KR100638778B1

KR100638778B1 - 분파기

Info

Publication number: KR100638778B1
Application number: KR1020040029010A
Authority: KR
Inventors: 쯔쯔미준; 이노우에쇼고; 마쯔다다까시; 우에다마사노리
Original assignee: 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤; 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2006-10-30
Also published as: JP3853303B2; US20040212452A1; JP2004328675A; US7030716B2; CN1543063B; KR20040093427A; CN1543063A

Abstract

본 발명은 동일한 기판 위에 복수의 SAW 필터가 형성된 분파기로서, 양호한 필터 특성을 갖는 분파기를 제공하는 것을 과제로 한다. 이를 위해, 래더형 필터(110)의 입력단의 직렬 공진자를 형성하는 IDT(111)의 중심과 출력단의 직렬 공진자를 형성하는 IDT(111)의 중심을 연결하는 직선과, 기판(10)을 수용하는 패키지(101)에 설치된 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 직선(X1/X2)이 이루는 각이, 기판(10) 상의 SAW 전파 방향에 수직인 방향과 패키지(101)의 입력 단자 및 출력 단자를 연결하는 직선(X1/X2)이 이루는 각보다도 작아지도록, 입력단의 IDT(111)와 출력단의 IDT(111)를 연결하는 직선이, SAW 전파 방향에 수직인 방향으로 기울어진 구성으로 한다. 단, 인접하는 IDT(111)의 중심끼리의 SAW 전파 방향에서의 위치 편차량은 대수(pair)가 많은 IDT(111)의 SAW 전파 방향으로의 길이의 4분의 1 이하로 한다.

어스 전극, 캐비티, 송신측 필터, 안테나, 위상 시프터

Description

분파기{DUPLEXER}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분파기(1)의 구성을 도시하는 회로도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예의 설명에서 사용하는 래더형 필터(110)의 구성을 도시하는 상면도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예의 설명에서 사용하는 DMS 필터(120)의 구성을 도시하는 상면도.

도 4는 래더형 필터(110)와 DMS 필터(120)의 필터 특성을 비교하기 위한 그래프.

도 5는 도 1에 도시하는 분파기(1)의 수신용 필터(12)를 래더형 필터(110)로 한 경우와 DMS 필터(120)로 한 경우의 크로스토크 특성을 비교하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제품 형태의 분파기(100)의 구성을 도시하는 도면으로, 도 6의 (a)는 그 상면도이며, 도 6의 (b)는 그 A-A 단면도.

도 7은 도 6에 도시하는 분파기(100)의 패키지(101)의 단자(103)와 송신용 필터(11) 및 수신용 필터(12)(특히, 래더형 필터(110)에 의해 형성한 SAW 필터(11, 12)의 입력 단자(111a) 및 출력 단자(111b))의 관계를 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 래더형 필터(110a)의 구성을 도시하는 상면도.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 래더형 필터(110b)의 구성을 도시하는 상면도.

도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 래더형 필터(110c)의 구성을 도시하는 상면도.

도 11은 래더형 필터(110b 및 110c)의 필터 특성을 비교하기 위한 도면.

도 12는 래더형 필터(110)(110a, 110b, 110c를 포함함)의 회로 구성을 도시하는 도면.

도 13은 본 발명의 제1 실시예의 인접하는 IDT(111)의 중심에서의 위치 편차의 관계를 설명하기 위한 도면.

도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 분파기(100)의 구체적 구성의 예를 나타내는 블록도.

도 15는 도 14에 도시하는 DMS 필터(120a∼120f)의 접속 관계를 나타내는 회로도.

도 16은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분파기(100)의 송신측으로부터 안테나로의 통과 특성(=송신측 필터(11) 통과 특성) 및 안테나로부터 수신측으로의 통과 특성(=수신용 필터(12) 통과 특성)을 나타내는 그래프.

도 17은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분파기(100)의 송신측으로부터 수신측으로의 크로스토크 특성을 나타내는 그래프.

도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 분파기의 SAW 소자 칩(20A)의 구성을 도시하는 상면도.

도 19는 본 발명의 제2 실시예에 따른 어스 전극(210)을 갖는 분파기의 크로스토크 특성과, 어스 전극(210)을 갖지 않는 분파기(예를 들면, 분파기(100))의 크로스토크 특성을 나타내는 그래프.

도 20은 본 발명의 제2 실시예에 따른 어스 전극의 다른 구성예를 나타내는 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 100 : 분파기

10 : 기판

10A, 20A : SAW 소자 칩

11 : 송신측 필터

12 : 수신측 필터

13 : 위상 시프터

15 : 안테나 포트

16 : 송신 포트

17 : 수신 포트

101 : 패키지

102 : 캐비티

103 : 단자

104 : 와이어

110, 110a, 110b, 110c : 래더형 필터

111, 111-1, 111-2, 112, 121, 122 : IDT

111a : 입력 단자

111b : 출력 단자

120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f : DMS 필터

210, 210a, 210b, 210c : 어스 전극

본 발명은 분파기에 관한 것으로, 특히 탄성 표면파 필터를 이용한 분파기에 관한 것이다.

현재, 2개의 탄성 표면파(Surface Acoustic Wave Device : SAW) 필터를 이용하여 구성되는 안테나 분파기는, 특히 800㎒대의 휴대 전화·이동체 통신기 등에 채용되고 있다. 이러한 안테나 분파기에 사용되는 SAW 필터에는 안정된 동작이나 긴 수명을 실현하기 위해, 높은 내전력성이 요구된다. 따라서, 종래에는 2개의 SAW 필터를 모두, 비교적 내전극성이 높은, SAW 소자를 사다리형(래더형)으로 접속한 래더형 필터로 제작하는 것이 일반적이었다.

또한 최근, 휴대 전화·이동체 통신기의 소형화로의 많은 수요에 따라, 1.9㎓대 이동체 통신 시스템(예를 들면, 북미용의 Personal Communications Service : PCS)에서 사용되는 안테나 분파기에서도, 비교적 소형화가 용이한 SAW 필터를 이용하여 제작하는 것이 기대되고 있다.

이상과 같은 안테나 분파기의 소형화는 800㎒대 혹은 1.9㎓대에 상관없이 항상 요구되고 있는 것이며, 그 실현 수단으로서는 2개의 SAW 필터를 동일한 기판 위에 형성하는 방법 등을 생각할 수 있다(예를 들면, 특허 문헌 1(일본 특허 2002-237739호 공보) 참조).

그러나, 또 다른 소형화를 목적으로 하여 2개의 SAW 필터를 보다 작은 기판 상에 배치하는 것은, 통과 대역밖의 억제도의 열화나 송신 신호와 수신 신호 간의 크로스토크 등을 조장하게 되는 등의 문제를 발생시킨다. 이것은 특히, 800㎒대에 비해 고주파인 1.9㎓대의 안테나 분파기에서 현저히 나타나기 쉽기 때문에, SAW 필터를 이용하여 제작하는 것이 곤란하였다.

이러한 송신 신호와 수신 신호 간의 크로스토크에 의한 문제를 해결하기 위해서는, 예를 들면 안테나 분파기를 구성하는 2개의 SAW 필터를 각각 다른 기판 위에 제작하는 방법을 생각할 수 있다.

그러나, SAW 필터를 이용하여 안테나 분파기를 제작할 경우, 소형화를 실현하기 위해서뿐만 아니라, 이하에서 나타내는 바와 같은 이유로부터, 2개의 SAW 필터를 동일한 기판 위에 동시에 제작하는 것이 매우 바람직하다. 즉, 2개의 SAW 필터를 별개의 기판 위에 제작한 경우, 프로세스 배치(batch) 사이의 전극막 두께 변동이나, 전극 핑거 폭의 변동에 의해 2개의 SAW 필터의 중심 주파수가 각각 변동한다. 이 결과, 그 중심 주파수 간격은 각각의 SAW 필터의 중심 주파수 변동량의 2배만큼 변동하게 되어, 안테나 분파기의 특성이 크게 변동되게 된다. 이에 반해, 동일한 기판 위에 2개의 SAW 필터를 동시에 제작한 경우, 예를 들면 전극막 두께 변동, 전극 핑거 폭의 변동이 있더라도, 이들은 2개의 탄성 표면파 필터의 중심 주파수를 동일하게 변동시키기 때문에, 중심 주파수 간격이 거의 변화하지 않아, 원하는 필터 특성의 안테나 분파기를 얻을 수 있다. 이와 같이, 안테나 분파기의 특성이, 제작된 2개의 탄성 표면파 필터의 중심 주파수 간격에 의해 큰 영향을 받기 때문에, 수율을 잘 제조하기 위해서도, 동일한 기판 위에 2개의 SAW 필터를 동시에 제작하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 안테나 분파기에 대한 시장의 요구는 고주파화 및 소형화이지만, 이들 요구를 만족시키고자 하더라도, 종래 기술에 의해서는 송신 신호와 수신 신호 간의 크로스토크가 현저해지기 때문에, 양호한 필터 특성을 실현하는 것이 매우 곤란하였다.

본 발명은 이상과 같은 문제를 고려하여 이루어진 것으로, 동일한 기판 위에 복수의 SAW 필터가 형성된 분파기로서, 양호한 필터 특성을 갖는 분파기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 양태와 같이, 2개의 탄성 표면파 필터가 동일한 기판 상에 형성되어 있으며, 또한 해당 2개의 탄성 표면파 필터 중 적어도 한쪽이 래더형 필터인 분파기로서, 상기 래더형 필터의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극 중 인접하는 2개의 빗 형상 전극의 탄성 표면파의 전파 방향에서의 중심끼리의 위치 편차가, 상기 인접하는 2개의 빗 형상 전극 중 대수가 많은 쪽의 빗 형상 전극의 상기 전파 방향으로의 길이의 4분의 1 이하이도록 구성된다. 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극을 기판 상에서의 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향으로 어긋나게 배열함으로써, 예를 들면 기판을 수용하는 패키지에 설치된 입출력 단자와 기판 위의 탄성 표면파 필터에 근접하게 하여 배치하는 것이 가능해지고, 이것에 의해 삽입 손실을 저감할 수 있다. 또한, 입력 단자와 출력 단자의 상호 작용을 저감하기 위해 패키지의 입출력 단자를 가능한 한 떨어뜨려(즉, 탄성 표면파 필터를 대각선 방향으로) 배치한 경우에도, 본 발명에 따른 구성을 적용할 수 있기 때문에, 필터 특성을 향상하면서 삽입 손실이 낮은 분파기를 실현할 수 있다. 단, 이 때, 위치 편차를 너무 지나치게 취하면, 필터 특성이 열화되기 때문에, 그 상한을 4분의 1로 한다. 이것에 의해, 필터 특성의 열화를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 양태에 따른 상기 분파기는, 본 발명의 제2 양태와 같이, 상기 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극의 수 N(N은 양의 정수)이 3 이상인 경우, 상기 인접하는 2개의 빗 형상 전극 중 적어도 (N-2)조 이상에서, 상기 위치 편차가 상기 인접하는 2개의 빗 형상 전극 중 대수가 많은 쪽의 빗 형상 전극의 상기 전파 방향으로의 길이의 4분의 1 이하이면 된다. 인접하는 빗 형상 전극에서 적어도 (N-2)조 이상으로 상기한 구성을 갖고 있으면, 상술한 바와 같은 효과를 발휘하는 것이 가능해져서, 필터 특성을 향상시키면서 삽입 손실이 낮은 양호한 분파기를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 양태에 따른 상기 분파기는, 바람직하게는 본 발명의 제3 양태와 같이, 상기 래더형 필터에서의 입력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극에 일체로 형성된 입력 단자와 출력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극에 일체로 형성된 출력 단자를 연결하는 제1 직선과, 상기 기판을 수용하는 패키지에 설치된 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 제2 직선이 이루는 각이, 상기 기판 상에서의 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향과 상기 제2 직선이 이루는 각보다도 작아지도록, 상기 제1 직선이 상기 전파 방향에 수직인 방향에 대해 기울어져 있다. 탄성 표면파 필터의 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 제1 직선을 패키지의 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 제2 직선의 기울기에 근접하도록 기울어지게 함으로써, 탄성 표면파 필터의 입출력 단자와 패키지의 입출력 단자를 각각 근접하게 하는 것이 가능해져서, 필터의 삽입 손실을 저감하는 것이 가능해진다. 그 때, 패키지의 입출력 단자를 가능한 한 멀리(즉, 탄성 표면파 필터를 대각선 방향으로) 배치함으로써, 입력 단자와 출력 단자의 상호 작용을 저감하는 것이 가능해지기 때문에, 필터 특성을 향상하면서 삽입 손실이 낮은 분파기를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명은 제4 양태와 같이, 2개의 탄성 표면파 필터가 동일한 기판 상에 형성되어 있으며, 또한 그 2개의 탄성 표면파 필터 중 적어도 한쪽이 래더형 필터인 분파기이며, 상기 래더형 필터의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극이 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향으로 배열하고 있으며, 상기 래더형 필터에서의 입력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극에 일체로 형성된 입력 단자와 출력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극에 일체로 형성된 출력 단자를 연결 하는 제1 직선과, 상기 기판을 수용하는 패키지에 설치된 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 제2 직선이 이루는 각이, 상기 기판 상에서의 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향과 상기 제2 직선이 이루는 각보다도 작아지도록, 상기 제1 직선이 상기 수직 방향에 대하여 기울어져 있도록 구성된다. 탄성 표면파 필터의 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 제1 직선을 패키지의 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 제2 직선의 기울기에 근접하도록 기울임으로써, 탄성 표면파 필터의 입출력 단자와 패키지의 입출력 단자를 각각 근접하게 하는 것이 가능해져서, 필터의 삽입 손실을 저감하는 것이 가능해진다. 그 때, 패키지의 입출력 단자를 가능한 한 멀리(즉, 탄성 표면파 필터를 대각선 방향으로) 배치함으로써, 입력 단자와 출력 단자의 상호 작용을 저감하는 것이 가능해지기 때문에, 필터 특성을 향상하면서 삽입 손실이 낮은 분파기를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 제4 양태에 따른 상기 분파기는, 본 발명의 제5 양태와 같이 상기 제1 직선에 의해 상기 래더형 필터를 2개의 영역으로 분할한 경우, 병렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극의 상기 2개의 영역에서의 수의 차가 2 이상인 것이 바람직하다. 병렬 공진자를 직렬 공진자의 빗 형상 전극을 연결하는 직선에 의해 구획된 영역에서 어느 한쪽으로 치우치게 배치함으로써, 레이아웃에서의 무효 공간을 줄이는 것이 가능해지기 때문에, 탄성 표면파 필터의 칩 면적을 축소하는 것이 가능해진다. 또한, 탄성 표면파 필터의 칩 면적이 축소됨으로써, 2개의 탄성 표면파 필터 간의 거리를 크게 하는 것이 가능해지기 때문에, 필터간 크로스토크 특성을 향상하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 제6 양태와 같이, 2개의 탄성 표면파 필터가 동일한 기판 상에 형성되어 있으며, 또한 그 2개의 탄성 표면파 필터 중 적어도 한쪽이 래더형 필터인 분파기에서, 상기 래더형 필터에서의 입력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극의 중심과 출력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극의 중심을 연결하는 제1 직선과, 상기 기판을 수용하는 패키지에 설치된 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 제2 직선이 이루는 각이, 상기 기판 상에서의 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향과 상기 제2 직선이 이루는 각보다도 작아지도록, 상기 제1 직선이 상기 전파 방향에 수직인 방향에 대하여 기울어져 있도록 구성된다. 탄성 표면파 필터의 입력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극의 중심과 출력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극의 중심을 연결하는 제1 직선을, 패키지의 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 제2 직선의 기울기에 근접하도록 기울어지게 함으로써, 탄성 표면파 필터의 입출력 단자와 패키지의 입출력 단자를 각각 근접하게 하는 것이 가능해져서, 필터의 삽입 손실을 저감하는 것이 가능해진다. 그 때, 패키지의 입출력 단자를 가능한 한 멀리(즉, 탄성 표면파 필터를 대각선 방향으로) 배치함으로써, 입력 단자와 출력 단자의 상호 작용을 저감하는 것이 가능해지기 때문에, 필터 특성을 향상하면서 삽입 손실이 낮은 양호한 분파기를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 제6 양태에 따른 상기 분파기는, 본 발명의 제7 양태와 같이, 상기 래더형 필터에서의 입력단의 병렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극과 출력단의 병렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극이, 상기 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극을 연결하는 직선을 협지하여 반대측에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 입력단의 병렬 공진자와 출력단의 병렬 공진자를, 직렬 공진자의 빗 형상 전극을 연결하는 직선에 의해 구획된 영역에서 반대측에 배치함으로써, 레이아웃에서의 무효 공간을 줄이는 것이 가능해지기 때문에, 탄성 표면파 필터의 칩 면적을 축소하는 것이 가능해진다. 또한, 탄성 표면파 필터의 칩 면적이 축소됨으로써, 2개의 탄성 표면파 필터 간의 거리를 크게 하는 것이 가능해지기 때문에, 필터간 크로스토크 특성을 향상하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 제8 양태와 같이, 2개의 탄성 표면파 필터가 동일한 기판 상에 형성된 분파기에서, 상기 기판 상에서 상기 2개의 탄성 표면파 필터 사이에 어스 전극을 갖도록 구성된다. 2개의 탄성 표면파 필터 사이에 접지되어 있는 어스 전극을 배치함으로써, 한쪽의 탄성 표면파 필터로부터의 누설 전류가 다른 쪽의 탄성 표면파 필터로 유입되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 크로스토크 특성을 향상할 수가 있어서, 양호한 필터 특성을 갖는 분파기를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 제8 양태에 따른 상기 어스 전극은, 예를 들면 본 발명의 제9 양태와 같이, 상기 2개의 탄성 표면파 필터가 대향하는 측의 변의 길이의 절반 이상이어도 된다.

또한, 본 발명의 제8 양태에 따른 상기 어스 전극은, 예를 들면 본 발명의 제10 양태와 같이, 상기 2개의 탄성 표면파 필터가 대향하는 측의 변의 길이 이상의 길이로서, 상기 2개의 탄성 표면파 필터 사이를 완전히 차단하는 위치에 형성되어 있어도 된다.

또한, 본 발명의 제1 양태 ~ 제10 양태 중 어느 하나에 따른 상기 분파기는, 상기 기판에 회전 Y 컷트 X 전파 리튬 탄탈레이트 기판을 이용하는 것이 바람직하다. 회전 Y 컷트 X 전파 리튬 탄탈레이트 기판을 사용함으로써, 낮은 손실 특성을 얻을 수 있다.

<실시예>

이하, 본 발명을 적합한 실시예에 따라 도면을 이용하여 상세히 설명한다.

〔제1 실시예〕

먼저, 본 발명의 제1 실시예를 도면을 이용하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 실시예에 따른 분파기(1)의 구성을 도시하는 블록도이다. 분파기(1)는 동일한 기판(10) 상에 복수의 탄성 표면파(SAW) 필터(송신용 필터(11), 수신용 필터(12))가 형성된 구성을 갖는다. 또한, 2개의 SAW 필터(11, 12) 사이, 즉 SAW 필터(11, 12)와 이들의 공통 단자인 안테나 포트(15)를 접속하는 배선 상에는, 입력 임피던스를 정합하는 것을 목적으로 하여 정합 회로인 위상 시프터(13)가 설치되어 있다.

여기서, 본 실시예에서는 2개의 SAW 필터(11, 12)를 모두 래더형 필터로 구성하거나, 어느 한쪽을 다중 모드 결합형 필터로 구성하여도 된다. 이하의 실시예에서는 송신용 필터(11)를 도 2에 도시하는 래더형 필터(110)로 구성하며, 수신용 필터(12)를 도 3에 도시하는 다중 모드 결합형 필터(도 3에는 예로서 이중 모드형 탄성 표면파(Double Mode SAW: 이하, DMS라 함) 필터(120)를 도시함)로 구성한 경우를 예로 들어 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 래더형 필터(110)는 직렬로 접속된 빗 형상 전극(Inter-Digital Transducer : 이하, IDT라 함)(111)과, 이것에 병렬로 접속된 IDT(112)를 갖고 구성된다. 또한, 직렬 아암에 접속된 IDT(111)를 포함하여 구성된 공진자를 직렬 공진자라 하고, 병렬 아암에 접속된 IDT(112)를 포함하여 구성된 공진자를 병렬 공진자라 한다. 즉, 직렬 공진자는 래더형 배치의 직렬 아암에 배치되며, 병렬 공진자는 병렬 아암에 배치되어 있다.

이에 대하여, 다중 모드 결합형 필터는 일반적으로, 래더형 필터보다도 통과 대역밖의 억제도가 넓은 주파수 범위에 걸쳐 양호하다. 도 3에 도시한 바와 같이, 다중 모드 결합형 필터는 복수(도 3에서는 3개)의 IDT(121 및 122)를 가로로 배치한 구성을 가지며, 또한 이들 배열의 양편에 반사 전극(123)을 배치한 구성을 갖고 있다. IDT(121)는 입력측에 설치되어 있으며, IDT(122)는 출력측에 설치되어 있다. 이 구성에 의해, 다중 모드 결합형 필터는 SAW의 여진·수신을 기본으로 하여 필터 특성을 얻고 있다. 또한, 도 3에 도시하는 구성은 다중 모드 결합형 필터 중 이중 모드형 탄성 표면파(DMS) 필터(120)를 나타내고 있다.

이상과 같은 구성에서, 래더형 필터(110)는 IDT(111, 112)에 의해 형성되는 SAW 공진자를 1개의 임피던스 소자로 보는 전기 회로이기 때문에, 부유 용량 등의 영향에 의해 일반적으로 다중 모드 결합형 필터(예를 들면, DMS 필터(120))보다도 통과 대역밖의 억제도가 열화된다. 따라서, 분파기(1)의 어느 한쪽의 SAW 필터(11/12)를 다중 모드 결합형 필터(예를 들면, DMS 필터(12))로 함으로써, 송신 신호와 수신 신호 간의 크로스토크를 줄일 수 있다. 이것을 도 4 및 도 5를 이용하여 보다 상세히 설명한다.

도 4에, 래더형 필터(110)의 필터 특성과 DMS 필터(120)의 필터 특성을 나타 낸다. 단, 본 설명에서는, 래더형 필터(110) 및 DMS 필터(120)를 모두 1.9㎓대의 대역 통과 필터로서 형성한 경우를 예로 든다. 도 4를 참조하면 분명한 바와 같이, 통과 대역의 삽입 손실에 대해서는 래더형 필터(110) 및 다중 모드 결합형 필터(120) 각각이 우수한 주파수 대역을 갖고 있어서, 둘 다의 필터 특성을 동등하다고 볼 수 있다. 이에 대하여, 특히 저주파측(도 4에 나타내는 바와 같이, 특히 파선으로 둘러싸인 영역)의 대역밖 억제도에 대해서는 DMS 필터(120)쪽이 래더형 필터(110)보다도 10dB 정도 우수한 것을 알 수 있다.

다음으로, 분파기(1)에서의 고주파측의 필터(수신측 필터(12))를 DMS 필터(120)로 한 경우의 송신측으로부터 수신측으로의 크로스토크와, 동일하게 수신측 필터(12)를 래더형 필터(110)로 한 경우의 송신측으로부터 수신측으로의 크로스토크를 시뮬레이션하여, 이들 결과를 도 5에 나타낸다. 또한, 이 시뮬레이션에서는 분파기(1)에서의 저주파측 필터(송신측 필터(11))를 래더형 필터(110)로 하고 있다.

도 5를 참조하면 분명한 바와 같이, 수신측 필터(12)를 DMS 필터(120)로 한 경우 쪽이, 래더형 필터(110)로 한 경우보다도, 특히 저주파측(도 5에 나타내는 바와 같이, 특히 파선으로 둘러싸인 영역)의 억압이 개선되어 있다. 이것은 이 영역에서의 DMS 필터(120)의 대역밖 억제도가 래더형 필터(110)보다도 우수하기 때문이다(도 4 참조). 이 결과로부터, 분파기(1)의 한쪽을 DMS 필터(120)(이것에 한하지 않고 다중 모드 결합형 필터)로 함으로써, 크로스토크가 우수한 특성을 얻을 수 있는 것을 용이하게 판단할 수 있다.

단, 일반적으로 다중 모드 결합형 필터는 래더형 필터에 비해, 내전력성이 열화된다. 이 때문에, 2개의 SAW 필터(11, 12) 둘 다를 다중 모드 결합형 필터로 구성하는 것은 분파기(1)의 내전력성을 대폭 저하시키는 것으로 이어진다. 따라서, 내전력성과 필터 특성 향상 간의 밸런스를 고려하여, 2개의 SAW 필터(11, 12) 중 어느 한쪽만을 DMS 필터(120)로 하는 것이 바람직하다.

또한, 래더형 필터(110)와 DMS 필터(120)(특히, IDT(111, 112, 121, 122))는, 도 1에 도시한 바와 같이, 동일한 기판(10) 상에, 동일한 금속 재료를 이용하여, 동일한 막 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 이것은 설계의 용이화 및 제조 공정의 간소화를 실현하는 데 유효하고, 또한 프로세스 배치 사이의 전극막 두께 변동이나 전극 핑거 폭의 변동에 의해 발생하는 2개의 SAW 필터(11, 12)의 중심 주파수의 변동을 자동적으로 캔슬하는 데에도 유효하다. 즉, 제조 공정에서 발생하는 전극막 두께 변동이나 전극 핑거 폭의 변동은 송신측 필터(11)와 수신측 필터(12)를 동시에 형성함으로써 상관을 갖는다. 이것에 의해, 양자에게 발생하는 중심 주파수의 변동에도 상관이 나타난다. 따라서, 동일하게 변동하는 2개의 SAW 필터(11, 12)의 중심 주파수의 간격은 거의 변화하지 않기 때문에, 원하는 필터 특성을 얻는 것이 용이하게 가능해져서, 분파기(1)의 수율을 향상시키는 것을 달성할 수 있다.

또한, 2개의 SAW 필터(11, 12)를 구성하는 IDT(111, 112, 121, 122)에는, 예를 들면 알루미늄(Al) 등을 주성분으로 한 금속 재료 등을 이용하여 형성한 전극막을 적용할 수 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 알루미늄(Al) 이외의 금속 재 료를 주성분으로 한 단층 구조로서 형성하는 것도 가능하며, 이러한 층을 포함하는 다층 구조로서 형성하는 것도 가능하다. 또한, 알루미늄(Al) 이외의 금속 재료로서는, 예를 들면 티탄(Ti), 구리(Cu), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 백금(Pt), 루테늄(Ru) 또는 로듐(Rh) 등을 사용할 수 있다.

또한, 2개의 SAW 필터(11, 12)가 형성되는 기판(10)에는, 그 절출각이 42°인 회전 Y 컷트판인 42° Y 컷트 X 전파 리튬 탄탈레이트의 압전 단결정 기판(이하, LT 기판이라 함)이나, 그 절출각이 회전 Y 컷트판인 42° Y 컷트 X 전파 리튬 니오베이트(lithium niobate)의 압전 단결정 기판(이하, LN 기판이라 함)이나, 그 밖에 수정 등의 압전 재료 등으로 제작된 압전성 소자 기판(이하, 압전 기판이라 함)을 적용할 수 있다. 예를 들면, LT 기판을 사용함으로써, 낮은 손실 특성을 얻을 수 있다. 또한, LT 기판으로서는, 예를 들면 그 절출각이 39° 내지 44°의 회전 Y 컷트판이면, 낮은 손실 특성을 얻을 수 있지만, 41° 내지 43°인 것을 이용하는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 2개의 SAW 필터(11, 12) 중 적어도 한쪽이 래더형 필터(110)에 의해 형성된 분파기(1)를 각각의 SAW 필터의 특성을 열화시키지 않으면서 소형화할 수 있는 본 실시예의 독자적인 구성을 이하에 설명한다.

먼저, 2개의 SAW 필터(11, 12)를 패키지(101)에 탑재하여 구성한, 본 실시예에 따른 제품 형태의 분파기(100)의 구성도를 도 6에 도시한다. 단, 도 1에 도시하는 분파기(1)와 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙인다. 또한, 도 6의 (a)는 분파기(100)의 상면도를 도시하며, 도 6의 (b)는 그 A-A 단면도를 도시한다.

도 6의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 분파기(100)는 외부 안테나, 송신 회로 및 수신 회로와 각각 접속되는 안테나 포트(15), 송신 포트(16) 및 수신 포트(17)를 갖고 구성된다. 또한, 송신 포트(16)는 수신 포트(17)와 대향하는 부분에 설치된다. 또한, 패키지(101)의 내부에 형성된 캐비티(102) 내에는 송신용 필터(11)와 수신용 필터(12)를 기판(10) 상에 갖는 구성인 SAW 소자 칩(10A)이 페이스 업 상태, 즉 각 SAW 필터(11, 12)의 IDT(111, 112, 121, 122)가 형성된 면(이것을 이하, 상면으로 함)을 위를 향한 상태로 실장된 구성을 갖고 있다. 패키지(101)와 SAW 소자 칩(10A)은 SAW 소자 칩(10A)의 하면(이면의 반대측)이 패키지(101)에서의 캐비티(102)의 저면에 접착됨으로써 서로 고정된다. 또한, IDT(111, 112, 121, 122) 각각과 전기적으로 접속되면서 기판(10) 상에 형성된 입출력 단자는, 캐비티(102) 내에 형성된 입출력 단자 혹은 접지용 단자(이들을 통합하여 단자(103)라 함)와 와이어(104)를 통해 전기적으로 접속된다. 이것을 환언하면, 분파기(100)는 SAW 소자 칩(10A)이 패키지(101)의 캐비티(102)에 페이스 업 상태로 실장되고, IDT(111, 112, 121, 122) 각각의 입출력 단자가 패키지(101)의 단자(103)에 와이어 본딩된 구성을 갖고 있다.

또한, 일반적으로 단자(103)는 패키지(101)의 크기를 억제하면서 용적, 즉 캐비티(102) 크기를 확보하기 위해, 캐비티(102)에서의 2 변에만 설치하는 것이 유리하다. 여기서, 도 7에 도시한 바와 같은 구성을 갖는 패키지(101)의 단자(103)에 대하여 도 7에 도시한 바와 같이 『0』∼『9』의 번호를 붙이면, 송신 회로와 접속된 송신용 필터(11)의 입력 단자에는 송신용 포트(16) 및 송신용 필터(11)의 위치를 고려하여 『2』 또는『3』을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 수신 회로와 접속된 수신용 필터(12)의 출력 단자에는 수신용 포트(16) 및 수신용 필터(12)의 위치를 고려하여 『8』 또는『9』를 사용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 각각의 단자를 접속하는 와이어(104)의 길이를 가능한 한 짧게 할 수 있어서, 필터의 삽입 손실을 저감할 수 있다. 또한, 안테나 포트(15)에 접속하는 송신용 필터(11)의 출력 단자 및 수신용 필터(12)의 입력 단자에는 입력 단자(『2』/『3』) 및 출력 단자(『8』/『9』)의 상호 작용을 저감하기 위해, 가장 떨어진 위치에 있는 『6』 및『5』을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 송신용 필터(11)에 대한 패키지(101)의 입력 단자 및 출력 단자에는 송신용 필터(11)를 대각선 방향으로 걸치는 단자(103)를 사용하고, 수신용 필터(12)에 대한 패키지의 입력 단자 및 출력 단자에는 수신용 필터(12)를 대각선 방향으로 걸치는 단자(103)를 사용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 각각의 단자(103) 간의 상호 작용을 저감하면서, 필터의 삽입 손실을 저감할 수 있다.

이들 결과, 송신용 필터(11)에 대한 패키지(101)의 입력 단자와 출력 단자를 연결한 직선 X1은 SAW 소자 칩(10A)의 송신용 필터(11)를 비스듬하게 가로지른다. 마찬가지로, 수신용 필터(12)에 대한 패키지(101)의 입력 단자와 출력 단자를 연결한 직선 X2도, SAW 소자 칩(10A)의 수신용 필터(12)를 비스듬하게 가로지른다. 따라서, 래더형 필터(110)로 구성한 송신용 필터(11) 및/또는 수신용 필터(12)의 레이아웃을, 예를 들면 도 8에 도시하는 래더형 필터(110a)와 같이 IDT(111)에 의해 형성된 직렬 공진자가 상기 직선을 따르도록 순차적으로 비스듬하게 배열한 구성으 로 한다. 보다 상세하게는, 입력단의 직렬 공진자를 형성하는 IDT(111)의 중심과 출력단의 직렬 공진자를 형성하는 IDT(111)의 중심을 연결하는 직선과, 기판(10)을 수용하는 패키지(101)에 설치된 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 직선(X1/X2)이 이루는 각이, 기판(10) 상의 SAW 전파 방향에 수직인 방향과 패키지(101)의 입력 단자 및 출력 단자를 연결하는 직선(X1/X2)이 이루는 각보다도 작아지도록, 입력단의 IDT(111)와 출력단의 IDT(111)를 연결하는 직선이 SAW 전파 방향에 수직인 방향에 대하여 기울어진 구성으로 한다. 이것에 의해, 입력단의 IDT(111)에 일체로 형성된 입력 단자(111a)와 패키지(101)의 입력 단자를 접속하는 배선(와이어(104)) 및 출력단의 IDT에 일체로 형성된 출력 단자(111b)와 패키지(101)의 출력 단자를 접속하는 배선(와이어(104))을 짧게 하여, 삽입 손실을 저감할 수 있다. 단, 각각의 IDT(111)(IDT(112)도 포함함)의 SAW의 전파 방향은 기판(LT 기판)(10)의 X방향이다. 따라서, 상기 구성은 직렬 공진자를 SAW의 전파 방향(기판(10)의 X방향)에 대하여 비스듬하게 배열한 구성이라고 환언할 수 있다.

또한, 도 9에 도시하는 구성에서는 복수의 IDT(112)에 의해 형성된 복수의 병렬 공진자가 직렬 공진자를 연결하는 직선에 대하여 동일한 측에 배치되어 있기 때문에 무효 공간이 증대되어, 결과적으로 래더형 필터(110)의 칩 면적이 대형화되는 경우가 존재한다. 이것을 피하기 위해, 예를 들면 도 9에 도시하는 래더형 필터(110b)와 같이 입력단의 병렬 공진자를 형성하는 IDT(112)와 출력단의 병렬 공진자를 구성하는 IDT(112)를, 직렬 공진자를 연결하는 직선에 대하여 번갈아 다르게 배치하면 된다. 이것에 의해, 무효 공간을 줄일 수 있어서, 칩 면적을 소형화할 수 있다. 또한, 1개의 SAW 필터의 칩 면적을 축소함으로써, 2개의 SAW 필터를 보다 떨어뜨려 배치하는 것이 가능해지기 때문에, 송신용 필터(11)와 수신용 필터(12) 간의 크로스토크를 저감할 수 있다.

또한, 칩 면적의 대형화를 방지하면서, 입력단의 직렬 공진자의 입력 단자(111a)와 패키지(101)의 입력 단자를 접속하는 배선(와이어(104)) 및 출력단의 직렬 공진자의 출력 단자(111b)와 패키지의 출력 단자를 접속하는 배선(와이어(104))을 짧게 하는 구성으로서는, 예를 들면 도 10에 도시하는 래더형 필터(110c)와 같이 직렬 공진자를 가로로 배열하면서, 바꾸어 말하면 SAW의 전파 방향(X 방향)에 대하여 수직인 방향으로 일렬로 배열하면서, 입력 단자(111a)의 중심과 출력 단자(111b)의 중심을 연결하는 직선이, 상기 직선 X1/X2(=패키지(101)의 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 직선)와 평행하게 근접하도록, 입력 단자(111a)와 출력 단자(111b)의 위치를 어긋나게 설치한 것을 생각할 수 있다.

또한 환언하면, 입력단의 직렬 공진자를 형성하는 IDT(111)에 일체로 형성된 입력 단자(111a)의 중심과 출력단의 직렬 공진자를 형성하는 IDT(111)에 일체로 형성된 출력 단자(111b)의 중심을 연결하는 직선과, 기판(10)을 수용하는 패키지(101)에 설치된 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 직선(X1/X2)이 이루는 각이, 기판(10) 상의 SAW 전파 방향에 수직인 방향과 패키지(101)의 입력 단자 및 출력 단자를 연결하는 직선(X1/X2)이 이루는 각보다도 작아지도록, 입력 단자(111a)와 출력 단자(111b)를 연결하는 직선이 SAW 전파 방향에 수직인 방향으로 기울어진 구성으로 한다. 이 구성은 직렬 공진자를 SAW 소자 칩(10A)에 대하여 비스듬하게 배열되는 않는 만큼, 도 8에 도시하는 래더형 필터(110a)보다도 칩 면적을 소형화할 수 있다. 따라서, 결과적으로 송신용 필터(11)와 수신용 필터(12)를 보다 분리하는 것이 가능해지기 때문에, 송신 신호와 수신 신호 간의 크로스토크를 저감할 수 있다.

여기서, 도 9에 도시하는 래더형 필터(110b)와 도 10에 도시하는 래더형 필터(110c)의 필터 특성을 도 11에 도시한다. 단, 본 설명에서는, 래더형 필터(110b, 110c)를 PCS(Personal Communications Services : PCS)의 규격에 적합한 송신용 필터(송신 대역 1850∼1910[㎒])로서 제작하고, 그 중심 주파수를 1880㎒로 한 경우를 예로 든다. 또한, 도 9에 도시하는 래더형 필터(110b) 및 도 10에 도시하는 래더형 필터(110c)는 모두, 도 12에 도시한 바와 같은 직렬 공진자를 S로 하고, 병렬 공진자를 P로 한 경우에 S-P-P-S-S-P-P-S로 접속된 4단 구성을 갖는 것이다. 즉, 배열의 중앙에 배치된 IDT(111)를 2단째 및 3단째의 직렬 공진자 S로 공용하며, 입력측의 IDT(112)를 1단째 및 2단째의 병렬 공진자 P로 공용하고, 출력측의 IDT(112)를 3단째 및 4단째의 병렬 공진자 P로 공용한 구성으로 되어 있다.

도 11을 참조하면 분명한 바와 같이, 직렬 공진자가 가로로 배열한 래더형 필터(110c) 쪽이 래더형 필터(110b)보다도 삽입 손실이 작은, 즉 필터 특성이 우수한 것을 알 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 직렬 공진자를 형성하는 IDT(111)를 가로로 배열하는, 바꾸어 말하면 직선으로 배열하고 있는(도 11 참조) 것의 정의를 이하와 같이 결정한다. 즉, 도 2 또는 도 8로부터 도 10에 도시하는 래더형 필터(110, 110a, 110b, 110c)에 한하지 않고, 직렬 공진자를 형성하는 IDT(111)를 3개 이상 갖고 구성된 래더형 필터에서, 인접하는 IDT(111) 중 적어도 (N-2)조 이상의 중심끼리의 SAW 전파 방향의 위치 편차를, 대수(IDT에서의 전극 핑거의 수)가 많은 쪽인 IDT(111)의 SAW 전파 방향으로의 길이의 4분의 1 이하로 정의한다.

여기서, 적어도 (N-2)조가 바람직하다고 한 이유를 우선 설명한다. 최선의 레이아웃으로서는, 모든 인접하는 IDT(111), 즉 (N-1)조의 IDT(111)의 중심에서의 위치 편차가 없는 것이다. 단, 1조를 제외한 (N-2)조에 대해서만이라도 중심에서의 위치 편차가 없으면, 소형인 레이아웃이 가능하며 또한 낮은 삽입 손실 특성을 얻는 것이 가능하다. 이 때문에 상기한 바와 같이, 적어도 (N-2)조가 바람직하다고 할 수 있다.

다음으로, IDT(111)의 SAW 전파 방향에서의 중심에서의 위치 편차의 허용 범위를, 대수가 많은 쪽인 IDT(111)의 SAW 전파 방향으로의 길이의 4분의 1 이하로 한 이유를 도 13을 이용하여 설명한다. 삽입 손실의 저감을 고려한 경우, 인접하는 IDT(이들의 부호를 111-1, 111-2로 함)는 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 중심이 SAW 전파 방향에서 완전히 일치한 상태가 바람직하다. 단, 래더형 필터의 칩 면적의 축소를 고려하면, 어느 정도의 허용 범위(마진)가 필요해진다. 단, 인접하는 IDT(111-1, 111-2)의 중심에서의 위치 편차가 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이, 대수가 많은 쪽인 IDT(111)의 SAW 전파 방향으로의 길이의 2분의 1보다 크면, 2개의 IDT끼리 오버랩하고 있는 부분쪽이 작아져서, 2개의 IDT는 어긋난 상태에 있다고 할 수 있다. 이 어긋난 상태에서는 삽입 손실이 커진다. 따라서, 중심에서의 위치 편차는 대수가 많은 쪽인 IDT(111)의 SAW 전파 방향으로의 길이의 2분의 1 미만인 것이 바람직하다. 따라서, 인접하는 IDT(111-1, 111-2)의 중심에서의 위치 편차가 대수가 많은 쪽인 IDT(111)의 SAW 전파 방향으로의 길이의 2분의 1인 상태를 직선으로 배열하고 있는지 여부의 경계라고 하여, 위치 편차가 2분의 1 미만인 상태를 가로 배열, 바꾸어 말하면 직선으로 배열하고 있는 상태라고 할 수 있다. 즉, 직선으로 배열하고 있는 상태의 허용 범위를, 대수가 많은 쪽인 IDT(111)의 SAW 전파 방향으로의 길이의 2분의 1 미만으로 할수 있다. 본 실시예에서는, 삽입 손실을 보다 더 개선하기 위해, 허용 범위를 더 좁혀서, 대수가 많은 쪽인 IDT(111)의 SAW 전파 방향으로의 길이의 4분의 1 미만으로 정의한다.

또한, 이상과 같이 인접하는 IDT(111) 중 적어도 (N-2)조 이상의 중심끼리의 SAW 전파 방향의 위치 편차가, 대수가 많은 쪽인 IDT(111)의 SAW 전파 방향으로의 길이의 4분의 1 이하인 구성으로 한 경우(도 10 참조), 병렬 공진자를 형성하는 복수의 IDT(112)를, 직렬 공진자를 형성하는 IDT(111)를 연결하는 직선에 대하여 동일측에 설치함으로써, 래더형 필터(110c)의 칩 면적을 소형화할 수 있다. 단, 바람직하게는, 모든 IDT(112)를, IDT(111)를 연결하는 직선에 대하여 동일측에 설치하는 것이 바람직하지만, 각각의 측에서의 IDT(112) 수에 적어도 2개 이상의 차가 발생한 배치로 함으로써, 칩 면적을 소형화하는 효과를 얻는 것은 가능하다.

다음으로, 상기한 구성을 도 6에 도시하는 분파기(100)에 적용한 경우에 대하여 도면을 이용하여 상세히 설명한다. 또한, 본 구체예에서는 분파기(100)를 PCS에서 사용되는 1.9㎓대의 안테나 분파기로서 제작한 경우이다.

분파기(100)의 회로 구성을 도 14에 도시한다. 본 구체예에서는, 기판(10)에 LT 기판을 이용하였다. 또한, 기판(10) 상에 형성하는 송신측 필터(11)에는 도 2에 도시한 바와 같은 4개의 직렬 공진자를 갖고 이루어지는 4단 구성의 래더형 필터(110)를 이용하여, 직렬 공진자를 형성하는 IDT(111)를 가로 배열로 직선 상에 배열하였다. 또한, 동 기판(10) 상에 형성하는 수신측 필터(12)에는 도 3에 도시한 바와 같은 3개의 IDT(121, 122)를 일렬로 배치하고, 그 양측에 반사기도 설치한 구성인 DMS 필터(120a∼120f)를 병렬로 3개 접속하고, 또한 이것을 2단으로 접속한 구성(DMS 병렬 다단 접속 구성)의 필터를 이용하였다. 각 DMS 필터(120a∼120f)의 접속 관계를 도 15에 나타낸다. 또한, 도 15는 단상 입출력 구성이지만, 밸런스 입출력 구성이어도 된다. 또한, 수신측 필터(12)의 입력부와 안테나 포트 사이에 위상 시프터(13)를 설치하였다.

래더형 필터(110) 및 DMS 필터(120a∼120f)를 구성하는 IDT(111, 112, 121, 122 : 도 2 및 도 3 참조)는 단층 구조로 기판(10) 상에 동시에 제작되며, 그 구조를 알루미늄(Al)을 주성분으로 한 전극 재료에 의한 단층으로 하고, 막 두께 h를 0.18㎛로 하였다.

이상과 같이 구성한 분파기(100)의 송신측으로부터 안테나로의 통과 특성(=송신측 필터(11)의 통과 특성) 및 안테나로부터 수신측으로의 통과 특성(=수신용 필터(12)의 통과 특성)을 도 16에 나타낸다. 도 16을 참조하면 분명한 바와 같이, 삽입 손실은 송신 대역에서 -3.5dB 이하를, 수신 대역에서 -4dB 이하를 확보할 수 있었다. 또한, 억압도는 송신 대역에서 -50dB 이상을, 수신 대역에서 -45dB 이상 을 확보할 수 있었다. 이들로부터, 본 구체예에 따른 분파기(100)가 실사용에서 유용한 것을 확인할 수 있었다.

또한, 분파기(100)의 송신측으로부터 수신측으로의 크로스토크 특성을 도 17에 나타낸다. 도 17을 참조하면 분명한 바와 같이, 크로스토크를 송신 대역에서 -50dB 이상으로 억제할 수 있으며, 수신 대역에서 -42dB 이상으로 억제할 수 있었다. 이들로부터, 본 구체예에 따른 분파기(100)가 양호한 특성을 발휘하여, 분파기(100)가 실사용에서 유용한 것을 확인할 수 있었다.

〔제2 실시예〕

다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 대하여 도면을 이용하여 상세히 설명한다. 도 18은 본 실시예에 따른 분파기의 SAW 소자 칩(20A)의 구성을 도시하는 상면도이다. 단, SAW 소자 칩(20A)에서, 2개의 SAW 필터(11, 12)가 형성된 면을 상면으로 한다.

도 18에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 SAW 소자 칩(20A)은, 제1 실시예에 따른 SAW 소자 칩(10A)과 마찬가지의 구성에서, 송신용 필터(11)와 수신용 필터(12) 사이의 영역에 접지된 어스 전극(210)이 형성되어 있다.

본 실시예 혹은 제1 실시예와 같이, 동일한 기판(10)에서의 동일면 위에 송신용 필터(11)의 IDT(111, 112)와 수신용 필터(12)의 IDT(121, 122)를 형성한 경우, 송신용 필터(11)와 수신용 필터(12) 사이에서 기판(10)을 통해 누설 전류가 발생하는 경우가 존재한다. 이 결과, 송신 신호와 수신 신호 간의 크로스토크가 발생하여, 필터 특성이 열화된다. 따라서, 도 18에 도시한 바와 같이, 송신용 필터(11)와 수신용 필터(12) 사이에 어스 전극(210)을 형성해 둠으로써, 누설 전류가 송신용 필터(11)에서 수신용 필터(12)로, 또는 수신용 필터(12)에서 송신용 필터(11)로 유입되는 것을 방지할 수 있어서, 크로스토크를 저감하는 것이 가능해진다. 도 19에, 어스 전극(210)이 형성되어 있지 않은 SAW 소자 칩(제1 실시예에 따른 SAW 소자 칩(10A)에 상당)의 크로스토크 특성과, 어스 전극이 형성되어 있는 SAW 소자 칩(20A)의 크로스토크 특성을 나타낸다. 도 19를 참조하면 분명한 바와 같이, 어스 전극(210)을 형성한 경우가, 특히 천이 영역보다도 고주파측, 즉 수신 대역(도 17 참조)에 상당하는 영역에서의 크로스토크 특성이 개선되어 있다.

또한, 어스 전극(210)의 다른 구성예를 도 20에 도시한다. 어스 전극(210)은 도 18에 도시한 바와 같이, 송신용 필터(11)와 수신용 필터(12) 사이의 일부의 영역에만 형성해도 되지만, 예를 들면 도 20의 (a)에 도시하는 어스 전극(210a)과 같이, 송신용 필터(11) 또는 수신용 필터(12)가 대향하는 변(=SAW 전파 방향에 수직 방향으로의 길이)보다도 길어지도록 형성해도 된다. 이 경우, 송신용 필터(11)와 수신용 필터(12) 사이를 완전히 차단하는 위치에 어스 전극(210a)을 형성하면 또한 좋다. 그 밖에, 예를 들면 도 20의 (b)에 도시하는 어스 전극(210b), 또는 도 20의 (c)에 도시하는 어스 전극(210c)과 같이, 송신용 필터(11) 또는 수신용 필터(12)가 대향하는 변(=SAW 전파 방향에 수직 방향으로의 길이)의 절반보다도 길어지도록 형성해도 된다. 이 경우, 송신용 필터(11)와 수신용 필터(12) 사이의 한 쪽을 차단하는 위치에 어스 전극(210b 또는 210c)을 형성하면 된다. 또한, 본 실시예에 따른 어스 전극은, 도 18 또는 도 20에 도시한 바와 같은 장방형(정방형도 포함함)에 한하지 않으며, 원형(타원형도 포함함)이나 그 밖의 구성과 같이 여러가지로 변형하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시예에 따른 어스 전극(210)(210a, 210b, 210c) 등을 포함함)은 송신용 필터(11) 및 수신용 필터(12)의 IDT(111, 112, 121, 122)를 형성할 때 동시에 형성할 수 있다. 또한, 이 때의 전극 재료도 IDT(111, 112, 121, 122)와 동일한 것을 사용할 수 있다.

이상과 같이 구성함으로써, 본 실시예에 따르면, 송신측과 수신측과의 크로스토크를 저감할 수 있어서, 보다 향상된 필터 특성을 얻는 것이 가능해진다. 또한, 다른 구성은 제1 실시예와 마찬가지이기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.

〔제3 실시예〕

다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 대하여 도면을 이용하여 상세히 설명한다. 상기한 제1 실시예에서는, 송신측 필터(11)(본 실시예에서는, 이것을 제1 실시예와 마찬가지로 래더형 필터(110)로 함) 및 수신측 필터(12)(본 실시예에서는, 이것을 제1 실시예와 마찬가지로 DMS 필터(120)로 함)의 IDT(111, 112, 121, 122)를 알루미늄(Al)을 주성분으로 한 전극 재료를 이용하여 단층 구조로 제작한 경우를 예로 들었다.

여기서, 일반적으로 송신측 필터(11)의 IDT(111, 112)를 내전력성이 높은 전극막을 이용하여 제작하는 것이 바람직한 경우가 있다. 이것은 송신측 필터(11)에 수신측 필터(12)보다도 큰 전력이 인가되기 때문이다. 따라서, 본 실시예에서는 IDT(111, 112)를 비교적 고내전력 특성을 갖는 전극막으로 형성한 경우를 예로 들 어 설명한다.

본 실시예에서는 고내전력 특성을 갖는 전극막으로서, 알루미늄-구리/구리/알루미늄-구리(Al-Cu/Cu/Al-Cu)의 3층 구조나, 알루미늄(Al)을 주성분으로 한 재료와 티탄(Ti)을 적층화한 다층 구조나, 알루미늄-마그네슘(Al-Mg)의 적층 구조나, 알루미늄-구리-마그네슘(Al-Cu-Mg)의 적층 구조 등을 갖는 금속막을 사용한다.

또한, 상기한 바와 같은 전극막을 이용하여 송신측 필터(12)(래더형 필터(110))의 IDT(111, 112)를 형성할 때, 동일한 공정에서 동일한 층 구조의 수신측 필터(12)(DMS 필터(120))의 IDT(121, 122)를 형성하는 것도, 분파기(1)의 내전력성을 향상하는 데 유효하다. 즉, 수신측 필터(12)로는 송신측 필터(11)로부터 누설된 전력이 유입된다. 이 때문에, 수신측 필터(12)도 어느 정도의 내전력성을 갖도록 형성할 필요가 있다. 상기한 바와 같이, 수신측 필터(12)도 송신측 필터(11)와 마찬가지의 고내전력 특성을 갖는 전극막으로 형성함으로써, 수신측 필터(12)(DMS 필터(120))의 내전력성을 향상할 수 있다. 또한, 송신측 필터(11)와 수신측 필터(12)의 IDT(111, 112, 121, 122)를 동일한 프로세스에서 동일한 층 구조로서 형성하는 것은 제조 프로세스의 복잡화를 피할 수 있을 뿐만 아니라, 상술한 바와 같이, 전극막 두께 변동이나 전극 핑거 폭의 변동에 따른 필터 특성의 변동을 억제할 수 있는 점에서도 유효하다.

이상과 같이 구성함으로써, 본 실시예에 따르면, 알루미늄(Al) 이외의 전극 재료를 이용하여 단층 또는 다층 구조의 IDT(111, 112, 121, 122)를 형성한 경우에도, 제1 실시예와 마찬가지로 송신 신호와 수신 신호 간의 크로스토크를 저감하는 것이 가능해져서, 양호한 필터 특성을 갖는 분파기를 제작할 수 있다.

단, 상술한 바와 같은 적층 구조를 갖는 전극막으로 형성한 IDT(111, 112, 121, 122)는, 예를 들면 알루미늄(Al)의 단층으로 형성한 경우에 비해 전기 저항이 크기 때문에, 필터 삽입 손실이 증가한다. 따라서, 본 실시예에서는, 예를 들면 제1 실시예에서의 도 14 및 도 15에 도시한 구성과 마찬가지로, 복수개의 다중 모드 결합형 필터(예를 들면, DMS 필터(120a∼120f))를 병렬하여 접속한 구성으로 한다. 이것에 의해, 수신측 필터(12)의 전기 저항이 작아져서, 필터 삽입 손실을 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 다른 구성은 제1 실시예와 마찬가지이기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.

〔다른 실시예〕

이상, 설명한 실시예는 본 발명의 적합한 일 실시예에 지나지 않으며, 본 발명은 그 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지로 변형되어 실시 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명을 이용하면, 1개의 기판 상에 송신용 필터와 수신용 필터를 형성해도 양호한 필터 특성을 유지할 수 있다. 이 결과, 안테나 분파기를 수율이 좋게 제작할 수 있기 때문에, 저가이면서 안정적인 안테나 분파기를 공급하는 것이 가능해진다.

Claims

2개의 탄성 표면파 필터가 동일한 기판 상에 형성되어 있으며, 또한 상기 2개의 탄성 표면파 필터 중 적어도 한쪽이 래더형 필터인 분파기로서,

상기 래더형 필터의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극 중 인접하는 2개의 빗 형상 전극의 탄성 표면파의 전파 방향에서의 중심끼리의 위치 편차는, 상기 인접하는 2개의 빗 형상 전극 중 대수(pair)가 많은 쪽의 빗 형상 전극의 상기 전파 방향으로의 길이의 4분의 1 이하인 것을 특징으로 하는 분파기.
제1항에 있어서,

상기 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극의 수 N(N은 양의 정수)이 3 이상이고,

상기 인접하는 2개의 빗 형상 전극 중 적어도 (N-2)조 이상에서, 상기 위치 편차가 상기 인접하는 2개의 빗 형상 전극 중 대수가 많은 쪽의 빗 형상 전극의 상기 전파 방향으로의 길이의 4분의 1 이하인 것을 특징으로 하는 분파기.
제1항에 있어서,

상기 래더형 필터에서의 입력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극에 일체로 형성된 입력 단자와 출력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극에 일체로 형성된 출력 단자를 연결하는 제1 직선과, 상기 기판을 수용하는 패키지에 설치 된 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 제2 직선이 이루는 각이, 상기 기판 상에서의 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향과 상기 제2 직선이 이루는 각보다도 작아지도록, 상기 제1 직선이 상기 전파 방향에 수직인 방향에 대하여 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 분파기.
2개의 탄성 표면파 필터가 동일한 기판 상에 형성되어 있으며, 또한 상기 2개의 탄성 표면파 필터 중 적어도 한쪽이 래더형 필터인 분파기로서,

상기 래더형 필터의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극이 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향으로 배열되어 있으며,

상기 래더형 필터에서의 입력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극에 일체로 형성된 입력 단자와 출력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극에 일체로 형성된 출력 단자를 연결하는 제1 직선과, 상기 기판을 수용하는 패키지에 설치된 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 제2 직선이 이루는 각이, 상기 기판 상에서의 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향과 상기 제2 직선이 이루는 각보다도 작아지도록, 상기 제1 직선이 상기 수직 방향에 대하여 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 분파기.
제4항에 있어서,

상기 제1 직선에 의해 상기 래더형 필터를 2개의 영역으로 분할한 경우, 병렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극의 상기 2개의 영역에서의 수의 차가 2 이상인 것을 특징으로 하는 분파기.
2개의 탄성 표면파 필터가 동일한 기판 상에 형성되어 있으며, 또한 상기 2개의 탄성 표면파 필터 중 적어도 한쪽이 래더형 필터인 분파기로서,

상기 래더형 필터에서의 입력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극의 중심과 출력단의 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극의 중심을 연결하는 제1 직선과, 상기 기판을 수용하는 패키지에 설치된 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 제2 직선이 이루는 각이, 상기 기판 상에서의 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향과 상기 제2 직선이 이루는 각보다도 작아지도록, 상기 제1 직선이 상기 전파 방향에 수직인 방향에 대하여 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 분파기.
제6항에 있어서,

상기 래더형 필터에서의 입력단의 병렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극과 출력단의 병렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극이, 상기 직렬 공진자를 형성하는 빗 형상 전극을 연결하는 직선을 협지하여 반대측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분파기.
2개의 탄성 표면파 필터가 동일한 기판 상에 형성된 분파기에 있어서,

상기 기판 상에서 상기 2개의 탄성 표면파 필터 사이에 어스 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 분파기.
제8항에 있어서,

상기 어스 전극은 상기 2개의 탄성 표면파 필터가 대향하는 측의 변의 길이의 절반 이상의 길이인 것을 특징으로 하는 분파기.
제8항에 있어서,

상기 어스 전극은 상기 2개의 탄성 표면파 필터가 대향하는 측의 변의 길이 이상의 길이이며, 상기 2개의 탄성 표면파 필터 사이를 완전히 차단하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분파기.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판은 회전 Y 컷트 X 전파 리튬 탄탈레이트 기판인 것을 특징으로 하는 분파기.