JP3890668B2 - Surface acoustic wave filter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は弾性表面波フィルタに関し、特に通過域の高周波側の減衰量を改善したラダー型弾性表面波フィルタ(以下、ラダー型SAWフィルタと称する)に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話等のRF段に複数の一端子対弾性表面波共振子(以下、SAW共振子と称す)を梯子型に接続した所謂ラダー型SAWフィルタが用いられている。該ラダー型SAWフィルタの特徴は誘電体フィルタ等に比べ小型、軽量に加え、低損失且つ、急峻な減衰傾度を有する濾波特性が実現できる点であり、最近では携帯電話等のRFフィルタとして広く使用されている。
【0003】
ラダー型SAWフィルタはSAW共振子を梯子型に縦続接続したフィルタであり、Qの高いSAW共振子から構成されるため、低損失で減衰傾度の急峻なフィルタが得られる。図6に従来のラダー型SAWフィルタの平面図を、図7にその電気的等価回路図を示す。SAW共振子の形成手法を図6に示す圧電基板20の上端に配置するSAW共振子R3(圧電基板の左端にそれぞれのSAW共振子を表す記号Riを記す)を例に説明すると、圧電基板20の主面上に表面波の伝搬方向に沿ってIDT21とその両側に反射器22a、22bを配置する。IDT21はそれぞれ互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対のくし形電極により構成され、IDT21を構成する一方のくし型電極は入力端子とし、他方のくし形電極は出力端子とする。IDT21の両側に配置した反射器22a、22bは前記IDT21で励起された表面波をそれぞれのIDTの中央方向に反射することにより振動エネルギーを前記反射器22aと22bとの間に閉じ込めて共振子を構成する。
【0004】
上記のように形成されるSAW共振子を同一圧電基板20上に互いに干渉のない間隙をおいて複数個形成し(図6の例ではR1〜R6の6個のSAW共振子)、リード電極により各SAW共振子間およびSAW共振子と接地パッド間を接続してラダー型SAWフィルタ素子を形成する。該ラダー型SAWフィルタ素子を中央に凹陥部のあるセラミックパッケージ23に収容し、前記素子の底面とパッケージ23とを接着剤等で固定する。ラダー型SAWフィルタ素子の入出力電極パッド24、25とパッケージの入出力電極26、27とをそれぞれボンディングワイヤで接続する。また、ラダー型SAWフィルタ素子の接地用電極パッド28、29および30とパッケージの接地電極31とをそれぞれボンディングワイヤで接続し、ラダー型SAWフィルタを完成する。
【0005】
上記のラダー型SAWフィルタの電気的等価回路は図7に示すように第1のSAW共振子R1,R3,R5を直列腕に配し、第2のSAW共振子R2,R4,R6を並列腕に配して構成する。周知のように、並列腕のSAW共振子の反共振周波数を直列腕のSAW共振子の共振周波数にほぼ一致させることにより帯域フィルタを構成する。通過域は並列腕の共振周波数と直列腕の反共振周波数の間となり、前記共振周波数と前記反共振周波数に減衰極を有するラダー型SAWフィルタが構成できる。尚、フィルタの減衰傾度、阻止減衰量等はフィルタ構成に用いるSAW共振子の個数に大きく依存することが知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記ラダー型SAWフィルタを携帯電話等のRFフィルタとして用いる場合、通常のラダー型SAWフィルタの伝送特性は図8に示すように、高域側の阻止減衰量が周波数の増加と共に単調減少する。このとき直列腕は同一のSAW共振子であり、IDT対数は100対で反射器は各100本である。また、並列腕のSAW共振子R2、R4のIDT対数は100対で反射器は各100本であり、R6のIDT対数は50対で反射器は各100本である。中心周波数は946MHz、帯域幅は約40MHzで、入出力インピーダンスは50Ωである。このように従来のラダー型SAWフィルタは通過域近傍では低損失で且つ、急峻な減衰傾度を有するフィルタ特性が得られるが、通過帯域の高周波側において、ミキサーで発生する局部発振周波数の2倍、3倍のハーモニッを抑圧する減衰量を確保できないという欠点がある。
また、無線機の小型化のため接地が不十分な場合、従来のラダー型SAWフィルタでは高周波側の減衰特性が劣化するという欠点がある。本発明は上記欠点を解決するためになされたものであって、通過域の高域側において高阻止減衰量を有するラダー型SAWフィルタを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係る弾性表面波フィルタの請求項1に記載の発明は、圧電基板上に形成した弾性表面波素子と、該弾性表面波素子を収容するパッケージとを備えた弾性表面波フィルタにおいて、前記弾性表面波素子は、IDTと該IDTの両側に反射器を配置してなるSAW共振子を少なくとも2個配設して構成され、入力電極パッドと、出力電極パッドと、接地用電極パッドとを備え、前記パッケージは、入力パッドと、出力パッドと、前記入力パッドに隣接する第1の接地パッドと、前記出力パッドに隣接する第2の接地パッドとを備え、前記接地用電極パッドの少なくとも1つは、前記第1の接地パッドと、前記第2の接地パッドの両方に接地用ワイヤボンディングで接続され、前記接地用ボンディングワイヤは、IDTの前記入力電極パッドとパッケージの前記入力パッドに接続された入力用ボンディングワイヤと、IDTの前記出力電極パッドとパッケージの前記出力パッドに接続された出力用ボンディングワイヤとの間に配設したことを特徴とする弾性表面波フィルタである。
請求項2に記載の発明は、圧電基板上に形成した弾性表面波素子と、該弾性表面波素子を収容するパッケージとを備えた弾性表面波フィルタにおいて、前記弾性表面波素子は、複数の一端子対弾性表面波共振子を形成し梯子型に接続して構成したラダー型表面波フィルタであり、入力電極パッドと、出力電極パッドと、接地用電極パッドとを備え、前記パッケージは、入力パッドと、出力パッドと、前記入力パッドに隣接する第1の接地パッドと、前記出力パッドに隣接する第2の接地パッドとを備え、前記接地用電極パッドの少なくとも1つは、前記第1の接地パッドと、前記第2の接地パッドの両方に接地用ワイヤボンディングで接続され、前記接地用ボンディングワイヤは、IDTの前記入力電極パッドとパッケージの前記入力パッドに接続された入力用ボンディングワイヤと、IDTの前記出力電極パッドとパッケージの前記出力パッドに接続された出力用ボンディングワイヤとの間に配設したことを特徴とする弾性表面波フィルタである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係るラダー型SAWフィルタの一実施例を示す平面図であり、図2はその電気的等価回路である。
【0009】
SAW共振子Ri(図1の実施例ではi=1〜6)を所望の個数だけ互いに干渉しないように、所定の間隙をおいて圧電基板1の主面上に配設し、該共振子間をリード電極Lで接続してラダー型SAWフィルタ素子を形成し、該素子をセラミックパッケージ4の中央に設けた凹陥部に接着剤等を用いて固着した点は従来のラダー型フィルタと同様である。本発明の特徴はラダー型SAWフィルタ素子の各パッドとパッケージ4の入出力電極、接地電極とのボンディングワイヤを用いた接続に存する。
【0010】
本発明の特徴であるボンディングワイヤの配線構造を説明すると、図1においてボンディングワイヤ5は圧電基板上のSAW共振子R1に設けた入力電極パッド6とパッケージ4の入力パッド7を電気的に接続し、ボンディングワイヤ8は圧電基板上のSAW共振子R5に設けた出力電極パッド9とパッケージ4の出力パッド10とを電気的に接続する。また、並列腕SAW共振子R4に設けた接地用電極パッド11及び並列腕SAW共振子R6に設けた接地用電極パッド12と、パッケージ4の接地パッド13a及び13cとの間にはそれぞれ2本のボンディングワイヤを接続する。並列腕SAW共振子R2の接地用電極パッド14とパッケージ4の接地パッド13bとはボンディングワイヤ15aで接続する。
【0011】
本実施例のようにSAW共振子R4とR6の接地用ボンディングワイヤを2本ずつ、即ち16a、16bと17a、17bを入力用ボンディングワイヤ5と出力用ボンディングワイヤ10との間に、電磁気的漏洩を遮蔽するような配線構造とすることにより、直達波のレベルを大幅に削減すること可能であり、大きなシールド効果が得られることが種々の実験結果から明らかになった。
【0012】
図3は本発明に係るボンディングワイヤの配線構造の一例である図1に基づいて作製したラダー型SAWフィルタの振幅伝送特性Aと、先に図8として示した従来のボンディングワイヤの配線構造である図6に基づいて作成したラダー型SAWフィルタの振幅伝送特性Cとを比較したものである。図1に基づくフィルタの設計条件は図8のそれと同一であり、ボンディングワイヤの配線のみがことなる。図から明らかなように従来のボンディングワイヤの配線構造の伝送特性は、高域側において周波数の増加につれて阻止減衰量が単調減少するが、本発明になるボンディングワイヤの配線構造を用いると、広周波領域に渡り阻止減衰量が従来のものより大幅に改善されることが分かる。
【0013】
図4は本発明の他の実施例であり、図1に示す配線構造との違いは、圧電基板上に設けたSAW共振子R2の接地用電極パッド14とパッケージ4の接地パッド13bとの間にボンディングワイヤ15bを増設した点である。即ち、SAW共振子R2の接地用電極パッド14に2本のボンディングワイヤを接続する配線構造とした点である。圧電基板上に設けたSAW共振子の全ての接地用電極パッドがそれぞれ2本のボンディングワイヤでパッケージの接地電極と接続され、且つ、入出力ボンディングワイヤ間に接地ボンディングワイヤを設ける構造とし、直達波を遮蔽するような配線構造になっていることである。
図3に示す曲線Bは本実施例を用いてラダー型SAWフィルタを試作した場合の伝送特性であり、図1の配線構造の伝送特性Aと同様に高域側において阻止減衰量が改善され、曲線Aより高域側まで改善されていることが分かる。
【0014】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような配線構造としたので、ラダー型SAWフィルタの低損失、且つ急峻な減衰特性の特徴を維持しながら通過域の高域側における阻止域減衰量を大幅に改善することが可能となり、携帯電話等のRF段に用いる場合、ミキサーで発生する局部発振周波数の2倍、3倍を十分に抑圧することができるため、本発明になる弾性表面はフィルタを携帯電話端末とに用いると優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るの実施の一形態例を示すラダー型SAWフィルタに於けるボンディングワイヤの構成法を示す図である。
【図2】図1の電気的等価回路を示す図である。
【図3】本発明の図1の構成法を用いて作成したラダー型SAWフィルタの伝送特性と従来の構成法の伝送特性を比較する図である。
【図4】本発明の他の実施例を示すラダー型SAWフィルタに於けるボンディングワイヤの構成法を示す図である。
【図5】図4の電気的等価回路を示す図である。
【図6】従来のラダー型SAWフィルタに於けるボンディングワイヤの構成法を示す図である。
【図7】図6の電気的等価回路である。
【図8】図6のラダー型SAWフィルタの伝送特性を示す図である。
【符号の説明】
1・・圧電基板
2・・IDT
3a、3b・・反射器
4・・パッケージ
5、 8、15a、15b、16a、16b、17a、17b・・ボンディングワイヤ
6、 9、11、12、14・・電極パッド
7・・入力電極
10・・出力電極
13a、13b、13c・・アース電極
L・・リード電極
R1,R2,R3,R4,R5,R6・・SAW共振子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface acoustic wave filter, and more particularly to a ladder-type surface acoustic wave filter (hereinafter referred to as a ladder-type SAW filter) with improved attenuation on the high frequency side in a pass band.
[0002]
[Prior art]
A so-called ladder-type SAW filter in which a plurality of one-terminal-pair surface acoustic wave resonators (hereinafter referred to as SAW resonators) are connected in a ladder shape to an RF stage of a cellular phone or the like is used. The ladder-type SAW filter is characterized by the fact that it can realize filtering characteristics with low loss and steep attenuation gradient in addition to being smaller and lighter than dielectric filters, and has recently been widely used as an RF filter for mobile phones and the like. Has been.
[0003]
A ladder-type SAW filter is a filter in which SAW resonators are cascaded in a ladder shape. Since the ladder-type SAW filter is composed of high-Q SAW resonators, a filter with a low loss and a steep attenuation gradient can be obtained. FIG. 6 is a plan view of a conventional ladder-type SAW filter, and FIG. 7 is an electrical equivalent circuit diagram thereof. The SAW resonator formation method will be described by taking, as an example, a SAW resonator R3 (symbol Ri representing each SAW resonator at the left end of the piezoelectric substrate) disposed at the upper end of the
[0004]
A plurality of SAW resonators formed as described above are formed on the same
[0005]
As shown in FIG. 7, the ladder SAW filter has an electrical equivalent circuit in which the first SAW resonators R1, R3, and R5 are arranged in series arms, and the second SAW resonators R2, R4, and R6 are arranged in parallel arms. To configure. As is well known, a bandpass filter is configured by making the anti-resonance frequency of the SAW resonator of the parallel arm substantially coincide with the resonance frequency of the SAW resonator of the series arm. The pass band is between the resonance frequency of the parallel arm and the anti-resonance frequency of the series arm, and a ladder-type SAW filter having attenuation poles at the resonance frequency and the anti-resonance frequency can be configured. Note that it is known that the attenuation gradient of the filter, the amount of blocking attenuation, and the like greatly depend on the number of SAW resonators used in the filter configuration.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the ladder-type SAW filter is used as an RF filter for a mobile phone or the like, the transmission characteristic of a normal ladder-type SAW filter monotonously decreases with increasing frequency as shown in FIG. At this time, the series arms are the same SAW resonator, the IDT logarithm is 100 pairs, and there are 100 reflectors. The parallel arm SAW resonators R2 and R4 have 100 IDT pairs and 100 reflectors, respectively, R6 has 50 IDT pairs and 100 reflectors each. The center frequency is 946 MHz, the bandwidth is about 40 MHz, and the input / output impedance is 50Ω. As described above, the conventional ladder-type SAW filter has a low loss and a steep attenuation gradient in the vicinity of the pass band, but on the high frequency side of the pass band, it is twice the local oscillation frequency generated by the mixer. There is a drawback that it is not possible to secure an attenuation that suppresses three times the harmonics.
In addition, when grounding is insufficient due to the miniaturization of the radio, the conventional ladder-type SAW filter has a disadvantage that the attenuation characteristic on the high frequency side is deteriorated. The present invention has been made to solve the above-described drawbacks, and an object of the present invention is to provide a ladder-type SAW filter having a high blocking attenuation on the high frequency side of the pass band.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a surface acoustic wave filter according to a first aspect of the present invention includes a surface acoustic wave element formed on a piezoelectric substrate and a package that accommodates the surface acoustic wave element. In the surface acoustic wave filter, the surface acoustic wave element includes an IDT and at least two SAW resonators having reflectors disposed on both sides of the IDT, and includes an input electrode pad, an output electrode pad, A ground electrode pad, and the package includes an input pad, an output pad, a first ground pad adjacent to the input pad, and a second ground pad adjacent to the output pad, At least one of the grounding electrode pads is connected to both the first grounding pad and the second grounding pad by grounding wire bonding, and the grounding bonding wire includes: An input bonding wire connected to the input electrode pad of the DT and the input pad of the package, and an output bonding wire connected to the output electrode pad of the IDT and the output pad of the package It is a surface acoustic wave filter characterized by these.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a surface acoustic wave filter including a surface acoustic wave element formed on a piezoelectric substrate and a package that accommodates the surface acoustic wave element. A ladder-type surface acoustic wave filter configured by forming a terminal-pair surface acoustic wave resonator and connecting to a ladder type, comprising an input electrode pad, an output electrode pad, and a ground electrode pad, and the package includes an input pad And an output pad, a first ground pad adjacent to the input pad, and a second ground pad adjacent to the output pad, wherein at least one of the ground electrode pads is the first ground pad. The grounding wire is connected to both the pad and the second grounding pad, and the grounding bonding wire is connected to the input electrode pad of the IDT and the input pad of the package. A bonding wire connecting input, a surface acoustic wave filter being characterized in that disposed between the output bonding wire connected to said output pad of IDT of said output electrode pad and package.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a ladder-type SAW filter according to the present invention, and FIG. 2 is an electrical equivalent circuit thereof.
[0009]
SAW resonators Ri (i = 1 to 6 in the embodiment of FIG. 1) are arranged on the main surface of the piezoelectric substrate 1 with a predetermined gap so as not to interfere with each other by a desired number. Are connected by lead electrodes L to form a ladder-type SAW filter element, and the element is fixed to the recessed portion provided in the center of the ceramic package 4 using an adhesive or the like, similar to the conventional ladder-type filter. . The feature of the present invention resides in the connection using bonding wires between the pads of the ladder type SAW filter element and the input / output electrodes and the ground electrode of the package 4.
[0010]
Referring to FIG. 1, the
[0011]
As in this embodiment, the SAW resonators R4 and R6 have two ground bonding wires, that is, 16a, 16b and 17a, 17b are electromagnetically leaked between the
[0012]
FIG. 3 shows the amplitude transmission characteristic A of the ladder-type SAW filter manufactured based on FIG. 1 which is an example of the bonding wire wiring structure according to the present invention, and the conventional bonding wire wiring structure previously shown in FIG. FIG. 7 is a comparison of amplitude transmission characteristics C of a ladder-type SAW filter created based on FIG. 6. The design conditions of the filter based on FIG. 1 are the same as those of FIG. 8, and only the bonding wires are wired. As can be seen from the figure, the transmission characteristics of the conventional bonding wire wiring structure show that the amount of blocking attenuation decreases monotonously as the frequency increases on the high frequency side. It can be seen that the blocking attenuation is greatly improved over the conventional area.
[0013]
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. The difference from the wiring structure shown in FIG. 1 is between the
A curve B shown in FIG. 3 is a transmission characteristic when a ladder-type SAW filter is prototyped using the present embodiment, and the blocking attenuation amount is improved on the high frequency side in the same manner as the transmission characteristic A of the wiring structure of FIG. It turns out that it has improved from the curve A to the high region side.
[0014]
【The invention's effect】
Since the present invention has the wiring structure as described above, the stopband attenuation on the high side of the pass band is greatly improved while maintaining the low loss and steep attenuation characteristics of the ladder-type SAW filter. Therefore, when used in an RF stage of a mobile phone or the like, it is possible to sufficiently suppress twice or three times the local oscillation frequency generated by the mixer, so that the elastic surface according to the present invention uses a filter as a mobile phone terminal. Excellent effect when used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration method of bonding wires in a ladder-type SAW filter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an electrical equivalent circuit of FIG. 1;
3 is a diagram comparing transmission characteristics of a ladder-type SAW filter created using the configuration method of FIG. 1 of the present invention and transmission characteristics of a conventional configuration method.
FIG. 4 is a diagram showing a bonding wire configuration method in a ladder-type SAW filter according to another embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing an electrical equivalent circuit of FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration method of bonding wires in a conventional ladder-type SAW filter.
7 is an electrical equivalent circuit of FIG. 6;
8 is a diagram illustrating transmission characteristics of the ladder-type SAW filter of FIG. 6. FIG.
[Explanation of symbols]
1 ・ ・ Piezoelectric substrate 2 ・ ・ IDT
3a, 3b ... Reflector 4 ...
Claims (2)
前記弾性表面波素子は、IDTと該IDTの両側に反射器を配置してなるSAW共振子を少なくとも2個配設して構成され、入力電極パッドと、出力電極パッドと、接地用電極パッドとを備え、
前記パッケージは、入力パッドと、出力パッドと、前記入力パッドに隣接する第1の接地パッドと、前記出力パッドに隣接する第2の接地パッドとを備え、
前記接地用電極パッドの少なくとも1つは、前記第1の接地パッドと、前記第2の接地パッドの両方に接地用ワイヤボンディングで接続され、
前記接地用ボンディングワイヤは、IDTの前記入力電極パッドとパッケージの前記入力パッドに接続された入力用ボンディングワイヤと、IDTの前記出力電極パッドとパッケージの前記出力パッドに接続された出力用ボンディングワイヤとの間に配設したことを特徴とする弾性表面波フィルタ。In a surface acoustic wave filter comprising a surface acoustic wave element formed on a piezoelectric substrate and a package for housing the surface acoustic wave element,
The surface acoustic wave element includes an IDT and at least two SAW resonators in which reflectors are arranged on both sides of the IDT, and includes an input electrode pad, an output electrode pad, a ground electrode pad, With
The package includes an input pad, an output pad, a first ground pad adjacent to the input pad, and a second ground pad adjacent to the output pad;
At least one of the ground electrode pads is connected to both the first ground pad and the second ground pad by ground wire bonding,
The ground bonding wire includes: an input bonding wire connected to the input electrode pad of the IDT and the input pad of the package; an output bonding wire connected to the output electrode pad of the IDT and the output pad of the package; A surface acoustic wave filter characterized by being disposed between the two.
前記弾性表面波素子は、複数の一端子対弾性表面波共振子を形成し梯子型に接続して構成したラダー型表面波フィルタであり、入力電極パッドと、出力電極パッドと、接地用電極パッドとを備え、
前記パッケージは、入力パッドと、出力パッドと、前記入力パッドに隣接する第1の接地パッドと、前記出力パッドに隣接する第2の接地パッドとを備え、
前記接地用電極パッドの少なくとも1つは、前記第1の接地パッドと、前記第2の接地パッドの両方に接地用ワイヤボンディングで接続され、
前記接地用ボンディングワイヤは、IDTの前記入力電極パッドとパッケージの前記入力パッドに接続された入力用ボンディングワイヤと、IDTの前記出力電極パッドとパッケージの前記出力パッドに接続された出力用ボンディングワイヤとの間に配設したことを特徴とする弾性表面波フィルタ。In a surface acoustic wave filter comprising a surface acoustic wave element formed on a piezoelectric substrate and a package for housing the surface acoustic wave element,
The surface acoustic wave element is a ladder type surface acoustic wave filter formed by forming a plurality of one-terminal surface acoustic wave resonators and connecting them to a ladder type, and includes an input electrode pad, an output electrode pad, and a ground electrode pad And
The package includes an input pad, an output pad, a first ground pad adjacent to the input pad, and a second ground pad adjacent to the output pad,
At least one of the ground electrode pads is connected to both the first ground pad and the second ground pad by ground wire bonding,
The ground bonding wire includes: an input bonding wire connected to the input electrode pad of the IDT and the input pad of the package; an output bonding wire connected to the output electrode pad of the IDT and the output pad of the package; A surface acoustic wave filter characterized by being disposed between the two.
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