JPH10270976A - 分波器パッケージ - Google Patents
分波器パッケージInfo
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- JPH10270976A JPH10270976A JP12483998A JP12483998A JPH10270976A JP H10270976 A JPH10270976 A JP H10270976A JP 12483998 A JP12483998 A JP 12483998A JP 12483998 A JP12483998 A JP 12483998A JP H10270976 A JPH10270976 A JP H10270976A
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- surface acoustic
- acoustic wave
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
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。 【解決手段】 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
に接続される並列腕の弾性表面波共振器と、直列に接続
される直列腕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
が前記並列腕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。
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。
をフィルタチップを構成する並列腕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腕の弾性
表面波共振器と、直列に接続される直列腕の弾性表面波
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腕の弾性表面波
共振器の数よりも多く設けられることを特徴とする分波
器パッケージを提供するものである。
ーダンス値を分波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てもよく、特に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。
プ線路は階層化されて形成されるようにしてもよい。
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。
ための接地用端子の数を、フィルタチップを構成する並
列腕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。
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。
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。
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合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
度の山がなるべく干渉し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及びビア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。
波器パッケージの例を示したが、まず、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腕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腕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腕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、スルーホール及びビアが用いられる。
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つの直列腕弾性表面波共振器と、2つの
並列腕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及びスルーホール及びビア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を並列腕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及びビアの数
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)と並列腕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、
一つの並列腕弾性表面波共振器に対して少なくとも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
数を並列腕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。
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、縦軸にストリップ線路による位相
回転後の通過帯域内VSWR(Voltage Standing Wave
Ratio:電圧定存波比)、ストリップ線路による位相回転
前後での相手通過帯域での反射係数変化分、ストリップ
線路による位相回転後、相手側フィルタと組み合わせた
ときの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。
下で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。
は、理想的には1であることが望ましいが、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:図5の斜線で示した範囲)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
で規格化したものが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3におけるような層
構成を持つ分波器において、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180μm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。
のみならず、アルミナ(誘電率: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
する並列腕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。
ある。
断面図である。
Claims (4)
- 【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腕の弾性表面波共振器と、
直列に接続される直列腕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腕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
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±7%以内としたことを特徴とする請求項2記載の分
波器パッケージ。 - 【請求項4】 前記フィルタチップとストリップ線路が
階層化されて形成されることを特徴とする請求項1,2
または3記載の分波器パッケージ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP12483998A JP3525408B2 (ja) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | 分波器パッケージ |
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JP6151319A Division JP2905094B2 (ja) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | 分波器パッケージ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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ID=14895377
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JP12483998A Expired - Fee Related JP3525408B2 (ja) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | 分波器パッケージ |
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