JP3951262B2 - 弾性表面波共振装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は弾性表面波共振装置に関し、特に移動端末に用いられ送信信号の回り込みを防止する弾性表面波共振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動端末、例えば携帯電話の送信帯域及び受信帯域の周波数は隣接している場合が多く、互いの帯域の減衰量は信号の回り込みを防ぐため大きくする必要がある。又、携帯電話に用いられるフィルタは送信、受信用にＳＡＷ(Surface Acoustic Wave) デバイスが多く用いられており、これらＳＡＷデバイスには圧電基板上に複数個の一端子対弾性表面波共振器を梯子型で構成した回路が用いられることがある。そして、梯子型回路を構成した圧電基板はパッケ−ジに収納されワイヤボンディング等で電気的に接続される。その場合ワイヤボンディングはインダクタンス成分を有しているため並列腕の一端子対弾性表面波共振器の共振周波数がインダクタンス成分で低くなり低周波側の急峻度が悪くなり、隣接する帯域が低い周波数側に有る場合、低周波側の急峻度が悪い梯子型（ラダ−型）では所望の減衰量が得られない欠点を有していた。
【０００３】
図１０は従来の弾性表面波共振装置の一例の回路図、図１１は同弾性表面波共振装置の周波数特性図である。図１０を参照すると、弾性表面波共振装置５２は５個の一端子対弾性表面波共振器１１〜１５と、５本の導線（インダクタンス成分で示す）１８〜２２とから構成されている。そして、一端子対弾性表面波共振器１４と１５とが直列に接続され、一端子対弾性表面波共振器１４と１５との接続点に一端子対弾性表面波共振器１２の一端が接続され、一端子対弾性表面波共振器１４の他端に一端子対弾性表面波共振器１１の一端が接続され、一端子対弾性表面波共振器１５の他端に一端子対弾性表面波共振器１３の一端が接続されている。このように、一端子対弾性表面波共振器１１〜１５は梯子型に接続されている。
【０００４】
さらに、一端子対弾性表面波共振器１４と１１との接続点と入力端子３２との間に導線１８が接続され、一端子対弾性表面波共振器１５と１３との接続点と出力端子３３との間に導線１９が接続され、一端子対弾性表面波共振器１１の他端と接地との間に導線２０が接続され、一端子対弾性表面波共振器１２の他端と接地との間に導線２１が接続され、一端子対弾性表面波共振器１３の他端と接地との間に導線２２が接続されている。
【０００５】
同図中、導線１８〜２２はそのインダクタンス成分で示されている。即ち、弾性表面波共振装置５２は並列腕の一端子対弾性表面波共振器１１，１２，１３とパッケ−ジのグラウンド（接地）端子（不図示）とを一本づつ異なるワイヤ（導線；不図示）で接続した回路構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本装置のフィルタ特性は図１１に示すように低域側の急峻度が悪くなり、１４５６ＭＨｚでの減衰量は約１４ｄＢ（実測値は１４．３１３ｄＢ）と悪化している。
【０００７】
そこで本発明の目的は、低域側の通過特性の急峻度を向上させることが可能な弾性表面波共振装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明は、直列に接続された複数の第１弾性表面波共振器群と、前記第１弾性表面波共振器群に対し並列に接続された複数の第２弾性表面波共振器群とからなる梯子型フィルタを含む弾性表面波共振装置であって、
その装置は前記第２弾性表面波共振器各々の一端が前記第１弾性表面波共振器各々の一端と接続され、前記第２弾性表面波共振器各々の他端が薄膜電極ラインに共通接続され、前記薄膜電極ラインには複数の導線の一端が並列に接続され、前記複数の導線の他端は他の薄膜電極ラインに共通接続され、さらに前記他の薄膜電極ラインは一本の他の導線を介して接地されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、第２弾性表面波共振器各々の他端が共通接続されるため、低域側の通過特性の急峻度を向上させることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。まず、第１の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る弾性表面波共振装置の第１の実施の形態の構成図、図２は同実施の形態の回路図、図３は同実施の形態に示す回路の周波数特性図である。図１及び図２を参照すると、弾性表面波共振装置１はパッケージ３１内に収納されている。パッケージ３１内には圧電基板１６と、入力端子３２と、出力端子３３と、グラウンド端子（接地端子）２４〜２７とが設けられている。そして、圧電基板１６上には複数個の一端子対弾性表面波共振器が設けられている。
【００１１】
それら一端子対弾性表面波共振器は、５個の一端子対弾性表面波共振器１１〜１５と、６本の導線（インダクタンス成分で示す）１８〜２３とから構成されている。そして、一端子対弾性表面波共振器１４と１５とが直列に接続され、一端子対弾性表面波共振器１４と１５との接続点に一端子対弾性表面波共振器１２の一端が接続され、一端子対弾性表面波共振器１４の他端に一端子対弾性表面波共振器１１の一端が接続され、一端子対弾性表面波共振器１５の他端に一端子対弾性表面波共振器１３の一端が接続されている。このように、一端子対弾性表面波共振器１１〜１５は、一端子対弾性表面波共振器１４，１５が直列腕に接続され、一端子対弾性表面波共振器１１〜１３が並列腕に接続されることにより梯子型フィルタを構成している。
【００１２】
さらに、一端子対弾性表面波共振器１４と１１との接続点と入力端子３２との間に導線１８が接続され、一端子対弾性表面波共振器１５と１３との接続点と出力端子３３との間に導線１９が接続されている。又、一端子対弾性表面波共振器１１〜１３の他端は薄膜電極ライン１７に夫々共通接続されている。そして、この薄膜電極ライン１７は圧電基板１６の辺に沿って設けられており（図１参照）、一端子対弾性表面波共振器１１〜１５と同様の薄膜電極で構成されている。そして、薄膜電極ライン１７とグラウンド端子２４〜２７間には導線２０〜２３が並列に接続されている。なお、グラウンド端子２４〜２７の各々は電気的に相互に接続されない構成となっている。
【００１３】
図２中、導線１８〜２３はそのインダクタンス成分で示されている。又、このパッケージ３１は、入出力端子３２，３３とグラウンド端子２４〜２７とが金属片で構成されたモ−ルドパッケージとなっている。
【００１４】
又、一端子対弾性表面波共振器１１〜１３は一定の共振周波数を有する共振回路で構成されているのに対し、一端子対弾性表面波共振器１４，１５は一定の反共振周波数を有する共振回路で構成されている。即ち、一端子対弾性表面波共振器１１〜１３は一定の共振周波数帯域幅ΔＦ以内の周波数にて低インピ−ダンスとなる回路であり、一端子対弾性表面波共振器１４，１５はその共振周波数帯域幅ΔＦ以内の周波数にて高インピ−ダンスとなる回路である。即ち、一端子対弾性表面波共振器１１〜１５にて帯域幅ΔＦの帯域通過フィルタが構成される。
【００１５】
逆に、一端子対弾性表面波共振器１１〜１３を一定の共振周波数帯域幅ΔＦ以内の周波数にて高いインピ−ダンスとなる回路とし、一端子対弾性表面波共振器１４，１５をその共振周波数帯域幅ΔＦ以内の周波数にて低インピ−ダンスとなる回路とすることも可能である。この場合は、一端子対弾性表面波共振器１１〜１５にて帯域消去フィルタが構成される。
【００１６】
なお、一端子対弾性表面波共振器１１〜１５及び圧電基板１６の材料としてニオブ酸リチウム（リチウムナイオベ−トともいう）やタンタル酸リチイム（リチウムタンタレ−トともいう）等の圧電材料が用いられる。
【００１７】
以上説明したように、並列腕の一端子対弾性表面波共振器１１〜１３を電気的にこの一端子対弾性表面波共振器１１〜１５と同じ薄膜電極で構成された薄膜電極ライン１７と接続し、共通になった薄膜電極ライン１７からパッケ−ジ３１のグラウンド端子２４〜２７へ複数の導線等を用いて接続することにより並列腕に接続されるインダクタンス成分が小さくなり、並列腕の一端子対弾性表面波共振器１１〜１３の共振周波数が高くなるため低い周波数領域の通過特性の急峻度が向上する。
【００１８】
例えば図２の各々の導線２０〜２３のインダクタンスが０．６ｎＨであるとすると４本の導線が並列接続されたときのインダクタンスは０．１５ｎＨと小さくなる。なお、インダクタンスが小さくなると周波数が高くなることは下記の式（１）から明らかである。
ｆ＝１／（２π√（Ｌ＊Ｃ）） …（１）
ここに、ｆは周波数、πは円周率、Ｌはインダクタンス、Ｃはキャパシタンスを示す。
【００１９】
図３を参照すると、並列腕の一端子対弾性表面波共振器１１〜１３に接続されるインダクタンス成分が小さくなり、並列腕の一端子対弾性表面波共振器１１〜１３の共振周波数が高くなるため、低い周波数領域の通過特性の急峻度が向上する。同図によると、１４５６ＭＨｚでの減衰量は約２７ｄＢ（実測値は２７．２６３ｄＢ）と従来例（図１１参照）よりも大幅に向上している。
【００２０】
次に、第２の実施の形態について説明する。図４は第２の実施の形態の構成図、図５は同実施の形態に示す回路の周波数特性図である。なお、図４において図１と同様の構成部分については同一番号を付し、その説明を省略する。図４を参照すると、第１の実施の形態との相違点は薄膜電極ライン１７とグラウンド端子２４〜２７間との接続に各々２本ずつ導線２０〜２３を接続した点だけである。
【００２１】
このように、薄膜電極ライン１７とグラウンド端子２４〜２７間に並列に接続される導線の数を増加させることにより、並列腕の一端子対弾性表面波共振器１１〜１３に接続されるインダクタンス成分がさらに小さくなり、図５に示すように低い周波数領域の通過特性の急峻度がさらに向上する。同図によると、１４５６ＭＨｚでの減衰量は約２９ｄＢ（実測値は２９．０８６ｄＢ）と第１の実施の形態（図３１参照）よりもさらに向上している。なお、薄膜電極ライン１７とグラウンド端子２４〜２７間に並列に接続される導線の数は２本ずつに限定されるものではなく、３本以上にすることも可能である。
【００２２】
次に、第３の実施の形態について説明する。図６は第３の実施の形態の回路図、図７は同実施の形態に示す回路の周波数特性図、図８は第３の実施の形態との比較に用いた従来の一回路図、図９は従来の一回路の周波数特性図である。なお、図６において図２と同様の構成部分については同一番号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
第１及び第２の実施の形態ではパッケージ３１に含まれるインダクタンス成分が含まれていないが、これを含んだのが第３の実施の形態である。例えば、セラミックパッケ−ジのようにパッケ−ジに含まれるインダクタンス成分２８（図６参照）を考慮しても減衰量は改善される。即ち、導線２０〜２３の他端を共通接続するとともに、その共通接続点と接地との間に導線２８を接続する。このように構成することにより、図７に示すように低い周波数領域の通過特性の急峻度が向上する。同図によると、１４５６ＭＨｚでの減衰量は約２７ｄＢ（実測値は２６．７７３ｄＢ）となる。なお、導線２８はインダクタンス成分で示されている。
【００２４】
これに対し、従来の弾性表面波共振装置に導線２８を設けた図８の場合は、１４５６ＭＨｚの減衰量は約１５ｄＢ（実測値は１５．２４５ｄＢ）であり（図９参照）、減衰量は本発明の方が遥かに優れていることが分かる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、直列に接続された複数の第１弾性表面波共振器群と、前記第１弾性表面波共振器群に対し並列に接続された複数の第２弾性表面波共振器群とからなる梯子型フィルタを含む弾性表面波共振装置であって、その装置は前記第２弾性表面波共振器各々の一端が前記第１弾性表面波共振器各々の一端と接続され、前記第２弾性表面波共振器各々の他端が共通接続されるため、低域側の通過特性の急峻度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る弾性表面波共振装置の第１の実施の形態の構成図である。
【図２】同実施の形態の回路図である。
【図３】同実施の形態に示す回路の周波数特性図である。
【図４】第２の実施の形態の構成図である。
【図５】同実施の形態に示す回路の周波数特性図である。
【図６】第３の実施の形態の回路図である。
【図７】同実施の形態に示す回路の周波数特性図である。
【図８】第３の実施の形態との比較に用いた従来の一回路図である。
【図９】従来の一回路の周波数特性図である。
【図１０】従来の弾性表面波共振装置の一例の回路図である。
【図１１】同弾性表面波共振装置の周波数特性図である。
【符号の説明】
１ 弾性表面波共振装置
１１〜１５ 一端子対弾性表面波共振器
１６ 圧電基板
１７ 薄膜電極ライン
１８〜２３ 導線
２４〜２７ グラウンド端子
２８ 導線
３１ パッケージ
３２ 入力端子
３３ 出力端子

Claims (5)

1. 直列に接続された複数の第１弾性表面波共振器群と、前記第１弾性表面波共振器群に対し並列に接続された複数の第２弾性表面波共振器群とからなる梯子型フィルタを含む弾性表面波共振装置であって、
   前記第２弾性表面波共振器各々の一端が前記第１弾性表面波共振器各々の一端と接続され、前記第２弾性表面波共振器各々の他端が薄膜電極ラインに共通接続され、前記薄膜電極ラインには複数の導線の一端が並列に接続され、前記複数の導線の他端は他の薄膜電極ラインに共通接続され、さらに前記他の薄膜電極ラインは一本の他の導線を介して接地されることを特徴とする弾性表面波共振装置。
2. パッケージ内に圧電基板と、入力端子と、出力端子と、前記一本の他の導線が接続される接地端子と、前記梯子型フィルタと、前記入力端子と前記梯子型フィルタの入力部との間に接続される導線と、前記出力端子と前記梯子型フィルタの出力部との間に接続される導線とを含むことを特徴とする請求項１記載の弾性表面波共振装置。
3. 前記圧電基板上には前記第２弾性表面波共振器各々の他端が接続される前記薄膜電極ラインが前記圧電基板の辺に沿って設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の弾性表面波共振装置。
4. 前記パッケージは前記入力端子、出力端子及び接地端子が金属片で構成されたモールドパッケージであることを特徴とする請求項２又は３記載の弾性表面波共振装置。
5. 移動端末における送信信号の回り込み防止用に用いられることを特徴とする請求項１から４いずれか記載の弾性表面波共振装置。

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