JP4868064B2 - 弾性波分波器 - Google Patents

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Description

本発明は、送信側フィルタチップと受信側フィルタチップとが基板上に実装された分波器に関し、より詳細には、各フィルタチップが弾性表面波フィルタチップや弾性境界波フィルタチップのような弾性波フィルタチップからなる弾性波分波器に関する。
従来、携帯電話機などの移動体通信システムにおいては、部品点数を低減するために、複数の機能を有する複合部品が強く求められている。このような複合部品の一例として、受信側回路で使用される受信側フィルタチップと、送信側回路で使用される送信側フィルタチップとを備えた分波器が知られている。
例えば、下記の特許文献１では、この種の分波器の一例として、図１７に模式的回路図で示す弾性表面波分波器が開示されている。
弾性表面波分波器１００１では、基板１００２上に、送信側弾性波フィルタチップ１００３と、受信側弾性波フィルタチップ１００４とが表面実装されている。共通端子１００５に、送信側弾性波フィルタチップ１００３及び受信側弾性波フィルタチップ１００４の一端が接続されている。なお、受信側弾性波フィルタチップ１００４は、位相シフト回路１００６を介して共通端子１００５に接続されている。共通端子１００５は、アンテナ等に接続される端子である。
送信側弾性波フィルタチップ１００３は、１ポート型弾性表面波共振子からなる複数の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ３と、１ポート型弾性表面波共振子からなる並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２とを有する。送信側弾性波フィルタチップ１００３の共通端子１００５と接続されている側とは反対側の端部が、送信端子１００７に接続されている。送信端子１００７から、送信すべき電気信号が入力され、送信側弾性波フィルタチップ１００３を介して共通端子１００５に与えられる。
他方、受信側弾性波フィルタチップ１００４は、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１００８，１００９を並列に接続した構造を有する。縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１００８，１００９は、それぞれ、中央に配置された第１のＩＤＴを有し、双方の第１のＩＤＴの一端が共通接続され、位相シフト回路を介して共通端子１００５に接続されている。第１のＩＤＴの他端は、グラウンド電位に接続されている。
また、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１００８の第１のＩＤＴの表面波伝搬方向の両側に配置された第２，第３のＩＤＴの各一端が共通接続され、第１の受信端子１０１０に接続されている。
縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１００９の第２，第３のＩＤＴの各一端も共通接続され、上記受信端子１０１０に接続されている。縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１００８，１００９の第２，第３のＩＤＴはそれぞれ共通接続されて、第２の平衡端子としての第２の受信端子１０１１に電気的に接続されている。
従って、上記受信側弾性波フィルタチップ１００４は、第１，第２の受信端子１０１０，１０１１を有する平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタである。
特開２００３−２４９８３２号公報
特許文献１に記載の弾性表面波分波器１００１では、基板１００２上に、送信側フィルタを構成する送信側弾性波フィルタチップ１００３及び受信側フィルタを構成する受信側弾性波フィルタチップ１００４が表面実装されて、複合化が図られている。従って、部品点数の低減を図ることができる。しかも、受信側弾性波フィルタチップ１００４は、上記のように平衡−不平衡変換機能を有するため、バランを省略することも可能とされている。
しかしながら、送信側弾性波フィルタチップ１００３と、受信側弾性波フィルタチップ１００４との間のアイソレーションが十分でないという問題があった。すなわち、送信側弾性波フィルタチップ１００３はラダー型の回路構成を有し、送信に際し送信電流が流れて磁界が発生する。バランス型の受信側弾性波フィルタチップ１００４では、第１の平衡端子である第１の受信端子１０１０側から第２の平衡端子としての第２の受信端子１０１１側に受信電流が伝搬する。しかしながら、送信周波数帯域では、上述した磁界による誘導電流が上記受信電流に重なって流れる。そのため、受信側弾性波フィルタチップ１００４におけるアイソレーション特性が、送信側帯域フィルタの通過帯域において劣化するという問題があった。
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、送信側弾性波フィルタチップ及び受信側弾性波フィルタチップの内少なくとも一方がバランス型のフィルタチップである構成において、受信側弾性波フィルタチップと送信側弾性波フィルタチップとの間のアイソレーション特性が良好な弾性波分波器を提供することにある。
本発明によれば、基板と、前記基板上に実装された受信側弾性波フィルタチップ及び送信側弾性波フィルタチップとを備え、前記基板が、第１，２のバランス端子と共通端子と信号端子とを有しており、前記送信側弾性波フィルタチップ及び前記受信側弾性波フィルタチップが、それぞれ、少なくとも１つの弾性波励振電極を有しており、かつ前記送信側弾性波フィルタチップ及び受信側弾性波フィルタチップの内少なくとも一方が第１の平衡信号端子及び第２の平衡信号端子を入力端子または出力端子として有するバランス型フィルタ部であり、前記バランス型フィルタ部と前記第１のバランス端子とを接続している第１の配線と、前記バランス型フィルタ部と前記第２のバランス端子とを接続している第２の配線とをさらに備え、前記バランス型フィルタ部と第１の配線との接続点が前記バランス型フィルタ部の第１の平衡信号端とされており、前記バランス型フィルタ部と前記第２の配線との接続点が第２の平衡信号端とされており、前記第１，２の配線が互いの間で絶縁された状態で交差していることを特徴とする、弾性波分波器が提供される。
本発明に係る弾性波分波器では、上記第１，第２の配線が交差する部分は、上記基板に設けられており、第１，第２の配線が互いに絶縁された状態で交差する部分を容易に形成することができる。この場合、より好ましくは、前記基板が、複数の絶縁層を積層してなる積層基板であり、該積層基板の絶縁層を介して隔てられた複数の導体パターンと、絶縁層を介して隔てられた少なくとも２つの導体パターンを電気的に接続するように設けられたビアホール導体がさらに備えられている。この場合には、積層基板に複数の導体パターンを絶縁層を介して隔てられて形成し、かつ絶縁層を介して得られた少なくとも２つの導体パターンをビアホールで電気的に接続しているので、第１，第２の配線が互いの間で絶縁された状態で交差している構造を、少なくとも一方の配線を上記導体パターンにより形成することにより容易に形成することができる。
本発明に係る弾性波分波器では、上記第１，第２の配線が交差している部分は、バランス型フィルタチップに設けられていてもよい。その場合には、第１，第２の配線が互いに絶縁された状態で交差している構造を基板に設けなくてもよいので、基板を小型化できる。
本発明に係る弾性波分波器では、好ましくは、前記送信側弾性波フィルタチップ及び受信側弾性波フィルタチップの内、前記受信側弾性波フィルタチップが、前記バランス型のフィルタ部である。この場合には、受信側弾性波フィルタチップがバランス型となるため、受信側弾性波フィルタチップにバランを接続する必要がなく、弾性波分波器の小型化を図ることができる。
本発明に係る弾性波分波器において、上記バランス型のフィルタ部は様々に形成されるが、好ましくは、前記バランス型フィルタ部が、圧電基板と、前記圧電基板に設けられており、前記弾性波励振電極として、第１のＩＤＴと、第１のＩＤＴの弾性波伝搬方向両側に配置された第２，第３のＩＤＴとを有し、第１〜第３のＩＤＴが設けられている領域の弾性波伝播方向両側に配置されている一対の反射器をさらに有する第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ部とを備え、前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ部の前記第２のＩＤＴ同士が接続されており、前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ部の前記第３のＩＤＴ同士が接続されており、前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記第１のＩＤＴの一方のバスバーが第１の平衡信号入出力部であり、前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記第１のＩＤＴの他方のバスバーが第２の平衡信号入出力部である。この好ましいバランス型フィルタ部を、以下、特定の好ましいバランス型フィルタ部と略すこととする。
好ましくは、前記第１の平衡信号入出力部が前記第１の平衡信号端に接続されており、前記第２の平衡信号入出力部が前記第２の平衡信号端に接続されている。
本発明の弾性波分波器のある特定の局面では、上記特定の好ましいバランス型フィルタ部が２個備えられ、該２個のバランス型フィルタ部が並列接続され、前記２個のバランス型フィルタ部の双方の前記第１の平衡信号入出力部が前記第１の平衡信号端に接続されており、かつ、前記２個のバランス型フィルタ部の双方の前記第２の平衡信号入出力部が前記第２の平衡信号端に接続されている。
また、本発明の弾性波分波器の他の特定の局面では、前記圧電基板上に、上記特定の好ましいバランス型フィルタ部が２個備えられており、該２個のバランス型フィルタ部が並列接続されており、前記２個のバランス型フィルタ部の双方の前記第１の平衡信号入出力部が前記第１の平衡信号端に接続されており、かつ、前記２個のバランス型フィルタ部のいずれか一方の前記第２の平衡信号入出力部が前記第２の平衡信号端に接続されている。
本発明の弾性波分波器のさらに別の特定の局面では、前記圧電基板上に、上記特定の好ましいバランス型フィルタ部が２個備えられており、該２個のバランス型フィルタ部が並列接続されており、前記２個のバランス型フィルタ部のいずれか一方の前記第１の平衡信号入出力部が前記第１の平衡信号端に接続されており、かつ、前記２個のバランス型フィルタ部の双方の前記第２の平衡信号入出力部が前記第２の平衡信号端に接続されている。
本発明に係る弾性波分波器では、前記バランス型のフィルタ部が、圧電基板と、前記圧電基板に設けられており、前記弾性波励振電極として、第１のＩＤＴと、第１のＩＤＴの弾性波伝搬方向両側に配置された第２，第３のＩＤＴとを有し、第１〜第３のＩＤＴが設けられている領域の弾性波伝播方向両側に配置されている一対の反射器をさらに有する第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタを備え、前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１のＩＤＴまたは第２，第３のＩＤＴの前記第１の配線に接続される部分が第１の平衡信号端とされ、前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１のＩＤＴまたは第２，３のＩＤＴの前記第２の配線に接続される部分が第２の平衡信号端とされ、第２の縦結合共振子型弾性波フィルタにおける入力信号に対する出力信号の位相が、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタにおける入力信号に対する出力信号の位相と１８０°異ならされている構造であってもよい。
また、本発明に係る弾性波分波器では、前記バランス型のフィルタ部が、圧電基板と、前記圧電基板に設けられており、前記弾性波励振電極として、第１のＩＤＴと、第１のＩＤＴの弾性波伝搬方向両側に配置された第２，第３のＩＤＴとを有し、第１〜第３のＩＤＴが設けられている領域の弾性波伝播方向両側に配置されている一対の反射器をさらに有する第１ないし第４の縦結合共振子型フィルタを備え、第１と第３の縦結合共振子型弾性波フィルタが縦続接続されており、第２と第４の縦結合共振子型弾性波フィルタが縦続接続されており、前記第３の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１のＩＤＴまたは第２，第３のＩＤＴの前記第１の配線に接続される部分が第１の平衡信号端とされ、前記第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１のＩＤＴまたは第２，第３のＩＤＴの前記第２の配線に接続される部分が第２の平衡信号端とされ、第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの内３つのフィルタの入力信号に対する出力信号の位相が同相にされており、かつ残りの１つのフィルタの入力信号に対する出力信号の位相と１８０°異ならされている構造であってもよい。
本発明に係る弾性波分波器では、上記送信側帯域フィルタが、ラダー型弾性波フィルタで構成されてもよく、その場合には、低損失とすることができる。
本発明に係る弾性波分波器では、弾性波として弾性表面波が用いられ、それによって弾性表面波フィルタ装置が構成されていてもよく、あるいは弾性境界波が用いられ、それによって弾性境界波フィルタチップが構成されていてもよい。
本発明に係る弾性波分波器では、好ましくは、前記バランス型のフィルタ部が、基板と、前記基板に支持され前記基板から音響的に分離されている圧電膜と、該圧電膜を上下に挟んでいる前記励振電極としての上下電極膜とを備えた圧電共振子を含んでいる。
（発明の効果）
本発明に係る弾性波分波器では、基板上に送信側弾性波フィルタチップ及び受信側弾性波フィルタチップが実装されており、送信側弾性波フィルタチップ及び受信側弾性波フィルタチップの内少なくとも一方がバランス型のフィルタ部であり、バランス型フィルタ部と第１のバランス端子とを接続している第１の配線と、バランス型フィルタ部と第２のバランス端子とを接続している第２の配線とが、互いの間で絶縁された状態で交差されているので、受信側弾性波フィルタチップにおいて送信側帯域フィルタの通過帯域におけるアイソレーション特性が改善され、また送信側弾性波フィルタチップにおいては受信側帯域フィルタの通過帯域におけるアイソレーション特性が改善される。
従って、基板上に受信側弾性波フィルタチップ及び送信側弾性波フィルタチップが表面実装されており、しかも少なくとも一方のフィルタチップがバランス型フィルタ部であり小型化を進め得る分波器において、送信側弾性波フィルタチップ及び受信側弾性波フィルタチップ間のアイソレーション特性を効果的に改善することができる。
従って、携帯電話機などの移動体通信機器の小型化を進め得るだけなく、送信側と受信側とのアイソレーションが高められ、従って、送信及び受信に際しての通信性能を高めることが可能となる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る分波器の回路構成を示す略図的回路図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る分波器を模式的に示す平面図である。 図３は、図２の分波器におけるＣ−Ｃ線に沿う部分を示す部分切欠拡大側面図である。 図４は、比較のために用意した分波器の従来の分波器の模式的平面図である。 図５は、図４に示した比較のために用意した分波器におけるＤ−Ｄ線に沿う部分を示す部分切欠拡大側面図である。 図６は、実施形態及び比較例の分波器のアイソレーション特性を示す図である。 図７は、実施形態及び比較例の分波器の受信側弾性表面波フィルタチップのフィルタ特性を示す図である。 図８は、比較のために用意した分波器におけるアイソレーション特性における振幅特性を示す図である。 図９は、図１に示した実施形態におけるアイソレーション特性での振幅特性を示す図である。 図１０は、比較のために用意した従来例及び実施形態における位相バランス特性を示す図である。 図１１は、本発明の分波器の変形例を示す模式的回路図である。 図１２は、本発明の分波器の他の変形例を示す模式的回路図である。 図１３は、本発明の分波器のさらに他の変形例を示す模式的回路図である。 図１４は、本発明の分波器の他の変形例を示す模式的回路図である。 図１５は、本発明の分波器のさらに他の変形例を示す模式的回路図である。 図１６は、本発明のバランス型フィルタ部を構成する圧電共振子の一例を示す模式的正面図である。 図１７は、従来の分波器の回路構成を示す模式的回路図である。
符号の説明
１…分波器
２…基板
２ａ，２ｂ…絶縁層
３…送信側弾性表面波フィルタチップ
４…受信側弾性表面波フィルタチップ
５…共通端子
６…送信端子
７…第１のバランス端子
８…第２のバランス端子
９…１ポート型弾性表面波共振子
１０…１ポート型弾性表面波共振子
１１〜１４…第１〜第４の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
１１ａ〜１１ｃ…第１〜第３のＩＤＴ
１２ａ〜１２ｃ…第１〜第３のＩＤＴ
１３ａ〜１３ｃ…第１〜第３のＩＤＴ
１４ａ〜１４ｃ…第１〜第３のＩＤＴ
１５…第１の配線
１６…第２の配線
１７…第１の平衡信号端
１８…第２の平衡信号端
１９…圧電基板
２０ａ〜２０ｈ…バンプ
２１…圧電基板
２２ａ〜２２ｆ…バンプ
２４，２５，２６…ビアホール導体
３１，３２…配線パターン
３３…ビアホール導体
５１…分波器
５４…受信側弾性表面波フィルタチップ
６１…分波器
６２，６３…３ＩＤＴ型の第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ
６２ａ〜６２ｃ…ＩＤＴ
６３ａ〜６３ｃ…ＩＤＴ
６４…受信側弾性表面波フィルタチップ
７１…分波器
８１…分波器
９１…分波器
１０１…圧電共振子
１０２…基板
１０３…圧電薄膜
１０４…下部電極
１０５…上部電極
１１６…配線
Ｐ１〜Ｐ３…並列腕共振子
Ｓ１〜Ｓ３…直列腕共振子
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより本発明を明らかにする。
図１は、本発明の一実施形態の分波器の回路構成を示す略図的回路であり、図２には、本実施形態の分波器の構造を示す模式的平面図であり、図３はその要部を示す部分切欠側面断面図である。
本実施形態の分波器１は、基板２を有する。本実施形態では、基板２は、複数の絶縁層を形成してなり、かつ絶縁層を介して積層された導体パターンを有する積層基板からなる。この積層基板の構造については後ほど説明する。
絶縁層を形成する絶縁材料は特に限定されず、アルミナなどの適宜の絶縁性セラミックスや合成樹脂などを用いることができる。
基板２上に、図１に模式的に回路構成を示す送信側弾性表面波フィルタチップ３と受信側弾性表面波フィルタチップ４とが搭載されている。この基板２には、アンテナに接続される共通端子５が備えられている。共通端子５に、送信側弾性表面波フィルタチップ３が接続されている。送信側弾性表面波フィルタチップ３は、３個の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ３と、３個の並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３とを有するラダー型の回路構成を有する弾性表面波フィルタである。
直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ３及び並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３は、それぞれ、１ポート型弾性表面波共振子からなる。
送信側弾性表面波フィルタチップ３は、送信端子６に電気的に接続されている。送信端子６から送信信号が入力され、送信側弾性表面波フィルタチップ３を介してアンテナに接続される共通端子５に出力される。
本実施形態の分波器１は、ＰＣＳ方式の携帯電話機の分波器として用いられるものであり、送信周波数帯は１８５０〜１９１０ＭＨｚであり、受信周波数帯は１９３０〜１９９０ＭＨｚである。
受信側弾性表面波フィルタチップ４は、一端が共通端子５に接続されており、他端が第１，第２の受信端子としての第１，第２のバランス端子７，８に電気的に接続されている。
受信側弾性表面波フィルタチップ４は、図１に示す回路構成を有する。すなわち共通端子５に１ポート型弾性表面波共振子９，１０を介して、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１，１２がそれぞれ接続されている。縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１，１２は、図１では略図的に示されているが、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタである。すなわち、第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１は、中央に配置された第１のＩＤＴ１１ａと、第１のＩＤＴ１１ａの表面波伝搬方向両側に配置された第２，第３のＩＤＴ１１ｂ，１１ｃとを有する。同様に、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１２は、第１〜第３のＩＤＴ１２ａ〜１２ｃを有する。第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの各第１のＩＤＴ１１ａ，１２ａの一端が、１ポート型弾性表面波共振子９，１０を介して共通端子５に共通接続されている。
ＩＤＴ１１ａ，１２ａの他端はグラウンド電位に接続されている。
第１の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１の第２，第３のＩＤＴ１１ｂ，１１ｃの各一端はグラウンド電位に接続されており、各他端は、それぞれ、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１３の第２，第３のＩＤＴ１３ｂ，１３ｃの一端に接続されている。ＩＤＴ１３ｂ，１３ｃの他端はグラウンド電位に接続されている。
同様に、第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１２の後段には、第４の３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１４が接続されている。すなわち、ＩＤＴ１２ｂ，１２ｃの各一端はグラウンド電位に接続されており、ＩＤＴ１２ｂ，１２ｃの他端と、ＩＤＴ１４ｂ，１４ｃとの一端とが電気的に接続されており、ＩＤＴ１４ｂ，１４ｃの各他端はグラウンド電位に接続されている。第１のＩＤＴ１４ａの一端は、第１のＩＤＴ１３ａの一端と共通接続され、第１の平衡信号端子としての第１のバランス端子７に接続されており、各他端も共通接続され、第２の受信端子としての第２のバランス端子８に接続されている。
ここで、第１，第２のバランス端子７，８は、上記基板２側に形成されている。そして、受信側弾性表面波フィルタチップ４は、第１の配線１５により第１のバランス端子７と電気的に接続されており、他方、受信側弾性表面波フィルタチップ４は、第２の配線１６により第２のバランス端子８に接続されている。ここで、第１の配線１５と、受信側弾性表面波フィルタチップ４との接続点が第１の平衡信号端１７であり、第２の配線１６と受信側弾性表面波フィルタチップ４との接続点が第２の平衡信号端１８である。
なお、上記送信側弾性表面波フィルタチップ３及び受信側弾性表面波フィルタチップ４は、いずれも圧電基板の片面に、上述した回路構成が実現されるようにＡｌなどの適宜の金属もしくは合金からなる電極及び配線パターンを形成することにより構成されている。
なお、本実施形態では、基板２に共通端子５及び第１，第２のバランス端子７，８が形成されている。他方、図２に示されているように、第１，第２の配線１５，１６は、本実施形態では、上記受信側弾性表面波フィルタチップ４を構成している基板２上に至るように形成されている。
本実施形態の特徴は、上記の第１の配線１５と第２の配線１６とが、図１に矢印Ａで示すように交差していることにあり、それによって、送信側弾性表面波フィルタチップ３と受信側弾性表面波フィルタチップ４のそれぞれの通過帯域におけるアイソレーション特性を改善することが可能とされている。
図１に示した回路構成の具体的な構造を図２及び図３を参照して説明する。
図２では、基板２上に送信側弾性表面波フィルタチップ３及び受信側弾性表面波フィルタチップ４が搭載されている構造が模式的平面図で示されている。ここでは、送信側弾性表面波フィルタチップ３は、圧電基板１９を有する。圧電基板１９の下面には、図１に示した送信側弾性表面波フィルタチップ３の回路構成を実現するための電極構造及び配線パターンが形成されている。図２では、図示を容易とするため、圧電基板１９を透視し、かつこの電極構造及び配線パターンを省略してあることを指摘しておく。圧電基板１９の下面には、基板２上の配線パターンに接続されるように、複数のバンプ２０ａ〜２０ｈが形成されている。これらのバンプ２０ａ〜２０ｈは、圧電基板１９の下面において、下方に突出するように設けられている。また、バンプ２０ａ〜２０ｈは、弾性表面波フィルタ３の共通端子５、グラウンド端子、送信端子６に接続される電極に電気的に接続されている。ここで、バンプ２０ａが、共通端子５に接続されるバンプであり、バンプ２０ｄ〜２０ｇはグラウンド端子に接続されるバンプであり、２０ｈは、図１の送信端子６に接続されるバンプである。バンプ２０ｂ，２０ｃは、電気的に浮いており、送信側弾性表面波フィルタチップ３を安定に基板２上に搭載するために設けられているダミーのバンプである。送信側弾性表面波フィルタチップ３では、送信端子６に接続されるバンプ２０ｈの側から、共通端子に接続されるバンプ２０ａ側に向かって、例えば矢印Ｂで示すように送信電流が流れる。この送信電流により磁界が生じる。
他方、図２に示すように、受信側弾性表面波フィルタチップ４においても、圧電基板２１の下面に複数のバンプ２２ａ〜２２ｆが形成されている。また、受信側弾性表面波フィルタチップ４においては、圧電基板２１の下面に略図的に実線で示すように図１に示した電極構造が形成されている。
バンプ２２ａ〜２２ｆもまた、圧電基板２１の下面から下方に突出されている。また、バンプ２２ａ〜２２ｆは、受信側弾性表面波フィルタチップ４の共通端子５、グラウンド端子、第１，第２のバランス端子７，８に接続される電極に電気的に接続されている。
バンプ２２ａ〜２２ｆの内、バンプ２２ａは浮きバンプであり、バンプ２２ｂ，２２ｅはグラウンド電位に接続されるバンプであり、バンプ２２ｃは、第２のバランス端子に接続されるバンプである。また、バンプ２２ｄは、共通端子５に接続されるバンプであり、バンプ２２ｆは、第１のバランス端子に電気的に接続されるバンプである。これらのバンプ２２ｂ〜２２ｆは、圧電基板２１の下面に形成された受信側弾性表面波フィルタに電気的に接続されている。
また、上記受信側弾性表面波フィルタチップ４に設けられている第１〜第４の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１〜１４を接続している配線パターンの内、実線で示す配線パターンと、破線で示す配線パターンとが圧電基板２１内において異なる高さ位置に形成されている。そして、ビアホール導体２４，２５，２６により、異なる高さ位置に設けられている配線パターン同士が電気的に接続されている。
他方、本実施形態では、第１のバランス端子７と第１の平衡信号端１７とが、第１の配線１５により接続されており、第２のバランス端子８と、第２の平衡信号端１８が第２の配線１６により接続されていた（図１参照）。これは、本実施形態では、図２に示す基板２上において行われている。すなわち、図２において、一点鎖線で示す配線パターン３１が第１の配線１５を構成しており、一点鎖線で示す配線パターン３２が第２の配線１６を構成している。この配線パターン３１，３２は、図３に図２の矢印Ｃ−Ｃ線に沿う部分を示す部分切欠側面断面図から明らかなように、基板２において異なる高さ位置に形成されており、従って、互いに絶縁された状態で交差している。より具体的には、基板２は、図３に示すように、第１，第２の絶縁層２ａ，２ｂを積層した構造を有する。基板２上に、受信側弾性表面波フィルタチップ４の下面に形成された上記バンプ２２ｃが接合される第２の配線を構成している配線パターン３２が形成されている。この配線パターン３２は、基板２の下面に形成された第２のバランス端子８にビアホール導体３３を介して電気的に接続されている。
他方、第１の配線１５を構成している第１の配線パターン３１は、絶縁層２ａ，２ｂ間の境界に形成されている。この配線パターン３１は、絶縁層２ａ，２ｂ間の高さ位置において、図２に一点鎖線で示すようにＬ字状の形状を有する。そして、基板２の下面に第１のバランス端子７が形成されている。第１のバランス端子７と、上記配線パターン３１とが、図示していないビアホール電極により電気的に接続されている。
上記のようにして、第１，第２の配線１５，１６を構成している配線パターン３１，３２が互いに絶縁された状態で交差している。この構造により、前述した矢印Ｂで示す方向に流れる送信電流により生じる磁界の影響が抑制されて、それによって、弾性表面波フィルタチップ３，４間のアイソレーション特性が改善される。
これを図６〜図１０を参照して説明する。まず、比較のために、従来例の分波器として、図４及び図５に模式的平面断面図及び図４中のＤ−Ｄ線に沿う部分切欠側面断面図である図５を参照して説明する。この比較例の分波器１１０１では、送信側弾性表面波フィルタチップ及び受信側弾性表面波フィルタチップは上記実施形態と同様である。もっとも、受信側弾性表面波フィルタチップの第１，第２の平衡信号端と、第１，第２のバランス端子とを接続している第１，第２の配線が交差していない点においてのみ異なる。より具体的には、図４に示すように、第１の平衡信号端と第１のバランス端子１１０２とに接続されている第１の配線としての配線パターン１１０４と、第２の平衡信号端と第２のバランス端子１１０３とに接続されている第２の配線を構成している配線パターン１１０５とが、図示のように、交差しないように、分離されている。その他の点については、上記比較例の分波器１１０１は、上記実施形態の分波器１と同様に構成されている。従って、同一部分については同一の参照番号をすることにより、その説明を省略する。
図６は、上記実施形態及び比較例の分波器におけるアイソレーション特性を示し、図７は受信側弾性表面波フィルタにおけるフィルタ特性を示す。図６及び図７において、実線が上記実施形態の結果を、破線が上記比較例の結果を示す。図６及び図７の縦軸は減衰量（ｄＢ）を示す。図６では、送信側弾性表面波フィルタチップ３から受信側弾性表面波フィルタチップ４側への信号の漏洩の程度を示す。図６から明らかなように、送信側帯域である１８５０〜１９１０ＭＨｚ帯において、上記実施形態によれば、比較例に比べて大きな減衰量を得ることができ、従ってアイソレーション特性を効果的に高め得ることがわかる。また、図７は、受信側弾性表面波フィルタのフィルタ特性を示すが、上記実施形態によれば、比較例に比べて、送信側通過帯域における減衰量を十分に大きくし得ることがわかる。
すなわち、第１，第２の配線を交差させることにより、アイソレーション特性を十分に改善し得ることがわかる。これは、バランス型フィルタチップである受信側弾性表面波フィルタチップ４において、バランス性が高められていることにより特性が改善されていることによる。
すなわち、バランス出力間において大きなアイソレーションを得るには、送信端子に信号を入力した場合に、第１，第２のバランス端子のそれぞれにおける出力信号が同振幅でありかつ同位相であることが望ましい。第１，第２のバランス端子の出力信号が同振幅かつ同位相に近いほど、差動振幅は０に近くなり、大きな減衰量を得ることができる。従って、バランス性が良好であるほど、アンバランスの場合の出力よりも良い特性が得られると考えられる。
図８及び図９は、それぞれ実施形態及び比較例のアイソレーションにおける振幅特性を示す。図８及び図９において、実線は共通端子−第１のバランス端子７における振幅特性を、破線は共通端子−第２のバランス端子８における振幅特性を示す。図８及び図９の横軸は周波数であり、縦軸は減衰量である。
図１０は、アイソレーションにおける位相バランス特性を示す。すなわち、送信端子に信号を入力した場合に、第１のバランス端子に出力される信号と第２のバランス端子に出力される信号の位相差を示す。また、図１０では、縦軸は位相差であり、細線は比較例の結果を、太線は上記実施形態の結果を示す。
図８及び図９を比較することにより、並びに図１０より明らかなように、第１，第２の配線を交差させることにより、振幅特性のバランス及び位相特性バランスが改善されることがわかる。これは、送信電流が流れることにより生じた磁界に対し、上記第１，第２の配線１５，１６が交差することにより、第１，第２のバランス端子へ流れる電磁誘導電流が減少したためと考えられる。
従って、本実施形態の分波器によれば、送信側弾性表面波フィルタチップ３と受信側弾性表面波フィルタチップ４におけるアイソレーションを効果的に高めることが可能となる。
なお、本発明の分波器は、受信側弾性表面波フィルタチップ４における回路構成は図１に示したものに限定されるものではない。このようなバランス型フィルタ部の回路構成が変形された変形例の分波器の回路構成を図１１〜図１７にそれぞれ略図的平面図で示す。
図１１に示す変形例の分波器５１では、受信側弾性表面波フィルタチップ５４がバランス型の弾性表面波フィルタチップである。ここでは、第１の実施形態と同様に、第１〜第４の３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１１〜１４が用いられているが、第１，第２のバランス端子７，８に接続される第１，第２の平衡信号端１７，１８が第３，第４の縦結合共振子型弾性表面波フィルタの第１のＩＤＴ１３ａ，１４ａの一端にそれぞれ接続されており、ＩＤＴ１３ａ，１４ａの他端がグラウンド電位に接続されている。このように、中性点付きの二段縦続構成の受信側弾性表面波フィルタチップ５４を用いてもよい。ここでも、第１，第２の配線１５，１６が、図示のように互いに絶縁された状態で交差されているため、第１の実施形態と同様に、バランス性が高められることにより、アイソレーション特性が改善される。
図１２は、本発明の分波器のさらに他の変形例を示す模式的平面図である。図１２に示す変形例の分波器６１では、第１の実施形態の受信側弾性表面波フィルタチップ４と同様にフロートタイプのバランス型の弾性表面波フィルタチップにより受信側弾性表面波フィルタチップ６４が構成されている。もっとも、ここでは、受信側弾性表面波フィルタチップ６４は、３ＩＤＴ型の第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ６２，６３を有する。縦結合共振子型弾性表面波フィルタ６２，６３の中央の第１のＩＤＴ６２ａ，６３ａの一端が、１ポート型弾性表面波共振子９，１０を介して共通端子５に接続されている。他端がグラウンド電位に接続されている。第２，第３のＩＤＴ６２ｂ，６２ｃ，６３ｂ，６３ｃの各一端が共通接続され、第１の平衡信号端１７に接続されて、各他端が共通接続され第２の平衡信号端１８に接続されている。その他の構成は、第１の実施形態の場合と同様である。この場合においても、バランス型のフィルタチップである受信側弾性表面波フィルタチップ６４において、第１，第２の配線１５，１６は互いに絶縁された状態で交差しているため、第１の実施形態と同様に、バランス特性の向上によりアイソレーション特性の向上が図られる。
図１３は、本発明のさらに他の変形例に係る分波器の回路構成を示す略図的平面図である。図１３に示す分波器７１では、図１２に示す変形例と同様に、第１，第２の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ６２，６３が、それぞれ、１ポート型弾性表面波共振子９，１０を介して共通端子５に接続されている。もっとも、ここでは、一段構成で、中性点付きタイプとされており、従って、第２，第３のＩＤＴ６２ｂ，６２ｃの各一端が共通接続されて第１の平衡信号端に接続されており、第２，第３のＩＤＴ６３ｂ，６３ｃの各一端が共通接続され、第２の平衡信号端に接続されている。ＩＤＴ６２ａ〜６２ｃ，６３ａ〜６３ｃの各他端はグラウンド電位に接続されている。このように、２個の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ６２，６３を有する中性点タイプであってもよく、この場合においても、第１，第２の配線１５，１６が交差しているため、バランス性が高められるため、それによってアイソレーション特性の改善が図られる。
図１４は、本発明の分波器のさらに他の変形例を示す模式的回路図である。図１４に示す分波器８１では、第１，第２の配線１５，１６が交差している部分が受信側弾性表面波フィルタチップ４側に設けられている。その他の点については、第１の実施形態と同様である。このように、第１，第２の配線１５，１６が交差している部分は、基板２上ではなく、受信側弾性表面波フィルタチップ４、すなわちバランス型の弾性表面波フィルタチップ内に設けられてもよい。
また、図１５は、本発明のさらに他の変形例を示す回路図である。この変形例の分波器９１では、図１４に示した変形例の分波器８１の場合と同様に、第１，第２の配線１５，１６が交差している部分は、バランス型フィルタチップである受信側弾性表面波フィルタチップ内に設けられている。
本変形例の分波器９１では、第３，第４の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ１３，１４の中央のＩＤＴ１３ａ，１４ａのバスバーが平衡信号入出力部とされている。図１４に示した変形例の分波器８１の場合とは異なり、中央のＩＤＴ１４ａの他方のバスバー（平衡信号入出力部）のみが第２の平衡信号端１８に接続されている。中央のＩＤＴ１３ａの他方のバスバー（平衡信号入出力部）は別の配線１１６を介して第２のバランス端子８に接続されている。図１４に示した変形例の分波器８１の場合と同様に、中央のＩＤＴ１３ａの一方のバスバー（平衡信号入出力部）と中央のＩＤＴ１４ａの一方のバスバー（平衡信号入出力部）とは、双方共に第１の平衡信号端１７に接続されている。第１，第２の平衡信号端１７，１８には第１，第２の配線１５，１６の一端が接続されている。このように、本発明に係る分波器において、バランス型フィルタチップにおける第１，第２の配線が交差している部分は、２つの一方のバスバーに接続された第１の配線１５と２つの他方のバスバーのいずれか一方のバスバーに接続された第２の配線とが交差されている部分でもよい。
また、上述してきた第１の実施形態及び各変形例では、送信側フィルタはラダー型の回路構成を有していたが、ラダー型の回路構成を有するものに限定されるものではない。また、送信側弾性表面波フィルタチップ及び受信側弾性表面波フィルタチップの少なくとも一方がバランス型フィルタチップであればよく、必ずしも、受信側弾性表面波フィルタチップがバランス型である必要はない。
さらに弾性表面波フィルタチップに代えて、弾性境界波を利用した弾性境界波フィルタチップを用いてもよい。
また、本発明においては、上記バランス型フィルタ部は、図１６に示す圧電共振子を用いて構成されてもよい。図１６に示す圧電共振子１０１は、基板１０２を有する。基板１０２は、適宜の絶縁セラミックスもしくは合成樹脂等により形成される。基板１０２上に、圧電薄膜１０３が形成されている。この圧電薄膜１０３を挟んで表裏対向するように、下部電極１０４と、上部電極１０５とが形成されている。下部電極１０４及び上部電極１０５は、本発明における励振電極を構成しており、Ａｇ、Ａｌなどの適宜の金属もしくは合金からなる。また、圧電薄膜１０３は、ＰＺＴＫセラミックス等の適宜の圧電セラミックスからなる。このような圧電薄膜１０３を用いた圧電共振子１０１を用いて、バランス型フィルタ部が構成されていてもよい。
第１，第２の配線１５，１６が交差する角度は９０°とするのが好ましいが、９０°と異なっている場合にも同様にアイソレーションが改善される効果を得ることができる。

Claims (15)

  1. 基板と、前記基板上に実装された受信側弾性波フィルタチップ及び送信側弾性波フィルタチップとを備え、
    前記基板が、第１，２のバランス端子と共通端子と信号端子とを有しており、
    前記送信側弾性波フィルタチップ及び前記受信側弾性波フィルタチップが、それぞれ、少なくとも１つの弾性波励振電極を有しており、かつ前記送信側弾性波フィルタチップ及び受信側弾性波フィルタチップの内少なくとも一方が第１の平衡信号端子及び第２の平衡信号端子を入力端子または出力端子として有するバランス型フィルタ部であり、
    前記バランス型フィルタ部と前記第１のバランス端子とを接続している第１の配線と、前記バランス型フィルタ部と前記第２のバランス端子とを接続している第２の配線とをさらに備え、
    前記バランス型フィルタ部と第１の配線との接続点が前記バランス型フィルタ部の第１の平衡信号端とされており、前記バランス型フィルタ部と前記第２の配線との接続点が第２の平衡信号端とされており、
    前記第１，２の配線が互いの間で絶縁された状態で交差しており、前記第１、２の配線が交差する部分が前記基板に設けられていることを特徴とする、弾性波分波器。
  2. 前記基板が、複数の絶縁層を積層してなる積層基板であり、該積層基板の絶縁層を介して隔てられた複数の導体パターンと、絶縁層を介して隔てられた少なくとも２つの導体パターンを電気的に接続するように設けられたビアホール導体をさらに備える、請求項１に記載の弾性波分波器。
  3. 前記第１，２の配線が交差している部分が、前記バランス型フィルタ部に設けられている請求項１または２に記載の弾性波分波器。
  4. 前記送信側弾性波フィルタチップ及び受信側弾性波フィルタチップの内、前記受信側弾性波フィルタチップが、前記バランス型フィルタ部である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波分波器。
  5. 前記バランス型フィルタ部が、
    圧電基板と、
    前記圧電基板に設けられており、前記弾性波励振電極として、第１のＩＤＴと、第１のＩＤＴの弾性波伝搬方向両側に配置された第２，第３のＩＤＴとを有し、第１〜第３のＩＤＴが設けられている領域の弾性波伝播方向両側に配置されている一対の反射器をさらに有する第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ部とを備え、
    前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ部の前記第２のＩＤＴ同士が接続されており、
    前記第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ部の前記第３のＩＤＴ同士が接続されており、
    前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記第１のＩＤＴの一方のバスバーが第１の平衡信号入出力部であり、
    前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの前記第１のＩＤＴの他方のバスバーが第２の平衡信号入出力部である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波分波器。
  6. 前記第１の平衡信号入出力部が前記第１の平衡信号端に接続されており、
    前記第２の平衡信号入出力部が前記第２の平衡信号端に接続されている、請求項５に記載の弾性波分波器。
  7. 前記圧電基板上に、請求項５に記載のバランス型フィルタ部が２個備えられており、該２個のバランス型フィルタ部が並列接続されており、
    前記２個のバランス型フィルタ部の双方の前記第１の平衡信号入出力部が前記第１の平衡信号端に接続されており、
    かつ、前記２個のバランス型フィルタ部の双方の前記第２の平衡信号入出力部が前記第２の平衡信号端に接続されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波分波器。
  8. 前記圧電基板上に、請求項５に記載のバランス型フィルタ部が２個備えられており、該２個のバランス型フィルタ部が並列接続されており、
    前記２個のバランス型フィルタ部の双方の前記第１の平衡信号入出力部が前記第１の平衡信号端に接続されており、
    かつ、前記２個のバランス型フィルタ部のいずれか一方の前記第２の平衡信号入出力部が前記第２の平衡信号端に接続されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波分波器。
  9. 前記圧電基板上に、請求項５に記載のバランス型フィルタ部が２個備えられており、該２個のバランス型フィルタ部が並列接続されており、
    前記２個のバランス型フィルタ部のいずれか一方の前記第１の平衡信号入出力部が前記第１の平衡信号端に接続されており、
    かつ、前記２個のバランス型フィルタ部の双方の前記第２の平衡信号入出力部が前記第２の平衡信号端に接続されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波分波器。
  10. 前記バランス型のフィルタ部が、
    圧電基板と、
    前記圧電基板に設けられており、前記弾性波励振電極として、第１のＩＤＴと、第１のＩＤＴの弾性波伝搬方向両側に配置された第２，第３のＩＤＴとを有し、第１〜第３のＩＤＴが設けられている領域の弾性波伝播方向両側に配置されている一対の反射器をさらに有する第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタを備え、
    前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１のＩＤＴまたは第２，第３のＩＤＴの前記第１の配線に接続される部分が第１の平衡信号端とされ、
    前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１のＩＤＴまたは第２，３のＩＤＴの前記第２の配線に接続される部分が第２の平衡信号端とされ、
    第２の縦結合共振子型弾性波フィルタにおける入力信号に対する出力信号の位相が、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタにおける入力信号に対する出力信号の位相と１８０°異ならされている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波分波器。
  11. 前記バランス型のフィルタ部が、
    圧電基板と、
    前記圧電基板に設けられており、前記弾性波励振電極として、第１のＩＤＴと、第１のＩＤＴの弾性波伝搬方向両側に配置された第２，第３のＩＤＴとを有し、第１〜第３のＩＤＴが設けられている領域の弾性波伝播方向両側に配置されている一対の反射器をさらに有する第１ないし第４の縦結合共振子型フィルタを備え、
    第１と第３の縦結合共振子型弾性波フィルタが縦続接続されており、
    第２と第４の縦結合共振子型弾性波フィルタが縦続接続されており、
    前記第３の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１のＩＤＴまたは第２，第３のＩＤＴの前記第１の配線に接続される部分が第１の平衡信号端とされ、
    前記第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの第１のＩＤＴまたは第２，第３のＩＤＴの前記第２の配線に接続される部分が第２の平衡信号端とされ、
    第１〜第４の縦結合共振子型弾性波フィルタの内３つのフィルタの入力信号に対する出力信号の位相が同相にされており、かつ
    残りの１つのフィルタの入力信号に対する出力信号の位相と１８０°異ならされている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波分波器。
  12. 前記送信帯域フィルタとしてラダー型弾性波フィルタが用いられる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の弾性波分波器。
  13. 前記弾性波として弾性表面波が用いられ、弾性表面波装置が構成される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の弾性波分波器。
  14. 前記弾性波として弾性境界波が用いられ、弾性境界波装置が構成される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の弾性波分波器。
  15. 前記バランス型フィルタ部が、基板と、前記基板に支持されており、前記基板から音響的に分離されている圧電膜と、該圧電膜を挟むように設けられており、前記励振電極としての上方電極膜及び下方電極膜とを備える圧電共振子を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波分波器。
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