JP7343992B2

JP7343992B2 - フィルタおよびマルチプレクサ

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Publication number: JP7343992B2
Application number: JP2019053536A
Authority: JP
Inventors: ▲琢▼真黒▲柳▼
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2023-09-13
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: JP2020155967A

Description

本発明は、フィルタ及びマルチプレクサに関し、例えば複数の基板に設けられたフィルタを有するマルチプレクサに関する。

フィルタが形成された２つの基板をフィルタが形成された面が空隙を挟み対向するように搭載することが知られている（例えば特許文献１）。

特開２００７－６７６１７号公報

２つのフィルタを平面視において重なるように設けると、フィルタ間が干渉し、アイソレーション特性が劣化する。２つのフィルタを平面視において重ならないように設けると、小型化が難しくなる。このように、フィルタおよびマルチプレクサを小型化することが難しい。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、小型化を可能とすることを目的とする。

本発明は、第１面を有する第１基板と、前記第１面と空隙を挟み対向する第２面を有する第２基板と、前記第１面に設けられ、第１ノードと第２ノードとの間の第１経路に設けられた１または複数の第１直列共振器と、前記第１面に設けられ、一端が前記第１経路に接続され他端がグランドに接続された１または複数の第１並列共振器と、前記第２面に設けられ、前記１または複数の第１直列共振器と同じ個数設けられ、前記第１ノードと前記第２ノードとの間において前記第１経路に並列に接続された第２経路に設けられ、平面視において少なくとも一部がそれぞれ対応する第１直列共振器の少なくとも一部と重なる１または複数の第２直列共振器と、前記第２面に設けられ、前記１または複数の第１並列共振器と同じ個数設けられ、一端が前記第２経路に接続され他端がグランドに接続され、平面視において少なくとも一部がそれぞれ対応する第１並列共振器の少なくとも一部と重なる１または複数の第２並列共振器と、を備えるフィルタである。

上記構成において、前記１または複数の第２直列共振器には、それぞれ対応する第１直列共振器と同じ位相の高周波信号が入力し、前記１または複数の第２並列共振器には、それぞれ対応する第１並列共振器と同じ位相の高周波信号が入力する構成とすることができる。

上記構成において、前記１または複数の第２直列共振器の静電容量は、それぞれ前記対応する第１直列共振器の静電容量と等しく、前記１または複数の第２並列共振器の静電容量は、それぞれ前記対応する第１並列共振器の静電容量と等しい構成とすることができる。

上記構成において、前記第１ノードと入力端子との間に共振器は接続されておらず、前記第２ノードと出力端子との間に共振器は接続されていない構成とすることができる。

本発明は、第１面を有する第１基板と、
前記第１面と空隙を挟み対向する第２面を有する第２基板と、前記第１面に設けられ、第１ノードと第２ノードとの間に接続された第１弾性波共振器と、前記第２面に設けられ、前記第１ノードと前記第２ノードとの間に前記第１弾性波共振器と並列接続され、平面視において少なくとも一部が前記第１弾性波共振器の少なくとも一部と重なる第２弾性波共振器と、前記第１面に設けられ、第３ノードと第４ノードとの間に接続された第３弾性波共振器と、前記第２面に設けられ、前記第３ノードと前記第４ノードとの間に前記第３弾性波共振器と並列接続され、平面視において少なくとも一部が前記第３弾性波共振器の少なくとも一部と重なる第４弾性波共振器と、を備え、前記第１ノードおよび前記第２ノードは、入力端子と出力端子との間の直列経路に設けられ、前記第３ノードおよび前記第４ノードは、一端が前記直列経路に接続され、他端がグランドに接続された並列経路に設けられるである。

上記構成において、前記第１弾性波共振器の静電容量は、前記第２弾性波共振器の静電容量と等しい構成とすることができる。

上記構成において、前記第３弾性波共振器には、前記第１弾性波共振器と同じ位相の高周波信号が入力し、前記第４弾性波共振器には、前記第２弾性波共振器と同じ位相の高周波信号が入力する構成とすることができる。

本発明は、上記フィルタを含むマルチプレクサである。

本発明は、第１面を有する第１基板と、前記第１面と空隙を挟み対向する第２面を有する第２基板と、前記第１面に設けられ、共通端子と第１端子との間の第１経路に設けられた第１直列共振器と、前記第１面に設けられ、一端が前記第１経路に接続され他端がグランドに接続された第１並列共振器と、前記第２面に設けられ、前記共通端子と前記第１端子との間において前記第１経路に並列に接続された第２経路に設けられ、平面視において少なくとも一部が前記第１直列共振器の少なくとも一部と重なる第２直列共振器と、前記第２面に設けられ、一端が前記第２経路に接続され他端がグランドに接続され、平面視において少なくとも一部が前記第１並列共振器の少なくとも一部と重なる第２並列共振器と、を備える第１フィルタと、前記第１面に設けられ、前記共通端子と第２端子との間の第３経路に設けられた第３直列共振器と、前記第１面に設けられ、一端が前記第３経路に接続され他端がグランドに接続された第３並列共振器と、前記第２面に設けられ、前記共通端子と前記第２端子との間において前記第３経路に並列に接続された第４経路に設けられ、平面視において少なくとも一部が前記第３直列共振器の少なくとも一部と重なる第４直列共振器と、前記第２面に設けられ、一端が前記第４経路に接続され他端がグランドに接続され、平面視において少なくとも一部が前記第３並列共振器の少なくとも一部と重なる第４並列共振器と、を備え、前記第１フィルタの通過帯域と重ならない通過帯域を有する第２フィルタと、を備えるマルチプレクサである。

本発明は、第１面を有する第１基板と、前記第１面と空隙を挟み対向する第２面を有する第２基板と、前記第１面に設けられ、第１ノードと第２ノードとの間に接続された第１弾性波共振器と、前記第２面に設けられ、前記第１ノードと前記第２ノードとの間に前記第１弾性波共振器と並列接続され、平面視において少なくとも一部が前記第１弾性波共振器の少なくとも一部と重なる第２弾性波共振器と、を備え、共通端子と第１端子との間に接続された第１フィルタと、前記第１面に設けられ、第３ノードと第４ノードとの間に接続された第３弾性波共振器と、前記第２面に設けられ、前記第３ノードと前記第４ノードとの間に前記第３弾性波共振器と並列接続され、平面視において少なくとも一部が前記第３弾性波共振器の少なくとも一部と重なる第４弾性波共振器と、を備え、前記共通端子と第２端子との間に接続され、前記第１フィルタの通過帯域と重ならない通過帯域を有する第２フィルタと、を備えるマルチプレクサである。

本発明によれば、小型化を可能とすることができる。

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は、実施例１に係るマルチプレクサの断面図である。図３（ａ）は、弾性波共振器の平面図、図３（ｂ）は、弾性波共振器の断面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）は、実施例１におけるそれぞれ基板１０および２０の平面図である。図５は、比較例１に係るマルチプレクサの回路図である。図６は、比較例１における基板の平面図である。図７は、実施例２に係るマルチプレクサの回路図である。図８は、実施例２に係るマルチプレクサの断面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）は、実施例２におけるそれぞれ基板１０および２０の平面図である。図１０は、実施例３に係るフィルタの回路図である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、実施例３におけるそれぞれ基板１０および２０の平面図である。図１２は、実施例４に係るフィルタの回路図である。図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、実施例４におけるそれぞれ基板１０および２０の平面図である。図１４は、実施例５に係るフィルタの回路図である。

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５０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５２が接続されている。送信フィルタ５０の通過帯域と受信フィルタ５２の通過帯域とは重なっていない。送信フィルタ５０は、送信端子Ｔｘに入力した高周波信号のうち送信帯域の信号を共通端子Ａｎｔに出力し、他の周波数帯域の信号を抑圧する。受信フィルタ５２は、共通端子Ａｎｔに入力した高周波信号のうち受信帯域の信号を受信端子Ｒｘに出力し、他の周波数の信号を抑圧する。

送信フィルタ５０はラダー型フィルタである。送信フィルタ５０では、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間の直列経路にノードＮ１とＮ２ａが設けられている。ノードＮ１とＮ２ａとの間においてサブフィルタ５０ａおよび５０ｂが並列接続されている。サブフィルタ５０ａは、ノードＮ１とＮ２ａとの間に直列接続された直列共振器Ｓ１１ａからＳ１４ａと、ノードＮ１とＮ２ａとの間に並列に接続された並列共振器Ｐ１１ａからＰ１４ａを備えている。サブフィルタ５０ｂは、ノードＮ１とＮ２ａとの間に直列接続された直列共振器Ｓ１１ｂからＳ１４ｂと、ノードＮ１とＮ２ａとの間に並列に接続された並列共振器Ｐ１１ｂからＰ１４ｂを備えている。直列共振器Ｓ１１ａからＳ１４ａ、Ｓ１１ｂからＳ１４ｂ、並列共振器Ｐ１４ａおよびＰ１４ｂでは各々２つの共振器が直列接続されている。

サブフィルタ５０ａと５０ｂとはノードＮ１、Ｎ２ａおよびグランド端子Ｔｇに対し鏡面対称に設けられている。すなわち、直列共振器Ｓ１１ａからＳ１４ａおよび並列共振器Ｐ１１ａからＰ１４ａと、直列共振器Ｓ１１ｂからＳ１４ｂおよび並列共振器Ｐ１１ｂおよびＰ１４ｂと、は同じ個数設けられ、対応する共振器同士は略同じ特性である。例えば、対応する共振器同士は略同じ静電容量、略同じ共振周波数および略同じ反共振周波数を有する。

受信フィルタ５２はラダー型フィルタである。受信フィルタ５２では、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間の直列経路にノードＮ１とＮ２ｂが設けられている。ノードＮ１とＮ２ｂとの間においてサブフィルタ５２ａおよび５２ｂが並列接続されている。サブフィルタ５２ａは、ノードＮ１とＮ２ｂとの間に直列接続された直列共振器Ｓ２１ａからＳ２４ａと、ノードＮ１とＮ２ｂとの間に並列に接続された並列共振器Ｐ２１ａからＰ２４ａを備えている。サブフィルタ５２ｂは、ノードＮ１とＮ２ｂとの間に直列接続された直列共振器Ｓ２１ｂからＳ２４ｂと、ノードＮ１とＮ２ｂとの間に並列に接続された並列共振器Ｐ２１ｂからＰ２４ｂを備えている。直列共振器Ｓ２１ａからＳ２４ａ、Ｓ２１ｂからＳ２４ｂ、並列共振器Ｐ２４ａおよびＰ２４ｂでは各々２つの共振器が直列接続されている。サブフィルタ５２ａと５２ｂとはノードＮ１、Ｎ２ｂおよびグランド端子Ｔｇに対し鏡面対称に設けられている。

サブフィルタ５０ａおよび５０ｂの入出力インピーダンスは送信フィルタ５０の入出力インピーダンスの２倍とする。サブフィルタ５２ａおよび５２ｂの入出力インピーダンスは受信フィルタ５２の入出力インピーダンスの２倍とする。例えば送信フィルタ５０の入出力インピーダンスを５０Ωとする場合、サブフィルタ５０ａおよび５０ｂの入出力インピーダンスを１００Ωとする。

図２は、実施例１に係るマルチプレクサの断面図である。図２に示すように、基板１０上に基板２０が搭載されている。基板１０は支持基板１０ａと支持基板１０ａ上に接合された圧電基板１０ｂとを有する。基板２０は支持基板２０ａと支持基板２０ａ上に接合された圧電基板２０ｂとを有する。支持基板１０ａおよび２０ａは例えばサファイア基板、スピネル基板、アルミナ基板、水晶基板またはシリコン基板である。圧電基板１０ｂおよび２０ｂは、例えば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。

基板１０の上面に弾性波共振器１２および配線１４が設けられている。基板１０の下面に端子１８が設けられている。端子１８は、弾性波共振器１２および２２を外部と接続するためのフットパッドである。基板１０を貫通するようにビア配線１６が設けられている。ビア配線１６は、配線１４と端子１８とを電気的に接続する。配線１４、ビア配線１６および端子１８は例えば銅層、アルミニウム層または金層等の金属層である。端子１８は、共通端子Ａｎｔ、送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘおよびグランド端子Ｔｇを含む。

基板２０の下面に弾性波共振器２２および配線２４が設けられている。配線２４は例えば銅層、アルミニウム層または金層等の金属層である。基板１０の配線１４と基板２０の配線２４はバンプ２６を介し接合されている。基板１０の上面と基板２０の下面とは空隙２８を介し対向する。弾性波共振器１２、２２、配線１４および２４を囲むように基板１０と２０との間に封止部３０が設けられている。封止部３０は、弾性波共振器１２および２２を空隙２８に封止する。

弾性波共振器１２および２２の例を説明する。図３（ａ）は、弾性波共振器の平面図であり、弾性波共振器１２および２２として弾性表面波共振器の例である。図３（ａ）に示すように、基板１０および２０の圧電基板１０ｂおよび２０ｂ上にＩＤＴ（Interdigital Transducer）４２と反射器４１が形成されている。ＩＤＴ４２は、互いに対向する１対の櫛型電極４２ｄを有する。櫛型電極４２ｄは、複数の電極指４２ａと複数の電極指４２ａを接続するバスバー４２ｃとを有する。反射器４１は、ＩＤＴ４２の両側に設けられている。ＩＤＴ４２が基板１０に弾性表面波を励振する。ＩＤＴ４２および反射器４１は例えばアルミニウム膜または銅膜により形成される。図２のように支持基板１０ａおよび２０ａ上にそれぞれ圧電基板１０ｂおよび２０ｂが接合されていてもよいし、支持基板１０ａおよび２０ａが設けられておらず、基板１０および２０はそれぞれ圧電基板１０ｂおよび２０ｂの単体でもよい。支持基板１０ａおよび２０ａと圧電基板１０ｂおよび２０ｂとの間に各々酸化シリコン膜または酸化アルミニウム膜等の絶縁膜が設けられていてもよい。基板１０および２０上にＩＤＴ４２および反射器４１を覆うように保護膜または温度補償膜が設けられていてもよい。

図３（ｂ）は、弾性波共振器の断面図であり、弾性波共振器１２および２２として圧電薄膜共振器の例である。図３（ｂ）に示すように、弾性波共振器１２、２２は圧電薄膜共振器である。基板１０および２０上に圧電膜４６が設けられている。圧電膜４６を挟むように下部電極４５および上部電極４７が設けられている。下部電極４５と基板１０および２０との間に空隙４９が形成されている。圧電膜４６の少なくとも一部を挟み下部電極４５と上部電極４７とが対向する領域が共振領域４８である。共振領域４８内の下部電極４５および上部電極４７は圧電膜４６内に、厚み縦振動モードの弾性波を励振する。基板１０および２０は、例えばサファイア基板、スピネル基板、アルミナ基板、ガラス基板、水晶基板またはシリコン基板である。下部電極４５および上部電極４７は例えばルテニウム膜等の金属膜である。圧電膜４６は例えば窒化アルミニウム膜である。空隙４９の代わりに弾性波を反射する音響反射膜が設けられていてもよい。

弾性波共振器１２および２２は、弾性波を励振する電極を含む。このため、弾性波の励振を阻害しないように、弾性波共振器１２および２２は空隙２８に覆われている。

図４（ａ）および図４（ｂ）は、実施例１におけるそれぞれ基板１０および２０の平面図である。図４（ｂ）は、基板２０の下面を上から透視した図である。図４（ａ）に示すように、基板１０の上面に弾性波共振器１２および配線１４が設けられている。弾性波共振器１２は、ＩＤＴ４２および反射器４１を有する弾性表面波共振器である。配線１４は弾性波共振器１２に接続されている。基板１０の周縁に封止部３０が設けられている。弾性波共振器１２は、直列共振器Ｓ１１ａからＳ１４ａ、Ｓ２１ａからＳ２４ａ、並列共振器Ｐ１１ａからＰ１４ａおよびＰ２１ａからＰ２４ａを含む。配線１４は、パッドＰａ１、Ｐｔ１、Ｐｒ１およびＰｇ１を含む。パッドＰａ１、Ｐｔ１、Ｐｒ１およびＰｇ１は、それぞれ共通端子Ａｎｔ、送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘおよびグランド端子Ｔｇにビア配線１６を介し電気的に接続される。

図４（ｂ）に示すように、基板２０の上面に弾性波共振器２２および配線２４が設けられている。弾性波共振器２２は、ＩＤＴ４２および反射器４１を有する弾性表面波共振器である。配線２４は弾性波共振器２２に接続されている。基板２０の周縁に封止部３０が設けられている。弾性波共振器２２は、直列共振器Ｓ１１ｂからＳ１４ｂ、Ｓ２１ｂからＳ２４ｂ、並列共振器Ｐ１１ｂからＰ１４ｂおよびＰ２１ｂからＰ２４ｂを含む。配線２４は、パッドＰａ２、Ｐｔ２、Ｐｒ２およびＰｇ２を含む。パッドＰａ２、Ｐｔ２、Ｐｒ２およびＰｇ２は、それぞれパッドＰａ１、Ｐｔ１、Ｐｒ１およびＰｇ１にバンプ２６を介し電気的に接続される。パッドＰａ１およびＰａ２はノードＮ１に相当し、パッドＰｔ１およびＰｔ２はノードＮ２ａに相当し、パッドＰｒ１およびＰｒ２はノードＮ２ｂに相当する。

直列共振器Ｓ１１ａからＳ１４ａ、Ｓ２１ａからＳ２４ａ、並列共振器Ｐ１１ａからＰ１４ａおよびＰ２１ａからＰ２４ａは、それぞれ直列共振器Ｓ１１ｂからＳ１４ｂ、Ｓ２１ｂからＳ２４ｂ、並列共振器Ｐ１１ｂからＰ１４ｂおよびＰ２１ｂからＰ２４ｂと平面視において重なっている。

［比較例１］
図５は、比較例１に係るマルチプレクサの回路図である。図５に示すように、送信フィルタ５０は、直列共振器Ｓ１１からＳ１４および並列共振器Ｐ１１からＰ１４を備え、受信フィルタ５２は、直列共振器Ｓ２１からＳ２４および並列共振器Ｐ２１からＰ２４を備える。送信フィルタ５０および受信フィルタ５２は、実施例１のようなサブフィルタを含んでいない。その他の構成は実施例１と同じである。

図６は、比較例１における基板の平面図である。弾性波共振器１２は、直列共振器Ｓ１１からＳ１４、Ｓ２１からＳ２４、並列共振器Ｐ１１からＰ１４およびＰ２１からＰ２４を含む。配線１４は、パッドＰａ、Ｐｔ、ＰｒおよびＰｇを含む。パッドＰａ、Ｐｔ、ＰｒおよびＰｇは、それぞれ共通端子Ａｎｔ、送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘおよびグランド端子Ｔｇにビア配線１６を介し電気的に接続される。

送信フィルタ５０と受信フィルタ５２の通過帯域が重ならないとき、送信フィルタ５０と受信フィルタ５２とを空隙２８を介し対向させると、送信フィルタ５０と受信フィルタ５２との間で空隙２８を介し高周波信号が漏洩するためアイソレーション特性が劣化する。このため、比較例１のように同じ基板１０上に送信フィルタ５０と受信フィルタ５２とを設けると、基板１０のチップサイズが大きくなる。

実施例１のように、送信フィルタ５０をサブフィルタ５０ａおよび５０ｂに並列に分割し、受信フィルタ５２をサブフィルタ５２ａおよび５２ｂに並列に分割する。対応する共振器同士を空隙２８を介し対向させる。対応する共振器同士はほぼ同じ電圧が加わる。このため、対応する共振器同士を重ねても高周波信号の漏洩を抑制でき、アイソレーション特性を劣化せず小型化が可能となる。一例では、比較例１の基板１０の大きさは１．５ｍｍ×０．９ｍｍであり、実施例１の基板１０の大きさは１．２ｍｍ×０．７ｍｍである。

実施例１の送信フィルタ５０（第１フィルタ）によれば、図１のように、共通端子Ａｎｔ（出力端子）と送信端子Ｔｘ（入力端子、第１端子）との間にノードＮ１（第１ノード）およびＮ２ａ（第２ノード）が設けられている。直列共振器Ｓ１１ａからＳ１４ａ（第１直列共振器）はノードＮ１とＮ２ａとの間の直列経路（第１経路）に設けられ、並列共振器Ｐ１１ａおよびＰ１４ａ（第１並列共振器）は一端が直列経路に接続され他端がグランドに接続されている。直列共振器Ｓ１１ｂからＳ１４ｂ（第２直列共振器）はノードＮ１とＮ２ａとの間の直列経路（第１経路に並列に接続された第２経路）に設けられ、並列共振器Ｐ１１ｂおよびＰ１４ｂ（第２並列共振器）は一端が直列経路に接続され他端がグランドに接続されている。

図４（ａ）および図４（ｂ）のように、直列共振器Ｓ１１ａからＳ１４ａおよび並列共振器Ｐ１１ａおよびＰ１４ａは基板１０（第１基板）の上面（第１面）に設けられている。直列共振器Ｓ１１ｂからＳ１４ｂおよび並列共振器Ｐ１１ｂおよびＰ１４ｂは基板２０（第２基板）の下面（第２面）に設けられている。

直列共振器Ｓ１１ａからＳ１４ａの各々の少なくとも一部は直列共振器Ｓ１１ｂからＳ１４ｂの各々の少なくとも一部と平面視において重なり、並列共振器Ｐ１１ａからＰ１４ａの各々の少なくとも一部は並列共振器Ｐ１１ｂからＰ１４ｂの各々の少なくとも一部と平面視において重なる。これにより、送信フィルタ５０内の高周波信号の干渉が抑制され、かつ小型化が可能となる。

弾性波共振器１２と２２が重なるとは、弾性表面波共振器の場合は、図３（ａ）のＩＤＴ４２および反射器４１の少なくとも一部同士が重なることであり、圧電薄膜共振器の場合は、図３（ｂ）の共振領域４８の少なくとも一部が重なることである。

直列共振器Ｓ１１ａからＳ１４ａおよび直列共振器Ｓ１１ｂからＳ１４ｂは互いに同じ個数で各々１または複数設けられ、直列共振器Ｓ１１ｂからＳ１４ｂの少なくとも一部はそれぞれ対応する直列共振器Ｓ１１ａからＳ１４ａの少なくとも一部と平面視において重なる。並列共振器Ｐ１１ａからＰ１４ａおよび並列共振器Ｐ１１ｂからＰ１４ｂは互いに同じ個数で各々１または複数設けられ、並列共振器Ｐ１１ｂからＰ１４ｂの少なくとも一部はそれぞれ対応する並列共振器Ｐ１１ａからＰ１４ａの少なくとも一部と平面視において重なる。これにより、対応する共振器に加わる電圧がほぼ同じとなり、フィルタ内の高周波信号の干渉が抑制される。

１または複数の直列共振器Ｓ１１ａからＳ１４ａそれぞれの静電容量は、対応する直列共振器Ｓ１１ｂからＳ１４ｂの静電容量と、製造誤差程度に略等しい。１または複数の並列共振器Ｐ１１ａからＰ１４ａそれぞれの静電容量は、対応する並列共振器Ｐ１１ｂからＰ１４ｂの静電容量と、製造誤差程度に略等しい。これにより、対応する共振器に加わる電圧がほぼ同じとなり、フィルタ内の高周波信号の干渉が抑制される。

ノードＮ１と共通端子Ａｎｔとの間に共振器は接続されておらず、ノード２ａと送信端子Ｔｘの間に共振器は接続されていない。これにより、小型化がより可能となる。

受信フィルタ５２（第２フィルタ）では、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘ（第２端子）との間にノードＮ１（第３ノード）およびＮ２ｂ（第４ノード）が設けられている。直列共振器Ｓ２１ａからＳ２４ａ（第３直列共振器）はノードＮ１とＮ２ｂとの間の直列経路（第３経路）に設けられ、並列共振器Ｐ２１ａおよびＰ２４ａ（第３並列共振器）は一端が直列経路に接続され他端がグランドに接続されている。直列共振器Ｓ２１ｂからＳ２４ｂ（第４直列共振器）はノードＮ１とＮ２ｂとの間の直列経路（第３経路に並列に接続された第４経路）に設けられ、並列共振器Ｐ２１ｂおよびＰ２４ｂ（第４並列共振器）は一端が直列経路に接続され他端がグランドに接続されている。

直列共振器Ｓ２１ａからＳ２４ａおよび並列共振器Ｐ２１ａおよびＰ２４ａは基板１０の上面に設けられている。直列共振器Ｓ２１ｂからＳ２４ｂおよび並列共振器Ｐ２１ｂおよびＰ２４ｂは基板２０の下面に設けられている。直列共振器Ｓ２１ａからＳ２４ａの各々の少なくとも一部は直列共振器Ｓ２１ｂからＳ２４ｂの各々の少なくとも一部と平面視において重なり、並列共振器Ｐ２１ａからＰ２４ａの各々の少なくとも一部は並列共振器Ｐ２１ｂからＰ２４ｂの各々の少なくとも一部と平面視において重なる。これにより、送信フィルタ５０と受信フィルタ５２とのアイソレーションを抑制できかつ小型化が可能となる。

図７は、実施例２に係るマルチプレクサの回路図である。図７に示すように、送信フィルタ５０では、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間の直列経路にノードＮ１１およびＮ１２が設けられている。ノードＮ１１とＮ１２との間において直列共振器Ｓ１１ａとＳ１１ｂは並列接続されている。一端が直列経路に他端がグランドに接続された並列経路にノードＮ１３およびＮ１４が設けられている。ノードＮ１３とＮ１４との間において並列共振器Ｐ１１ａとＰ１１ｂは並列接続されている。同様に、直列経路に設けられたノード間において直列共振器Ｓ１２ａからＳ１４ａとＳ１２ｂからＳ１４ｂとは各々並列接続されている。並列経路に設けられたノード間において並列共振器Ｐ１２ａからＰ１４ａとＰ１２ｂからＰ１４ｂとは各々並列接続されている。

受信フィルタ５２では、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間の直列経路にノードＮ２１およびＮ２２が設けられている。ノードＮ２１とＮ２２との間において直列共振器Ｓ２１ａとＳ２１ｂとは並列接続されている。一端が直列経路に他端がグランドに接続された並列経路にノードＮ２３およびＮ２４が設けられている。ノードＮ２３とＮ２４との間において並列共振器Ｐ２１ａとＰ２１ｂとは並列接続されている。同様に、直列経路に設けられたノード間において直列共振器Ｓ２２ａからＳ２４ａとＳ２２ｂからＳ２４ｂとは各々並列接続されている。並列経路に設けられたノード間において並列共振器Ｐ２２ａからＰ２４ａとＰ２２ｂからＰ２４ｂとは各々並列接続されている。その他の構成は実施例１の図１と同じであり説明を省略する。

図８は、実施例２に係るマルチプレクサの断面図である。図８に示すように、バンプ２６が設けられておらず、配線１４と２４とが接合されている。その他の構成は実施例１の図２と同じであり説明を省略する。

図９（ａ）および図９（ｂ）は、実施例２におけるそれぞれ基板１０および２０の平面図である。図９（ｂ）は、基板２０の下面を上から透視した図である。図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、バンプ２６が設けられておらず、配線１４と２４とが接続される。これにより、図７のように、対応する共振器同士が並列接続される。その他の構成は実施例１の図４（ａ）および図４（ｂ）と同じであり説明を省略する。

実施例２の送信フィルタ５０（第１フィルタ）によれば、図７のように、直列共振器Ｓ１１ａ（第１弾性波共振器）は、送信端子Ｔｘ（入力端子）と共通端子Ａｎｔ（出力端子）との間の直列経路に設けられたノードＮ１１とＮ１２との間に接続され、直列共振器Ｓ１１ｂ（第２弾性波共振器）は、ノードＮ１１とＮ１２と間において直列共振器Ｓ１１ａと並列接続されている。図９（ａ）および図９（ｂ）のように、直列共振器Ｓ１１ａは基板１０（第１基板）の上面（第１面）に設けられ、直列共振器Ｓ１１ｂは基板２０（第２基板）の下面（第２面）に設けられている。直列共振器Ｓ１１ｂの少なくとも一部は、平面視において直列共振器Ｓ１１ａの少なくとも一部と重なる。これにより、送信フィルタ５０内の高周波信号の干渉が抑制され、かつ小型化が可能となる。

直列共振器Ｓ１１ａの静電容量は直列共振器Ｓ１１ｂの静電容量と製造誤差程度に略等しい。これにより、対応する共振器に加わる電圧がほぼ同じとなり、フィルタ内の高周波信号の干渉が抑制される。

並列共振器Ｐ１１ａ（第３弾性波共振器）は、並列経路に設けられたノードＮ１３とＮ１４との間に接続され、並列共振器Ｐ１１ｂ（第４弾性波共振器）は、ノードＮ１３とＮ１４と間において並列共振器Ｐ１１ａと並列接続されている。並列共振器Ｐ１１ａは基板１０の上面に設けられ、並列共振器Ｐ１１ｂは基板２０の下面に設けられている。並列共振器Ｐ１１ｂの少なくとも一部は、平面視において並列共振器Ｐ１１ａの少なくとも一部と重なる。これにより、送信フィルタ５０内の高周波信号の干渉がより抑制され、かつ小型化がより可能となる。

受信フィルタ５２（第２フィルタ）では、直列共振器Ｓ２１ａ（第３弾性波共振器）は、ノードＮ２１（第３ノード）とＮ２２（第４ノード）との間に接続され、直列共振器Ｓ２１ｂ（第２弾性波共振器）は、ノードＮ２１とＮ２２との間において直列共振器Ｓ２１ａと並列接続されている。直列共振器Ｓ２１ａは基板１０の上面に設けられ、直列共振器Ｓ２１ｂは基板２０の下面に設けられている。直列共振器Ｓ２１ｂの少なくとも一部は、平面視において直列共振器Ｓ２１ａの少なくとも一部と重なる。これにより、送信フィルタ５０と受信フィルタ５２とのアイソレーションを抑制できかつ小型化が可能となる。

図１０は、実施例３に係るフィルタの回路図である。図１０に示すように、フィルタ５４では、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔの間の直列経路にノードＮ１とＮ２が設けられている。ノードＮ１とＮ２との間においてサブフィルタ５４ａと５４ｂは並列接続されている。サブフィルタ５４ａは直列共振器Ｓ１ａからＳ６ａおよび並列共振器Ｐ１ａからＰ６ａを備えている。サブフィルタ５４ｂは直列共振器Ｓ１ｂからＳ６ｂおよび並列共振器Ｐ１ｂからＰ６ｂを備えている。サブフィルタ５４ａと５４ｂとはノードＮ１、Ｎ２およびグランド端子Ｔｇに対し鏡面対称に設けられている。その他の構成は実施例１の図１と同じであり説明を省略する。

図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、実施例３におけるそれぞれ基板１０および２０の平面図である。図１１（ｂ）は、基板２０の下面を上から透視した図である。図１１（ａ）に示すように、弾性波共振器１２は、直列共振器Ｓ１ａからＳ６ａおよび並列共振器Ｐ１ａからＰ６ａを含む。配線１４は、パッドＰｉｎ１、Ｐｏｕｔ１およびＰｇ１を含む。パッドＰｉｎ１、Ｐｏｕｔ１およびＰｇ１は、それぞれ入力端子Ｔｉｎ、出力端子Ｔｏｕｔおよびグランド端子Ｔｇにビア配線１６を介し電気的に接続される。

図１１（ｂ）に示すように、弾性波共振器２２は、直列共振器Ｓ１ｂからＳ６ｂおよび並列共振器Ｐ１ｂからＰ６ｂを含む。配線２４は、パッドＰｉｎ２、Ｐｉｎ２およびＰｇ２を含む。パッドＰｉｎ２、Ｐｏｕｔ２およびＰｇ２は、それぞれパッドＰｉｎ１、Ｐｏｕｔ１およびＰｇ１にバンプ２６を介し電気的に接続される。直列共振器Ｓ１ａからＳ６ａおよび並列共振器Ｐ１ａからＰ６ａは、それぞれ直列共振器Ｓ１ｂからＳ６ｂおよび並列共振器Ｐ１ｂからＰ６ｂと平面視において重なっている。その他の構成は実施例１の図４（ａ）および図４（ｂ）と同じである。

実施例３のように、フィルタ５４をサブフィルタ５４ａと５４ｂとに並列分割し、対応する共振器を平面視において重ねてもよい。これにより、フィルタ５４内の高周波信号の干渉を抑制しかつフィルタ５４を小型化できる。

図１２は、実施例４に係るフィルタの回路図である。図１２に示すように、フィルタ５６では、ノードＮ１は入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間の直列経路の中間に設けられている。ノードＮ１とＮ２の間においてサブフィルタ５６ａと５６ｂは並列接続されている。直列共振器Ｓ１およびＳ２、並列共振器Ｐ１およびＰ２は入力端子ＴｉｎとノードＮ１との間に接続されている。サブフィルタ５６ａは直列共振器Ｓ３ａおよびＳ４ａ並びに並列共振器Ｐ３ａおよびＰ４ａを備えている。サブフィルタ５６ｂは直列共振器Ｓ３ｂおよびＳ４ｂ並びに並列共振器Ｐ３ｂおよびＰ４ｂを備えている。サブフィルタ５６ａと５６ｂとはノードＮ１、Ｎ２およびグランド端子Ｔｇに対し鏡面対称に設けられている。その他の構成は実施例３の図１０と同じであり説明を省略する。

図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、実施例４におけるそれぞれ基板１０および２０の平面図である。図１３（ｂ）は、基板２０の下面を上から透視した図である。図１３（ａ）に示すように、弾性波共振器１２は、直列共振器Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ａ、Ｓ４ａ並びに並列共振器Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ａおよびＰ４ａを含む。配線１４は、パッドＰｉｎ１、Ｐｏｕｔ１、Ｐｎ１およびＰｇ１を含む。パッドＰｉｎ１、Ｐｏｕｔ１およびＰｇ１は、それぞれ入力端子Ｔｉｎ、出力端子Ｔｏｕｔおよびグランド端子Ｔｇにビア配線１６を介し電気的に接続される。

図１３（ｂ）に示すように、弾性波共振器２２は、直列共振器Ｓ３ｂおよびＳ４ｂ並びに並列共振器Ｐ３ｂおよびＰ４ｂを含む。配線２４は、パッドＰｉｎ２、Ｐｏｕｔ２、Ｐｎ２およびＰｇ２を含む。パッドＰｉｎ２、Ｐｏｕｔ２、Ｐｎ２およびＰｇ２は、それぞれパッドＰｉｎ１、Ｐｏｕｔ１、Ｐｎ１およびＰｇ１にバンプ２６を介し電気的に接続される。直列共振器Ｓ３ａおよびＳ４ａ並びに並列共振器Ｐ３ａおよびＰ４ａは、それぞれ直列共振器Ｓ３ｂおよびＳ４ｂ並びに並列共振器Ｐ３ｂおよびＰ４ｂと平面視において重なっている。その他の構成は実施例３の図１１（ａ）および図１１（ｂ）と同じであり説明を省略する。

実施例４のように、フィルタ５６の一部をサブフィルタ５６ａと５６ｂとに並列分割し、対応する共振器を平面視において重ねてもよい。これにより、フィルタ５４を小型化できる。マルチプレクサにおいても、送信フィルタ５０および受信フィルタ５２の少なくとも一方のフィルタの一部をサブフィルタに並列分割し、対応する共振器を重ねてもよい。

図１４は、実施例５に係るフィルタの回路図である。図１４に示すように、直列共振器Ｓ１およびＳ２、並列共振器Ｐ１およびＰ２は入力端子ＴｉｎとノードＮ１との間に接続されている。直列共振器Ｓ３ａおよびＳ３ｂは並列接続され、直列共振器Ｓ４ａおよびＳ４ｂは並列接続され、並列共振器Ｐ３ａおよびＰ３ｂは並列接続され、並列共振器Ｐ４ａおよびＰ４ｂは並列接続されている。直列共振器Ｓ３ａおよびＳ４ａ並びに並列共振器Ｐ３ａおよびＰ４ａは、それぞれ直列共振器Ｓ３ｂおよびＳ４ｂ並びに並列共振器Ｐ３ｂおよびＰ４ｂと平面視において重なっている。その他の構成は、実施例２および４と同じである。

実施例５のように、フィルタ５６の少なくとも一部を共振器ごとに並列接続し、残りの共振器は並列接続しなくてもよい。これにより、小型化が可能となる。

実施例５のように、フィルタにおいて、各共振器を並列接続し、対応する共振器を重ねてもよい。マルチプレクサにおいても、送信フィルタ５０および受信フィルタ５２の少なくとも一方の各共振器を並列接続し、対応する共振器を重ねてもよい。

実施例１から５における各フィルタの直列共振器および並列共振器の個数は適宜に設定できる。フィルタの少なくとも一部を多重モードフィルタとしてもよい。弾性波共振器１２および２２は図３（ｂ）のような圧電薄膜共振器でもよい。実施例１および２では、デュプレクサを例に説明したがマルチプレクサはトリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。

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、２０基板
１２、２２弾性波共振器
１４、２４配線
２６バンプ
２８空隙
５０送信フィルタ
５０ａ、５０ｂ、５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂサブフィルタ
５２受信フィルタ
５４、５６フィルタ

Claims

第１面を有する第１基板と、
前記第１面と空隙を挟み対向する第２面を有する第２基板と、
前記第１面に設けられ、第１ノードと第２ノードとの間の第１経路に設けられた１または複数の第１直列共振器と、
前記第１面に設けられ、一端が前記第１経路に接続され他端がグランドに接続された１または複数の第１並列共振器と、
前記第２面に設けられ、前記１または複数の第１直列共振器と同じ個数設けられ、前記第１ノードと前記第２ノードとの間において前記第１経路に並列に接続された第２経路に設けられ、平面視において少なくとも一部がそれぞれ対応する第１直列共振器の少なくとも一部と重なる１または複数の第２直列共振器と、
前記第２面に設けられ、前記１または複数の第１並列共振器と同じ個数設けられ、一端が前記第２経路に接続され他端がグランドに接続され、平面視において少なくとも一部がそれぞれ対応する第１並列共振器の少なくとも一部と重なる１または複数の第２並列共振器と、
を備えるフィルタ。
前記１または複数の第２直列共振器には、それぞれ対応する第１直列共振器と同じ位相の高周波信号が入力し、
前記１または複数の第２並列共振器には、それぞれ対応する第１並列共振器と同じ位相の高周波信号が入力する請求項１に記載のフィルタ。
前記１または複数の第２直列共振器の静電容量は、それぞれ前記対応する第１直列共振器の静電容量と等しく、
前記１または複数の第２並列共振器の静電容量は、それぞれ前記対応する第１並列共振器の静電容量と等しい請求項２に記載のフィルタ。
前記第１ノードと入力端子との間に共振器は接続されておらず、前記第２ノードと出力端子との間に共振器は接続されていない請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタ。
第１面を有する第１基板と、
前記第１面と空隙を挟み対向する第２面を有する第２基板と、
前記第１面に設けられ、第１ノードと第２ノードとの間に接続された第１弾性波共振器と、
前記第２面に設けられ、前記第１ノードと前記第２ノードとの間に前記第１弾性波共振器と並列接続され、平面視において少なくとも一部が前記第１弾性波共振器の少なくとも一部と重なる第２弾性波共振器と、
前記第１面に設けられ、第３ノードと第４ノードとの間に接続された第３弾性波共振器と、
前記第２面に設けられ、前記第３ノードと前記第４ノードとの間に前記第３弾性波共振器と並列接続され、平面視において少なくとも一部が前記第３弾性波共振器の少なくとも一部と重なる第４弾性波共振器と、
を備え、
前記第１ノードおよび前記第２ノードは、入力端子と出力端子との間の直列経路に設けられ、
前記第３ノードおよび前記第４ノードは、一端が前記直列経路に接続され、他端がグランドに接続された並列経路に設けられるフィルタ。
前記第１弾性波共振器の静電容量は、前記第２弾性波共振器の静電容量と等しい請求項５に記載のフィルタ。
前記第３弾性波共振器には、前記第１弾性波共振器と同じ位相の高周波信号が入力し、
前記第４弾性波共振器には、前記第２弾性波共振器と同じ位相の高周波信号が入力する請求項５または６に記載のフィルタ。
請求項１から７のいずれか一項に記載のフィルタを含むマルチプレクサ。
第１面を有する第１基板と、
前記第１面と空隙を挟み対向する第２面を有する第２基板と、
前記第１面に設けられ、共通端子と第１端子との間の第１経路に設けられた第１直列共振器と、
前記第１面に設けられ、一端が前記第１経路に接続され他端がグランドに接続された第１並列共振器と、
前記第２面に設けられ、前記共通端子と前記第１端子との間において前記第１経路に並列に接続された第２経路に設けられ、平面視において少なくとも一部が前記第１直列共振器の少なくとも一部と重なる第２直列共振器と、
前記第２面に設けられ、一端が前記第２経路に接続され他端がグランドに接続され、平面視において少なくとも一部が前記第１並列共振器の少なくとも一部と重なる第２並列共振器と、を備える第１フィルタと、
前記第１面に設けられ、前記共通端子と第２端子との間の第３経路に設けられた第３直列共振器と、
前記第１面に設けられ、一端が前記第３経路に接続され他端がグランドに接続された第３並列共振器と、
前記第２面に設けられ、前記共通端子と前記第２端子との間において前記第３経路に並列に接続された第４経路に設けられ、平面視において少なくとも一部が前記第３直列共振器の少なくとも一部と重なる第４直列共振器と、
前記第２面に設けられ、一端が前記第４経路に接続され他端がグランドに接続され、平面視において少なくとも一部が前記第３並列共振器の少なくとも一部と重なる第４並列共振器と、を備え、前記第１フィルタの通過帯域と重ならない通過帯域を有する第２フィルタと、
を備えるマルチプレクサ。
第１面を有する第１基板と、
前記第１面と空隙を挟み対向する第２面を有する第２基板と、
前記第１面に設けられ、第１ノードと第２ノードとの間に接続された第１弾性波共振器と、前記第２面に設けられ、前記第１ノードと前記第２ノードとの間に前記第１弾性波共振器と並列接続され、平面視において少なくとも一部が前記第１弾性波共振器の少なくとも一部と重なる第２弾性波共振器と、を備え、共通端子と第１端子との間に接続された第１フィルタと、
前記第１面に設けられ、第３ノードと第４ノードとの間に接続された第３弾性波共振器と、前記第２面に設けられ、前記第３ノードと前記第４ノードとの間に前記第３弾性波共振器と並列接続され、平面視において少なくとも一部が前記第３弾性波共振器の少なくとも一部と重なる第４弾性波共振器と、を備え、前記共通端子と第２端子との間に接続され、前記第１フィルタの通過帯域と重ならない通過帯域を有する第２フィルタと、
を備えるマルチプレクサ。