JPWO2018139598A1 - 弾性波フィルタ、分波器および通信装置 - Google Patents

弾性波フィルタ、分波器および通信装置 Download PDF

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Abstract

SAWフィルタは、圧電基板を含む基板、送信フィルタおよび付加共振子を有している。送信フィルタは、送信端子からの信号をフィルタリングしてアンテナ端子へ出力するラダー型フィルタである。また、送信フィルタは、ラダー型に接続されている1以上の直列共振子および1以上の並列共振子を圧電基板上に有している。送信フィルタにおいて、初段の共振子は直列共振子である。付加共振子は、送信フィルタよりも前段で送信端子に接続されているとともに1以上のGND端子のいずれかに接続されているIDT電極を圧電基板上に含んでいる。付加共振子の共振周波数および反共振周波数は送信フィルタの通過帯域の外側に位置している。

Description

本開示は、弾性波を利用して信号をフィルタリングする弾性波フィルタ、当該弾性波フィルタを含む分波器および通信装置に関する。弾性波は、例えば、弾性表面波(SAW:surface acoustic wave)である。
弾性波フィルタとして、複数の弾性波共振子をラダー型に接続したラダー型フィルタが知られている(特許文献1)。弾性波共振子は、例えば、圧電基板と、圧電基板上に位置するIDT(interdigitated transducer)電極とを含んでいる。
特許文献1は、ラダー型フィルタを送信フィルタとして有している分波器を開示している。送信フィルタは、入力された送信信号をフィルタリングしてアンテナ端子に出力する。特許文献1の分波器は、送信フィルタの後段(アンテナ端子側)にローパスフィルタを有している。ローパスフィルタのキャパシタは、圧電基板上に位置するIDT電極によって構成されている。
特許文献2は、弾性波フィルタが実装される配線基板を開示している。配線基板に実装される弾性波フィルタは、配線基板から入力された送信信号をフィルタリングして配線基板へ出力する。特許文献2の配線基板は、弾性波フィルタの前段(弾性波フィルタへの入力側)にローパスフィルタを有している。
特開2008−245310号公報 特開2004−254257号公報
本開示の一態様に係る弾性波フィルタは、圧電基板を含む基板、送信端子、アンテナ端子、1以上の基準電位端子、送信フィルタおよび付加共振子を有している。前記送信端子、前記アンテナ端子および前記1以上の基準電位端子は、前記基板上に位置している。前記送信フィルタは、前記送信端子からの信号をフィルタリングして前記アンテナ端子へ出力するラダー型フィルタである。また、前記送信フィルタは、ラダー型に接続されている1以上の直列共振子および1以上の並列共振子を前記圧電基板上に有している。前記送信フィルタにおいて、初段の共振子は直列共振子である。前記付加共振子は、前記送信フィルタよりも前段で前記送信端子に接続されているとともに前記1以上の基準電位端子のいずれかに接続されているIDT電極を前記圧電基板上に含んでいる。前記付加共振子の共振周波数および反共振周波数は、前記送信フィルタの通過帯域の外側に位置している。
本開示の一態様に係る分波器は、上記の弾性波フィルタと、受信端子と、前記アンテナ端子からの信号をフィルタリングして前記受信端子へ出力する受信フィルタと、を有している。
本開示の一態様に係る通信装置は、アンテナと、前記アンテナに前記アンテナ端子が接続されている上記の弾性波フィルタと、前記送信端子に接続されているICと、を有している。
SAW共振子の構成を示す平面図である。 図1のSAW共振子を含むSAWフィルタの構成を模式的に示す平面図である。 図2のSAWフィルタの送信フィルタおよび付加共振子の周波数特性を示す図である。 図2のSAWフィルタをパッケージングして構成したSAWフィルタの例を示す断面図である。 図5(a)および図5(b)は図2のSAWフィルタをパッケージングして構成したSAWフィルタの例を示す断面図および平面図であり、図5(c)は図5(a)のSAWフィルタの変形例の一部を示す断面図である。 図6(a)、図6(b)および図6(c)はそれぞれ付加共振子を覆う絶縁体の例を示す図である。 付加共振子の電気的観点からの利用例を示す模式的な回路図である。 図2のSAWフィルタの利用例としての分波器を模式的に示す図である。 図8の分波器の利用例としての通信装置の要部の構成を示すブロック図である。 図8の分波器の変形例を模式的に示す図である。 他の分波器を模式的に示す図である。 図11の分波器の周波数帯を模式的に示す図である。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
同一または類似する構成については、「第1櫛歯電極11A」、「第2櫛歯電極11B」のように、同一名称に対して互いに異なるアルファベットを付して呼称することがあり、また、この場合において、単に「櫛歯電極11」といい、これらを区別しないことがある。
(SAW共振子の構成)
図1は、実施形態に係るSAWフィルタ51(図2)に用いられるSAW共振子1の構成を示す平面図である。
SAW共振子1(SAWフィルタ51)は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下の説明では、便宜的に、D1軸、D2軸およびD3軸からなる直交座標系を定義し、D3軸の正側(図1の紙面手前側)を上方として、上面等の語を用いることがあるものとする。なお、D1軸は、後述する圧電基板3の上面(紙面手前側の面。通常は最も広い面(主面)。)に沿って伝搬するSAWの伝搬方向に平行になるように定義され、D2軸は、圧電基板3の上面に平行かつD1軸に直交するように定義され、D3軸は、圧電基板3の上面に直交するように定義されている。
SAW共振子1は、いわゆる1ポートSAW共振子を構成しており、例えば、模式的に示す第1端子31Aおよび第2端子31Bの一方から所定の周波数の電気信号が入力されると共振を生じ、その共振を生じた信号を第1端子31Aおよび第2端子31Bの他方から出力する。
このようなSAW共振子1は、例えば、基板600(この例では圧電基板3)と、圧電基板3上に設けられた共振子電極部5とを有している。共振子電極部5は、IDT電極7と、IDT電極7の両側に位置する1対の反射器9とを有している。
圧電基板3は、例えば、圧電性を有する単結晶からなる。単結晶は、例えば、ニオブ酸リチウム(LiNbO)単結晶またはタンタル酸リチウム(LiTaO)単結晶である。カット角は、利用するSAWの種類等に応じて適宜に設定されてよい。例えば、圧電基板3は、回転YカットX伝搬のものである。すなわち、X軸は圧電基板3の上面(D1軸)に平行であり、Y軸は、圧電基板3の上面の法線に対して所定の角度で傾斜している。なお、基板600は、後述の図5(a)に示すように圧電基板3のみで構成してもよいし、後述の図5(c)に示すように、比較的薄く形成された圧電基板3と、その裏面(D3軸負側の面)に貼り合わされた無機材料または有機材料からなる支持基板4とで構成してもよい。
IDT電極7および反射器9は、圧電基板3上に設けられた層状導体によって構成されている。IDT電極7および反射器9は、例えば、互いに同一の材料および厚さで構成されている。これらを構成する層状導体は、例えば、金属である。金属は、例えば、AlまたはAlを主成分とする合金(Al合金)である。Al合金は、例えば、Al−Cu合金である。層状導体は、複数の金属層から構成されてもよい。層状導体の厚さは、SAW共振子1に要求される電気特性等に応じて適宜に設定される。一例として、層状導体の厚さは50nm〜600nmである。
IDT電極7は、第1櫛歯電極11A(視認性をよくする便宜上ハッチングを付す)および第2櫛歯電極11Bを有している。各櫛歯電極11は、バスバー13と、バスバー13から互いに並列に延びる複数の電極指15と、複数の電極指15の間にてバスバー13から突出する複数のダミー電極17とを有している。1対の櫛歯電極11は、複数の電極指15が互いに噛み合うように(交差するように)配置されている。すなわち、1対の櫛歯電極11の2本のバスバー13は互いに対向して配置され、第1櫛歯電極11Aの電極指15と第2櫛歯電極11Bの電極指15とはその幅方向に基本的に交互に配列されている。また、一方の櫛歯電極11の複数のダミー電極は、その先端が他方の櫛歯電極11の電極指15の先端と対向している。
バスバー13は、例えば、概ね一定の幅でSAWの伝搬方向(D1軸方向)に直線状に延びる長尺状に形成されている。そして、一対のバスバー13は、SAWの伝搬方向に直交する方向(D2軸方向)において互いに対向している。なお、バスバー13は、幅が変化していたり、SAWの伝搬方向に対して傾斜していたりしてもよい。
各電極指15は、例えば、概ね一定の幅でSAWの伝搬方向に直交する方向(D2軸方向)に直線状に延びる長尺状に形成されている。複数の電極指15は、例えば、SAWの伝搬方向に配列されており、また、互いに同等の長さである。なお、IDT電極7は、複数の電極指15の長さ(別の観点では交差幅)が伝搬方向の位置に応じて変化する、いわゆるアポダイズが施されていてもよい。
電極指15の本数は、SAW共振子1に要求される電気特性等に応じて適宜に設定されてよい。なお、図1等は模式図であることから、電極指15の本数は少なく示されている。実際には、図示よりも多く(例えば100本以上)の電極指15が配列されてよい。後述する反射器9のストリップ電極21についても同様である。
複数の電極指15のピッチp(電極指ピッチ)は、例えば、IDT電極7全体に亘って概ね一定とされている。なお、ピッチpは、例えば、互いに隣り合う2本の電極指15(または後述するストリップ電極21)の中心間距離である。ピッチpは、基本的に、圧電基板3上を伝搬するSAWのうち共振させたい周波数と同等の周波数を有するSAWの波長λの半分(p=λ/2)とされている。
複数のダミー電極17は、例えば、概ね一定の幅でSAWの伝搬方向に直交する方向(D2軸方向)に直線状に突出する長尺状に形成されている。その先端と複数の電極指15の先端とのギャップは、例えば、複数のダミー電極17間で同等である。複数のダミー電極17の幅、本数およびピッチは、複数の電極指15と同等である。なお、ダミー電極17の幅は電極指15と異なっていてもよい。IDT電極7は、ダミー電極17を有さないものであってもよい。以下の説明では、ダミー電極17の説明および図示を省略することがある。
反射器9は、例えば、格子状に形成されている。すなわち、反射器9は、互いに対向する1対のバスバー19と、1対のバスバー19間において延びる複数のストリップ電極21とを有している。
バスバー19およびストリップ電極21の形状は、ストリップ電極21の両端が1対のバスバー19に接続されていることを除いては、IDT電極7のバスバー13および電極指15と同様とされてよい。
例えば、バスバー19は、概ね一定の幅でSAWの伝搬方向(D1軸方向)に直線状に延びる長尺状に形成されている。各ストリップ電極21は、概ね一定の幅でSAWの伝搬方向に直交する方向(D2軸方向)に直線状に延びる長尺状に形成されている。また、複数のストリップ電極21は、例えば、SAWの伝搬方向に配列されており、また、互いに同等の長さである。複数のストリップ電極21の幅およびピッチは、例えば、複数の電極指15の幅およびピッチと同等である。
複数のストリップ電極21の本数は、例えば、利用を意図しているモードのSAWの反射率が概ね100%以上となるように設定されている。その理論的な必要最小限の本数は、例えば、数本〜10本程度であり、通常は、余裕を見て20本以上または30本以上とされている。
1対の反射器9は、例えば、SAWの伝搬方向においてIDT電極7の両側に隣接している。従って、複数のストリップ電極21は、複数の電極指15の配列に続いて配列されている。反射器9とIDT電極7との間で互いに隣接するストリップ電極21と電極指15とのピッチは、例えば、複数の電極指15のピッチと同等である。
なお、圧電基板3の上面は、IDT電極7および反射器9の上から、SiO等からなる保護膜23(図6(a))によって覆われていてもよい。また、保護膜23が設けられる場合等において、IDT電極7および反射器9の上面または下面には、SAWの反射係数を向上させるために、絶縁体または金属からなる付加膜が設けられてもよい。
1対の櫛歯電極11に電圧が印加されると、電極指15によって圧電基板3に電圧が印加され、圧電基板3の上面付近において上面に沿ってD1軸方向に伝搬する所定のモードのSAWが励起される。励起されたSAWは、電極指15によって機械的に反射される。その結果、電極指15のピッチを半波長とする定在波が形成される。定在波は、当該定在波と同一周波数の電気信号に変換され、電極指15によって取り出される。このようにしてSAW共振子1は共振子として機能する。その共振周波数は、電極指ピッチを半波長として圧電基板3上を伝搬するSAWの周波数と概ね同一の周波数である。
IDT電極7において励起されたSAWは、反射器9のストリップ電極21によって機械的に反射される。また、互いに隣接するストリップ電極21がバスバー19によって互いに接続されていることから、IDT電極7からのSAWは、電気的にもストリップ電極21によって反射される。これにより、SAWの発散が抑制され、IDT電極7における定在波が強く立ち、SAW共振子1の共振子としての機能が向上する。
なお、SAW共振子1(または後述する付加共振子57)について接続という場合、特に断りがない限りは、第1端子31Aおよび第2端子31Bによって模式的に示されているように、1対の櫛歯電極11に電圧が印加されるような態様での接続をいうものとする。
IDT電極7は、特性の向上または微調整のために、その一部(例えば電極指ピッチの総数の50%未満、より好ましくは5%未満)に、大部分の電極指ピッチとは異なる大きさの電極指ピッチが設定されることがある。例えば、IDT電極7は、SAWの伝搬方向の両側に、他の大部分よりも電極指ピッチが小さい狭ピッチ部が設けられることがある。また、例えば、交互に配列されている1対の櫛歯電極11の電極指15を1〜数十本程度(例えば3本)無くす、またはこれと実質的に等価な電極指15の幅または配列の変更を行う、いわゆる間引きが行われることがある。本開示において単にピッチという場合、このような特異な部分のピッチは除くものとする。また、ピッチがIDT電極7全体に亘って微小範囲内で変動するような場合においては、その平均値を用いてよい。
(SAWフィルタの構成)
図2は、SAW共振子1を含むSAWフィルタ51の構成を模式的に示す平面図である。この図では、紙面左上側に示されたIDT電極7および反射器9の符号から理解されるように、これらの導体を図1よりも更に模式的に示している。
SAWフィルタ51は、例えば、無線通信において、送信すべき信号をフィルタリングするフィルタとして構成されている。SAWフィルタ51は、既述の圧電基板3を有しているとともに、当該圧電基板3上に、送信端子53T、アンテナ端子53AおよびGND端子53G−1〜53G−3、送信フィルタ55、付加共振子57および配線59を有している。
なお、以下では、GND端子53G−1〜53G−3を区別せずに、単に「GND端子53G」ということがある。また、送信端子53T、アンテナ端子53AおよびGND端子53Gを区別せずに、単に「端子53」ということがある。
送信端子53Tは、例えば、送信信号を生成する回路に接続される端子である。アンテナ端子53Aは、アンテナに接続される端子である。GND端子53Gは、基準電位が付与される(接地される)端子である。送信フィルタ55は、送信端子53Tに入力された信号をフィルタリングしてアンテナ端子53Aに出力する。この際、不要成分(通過帯域外の信号)は、GND端子53Gへ流される。付加共振子57は、例えば、送信フィルタ55を熱から保護することに寄与する。
端子53と配線59の一部とは、基本的に基板600上に位置していればよい。この例では、端子53および配線59は、圧電基板3の上面に位置する層状導体からなる。これらの具体的な数、形状、大きさおよび位置は適宜に設定されてよい。端子53および配線59は、例えば、互いに同一の導体層によって構成されている(互いに同一の材料および厚さである。)。ただし、端子53の位置においては、端子53および配線59に共通の導体層上に、他の材料からなる導体層が形成されていてもよい。もちろん、端子53および配線59は、互いに異なる材料から構成されていてもよい。
なお、端子53は、それ自体の構成(形状または材料等)によって配線59と区別可能である必要はなく、配線59の一部のようになっていてよい。例えば、端子53の位置または範囲は、配線59を覆い、端子53を覆わない絶縁層(例えば保護膜23)によって特定されたり、圧電基板3がパッケージングされたときに端子53に当接する部材(例えばバンプ)によって特定されてもよい。
(送信フィルタの構成)
送信フィルタ55は、いわゆるラダー型のSAWフィルタによって構成されている。すなわち、送信フィルタ55は、直列腕61および1以上の並列腕63(図示の例では第1並列腕63A〜第3並列腕63C)を有している。直列腕61は、送信端子53Tとアンテナ端子53Aとを接続しており、通過帯域の信号の伝送に寄与している。並列腕63は、直列腕61とGND端子53Gとを接続しており、通過帯域外の信号をGND端子53Gへ流すことに寄与している。なお、本実施形態の説明では、基本的に、並列腕63の数が複数である場合を例にとる。
直列腕61は、送信端子53Tとアンテナ端子53Aとの間において直列に接続された複数の直列共振子65(図示の例では第1直列共振子65A〜第4直列共振子65D)を含んでいる。なお、直列共振子65の数は、1つとすることも可能である。各並列腕63は、いずれかの直列共振子65の入力側(ここでは送信端子53T側)または出力側(ここではアンテナ端子53A側)とGND端子53Gとを接続する並列共振子67(図示の例では第1並列共振子67A〜第3並列共振子67C)を有している。複数の並列腕63(並列共振子67)は、直列腕61に対して電気的に互いに異なる位置(直列共振子65に対する相対関係が互いに異なる位置)に接続されている。
なお、上記のような、2つの入力または出力用の端子(53Tおよび53A)を直列腕61(別の観点では1以上の直列共振子65)によって接続し、直列腕61とGND端子53Gとを1以上の並列腕63(別の観点では1以上の並列共振子67)によって接続する態様の接続はラダー型接続といわれている。
本実施形態では、送信フィルタ55において初段(最も入力側(送信端子53T側))の共振子は直列共振子65(第1直列共振子65A)となっている。すなわち、第1直列共振子65A(別の観点では全ての直列共振子65)に対して送信端子53T側に接続されている並列共振子67は設けられていない。なお、図示とは異なり、第1直列共振子65Aの送信端子53T側に接続されている並列共振子67が設けられている場合、初段の共振子は並列共振子67であるということになる。最も後段(アンテナ端子53A側)の共振子は、直列共振子65であってもよいし(図示の例)、並列共振子67であってもよい。
なお、SAWフィルタ51において、入出力に供される2つの端子(53Tおよび53A)のうち、いずれが送信端子53Tまたはアンテナ端子53Aであるか(別の観点では通過させるべき信号が伝達される方向)は、例えば、SAWフィルタ51の仕様書などから特定可能である。また、仕様書において送信端子およびアンテナ端子が指定されていることからも明らかなように、通常、送信フィルタ55は、送信端子53Tおよびアンテナ端子53Aを逆にすると特性が低下する。すなわち、送信端子53Tおよびアンテナ端子53Aは、送信フィルタ55の具体的な構成(設計値など)から区別可能である。
直列共振子65および並列共振子67それぞれは、例えば、図1を参照して説明したSAW共振子1により構成されている。ただし、電極指15の本数、電極指15の長さおよび/またはピッチp等の具体的な値は、各共振子に要求される特性に応じて設定されている。
直列共振子65および並列共振子67それぞれは、1つのSAW共振子1によって構成されてもよいし、複数のSAW共振子1によって構成されていてもよい。図示の例では、第3並列共振子67Cは、1つのSAW共振子1によって構成されており、それ以外の共振子は、複数のSAW共振子1(69)によって構成されている。
なお、第3並列共振子67C以外の共振子は、1つのSAW共振子1が複数のSAW共振子1に分割されて構成されていると捉えられてもよい。以下では、1つの直列共振子65または1つの並列共振子67が複数のSAW共振子1によって構成される場合、このSAW共振子1を分割共振子69というものとする。
直列共振子65または並列共振子67それぞれにおいて、複数の分割共振子69は、互いに直列に接続されている。接続は、配線59によってなされていてもよいし、バスバー13が共通化されることによってなされていてもよい。直列共振子65または並列共振子67それぞれにおいて、複数の分割共振子69は、例えば、概略、互いに同一の構成とされている。ただし、複数の分割共振子69は、互いに異なる構成とされていてもよい。
このように、1つの直列共振子65または1つの並列共振子67を分割することによって、例えば、1つのSAW共振子1(各分割共振子69)に印加される電圧を下げ、1つの直列共振子65全体または1つの並列共振子67全体における耐電力性を向上させることができる。
なお、直列腕61内で、直列に接続されている複数のSAW共振子1がある場合において、各SAW共振子1が、分割共振子69であるのか、単体で直列共振子65を構成するものであるのかは、例えば、並列腕63との接続位置を基準に特定してよい。例えば、互いに直列に接続されている2つのSAW共振子1間に並列腕63が接続されていなければ、その2つのSAW共振子1は、共に1つの直列共振子65を構成する分割共振子69である。
直列共振子65の分割数は、例えば、複数の直列共振子65間で互いに異なっている。初段の共振子である第1直列共振子65Aは、例えば、最も分割数の多い直列共振子65の一つとなっている。より具体的には、例えば、直列共振子65の分割数は、送信端子53T側ほど多くなっている。また、例えば、第1直列共振子65Aは他のいずれの直列共振子65よりも分割数が多い。ただし、分割数は、複数の直列共振子65間で互いに同一であってもよいし、分割数が複数の直列共振子65間で互いに異なる場合において、第1直列共振子65Aの分割数以上の分割数の直列共振子65が存在してもよい。
なお、特に図示しないが、直列共振子65または並列共振子67に並列に接続されるキャパシタ、または並列共振子67とGND端子53Gとの間に直列に接続されるインダクタ(図10参照)等が設けられてもよい。そして、このようなキャパシタおよび/またはインダクタと、SAW共振子1(直列共振子65または並列共振子67)との組み合わせ全体が、直列共振子または並列共振子と捉えられてもよい。
図2では、説明の便宜上、複数の直列共振子65および複数の並列共振子67は整然と並べられている。ただし、実際には、このように整然と並べられていなくてもよい。また、図2では、配線59は、バスバー13(図1参照)に対して、そのD1軸方向の一部のみに接続されている。ただし、配線59は、直列共振子65または並列共振子67のバスバー13に対して、そのD1軸方向の概ね全体に亘って接続されていてもよい。別の観点では、配線59とバスバー13との境界は明確でなくてもよい。
(付加共振子の構成)
付加共振子57は、送信フィルタ55(別の観点では初段の共振子である第1直列共振子65A)よりも前段(入力側)において送信端子53Tに接続されているとともに、GND端子53G−1に接続されている。従って、例えば、送信端子53TからGND端子53G−1へ放熱経路が形成され、送信フィルタ55が熱から保護される。なお、付加共振子57は、その接続関係のみを見れば、ラダー型フィルタ(送信フィルタ55)の並列共振子67に見えるが、後述するように、並列共振子67とは共振周波数および反共振周波数が異なり、ラダー型フィルタを構成していない。
付加共振子57は、電気的に送信フィルタ55よりも前段において送信端子53Tに接続されていればよく、圧電基板3の平面視における接続位置(構造的な観点の接続位置)は適宜に設定されてよい。例えば、付加共振子57から延びているように見える配線59が設けられている場合、当該配線59は、送信フィルタ55と送信端子53Tとを結ぶ配線59、第1直列共振子65Aの前段側のバスバー13、および送信端子53Tのいずれに接続されてもよい。
付加共振子57は、例えば、図2において模式的に示されているように、IDT電極7によって構成されている。換言すれば、付加共振子57は、SAW共振子1から1対の反射器9を無くした構成である。1対の反射器9が設けられていないことから、付加共振子57においては、例えば、共振子としての機能は低下しており、その結果、相対的に容量素子としての意義が大きくなっている。ただし、付加共振子57は、1対の反射器9を有していてもよい。また、付加共振子57からのSAWの漏れを低減するように、ベタ状の導体を付加共振子57のSAWの伝搬方向の両側に配置するなどしてもよい。また、付加共振子57は、IDT電極7からダミー電極17を無くした構成としてもよい。
付加共振子57(そのIDT電極7)、送信端子53TおよびGND端子53G−1の圧電基板3上における相対位置、ならびにこれらを接続する配線の形状は適宜に設定されてよい。
例えば、送信端子53TおよびGND端子53G−1は、付加共振子57に対してSAWの伝搬方向に直交する方向(D2軸方向)の両側に位置し、SAWの伝搬方向(D1軸方向)において付加共振子57の配置範囲に収まっている。また、例えば、送信端子53TおよびGND端子53G−1は、D1軸方向の位置が概ね互いに同等である(D1軸方向において配置範囲が互いに重なっている。)。送信端子53Tおよび/またはGND端子53G−1と付加共振子57との最短距離は、例えば、付加共振子57の電極指15の長さ未満である。なお、配線59とバスバー13との境界が明確でない場合は、上記の最短距離は、バスバー13の電極指15側(IDT電極7の内側)の縁部を基準としてよい。上記のような構成の少なくともいずれか1つにより、例えば、送信端子53TからGND端子53G−1への放熱経路が短くなる。
また、例えば、送信端子53Tと付加共振子57とを接続する配線59は、その幅(D1軸方向)が比較的広くされている。例えば、当該幅は、送信端子53Tの直径以上とされ、さらには、付加共振子57のバスバー13の長さと同等とされている。GND端子53G−1と付加共振子57とを接続する配線59の幅(D1軸方向)も同様とされてよい。すなわち、当該幅は、GND端子53G−1の直径以上とされてもよいし、さらには、付加共振子57のバスバー13の長さと同等とされていてもよい。
付加共振子57と接続されるGND端子53G−1は、例えば、1以上の並列共振子67のいずれかを介して直列腕61(別の観点では送信端子53Tおよびアンテナ端子53A)と接続されているGND端子53G(図示の例では53G−2)ではない。また、GND端子53G−1は、そのような並列共振子67を介して直列腕61と接続されているGND端子53G−2と短絡されていない(電気的に分離されている)。すなわち、GND端子53G−1は、GND端子53G−2とSAW共振子1等の電子素子を介しては接続されているものの、他のGND端子53Gと配線59のみを介した接続はなされていない。
なお、短絡(意図しないものは除く)は、例えば、配線59による接続のように、基本的に接続を目的とした導体によって接続されることを言い、別の観点では、電子素子(抵抗体、キャパシタまたはインダクタ等)を介さない接続をいう。配線59等の接続を目的とした導体も、厳密には、抵抗値、キャパシタンスおよびインダクタンスを有するが、ここでは考慮しない。
圧電基板3は、後述するように、パッケージングされたり、他の回路基板と接続されたりする。GND端子53G−1は、例えば、パッケージまたは他の回路基板によってもGND端子53G−2と短絡されていない。
ただし、GND端子53G−1は、GND端子53G−2のように並列共振子67を介して直列腕61と接続されていてもよいし、配線59、パッケージおよび/または回路基板を介してGND端子53G−2と短絡されていてもよい。
端子53、配線59、直列共振子65の電極、並列共振子67の電極および付加共振子57の電極は、例えば、互いに同一の導体層によって構成されている(互いに同一の材料および厚さである。)。ただし、これらは互いに異なる材料によって構成されていてもよいし、これらのうちの一部のみ、これらに共通の導体層の上に他の導体層が形成されていてもよい。
特に図示しないが、圧電基板3上には、上記以外の構成が設けられていてもよい。例えば、アンテナ端子53Aと送信フィルタ55との間にローパスフィルタが設けられていてもよい。
(共振子の周波数特性)
図3は、送信フィルタ55および付加共振子57の周波数特性を示す図である。
この図において、横軸は、周波数f(Hz)を示し、縦軸は、インピーダンスの絶対値|Z|(Ω)または減衰量A(dB)を示している。線L1は直列共振子65のインピーダンスを示している。線L2は並列共振子67のインピーダンスを示している。線L3は、送信フィルタ55の減衰量を示している。線L4または線L5は、付加共振子57のインピーダンスを示している。
SAW共振子1(直列共振子65、並列共振子67)に係るインピーダンスの周波数特性においては、インピーダンスが極小値となる共振点と、インピーダンスが極大値となる反共振点が現れる。共振点および反共振点が現れる周波数を共振周波数(fsr、fpr)および反共振周波数(fsa、fpa)とする。SAW共振子1において、反共振周波数は共振周波数よりも高い。
直列共振子65および並列共振子67は、直列共振子65(線L1)の共振周波数fsrと並列共振子67(線L2)の反共振周波数fsaとが概ね一致するように共振周波数および反共振周波数が設定される。これにより、送信フィルタ55(線L3)は、並列共振子67の共振周波数fprから直列共振子65の反共振周波数fsaまでの周波数範囲(減衰域AB)よりも若干狭い範囲を通過帯域PBとするフィルタとして機能する。
従って、直列共振子65の共振周波数fsrは、送信フィルタ55の通過帯域PB内に位置している。また、並列共振子67の反共振周波数fpaは、送信フィルタ55の通過帯域PB内に位置している。
通過帯域PBの具体的な周波数は任意である。例えば、通過帯域PBは、2.7GHz以下に位置している。このような周波数帯を利用するシステムとしては、例えば、携帯電話システムおよびデジタルテレビ放送システムを挙げることができる。もちろん、通過帯域PBは、2.7GHzよりも高くてもよいし、2.7GHzに跨っていてもよい。
付加共振子57(線L4または線L5)は、IDT電極7によって構成されているから、SAW共振子1と同様に、共振周波数fcrおよび反共振周波数fcaを有している。しかし、その共振周波数fcrおよび反共振周波数fcaは、いずれも通過帯域PBの外側に位置している。別の観点では、付加共振子57は、接続関係は並列共振子67と同様であるものの、直列共振子65および他の並列共振子67の周波数特性との関係において、ラダー型フィルタ(送信フィルタ55)を構成し得る周波数特性を有していない。
なお、付加共振子57のインピーダンスの周波数特性においては、実際には、複数の極小値および複数の極大値が現れる。ここでいう共振周波数fcrは、理論上、λ=2pのSAWの周波数となる周波数である。また、反共振周波数fcaは、理論上、付加共振子57の等価回路において、直列共振回路のキャパシタンスをCとし、並列共振回路のキャパシタンスをCとしたときに、fcr×√(1+(C/C))となる周波数である。
また、共振周波数fcrまたは反共振周波数fcaが通過帯域PB内に位置するか否かを判定するに際して、通過帯域PBは適宜に特定されてよい。例えば、通過帯域PBは、設計値に基づく計算(理論計算またはシミュレーション計算)によって特定されてもよいし、実際の製品に対する評価試験によって特定されてもよいし、実際の製品の仕様書等に基づいて特定されてもよい。
図3では、付加共振子57の周波数特性は、直列共振子65および並列共振子67の周波数特性を横軸に沿ってシフトした波形で示されている。ただし、付加共振子57は、送信フィルタ55を構成するものではないから、付加共振子57の周波数特性を示す波形は、直列共振子65および並列共振子67の周波数特性を示す波形とは全く異なるものであってよい。例えば、付加共振子57の、共振周波数におけるインピーダンス、反共振周波数におけるインピーダンス、共振周波数と反共振周波数との周波数差(Δf)、および/または、これらを規定する各種の条件(電極指ピッチ、デューティー比(電極指ピッチに対する電極指15の幅の比)、電極指15の長さおよび/または静電容量等)は、直列共振子65および並列共振子67のものと異なっていてよい。
例えば、付加共振子57の静電容量は、並列共振子67のいずれの静電容量とも異なる。例えば、前者は、後者よりも大きい。この場合、例えば、付加共振子57は、並列共振子67に比較して、電極指15が長くされたり、電極指15の本数が多くされたり、および/または電極指ピッチが小さくされたりすることによって、静電容量が相対的に大きくされる。なお、付加共振子57と並列共振子67との間で電極指ピッチを比較する場合、既に言及したように、一部の特異部分(狭ピッチ部または間引き部)は無視してよいし、電極指ピッチが全体として変化する場合は平均値で比較してよい。
また、図3では、付加共振子57の共振周波数fcrおよび反共振周波数fcaは、通過帯域PBに比較的近い位置に示されている。ただし、共振周波数fcrおよび反共振周波数fcaは、図示よりも通過帯域PBから離れていてよい。例えば、共振周波数fcrおよび反共振周波数fcaは、減衰域ABの外側に位置していてもよい。なお、減衰域ABも通過帯域PBと同様に適宜に特定されてよい。また、例えば、共振周波数fcrおよび反共振周波数fcaは、通過帯域PBに対して、通過帯域PBの幅以上の周波数差で離れていてもよい。
(パッケージされたSAWフィルタ)
SAWフィルタ51は、例えば、そのまま(ベアチップのまま)、電子機器に組み込まれるなどして利用されてよい。ただし、SAWフィルタ51は、パッケージされてもよい。以下では、パッケージの例を示す。
(パッケージの例1)
図4は、SAWフィルタ51をパッケージングして構成したSAWフィルタ201を示す断面図である。
SAWフィルタ201において、SAWフィルタ51の圧電基板3は、隙間を介して対向基板203に対向配置されている。また、端子53と、対向基板203のパッド205とがその間に介在するバンプ207によって接合されている。これにより、送信フィルタ55上には、SAWの伝搬(圧電基板3の振動)を容易化する振動空間Sが構成されている。振動空間Sは、対向基板203上においてSAWフィルタ51の周囲に配置された樹脂などからなる封止部209によって封止されている。
対向基板203の、SAWフィルタ51が実装される面とは反対側の面には、SAWフィルタ201を回路基板等にバンプによって実装するための外部端子211が設けられている。パッド205と外部端子211とは、対向基板203の配線導体(符号省略)によって電気的に接続されている。当該配線導体は、例えば、対向基板203(その絶縁基板)の内部または表面において対向基板203に沿って形成された層状の導体パターン213、および対向基板203をその厚み方向に貫通する貫通導体215によって構成されている。
SAWフィルタ201においては、SAWフィルタ51以外の電子素子が設けられてもよい。例えば、導体パターン213は、適宜な平面形状とされることによって、キャパシタまたはインダクタ等の電子素子を構成していてもよい。また、例えば、対向基板203には、SAWフィルタ51以外の電子素子(例えば電子部品217)が実装されていてもよい。電子部品217は、例えば、チップ型の部品であり、また、例えば、キャパシタ、インダクタまたはIC(Integrated Circuit)である。
なお、図示の例とは異なり、SAWフィルタ51以外の電子部品217を対向基板203に実装しないようにし、圧電基板3の広さに対して対向基板203の広さを極力小さくするようにしてもよい。別の観点では、SAWフィルタ201は、チップサイズパッケージ型の部品とされてもよい。
SAWフィルタ51の端子53と外部端子211とは、例えば、対向基板203の配線導体によって直接的に接続されている(短絡されている。)。ただし、導体パターン213により電子素子が構成されたり、SAWフィルタ51以外の電子素子(電子部品217)が対向基板203に実装されたりしている場合においては、そのような電子素子が端子53と外部端子211との間に介在していてもよい。
なお、SAWフィルタ51の付加共振子57に接続されるGND端子53Gは、その他のGND端子53Gと対向基板203内においても短絡することなく外部端子211に導出させてもよい。
(パッケージの例2)
図5(a)は、SAWフィルタ51をパッケージングして構成したSAWフィルタ301を示す断面図である。
SAWフィルタ301においては、SAWフィルタ51の圧電基板3上にカバー303が設けられている。カバー303は、圧電基板3上において少なくとも送信フィルタ55を囲む枠部305と、枠部305上に位置して枠部305の開口を塞ぐ蓋部307とを有している。これにより、送信フィルタ55上には、SAWの伝搬(圧電基板3の振動)を容易化する振動空間Sが構成されている。なお、平面視において、付加共振子57は、枠部305内に位置していてもよいし、枠部305に重なっていてもよい(後述)。
端子53上には、カバー303を貫通する柱状端子309が設けられている。柱状端子309の上面側部分は、SAWフィルタ301を回路基板等にバンプによって実装するためのランド310となっている。なお、柱状端子309が設けられずに、端子53上においてカバー303を貫通する貫通孔が設けられてもよい。この場合、例えば、端子53と回路基板等とがバンプによって接合される。
図5(b)は、SAWフィルタ301の上面図である。この図では、ランド310に対応する端子53の符号もランド310に付している。
図5(a)および図5(b)に示すように、カバー303の上面には、平面視において振動空間Sの少なくとも一部に重なる補強層311(311Aおよび311B)を有している。補強層311は、例えば、金属などのカバー303よりも剛性が高い導体から構成されている。補強層311は、例えば、蓋部307の振動空間S側への撓みを抑制することに寄与している。
補強層311は、ランド310と接続されていてもよいし、接続されていなくてもよい。別の観点では、SAWフィルタ51の端子53と電気的に接続されていてもよいし、接続されていなくてもよい。図5(b)の例では、補強層311は、GND端子53Gに対応するランド310に接続されている。
補強層311Aおよび補強層311Bは互いに分離されている。補強層311Aは、GND端子53G−2および53G−3に接続されている。補強層311Bは、GND端子53G−1に接続されている。従って、付加共振子57と接続されているGND端子53G−1は、SAWフィルタ301全体においても、並列共振子67および並列共振子67と接続されているGND端子53G−2と電気的に分離されている。なお、補強層311Aと補強層311Bとが分離されず、GND端子53G−1とGND端子53G−2とが短絡されていてもよい。
別の観点では、SAWフィルタ301は、GND端子53G−1と短絡されている比較的広い導体層(補強層311B)を有している。この導体層は、例えば、GND端子53G−1の放熱に寄与し得る。補強層311Bの広さは、例えば、付加共振子57のIDT電極7よりも広い。なお、バスバー13の外側の縁部と配線59との境界とは明確でないことがあり、また、バスバー13の大きさは理論上は任意である。従って、補強層311Bの面積と比較されるIDT電極7の面積としては、複数の電極指15の配置領域(1対のバスバー13間の領域)の面積を用いてよい。
図5(c)は、SAWフィルタ301のパッケージの変形例を説明するための断面図である。
この図に示すように、カバー303内(例えば枠部305と蓋部307との間)には圧電基板3に平行な層状の導体パターン313が設けられてもよい。導体パターン313は、適宜な平面形状とされることによって、インダクタまたはキャパシタ等の電子素子を構成していてもよい。導体パターン313により電子素子が構成されている場合においては、当該電子素子が端子53とランド310との間に介在していてもよい。図示の例では、端子53上に位置し、枠部305を貫通する貫通導体315と、蓋部307を貫通してランド310に接続されている貫通導体317との間に導体パターン313が介在している。
なお、放熱効率を考慮すると、付加共振子57に接続されるGND端子53Gは、広い面積の導体パターンに電気的に接続されるまでの経路はなるべく短くしてもよい。例えば、貫通導体309,315のみで層状の広面積の導体パターンに接続してもよい。また、並列共振子67が接続されるGND端子53G、カバー303内においてインダクタ等を経てランド310まで導出されるようにし、付加共振子57に接続されるGND端子53Gは、カバー303内において面内を迂回するような線幅の細い導体パターンを経ずにランド310まで導出されていてもよい。
(貼り合わせ基板)
既述のように、また、図5(c)に示すように、基板600は、圧電基板3単体に限定されず、圧電基板3の下面に支持基板4が貼り合わされたものであってもよい。
支持基板4は、圧電基板3を支える強度を備える材料からなる。例えば、支持基板4は、圧電基板3の材料よりも線膨張係数(いずれかに異方性がある場合は、例えば、D1軸方向における線膨張係数)が小さい材料によって形成されている。このような材料としては、例えば、シリコン等の半導体、サファイア等の単結晶および酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックを挙げることができる。なお、支持基板4は、互いに異なる材料からなる複数の層が積層されて構成されていてもよい。また、支持基板4と圧電基板3との間には中間層(接着層)が介在してもよい。中間層は複数の層が積層された積層体であってもよい。
支持基板4の形状は、例えば、概略、薄型の直方体状であり、また、平面視において例えば、圧電基板3に一致する形状および寸法である。支持基板4の厚みは、例えば、一定であり、また、圧電基板3の厚みよりも厚い。支持基板4の厚さの具体的な値は適宜に設定されてよい。一例として、圧電基板3の厚さが10μm以上30μm以下であるのに対して、支持基板4の厚さは100μm以上300μm以下である。また、例えば、支持基板4の厚さは、圧電基板3の厚さの5倍以上20倍以下である。
圧電基板3および支持基板4は、例えば、不図示の接着層を介して互いに貼り合わされている。接着層の材料は、有機材料であってもよいし、無機材料であってもよい。有機材料としては、例えば、熱硬化性樹脂等の樹脂が挙げられる。無機材料としては、例えば、SiOが挙げられる。また、圧電基板3および支持基板4は、接着面をプラズマなどで活性化処理した後に接着層無しに貼り合わせる、いわゆる直接接合によって貼り合わされていてもよい。
支持基板4を設けることによって、例えば、圧電基板3の熱膨張に起因するSAW共振子1の周波数特性の変化を補償することができる。
なお、本開示では、図5(c)の例においてのみ支持基板4を図示しているが、他の例において支持基板4が設けられてもよいし、逆に、図5(c)の例において、支持基板4が貼り合わされない圧電基板3が用いられてもよい。
また、支持基板4の形状は、平面視で、圧電基板3よりも大きくしてもよい。すなわち。支持基板4の外周よりも内側に圧電基板3が位置していてもよい。言い換えると、支持基板4の上面は、圧電基板3に覆われない露出部を備えていてもよい。そして、このような露出部において、端子53および配線59の一部が位置してもよい。この場合には、端子53が、圧電基板3よりも熱伝導率のよい支持基板4の側に放熱することができるので、さらに耐電力性を高めることができる。この場合に、図5(a)に示すようなカバー303は、圧電基板3上ではなく、支持基板4の露出部に接合されていてもよい。
なお、支持基板4と圧電基板3との間に中間層(接合層)が介在する場合には、中間層は露出部において、存在しても存在していなくてもよい。放熱性を考慮すると、露出部は中間層にも覆われていないことが好ましい。
(付加共振子の被覆)
付加共振子57は、送信フィルタ55(その共振子)を覆っていない絶縁体等によって覆われていてもよい。この場合、例えば、送信フィルタ55(の共振子)におけるSAWの伝搬(圧電基板3の振動)を許容する一方で、付加共振子57におけるSAWの伝搬を抑制することができる。以下では、そのような絶縁体の例を示す。
図6(a)は、圧電基板3の上面における構成例の一部を模式的に示す断面図である。
圧電基板3の上面は、IDT電極7等を構成する導体層の上から保護膜23によって覆われている。保護膜23は、単にIDT電極7等の腐食を抑制するためのものであってもよいし、温度補償に寄与するものであってもよい。保護膜23は、例えば、SiOからなる。また、その厚さは、IDT電極7等よりも薄くてもよいし(図示の例)、厚くてもよい。保護膜23は、例えば、送信フィルタ55および付加共振子57の双方を覆っている。
付加共振子57は、送信フィルタ55(直列共振子65および並列共振子67)上には設けられていない絶縁層71によって覆われている。絶縁層71は、例えば、樹脂または無機材料からなる。その厚さは適宜に設定されてよい。なお、絶縁層71は、保護膜23を介さずに、直接的に付加共振子57を覆っていてもよい。
図6(b)は、圧電基板3の上面における他の構成例の一部を模式的に示す断面図である。
この例では、図6(a)を参照して説明した保護膜23は、付加共振子57上における厚さが、送信フィルタ55(直列共振子65および並列共振子67)上における厚さよりも厚くなっている。このような構成は、例えば、圧電基板3の全面に保護膜23となる材料を成膜する工程と、付加共振子57上においてのみ保護膜23となる材料を成膜する工程とを行うことにより実現される。なお、前記の2つの工程は、いずれが先でもよい。
図6(c)は、圧電基板3の上面におけるさらに他の構成例の一部を模式的に示す断面図である。
この例では、図5(a)を参照して説明したカバー303が設けられることを想定している。そして、カバー303の枠部305は、平面視において送信フィルタ55を囲む一方で、付加共振子57上に位置している。すなわち、枠部305は、送信フィルタ55(その共振子)および付加共振子57のうち付加共振子57のみを覆う絶縁体として機能している。なお、図6(c)では保護膜23が図示されていないが、カバー303は、保護膜23上に設けられていてもよい。
(付加共振子の利用例)
図7は、付加共振子57の電気的観点からの利用例を示す模式的な回路図である。
この例において、付加共振子57は、送信フィルタ55の前段(入力側)に接続されるローパスフィルタ75を構成することに利用されている。ローパスフィルタ75は、例えば、いわゆるπ型のものである。すなわち、ローパスフィルタ75は、π型に接続されているインダクタ77および2つのキャパシタ(ここではキャパシタ79および付加共振子57)を有している。
インダクタ77は、信号経路に対して直列に配置されている。すなわち、インダクタ77は、送信信号を生成する回路と接続されている入力ポート81と、SAWフィルタ51の送信端子53Tとを接続している。キャパシタ79は、インダクタ77の前(入力側)と基準電位部とを接続している。付加共振子57は、インダクタ77の後(出力側)と基準電位部とを接続している。すなわち、付加共振子57は、π型のローパスフィルタのうちの最も送信フィルタ55側のキャパシタとして機能している。なお、π型のローパスフィルタは、図示のインダクタ77およびキャパシタ79のさらに入力側に、インダクタ77およびキャパシタ79の組み合わせを1以上有していてもよい。
インダクタ77のインダクタンス、ならびにキャパシタ79および付加共振子57の容量は、公知の設計方法に従って適宜に設定されてよい。通常、図示のように1つのインダクタと2つのキャパシタを有するローパスフィルタにおいては、2つのキャパシタの容量は同等とされる。ローパスフィルタ75において、付加共振子57の容量は、キャパシタ79の容量と同等でもよいし、異なっていてもよく、例えば、キャパシタ79の容量よりも小さい。インダクタ77およびキャパシタ79の組み合わせが2以上設けられている場合も同様に、付加共振子57の容量は、いずれかのキャパシタ79の容量と同等でもよいし、いずれのキャパシタ79の容量とも異なっていてもよく、例えば、いずれのキャパシタ79の容量よりも小さい。
インダクタ77およびキャパシタ79は、構造的観点において、適宜に構成されてよい。
例えば、インダクタ77およびキャパシタ79の少なくとも一方の電子素子は、SAWフィルタ51、201または301が実装される不図示の回路基板に設けられてよい。この場合において、電子素子(77および/または79)は、例えば、回路基板の表面もしくは内部の導体によって構成されてもよいし、回路基板に実装された部品によって構成されてもよい。
また、例えば、インダクタ77およびキャパシタ79の少なくとも一方の電子素子は、SAWフィルタ201または301のパッケージ用部材の表面または内部に設けられてもよい。例えば、電子素子(77および/または79)は、SAWフィルタ201における対向基板203の表面または内部の導体パターン213によって構成されてもよいし、SAWフィルタ201における電子部品217によって構成されてもよいし、SAWフィルタ301における導体パターン313によって構成されてもよい。
また、図示の例とは異なり、圧電基板3上の導体パターンによってインダクタ77およびキャパシタ79の少なくとも一方が構成されてもよい。別の観点では、SAWフィルタ51の送信端子53Tと送信フィルタ55との間に電子素子(77および/または79)が接続されていてもよい。この場合において、電子素子(77および/または79)を構成する導体層は、IDT電極7等を構成する導体層と同一(材料および厚さが同一)であってもよいし、異なっていてもよい。
(分波器(デュプレクサ))
図8は、SAWフィルタ51の利用例としての分波器101を模式的に示す図である。
分波器101は、例えば、送信信号と受信信号とを分波するデュプレクサである。この分波において、送信信号をフィルタリングするフィルタとしてSAWフィルタ51が用いられている。
分波器101は、例えば、SAWフィルタ51と、受信フィルタ103と、受信端子53Rとを有している。受信フィルタ103は、アンテナ端子53Aと受信端子53Rとに接続されており、アンテナ端子53Aからの信号をフィルタリングして受信端子53Rに出力する。
受信フィルタ103の構成は適宜なものとされてよい。図8では、受信フィルタ103として、送信フィルタ55と同様に、ラダー型のSAWフィルタによって構成されているものを例示している。なお、受信フィルタ103を構成するSAWフィルタは、他の形式(例えば多重モード型フィルタ)であってもよい。
このように受信フィルタ103がSAWフィルタによって構成されている場合において、SAWフィルタ51および受信フィルタ103は、同一の圧電基板3に設けられていてもよいし、互いに異なる圧電基板3に設けられていてもよい。なお、同一の圧電基板3に設けられている場合、例えば、アンテナ端子53Aは、送信フィルタ55および受信フィルタ103に共通のものであり、受信フィルタ103は、圧電基板3上においてアンテナ端子53Aに接続されている。互いに異なる圧電基板3に設けられている場合、アンテナ端子53Aは、例えば、送信フィルタ55および受信フィルタ103のうちの送信フィルタ55のみにとってのものであり、アンテナと受信フィルタ103との最短経路上に位置していない。ただし、SAWフィルタ51および受信フィルタ103が実装される回路基板等を介してアンテナ端子53Aと受信フィルタ103とが接続されていることに変わりはない。
特に図示しないが、分波器101は、上記以外の構成を有していてもよい。例えば、アンテナ端子53Aとアンテナとの間に位置するとともに受信フィルタ103とアンテナとの最短経路上に位置していないローパスフィルタが設けられたり、受信フィルタ103のアンテナ側に位置するとともに送信フィルタ55とアンテナとの最短経路上には位置していないローパスフィルタが設けられたりしてもよい。
(通信装置)
図9は、分波器101の利用例としての通信装置151の要部の構成を示すブロック図である。
通信装置151において、送信すべき情報を含む送信情報信号TISは、RF−IC(Radio Frequency Integrated Circuit)153によって変調および周波数の引き上げ(搬送波周波数の高周波信号への変換)がなされて送信信号TSとされる。送信信号TSは、バンドパスフィルタ155によって送信用の通過帯以外の不要成分が除去され、増幅器157によって増幅されて分波器101(送信端子53T)に入力される。そして、分波器101は、入力された送信信号TSから送信用の通過帯以外の不要成分を除去し、その除去後の送信信号TSをアンテナ端子53Aからアンテナ159に出力する。アンテナ159は、入力された電気信号(送信信号TS)を無線信号(電波)に変換して送信する。
また、通信装置151において、アンテナ159によって受信された無線信号(電波)は、アンテナ159によって電気信号(受信信号RS)に変換されて分波器101(例えばアンテナ端子53A)に入力される。分波器101は、入力された受信信号RSから受信用の通過帯以外の不要成分を除去して、受信端子53Rから増幅器161に出力する。出力された受信信号RSは、増幅器161によって増幅され、バンドパスフィルタ163によって受信用の通過帯以外の不要成分が除去される。そして、受信信号RSは、RF−IC153によって周波数の引き下げおよび復調がなされて受信情報信号RISとされる。
なお、送信情報信号TISおよび受信情報信号RISは、適宜な情報を含む低周波信号(ベースバンド信号)でよく、例えば、アナログの音声信号もしくはデジタル化された音声信号である。無線信号の通過帯は、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)等の各種の規格に従ったものでよい。変調方式は、位相変調、振幅変調、周波数変調もしくはこれらのいずれか2つ以上の組み合わせのいずれであってもよい。回路方式は、図9では、ダイレクトコンバージョン方式を例示したが、それ以外の適宜なものとされてよく、例えば、ダブルスーパーヘテロダイン方式であってもよい。また、図9は、要部のみを模式的に示すものであり、適宜な位置にローパスフィルタやアイソレータ等が追加されてもよいし、また、増幅器等の位置が変更されてもよい。
特に図示しないが、通過帯域が互いに異なる2以上のSAWフィルタ51が共通のアンテナ用ポート(アンテナ端子53Aでもよい)に接続されたり、通過帯域が互いに異なる2以上の分波器101が共通のアンテナ用ポートに接続されたりすることにより、マルチプレクサ(ダイプレクサ等)が構成されてもよい。また、SAWフィルタ51、201または301が実装される回路基板に適宜な電子部品が実装されて通信モジュールが構成されてもよい。
以上のとおり、本実施形態では、SAWフィルタ51(または201もしくは301)は、圧電基板3、送信端子53T、アンテナ端子53A、1以上のGND端子53G、送信フィルタ55および付加共振子57を有している。各種の端子53は、圧電基板3上に位置している。送信フィルタ55は、送信端子53Tからの信号をフィルタリングしてアンテナ端子53Aへ出力するラダー型フィルタである。また、送信フィルタ55は、ラダー型に接続されている1以上の直列共振子65および1以上の並列共振子67を圧電基板3上に有しており、初段の共振子が直列共振子65である。付加共振子57は、送信フィルタ55よりも前段で送信端子53Tに接続されているとともに1以上のGND端子53Gのいずれかに接続されているIDT電極7を圧電基板3上に含み、共振周波数および反共振周波数が送信フィルタ55の通過帯域の外側に位置している。
従って、例えば、付加共振子57によって、送信フィルタ55よりも前段側の熱を逃がす放熱経路が構成される。初段の共振子が直列共振子65である場合においては、この初段の直列共振子65に熱的な負荷および電気的な負荷が集中しやすい。そのような構成において、初段の直列共振子65の前段に放熱経路が接続されることから、例えば、SAWフィルタ51全体としても熱的な負荷の最大値を下げることができ、ひいては、SAWフィルタ51全体としての耐久性を向上させることができる。また、例えば、熱がフィルタ特性に及ぼす影響も緩和できる。
また、共振子(57)によって放熱経路を構成することから、例えば、この付加共振子57をローパスフィルタに利用することなどが可能になる。すなわち、SAWフィルタ51のフィルタ特性を向上させるための構成を放熱経路に兼用することができ、SAWフィルタ51またはSAWフィルタ51を含むデバイスの小型化が図られる。
なお、上述では、付加共振子57の共振周波数および反共振周波数が送信フィルタ55の通過帯域の外側に位置していることとしたが、送信フィルタ55の通過帯域において共振しなければよい。例えば、弾性波の伝搬する方向と直交する方向に付加共振子57の電極指15を配列させて、電極指15のピッチは不問としてもよい。
ここで、外部から送信端子53Tへ入力される送信信号は、基本的には送信フィルタ55の通過帯域の信号として生成されている。一方、付加共振子57の共振周波数および反共振周波数は、送信フィルタ55の通過帯域の外側に位置している。従って、付加共振子57における振動は、送信フィルタ55に比較して抑制される。その結果、例えば、付加共振子57は放熱経路として有効に機能し、また、耐電力性も高い。
また、例えば、付加共振子57は、圧電基板3上に形成されていることから、送信フィルタ55の形成と同時に形成されることが可能である。従って、付加共振子57を設けたことに起因する製造工程の増加のおそれを低減できる。
また、本実施形態では、付加共振子57が接続されているGND端子53G−1は、並列共振子67のいずれかを介して直列腕61(別の観点では送信端子53Tおよびアンテナ端子53A)と接続されているGND端子53Gではなく、かつそのようなGND端子53Gのいずれとも短絡されていない(電気的に分離されている)。
従って、例えば、初段の直列共振子65の前段における熱が付加共振子57を経由して送信フィルタ55へ戻るおそれが低減される。
また、本実施形態では、付加共振子57の静電容量は、並列共振子67のいずれの静電容量とも異なる。
付加共振子57は、送信フィルタ55を構成するものではないことから、このような静電容量の設定が可能であり、付加共振子57の静電容量が並列共振子67の静電容量と異なるように付加共振子57を構成することによって種々の効果が得られる。付加共振子57の静電容量が並列共振子67の静電容量よりも大きい場合、電極指15を長くしたり、電極指15の本数を多くしたりすることが容易である。すなわち、付加共振子57の電極面積を大きくしやすい。その結果、例えば、付加共振子57自体の放熱機能が向上する。また、例えば、付加共振子57の静電容量が並列共振子67の静電容量よりも大きい場合、付加共振子57の電極指ピッチを狭くすることが容易である。電極指ピッチが狭いことによって、例えば、1対の櫛歯電極11間で熱が伝わり易くなり、付加共振子57が放熱経路として有効に機能する。また、電極指ピッチが狭いことによって、例えば、付加共振子57全体としての面積(電極の非配置領域も含む面積)に占める電極面積を大きくすることができる。上記とは逆に、付加共振子57の静電容量が並列共振子67の静電容量よりも小さい場合においては、例えば、付加共振子57を小型化し、ひいてはSAWフィルタ51を小型化することが容易である。
また、本実施形態では、付加共振子57は、送信フィルタ55の前段に接続されているπ型のローパスフィルタ75の、最も送信フィルタ55側のキャパシタを構成している。
従って、例えば、上述のように、放熱経路を構成する付加共振子57の有効利用が図られる。また、付加共振子57は、IDT電極7を含んで構成されていることから、例えば、電極指15の本数の増減によって簡単に容量の微調整が可能である。すなわち、SAWフィルタ51の外部にキャパシタを設ける場合よりも簡便にローパスフィルタ75の特性を調整することができる。
また、本実施形態では、付加共振子57の静電容量は、ローパスフィルタ75が含む付加共振子57以外の1以上のキャパシタ(ここではキャパシタ79)のいずれの静電容量とも異なる。なお、ここでいう付加共振子57の容量が他のキャパシタの容量と異なるとは、例えば、容量の差が、付加共振子57の電極指15の1本分の増減によって生じる容量の増減以上である状態である。
上記のように付加共振子57の容量の調整は容易であることから、このような静電容量の設定も容易である。なお、通常は、π型のローパスフィルタ75の最も後段に位置するキャパシタ(本実施形態では付加共振子57)の静電容量は、他のいずれかのキャパシタ79の静電容量と同等とされる。
また、本実施形態では、付加共振子57の静電容量は、ローパスフィルタ75のいずれのキャパシタ79の静電容量よりも小さい。
従って、例えば、付加共振子57を小型化しやすく、ひいては、SAWフィルタ51の小型化が容易である。
また、本実施形態では、SAWフィルタ301(図5)は、導体層(補強層311B)を有している。補強層311Bは、付加共振子57が接続されているGND端子53G−1と短絡されており、付加共振子57のIDT電極7における複数の電極指15の配置領域よりも面積が広い。
従って、例えば、送信フィルタ55の前段から付加共振子57へ逃がした熱を補強層311Bへ伝えることができる。補強層311Bは、比較的面積が広いことから、例えば、補強層311Bに接する他の部材への伝熱、または補強層311Bからの放熱に有利である。また、付加共振子57の電位が安定しやすくなり、ノイズを低減することができる。
また、本実施形態では、SAWフィルタ51、201または301は、直列共振子65、並列共振子67および付加共振子57のうち付加共振子57のみを覆っている、または直列共振子65、並列共振子67および付加共振子57のうち付加共振子57のみにおいて厚くなっている絶縁体(絶縁層71(図6(a))、保護膜23(図6(b))または枠部305(図6(c)))を有している。
従って、例えば、付加共振子57における振動は、送信フィルタ55における振動に比較して抑制される。その結果、例えば、付加共振子57の振動が送信フィルタ55のフィルタ特性に影響を及ぼすおそれが低減される。
また、本実施形態では、送信フィルタ55の通過帯域PBは、例えば、2.7GHz以下の周波数範囲内に位置している。
この場合、例えば、通過帯域PBの一部または全部が2.7GHzを超える場合に比較して、送信フィルタ55における電極指ピッチは広い。従って、例えば、付加共振子57の電極指ピッチを小さくして、付加共振子57の小型化を図りつつ静電容量を確保し、かつ付加共振子57の共振周波数および反共振周波数を通過帯域PBから離すことが容易である。
また、本実施形態では、SAWフィルタ201または301は、送信フィルタ55を封止するパッケージ用部材(対向基板203またはカバー303)を有している。ローパスフィルタ75が含む、インダクタ77および付加共振子57以外のキャパシタ(キャパシタ79)の少なくとも1つは、例えば、パッケージ用部材の内部および表面の少なくとも一方に位置している導体パターン213または313により構成されている。
この場合、例えば、SAWフィルタの外部にインダクタ77およびキャパシタ79を設ける場合に比較して、SAWフィルタ自体によって付加共振子57を有効利用し、SAWフィルタ自体の特性を向上させることができる。また、圧電基板3上にインダクタ77および/またはキャパシタ79を構成する場合に比較して、例えば、圧電基板3に不要な振動が生じるおそれを低減したり、圧電基板3の面積を小さくしたり、インダクタ77およびキャパシタ79を構成する導体パターンを厚くしたりすることが容易である。
また、ローパスフィルタ75が含むインダクタ77および付加共振子57以外のキャパシタ(キャパシタ79)の少なくとも1つは、例えば、パッケージ用部材(対向基板203)に実装された電子部品217により構成されてもよい。
この場合、例えば、導体パターン213または313によりインダクタ77および/またはキャパシタ79を構成する場合と同様の効果が得られる。例えば、SAWフィルタ自体によって付加共振子57を有効利用し、SAWフィルタ自体の特性を向上させることができる。
また、本実施形態では、直列共振子65の数は複数である。複数の直列共振子65のうちの少なくとも1つは、互いに直列に接続された複数の分割共振子69に分割されている。複数の直列共振子65において、最も送信端子53T側の直列共振子65(初段の共振子)の分割数は、最もアンテナ端子53A側の直列共振子の分割数よりも多い。
従って、熱的および電気的な負荷が集中しやすい初段の直列共振子65の耐電力性を向上させて、SAWフィルタ51全体としての耐電力性を向上させることができる。なお、SAWフィルタ51において、2種の端子53のいずれが送信端子53Tおよびアンテナ端子53Aであるか判別する際に、直列共振子65の分割数が多い側を送信端子53T側と判別してもよい。
なお、以上の実施形態において、SAWフィルタ51、201および301は、それぞれ弾性波フィルタの一例である。GND端子53Gは基準電位端子の一例である。補強層311Bは導体層の一例である。絶縁層71、保護膜23(図6(b)のもの)および枠部305(図6(c)のもの)は、それぞれ絶縁体の一例である。対向基板203およびカバー303(枠部305)は、それぞれパッケージ用部材の一例である。
(分波器の変形例)
図10は、変形例に係る分波器401(デュプレクサ)の構成を示す模式図である。
分波器401は、1以上の並列インダクタ83Pおよび1以上の直列インダクタ83S(以下、両者を区別せずに、単に「インダクタ83」ということがある。)が設けられている点のみが図8の分波器101と相違する。ただし、インダクタ83が設けられていることに伴い、直列共振子65および並列共振子67の具体的な設計値は適宜に調整されてよい。
並列インダクタ83Pは、送信フィルタ455において、並列共振子67に対して直列に接続されている。より具体的には、例えば、並列インダクタ83Pは、並列共振子67に対して基準電位部(GND端子53G)側に接続されている。なお、並列インダクタ83Pは、図示の例とは異なり、並列共振子67に対して直列腕側に接続されていてもよい。
また、並列インダクタ83Pは、例えば、送信フィルタ455において、全ての並列共振子67に対して個別に(1対1で)設けられている。ただし、並列インダクタ83Pは、複数の並列共振子67のうち、一部に対してのみ設けられていてもよい。また、1つの並列インダクタ83Pが2以上の並列共振子67に対して共通に接続されていてもよい。
直列インダクタ83Sは、受信フィルタ403において、直列共振子65に対して直列に接続されている。より具体的には、例えば、直列インダクタ83Sは、電気的接続に関して互いに隣り合っている2つの直列共振子65の間に位置している。なお、直列インダクタ83Sは、2つの直列共振子65の間において、直列腕と並列共振子67との接続位置に対して、受信端子53R側に位置していてもよいし(図示の例)、アンテナ端子53A側に位置していてもよい。
また、直列インダクタ83Sは、例えば、受信フィルタ403において、複数の直列共振子65の間の全てに設けられている。ただし、直列インダクタ83Sは、複数の直列共振子65の間のうちの一部にのみ設けられていてもよい。また、直列インダクタ83Sは、複数の直列共振子65の外側(送信端子53Tと第1直列共振子65Aとの間および第4直列共振子65Dとアンテナ端子53Aとの間)にも設けられてよい。
互いに直列に接続されたSAW共振子1(65または67)およびインダクタ83の組み合わせの周波数特性は、概ね、SAW共振子1の周波数特性において、反共振周波数はそのままで、共振周波数を低周波側に移動させたものとなる。
例えば、並列共振子67の周波数特性が図3の線L2で表されるとする。この場合、並列共振子67と並列インダクタ83Pとの組み合わせの周波数特性は、反共振周波数fpaはそのままで、共振周波数fprを低周波側(紙面左側)に移動させたものとなる。別の観点では、共振周波数fprと反共振周波数fpaとの周波数差Δfが大きくなる。
同様に、例えば、直列共振子65の周波数特性が図3の線L1で表されるとする。この場合、直列共振子65と直列インダクタ83Sとの組み合わせの周波数特性は、反共振周波数fsaはそのままで、共振周波数fsrを低周波側に移動させたものとなる。別の観点では、共振周波数fsrと反共振周波数fsaとの周波数差Δfが大きくなる。
そして、送信フィルタ455および受信フィルタ403それぞれにおいては、インダクタ83が接続されている状態で、直列腕の共振周波数fsrと並列腕の反共振周波数fpaが概ね一致するように、直列共振子65、並列共振子67およびインダクタ83が設計される。これにより、所望の周波数帯を通過帯域PBとするラダー型フィルタが得られる。
送信フィルタ455においては、並列共振子67および並列インダクタ83Pを含む並列腕の周波数差Δfが大きくなるから、並列インダクタ83Pが設けられていない場合に比較して通過帯域PBが広くなる。すなわち、並列インダクタ83Pを設けることによって、広帯域のフィルタを得ることが容易化される。
一方で、送信フィルタ455においては、直列インダクタ83Sが設けられていないことから、直列腕の周波数差Δfは狭く維持される。その結果、例えば、通過帯域PBの高周波側の急峻性が維持される。換言すれば、高周波側の帯域外における減衰量を大きくすることができる。
また、受信フィルタ403においては、直列共振子65および直列インダクタ83Sを含む直列腕の周波数差Δfが大きくなるから、直列インダクタ83Sが設けられていない場合に比較して通過帯域PBが広くなる。すなわち、直列インダクタ83Sを設けることによって、広帯域のフィルタを得ることが容易化される。
一方で、受信フィルタ403は、並列インダクタ83Pが設けられていないことから、並列腕の周波数差Δfは狭く維持される。その結果、例えば、通過帯域PBの低周波側の急峻性が維持される。換言すれば、低周波側の帯域外における減衰量を大きくすることができる。
ここで、分波器401において、送信フィルタ455の通過帯域PBは、受信フィルタ403の通過帯域PBよりも周波数が低い。従って、インダクタ83が設けられても、送信フィルタ455は、受信フィルタ403の通過帯域PB側(高周波側)の急峻性が維持され、受信フィルタ403は、送信フィルタ445側(低周波側)の急峻性が維持されていることになる。その結果、分波器401は、通過帯域PBの帯域幅が広く、かつ送信フィルタ455および受信フィルタ403のアイソレーションが高いものとなる。
インダクタ83は、構造的観点において、図7を参照して説明したインダクタ77およびキャパシタ79と同様に構成されてよい。構造的観点からのインダクタ77に関する既述の説明は、インダクタ77をインダクタ83に置き換えてインダクタ83の説明とされてよい。例えば、インダクタ83は、SAWフィルタ(455、403)または分波器401が実装される回路基板に設けられてもよいし、SAWフィルタまたは分波器401のパッケージ用部材に設けられてもよいし、圧電基板3上の導体パターンによって構成されてもよい。
パッケージ用部材は、既述のように、例えば、対向基板203(図4)またはカバー303(図5(a)〜図5(c))である。そして、インダクタ83は、例えば、対向基板203の表面および/もしくは内部の導体パターン213、またはカバー303の表面および/もしくは内部の導体パターン313によって構成されてよい。
導体パターン213または313によってインダクタ83を構成する場合、例えば、インダクタ83をチップ型の電子部品217(図4)によって構成する場合に比較して、分波器401を小型化することが容易である。また、インダクタ83を圧電基板3上の導体パターンによって構成する場合に比較して、例えば、IDT電極7とは別個にインダクタ83を構成する導体パターンの厚さを設定することができる。その結果、例えば、IDT電極7の厚さよりもインダクタ83を構成する導体パターンを厚くして、インダクタ83を設けたことによる損失を低減することができる。別の観点では、損失を低減するためにインダクタ83を幅広に形成する必要性が低減され、ひいては、分波器401の大型化のおそれが低減される。このように、導体パターン213または313によってインダクタ83を構成することによって、分波器401の大型化を抑制しつつ、所望のインダクタンスを得ることが容易化される。
分波器401の圧電基板3は、支持基板4(図5(c))と貼り合わされるものであってもよいし、貼り合わされないものであってもよい。ただし、一般に、支持基板4と貼り合わされる圧電基板3は、支持基板4と貼り合わされない圧電基板3に比較して、広い通過帯域を確保することが困難な材料によって構成されている。従って、インダクタ83の効果は、分波器401が支持基板4を有するものである場合に有用性が高い。
(分波器(クワッドプレクサ))
図11は、SAWフィルタ51の利用例としての分波器501を模式的に示す図である。
分波器501は、4つのSAWフィルタ51(455または403)を有するクワッドプレクサとして構成されている。より具体的には、分波器501は、デュプレクサとして構成されている2つの第1分波器401Aおよび第2分波器401B(以下、単に「分波器401」ということがある。)を備えている。各分波器401は、例えば、図10を参照して説明した分波器401と同様のものである。
第1分波器401Aは、図10のアンテナ端子53A、送信端子53Tおよび受信端子53Rに相当する、アンテナ端子53A、送信端子53T−1および受信端子53R−1に接続されている。同様に、第2分波器401Bは、図10のアンテナ端子53A、送信端子53Tおよび受信端子53Rに相当する、アンテナ端子53A、送信端子53T−2および受信端子53R−2に接続されている。アンテナ端子53Aは、2つの分波器401に共用されており、4つのフィルタ(455、403)は、互いに分岐している状態で互いに接続されている。
2つの分波器401は、同一の圧電基板3に設けられていてもよいし、互いに異なる圧電基板3に設けられていてもよい。
図12は、分波器501の周波数特性を示す図である。
横軸は、周波数f(Hz)を示している。縦軸は、減衰量A(dB)を示している。線L11は、第1分波器401Aの送信フィルタ455の周波数特性を示している。線L12は、第1分波器401Aの受信フィルタ403の周波数特性を示している。線L13は、第2分波器401Bの送信フィルタ455の周波数特性を示している。線L14は、第2分波器401Bの受信フィルタ403の周波数特性を示している。
第1分波器401Aにおいて、送信フィルタ455の通過帯域(第1送信帯域T1)は、例えば、受信フィルタ403の通過帯域(第1受信帯域R1)よりも周波数が低い。また、第2分波器402Bにおいて、送信フィルタ455の通過帯域(第2送信帯域T2)は、例えば、受信フィルタ403の通過帯域(第2受信帯域R2)よりも周波数が低い。第1送信帯域T1および第1受信帯域R1を含む第1周波数帯B1は、例えば、第2送信帯域T2および第2受信帯域R2を含む第2周波数帯B2よりも周波数が低い。
各分波器401においては、既に述べたように、通過帯域を広く確保しつつ、送信フィルタ455と受信フィルタ403とのアイソレーションを向上させることができる。このアイソレーションの向上の効果は、両者の通過帯域間の帯域(遷移帯域)の幅fd(遷移帯域幅)が狭い場合に有用性が高い。遷移帯域幅fdは、低周波側の通過帯域(例えば第1送信帯域T1)の上限値から高周波側の通過帯域(例えば第1受信帯域R1)の下限値までの周波数の幅である。遷移帯域幅fdが狭い場合としては、例えば、低周波側の通過帯域の中心周波数(通過帯域の上限値と下限値とのちょうど中間の周波数)をfmとしたとき、fd/fm×100(%)が1.2%以下の場合を挙げることができる。fd/fm×100が1.2%以下となる規格としては、例えば、UMTSのBand2、3、8および25を挙げることができる。
第1分波器401Aの受信フィルタ403がラダー型フィルタによって構成されていることから、この受信フィルタ403が多重モード型フィルタによって構成されている場合に比較して、第1受信帯域R1の高周波側の急峻性が向上する。すなわち、第1受信帯域R1の高周波側の帯域外における減衰量を大きくすることができる。その結果、第1受信帯域R1と第2送信帯域T2とのアイソレーションが向上する。その一方で、第1分波器401Aの受信フィルタ403に直列インダクタ83Sを設けていることから、この受信フィルタ403の通過帯域を拡張して、多重モード型フィルタと同等の通過帯域幅を確保することが容易になる。
本開示の技術は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
弾性波は、SAWに限定されない。例えば、弾性波は、圧電基板内を伝搬するバルク波であってもよいし、圧電基板と圧電基板を覆う絶縁層との境界部を伝搬する弾性境界波(ただし、広義にはSAWの一種である。)であってもよい。
付加共振子における複数の電極指の配列方向は必ずしもSAWの伝搬方向と一致しなくてもよい。
付加共振子における複数の電極指の配置領域よりも面積が広い導体層は、補強層311Bに限定されない。例えば、導体層は、圧電基板3の上面に設けられてもよいし、圧電基板3の下面に設けられてもよいし、対向基板203の上面、内部および下面に設けられてもよい。
インダクタまたはキャパシタを構成する、パッケージ用部材に設けられる導体パターンは、対向基板203またはカバー303の内部に設けられるものに限定されない。例えば、導体パターンは、対向基板またはカバーの表面に設けられてもよい。また、インダクタまたはキャパシタを構成する、パッケージ用部材に実装される電子部品は、対向基板203に実装されるものに限定されない。例えば、電子部品は、カバー303の上面に実装されてもよい。また、電子部品は、回路基板またはカバーに形成された凹部内に配置されるなど、パッケージ用部材の内部に位置していてもよい。
分波器(マルチプレクサ)は、2つのフィルタを有するデュプレクサ、または4つのフィルタを有するクワッドプレクサに限定されない。例えば、分波器は、3つのフィルタを有するトリプレクサであってもよいし、5以上のフィルタを有するものであってもよい。
本開示からは、以下の概念を抽出可能である。
(第1概念)
互いに分岐している態様で互いに接続されている第1〜第3フィルタを有しており、
前記第1フィルタは、1以上の直列共振子および1以上の並列共振子を含んでいるラダー型フィルタであり、
前記第2フィルタは、1以上の直列共振子および1以上の並列共振子を含んでいるラダー型フィルタであり、かつ前記第1フィルタよりも通過帯域の周波数が高く、
前記第3フィルタは、前記第2フィルタよりも通過帯域の周波数が高く、
前記第1フィルタは、前記並列共振子に直列に接続されているインダクタを有しており、
前記第2フィルタは、前記直列共振子に直列に接続されているインダクタを有している
分波器。
上記の第1概念の技術に関して、第1分波器401Aの送信フィルタ455は第1フィルタの一例である。第1分波器401Aの受信フィルタ403は第2フィルタの一例である。第2分波器401Bの送信フィルタ455は第3フィルタの一例である。並列インダクタ83Pは、並列共振子に直列に接続されているインダクタの一例である。直列インダクタ83Sは、直列共振子に直列に接続されているインダクタの一例である。
上記の第1概念の技術においては、付加共振子は、設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。第1〜第3フィルタは、送信フィルタを含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。第1〜第3フィルタに送信フィルタが含まれる場合において、送信端子に接続される初段の共振子は、直列共振子であってもよいし、並列共振子であってもよい。第3フィルタは、ラダー型フィルタ以外のフィルタであってもよい。
3…圧電基板、7…IDT電極、51…SAWフィルタ(弾性波フィルタ)、53T…送信端子、53A…アンテナ端子、53G(53G−1〜53G−1)…GND端子、55…送信フィルタ、57…付加共振子、65(65A〜65D)…直列共振子、67(67A〜67C)…並列共振子。

Claims (14)

  1. 圧電基板を含む基板と、
    前記基板上に位置している、送信端子、アンテナ端子および1以上の基準電位端子と、
    前記送信端子からの信号をフィルタリングして前記アンテナ端子へ出力するラダー型フィルタであって、ラダー型に接続されている1以上の直列共振子および1以上の並列共振子を前記圧電基板上に有しており、前記送信端子に接続される初段の共振子が直列共振子である送信フィルタと、
    前記送信フィルタよりも前段で前記送信端子に接続されているとともに前記1以上の基準電位端子のいずれかに接続されているIDT電極を前記圧電基板上に含み、共振周波数および反共振周波数が前記送信フィルタの通過帯域の外側に位置している付加共振子と、
    を有している弾性波フィルタ。
  2. 前記付加共振子が接続されている前記基準電位端子は、前記1以上の並列共振子のいずれかを介して前記送信端子および前記アンテナ端子と接続されている基準電位端子ではなく、かつ当該基準電位端子のいずれとも短絡されていない
    請求項1に記載の弾性波フィルタ。
  3. 前記付加共振子の静電容量は、前記1以上の並列共振子のいずれの静電容量とも異なる
    請求項1または2に記載の弾性波フィルタ。
  4. 前記付加共振子は、前記送信フィルタの前段に接続されているπ型のローパスフィルタの、最も前記送信フィルタ側のキャパシタを構成している
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性波フィルタ。
  5. 前記付加共振子の静電容量は、前記ローパスフィルタが含む前記付加共振子以外の1以上のキャパシタのいずれの静電容量とも異なる
    請求項4に記載の弾性波フィルタ。
  6. 前記付加共振子の静電容量は、前記1以上のキャパシタのいずれの静電容量よりも小さい
    請求項5に記載の弾性波フィルタ。
  7. 前記付加共振子が接続されている前記基準電位端子と短絡されており、前記付加共振子の前記IDT電極における複数の電極指の配置領域よりも面積が広い導体層を有している
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の弾性波フィルタ。
  8. 前記1以上の直列共振子、前記1以上の並列共振子および前記付加共振子のうち前記付加共振子のみを覆っている、または前記1以上の直列共振子、前記1以上の並列共振子および前記付加共振子のうち前記付加共振子のみにおいて厚くなっている絶縁体を有している
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の弾性波フィルタ。
  9. 前記送信フィルタの通過帯域が2.7GHz以下の周波数範囲内に位置している
    請求項1〜8のいずれか1項に記載の弾性波フィルタ。
  10. 前記送信フィルタを封止するパッケージ用部材をさらに有しており、
    前記ローパスフィルタが含む、インダクタおよび前記付加共振子以外のキャパシタの少なくとも1つは、前記パッケージ用部材の内部および表面の少なくとも一方に位置している導体パターンにより構成されている
    請求項4〜6のいずれか1項に記載の弾性波フィルタ。
  11. 前記送信フィルタを封止するパッケージ用部材をさらに有しており、
    前記ローパスフィルタが含む、インダクタおよび前記付加共振子以外のキャパシタの少なくとも1つは、前記パッケージ用部材に実装された電子部品により構成されている
    請求項4〜6のいずれか1項に記載の弾性波フィルタ。
  12. 前記1以上の直列共振子の数は複数であり、
    前記複数の直列共振子のうちの少なくとも1つは、互いに直列に接続された複数の分割共振子に分割されており、
    前記複数の直列共振子において、最も前記送信端子側の直列共振子の分割数は、最も前記アンテナ端子側の直列共振子の分割数よりも多い
    請求項1〜11のいずれか1項に記載の弾性波フィルタ。
  13. 請求項1〜12のいずれか1項に記載の弾性波フィルタと、
    受信端子と、
    前記アンテナ端子からの信号をフィルタリングして前記受信端子へ出力する受信フィルタと、
    を有している分波器。
  14. アンテナと、
    前記アンテナに前記アンテナ端子が接続されている請求項1〜12のいずれか1項に記載の弾性波フィルタと、
    前記送信端子に接続されているICと、
    を有している通信装置。
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