JPH0716427U - 弾性表面波フィルタ共用器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型な弾性表面波フィルタ共用器を提供す
る。 【構成】 分波回路18、送信用フィルタ20、受信用フィ
ルタ22及び配線26、28 を、同一の圧電基板24に設ける。
分波回路18を薄膜回路とし、フィルタ20、22 を弾性表面
波フィルタとする。圧電基板24例えばLiTaO ₃ 又はLiNb
O ₃ 基板は従来の共用器で一般に用いられるガラスエポ
キシ基板よりも比誘電率が高いので、分波回路18を非常
に小型にすることができる。しかも薄膜パターン形成技
術を利用して、分波回路18、フィルタ20、22 及び配線2
6、28 を形成できるので、共用器の小型化を効果的に図
れる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、弾性表面波フィルタ共用器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、通信装置に用いる共用器として、分波回路、送信用フィルタ及び受 信用フィルタを有し、これらフィルタを分波回路を介し同一のアンテナに接続す るようにした装置が提案されている。

【０００３】 図６は従来のこの種の共用器の構成を概念的に示す平面図である。同図に示す 共用器８は、プリント配線板１０、送信用フィルタ１２及び受信用フィルタ１４ を備えて成る。

【０００４】 プリント配線板１０は誘電体基板１０ａ例えばガラスエポキシ基板と導体パタ ーン１０ｂ〜１０ｅ例えばＣｕ箔パターンとから成る。送信用及び受信用フィル タ１２及び１４には、種々の構造のものが用いられ、そのひとつとして例えば弾 性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave ）フィルタが用いられる。

【０００５】 送信用フィルタ１２を導体パターン１０ｂ及び１０ｄを介し共用器８のアンテ ナ端子Ａ及び入力端子Ｉに接続し、また送信用フィルタ１４を導体パターン１０ ｃ及び１０ｅを介し共用器８のアンテナ端子Ａ及び出力端子Ｏに接続する。アン テナ端子Ａ、入力端子Ｉ及び出力端子Ｏはそれぞれ図示しない通信装置のアンテ ナ、送信回路及び受信回路に接続される。

【０００６】 共用器８の分波回路は導体パターン１０ｂ及び１０ｃによって構成される。ア ンテナ端子Ａから送信フィルタ１２までの間の導体パターン１０ｂの伝送路長は 、アンテナ端子Ａから見た送信用フィルタ１２のインピーダンスが受信周波数に 対して最大となるように、決められる。またアンテナ端子Ａから受信フィルタ１ ４までの間の導体パターン１０ｃの伝送路長は、アンテナ端子Ａから見た受信フ ィルタ１４のインピーダンスが送信周波数に対して最大となるように、決められ る。

【０００７】 上述した従来の共用器８を作成する場合には、Ｃｕ箔張りの誘電体基板１０ａ を用意し、このＣｕ箔をエッチングすることにより、導体パターン１０ｂ〜１０ ｅを作成する。一方、フィルタ１２及び１４を、プリント配線板１０とは別体に 作成し然る後個別のパッケージに組み込む。そしてこれらフィルタ１２及び１４ をプリント配線板１０に実装する。或は、フィルタ１２及び１４を、パッケージ に組み込まずにプリント配線板１０に実装し、その後、共用器８全体をパッケー ジに組み込む。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上述した従来の共用器では、送信用及び受信用のフィルタをプリ ント配線板とは別体に形成した後、これらフィルタをプリント配線板に実装する 。この場合、分波回路及びフィルタの性能をそれぞれ個別に確認できる利点もあ るが、手間のかかる実装作業を行なわなければならない。しかも実装過程におい て不良品が発生しやすい。

【０００９】 さらに通信装置の小型化に伴い共用器の小型化も望まれるが、上述の従来の共 用器では、分波回路をプリント配線板に形成するので小型化が困難である。

【００１０】 この考案の目的は、上述した従来の問題点を解決するため、より小型に作成で きしかもフィルタの実装作業をなくせる共用器を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

この目的の達成を図るため、この考案の共用器は、分波回路を薄膜回路とする と共に、送信用フィルタ及び受信用フィルタをそれぞれ弾性表面波フィルタとし 、これら分波回路、送信用フィルタ及び受信用フィルタを同一の圧電基板に設け て成ることを特徴とする。

【００１２】

【作用】

このような構成によれば、圧電基板に分波回路を形成するので、分波回路を非 常に小さくすることができる。従来の共用器においては分波回路をガラスエポキ シ基板に形成するが、圧電基板の比誘電率はガラスエポキシ基板よりも大きいの で、圧電基板は分波回路の小型化に適している。基板の比誘電率が大きいほど、 分波回路を構成する伝送線路の幅を細くできるし、また分波回路を伝搬する信号 の実効周波数を短くでき従って伝送線路の長さを短くできる。伝送線路の長さは 、基板の比誘電率の平方根に反比例するので比誘電率の高い基板ほど分波回路の 小型化に適している。

【００１３】 さらに半導体プロセスで用いる薄膜パターン形成技術を利用して、分波回路、 送信用及び受信用フィルタを同一基板に形成できるので、共用器の小型化が容易 である。しかもフィルタの実装作業を省略できる。

【００１４】

【実施例】

以下、図面を参照し考案の実施例につき説明する。尚、図面は考案が理解でき る程度に概略的に示してあるにすぎず、従って考案を図示例に限定するものでは ない。

【００１５】 図１はこの考案の第一実施例の構成を概略的に示す平面図である。同図に示す 共用器は、分波回路１８を薄膜回路とすると共に送信用及び受信用フィルタ２０ 及び２２をそれぞれ弾性表面波フィルタとし、これら分波回路１８、フィルタ２ ０及び２２を同一の圧電基板２４に設けて成る。

【００１６】 この実施例では、圧電基板２４として、現在一般に広く用いられているｒｏｔ ａｔｅｄ３６° Ｙ−ＸＣｕｔ ＬｉＴａＯ₃ 基板又はｒｏｔａｔｅｄ１２８° Ｙ−ＸＣｕｔ ＬｉＮｂＯ₃ 基板を用いる。これらＬｉＴａＯ₃ 及びＬｉＮｂ Ｏ₃ 基板の比誘電率はほぼ４４及び３７である。従来の共用器において分波回路 の形成に用いていたガラスエポキシ基板の比誘電率はほぼ４であるから、これら ＬｉＴａＯ₃ 及びＬｉＮｂＯ₃ 基板の比誘電率はガラスエポキシ基板のほぼ１１ 及び９倍である。同じ伝送特性の分波回路をガラスエポキシ基板とＬｉＴａＯ₃ 及びＬｉＮｂＯ₃ 基板とに形成する場合を比較すると、ＬｉＴａＯ₃ 及びＬｉＮ ｂＯ₃ 基板に形成した分波回路の面積は、ガラスエポキシ基板に形成した分波回 路の１／１１及び１／９となる。従って圧電基板２４に分波回路１８を形成する ことにより、分波回路１８を小型化できる。

【００１７】 この圧電基板２４上に、分波回路１８、送信用フィルタ２０及び受信用フィル タ２２と配線２６、２８とを設ける。これら分波回路１８、フィルタ２０、２２ 及び配線２６、２８の薄膜パターンを、半導体プロセスで用いる薄膜パターン形 成技術を利用して形成できるので、共用器を小型に作成できる。

【００１８】 分波回路１８は送信用伝送路１８ａ及び受信用伝送路１８ｂを有する。これら 伝送路１８ａ及び１８ｂの一端を送信用及び受信用フィルタ２０及び２２に接続 し、またこれら伝送路１８ａ及び１８ｂの他端を互いに接続する。そして伝送路 １８ａ及び１８ｂの他端を共用器のアンテナ端子Ａに接続する。さらに配線２６ 及び２８の一端を送信用及び受信用フィルタ２０及び２２に接続し、またこれら 配線２６及び２８の他端を共用器の入力端子Ｉ及び出力端子Ｏに接続する。

【００１９】 送信用伝送路１８ａは送信周波数の信号を伝送するが受信周波数の信号を伝送 しないように設計される。アンテナ端子Ａ（又は伝送路１８ａ、１８ｂの他端Ｂ ）から送信用フィルタ２０までの間の送信用伝送路１８ａの伝送路長を、アンテ ナ端子Ａ（又は他端Ｂ）から見た送信用フィルタ２０のインピーダンスがインピ ーダンス変換効果によって受信周波数に対し最大となるように、設計する。受信 用伝送路１８ｂは受信周波数の信号を伝送するが送信周波数の信号を伝送しない ように設計される。アンテナ端子Ａ（又は他端Ｂ）から受信用フィルタ２２まで の間の受信用伝送路１８ｂの伝送路長を、アンテナ端子Ａ（又は他端Ｂ）から見 た受信用フィルタ２２のインピーダンスがインピーダンス変換効果によって送信 周波数に対し最大となるように、設計する。

【００２０】 さらに送信用及び受信用フィルタ２０及び２２の弾性表面波漏れ部Ｈ（図２参 照）の間に、吸音材３０を設ける。例えば、吸音材３０としてシリコーン（ｓｉ ｌｉｃｏｎｅ）を圧電基板２４に塗布する。

【００２１】 フィルタ共用器の小型化を図るため、送信用及び受信用フィルタ２０及び２２ の弾性表面波漏れ部Ｈを極めて近接させて設けた場合（特に並列配置した場合） 、これらフィルタの一方から出射した弾性表面波がこれらフィルタの他方に入射 して悪影響を与えるおそれがある。そこで弾性表面波を吸音材３０によって吸収 し、これによりフィルタ２０及び２２の一方からの弾性表面波がフィルタ２０及 び２２の他方へ入射するのを防止する。

【００２２】 図２は送信用及び受信用フィルタとして用いる弾性表面波フィルタの一例を示 す平面図である。同図に示す弾性表面波フィルタは多電極構造の弾性表面波フィ ルタであって、受波用及び送波用トランスデューサ３２及び３４と、配線３６及 び３８と、アース４０と、電極パッド４２と、ボンディグワイヤ４４とを備える 。

【００２３】 第一及び第二すだれ状電極３２ａ及び３２ｂを配列方向Ｐに沿って交互に設け て受波用トランスデューサ３２を構成する。複数個の第一すだれ状電極３２ａを 設け、隣接する第一すだれ状電極３２ａの間にそれぞれ第二すだれ状電極３２ｂ を設ける。同様にして、第一及び第二すだれ状電極３４ａ及び３４ｂを配列方向 Ｐに沿って交互に設けて送波用トランスデューサ３４を構成する。そしてこれら トランスデューサ３２及び３４を配列方向Ｐに沿って交互に設ける。複数個の受 波用トランスデューサ３２を設け、隣接する受波用トランスデューサ３２の間に それぞれ送波用トランスデューサ３４を設ける。

【００２４】 各受波用トランスデューサ３２の第一すだれ状電極３２ａをそれぞれ配線３６ を介して出力端子Ｏ₀ に接続し、各送波用トランスデューサ３４の第一すだれ状 電極３４ａをそれぞれ配線３８を介して入力端子Ｉ₀ に接続する。さらに各受波 用トランスデューサ３２の第二すだれ状電極３２ｂ及び各送波用トランスデュー サ３４の第二すだれ状電極３４ｂにそれぞれ電極パッド４２を設け、各電極パッ ド４２をそれぞれボンディングワイヤ４４を介してアース４０に接続する。

【００２５】 図２の弾性表面波フィルタを送信用フィルタ２０として用いる場合には、図２ の入力端子Ｉ₀ 及び出力端子Ｏ₀ を図１の配線２６及び送信用伝送路１８ａを介 して入力端子Ｉ及びアンテナ端子Ａに接続する。この場合、送波用トランスデュ ーサ３４は入力端子Ｉからの入力電気信号を弾性表面波に変換し、受波用トラン スデューサ３２はこの弾性表面波を出力電気信号に変換してアンテナ端子Ａへ出 力することとなる。また図２の弾性表面波フィルタを受信用フィルタ２２として 用いる場合には、図２の入力端子Ｉ₀ 及び出力端子Ｏ₀ を図１の受信用伝送路１ ８ｂ及び配線２８を介してアンテナ端子Ａ及び出力端子Ｏに接続する。この場合 、送波用トランスデューサ３４はアンテナ端子Ａからの入力電気信号を弾性表面 波に変換し、受波用トランスデューサ３２はこの弾性表面波を出力電気信号に変 換して出力端子Ｏへ出力することとなる。尚、弾性表面波は配列方向Ｐに出射さ れ、従って主として符号Ｈを付して示す部分（弾性表面波漏れ部Ｈ）からフィル タ外部へ弾性表面波が漏れ出す。

【００２６】 例えば、図１に示す分波回路１８（１８ａ、１８ｂ）及び配線２６、２８と図 ２に示す配線３６、３８、アース４０及び電極パッド４２とをＡｕの薄膜パター ンで構成し、また図２に示すトランスデューサ３２（３２ａ、３２ｂ）、３４（ ３４ａ、３４ｂ）をＡｌの薄膜パターンで構成する。薄膜パターン形成技術を利 用することにより、これら薄膜パターンを容易に微細に形成できる。またこれら 薄膜パターンのうち同じ種類の形成材料から成る薄膜パターンについては、同一 プロセスで並行して形成できる。

【００２７】 この実施例においては、完成した共用器全体を、パッケージに実装すれば、単 体部品と同様に使用することができる。

【００２８】 また圧電基板２４としてＬｉＴａＯ₃ 或はＬｉＮｂＯ₃ 基板を用いた場合、圧 電基板２４の価格は従来の共用器において用いていたガラスエポキシ基板と比較 して高価である。しかしながら、分波回路１８、フィルタ２０、２２、配線２６ 、２８を同一の圧電基板２４上に設けた場合、分波回路１８の小型化を効果的に 行なえる。しかも薄膜パターン形成技術を利用することにより、共用器の小型化 や量産が容易であるし、また電気的特性のばらつきの小さな共用器を量産できる 。従って従来よりも小型でしかも製造コストの安価な共用器を提供できる。

【００２９】 図３はこの考案の第二実施例の構成を概略的に示す平面図である。上述した第 一実施例では、分波回路１８の送信用及び受信用伝送路１８ａ及び１８ｂと送信 用及び受信用フィルタ２０及び２２とを、例えばこれらを構成する薄膜パターン を連続させて形成することにより、直接に接続するようにしたが、第二実施例で は、分波回路１８の送信用及び受信用伝送路１８ａ及び１８ｂと送信用及び受信 用フィルタ２０及び２２とを分断して設け、これら伝送路１８ａ及び１８ｂとフ ィルタ２０及び２２とをボンディングワイヤ４６を介して接続する。第二実施例 の構成を、そのほかは第一実施例と同様とする。

【００３０】 第二実施例では、伝送路１８ａ、１８ｂとフィルタ２０、２２とを分断して設 けているので、ボンディングワイヤ４６で接続しない状態において、伝送路１８ ａ、１８ｂ及びフィルタ２０、２２の各電気的特性を個別に精度良く調べること ができる。電気的特性を調べた後、ボンディングワイヤ４６で接続すれば良い。

【００３１】 図４はこの考案の第三実施例の構成を概略的に示す平面図である。第三実施例 では、フィルタ２０及び２２の漏れ部Ｈの間に、吸音材３０に代えて切欠部３１ を設ける。切欠部３１は圧電基板２４を切り欠いて形成した溝、スリット、穴或 は段差である。第三実施例の構成を、そのほかは第一実施例と同様とする。

【００３２】 第三実施例においては、弾性表面波を吸収し或は減衰し或は遮断することがで きるのであれば、切欠部３１を、圧電基板２４を貫通するように形成しても良い し貫通しないように形成しても良い。

【００３３】 図５はこの考案の第四実施例の構成を概略的に示す平面図である。第四実施例 では吸音材３０を設けない。その代わりに、送信用フィルタ２０を、受信用フィ ルタ２２から出射される弾性表面波の伝搬領域ｈ１の外側に配置し、かつ、受信 用フィルタ２２を、送信用フィルタ２０から出射される弾性表面波の伝搬領域ｈ ２の外側に配置する。このように配置するため、アンテナ端子Ａに位置を近づけ たフィルタここでは送信用フィルタ２０については、これに接続する分波回路１ ８の伝送路ここでは伝送路１８ａを屈曲或は蛇行させたりして、伝送路１８ａの 伝送路長を第一実施例と同様の長さとするように調整する。第四実施例の構成を 、そのほかは第一実施例と同様とする。

【００３４】 この考案は上述した実施例にのみ限定されるものではなく、従って各構成成分 の形状、寸法、配設位置、配設個数、形成材料、構成及びそのほかを任意好適に 変更できる。例えば、送信用或は受信用フィルタとして用いる弾性表面波フィル タの構造は図２の構造に限定されず、任意好適な種々の構造とすることができる 。

【００３５】

【考案の効果】

上述した説明からも明らかなように、この考案の弾性表面波フィルタ共用器に よれば、圧電基板に分波回路を形成するので、分波回路を非常に小さくすること ができる。また半導体プロセスで用いる薄膜パターン形成技術を利用して、分波 回路、送信用及び受信用フィルタを同一基板に形成できるので、共用器の小型化 が容易である。しかも送信用及び受信用フィルタの実装作業を省略できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の第一実施例の構成を概略的に示す平
面図である。

【図２】受信用及び送信用フィルタとして用いて好適な
弾性表面波フィルタの構成の一例を示す平面図である。

【図３】この考案の第二実施例の構成を概略的に示す平
面図である。

【図４】この考案の第三実施例の構成を概略的に示す平
面図である。

【図５】この考案の第四実施例の構成を概略的に示す平
面図である。

【図６】従来の共用器の構成を概念的に示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１８：分波回路 １８ａ：送信用伝送路 １８ｂ：受信用伝送路 ２０：送信用フィルタ ２２：受信用フィルタ ２４：圧電基板 ３０：吸音材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 坂本 信義 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 分波回路、送信用フィルタ及び受信用フ
   ィルタを備えて成る共用器において、 前記分波回路を薄膜回路とすると共に、前記送信用及び
   受信用フィルタをそれぞれ弾性表面波フィルタとし、 これら分波回路、送信用及び受信用フィルタを同一の圧
   電基板に設けて成ることを特徴とする弾性表面波フィル
   タ共用器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の弾性表面波フィルタ共用
   器において、 分波回路は一端を送信用フィルタに接続した送信用伝送
   路と一端を受信用フィルタに接続した受信用伝送路とを
   有し、 前記送信用及び受信用伝送路の他端を互いに接続して成
   ることを特徴とする弾性表面波フィルタ共用器。
3. 【請求項３】 請求項１記載の弾性表面波フィルタ共用
   器において、 送信用及び受信用フィルタの間に、弾性表面波の吸音材
   を設けて成ることを特徴とする弾性表面波フィルタ共用
   器。
4. 【請求項４】 請求項１記載の弾性表面波フィルタ共用
   器において、 送信用フィルタを、受信用フィルタから出射される弾性
   表面波の伝搬領域の外側に配置し、 受信用フィルタを、送信用フィルタから出射される弾性
   表面波の伝搬領域の外側に配置して成ることを特徴とす
   る弾性表面波フィルタ共用器。