改善するには実施の形態のように中央のＩＤＴ２０７の総本数は偶数本であることが望ましいが、これが奇数本であっても、本発明の効果は同様に得られる。
【００５３】
また実施の形態では、シグナルライン２１９と平衡信号端子２１４の間にアースライン２２０が挿入されていたが、これはシグナルライン２１９と平衡信号端子２１４の間の橋絡容量を低減することで、本発明の効果に加えて、さらに各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度を改善することができるためである。
【００５４】
各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度を更に改善するには実施の形態のようにシグナルライン２１９と、平衡信号端子２１４とが互いに隣り合う箇所の間にアースライン２２０を挿入する。
【００５５】
本実施の形態では、３つのＩＤＴ２０６、２０７、２０８を有する縦結合共振子型の、１つの弾性表面波フィルタ部２０２に、２つの各弾性表面波共振子２０３、２０４を直列接続し、弾性表面波フィルタ部２０２の中央部のＩＤＴ２０７から各平衡信号を得る構成を挙げて、本発明について説明したが、本発明はこの構成に限らず、平衡信号端子を有するどのような構成の弾性表面波フィルタにおいても、同様な効果が得られる。
【００５６】
例えば５つ以上のＩＤＴを有する縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部の場合や、弾性表面波共振子を並列接続した場合でも、同様な効果が得られる。また図４のように、不平衡信号を縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部のＩＤＴのそれぞれ逆側から入力（出力）した場合、上記各ＩＤＴの各アース端子４０１、４０２を圧電基板２０１上、およびパッケージ２０５内で電気的に互いに分離することで、本発明の効果が得られる。
【００５７】
また図５のように縦結合共振子型の各弾性表面波フィルタ部２０２、４０２を２段縦続接続した場合、中央のＩＤＴ２０７を挟む各ＩＤＴ２０６、２０８の各アース端子２１６、２１８、または／および、中央のＩＤＴ４０７を挟む各ＩＤＴ４０６、４０８の各アース端子４１６、４１８をそれぞれ圧電基板２０１上、およびパッケージ２０５内の少なくとも一方で電気的に互いに分離することで、本発明の効果が得られる。
【００５８】
また、本実施の形態のように平衡信号端子２１４、２１５問に電気的中性点を持たない構成（フロートバランスタイプ）だけではなく平衡信号端子２１４、２１５間に電気的中性点を有する構成においても、本発明を適用することにより同様に各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度が改善した弾性表面波フィルタが得られる。
【００５９】
なお、実施の形態では４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 からなる圧電基板２０１を用いたが、効果が得られる原理からもわかる通り、本発明はこの基板に限らず、６４°〜７２°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ3 、４１°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＮｂＯ3 などの圧電基板でも同様な効果が得られる。
【００６０】
次に、フェイスダウン工法でパッケージ内に収容されている場合の例を、図６ないし図９を用いて説明する。図６は、図１の圧電基板２０１上に形成された電極、端子等のレイアウトを、フェイスダウン工法でパッケージ６３０内に収容するために変更したものであり、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ部２０２、各弾性表面波共振子２０３、２０４の設計は図１と同じである。
【００６１】
端子の位置はパッケージ６３０内に収容しやすいように変更しているが、各ＩＤＴ２０６、２０８の各アース端子２１６、２１８は、図１と同様に電気的に互いに分離されている。次に図７を用いて、パッケージ６３０について説明する。
【００６２】
パッケージ６３０は２層構造の箱型となっており、底板６３１、側壁部６３２、及びキャップ６３３を有している。この底板６３１の内表面上に、上記内表面に対面する、圧電基板２０１の表面上に形成された弾性表面波フィルタ６３５との電気的な導通を確保するためのダイアタッチ部６３４が形成されている。弾性表面波フィルタ６３５とダイアタッチ部６３４とは、バンプ６３６によって電気的及び機械的に互いに結合されている。
【００６３】
図７のダイアタッチ部６３４を上から（弾性表面波フィルタ６３５側から）見た図を図８に示す。ダイアタッチ部６３４に、不平衡信号端子用の端子７０７、平衡信号端子用の各端子７０８、７０９、アース端子用の端子７１０が形成されている。白丸がバンプの位置を示しており、図６の不平衡信号端子２１３がバンプ７０１、平衡信号端子２１４、２１５がそれぞれバンプ７０４、７０６によって、また、各アース端子２１６、２１７、２１８がそれぞれ各バンプ７０２、７０３、７０５によって、パッケージ６３０のダイアタッチ部６３４と電気的に接続されている。
【００６４】
以上のようにフェイスダウン工法で形成した弾性表面波フィルタにおいても、ＩＤＴ２０６、２０８の各アース端子２１６、２１８がチップ状のパッケージ６３０上で電気的に互いに分離されているので、各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度が良好な、弾性表面波フィルタが得られる。
【００６５】
また、上記各アース端子２１６、２１８のように、アース端子を複数、例えば２つに分けることで、図６に示すように、各バンプを圧電基板２０１の４角にそれぞれ形成できるため、各バンプボンド位置のバランスが良くなり、図７に示すパッケージ６３０と圧電基板２０１との接合強度も上記各バンプボンド位置によって向上させることが可能となる。
【００６６】
また図９のように、図８に示すアース端子用の端子７１０に代えて、上記端子７１０をアース端子用の各端子８０１、８０２の２つに分割したダイアタッチ部７３４を備えたパッケージ７３０を用いて、各ＩＤＴ２０６、２０８のアース端子２１６、２１８をパッケージ７３０内でも互いに電気的に分離することで、さらに各平衡信号端子２１４、２１５間の平衡度を改善した、弾性表面波フィルタが得られる。
【００６７】
以上のように本発明では、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って複数のＩＤＴを有し、平衡信号入力端子または出力端子を有する弾性表面波フィルタにおいて、前記弾性表面波フィルタの不平衡信号入力端子または出力端子に接続されているＩＤＴの各アース端子を、圧電基板上で電気的に互いに分離することで、各平衡信号端子間の平衡度を改善した、弾性表面波フィルタが得られる。
【００６８】
また、前記圧電基板上で電気的に分離した各々の各アース端子を、パッケージ内の別々の各端子（ボンディングパッド）と電気的に接続することで、パッケージ内でも各アース端子を、互いに電気的に分離できて、さらに平衡信号端子間の平衡度を改善した、弾性表面波フィルタが得られる。
【００６９】
さらに、前記平衡信号入力端子または平衡信号出力端子に接続されているＩＤＴの電極指の総本数を偶数本とすること、前記弾性表面波フィルタのシグナルラインまたは信号端子が隣り合う間にアースラインを挿入し、シグナルライン間及び信号端子間に入る橋絡容量を低減させることで、それぞれ、さらに各平衡信号端子間の平衡度を改善した、弾性表面波フィルタが得られる。
【００７０】
また、通過帯域外の減衰量を大きくする上では、直列、もしくは並列、あるいはその両方に、弾性表面波共振子を少なくとも１つ以上接続することが望ましい。これにより、通過帯域外の減衰量を大きくできる。
【００７１】
次に、上記実施の形態に記載の弾性表面波フィルタを用いた通信装置について図１０に基づき説明する。上記通信装置６００は、受信を行うレシーバ側（Ｒｘ側）として、アンテナ６０１、アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２、アンプ６０３、Ｒｘ段間フィルタ６０４、ミキサ６０５、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ミキサ６０７、２ｎｄＩＦフィルタ６０８、１ｓｔ＋２ｎｄローカルシンセサイザ６１１、ＴＣＸＯ（temperature compensated crystal oscillator（温度補償型水晶発振器））６１２、デバイダ６１３、ローカルフィルタ６１４を備えて構成されている。
【００７２】
Ｒｘ段間フィルタ６０４からミキサ６０５へは、図１０に二本線で示したように、バランス性を確保するために各平衡信号にて送信することが好ましい。
【００７３】
また、上記通信装置６００は、送信を行うトランシーバ側（Ｔｘ側）として、上記アンテナ６０１及び上記アンテナ共用部／ＲＦＴｏｐフィルタ６０２を共用するとともに、ＴｘＩＦフィルタ６２１、ミキサ６２２、Ｔｘ段間フィルタ６２３、アンプ６２４、カプラ６２５、アイソレータ６２６、ＡＰＣ（automatic power control （自動出力制御））６２７を備えて構成されている。
【００７４】
そして、上記のＲｘ段間フィルタ６０４、１ｓｔＩＦフィルタ６０６、ＴｘＩＦフィルタ６２１、Ｔｘ段間フィルタ６２３には、上述した本実施の形態に記載の弾性表面波フィルタが好適に利用できる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波フィルタは、以上のように、圧電基板上に、平衡−不平衡変換機能を発揮するために、３以上の奇数個のＩＤＴを有し、不平衡信号端子が一方の電極指にそれぞれ接続された少なくとも二つの端部ＩＤＴの他方の電極指がアースに接続されており、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースが、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離されており、不平衡信号端子及び各端部ＩＤＴを互いに接続するためのシグナルラインが、各平衡信号端子の一方を囲んで設けられ、上記シグナルラインに囲まれた平衡信号端子と上記シグナルラインとの間にアースラインが設けられている構成である。
【００７６】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波フィルタは、以上のように、圧電基板上に、平衡−不平衡変換機能を発揮するために、３以上の奇数個のＩＤＴを有し、不平衡信号端子が一方の電極指にそれぞれ接続された少なくとも二つの端部ＩＤＴの他方の電極指がアースに接続されており、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースが、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離されている構成である。
【００７７】
それゆえ、各端部ＩＤＴの内、少なくとも一つの端部ＩＤＴのアースを、他の端部ＩＤＴのアースと圧電基板上において電気的に分離したので、各平衡信号端子間の平衡度を改善できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の弾性表面波フィルタの概略構成図である。
【図２】上記実施の形態と比較例との間での振幅平衡度の差を示すグラフである。
【図３】上記実施の形態と比較例との間での位相平衡度の差を示すグラフである。
【図４】上記実施の形態の他の変形例を示す概略構成図である。
【図５】上記実施の形態のさらに他の変形例を示す概略構成図である。
【図６】上記実施の形態をフェイスダウン工法で形成した際のさらに他の変形例を示す概略構成図である。
【図７】上記フェイスダウン工法にて用いるパッケージの概略断面図である。
【図８】上記パッケージのダイアタッチ部の平面図である。
【図９】上記ダイアタッチ部の一変形例を示す平面図である。
【図１０】本発明の通信装置の要部ブロック図である。
【図１１】平衡−不平衡変換機能を有する、従来の弾性表面波フィルタの概略構成図である。
【符号の説明】
２０１ 圧電基板
２０２、４０２ 弾性表面波フィルタ部（フィルタ部）
２０６、２０８ ＩＤＴ（端部くし型電極部）
２０７ ＩＤＴ（中央くし型電極部）
２１４、２１５ 平衡信号端子
２１６、２１８ アース端子
２１９ シグナルライン
２２０ アースライン
Claims (6)
- 圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って三つ以上の奇数個のくし型電極部を有するフィルタ部が設けられ、
各平衡信号端子が、各くし型電極部における中央の中央くし型電極部の各電極指にそれぞれ接続されて設けられ、
不平衡信号端子が、各くし型電極部における中央くし型電極部と異なる少なくとも二つの端部くし型電極部の一方の電極指にそれぞれ接続されて設けられ、
各端部くし型電極部の他方の電極指がアースに接続されており、
各端部くし型電極部の内、少なくとも一つの端部くし型電極部のアースが、他の端部くし型電極部のアースと圧電基板上において電気的に分離されており、
不平衡信号端子及び各端部くし型電極部を互いに接続するためのシグナルラインが、各平衡信号端子の一方を囲んで設けられ、
上記シグナルラインに囲まれた平衡信号端子と上記シグナルラインとの間にアースラインが設けられていることを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って三つ以上の奇数個のくし型電極部を有するフィルタ部が複数段にて設けられ、
各平衡信号端子が、各フィルタ部の内の一つの第一のフィルタ部における第一の中央くし型電極部の各電極指にそれぞれ接続されて設けられ、
不平衡信号端子が、各フィルタ部の内の第一のフィルタ部と異なる第二のフィルタ部の第二の中央くし型電極部の一方の電極指に接続されて設けられ、
各フィルタ部の、第一及び第二の中央くし型電極部と異なる端部くし型電極部の一方の電極指がアースにそれぞれ接続され、
各端部くし型電極部の内、少なくとも一つの端部くし型電極部のアースが、他の端部くし型電極部のアースと圧電基板上において電気的に分離されており、
上記第一のフィルタ部の上記端部くし型電極部の他方の電極指及び上記第二のフィルタ部の上記端部くし型電極部の他方の電極指を互いに接続するためのシグナルラインが、各平衡信号端子の一方に沿って設けられ、
上記シグナルラインと該シグナルラインが沿う方の平衡信号端子との間にアースラインが設けられ、該アースラインは該平衡信号端子を囲んで設けられていることを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 請求項１または２に記載の弾性表面波フィルタにおいて、
圧電基板を収納するパッケージがアース端子用のボンディングパッドを複数有して設けられ、中央くし型電極部を間に挟む各端部くし型電極部のアースは、それらを電気的に分離するために、互いに異なる上記ボンディングパッドにそれぞれ接続されていることを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 請求項１ないし３の何れか１項に記載の弾性表面波フィルタにおいて、
前記各平衡信号端子に接続されているくし型電極部の電極指の総本数は偶数本であることを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 請求項１ないし４の何れか１項に記載の弾性表面波フィルタにおいて、
フィルタ部に対し、直列及び並列の少なくとも一方にて、弾性表面波共振子が少なくとも１つ接続されていることを特徴とする弾性表面波フィルタ。 - 請求項１ないし５の何れか１項に記載の弾性表面波フィルタを有することを特徴とする通信装置。
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