JP7055016B2

JP7055016B2 - マルチプレクサ

Info

Publication number: JP7055016B2
Application number: JP2017254638A
Authority: JP
Inventors: 匡郁岩城; 隆志松田
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: JP2019121879A

Description

本発明は、マルチプレクサに関し、例えばグレーティング電極を有するマルチプレクサに関する。

携帯電話を代表とする高周波通信用システムにおいて、通信に使用する周波数帯以外の不要な信号を除去するために、高周波フィルタ等が用いられている。高周波フィルタ等には、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface acoustic wave）素子等を有する弾性波デバイスが用いられている。ＳＡＷ素子は、圧電基板上にＩＤＴ（Interdigital Transducer）等のグレーティング電極を形成した素子である。グレーティング電極が励振する弾性表面波の音速を圧電基板内を伝播するバルク波の音速より遅くすることで、低損失とすることが知られている（例えば特許文献１）。

特開２０１６－１３６７１２号公報

マルチプレクサでは、低損失、減衰特性に優れかつ広帯域なフィルタが求められている。しかしながら、マルチプレクサに好適なフィルタの構成については知られていない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、特性が優れたマルチプレクサを提供することを目的とする。

本発明は、２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム基板である第１圧電基板と、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である第２圧電基板と、共通端子と第１端子との間に電気的に接続され、前記第１圧電基板上に設けられＣｕ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＲｅおよびＴｅの少なくとも１つを主成分とする第１金属膜により形成された第１ＩＤＴを有する複数の共振器を含むラダー型フィルタと、前記共通端子と第２端子との間に電気的に接続され、前記ラダー型フィルタの通過帯域より高い通過帯域を有し、前記第２圧電基板上に設けられＡｌを主成分とする第２金属膜により形成され、少なくとも１つの第２ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチが前記複数の共振器の少なくとも１つの第１ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチより大きい複数の第２ＩＤＴを有する多重モードフィルタと、を備えるマルチプレクサである。
本発明は、２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム基板である第１圧電基板と、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である第２圧電基板と、共通端子と第１端子との間に電気的に接続され、前記第１圧電基板上に設けられた第１金属膜により形成された第１ＩＤＴを有する複数の共振器を含むラダー型フィルタと、前記共通端子と第２端子との間に電気的に接続され、前記ラダー型フィルタの通過帯域より高い通過帯域を有し、前記第２圧電基板上に設けられた第２金属膜により形成され、少なくとも１つの第２ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチが前記複数の共振器の少なくとも１つの第１ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチより大きい複数の第２ＩＤＴを有する多重モードフィルタと、を備え、前記第２ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスは前記第１ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスより小さいマルチプレクサである。

本発明は、２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム基板である単一の圧電基板と、共通端子と第１端子との間に電気的に接続され、前記圧電基板上に設けられＣｕ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＲｅおよびＴｅの少なくとも１つを主成分とする第１金属膜により形成された第１ＩＤＴを有する複数の共振器を含むラダー型フィルタと、
前記共通端子と第２端子との間に電気的に接続され、前記ラダー型フィルタの通過帯域より高い通過帯域を有し、前記圧電基板上に設けられＡｌを主成分とする第２金属膜により形成され、少なくとも１つの第２ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチが前記複数の共振器の少なくとも１つの第１ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチより大きい複数の第２ＩＤＴを有する多重モードフィルタと、を備えるマルチプレクサである。
本発明は、２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム基板である単一の圧電基板と、共通端子と第１端子との間に電気的に接続され、前記圧電基板上に設けられた第１金属膜により形成された第１ＩＤＴを有する複数の共振器を含むラダー型フィルタと、前記共通端子と第２端子との間に電気的に接続され、前記ラダー型フィルタの通過帯域より高い通過帯域を有し、前記圧電基板上に設けられた第２金属膜により形成され、少なくとも１つの第２ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチが前記複数の共振器の少なくとも１つの第１ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチより大きい複数の第２ＩＤＴを有する多重モードフィルタと、を備え、前記第２ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスは前記第１ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスより小さいマルチプレクサである。

上記構成において、前記複数の共振器を電気的に接続し、少なくとも一部において前記第１金属膜と前記第２金属膜とが積層された第１配線と、前記多重モードフィルタと前記共通端子および／または前記第２端子とを電気的に接続し、少なくとも一部において前記第１金属膜と前記第２金属膜とが積層された第２配線と、を備える構成とすることができる。

上記構成において、前記第２ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスは前記第１ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスより小さい構成とすることができる。

上記構成において、前記第２ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスは前記第１ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスの１／２以下である構成とすることができる。

上記構成において、前記第１ＩＤＴのグレーティング電極および前記第２ＩＤＴのグレーティング電極が励振する弾性波はＳＨ波である構成とすることができる。

上記構成において、前記圧電基板は、２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム基板である構成とすることができる。

上記構成において、前記第１金属膜は積層された１または複数の第３金属膜により形成され、前記１または複数の第３金属膜のうち各第３金属膜の密度をρｉ、前記各第３金属膜のポアソン比をＰｉ、前記各第３金属膜の膜厚をｈｉ、Ｃｕの密度をρ０、Ｃｕのポアソン比をＰ０、および前記第１ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチをλとしたとき、前記各第３金属膜における（ｈｉ／λ）×（ρｉ／ρ０）×（Ｐｉ／Ｐ０）を前記１または複数の第３金属膜について合計した値が０．０８より大きい構成とすることができる。

本発明によれば、特性が優れたマルチプレクサを提供することができる。

図１は、実施例１に係るマルチプレクサの回路図である。図２（ａ）は、実施例１における送信フィルタに用いられる弾性波共振器を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図３（ａ）は、実施例１における受信フィルタに用いられる多重モードフィルタを示す平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図４（ａ）は、比較例１における多重モードフィルタの通過特性を示す図、図４（ｂ）は、アドミッタンスの虚部Ｉｍ｜Ｙ｜を示す図である。図５（ａ）は、実施例１における多重モードフィルタの通過特性を示す図、図５（ｂ）は、アドミッタンスの虚部Ｉｍ｜Ｙ｜を示す図である。図６（ａ）から図６（ｃ）は、それぞれ実施例１の変形例１から３に係る共振器の断面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）は、実施例２におけるそれぞれ送信フィルタおよび受信フィルタの平面図である。図８は、実施例２の変形例１における送信フィルタおよび受信フィルタの平面図である。図９（ａ）は、実施例２の変形例２に係る送信フィルタおよび受信フィルタの平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図１０（ａ）は、実施例２の変形例３に係る送信フィルタおよび受信フィルタの平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。

図１は、実施例１に係るマルチプレクサの回路図である。図１に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ４０が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ４２が接続されている。

送信フィルタ４０は、ラダー型フィルタであり、直列共振器Ｓ１からＳ５および並列共振器Ｐ１からＰ４を有している。直列共振器Ｓ１からＳ５は、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間の経路に直列に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ４は、各々一端が共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間の経路に接続され、他端がグランド端子に接続されている。直列共振器Ｓ１からＳ５および並列共振器Ｐ１からＰ４の個数は所望の特性となるように設定される。受信フィルタ４２は縦結合型の多重モードフィルタＤＭＳである。多重モードフィルタは例えば２重モードフィルタである。

送信フィルタ４０は、送信端子Ｔｘから入力された高周波信号のうち送信帯域の信号を共通端子Ａｎｔに通過させ他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ４２は、共通端子Ａｎｔから入力された高周波信号のうち受信帯域の信号を受信端子Ｒｘに通過させ他の周波数の信号を抑圧する。送信帯域と受信帯域とは重ならない。この例では、送信帯域は受信帯域より低い。このため、送信フィルタ４０では、通過帯域より高周波数な受信帯域において減衰量が大きいことが求められる。受信フィルタ４２では、通信帯域より低周波数な送信帯域において減衰量が大きいことが求められる。このため、送信フィルタ４０としてラダー型フィルタを用い、受信フィルタ４２として多重モードフィルタを用いる。なお、送信帯域が受信帯域より高い場合は、受信フィルタとしてラダー型フィルタを用い、送信フィルタとして多重モードフィルタを用いる。すなわち、通過特性の低いフィルタをラダー型フィルタとし、通過特性の高いフィルタを多重モードフィルタとする。

図２（ａ）は、実施例１における送信フィルタに用いられる弾性波共振器を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、弾性波共振器２０は、ＩＤＴ１２および反射器１４を有している。ＩＤＴ１２および反射器１４は圧電基板１０ａ上に設けられている。圧電基板１０ａは、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。ＩＤＴ１２および反射器１４は金属膜１１ａにより形成されている。ＩＤＴ１２は一対の櫛型電極１８を有する。一対の櫛型電極１８は、それぞれ複数の電極指１６と、複数の電極指１６が接続されたバスバー１５と、を有する。一対の櫛型電極１８の電極指１６は、グレーティング電極を形成する。一方の櫛型電極１８の電極指１６と他方の櫛型電極１８の電極指１６とは少なくとも一部で互い違いに設けられている。ＩＤＴ１２の弾性波の伝播方向の両側に反射器１４が形成されている。反射器１４は、弾性波を反射する。金属膜１１ａの膜厚をＴ１、グレーティング電極のピッチ（同じ櫛型電極１８内の電極指１６のピッチ）をλ１とする。λ１は、ＩＤＴ１２が励振する弾性表面波の波長に相当する。

ＩＤＴ１２により励振された弾性表面波の音速が圧電基板１０ａ内を伝播するバルク波（例えば最も遅い横波バルク波）の音速より早い場合、弾性表面波はバルク波を放射しながら圧電基板の表面を伝播する。よって、損失が生じる。特に、弾性表面波の一種であるＳＨ（Shear Horizontal）波の音速はバルク波の音速より早い。このため、ＳＨ波を主モードとする弾性波共振器２０では損失が大きくなる。例えば、２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム基板では、ＳＨ波が主モードとなる。

弾性表面波の音速を遅くするため、金属膜１１ａに音響インピーダンスの大きな金属を用い、金属膜１１ａを厚くする。音響インピーダンスＺは、密度をρ、ヤング率をＥおよびポアソン比をＰｒとすると、以下の式で表される。

表１は、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｍｏ（モリブデン）およびＡｌ（アルミニウム）の密度、ヤング率、ポアソン比および音響インピーダンスを示す表である。表１のように、Ｃｕ、Ｗ、ＲｕおよびＭｏの音響インピーダンスはＡｌの２倍以上である。

例えば、圧電基板１０ａが２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＸ伝播タンタル酸リチウム基板であり、金属膜１１ａがＭｏまたはＣｕを主成分とする場合、Ｔ１／λ１＞０．０８とする。金属膜１１ａがＷを主成分とする場合、Ｔ１／λ１＞０．０５とする。金属膜１１ａがＲｕを主成分とする場合、Ｔ１／λ１＞０．０７とする。これにより、ＳＨ波の音速がバルク波の音速より遅くなり、低損失となる。

図３（ａ）は、実施例１における受信フィルタに用いられる多重モードフィルタを示す平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、多重モードフィルタＤＭＳは、ＩＤＴ１２ａから１２ｃおよび反射器１４を有している。ＩＤＴ１２ａから１２ｃおよび反射器１４は圧電基板１０ｂ上に設けられている。圧電基板１０ｂは、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。ＩＤＴ１２ａから１２ｃの構造はＩＤＴ１２と同じであり説明を省略する。ＩＤＴ１２ａから１２ｃは弾性表面波の伝播方向に配列されている。ＩＤＴ１２ａから１２ｃの外側に反射器１４が設けられている。ＩＤＴ１２ａから１２ｃおよび反射器１４は金属膜１１ｂにより形成されている。

ＩＤＴ１２ｂの一端は入力端子Ｔｉｎ（図１の共通端子Ａｎｔ）に接続され、他端はグランド端子に接続されている。ＩＤＴ１２ａの一端およびＩＤＴ１２ｃの一端は共通に出力端子Ｔｏｕｔ（図１の受信端子Ｒｘ）に接続されている。ＩＤＴ１２ａの他端およびＩＤＴ１２ｃの他端はグランド端子に接続されている。金属膜１１ｂの膜厚をＴ２、グレーティング電極のピッチをλ２とする。λ２は、ＩＤＴ１２ａから１２ｃが励振する弾性表面波の波長に相当する。

金属膜１１ｂを、Ａｌ膜とした実施例１と、Ｍｏ膜とした比較例１について通過特性を、有限要素法を用いシミュレーションした。シミュレーションは、２つのＩＤＴ１２ａおよび１２ｂを有する多重モードフィルタについて行った。

シミュレーション条件は以下である。
ＩＤＴ１２ａの対数：３０対
ＩＤＴ１２ｂの対数：３０対
反射器１４（１個当たり）の対数：１０対
圧電基板１０ｂ：４２°ＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム
金属膜１１ｂの材料：Ａｌ（実施例１）、Ｍｏ（比較例１）
金属膜１１ｂの膜厚Ｔ２／λ２：０．１
ピッチλ２：５．０μｍ

図４（ａ）は、比較例１における多重モードフィルタの通過特性を示す図、図４（ｂ）は、アドミッタンスの虚部Ｉｍ｜Ｙ｜を示す図である。図４（ａ）に示すように、比較例１では、比帯域幅Δｆは２．８％である。比帯域幅は、通過帯域の中心に対する通過帯域の幅の比率である。図４（ｂ）に示すように、実線のイーブン（２次）モードと破線のオッド（１次）モードとの共振周波数（白丸）の差Δｆ´は小さい。

図５（ａ）は、実施例１における多重モードフィルタの通過特性を示す図、図５（ｂ）は、アドミッタンスの虚部Ｉｍ｜Ｙ｜を示す図である。図５（ａ）に示すように、実施例１では、比帯域幅Δｆは３．５％である。図５（ｂ）に示すように、実線のイーブンモードと破線のオッドモードとの共振周波数（白丸）の差Δｆ´は、図４（ｂ）の比較例１に比べ大きい。これにより、実施例１の比帯域幅Δｆは比較例１に比べ大きくなる。

携帯電話システム用のフィルタの比帯域幅の要求は、３％から４％であり、比較例１では比帯域幅が小さすぎる。比較例１において比帯域幅が小さいのは、イーブンモードとオッドモードとの共振周波数の差が小さいためである。これは、比較例１におけるグレーティング電極による弾性表面波の反射係数が大きすぎるためと考えられる。例えば比較例１における短絡したグレーティング電極の単位長さ当たりの反射係数κ１２を有限要素法で算出すると０．５４である。反射係数κ１２は、グレーティング電極の電極指１６が設けられた領域の音響インピーダンスと電極指１６の形成されていない音響インピーダンスの差により決まる。よって、グレーティング電極の音響インピーダンスが大きいと反射係数κ１２が大きくなる。

実施例１では、金属膜１１ｂとして、表１のように音響インピーダンスの小さいＡｌを用いる。実施例１の反射係数κ１２を算出すると０．２である。これにより、実施例１の比帯域幅Δｆが大きくなったものと考えられる。上記シミュレーションはＩＤＴが２つの多重モードフィルタについて行ったが、ＩＤＴが３つの多重モードフィルタを用い、１次モードと３次モードの結合型多重モードフィルタを用いれば、比帯域幅Δｆは４％以上が可能である。

このように、実施例１では、送信フィルタ４０では、音響インピーダンスの大きな金属膜１１ａを用いる。これにより、送信フィルタ４０の損失を小さくできる。例えば圧電基板１０ａをタンタル酸リチウム基板とした場合、横波バルク波の音速は３４００ｍ／ｓである。そこで、弾性表面波の音速が３２００ｍ／ｓ以下となるように金属膜１１ａの材料および膜厚を設定する。例えば金属膜１１ａを膜厚が０．１×λ１のＭｏ膜とする。例えばＬＴＥバンド２８の送信帯域７０３ＭＨｚから７３３ＭＨｚ用の送信フィルタ４０では、λ１を４．３６μｍから４．５５μｍ程度とする。

受信フィルタ４２では、音響インピーダンスの小さな金属膜１１ｂを用いる。これにより、受信フィルタ４２の比帯域幅を大きくできる。例えば金属膜１１ｂを膜厚が０．１×λ２のＡｌ膜とする。ＬＴＥバンド２８の受信帯域は７５８ＭＨｚから７８８ＭＨｚ用の受信フィルタ４２ではλ１を５．０７μｍから５．２７μｍとする。

また、送信フィルタ４０をラダー型フィルタとすることで、通過帯域の高周波側の急峻性を高めることができる。よって受信帯域における送信フィルタ４０の減衰特性を向上できる。受信フィルタ４２を多重モードフィルタとすることで、通過帯域の低周波側の急峻性を高めることができる。よって、送信帯域における受信フィルタの減衰特性を向上できる。

［実施例１の変形例１から３］
図６（ａ）から図６（ｃ）は、それぞれ実施例１の変形例１から３に係る共振器の断面図である。図６（ａ）に示すように、圧電基板１０ａおよび／または１０ｂ上に金属膜１１ａおよび／または１１ｂを覆うように誘電体膜２４が形成されている。誘電体膜２４は、周波数調整および／または温度変化補償のための膜である。誘電体膜２４としては、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、または酸化アルミニウム膜を用いることができる。圧電基板１０ａおよび１０ｂは、シリコン基板、サファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板、ガラス基板または水晶基板等の支持基板上に接合されていてもよい。

図６（ｂ）に示すように、金属膜１１ａおよび／または１１ｂと圧電基板１０ａおよび／または１０ｂとの間に密着層１３が形成されていてもよい。密着層１３は、金属膜１１ａおよび／または１１ｂと圧電基板１０ａおよび／または１０ｂとの密着を向上させるための膜である。密着層１３としては、例えばＴｉ（チタン）またはＣｒ（クロム）を用いることができる。密着層１３の材料は金属膜１１ａおよび／または１１ｂより軽くかつ薄い。このため、密着層１３の有無は、グレーティング電極の音響インピーダンスにほとんど影響しない。

図６（ｃ）に示すように、金属膜１１ａおよび／または１１ｂは、複数の金属膜１１ｃおよび１１ｄが積層されていてもよい。このとき、金属膜１１ａまたは１１ｂの音響インピーダンスＺ_ａｌｌは、ｉ層目の金属膜の音響インピーダンスをＺ_ｉ、ｉ層目の金属膜の膜厚をｔ_ｉ、金属膜１１ａまたは１１ｂの膜厚をｔ_ａｌｌとすると、数２で表される。膜厚ｔ_ｉは金属膜１１ａおよび１１ｂの膜厚ｈ１およびｈ２に相当し、膜厚ｔ_ａｌｌは膜厚Ｔ１またはＴ２に相当する。

実施例１によれば、ラダー型フィルタは、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘ（第１端子）との間に電気的に接続され、直列共振器Ｓ１からＳ５および並列共振器Ｐ１からＰ４（共振器）を含む。直列共振器Ｓ１からＳ５および並列共振器Ｐ１からＰ４の少なくとも１つの共振器は、圧電基板１０ａ（第１圧電基板）上に設けられた金属膜１１ａ（第１金属膜）により形成されたＩＤＴ１２（第１ＩＤＴ）を有する。多重モードフィルタＤＭＳは、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘ（第２端子）との間に電気的に接続され、圧電基板１０ｂ（第２圧電基板）上に設けられた金属膜１１ｂ（第２金属膜）により形成された複数のＩＤＴ１２ａから１２ｃ（第２ＩＤＴ）を有する。多重モードフィルタは、ラダー型フィルタの通過帯域より高い通過帯域を有する。

多重モードフィルタの通過帯域がラダー型フィルタの通過帯域より高い場合、多重モードフィルタのＩＤＴ１２ａから１２ｃのグレーティング電極の平均ピッチλ２は、全て、ラダー型フィルタの直列共振器Ｓ１からＳ５および並列共振器Ｐ１からＰ４の全てのＩＤＴ１２のグレーティング電極の平均ピッチλ１より小さくなることが常識である。

しかし、上記のようなマルチプレクサにおいて、ラダー型フィルタを低損失化するため、金属膜１１ａの音響インピーダンスを大きくし、多重モードフィルタを広帯域化するため金属膜１１ｂの音響インピーダンスを小さくする。金属膜１１ａより形成された第１グレーティング電極により励振される弾性表面波の音速が遅くなる。よって、多重モードフィルタの少なくとも１つのＩＤＴ１２ａから１２ｃのグレーティング電極の平均ピッチλ２は、ラダー型フィルタの直列共振器Ｓ１からＳ５および並列共振器Ｐ１からＰ４の少なくとも１つの共振器のＩＤＴ１２のグレーティング電極の平均ピッチλ１より大きくなる。なお、ＩＤＴの平均ピッチは、弾性表面波の伝播方向のＩＤＴの幅を電極指１６の対数で除した値である。

平均ピッチλ２は平均ピッチλ１の１．０５倍以上が好ましく１．１倍以上がより好ましい。

ラダー型フィルタをより低損失化し、多重モードフィルタをより広帯域化するため、多重モードフィルタの全てのＩＤＴ１２ａから１２ｃのグレーティング電極の平均ピッチλ２は、ラダー型フィルタの直列共振器Ｓ１からＳ５および並列共振器Ｐ１からＰ４の全ての共振器のＩＤＴ１２のグレーティング電極の平均ピッチλ１より大きいことが好ましい。

ＩＤＴ１２ａから１２ｃのグレーティング電極の音響インピーダンスはＩＤＴ１２のグレーティング電極の音響インピーダンスより小さい。これにより、ラダー型フィルタをより低損失化し、多重モードフィルタをより広帯域化することができる。ＩＤＴ１２ａから１２ｃのグレーティング電極の音響インピーダンスはＩＤＴ１２のグレーティング電極の音響インピーダンスの１／２以下であることが好ましく、１／３以下であることがより好ましい。

金属膜１１ａおよび／または１１ｂが積層された異なる材料の複数の金属膜を含む場合、金属膜１１ａおよび／または１１ｂの音響インピーダンスは数２より算出できる。

金属膜１１ｂの膜厚Ｔ２は金属膜１１ａの膜厚Ｔ１の０．５倍以上かつ１．５倍以下が好ましく、０．８倍以上かつ１．２倍以下がより好ましい。

音響インピーダンスが大きい材料として、金属膜１１ａは、Ｃｕ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｔａ（タンタル）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｒｅ（レニウム）およびＴｅ（テルル）の少なくとも１つを主成分とする金属膜を含むことが好ましい。音響インピーダンスが小さい材料として、金属膜１１ｂは、Ａｌを主成分とする金属膜を含むことが好ましい。金属膜がある元素を主成分として含むことは、実施例１の効果を奏する程度に元素を含むことであり、例えば金属膜内の元素の原子濃度が５０％以上であり、好ましくは８０％以上であり、より好ましくは９０％以上である。例えば金属膜１１ｂは数原子％のＣｕを含むＡｌでもよい。

ＩＤＴ１２および１２ａから１２ｃのグレーティング電極が励振する弾性波は主にＳＨ波である。ＳＨ波の音速はバルク波より大きいため損失が大きくなる。よって、平均ピッチλ２を平均ピッチλ１より大きくすることが好ましい。

特許文献１に記載されているように、圧電基板１０ａおよび圧電基板１０ｂが２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム基板のとき、励振される弾性表面波はＳＨ波となる。

特許文献１に記載されているように、圧電基板１０ａが２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム基板のとき、金属膜１１ａは積層された１または複数の金属膜（第３金属膜）により形成されている。このとき、１または複数の第３金属膜のうち各第３金属膜の密度をρｉ、各第３金属膜のポアソン比をＰｉ、各第３金属膜の膜厚をｈｉ、Ｃｕの密度をρ０、Ｃｕのポアソン比をＰ０、および平均ピッチをλ１としたとき、各第３金属膜における（ｈｉ／λ）×（ρｉ／ρ０）×（Ｐｉ／Ｐ０）を１または複数の第３金属膜について合計した値を０．０８より大きくする。これにより、ＳＨ波の音速をバルク波の音速より遅くでき、低損失化が可能となる。

図７（ａ）および図７（ｂ）は、実施例２におけるそれぞれ送信フィルタおよび受信フィルタの平面図である。図７（ａ）に示すように、送信フィルタ４０では、圧電基板１０ａ上に弾性波共振器２０として直列共振器Ｓ１からＳ５および並列共振器Ｐ１からＰ４が設けられている。弾性波共振器２０間は配線２２ａにより電気的に接続されている。配線２２ａは金属膜１１ａを含む。配線２２ａは金属膜１１ａ上にＡｕ膜またはＣｕ膜のように抵抗率の低い金属膜が積層されていてもよい。共通端子Ａｎｔ１、送信端子Ｔｘおよびグランド端子ＧＮＤは配線２２ａにより形成されている。

図７（ｂ）に示すように、受信フィルタ４２では、圧電基板１０ｂ上に多重モードフィルタＤＭＳが設けられている。共通端子Ａｎｔ２、受信端子Ｒｘおよびグランド端子ＧＮＤは配線２２ｂにより形成されている。共通端子Ａｎｔ２、受信端子Ｒｘおよびグランド端子ＧＮＤとＩＤＴ１２ａから１２ｃとは配線２２ｂにより電気的に接続されている。配線２２ｂは金属膜１１ｂを含む。配線２２ｂは金属膜１１ｂ上にＡｕ膜またはＣｕ膜のように抵抗率の低い金属膜が積層されていてもよい。共通端子Ａｎｔ１とＡｎｔ２とは、圧電基板１０ａおよび１０ｂ外で接続される。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

実施例２のように、送信フィルタ４０と受信フィルタ４２とは異なる圧電基板１０ａおよび１０ｂに設けられていてもよい。圧電基板１０ａおよび１０ｂの一方はタンタル酸リチウム基板であり、他方はニオブ酸リチウム基板でもよい。圧電基板１０ａおよび１０ｂは、いずれもタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板でもよい。

［実施例２の変形例１］
図８は、実施例２の変形例１における送信フィルタおよび受信フィルタの平面図である。図８に示すように、送信フィルタ４０および受信フィルタ４２は単一の圧電基板１０に設けられている。このように、第１圧電基板と第２圧電基板とが単一の圧電基板１０である場合、ラダー型フィルタにおける弾性表面波の音速を遅くしようとすると、多重モードフィルタの広帯域化が難しくなる。よって、λ２をλ１より大きくすることが好ましい。その他の構成は実施例２と同じであり説明を省略する。

［実施例２の変形例２］
図９（ａ）は、実施例２の変形例２に係る送信フィルタおよび受信フィルタの平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図９（ａ）に示すように、共通端子Ａｎｔが圧電基板１０上に設けられている。図９（ｂ）に示すように、配線２２ａおよびＩＤＴ１２は金属膜１１ａにより形成され、配線２２ｂおよびＩＤＴ１２ａから１２ｃは金属膜１１ｂにより形成されている。その他の構成は実施例２の変形例１と同じであり説明を省略する。

［実施例２の変形例３］
図１０（ａ）は、実施例２の変形例３に係る送信フィルタおよび受信フィルタの平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、ＩＤＴ１２は金属膜１１ａにより形成され、ＩＤＴ１２ａから１２ｃは金属膜１１ｂにより形成されている。配線２２ａおよび２２ｂは金属膜１１ａと金属膜１１ｂとが積層され形成されている。その他の構成は実施例２の変形例２と同じであり説明を省略する。

配線２２ａ（第１配線）は、直列共振器Ｓ１からＳ５および並列共振器Ｐ１からＰ４を電気的に接続し、少なくとも一部において金属膜１１ａと１１ｂとが積層されている。配線２２ｂ（第２配線）は、多重モードフィルタＤＭＳと共通端子Ａｎｔおよび／または受信端子Ｒｘとを電気的に接続し、少なくとも一部において金属膜１１ａと１１ｂとが積層されている。これにより、余分な製造工程を追加することなく、配線２２ａおよび２２ｂを低抵抗化できる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０、１０ａ、１０ｂ圧電基板
１１ａ、１１ｂ金属膜
１２、１２ａ－１２ｃＩＤＴ
１４反射器
１６電極指
１８櫛型電極
２０弾性波共振器
２２ａ、２２ｂ配線
４０送信フィルタ
４２受信フィルタ

Claims

２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム基板である第１圧電基板と、
タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である第２圧電基板と、
共通端子と第１端子との間に電気的に接続され、前記第１圧電基板上に設けられＣｕ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＲｅおよびＴｅの少なくとも１つを主成分とする第１金属膜により形成された第１ＩＤＴを有する複数の共振器を含むラダー型フィルタと、
前記共通端子と第２端子との間に電気的に接続され、前記ラダー型フィルタの通過帯域より高い通過帯域を有し、前記第２圧電基板上に設けられＡｌを主成分とする第２金属膜により形成され、少なくとも１つの第２ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチが前記複数の共振器の少なくとも１つの第１ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチより大きい複数の第２ＩＤＴを有する多重モードフィルタと、
を備えるマルチプレクサ。
２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム基板である単一の圧電基板と、
共通端子と第１端子との間に電気的に接続され、前記圧電基板上に設けられＣｕ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＲｅおよびＴｅの少なくとも１つを主成分とする第１金属膜により形成された第１ＩＤＴを有する複数の共振器を含むラダー型フィルタと、
前記共通端子と第２端子との間に電気的に接続され、前記ラダー型フィルタの通過帯域より高い通過帯域を有し、前記圧電基板上に設けられＡｌを主成分とする第２金属膜により形成され、少なくとも１つの第２ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチが前記複数の共振器の少なくとも１つの第１ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチより大きい複数の第２ＩＤＴを有する多重モードフィルタと、
を備えるマルチプレクサ。
２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム基板である第１圧電基板と、
タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である第２圧電基板と、
共通端子と第１端子との間に電気的に接続され、前記第１圧電基板上に設けられた第１金属膜により形成された第１ＩＤＴを有する複数の共振器を含むラダー型フィルタと、
前記共通端子と第２端子との間に電気的に接続され、前記ラダー型フィルタの通過帯域より高い通過帯域を有し、前記第２圧電基板上に設けられた第２金属膜により形成され、少なくとも１つの第２ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチが前記複数の共振器の少なくとも１つの第１ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチより大きい複数の第２ＩＤＴを有する多重モードフィルタと、
を備え、
前記第２ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスは前記第１ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスより小さいマルチプレクサ。
２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム基板である単一の圧電基板と、
共通端子と第１端子との間に電気的に接続され、前記圧電基板上に設けられた第１金属膜により形成された第１ＩＤＴを有する複数の共振器を含むラダー型フィルタと、
前記共通端子と第２端子との間に電気的に接続され、前記ラダー型フィルタの通過帯域より高い通過帯域を有し、前記圧電基板上に設けられた第２金属膜により形成され、少なくとも１つの第２ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチが前記複数の共振器の少なくとも１つの第１ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチより大きい複数の第２ＩＤＴを有する多重モードフィルタと、
を備え、
前記第２ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスは前記第１ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスより小さいマルチプレクサ。
前記複数の共振器を電気的に接続し、少なくとも一部において前記第１金属膜と前記第２金属膜とが積層された第１配線と、
前記多重モードフィルタと前記共通端子および／または前記第２端子とを電気的に接続し、少なくとも一部において前記第１金属膜と前記第２金属膜とが積層された第２配線と、
を備える請求項２または４に記載のマルチプレクサ。
前記第２ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスは前記第１ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスより小さい請求項１または２に記載のマルチプレクサ。
前記第２ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスは前記第１ＩＤＴのグレーティング電極の音響インピーダンスの１／２以下である請求項１から５のいずれか一項に記載のマルチプレクサ。
前記第１ＩＤＴのグレーティング電極および前記第２ＩＤＴのグレーティング電極が励振する弾性波はＳＨ波である請求項１から７のいずれか一項に記載のマルチプレクサ。
前記第２圧電基板は、２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝播タンタル酸リチウム基板である請求項１または３に記載のマルチプレクサ。
前記第１金属膜は積層された１または複数の第３金属膜により形成され、前記１または複数の第３金属膜のうち各第３金属膜の密度をρｉ、前記各第３金属膜のポアソン比をＰｉ、前記各第３金属膜の膜厚をｈｉ、Ｃｕの密度をρ０、Ｃｕのポアソン比をＰ０、および前記第１ＩＤＴのグレーティング電極の平均ピッチをλとしたとき、前記各第３金属膜における（ｈｉ／λ）×（ρｉ／ρ０）×（Ｐｉ／Ｐ０）を前記１または複数の第３金属膜について合計した値が０．０８より大きい請求項１から９のいずれか一項に記載のマルチプレクサ。