JP3887037B2

JP3887037B2 - Surface acoustic wave filter device

Info

Publication number: JP3887037B2
Application number: JP13168496A
Authority: JP
Inventors: 稔川瀬; 泰史黒田; 昌芳越野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1996-05-27
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2016-05-27
Also published as: JPH09321573A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信等に用いられる弾性表面波フィルタ装置および弾性表面波フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、弾性表面波フィルタ装置は、小型、高性能および高信頼性を満たすことから、多くの分野で用いられてきた。
【０００３】
一般に、コードレス電話や移動体通信等に用いられる弾性表面波フィルタ装置の弾性表面波フィルタ構成としては、共振子を梯子状に接続したラダー型、複数のΙＤＴ（Inter Digital Transducer）を組み合わせて段とするＩＩＤＴ型（Interdigitated Inter Digital Transducer ）あるいは複数個のΙＤΤを両側で反射器ではさんだ共振子型等が主に用いられてきた。
【０００４】
ところで、このような弾性表面波フィルタ装置は、移動体通信等の用途においては受信用および送信用の双方に用いられている。そして、それぞれの通過帯域近傍には抑止帯が存在し、抑止帯での周波数特性としては高減衰量が要求されている。さらに、携帯電話等にみられるように、システム自身の小型化および低消費電力化の要求から、弾性表面波フィルタにおいては、低損失であることが強く要求されている。すなわち、通信機器等に使用される弾性表面波フィルタ装置においては、周波数特性として、広い通過帯域で低損失を実現し、通過帯域外の周波数が急峻かつ充分に減衰する特性がさらに求められているのである。
【０００５】
一般に、使用帯域外の減衰量を重視した場合、例えば、弾性表面波フィルタ装置の入出力インピーダンスを50Ωに合わせたい場合には、弾性表面波フィルタとして共振子型フィルタを用いることが多い。ここで、図８に共振子型の弾性表面波フィルタ４０の概略を示す。図８においては、さらに帯域外の減衰量を大きくするために、鏡面対称的に２つの共振子型フィルタ４０ａ、４０ｂを接続したものとなっている。
【０００６】
また、通過帯域内での低損失を実現した弾性表面波フィルタ装置として、弾性表面波共振子をラダー型に配設した弾性表面波フィルタを用いたものがある。図９に、ラダー型の弾性表面波フィルタの概略を示す。図９に示されたラダー型の弾性表面波フィルタ４１においては、弾性表面波共振子４１ａ〜４１ｅを梯子状に接続したものであって、共振子型の弾性表面波フィルタに比べて、通過帯域内での損失を小さくすることが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示した共振子型の弾性表面波フィルタにおいては、図１０に示したように、通過帯域外での減衰量は良好とはいえ、通過帯域内での損失（Ａ）が大きいという問題があった。
【０００８】
また、図９に示されたようなラダー型の弾性表面波フィルタ４１の場合には、直列椀４１ｂ、４１ｄの共振周波数ｆｒｓと並列椀４１ａ、４１ｃ、４１ｅの反共振周波数ｆａｒをほぼ一致させているが、通過帯域幅は圧電基板により決定される電気機械結合係数Κ²に大きく依存し、さらに、ｆｒｓとｆａｒの差を大きくすることにより通過帯域幅を若干広げることは可能であるが、この場合には、通過帯域内での平坦特性を出すことが困難となるという問題があった。
【０００９】
さらに、挿入損失を小さくすることで見かけ上、通過帯域幅を拡大させる方法として、直列椀に対する並列椀の容量比を小さくする、あるいは接続されている共振子の素子数を減らす方法等が一般に知られているが、この場合には、通過帯域幅の拡大に伴って帯域外での減衰量が低下するという問題があった。
【００１０】
また、通過帯域幅を拡大させる方法として、特開平５−１８３３８０にあるように並列椀に直列にインダクタンスを付加する方法もあるが、チップ上にスパイラル線路等を形成し、並列椀に直列に付加されたインダクタンスを形成した場合、電極抵抗により通過帯域内の損失が増加するという問題があった。なお、圧電性基板と外囲器とを接続するボンディングワイヤによるインダクタンス付加方法も示されているが、単なるワイヤによるインダクタンスは外囲器の大きさを考慮すると 2ｎΗ程度が限界となり、それ以上のインダクタンス付加による通過帯域幅の拡大は困難である。
【００１１】
すなわち、図９に示されたラダー型の弾性表面波フィルタにおいては、通過帯域外の周波数を急峻かつ充分に減衰するとともに、通過帯域幅の拡大を達成することが困難であるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題を解決すべくなされたもので、低損失で広い通過帯域幅を有し、通過帯域外の周波数を急峻かつ充分に減衰する弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願第１の発明に係る弾性表面波フィルタ装置は、基準電位となる端子を有する外囲器と、外囲器上に配置された圧電性基板と、圧電性基板上に形成され、入力端子と出力端子との間に直列腕および並列腕に接続された弾性表面波共振子と、一端が並列腕に接続された弾性表面波共振子に接続されたインダクタンスと、圧電性基板上に形成され、基準電位に対してインダクタンスに並列に接続されたキャパシタンスを構成するパッド部とを備え、インダクタンスおよびキャパシタンスは、並列腕に接続された弾性表面波共振子の反共振周波数よりも高い反共振周波数を有するインピーダンス素子をなすことを特徴としている。
【００１６】
さらに、本願第２の発明に係る弾性表面波フィルタ装置は、基準電位となる端子を有する外囲器と、外囲器上に配置された圧電性基板と、圧電性基板上に形成され、入力端子と出力端子との間に直列腕および並列腕に接続された弾性表面波共振子と、圧電性基板上に形成されるとともに並列腕に接続された弾性表面波共振子の一端と接続され、基準電位に対してキャパシタンスを構成するパット部と、一端が前記パット部に接続されるとともに他端が基準電位に接続されたインダクタンスとを備え、インダクタンスおよびキャパシタンスは、並列腕に接続された弾性表面波共振子の反共振周波数よりも高い反共振周波数を有するインピーダンス素子をなすことを特徴としている。
【００１７】
また、本願第３の発明に係る弾性表面波フィルタ装置は、基準電位となる端子を有する外囲器と、外囲器上に配置された圧電性基板と、圧電性基板上に形成され、入力端子と出力端子との間に直列腕および並列腕に接続された弾性表面波共振子と、圧電性基板上に形成されるとともに並列腕に接続された弾性表面波共振子の一端と接続され、基準電位に対してキャパシタンスを構成するパッド部と、端子とパッド部とを接続するインダクタンスを構成するボンディングワイヤとを備え、インダクタンスおよびキャパシタンスは、並列腕に接続された弾性表面波共振子の反共振周波数よりも高い反共振周波数を有するインピーダンス素子をなすことを特徴としている。
【００１８】
本願発明に係る弾性表面波フィルタ装置においては、弾性表面波共振子に、電気的に並列に接続されたインダクタンスとキャパシタンスとを直列に接続した構成をとる。
【００１９】
ここで、並列椀に接続された弾性表面波共振子のリアクタンス−周波数の関係を図１１に、インダクタンスとキャパシタンスとを並列に接続したインピーダンス素子のリアクタンス−周波数の関係を図１２に、並列椀に接続された弾性表面波共振子に、電気的に並列に接続されたインダクタンスとキャパシタンスとを直列に接続した素子のリアクタンス−周波数の関係を図１３にそれぞれ示す。
【００２０】
図１３から明らかなように、並列椀に接続された弾性表面波共振子に、電気的に並列に接続されたインダクタンスとキャパシタンスとを直列に接続した素子においては、リアクタンスの値が０になるｆｒ´は、図１１の並列椀に接続された弾性表面波共振子においてリアクタンスの値が０になるｆｒと比べて低域側に移動している。
【００２１】
したがって、並列椀に接続された弾性表面波共振子に、電気的に並列に接続されたインダクタンスとキャパシタンスとを直列に接続した構成をとる弾性表面波フィルタ装置では、並列椀に接続された弾性表面波共振子のみを有する弾性表面波フィルタ装置と比べて通過帯域幅が増加する。
【００２２】
ただし、上記通過帯域幅の増加を達成するにあたっては、インダクタンスとキャパシタンスとを並列に接続したインピーダンス素子の反共振周波数ｆａｒ´
（図１２）が、並列椀に接続された弾性表面波共振子の反共振周波数ｆａｒ（図１１）よりも高いことが必要である。
【００２６】
本願第１の発明に係る弾性表面波フィルタ装置は、一端が弾性表面波共振子に接続されたインダクタンスと、基準電位に対してインダクタンスに並列に接続されたキャパシタンスを構成するパッド部とによって構成される。
【００２７】
本願第２の発明に係る弾性表面波フィルタ装置は、圧電性基板上に形成されるとともに弾性表面波共振子の一端と接続され、基準電位に対してキャパシタンスを構成するパッド部と、一端がパッド部に接続されるとともに他端が基準電位に接続されたインダクタンスとにより構成する。パッド部の面積に関わる浮遊容量を変化させることにより、インダクタンスとキャパシタンスとからなるインピーダンス素子のリアクタンスのゼロ点周波数を低く設定できる。
【００２８】
本願第３の発明に係る弾性表面波フィルタ装置は、インダクタンスをボンディングワイヤによって構成し、また、キャパシタンスを外囲器との間の浮遊容量を有するパッド部により構成する。このときも、上述したように、パッド部の面積に関わる浮遊容量を変化させることにより、インダクタンスとキャパシタンスとからなるインピーダンス素子のリアクタンスのゼロ点周波数を低く設定でき、また、弾性表面波フィルタ装置の小型化も併せて達成することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は、本発明に係る弾性表面波装置の概念図である。ここではラダー型構成をとる弾性表面波フィルタ１の弾性表面波共振子２ａ〜２ｃにＬ（インダクタンス素子）およびＣ（キャパシタンス素子）を並列に接続したインピ−ダンス素子４を付加したものである。なお、入力端子と出力端子との間には、並列椀共振子２ａ、２ｂ間に直列椀共振子３ａ、並列椀共振子２ｂ、２ｃ間に直列椀共振子３ｂを配列している。
【００３０】
以下に、図面を参照しながら本実施例について詳細に説明する。
【００３１】
図２に、本実施例の弾性表面波フィルタ装置に用いた弾性表面波フィルタを示す。
【００３２】
ラダー型フィルタは36° Y-X LiTaO₃の 0.35mm 厚の圧電基板上に380nm のAl膜をスパッタ成膜し、ドライエッチングにて弾性表面波共振子１１ａ〜１１ｅの 5素子よりなる弾性表面波フィルタ１０を形成した。また、１２ａ〜１２ｃは同様に形成されたキャパシタンス素子、１３ａ〜１３ｃはインダクタンス素子、１４ａ〜１４ｃはパッド部を形成している。
【００３３】
本実施例の弾性表面波フィルタ装置は、上記弾性表面波フィルタ１０を用いてパッケージングされた。
【００３４】
図３に、弾性表面波フィルタ装置を上面からみた図を示す。
【００３５】
すなわち、ボンディングワイヤ１６ａおよび１６ｂは入出力パッド１７ａおよび１７ｂと接続されており、パッド部１４ａ〜１４ｃはボンディングワイヤ１６ｃ、１６ｅおよび１６ｄによりＧＮＤパッド１７ｃと接続されている。そして、キャパシタンス素子１２ａ〜１２ｃおよびインダクタンス素子１３ａ〜１３ｃにより、インピーダンス素子１８が形成されている。なお、符号１５は、外囲器の一部を構成する配線基板を示す。
【００３６】
図４に、本実施例による弾性表面波フィルタ装置の周波数特性を太線で示す。なお、インピーダンス素子１８を省略した弾性表面波フィルタ装置の周波数特性を細線で示す。
【００３７】
本実施例による弾性表面波フィルタでは、中心周波数が 940ΜΗｚ近傍にあり、インピーダンス素子１８を省略した弾性表面波フィルタ装置と比べて通過帯域幅が広がっていることがわかる。例えば、３ｄＢダウンの帯域幅が52.9ΜΗｚから55.7ΜΗｚへ広がり、 2.8ΜΗｚ改善された。そして、 890ＭＨｚより周波数が低い範囲及び 970ＭＨｚより周波数が高い範囲において帯域外の減衰量が５から10ｄＢ程度改善された。
【００３８】
（実施例２）
図５に示すように、本実施例においては、実施例１のインピーダンス素子１８を省略し、パッド部１４ａ〜１４ｃを拡大した弾性表面波共振子を用いた。パッド部１４ａ〜１４ｃを拡大した理由は、後述のパッケージングに際し、浮遊容量によりキャパシタンスを確保するためである。
【００３９】
本実施例による、上記弾性表面波フィルタを用いてパッケージングされた弾性表面波フィルタ装置の側面からみた透視図を図６に示す。
【００４０】
図６に示したように、本実施例の弾性表面波フィルタ装置は、ボンディングワイヤ１９によりインダクタンス成分を、パッド部１４ａ〜１４ｃと弾性表面波フィルタ装置の外囲器３９との底面の間の浮遊容量によりキャパシタンス成分を確保するように構成されており、インダクタンス成分とキャパシタンス成分とは並列接続の関係となっている。
【００４１】
そして、本実施例による弾性表面波フィルタ装置では、中心周波数が 940ΜΗｚ近傍にあり、実施例１の弾性表面波フィルタ装置と比べても通過帯域幅は遜色なく広がっている特性が得られた。
【００４２】
すなわち、本実施例においては、圧電性基板上にインピーダンス素子を形成する必要がなく、パッケージングを行うことで通過帯域幅が拡大される。
【００４３】
（実施例３）
実施例２で用いた弾性表面波フィルタを用い、外囲器を多層構造とした弾性表面波フィルタ装置を作成した。
【００４４】
ここで、本実施例の弾性表面波フィルタ装置の詳細を図７（ａ）から図７（ｅ）により説明する。図７（ａ）から図７（ｅ）は、多層構造を有する外囲器の各層のパターンを示した。第 1層下層面も上部からの透視図として表した。
【００４５】
第 1基板２１としての第 1層（最下層）の下面には、第１の外部端子２２から第６の外部端子２７が形成され、第２の外部端子２３および第５の外部端子２６が信号の入出力であり、その他の外部端子２２、２４、２５および２７は基準電位（GND ）に接続される（図７（ａ））。
【００４６】
第 1層の上面にはスパイラル線路状導体膜によるインダクタンス素子２８およびキャパシタンス素子２９が並列接続となるように形成され、一端が基準電位の導体２４と接続されている（図７（ｂ））。
【００４７】
第 2基板３０としての第 2層の上面には弾性表面波フィルタ素子の形成された圧電性基板がおかれる広い基準電位の導体パターン３１が形成されており、この面は第３の外部端子２２、第４の外部端子２５および第６の外部端子２７と外囲器側部の導体を通じてつながっている。また導通孔３２ｃを通じ第 1層上面の並列接続されたインダクタンス素子２８およびキャパシタンス素子２９に接続される。この第 2層のように弾性表面波フィルタの形成された圧電基板チップのおかれる面を D／A 層（ダイアタッチ層）として図中 D／A と記した（図７（ｃ））。第 3基板３３としての第 3層 GNDパッド３４は外囲器側部の導体を通じて第 4基板３７としての第 4層上面とも導通されこの外囲器に金属製キャップを溶接する際にはキャップも基準電位に接続される（図７（ｄ））。ここで、３５は入出力パッドを、３６はインダクタンス素子２８およびキャパシタンス素子２９に接続されたＬＣパッドをそれぞれ表す。また各パッドはそれぞれ導通孔３２ａ〜３２ｆを通じ第 2層上面パターンと電気的に接続されている。なお、図７（ｅ）に示す第 4層上面は金属製キャップを溶接する面３８を表す（図７（ｅ））。本実施例においては、フィルタ自身の小型化にも支障が少なく、インピーダンスをより大きくとれる。
【００４８】
そして、本実施例による弾性表面波フィルタ装置では、中心周波数が 940ΜΗｚ近傍にあり、実施例２の弾性表面波フィルタ装置と比べてさらに通過帯域幅が広がっている特性が得られた。
【００４９】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明の弾性表面波フィルタ装置によれば、弾性表面波共振子にインダクタンス成分とキャパシタンス成分とを並列接続したインピーダンス手段を接続した構成をとるので、低損失で広い通過帯域幅を有し、通過帯域外の周波数を急峻かつ充分に減衰する弾性表面波フィルタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弾性表面波フィルタの概念を示した図。
【図２】第１実施例の弾性表面波フィルタ装置に用いた弾性表面波フィルタを示した図。
【図３】弾性表面波フィルタ装置を上面からみた図。
【図４】第１実施例の弾性表面波フィルタ装置の周波数特性を示した図。
【図５】第２実施例の弾性表面波フィルタ装置に用いた弾性表面波フィルタを示した図。
【図６】第２実施例の弾性表面波フィルタ装置を側面から透視してみた図。
【図７】第３実施例の弾性表面波フィルタ装置の詳細を示した図。
【図８】共振子型の弾性表面波フィルタの概略を示した図。
【図９】ラダー型の弾性表面波フィルタの概略を示した図。
【図１０】共振子型の弾性表面波フィルタの周波数特性を示した図。
【図１１】並列椀に接続された弾性表面波共振子のリアクタンス−周波数の関係を示した図。
【図１２】インダクタンスとキャパシタンスとを並列に接続したインピーダンス素子のリアクタンス−周波数の関係を示した図。
【図１３】並列椀に接続された弾性表面波共振子に、電気的に並列に接続されたインダクタンスとキャパシタンスとを直列に接続した素子のリアクタンス−周波数の関係を示した図。
【符号の説明】
１…弾性表面波フィルタ２、３…弾性表面波共振子
４…インピーダンス素子
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ…弾性表面波共振子
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…キャパシタンス素子
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ…インダクタンス素子
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ…パッド部
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ…ボンディングワイヤ
１７ａ、１７ｂ…入出力パッド１７ｃ…ＧＮＤパッド
１８…インピーダンス素子
１９…ボンディングワイヤ（インダクタンス成分）
２２…第１の外部端子２３…第２の外部端子２４…第３の外部端子
２５…第４の外部端子２６…第５の外部端子２７…第６の外部端子
２８…インダクタンス素子２９…キャパシタンス素子
３０…第２基板３１…導体パターン
３２ａ…第１の導通孔３２ｂ…第２の導通孔３２ｃ…第３の導通孔
３２ｄ…第４の導通孔３２ｅ…第５の導通孔３２ｆ…第６の導通孔
３３…第３基板３４…ＧＮＤパッド３５…入出力パッド
３６…ＬＣパッド３７…第４基板３８…金属製キャップを溶接する面
３９…外囲器４０ａ、４０ｂ…共振子型フィルタ
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ…弾性表面波共振子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface acoustic wave filter device and a surface acoustic wave filter used for mobile communication and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the surface acoustic wave filter device has been used in many fields because of its small size, high performance, and high reliability.
[0003]
In general, a surface acoustic wave filter configuration of a surface acoustic wave filter device used for a cordless telephone, mobile communication, or the like includes a ladder type in which resonators are connected in a ladder shape, and a combination of a plurality of ΙDTs (Inter Digital Transducers). An IDIT type (Interdigitated Inter Digital Transducer) or a resonator type in which a plurality of ΙDΤ is sandwiched between reflectors on both sides has been mainly used.
[0004]
By the way, such a surface acoustic wave filter device is used for both reception and transmission in applications such as mobile communication. A suppression band exists in the vicinity of each pass band, and high attenuation is required as a frequency characteristic in the suppression band. Furthermore, as seen in mobile phones and the like, surface acoustic wave filters are strongly required to have low loss because of the demand for miniaturization and low power consumption of the system itself. That is, in a surface acoustic wave filter device used for communication equipment or the like, there is a further demand for a frequency characteristic that realizes low loss in a wide pass band and that the frequency outside the pass band is steep and sufficiently attenuated. It is.
[0005]
In general, when importance is attached to the attenuation outside the use band, for example, when the input / output impedance of the surface acoustic wave filter device is set to 50Ω, a resonator type filter is often used as the surface acoustic wave filter. Here, FIG. 8 schematically shows a resonator type surface acoustic wave filter 40. In FIG. 8, in order to further increase the amount of attenuation outside the band, two resonator-type filters 40a and 40b are connected in mirror symmetry.
[0006]
As a surface acoustic wave filter device that realizes a low loss in the pass band, there is a device using a surface acoustic wave filter in which surface acoustic wave resonators are arranged in a ladder shape. FIG. 9 shows an outline of a ladder-type surface acoustic wave filter. In the ladder-type surface acoustic wave filter 41 shown in FIG. 9, the surface acoustic wave resonators 41a to 41e are connected in a ladder shape, and the passband is compared to the resonator-type surface acoustic wave filter. It is possible to reduce the internal loss.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the resonator type surface acoustic wave filter shown in FIG. 8 has a large loss (A) in the pass band, although the attenuation outside the pass band is good as shown in FIG. There was a problem.
[0008]
In the case of the ladder-type surface acoustic wave filter 41 as shown in FIG. 9, the resonance frequency frs of the series rods 41b and 41d and the anti-resonance frequency far of the parallel rods 41a, 41c and 41e are substantially matched. However, the passband width largely depends on the electromechanical coupling coefficient Κ ² determined by the piezoelectric substrate, and it is possible to slightly widen the passband width by increasing the difference between frs and far. In such a case, there is a problem that it is difficult to obtain a flat characteristic within the passband.
[0009]
Furthermore, as a method of apparently expanding the passband width by reducing the insertion loss, generally known is a method of reducing the capacitance ratio of the parallel bus to the series bus or reducing the number of connected resonator elements. However, in this case, there is a problem that the amount of attenuation outside the band decreases as the passband width increases.
[0010]
Also, as a method of expanding the passband width, there is a method of adding inductance in series with a parallel cable as disclosed in JP-A-5-183380. However, a spiral line or the like is formed on a chip and added in series with a parallel cable. When the formed inductance is formed, there is a problem that the loss in the pass band increases due to the electrode resistance. Although an inductance addition method using a bonding wire connecting the piezoelectric substrate and the envelope is also shown, the inductance of a simple wire is limited to about 2nΗ considering the size of the envelope, and the inductance beyond that It is difficult to increase the pass bandwidth by adding.
[0011]
That is, the ladder-type surface acoustic wave filter shown in FIG. 9 has a problem that it is difficult to abruptly and sufficiently attenuate frequencies outside the passband and to achieve an increase in the passband width. .
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and has an object to provide a surface acoustic wave filter that has a low loss, a wide passband width, and abruptly and sufficiently attenuates frequencies outside the passband. And
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A surface acoustic wave filter device according to a first invention of the present application includes an envelope having a terminal serving as a reference potential, a piezoelectric substrate disposed on the envelope , an input terminal formed on the piezoelectric substrate , A surface acoustic wave resonator connected to the series arm and the parallel arm between the output terminal, an inductance connected to the surface acoustic wave resonator having one end connected to the parallel arm, and formed on the piezoelectric substrate, A pad portion constituting a capacitance connected in parallel to the inductance with respect to the reference potential, and the inductance and the capacitance have an anti-resonance frequency higher than an anti-resonance frequency of the surface acoustic wave resonator connected to the parallel arm It is characterized by forming an impedance element .
[0016]
Furthermore, the surface acoustic wave filter device according to the second aspect of the invention, an envelope having a terminal serving as a reference potential, and the piezoelectric substrate positioned on the envelope, is formed in the pressure conductive substrate, The surface acoustic wave resonator connected to the series arm and the parallel arm between the input terminal and the output terminal, and one end of the surface acoustic wave resonator formed on the piezoelectric substrate and connected to the parallel arm are connected. A pad portion that forms a capacitance with respect to a reference potential, and an inductance having one end connected to the pad portion and the other end connected to the reference potential, and the inductance and the capacitance are elastic connected to a parallel arm. It is characterized in that an impedance element having an anti-resonance frequency higher than the anti-resonance frequency of the surface wave resonator is formed .
[0017]
Further, the third aspect of the invention a surface acoustic wave filter device according to the an envelope having a terminal serving as a reference potential, and the piezoelectric substrate positioned on the envelope, is formed in the pressure conductive substrate, The surface acoustic wave resonator connected to the series arm and the parallel arm between the input terminal and the output terminal, and one end of the surface acoustic wave resonator formed on the piezoelectric substrate and connected to the parallel arm are connected. A pad portion that forms a capacitance with respect to a reference potential, and a bonding wire that forms an inductance that connects the terminal and the pad portion, and the inductance and the capacitance are opposite to those of the surface acoustic wave resonator connected to the parallel arm. An impedance element having an anti-resonance frequency higher than the resonance frequency is formed .
[0018]
The surface acoustic wave filter device according to the present invention has a configuration in which an inductance and a capacitance electrically connected in parallel to a surface acoustic wave resonator are connected in series.
[0019]
Here, the reactance-frequency relationship of the surface acoustic wave resonators connected in parallel is shown in FIG. 11, the reactance-frequency relationship of the impedance element in which the inductance and capacitance are connected in parallel is shown in FIG. FIG. 13 shows the reactance-frequency relationship of elements in which an inductance and a capacitance electrically connected in parallel to the connected surface acoustic wave resonator are connected in series.
[0020]
As is apparent from FIG. 13, in an element in which an inductance and a capacitance electrically connected in parallel to a surface acoustic wave resonator connected in parallel are connected in series, the reactance value becomes fr. ′ Moves to the low frequency side compared to fr where the reactance value becomes 0 in the surface acoustic wave resonator connected to the parallel cage in FIG. 11.
[0021]
Therefore, in a surface acoustic wave filter device having a configuration in which an inductance and a capacitance electrically connected in parallel are connected in series to a surface acoustic wave resonator connected in parallel, a surface acoustic wave connected in parallel Compared to a surface acoustic wave filter device having only a wave resonator, the pass bandwidth is increased.
[0022]
However, in order to achieve the increase in the pass bandwidth, the anti-resonance frequency far ′ of the impedance element in which the inductance and the capacitance are connected in parallel is used.
(FIG. 12) needs to be higher than the antiresonance frequency far (FIG. 11) of the surface acoustic wave resonator connected in parallel.
[0026]
The surface acoustic wave filter device according to the first aspect of the present invention is configured by an inductance having one end connected to the surface acoustic wave resonator and a pad portion constituting a capacitance connected in parallel to the inductance with respect to a reference potential. The
[0027]
A surface acoustic wave filter device according to a second invention of the present application is formed on a piezoelectric substrate and connected to one end of a surface acoustic wave resonator, and forms a capacitance with respect to a reference potential, and one end is a pad. connected Rutotomoni other end is formed by an inductance which is connected to the reference potential section. By changing the stray capacitance related to the area of the pad portion, the zero point frequency of the reactance of the impedance element composed of the inductance and the capacitance can be set low.
[0028]
In the surface acoustic wave filter device according to the third invention of the present application, the inductance is constituted by a bonding wire, and the capacitance is constituted by a pad portion having a stray capacitance with the envelope. Also at this time, as described above, by changing the stray capacitance related to the area of the pad portion, the zero point frequency of the reactance of the impedance element composed of the inductance and the capacitance can be set low, and the surface acoustic wave filter device Miniaturization can also be achieved.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Example 1
FIG. 1 is a conceptual diagram of a surface acoustic wave device according to the present invention. Here, an impedance element 4 in which L (inductance element) and C (capacitance element) are connected in parallel is added to the surface acoustic wave resonators 2a to 2c of the surface acoustic wave filter 1 having a ladder configuration. In addition, between the input terminal and the output terminal, the series kite resonator 3a is arranged between the parallel kite resonators 2a and 2b, and the series kite resonator 3b is arranged between the parallel kite resonators 2b and 2c.
[0030]
Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
[0031]
FIG. 2 shows a surface acoustic wave filter used in the surface acoustic wave filter device of this example.
[0032]
The ladder type filter is a surface acoustic wave filter 10 composed of five elements of surface acoustic wave resonators 11a to 11e by sputtering a 380 nm Al film on a 0.35 mm thick piezoelectric substrate of 36 ° YX LiTaO ₃ and dry etching. Formed. Further, 12a to 12c are similarly formed capacitance elements, 13a to 13c are inductance elements, and 14a to 14c form pad portions.
[0033]
The surface acoustic wave filter device of this example was packaged using the surface acoustic wave filter 10.
[0034]
FIG. 3 shows a top view of the surface acoustic wave filter device.
[0035]
That is, the bonding wires 16a and 16b are connected to the input / output pads 17a and 17b, and the pad portions 14a to 14c are connected to the GND pad 17c by the bonding wires 16c, 16e and 16d. An impedance element 18 is formed by the capacitance elements 12a to 12c and the inductance elements 13a to 13c. Reference numeral 15 denotes a wiring board constituting a part of the envelope.
[0036]
FIG. 4 shows the frequency characteristics of the surface acoustic wave filter device according to the present embodiment with bold lines. The frequency characteristics of the surface acoustic wave filter device in which the impedance element 18 is omitted are indicated by thin lines.
[0037]
In the surface acoustic wave filter according to this example, the center frequency is in the vicinity of 940 ΜΗz, and it can be seen that the passband width is wider than that of the surface acoustic wave filter device in which the impedance element 18 is omitted. For example, the 3 dB down bandwidth has been increased from 52.9 ΜΗz to 55.7 ΜΗz, improving 2.8 ΜΗz. And, the out-of-band attenuation was improved by about 5 to 10 dB in the range where the frequency is lower than 890 MHz and the range where the frequency is higher than 970 MHz.
[0038]
(Example 2)
As shown in FIG. 5, in this embodiment, the surface acoustic wave resonator in which the impedance element 18 of the first embodiment is omitted and the pad portions 14a to 14c are enlarged is used. The reason why the pad portions 14a to 14c are enlarged is to secure capacitance by stray capacitance during packaging described later.
[0039]
FIG. 6 shows a perspective view of the surface acoustic wave filter device packaged using the surface acoustic wave filter according to the present embodiment as viewed from the side.
[0040]
As shown in FIG. 6, the surface acoustic wave filter device according to the present embodiment causes the inductance component to be floated between the pads 14 a to 14 c and the bottom surface of the envelope 39 of the surface acoustic wave filter device by the bonding wire 19. The capacitance component is ensured by the capacitance, and the inductance component and the capacitance component are connected in parallel.
[0041]
In the surface acoustic wave filter device according to the present example, the center frequency is in the vicinity of 940 ΜΗz, and the characteristics that the pass bandwidth is broadened in comparison with the surface acoustic wave filter device of Example 1 were obtained.
[0042]
That is, in this embodiment, it is not necessary to form an impedance element on the piezoelectric substrate, and the pass bandwidth is expanded by packaging.
[0043]
(Example 3)
Using the surface acoustic wave filter used in Example 2, a surface acoustic wave filter device having a multi-layer envelope was produced.
[0044]
Here, details of the surface acoustic wave filter device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 7 (a) to 7 (e). FIG. 7A to FIG. 7E show patterns of each layer of the envelope having a multilayer structure. The lower surface of the first layer is also shown as a perspective view from above.
[0045]
The first external terminal 22 to the sixth external terminal 27 are formed on the lower surface of the first layer (lowermost layer) as the first substrate 21, and the second external terminal 23 and the fifth external terminal 26 are connected to the signal. The other external terminals 22, 24, 25 and 27 are connected to the reference potential (GND) (FIG. 7A).
[0046]
On the upper surface of the first layer, an inductance element 28 and a capacitance element 29 made of a spiral line conductor film are formed so as to be connected in parallel, and one end is connected to the reference potential conductor 24 (FIG. 7B).
[0047]
On the upper surface of the second layer as the second substrate 30 is formed a conductor pattern 31 having a wide reference potential on which the piezoelectric substrate on which the surface acoustic wave filter element is formed is placed, and this surface is the third external terminal 22. The fourth external terminal 25 and the sixth external terminal 27 are connected to a conductor on the side of the envelope. Further, it is connected to the inductance element 28 and the capacitance element 29 connected in parallel on the upper surface of the first layer through the conduction hole 32c. The surface of the piezoelectric substrate chip on which the surface acoustic wave filter is formed like this second layer is denoted as D / A in the figure as a D / A layer (die attach layer) (FIG. 7C). The third layer GND pad 34 as the third substrate 33 is electrically connected to the upper surface of the fourth layer as the fourth substrate 37 through the conductor on the side of the envelope, and when the metal cap is welded to the envelope, the cap is also connected. It is connected to the reference potential (FIG. 7 (d)). Here, reference numeral 35 denotes an input / output pad, and 36 denotes an LC pad connected to the inductance element 28 and the capacitance element 29. Each pad is electrically connected to the second layer upper surface pattern through conduction holes 32a to 32f. The upper surface of the fourth layer shown in FIG. 7 (e) represents a surface 38 for welding the metal cap (FIG. 7 (e)). In this embodiment, there is little trouble in reducing the size of the filter itself, and the impedance can be increased.
[0048]
In the surface acoustic wave filter device according to the present example, the center frequency is in the vicinity of 940 ΜΗz, and a characteristic in which the pass bandwidth is further widened as compared with the surface acoustic wave filter device of Example 2 was obtained.
[0049]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the surface acoustic wave filter device of the present invention, the surface acoustic wave resonator is connected to the impedance means in which the inductance component and the capacitance component are connected in parallel. It is possible to provide a surface acoustic wave filter device that has a pass band width and steeply and sufficiently attenuates frequencies outside the pass band.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a concept of a surface acoustic wave filter according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a surface acoustic wave filter used in the surface acoustic wave filter device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a top view of a surface acoustic wave filter device.
FIG. 4 is a diagram illustrating frequency characteristics of the surface acoustic wave filter device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a surface acoustic wave filter used in a surface acoustic wave filter device according to a second embodiment.
FIG. 6 is a perspective view of a surface acoustic wave filter device according to a second embodiment viewed from the side.
FIG. 7 is a diagram showing details of a surface acoustic wave filter device according to a third embodiment.
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a resonator type surface acoustic wave filter.
FIG. 9 is a diagram showing an outline of a ladder-type surface acoustic wave filter.
FIG. 10 is a diagram showing frequency characteristics of a resonator-type surface acoustic wave filter.
FIG. 11 is a diagram showing a reactance-frequency relationship of surface acoustic wave resonators connected in parallel.
FIG. 12 is a diagram showing a reactance-frequency relationship of an impedance element in which an inductance and a capacitance are connected in parallel.
FIG. 13 is a diagram showing a reactance-frequency relationship of an element in which an inductance and a capacitance electrically connected in parallel to a surface acoustic wave resonator connected in parallel are connected in series.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Surface acoustic wave filter 2, 3 ... Surface acoustic wave resonator 4 ... Impedance element 11a, 11b, 11c, 11d, 11e ... Surface acoustic wave resonator 12a, 12b, 12c ... Capacitance element 13a, 13b, 13c ... Inductance element 14a, 14b, 14c ... pad portions 16a, 16b, 16c, 16d, 16e ... bonding wires 17a, 17b ... input / output pads 17c ... GND pad 18 ... impedance element 19 ... bonding wire (inductance component)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 ... 1st external terminal 23 ... 2nd external terminal 24 ... 3rd external terminal 25 ... 4th external terminal 26 ... 5th external terminal 27 ... 6th external terminal 28 ... Inductance element 29 ... Capacitance element DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... 2nd board | substrate 31 ... Conductor pattern 32a ... 1st conduction hole 32b ... 2nd conduction hole 32c ... 3rd conduction hole 32d ... 4th conduction hole 32e ... 5th conduction hole 32f ... 6th conduction Hole 33 ... third substrate 34 ... GND pad 35 ... input / output pad 36 ... LC pad 37 ... fourth substrate 38 ... surface 39 to which metal cap is welded ... enclosure 40a, 40b ... resonator filters 41a, 41b, 41c, 41d, 41e ... surface acoustic wave resonators

Claims

An envelope having a terminal serving as a reference potential;
A piezoelectric substrate disposed on the envelope;
A surface acoustic wave resonator formed on the piezoelectric substrate and connected to a serial arm and a parallel arm between an input terminal and an output terminal ;
An inductance connected to a surface acoustic wave resonator having one end connected to the parallel arm ;
Wherein formed on the piezoelectric substrate, and a pad portion constituting the connected capacitance in parallel with the inductance with respect to the reference potential,
The surface acoustic wave filter device, wherein the inductance and the capacitance form an impedance element having an antiresonance frequency higher than an antiresonance frequency of a surface acoustic wave resonator connected to the parallel arm .

An envelope having a terminal serving as a reference potential;
A piezoelectric substrate disposed on the envelope;
A surface acoustic wave resonator formed on the piezoelectric substrate and connected to a serial arm and a parallel arm between an input terminal and an output terminal ;
A pad portion formed on the piezoelectric substrate and connected to one end of a surface acoustic wave resonator connected to the parallel arm, and constituting a capacitance with respect to the reference potential;
Including one end connected to the pad portion and the other end connected to the reference potential ;
The surface acoustic wave filter device, wherein the inductance and the capacitance form an impedance element having an antiresonance frequency higher than an antiresonance frequency of a surface acoustic wave resonator connected to the parallel arm .

An envelope having a terminal serving as a reference potential;
A piezoelectric substrate disposed on the envelope;
A surface acoustic wave resonator formed on the piezoelectric substrate and connected to a serial arm and a parallel arm between an input terminal and an output terminal ;
A pad portion formed on the piezoelectric substrate and connected to one end of a surface acoustic wave resonator connected to the parallel arm, and constituting a capacitance with respect to the reference potential;
A bonding wire constituting an inductance connecting the terminal and the pad portion ;
The surface acoustic wave filter device, wherein the inductance and the capacitance form an impedance element having an antiresonance frequency higher than an antiresonance frequency of a surface acoustic wave resonator connected to the parallel arm .

The surface acoustic wave filter device according to any one of claims 1 to 3, wherein the reference potential is a ground potential.