JPH0818393A - 分波器パッケージ - Google Patents
分波器パッケージInfo
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- JPH0818393A JPH0818393A JP6151319A JP15131994A JPH0818393A JP H0818393 A JPH0818393 A JP H0818393A JP 6151319 A JP6151319 A JP 6151319A JP 15131994 A JP15131994 A JP 15131994A JP H0818393 A JPH0818393 A JP H0818393A
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Abstract
造のパッケージ内部に埋め込まれたストリップ線路のイ
ンピーダンスの測定及び接地端子数の調整によってフィ
ルタ特性の劣化を改善することを目的とする。 【構成】それぞれ異なる帯域中心周波数を有する2つの
弾性表面波フィルタチップと、2つのフィルタ間の位相
整合用回路とを一つに収めた多層分波器パッケージであ
って、前記位相整合用回路が積層化された少なくとも2
つのストリップ線路により形成され、前記ストリップ線
路の特性インピーダンス値を前記分波器パッケージに接
続される外部回路の特性インピーダンス値よりも大きく
したことを特徴とする。
Description
ィルタを用いた分波器パッケージに関し、特に、位相整
合用回路を備えた多階層の分波器用パッケージに関す
る。
機器の小型化が急速に進められ、これらに使用される部
品の小型・高性能化が要望されている。これら無線通信
機器における信号の分岐、生成を行うために送信信号及
び受信信号が干渉しないように、分波器が用いられてい
る。分波器は誘電体を用いた帯域通過フィルタ、帯域阻
止フィルタあるいはそれらの組み合わせにより構成され
たものが多いが、今日では弾性表面フィルタを用いたも
のが研究開発されている。
プF1及びF2を用いて分波器を構成する場合、互いのフ
ィルタ特性を干渉しないように設計する必要があり、そ
のために各フィルタに対して位相整合回路が付加され
る。
1及びF2は、それぞれの通過帯域の中心周波数付近では
分波器回路全体の特性インピーダンス(通常50Ω)に近
い値を持ち、他の周波数帯域では特性インピーダンスは
はるかに大きな値を持つように設計されるが、回路パタ
ーンに存在する抵抗分等の影響のため相手のフィルタチ
ップの通過帯域において相手のフィルタ特性に対して干
渉しないようにすることは難しいためである。この位相
整合回路の定数は2つのフィルタチップの中心周波数
(f1及びf2)の値とその差によって決定される。
ンダクタンス)素子やC(コンデンサ)素子を用いるも
の、又はL、C成分としての役割を果たす線路を用いる
もの等が提案されている。
及び特開平5−167389号公報には、ガラスエポキ
シ基板またはセラミック基板上に金属のストリップ線路
により位相整合回路を形成した分波器が記載されてい
る。また、2つのフィルタチップ及び位相整合回路を多
層のセラミックパッケージの中に納めたものもある。
いた分波器の例を図10(a),(b)に示す。これ
は、同図に示すように、複数のグランド層GNDと、位
相整合回路1及び2と、接地用端子3、フィルタ側信号
端子4、共通信号端子5とが設けられた多層セラミック
パッケージ6に、フィルタチップ7及び8が搭載され、
フィルタチップ7、8と各端子3、4、5間をワイヤ9
で接続している。
及び2は、同図に示すように、フィルタチップの層の下
方でGND層にはさまれた位置にあり、通常ストリップ
線路により形成され、その特性インピーダンスが共通信
号端子5に接続される外部回路の特性インピーダンスと
一致させるように作成される。これにより回路損失の低
減が図られる。
を構成する2つの異なる中心周波数を持ったフィルタチ
ップは使用する信号の周波数により特性インピーダンス
が変化する。例えば、フィルタチップの特性インピーダ
ンスは通過帯域においては外部回路の特性インピーダン
スと略同等の値となり、阻止域においては外部回路の特
性インピーダンスよりも遙に小さいかあるいは大きな値
となる。そして、回路損失を低減するために、これらを
用いて分波器を構成する際には、フィルタチップ及び外
部回路の互いの特性を劣化させないようにしなければな
らない。そのためには、互いの通過域においては、相手
方の特性インピーダンスが無限大に且つ反射係数も略1
になっていることが理想である。
相を整合する回路が必要であり、前記したようなストリ
ップ線路を形成させることが提案されているが、この場
合、線路長に比例して抵抗も増加する。抵抗が増加する
ということは、信号の伝搬損失の発生や、分布定数にお
ける浮遊容量の増加をもたらすおそれがある。この浮遊
容量の増加は、位相回路定数等に影響を及ぼし、使用す
る信号の周波数が高周波数になる程、その影響の度合い
は大きくなる。すなわち、送受信信号の分岐の特性の劣
化となり、さらに送受信信号の伝達の損失につながる。
と、高温で各層の結合をさせなければならず、したがっ
てストリップ線路にも高融点のものを使わなければなら
ないため、上記のフィルタ特性の劣化の度合いが大きく
なる。
考慮してなされたものであり、分波器パッケージに内蔵
された位相整合回路であるストリップ線路の特性インピ
ーダンスの設定及び分波器パッケージの接地用端子の数
の調整によって、帯域中心周波数の異なる2つのフィル
タの特性劣化を改善することができる分波器パッケージ
を提供することを目的とする。
ンスの値を分波器に接続される外部回路の特性インピー
ダンスの値よりも高めに設定することによって、上記2
つの特性インピーダンスを一致させた時に比べて通常帯
域の信号損失を減らし、特性劣化を改善することを目的
とする。
く線路の両端において異ならせることによって、通過帯
域の信号損失を減らし、特性劣化を改善することを目的
とする。また、分波用パッケージの接地用端子の数をフ
ィルタチップを構成する並列型の弾性表面波共振器の数
よりも多くすることによって、阻止帯域の信号減衰量を
増加させて、特性劣化を改善することを目的とする。
なる帯域中心周波数を有する2つの弾性表面波フィルタ
チップと、2つのフィルタ間の位相整合用回路とを一つ
に収めた多層分波器パッケージであって、前記位相整合
用回路が積層化された少なくとも2つのストリップ線路
により形成され、前記ストリップ線路の特性インピーダ
ンス値を前記分波器パッケージに接続される外部回路の
特性インピーダンス値よりも大きくしたことを特徴とす
る分波器パッケージを提供するものである。
ーダンス値を前記外部回路の特性インピーダンス値に対
し、1.11倍±7%以内とすることが好ましい。また、前
記ストリップ線路の幅を、そのストリップ線路の両端に
おいて異ならしめるようにしてもよい。
通信号端子を備え、前記ストリップ線路の一端が前記共
通信号端子に接続されると共に前記ストリップ線路の他
端が前記フィルタチップに接続され、かつ前記共通信号
端子との接続部のストリップ線路の幅が前記フィルタチ
ップとの接続部のストリップ線路の幅よりも小さく、ス
トリップ線路の幅が前記フィルタチップ接続部から前記
共通信号端子接続部にかけて徐々に細く形成されるよう
にすることが好ましい。さらに、前記フィルタチップと
前記ストリップ線路は階層化されて形成されるようにし
てもよい。
路を接続するための共通信号端子と前記ストリップ線路
を接続する信号線に対して並列に接続される並列型の弾
性表面波共振器と、直接に接続される直列型の弾性表面
波共振器とから構成され、さらに前記フィルタチップを
接地するための接地用端子の数が前記並列型の弾性表面
波共振器の数よりも多く設けられるようにすることが好
ましい。
ナ又はガラスセラミックで形成されるが、高誘電率を持
つ材料であればよい。また、ストリップ線路は、金、タ
ングステン、銅等の金属が用いられるが、抵抗分が少な
く導電率の高い材料が好ましい。また、2つのストリッ
プ線路は、前記したような高誘電率の材料で作られたパ
ッケージの層間に挟まれて形成され、2つのストリップ
線路は、パッケージの層を介在して積層化して形成され
ることが好ましい。
ピーダンスの値を分波器パッケージに接続される外部回
路の特性インピーダンス値よりも大きく設定しているた
め、フィルタチップの通過帯域の信号損失を減らし、特
性劣化を改善することができる。
そのストリップ線路の両端において異ならせるように
し、特に、ストリップ線路の共通信号端子との接続部の
幅をストリップ線路のフィルタチップとの接続部の幅よ
りも小さくし、かつストリップ線路の幅をフィルタチッ
プ接続部から前記共通信号端子接続部にかけて徐々に細
く形成されるようにするため、フィルタチップの通過帯
域の信号損失を減らし、特性劣化を改善することができ
る。
階層化されて形成されるため、分波器パッケージを小型
化することができる。
地用端子の数を、フィルタチップを構成する並列型の弾
性表面波共振器の数よりも多く設けるため、フィルタチ
ップの阻止帯域の信号減衰量を増加させ、特性劣化を改
善することができる。
を詳述する。なお、これによってこの発明が限定される
ものではない。
図に示すように、共通端子T−T’に対し、2つの弾性
表面波帯域通過フィルタチップF1及びF2が接続さ
れ、これらのフィルタチップとT−T’の間に2つの位
相整合回路1及び2が設けられる。
通して電波を送受信する外部回路を接続する端子であ
る。また、同図のフィルタチップF1及びF2に接続さ
れ、たとえば外部の送信用回路が接続されるF1用端子
及び外部の受信用回路が接続されるF2用端子が設けら
れる。
性の説明図を示す。同図に示すように、弾性表面波帯域
通過フィルタチップF1,F2は、互いに異なる帯域中
心周波数を有しており、例えばフィルタチップF1の中
心周波数f1は932MHZ、フィルタチップF2の中心周波数
f2は878MHzに設定される。このとき、各フィルタチップ
の帯域通過特性が互いに干渉しあわないようにするた
め、すなわち、図2における各フィルタチップの通過強
度の山がなるべく重なり合わないようにするために、位
相整合用の回路が付加される。
多層セラミックパッケージを用いた分波器の平面図及び
断面図を示す。同図において、1,2は位相整合回路で
あり、タングステン等の材料を用いたストリップ線路に
よって形成される。GNDは、グランド層であり、2つ
のストリップ線路を間にはさんで積層される。3はこの
分波器を接地するための接地用端子であり、4は信号を
分岐した後のフィルタチップに接続されるフィルタ側信
号端子であり、5は外部回路に接続する共通側信号端子
である。
層の上方に搭載される。また、フィルタチップ7及び8
と、接地用端子3、フィルタ側信号端子4、共通側信号
端子5とはワイヤ9によって接続される。また、ストリ
ップ線路1,2と各信号端子及びフィルタチップとは階
層構造をなすため、層間にわたって形成され電気的に接
続されたスルーホールを通して結合される。
パッケージ6はガラスセラミック材料(誘電率=5)で
作成され、縦7.5 mm、横8.5 mm、高さ2.1 mm程度の高さ
で形成できる。
ストリップ線路1、2は単なる直線ラインではなく、同
一平面上で適当に折れ曲がった直線状の線路から構成さ
れる。図4にこのストリップ線路1の形状の平面図の例
を示す。なお、ストリップ線路1の長さは35mm、線幅は
0.2mm 程度である。もう1つのストリップ線路2はスト
リップ線路1と形状が異なり、長さも25mmと短いが線幅
は同じ0.2mmである。
(b)に示すようにガラスセラミック材料で作成された
GND層の間に形成されるが、2つのストリップ線路の
パターンの特性インピーダンス値を55Ωとするため、
各GND層の厚みは図3(b)に示すような値とした。
ここで、ストリップ線路の特性インピーダンス値(=55
Ω)は、外部回路の特性インピーダンス値(=50Ω)よ
りも大きく設定している。
ンス値に対するフィルタ特性の変化の測定図を示す。フ
ィルタ特性値として、縦軸に帯域内VSWR(Voltage
Standing Wave Ratio:電圧定存波比)、反射係数変化
分、相手側フィルタチップの通過帯域における損失増加
分を示している。
用いられるものであり、理想的なフィルタでは1を示す
ものである。従って、VSWRは、2以下でできるだけ
1に近い値を示すほうがよい。
とが望ましいが、通常用いられるフィルタでは、0.85〜
0.90の値を示しており、フィルタの特性劣化をさけるた
めには、反射係数変化分は、反射係数をできるだけ1に
近づける方向の値、すなわち0以上であることが必須条
件である。
スを変化させると、損失もそれに応じて増減するが、こ
こでは、実質的な信号伝送に問題のない損失増加分とし
て0から0.5 までの範囲は許容するものとする。
ンスが50Ωの場合には、55Ωの場合に比べてVSWRは
良い数値を示しているが、反射係数変化分と損失増加分
の値は、悪い数値を示している。
特性インピーダンスが50Ωよりも55Ωにした方がフィル
タの特性劣化が少ないと言うことができる。すなわち、
ストリップ線路の特性インピーダンスは、外部回路の特
性インピーダンスよりも若干大きな値を持つようにした
方が特性劣化が少ないことを意味する。また、特性イン
ピーダンスが60Ω付近になるとVSWR値が2以上とな
り、また不整合損失の増加分が0.5を越えるようにな
り、無視できないフィルタ特性の劣化が発生しつつある
状態にある。
の特性インピーダンスを選ぶ基準としてVSWRは2以
下、反射係数変化分は0以上、損失増加分は0.5 以下を
採用することにする。このとき、フィルタ特性の劣化を
押え、実質的な信号伝送に問題とならないために、スト
リップ線路の特性インピーダンスとしては、外部回路の
特性インピーダンス値50Ωに対して、1.11倍±7%(51.
615 〜59.385Ω)を利用することができる。
ンスの上限値としては、VSWRが2となるものを採用
し、その下限値としては、反射係数変化分が0となるも
のを採用している。この特性インピーダンスの上限値と
下限値の範囲を外部回路の特性インピーダンス値50Ω
で現格化したものが1.11倍±7%である。
ップ線路の特性インピーダンス値を外部回路の特性イン
ピーダンス値よりも大きく設定することによって、フィ
ルタチップ通過帯域の信号損失を減少し、フィルタチッ
プの特性劣化を改善することができる。
さらに、フィルタチップをストリップ線路の上方に搭載
しているため、分波器パッケージ全体の大きさを小型化
することができる。また、前記のようにフィルタチップ
の特性劣化が改善できるので、分波器パッケージの製造
上の歩留りも向上させることができる。
た場合の分波器の実施例を示す。図4に示したようなグ
ランド層の間に埋め込まれたストリップ線路のパターン
の幅を変化させるわけであるが、ストリップ線路1を例
にとるとフィルタチップと接続される側を240μmと
し、線路長方向に対して徐々にパターン幅を狭くしてい
き、ストリップ線路の共通端子と接続される側を180μ
mとし、線路中間で200μmとする。
た場合の特性インピーダンスの変化を測定した図を示
す。ただし、この中には、線路の抵抗による成分も含ま
れる。同図において、横軸が線路長に相当し、縦軸がス
トリップ線路の特性インピーダンスである。図6の上の
グラフはストリップ線路1に対応する線路長が35mmのも
のであり、下のグラフはストリップ線路2に対応する線
路長が25mmのものである。
タチップ側であり、グラフの右側が線路幅の狭い共通端
子側である。同図のグラフより、外部回路の特性インピ
ーダンス値50Ωで規格化した場合には、ストリップ線路
の特性インピーダンスは線路幅の広いフィルタチップ側
で0.95倍、線路幅の狭い共通端子側で1.3倍、全体平均
で1.11倍となっていることがわかる。
を一定にした場合と、この第2実施例における線路幅を
変化させた場合の比較の測定図を示す。横幅が周波数で
あり、縦軸が通過強度である。
が通過強度が改善され、不整合損失は約0.20dBとな
り、第1実施例の線幅一定の場合に比べて不整合損失が
8割程度に低減されていることがわかる。これはストリ
ップ線路の特性インピーダンス値と外部回路の特性イン
ピーダンス値は大きく異なるが、ストリップ線路により
位相回転を起こした結果、フィルタチップの特性インピ
ーダンス値が外部回路と同等の値となるため、理論値よ
り実際の不整合損失が小さくなったと考えられる。
の両端において異ならせることによって、フィルタチッ
プの通過帯域の信号損失を減らし、フィルタチップの特
性劣化を改善することができる。また、この特性劣化の
改善によって、分波器パッケージの製造の歩留りも向上
できる。
る分波器パッケージの例を示した。ここでは、この接地
用端子すなわち接地用ボンディングパッドの数がフィル
タチップを構成するその内部の並列型弾性表面波共振器
の数よりも多い場合の特性について説明する。
共通端子及びストリップ線路を接続する信号線に対して
並列に接続される並列型の弾性表面波共振器とこの信号
に対して直列に接続される直列型の弾性表面波共振器と
で構成される。
タチップのこれらの共振器の一端のと、表面に存在する
接地用端子3、フィルタ側端子4、及び共通信号端子5
がワイヤ9によって接続される。ただし、この分波器は
積層化されているため、下層部のストリップ線路や接地
のためには、スルーホールが用いられる。
等価モデルを示す。ここでは、フィルタチップ7及び8
が、どちらも1つの直列型弾性表面波共振器と、2つの
並列型弾性表面波共振器で構成されている。また、ワイ
ヤ9によってフィルタチップは各端子と接続されるが、
ワイヤ9にはインダクタンス成分が存在し、さらに、下
層のストリップラインや接地端子と接続するためのスル
ーホールにも図に示すようなインダクタンス成分が存在
する。
ワイヤの数を変えることでフィルタの阻止帯域の信号減
衰量が変化することが知られているが、これは、ワイヤ
9及びスルーホールによるインダクタンス成分が変化す
るためである。一般に、このインダクタンス成分は、高
周波信号のもれとして減衰量に悪影響を及ぼすので、イ
ンダクタンス成分を減少させた方がよい。
器表面に接地用端子3を並列型弾性表面波共振器の数よ
りも多く設置する。これにより、フィルタと接地用端子
3を接続するワイヤ9の数とスルーホールの数が並列に
増加させられるため、これらが寄与していたインダクタ
ンス成分が減少できる。
増加させた場合(A)と並列型弾性表面波共振器の数と
同数の接地用端子を設けた場合(B)の帯域特性の比較
例を示す。ここで、接地用端子の数を増加させる場合、
一つの並列型弾性表面波共振器に対して2個設けるもの
とする。同図において、接地用端子の数を増加させた場
合の方が5dB程度フィルタチップの阻止帯域において
減衰量が改善できることがわかる。なお、このとき図9
のようにフィルタチップの通過帯域に対しては、特性の
劣化はほとんど見られない。
る場合の他、接地端子数を増加させずに同じ接地端子と
フィルタとを接続するワイヤの数を増加させることによ
っても減衰量を改善することができる。これらは、いず
れも前記したように、スルーホール及びワイヤに存在す
るインダクタンス成分を減少させることによると考えら
れる。
器パッケージのスペースの許す限り多く設けた方が、フ
ィルタの特性を改善できる。したがって、接地用端子の
数を並列型弾性表面波共振器の数よりも多く設けること
によって、フィルタチップの通過帯域に対しては特性の
劣化をさせずに、阻止帯域に対してのみ信号減衰量を増
加させることができる。このことは、互いに相手のフィ
ルタチップの通過帯域に対する特性が改善できることを
意味する。
のみならず、アルミナ(誘導率:10)を用いてもよく、
減衰量の絶対値としては多少の違いが見られるが、略同
様にフィルタの特性が改善できる。従って、パッケージ
材料としてムライト等の材料を用いても同様の結果が得
られることはいうまでもない。
プ線路を積層化し、フィルタチップとストリップ線路が
階層化された構造の分波器パッケージを用いたが、積層
化せずに、1板のガラスセラミック基板上に2つのスト
リップ線路とフィルタチップを並べて配置してもかまわ
ない。この場合底面積は増加するが、高さを低くするこ
とが可能であり、用途に応じて、積層化された構造の分
波器か、又はフィルタチップ等を並列に配置した構造の
分波器を採用すればよい。
それぞれ別の基板上に配置した構造や、ガラスセラミッ
ク基板の中に2つのストリップ線路を並列に埋め込む構
造を持つように分波器を形成してもよい。
性インピーダンスの値を分波器パッケージに接続される
外部回路の特性インピーダンス値よりも大きく設定する
こと、ストリップ線路の両端において線路幅を異ならせ
ること、又は、接地用端子の数をフィルタチップを構成
する並列型弾性表面波共振器の数よりも多く設けること
によって、フィルタチップの特性劣化を改善することが
できる。
る。
である。
ケージを用いた分波器の平面図及び断面図である。
面図である。
ーダンス値に対するフィルタ特性の変化を示す測定図で
ある。
の特性インピーダンスの変化を示す測定図である。
である。
価モデルである。
図である。
断面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 それぞれ異なる帯域中心周波数を有する
2つの弾性表面波フィルタチップと、2つのフィルタ間
の位相整合用回路とを一つに収めた多層分波器パッケー
ジであって、前記位相整合用回路が積層化された少なく
とも2つのストリップ線路により形成され、前記ストリ
ップ線路の特性インピーダンス値を前記分波器パッケー
ジに接続される外部回路の特性インピーダンス値よりも
大きくしたことを特徴とする分波器パッケージ。 - 【請求項2】 前記ストリップ線路の特性インピーダン
ス値を前記外部回路の特性インピーダンス値に対し、1.
11倍±7%以内としたことを特徴とする請求項1記載の
分波器パッケージ。 - 【請求項3】 前記ストリップ線路の幅をその両端にお
いて異ならしめたことを特徴とする請求項1又は2記載
の分波器パッケージ。 - 【請求項4】 前記外部回路を接続するための共通信号
端子を備え、前記ストリップ線路の一端が前記共通信号
端子に接続されると共に前記ストリップ線路の他端が前
記フィルタチップに接続され、かつ前記共通信号端子と
の接続部のストリップ線路の幅が前記フィルタチップと
の接続部のストリップ線路の幅よりも小さく、ストリッ
プ線路の幅が前記フィルタチップ接続部から前記共通信
号端子接続部にかけて徐々に細く形成されることを特徴
とする請求項3記載の分波器パッケージ。 - 【請求項5】 前記フィルタチップと前記ストリップ線
路が階層化されて形成されることを特徴とする請求項
1、2、3又は4記載の分波器パッケージ。 - 【請求項6】 前記フィルタチップが、前記外部回路を
接続するための共通信号端子と前記ストリップ線路を接
続する信号線に対して並列に接続される並列型の弾性表
面波共振器と、直接に接続される直列型の弾性表面波共
振器とから構成され、さらに前記フィルタチップを接地
するための接地用端子の数が前記並列型の弾性表面波共
振器の数よりも多く設けられることを特徴とする請求項
1又は2記載の分波器パッケージ。 - 【請求項7】 1つの前記並列型の弾性表面波共振器に
対して少なくとも2個以上の接地用端子を設けることを
特徴とする請求項6記載の分波器パッケージ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6151319A JP2905094B2 (ja) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | 分波器パッケージ |
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---|---|---|---|
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Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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