JP4147817B2

JP4147817B2 - 圧電フィルタ、およびそれを有する電子部品

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Publication number: JP4147817B2
Application number: JP2002149207A
Authority: JP
Inventors: 雅樹竹内; 晴市荒井; 幸夫吉野; 義彦後藤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2022-05-23
Also published as: JP2003347889A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等の通信装置の高周波数（ＲＦ、特にＧＨｚ帯以上）段に使用されるフィルタ機能を有すると共に、平衡−不平衡変換機能を備えた圧電フィルタ、およびそれを有するデュプレクサ等の電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等の通信装置の高周波数（ＲＦ、特にＧＨｚ帯以上）段に使用されるフィルタが、優れた各特性を有する圧電共振子を用いて開発されてきた。上記の各特性とは、小型かつ軽量であり、耐振性や耐衝撃性に優れ、製品のバラツキが少なく信頼性に富んでおり、回路の無調整化が図れるため実装の自動化、簡略化が図れ、その上、高周波化を図っても、製造が容易なことである。
【０００３】
上記圧電共振子としては、圧電基板の両面に電極をそれぞれ有し、上記各電極間での、圧電基板の厚み縦振動または厚みすべり振動を利用したものが挙げられる。このような圧電共振子の共振周波数は、圧電基板の厚さに反比例するため、圧電共振子を超高周波領域にて用いる場合、上記圧電共振子の圧電基板を極めて薄く加工する必要がある。
【０００４】
しかしながら、圧電基板自体の厚さを薄くするのは、その機械的強度や取り扱い上の制限等から、基本モードでは数１００ＭＨｚが実用上の高周波限界とされてきた。
【０００５】
このような限界を広げるために、従来、圧電共振子の圧電体を薄膜にしてフィルタや共振器に用いることが提案されている（例えば、特開２００１−１６８６７４号公報、公開日２００１年６月２２日）。
【０００６】
このような圧電薄膜共振子では、薄膜支持部は微細加工技術を用いて薄くすることができ、圧電薄膜もスパッタリング等によって薄く形成できるので、数１００ＭＨｚ〜数１０００ＭＨｚまで高周波特性を延ばす（限界を広げる）ことができる。
【０００７】
また、▲１▼米国特許第６，３２３，７４４号公報（発行日：２００１年１１月２７日）では、圧電共振子を用いたフィルタ回路が開示されている。上記フィルタ回路は、並列共振子と直列共振子とで構成したラダー型フィルタにおいて、並列共振子は上部ＧＮＤ電極と下部電極を備え、各上部ＧＮＤ電極から、独立した外部ＧＮＤにそれぞれつながるパス（path）を備えている。
【０００８】
さらに、特開２０００−２６９７８０号公報（公開日：２０００年９月２９日）には、４個の電極を２行２列のマトリクス上に配置し、同じ列の電極同士を１対とする電極対の１方を入力、他方を出力とした平衡型多重モード圧電フィルタが提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、▲１▼米国特許第６，３２３，７４４号公報に記載の発明では、入力、出力端子が不平衡端子になっているから、最近主流になりつつある平衡入出力端子を有するＩＣ等の電子部品に対応できないという問題があった。
【００１０】
また、▲２▼特開２０００−２６９７８０号公報においては、二つの定在波である、対称１次共振モードと反対称１次共振モードとを音響的に結合している。このため、入力端から入った電気信号は、一旦音響変換され、出力端まで音響伝播したあと、出力端で電気信号に変換される。このため、音響変換が２度行われることから、変換エネルギーロスが多くなり、挿入損失の増加が発生する。
【００１１】
本発明は、挿入損失の増加を抑制しながら、平衡−不平衡変換が可能な圧電フィルタ及びそれを有する電子部品を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧電フィルタは、上記目的を達成するために、基板上に形成されている、少なくとも１層の圧電薄膜と、圧電薄膜を挟んで対向する第一電極および第二電極とを備えた圧電共振子が、複数、フィルタ機能を有するように設けられ、平衡信号と不平衡信号との間にて変換機能を有する平衡−不平衡変換部が、前記複数の圧電共振子の少なくとも１つに接続されて設けられていることを特徴としている。
【００１３】
上記圧電フィルタにおいては、複数の各圧電共振子は、ラダー型に設けられていることが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、圧電共振子を複数用いてフィルタ機能を実現しているので、上記各圧電共振子を、例えば、電気信号と機械振動への変換無にてフィルタ機能を有するラダー型に配置して、挿入損失を軽減できる。
【００１５】
また、上記構成では、平衡−不平衡変換部を複数の圧電共振子に接続して設けたので、平衡入出力端子を有するＩＣ等の電子部品に対応できる。それゆえ、上記構成は、挿入損失を低減しながら、平衡入出力にも対応できる。
【００１６】
また、上記圧電フィルタにおいては、平衡−不平衡変換部は、２重モード型フィルタ、誘導型コイル、ラティス型フィルタ、バランおよびトランスバーサル型弾性表面波フィルタからなる群から選択された１つであることが望ましい。
【００１７】
上記圧電フィルタでは、基板は、開口部もしくは凹部を有し、圧電薄膜の振動する部位は、開口部もしくは凹部上に形成されていることが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、圧電薄膜の振動する部位を、開口部もしくは凹部上に形成したので、上記圧電薄膜の振動の抑制を軽減でき、よって、上記圧電薄膜のＱを大きくできる。
【００１９】
上記圧電フィルタにおいては、圧電共振子の一方の面上に絶縁膜が形成されていることが望ましい。
【００２０】
上記構成によれば、圧電薄膜と、それを支持する絶縁膜との比を大きくできて、低次モードでの共振レスポンスを改善できるから、低次モードでの動作を安定化できる。
【００２１】
また、上記構成では、圧電薄膜と絶縁膜とにおける、共振周波数の各温度特性を組み合わせて、それらの合計の温度特性をゼロに近づけることができ、動作時に昇温しても、特性の変化を低減できて、動作信頼性を向上できる。
【００２２】
上記圧電フィルタでは、絶縁膜は、複数の互いに温度係数が異なる各絶縁薄膜を有していることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、圧電薄膜と絶縁膜とにおける、共振周波数の各温度特性を組み合わせて、それらの合計の温度特性をゼロに近づけることをより確実化でき、動作時に昇温しても、特性の変化をより確実に低減できて、動作信頼性をより向上できる。
【００２４】
上記圧電フィルタにおいては、絶縁膜は、複数の互いに内部応力の発生機構が異なるものからなっていることが望ましい。
【００２５】
上記構成によれば、絶縁膜を、複数の互いに内部応力の発生機構が異なるものとすることで、圧電薄膜と絶縁膜とにおける、各内部応力を相殺して、ほぼゼロに設定することが可能となるから、動作時の特性の変化をより確実に低減できて、動作信頼性をより向上できる。
【００２６】
上記圧電フィルタでは、複数の各圧電共振子は、ｎ次（ｎは２以上の整数）モードの厚み縦振動または厚みすべり振動に設定されていることが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、複数の各圧電共振子をｎ次（ｎは２以上の整数）モードの厚み縦振動または厚みすべり振動に設定することで、高周波数化しても、複数の各圧電共振子の厚さを確保できて、製造の容易化が図れ、かつ、耐衝撃性や耐電力性の低下も抑制できる。
【００２８】
その上、上記構成では、例えば２次モードの振動モードを用いることにより、圧電薄膜と絶縁膜とにおける、共振周波数の各温度特性を組み合わせて、それらの合計の温度特性をゼロに近づけることを容易化でき、動作時に昇温しても、特性の変化をより低減できて、動作信頼性もより向上できる。
【００２９】
本発明の電子部品は、前記課題を解決するために、上記各圧電フィルタの何れかを有することを特徴としている。
【００３０】
上記構成によれば、上記各圧電フィルタの何れかを有することによって、挿入損失を低減しながら、平衡入出力にも対応できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の圧電フィルタおよびそれを用いたＤＰＸに係る実施の各形態を図１ないし図１２に基づいて以下に説明する。
【００３２】
（実施の第一形態）
本発明に係る実施の第一形態の圧電フィルタは、図１に示すように、ラダー型フィルタ１と、ラダー型フィルタ１に接続された２重モード型フィルタ（平衡−不平衡変換部）２とを支持基板（基板）１０上に有している。ラダー型フィルタ１は、第１圧電薄膜共振子１ａと第２圧電薄膜共振子１ｂとをラダー接続して有している。
【００３３】
ラダー接続とは、第１圧電薄膜共振子１ａと第２圧電薄膜共振子１ｂとがはしご形に接続されたものであり、不平衡端子４に対して、第１圧電薄膜共振子１ａの一方の端子を直列に接続し、第２圧電薄膜共振子１ｂを第１圧電薄膜共振子１ａの他方の端子と接地端子との間に接続、つまり並列に接続したものである。さらに、第１圧電薄膜共振子１ａと第２圧電薄膜共振子１ｂとの組み合わせたＬ型フィルタを複数互いに直列に接続して用いてもよい。
【００３４】
上記ラダー型フィルタ１では、第１圧電薄膜共振子１ａの反共振周波数と、第２圧電薄膜共振子１ｂの共振周波数とが略一致すると共に、並列共振子である第２圧電薄膜共振子１ｂの共振周波数が、直列共振子である第１圧電薄膜共振子１ａの共振周波数より低くなるように設定されている。
【００３５】
これらの設定により、上記ラダー型フィルタ１においては、それぞれ減衰極となる第２圧電薄膜共振子１ｂの反共振周波数と第１圧電薄膜共振子１ａの共振周波数と間に形成される通過域を高選択度なものにできる。よって、上記ラダー型フィルタ１は、上記通過域の両側に、上記各減衰極を含む阻止域をそれぞれ備えることになる。
【００３６】
次に、ラダー型フィルタ１について、第１圧電薄膜共振子１ａを例に挙げ、その製造方法によりさらに図２に基づき説明する。第１圧電薄膜共振子１ａの製造方法では、まず、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、（１，０，０）のシリコンからなる支持基板１０の両面に熱酸化やスパッタリング等により、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）膜１１、１２をそれぞれ形成する。
【００３７】
続いて、一方の面（裏面）側のＳｉＯ₂ 膜１２に、（１，１，０）方向に平行な辺を有する方形の窓１２ａを形成し、この窓１２ａを備えたＳｉＯ₂ 膜１２をマスクとして、ＴＭＡＨ液（テトラメチルアンモニウム水溶液）中で、約９０℃で支持基板１０のシリコンに対してエッチングを行う。
【００３８】
このＴＭＡＨ液は、エッチレートの結晶方位依存性が大きいので、エッチングの進行と共に、支持基板１０の表面方向である（１，０，０）面１０ｂと約５５°の角度をなす（１，１，１）面１０ａが現れ、支持基板１０に、その厚さ方向に貫通する開口部が形成される。
【００３９】
上記エッチングは、表面側のＳｉＯ₂ 膜１１に達すると停止する。このようにエッチングが、ＳｉＯ₂ 膜１１のところで完全に停止するため、スムースな（平滑な）共振子面が得られ、共振子全体の厚さもより正確に設定できる。
【００４０】
その後、支持基板１０に対して反対面側のＳｉＯ₂ 膜１１上に、アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）膜１３を真空蒸着またはスパッタリングにより形成して、ＳｉＯ₂ 膜１１およびＡｌ₂ Ｏ₃ 膜１３からなるダイヤフラムを作製する。よって、上記ダイヤフラムは、（１，１，１）面１０ａにより形成される支持基板１０の開口部（空洞部）に面することになる。
【００４１】
上記ダイヤフラムでは、ＳｉＯ₂ 膜１１が、正の共振周波数温度特性を有し、かつ、圧縮応力を発生するものである一方、Ａｌ₂ Ｏ₃ 膜１３が、負の共振周波数温度特性を備え、かつ、引っ張り応力を発生するものである。
【００４２】
続いて、上記ダイヤフラム上に、下部電極１４、第一圧電薄膜としての酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜１５、および上部電極１６を順次真空蒸着またはスパッタリングおよびエッチングにより形成して、第１圧電薄膜共振子１ａが得られる。上記ＺｎＯ膜１５は、負の共振周波数温度特性を備え、かつ、圧縮応力を発生するものである。
【００４３】
このような第１圧電薄膜共振子１ａでは、ＳｉＯ₂ 膜１１、Ａｌ₂ Ｏ₃ 膜１３、下部電極１４、ＺｎＯ膜１５、および上部電極１６の合計厚さを３μｍ程度に設定でき、ダイヤフラム（振動部）の面積を６００μｍ×６００μｍ程度に設定できる。
【００４４】
また、第１圧電薄膜共振子１ａと共振周波数が相違する第２圧電薄膜共振子１ｂについても、位置は異なるが同一の圧電薄膜としてＺｎＯ膜１５を用い、下部電極や上部電極の大きさや厚さの設定を変えるだけで同様に作製できる。
【００４５】
上記ラダー型フィルタ１では、振動モードは２次モードとなるように、ＳｉＯ₂ 膜１１の厚さ、Ａｌ₂ Ｏ₃ 膜１３の厚さ、下部電極１４の面積、ＺｎＯ膜１５の厚さ、および上部電極１６の面積が設定されていることが好ましい。これにより、上記ラダー型フィルタ１においては、共振周波数の温度係数（ppm/℃）をほぼゼロに設定することを容易化できる。
【００４６】
さらに、上記ラダー型フィルタ１においては、所望する共振周波数の半波長にて共振するように、ＳｉＯ₂ 膜１１とＡｌ₂ Ｏ₃ 膜１３との合計厚さや、ＺｎＯ膜１５の厚さをそれぞれ設定することが望ましい。これにより、上記ラダー型フィルタ１の振動モードを２次モードとすることをより確実化できる。
【００４７】
その上、上記ラダー型フィルタ１では、下部電極１４、ＺｎＯ膜１５、および上部電極１６は、圧電薄膜共振子がエネルギー閉じ込め型となるように設定されていることが好ましい。これにより、振動エネルギーが支持基板１０中にダイヤフラムに沿って漏れることを防止して、Ｑの高い共振を生じさせることが可能となる。
【００４８】
このように上記ラダー型フィルタ１は、絶縁膜（支持膜）であるＳｉＯ₂ 膜１１およびＡｌ₂ Ｏ₃ 膜１３の厚さを非常に薄くできることから、１００ＭＨｚ以上の高周波で基本あるいは低次（例えば２次）のオーバトーンで動作する圧電薄膜共振子を実現できる。さらに、上記ラダー型フィルタ１においては、各膜の温度特性や内部応力を互いに相殺するように設定できるから、温度変化や内部応力による悪影響を回避できる。
【００４９】
また、圧電薄膜共振子のダイヤフラム寸法を数百μｍ以下と非常に小さく、その制作プロセスが半導体集積回路のそれとコンパチブルであることから、集積回路内に組み込むことが可能である。さらに、上記圧電薄膜共振子は、数ＧＨｚでも弾性表面波装置（ＳＡＷデバイス）のようなサブミクロンのパターニングが不要であり、製造を容易化、簡便化できる。
【００５０】
なお、上記ラダー型フィルタ１では、図１に示すように、Ｌ型の例を挙げたが、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、Ｔ型やπ型およびそれらの変形でもかまわない。
【００５１】
また、上記ラダー型フィルタ１においては、ダイヤフラムが開口部に面する例を挙げたが、上記ダイヤフラムは、振動のＱを劣化させる固体ではなく、空気等の気体に面していればよく、上記開口部に代えて、支持基板１０に設けた凹部や、支持基板１０との間に形成した空隙部に面するように設定してもよく、また圧電薄膜共振子を片持ばり構造や、オーバハング構造であってもよい。
【００５２】
次に、前記２重モード型フィルタ２について説明する。
【００５３】
２重モード型フィルタ２では、図１および図４に示すように、圧電基板（第二圧電薄膜）２ａの両面上に、互いに対向する各電極２ｂ、２ｄと、各電極２ｃ、２ｅとがＡｌ等から真空蒸着またはスパッタリングおよびエッチングにより形成されている。電極２ｂは、第１圧電薄膜共振子１ａの他方の端子に接続されている。
【００５４】
上記圧電基板２ａは、前記のラダー型フィルタ１のＺｎＯ膜１５と共用してもよいし、別に設けてもよいが、製造や構造を簡素化できることから、共用することが好ましい。
【００５５】
電極２ｂと、電極２ｃとは、それぞれ帯状に、かつ互いに平行となるように形成されている。電極２ｄと、電極２ｅとは、それぞれ帯状に、かつ互いに平行となるように形成されている。
【００５６】
電極２ｄは、接地端子に接続されている。各電極２ｃ、２ｅは、それぞれ各平衡端子５、５に接続されている。互いに対面する各電極２ｂ、２ｄと各電極２ｃ、２ｅとは、互いに隣り合っており、電気的には互いに絶縁されている。
【００５７】
これにより、各電極２ｂ、２ｄ、２ｃ、２ｅの大きさや質量や、相互間の間隔を調整することで、ラダー型フィルタ１からの不平衡信号を平衡信号に変換して外部に出力したり、逆に、各平衡端子５、５からの平衡信号を、不平衡信号に変換してラダー型フィルタ１に出力したりできる。
【００５８】
２重モード型フィルタ２は、図４ないし図６に示すように、１つの共振子である圧電基板２ａにおいて、対称モード（Ｓモード）と斜対称モード（Ａモード）の二つの共振を励起させ、ラダー型フィルタ１の１セクションに相当する特性を備え、厚み縦振動や厚みすべり振動を利用したものである。
【００５９】
このような圧電フィルタでは、ラダー型フィルタ１の端子４は不平衡端子となり、２重モード型フィルタ２の各端子は各平衡端子５となる。なお、図２に示す、ラダー型フィルタ１、２重モード型フィルタ２は、電極（Ａｌなど）、圧電薄膜（ＺｎＯなど）、ダイヤフラム構成膜（Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ など）から構成され、厚み縦振動で振動するが、材料はこれらに限ることなく、電極としてＡｕ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂなど、圧電薄膜として、ＡｌＮやＰＺＴやＣｄＳなど、ダイヤフラム構成膜として、ＳｉＮなどでもよい。
【００６０】
また、ラダー型フィルタ１や、２重モード型フィルタ２の振動モードは、厚みすべり振動、広がり振動、屈曲振動でもよい。
【００６１】
以下に、上記実施の第一形態に係る圧電フィルタの効果について説明する。
【００６２】
▲１▼フィルタ特性は、ラダー型フィルタ１と２重モード型フィルタ２とで決まるため、２重モード型フィルタのみにて構成されるフィルタに比べ、挿入損失を低減することができる。（ラダー型フィルタ１は音響結合により信号を伝播しているわけではないので、２重モード型フィルタに比べ挿入損失は小さい。）
▲２▼平衡出力と不平衡出力を有しているので、デュプレクサ（ＤＰＸ）への応用が容易であり、ラダー型フィルタ１の端子を、不平衡信号であるアンテナ側、２重モード型フィルタの端子をＩＣなど、平衡信号を扱う内部回路に接続するだけでよく、付加部品なしで、ＤＰＸを構成することができる。
【００６３】
（実施の第二形態）
本発明の実施の第二形態に係る圧電フィルタは、図７に示すように、図１および図２に示す、第１および第２圧電薄膜共振子１ａ、１ｂを、Ｌ型にラダー接続したラダー型フィルタ１と、誘導型コイル（平衡−不平衡変換部）２２とを有している。なお、以下の各実施の各形態では、上記実施の第一形態と同様の機能を有する部材については、同一の部材番号を付与して、その説明を省いた。
【００６４】
本実施の第二形態の圧電フィルタでは、ラダー型フィルタ１の端子は不平衡端子４となり誘導型コイル２２の端子は平衡端子５となる。誘導型コイル２２は、同一基板上にある必要はなく、パッケージ、実装基板などに形成されていてもよい（作りこまれている、あるいは、誘導型コイル部品を搭載していてもよい）。
【００６５】
このような圧電フィルタでは、フィルタ特性は、ラダー型フィルタ１で決まるため、２重モードフィルタのみ構成されるフィルタに比べ、挿入損失を低減することができる。
【００６６】
さらに、上記圧電フィルタにおいては、平衡端子５と不平衡端子４とを有しているので、ＤＰＸへの応用が容易であり、ラダー型フィルタ１の端子をアンテナ側、誘導型コイル２２の端子をＩＣなど、内部回路に接続するだけでよく、付加部品なしで、ＤＰＸ等の電子部品を構成することができる。
【００６７】
（実施の第三形態）
本発明の実施の第三形態に係る圧電フィルタは、図８に示すように、図１および図２に示す第１および第２圧電薄膜共振子１ａ、１ｂをラダー接続したラダー型フィルタ１と、図２に示す第１圧電薄膜共振子１ａと同様な圧電薄膜共振子３２ａをラティス（lattice）型に組み合わせたフィルタ（平衡−不平衡変換部）３２とを備えている。よって、上記圧電フィルタにおいては、ラダー型フィルタ１の端子は不平衡端子４となり、上記フィルタ３２の端子は平衡端子５となる。
【００６８】
このような圧電フィルタでは、フィルタ特性は、ラダー型フィルタ１とラティス型のフィルタ３２とで決まるため、２重モードフィルタのみ構成されるフィルタに比べ、挿入損失を低減することができる。
【００６９】
上記圧電フィルタにおいては、平衡端子５と不平衡端子４とを有しているので、ＤＰＸへの応用が容易であり、ラダー型フィルタ１の端子をアンテナ側、フィルタ３２の端子をＩＣなど、内部回路に接続するだけでよく、付加部品なしで、ＤＰＸを構成することができる。
【００７０】
（実施の第四形態）
本発明の実施の第四形態に係る圧電フィルタは、図９に示すように、図１に示すラダー型フィルタ１と、バラン（平衡−不平衡変換部）４２とを有している。上記バラン４２としては、例えば図１０（ｂ）〜（ｃ）に示すように、セラミック多層型バランを用いることができる。
【００７１】
セラミック多層型バランは、各ＧＮＤ４２ａを距離Ｔにて互いに平行に対面して有し、各ＧＮＤ４２ａ間に、各ストリップ線路４２ｂ、４２ｃ、４２ｄを備えている。ストリップ線路４２ｂは、不平衡端子側であり、各ＧＮＤ４２ａとは電気的に絶縁されている。
【００７２】
各ストリップ線路４２ｃ、４２ｄは、直線上に並んで、かつ、ストリップ線路４２ｂと距離Ｓにて互いに平行に対面して配置され、ストリップ線路４２ｂの両端部に対応するそれぞれの端部にて各ＧＮＤ４２ａの一方とスルーホールを介して電気的に接続され、ストリップ線路４２ｂの中央部に対応するそれぞれの端部から取り出された各平衡端子６、６を備えている。さらに、各ストリップ線路４２ｃ、４２ｄは、ストリップ線路４２ｂとの間にて、それぞれ１／４波長結合線路を形成するように設定されている。
【００７３】
このようなバラン４２の動作原理について、図１０（ａ）に示す等価回路に基づき説明すると、一次側コイルとなるストリップ線路４２ｂに入力された不平衡信号は、巻き数が相等しく互いに逆方向の２つの二次側コイルとなる各ストリップ線路４２ｃ、４２ｄに誘導される。このとき、各端子６、６の各信号は互いに逆位相となり、各端子６、６間の電位は端子７とＧＮＤ間の電位と等しくなる。つまり、端子７に入力された不平衡信号が各端子６、６に平衡信号として出力される。
【００７４】
このような圧電フィルタでは、ラダー型フィルタ１の端子は不平衡端子４となり、バラン４２からの端子は平衡端子５となる。バラン４２は、同一基板上にある必要はなく、パッケージ、実装基板などに形成されていてもよい（作りこまれている、あるいはバラン部品を搭載してもよい）。
【００７５】
このような圧電フィルタでは、フィルタ特性は、ラダー型フィルタ１で決まるため、２重モードフィルタのみ構成されるフィルタに比べ、挿入損失を低減することができる。
【００７６】
その上、上記圧電フィルタにおいては、平衡出力と不平衡出力を有しているので、ＤＰＸへの応用が容易であり、ラダー型フィルタ１の端子をアンテナ側、バラン４２の端子をＩＣなど、内部回路に接続するだけでよく、付加部品なしで、ＤＰＸを構成することができる。
【００７７】
（実施の第五形態）
本発明に係るＤＰＸは、図１１に示すように、ＡＮＴ（アンテナ）に接続された整合回路５２と、整合回路５２と送信側端子（Ｔｘ）との間に設けられた送信側フィルタ５３と、整合回路５２と受信側端子（Ｒｘ）との間に設けられた受信側フィルタ５４とを有している。送信側フィルタ５３および受信側フィルタ５４は、通過帯域が互いに相違するように設定されている。
【００７８】
そして、送信側フィルタ５３および受信側フィルタ５４の少なくとも一方は、実施の第一形態に記載の圧電フィルタにより形成されていることが好ましい。なお、上記圧電フィルタは、実施の第二、第三、第四形態の何れかに示す圧電フィルタでもかまわない。送信側フィルタ５３および受信側フィルタ５４の少なくとも一方に、本発明の圧電フィルタを用いることで、肩の切れがよい、良好なフィルタ特性を有するＤＰＸとすることが可能となる。肩の切れがよいとは、通過帯域の上下端から、所定の減衰量まで落とすのに必要な周波数間隔が小さいことである。
【００７９】
圧電フィルタは、平衡端子と不平衡端子を有しているので、ＤＰＸへの応用が容易である。ラダー型フィルタ１の端子をアンテナ側、不平衡出力を平衡出力に変換する機能の端子をＩＣなど、内部回路に接続するだけでよく、付加部品なしで、ＤＰＸを構成することができる
（実施の第六形態）
本発明の実施の第六形態に係る圧電フィルタは、図１２に示すように、ラダー型フィルタ１と不平衡出力を平衡出力に変換する機能から構成されており、入出力端子は、それぞれ平衡端子である。本実施の形態では、不平衡出力を平衡出力に変換する機能として、２重モード型フィルタ２を示したが、前述の誘導型コイル２２、ラティス型のフィルタ３２、バラン４２でもよく、それらの組み合わせでもよい。
【００８０】
このような圧電フィルタは、入出力端子にそれぞれ平衡端子を有しているので、入出力端子が平衡端子であることを求める用途に対して用いることができる。
【００８１】
さらに、他の平衡−不平衡変換部としては、トランスバーサル型弾性表面波フィルタを挙げることができる。
【００８２】
【発明の効果】
本発明の圧電フィルタは、以上のように、圧電共振子が複数フィルタ機能を有するように設けられ、平衡信号と不平衡信号との間にて変換機能を有する平衡−不平衡変換部が、複数の圧電共振子に接続されて設けられている構成である。
【００８３】
それゆえ、上記構成は、圧電共振子を複数用いてフィルタ機能を実現しているので、上記各圧電共振子を、例えば、電気信号と機械振動への変換無にてフィルタ機能を有するラダー型に配置して、挿入損失を軽減できる。
【００８４】
さらに、上記構成では、平衡−不平衡変換部を複数の圧電共振子に接続して設けたので、平衡入出力端子を有するＩＣ等の電子部品に対応できるから、挿入損失を低減しながら、平衡入出力にも対応できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第一形態に係る圧電フィルタの概略ブロック図である。
【図２】上記圧電フィルタのラダー型フィルタを示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は上記（ａ）のＡ−Ａ’矢視断面図である。
【図３】上記ラダー型フィルタの各変形例を示すブロック図であって、（ａ）はＴ型、（ｂ）はπ型を示す。
【図４】上記圧電フィルタの２重モード型フィルタに関する、各動作モードを示すための振動部分の断面図であって、（ａ）は対称モード（Ｓモード）、（ｂ）は斜対称モード（Ａモード）を示す。
【図５】上記２重モード型フィルタの等価回路図である。
【図６】上記２重モード型フィルタのフィルタ特性を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の第二形態に係る圧電フィルタの概略ブロック図である。
【図８】本発明の実施の第三形態に係る圧電フィルタの概略ブロック図である。
【図９】本発明の実施の第四形態に係る圧電フィルタの概略ブロック図である。
【図１０】上記圧電フィルタのバランを示すものであって、（ａ）は等価回路図、（ｂ）は斜視図、（ｃ）は概略構成図である。
【図１１】本発明の電子部品としての、ＤＰＸの回路ブロック図である。
【図１２】本発明の実施の第六形態に係る圧電フィルタの概略ブロック図である。
【符号の説明】
１ラダー型フィルタ
１ａ、１ｂ圧電薄膜共振子
２２重モード型フィルタ（平衡−不平衡変換部）

Claims

基板上に形成されている、少なくとも１層の第一圧電薄膜と、該第一圧電薄膜を挟んで対向する第一電極および第二電極とを備えた圧電共振子がラダー接続されたラダー型フィルタと、
平衡信号と不平衡信号との間にて変換機能を有するとともに、前記複数の圧電共振子の少なくとも１つに接続されている、第二圧電薄膜の両面上に互いに対向する電極が形成された２重モードフィルタとを備え、
前記ラダー型フィルタの圧電共振子の第一圧電薄膜と、前記２重モードフィルタの第二圧電薄膜とは、同じ圧電薄膜を共用していることを特徴とする圧電フィルタ。
第一圧電薄膜の振動する部位は、基板側にて、空洞部上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧電フィルタ。
空洞部は、基板に設けられた開口部もしくは凹部により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧電フィルタ。
圧電共振子の一方の面上に絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の圧電フィルタ。
絶縁膜は、複数の互いに温度係数が異なる各絶縁薄膜を有していることを特徴とする請求項４に記載の圧電フィルタ。
絶縁膜は、複数の互いに内部応力の発生機構が異なるものからなっていることを特徴とする請求項４または５に記載の圧電フィルタ。
複数の各圧電共振子は、ｎ次（ｎは２以上の整数）モードの厚み縦振動または厚みすべり振動に設定されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の圧電フィルタ。
請求項１〜７の何れか１項に記載の圧電フィルタを有することを特徴とする電子部品。