KR101931679B1 - 래더형 필터 및 듀플렉서 - Google Patents

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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

소형화를 도모할 수 있으면서 저손실로 하는 것이 가능한, 래더형 필터를 제공한다. 압전 기판(2)과, 압전 기판(2) 상에 배치된 절연막(10)과, 압전 기판(2) 상에 마련되어 있고, 한 쌍의 버스바와, 복수 개의 전극지를 가지는 제1, 제2 IDT 전극(3A, 3B)과, 적어도 일부가 제1 IDT 전극(3A)의 한쪽 측의 버스바로서 마련되어 있는 제1 배선 전극(4)과, 적어도 일부가 제2 IDT 전극(3B)의 한쪽 측의 버스바로서 마련되어 있는 제2 배선 전극(5)과, 제2 배선 전극(5) 상에 적층된 제3 배선 전극(6)을 포함하고, 제1 배선 전극(4)과 제2 배선 전극(5)이 각각 다른 전위에 접속되며, 제1 배선 전극(4)과 제2 배선 전극(5)이 떨어져 있고, 제3 배선 전극(6)의 적어도 일부가, 적층방향에서, 절연막(10)을 사이에 두고, 제1 배선 전극(4)의 적어도 일부와 서로 겹쳐 있는, 래더형 필터.

Description

래더형 필터 및 듀플렉서{LADDER TYPE FILTER AND DUPLEXER}
본 발명은, 복수의 탄성파 공진자를 이용하여 구성되어 있는 래더형 필터 및 상기 래더형 필터를 송신 필터로 가지는 듀플렉서에 관한 것이다.
종래, 래더형 탄성표면파 필터가 휴대전화기의 듀플렉서의 송신 필터 등에 널리 사용되고 있다.
하기의 특허문헌 1이나 특허문헌 2에는 IDT 전극으로 이루어지는 복수의 공진자를 가지는 래더형 필터가 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는, 어느 IDT 전극의 버스바(busbar)를 포함하는 배선과, 다른 IDT 전극의 버스바를 포함하는 배선이, 평면에서 봤을 때 서로 겹치지 않도록 배치되어 있다. 한편, 특허문헌 2에서는, 어느 IDT 전극의 버스바와, 다른 IDT 전극의 버스바가, 평면에서 봤을 때 유전체 박막을 사이에 두고 서로 겹치도록 배치되어 있다.
일본 공개특허공보 2000-196412호 일본 공개특허공보 평8-307191호
그러나 특허문헌 1의 래더형 필터에서는, 배선끼리가 겹치지 않도록 배치되어 있기 때문에 소형화를 도모하는 것이 곤란했다.
한편, 특허문헌 2에서는, 전극지(電極指) 부분과 마찬가지로 막 두께가 얇은 버스바끼리가, 유전체 박막을 사이에 두고 겹쳐져 있기 때문에 저항 성분이 커지는 경우가 있었다. 그 때문에, 손실이 커지는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은, 소형화를 도모할 수 있으면서 저(低)손실로 하는 것이 가능한, 래더형 필터 및 듀플렉서를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 래더형 필터는, 입력 단자 및 출력 단자를 잇는 직렬암(series arm)에 마련된 복수의 직렬암 공진자와, 상기 직렬암과 그라운드 전위를 잇는 복수의 병렬암(parallel arm)에 각각 마련된 복수의 병렬암 공진자를 가지는 래더형 필터로서, 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 배치된 절연막과, 상기 압전 기판 상에 마련되어 있고, 한 쌍의 버스바와, 상기 한 쌍의 버스바에 각각 접속된 복수 개의 전극지를 가지는 제1, 제2 IDT 전극과, 상기 압전 기판 상에 마련되어 있고, 적어도 일부가 상기 제1 IDT 전극의 한쪽 측의 버스바로서 마련되어 있는 제1 배선 전극과, 상기 압전 기판 상에 마련되어 있고, 적어도 일부가 상기 제2 IDT 전극의 한쪽 측의 버스바로서 마련되어 있는 제2 배선 전극과, 상기 제2 배선 전극 상에 적층된 제3 배선 전극을 포함하고, 상기 제1, 제2 IDT 전극이 상기 복수의 직렬암 공진자 또는 상기 복수의 병렬암 공진자로서 마련되어 있으며, 상기 제1 배선 전극과 상기 제2 배선 전극이 각각 다른 전위에 접속되고, 상기 제1 배선 전극과 상기 제2 배선 전극이 떨어져 있으며, 상기 제3 배선 전극의 적어도 일부가, 적층방향에서, 상기 절연막을 사이에 두고, 상기 제1 배선 전극의 적어도 일부와 서로 겹쳐 있다.
본 발명에 따른 래더형 필터의 어느 특정 국면에서는, 상기 제2 배선 전극의 상기 복수 개의 전극지가 연장되는 방향을 따르는 치수인 폭이, 상기 제1 배선 전극의 상기 복수 개의 전극지가 연장되는 방향을 따르는 치수인 폭보다 작다.
본 발명에 따른 래더형 필터의 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 배선 전극의 두께가 상기 제2 배선 전극의 두께와 동일한 두께이다.
본 발명에 따른 래더형 필터의 다른 특정 국면에서는, 상기 제3 배선 전극의 두께가 상기 제1, 제2 배선 전극의 두께보다 크다.
본 발명에 따른 래더형 필터의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 복수의 병렬암 공진자가, 상기 복수의 병렬암 중 하나의 병렬암에 마련되어 있으면서 상기 제1 IDT 전극에 의해 형성되어 있는 제1 병렬암 공진자와, 상기 복수의 병렬암 중 상기 제1 병렬암 공진자가 마련되어 있는 병렬암과는 다른 병렬암에 마련되어 있으면서 상기 제2 IDT 전극에 의해 형성되어 있는 제2 병렬암 공진자를 가진다.
본 발명에 따른 래더형 필터의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 복수의 전극지가 연장되는 방향에서, 상기 제1 병렬암 공진자의 적어도 일부가 상기 제2 병렬암 공진자의 적어도 일부와 겹쳐 있다.
본 발명에 따른 래더형 필터의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 배선 전극의 일단(一端)이 상기 제1 병렬암 공진자에 접속되고, 상기 제1 배선 전극의 타단(他端)이 그라운드 전위에 접속되어 있으며, 상기 제2 배선 전극의 일단이 상기 제2 병렬암 공진자에 접속되고, 상기 제2 배선 전극의 타단이 상기 복수의 직렬암 공진자 중 적어도 하나의 직렬암 공진자에 접속되어 있다.
본 발명에 따른 래더형 필터의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 병렬암 공진자가 마련되어 있는 병렬암과, 상기 제2 병렬암 공진자가 마련되어 있는 병렬암이 인접하고 있다.
본 발명에 따른 듀플렉서는 송신 필터와 수신 필터를 포함하고, 상기 송신 필터가, 본 발명에 따라 얻어지는 상기 래더형 필터를 가진다.
본 발명에서는, 상기와 같이 제2 배선 전극 상에 제3 배선 전극이 적층되어 있고, 상기 제3 배선 전극의 적어도 일부는, 제1 배선 전극의 적어도 일부와, 적층방향에서, 절연막을 사이에 두고 서로 겹쳐 있는 부분을 가지고 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 소형화를 도모할 수 있으면서 저손실로 하는 것을 가능하게 하는, 래더형 필터 및 듀플렉서를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따른 래더형 필터의 회로도이다.
도 2는, 도 2(a)는 본 발명의 한 실시형태에 따른 래더형 필터로부터 절연막 및 제3 배선 전극을 제거한 구조를 나타내는 모식적 평면도이고, 도 2(b)는 그 병렬암 공진자(P2) 및 병렬암 공진자(P3)가 마련되어 있는 부분을 확대한 모식적 평면도이며, 도 2(c)는 1 포트형 탄성파 공진자의 전극 구조의 모식적 평면도이다.
도 3은 도 2(b)에 나타내는 래더형 필터의 병렬암 공진자(P2) 및 병렬암 공진자(P3)가 마련되어 있는 부분에, 제3 배선 전극 및 절연막을 적용한 구조를 설명하기 위한 모식적 평면도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 래더형 필터의 A-A선을 따르는 모식적 단면도이다.
도 5는 래더형 필터의 직렬암에 저항 성분(레지스탕스) 1Ω이 부가된 경우의 감쇠량 주파수 특성과, 병렬암에 저항 성분 1Ω이 부가된 경우의 감쇠량 주파수 특성을 비교하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시형태에 따른 래더형 필터에서, 병렬암 공진자에 병렬로 정전 용량이 접속되어 있는 것을 설명하기 위한 회로도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명함으로써 본 발명을 분명하게 한다.
(래더형 필터)
도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따른 래더형 필터의 회로도이다. 도 2(a)는 본 발명의 한 실시형태에 따른 래더형 필터로부터 절연막 및 제3 배선 전극을 제거한 구조를 나타내는 모식적 평면도이고, 도 2(b)는 그 병렬암 공진자(P2) 및 병렬암 공진자(P3)가 마련되어 있는 부분을 확대한 모식적 평면도이며, 도 2(c)는 1 포트형 탄성파 공진자의 전극 구조의 모식적 평면도이다.
도 1에 나타내는 래더형 필터(1)에서는, 입력 단자(7)와 출력 단자(8)를 잇는 직렬암에 직렬암 공진자(S1~S4)가 마련되어 있다. 직렬암 공진자(S2)는 직렬 분할되어 있다. 즉, 직렬암 공진자(S2)는 2개의 분할 공진자(S2a, S2b)로 분할되어 있다. 마찬가지로, 직렬암 공진자(S3)는 2개의 분할 공진자(S3a, S3b)로 분할되어 있고, 직렬암 공진자(S4)는 2개의 분할 공진자(S4a, S4b)로 분할되어 있다.
직렬암 공진자(S1)와 직렬암 공진자(S2) 사이의 접속점과, 그라운드 전위를 잇는 병렬암에서는, 병렬암 공진자(P1)가 마련되어 있다. 마찬가지로, 직렬암 공진자(S2)와 직렬암 공진자(S3) 사이의 접속점과, 그라운드 전위를 잇는 병렬암에서는, 병렬암 공진자(P2)가 마련되어 있다. 또한, 직렬암 공진자(S3)와 직렬암 공진자(S4) 사이의 접속점과, 그라운드 전위를 잇는 병렬암에서는, 병렬암 공진자(P3)가 마련되어 있다. 직렬암 공진자(S1, S2(분할 공진자(S2a, S2b)), S3(분할 공진자(S3a, S3b), S4(분할 공진자(S4a, S4b)) 및 병렬암 공진자(P1~P3)는 1 포트형 탄성파 공진자로 이루어진다.
1 포트형 탄성파 공진자는 도 2(c)에 나타내는 전극 구조를 가진다. 즉, IDT 전극(3)과, IDT 전극(3)의 탄성파 전파방향 양측에 배치된 반사기(11, 12)가, 압전 기판의 주면(主面) 상에 형성되어 있다. 그로써, 1 포트형 탄성파 공진자가 구성되어 있다.
IDT 전극(3)은 Al, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Ni, Cr, Mo, W 또는 이들 금속의 어느 하나를 주체로 하는 합금 등의 적절한 금속 재료에 의해 형성할 수 있다. IDT 전극(3)은 단층이어도 되고, 2종 이상의 금속층이 적층된 적층체이어도 된다.
IDT 전극(3)은 복수 개의 제1 전극지와 복수 개의 제2 전극지를 가진다. 복수 개의 제1 전극지 및 복수 개의 제2 전극지는 탄성파 전파방향과 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 복수 개의 제1 전극지와 복수 개의 제2 전극지는 서로 사이에 삽입되어 있다. 복수 개의 제1, 제2 전극지의 각 일단이 제1, 제2 버스바에 각각 접속되어 있다.
도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 래더형 필터(1)는 직사각형 판상의 압전 기판(2)을 가진다. 압전 기판(2)은 LiTaO3이나 LiNbO3과 같은 압전 단결정 기판으로 이루어진다. 압전 기판(2)은 압전 세라믹스에 의해 형성되어 있어도 된다. 또한, 본 실시형태에서 압전 기판(2)은 LiNbO3에 의해 형성되어 있다.
도 2(a)에서는, 직렬암 공진자(S1, S2(분할 공진자(S2a, S2b), S3(분할 공진자(S3a, S3b), S4(분할 공진자(S4a, S4b)) 및 병렬암 공진자(P1~P3)에서의 IDT 전극(3)의 복수 개의 제1 전극지와, 복수 개의 제2 전극지가 서로 사이에 삽입되어 있는 부분을, 직사각형 테두리상의 대각선끼리를 이어 이루어지는 블록에 의해 약도적으로 나타내고 있다. 블록의 전극지가 연장되는 방향의 양단(兩端)에는 IDT 전극(3)의 제1, 제2 버스바가 각각 위치하고 있다.
또한, 병렬암 공진자(P2)의 IDT 전극(3)의 제1 버스바(3a)는 제1 배선 전극(4)의 적어도 일부로서 마련되어 있다. 병렬암 공진자(P3)의 IDT 전극(3)의 제2 버스바(3b)는 제2 배선 전극(5)의 적어도 일부로서 마련되어 있다.
도 2(a) 및 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 병렬암 공진자(P2)는, 제1 배선 전극(4)을 통해, 그라운드 전위에 접속되는 전극 랜드(9)에 접속되어 있다. 제1 배선 전극(4)의 일단은 그라운드 전위에 접속되는 전극 랜드(9)에 접속되어 있고, 타단이 병렬암 공진자(P2)에 접속되어 있다.
한편, 병렬암 공진자(P3)는 제2 배선 전극(5)을 통해 직렬암 공진자(S3, S4)에 접속되어 있다. 제2 배선 전극(5)의 일단은 병렬암 공진자(P3)에 접속되어 있고, 타단이 직렬암 공진자(S3, S4)에 접속되어 있다. 따라서, 제2 배선 전극(5)은 제1 배선 전극(4)과는 다른 전위에 접속되어 있다.
본 실시형태에서는, IDT 전극(3)의 전극지가 연장되는 방향에서, 병렬암 공진자(P2)의 적어도 일부가 병렬암 공진자(P3)의 적어도 일부와 겹쳐 있다. 따라서, 후술하는 본 발명의 특징적인 구조를 용이하게 적용할 수 있다.
도 3은 도 2(b)에 나타내는 래더형 필터의 병렬암 공진자(P2) 및 병렬암 공진자(P3)가 마련되어 있는 부분에, 제3 배선 전극(6) 및 절연막을 적용한 구조를 설명하기 위한 모식적 평면도이다. 또한, 절연막에 대해서는 도 3에서는 도시하지 않고, 마련되는 영역만을 나타낸다. 도 3에서는, 도 2(b)에서의 제2 배선 전극(5) 상에 제3 배선 전극(6)이 형성되어 있다. 절연막은, 도시한 일점쇄선(10A)의 외측의 코너부의 영역과, 일점쇄선(10B)으로 둘러싸인 영역을 제외한 나머지의 영역을 덮고 있다. 제3 배선 전극(6)의 일부는 절연막을 사이에 두고 제1 배선 전극(4)의 일부와 서로 겹쳐 있다. 단, 본 발명에서, 제3 배선 전극(6)과 제1 배선 전극(4)은, 압전 기판(2)의 주면에 수직인 방향으로 봤을 때에, 절연막을 사이에 두고 적어도 일부가 서로 겹쳐 있으면 되고, 전극지와 접속되는 버스바를 구성하는 제1 배선 전극(4)의 전부가, 압전 기판(2)의 주면에 수직인 방향으로 봤을 때에, 제3 배선 전극(6)에 서로 겹쳐 있어도 된다.
도 4는 상기 절연막도 포함시킨, 도 3에 나타내는 래더형 필터의 A-A선을 따르는 모식적 단면도이다. 이하, 도 4의 모식적 단면도를 참조하여, 압전 기판(2) 상에서의, 제1~제3 배선 전극(4~6)과 절연막(10)의 위치 관계에 대해 보다 상세하게 설명한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 압전 기판(2)의 주면 상에는 제1, 제2 IDT 전극(3A, 3B)이 마련되어 있다. 제1 IDT 전극(3A)은 병렬암 공진자(P2)를 형성하고 있다. 한편, 제2 IDT 전극(3B)은 병렬암 공진자(P3)를 형성하고 있다.
제1 IDT 전극(3A)은 복수 개의 제1, 제2 전극지에 의해 구성되는 제1 IDT 전극(3A)의 전극지 부분(3c)과, 도시를 생략하고 있는 제1, 제2 버스바에 의해 형성되어 있다. 제2 IDT 전극(3B)은, 복수 개의 제1, 제2 전극지에 의해 구성되는 제2 IDT 전극(3B)의 전극지 부분(3d)과, 도시를 생략하고 있는 제1, 제2 버스바에 의해 형성되어 있다. 제1 IDT 전극(3A)의 전극지 부분(3c) 및 제2 IDT 전극(3B)의 전극지 부분(3d) 상에는 절연막(10)이 마련되어 있다.
절연막(10)은 유전체인 SiO2에 의해 형성되어 있다. 단, 절연막(10)을 구성하는 재료로는 특별히 한정되지 않고, SiO2, SiN, 폴리이미드 등의 수지 재료, 또는 SiO2, Si3N4, SiON, SiC, Ta2O5, TiO2, TiN, Al2O3, TeO2 등, 일반적인 유전체막을 단층 구조, 혹은 적층 구조에 의해 형성할 수 있다. 또한, 제1 IDT 전극(3A)의 전극지 부분(3c) 및 제2 IDT 전극(3B)의 전극지 부분(3d) 상에 절연막(10)을 마련하지 않는 구성이어도 된다.
제1 IDT 전극(3A)의 제1 버스바는 제1 배선 전극(4)의 적어도 일부로서 마련되어 있다. 한편, 제2 IDT 전극(3B)의 제2 버스바는 제2 배선 전극(5)의 적어도 일부로서 마련되어 있다.
제1, 제2 배선 전극(4, 5)은, 탄성파 전파방향을 따라 연장되도록 압전 기판(2) 상에 마련되어 있다. 제1 배선 전극(4) 및 제2 배선 전극(5)의 버스바를 형성하는 부분은 소정 거리를 두고 서로 떨어져 있다. 특히 본 실시형태에서는 절연막(10)을 사이에 두고 떨어져 있는 부분을 가지고 있다. 단, 서로 이웃하는 제1, 제2 배선 전극(4, 5)의 틈에 절연막(10)이 충전됨으로써, 제1, 제2 배선 전극(4, 5)이 완전히 떨어져 있어도 된다. 제1 배선 전극(4)과 제2 배선 전극(5)은 절연막(10)을 사이에 두고 서로 전기적으로 절연되어 있다. 탄성파 전파방향을 따라 연장되는 제2 배선 전극(5)의 전극지 방향을 따르는 치수인 폭(W2)은, 탄성파 전파방향을 따라 연장되는 제1 배선 전극(4)의 전극지 방향을 따르는 치수인 폭(W1)보다 작다.
압전 기판(2)의 주면으로부터 상방(上方)으로 연장되는 제1 배선 전극(4)의 두께(D1)는, 제2 배선 전극(5)의 두께(D2)와 동일한 두께이다. 본 실시형태와 같이, 제1 배선 전극(4)의 두께(D1)가 제2 배선 전극(5)의 두께(D2)와 동일한 두께인 경우, 제1, 제2 배선 전극(4, 5)을 공통의 프로세스로 제조할 수 있기 때문에 바람직하다. 단, 본 발명에서 제1 배선 전극(4)의 두께(D1)와 제2 배선 전극(5)의 두께(D2)는 달라도 된다. 제1, 제2 배선 전극(4, 5)의 두께(D1, D2)는 특별히 한정되지 않지만, 각각 수 십㎚~수 백㎚인 것이 바람직하다.
제1, 제2 배선 전극(4, 5)은 NiCr 합금, Pt, Ti, AlCu 합금 및 Ti가 이 순으로 적층됨으로써 형성되어 있다. 단, 제1, 제2 배선 전극(4, 5)을 구성하는 재료로는 특별히 한정되지 않고, Al, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Ni, Cr, Mo, W 또는 이들 금속의 어느 하나를 주체로 하는 합금 등의 적절한 금속 재료에 의해 형성할 수 있다. 제1, 제2 배선 전극(4, 5)은 단층이어도 되고, 본 실시형태와 같이 2종 이상의 금속층이 적층된 적층체이어도 된다. 제1, 제2 배선 전극(4, 5)은 동일한 재료로 구성되어 있어도 되고, 다른 재료에 의해 구성되어 있어도 된다. 또한, 본 실시형태에서의 각 층의 두께에 대해서는, 순서대로 NiCr 합금: 10㎚, Pt: 70㎚, Ti: 60㎚, AlCu 합금: 130㎚ 및 Ti: 10㎚이다.
제2 배선 전극(5) 상에는 제3 배선 전극(6)이 적층되어 있다. 제3 배선 전극(6)의 일부는, 적층방향에서, 절연막(10)을 사이에 두고 제1 배선 전극(4)의 일부와도 겹쳐 있다. 절연막(10) 상에 배치된 제3 배선 전극(6)의 두께(D3)는 제1 배선 전극(4)의 두께(D1) 및 제2 배선 전극(5)의 두께(D2)보다 두껍다. 제3 배선 전극(6)의 두께(D3)가 제1 배선 전극(4)의 두께(D1) 및 제2 배선 전극(5)의 두께(D2)보다 두꺼운 경우, 더 저손실로 할 수 있기 때문에 바람직하다.
제3 배선 전극(6)은 Ti, AlCu 합금, Ti 및 Pt가 적층됨으로써 형성되어 있다. 제3 배선 전극(6)을 구성하는 재료로는 특별히 한정되지 않고, Al, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Ni, Cr, Mo, W 또는 이들 금속의 어느 하나를 주체로 하는 합금 등의 적절한 금속 재료에 의해 형성할 수 있다. 제3 배선 전극(6)은 단층이어도 되고, 본 실시형태와 같이 2종 이상의 금속층이 적층된 적층체이어도 된다. 제3 배선 전극(6)은 제1, 제2 배선 전극(4, 5)과 동일한 재료로 구성되어 있어도 되고, 다른 재료에 의해 구성되어 있어도 된다. 제3 배선 전극(6)의 막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 더 저손실로 할 수 있는 점에서 1000㎚~3000㎚인 것이 바람직하다.
본 실시형태와 같이, 제1, 제2 배선 전극(4, 5)이 다른 전위에 접속되어 있는 경우, 단락(短絡) 방지의 관점에서 제1 배선 전극(4)과 제2 배선 전극(5)을 소정 거리 이상을 두어 배치할 필요가 있다. 따라서, 필터의 사이즈가 커지는 경향이 있었다. 또한, 제1, 제2 배선 전극(4, 5)의 폭(W1, W2)을 짧게 한 경우, 배선 폭의 감소에 의해 저항값이 증가하여 저항 손실이 커지기 때문에, 종래 소형화를 도모하는 것이 곤란했다.
이 점에 관하여, 래더형 필터(1)에서는, 제2 배선 전극(5)에 적층되어 있는 제3 배선 전극(6)의 일부가, 제2 IDT 전극(3B)의 버스바를 노출하는 절연막(10)의 개구부의 내부에 마련되는 제3 배선 전극(6)의 제1 부분(6a)과, 절연막(10)의 상방의 표면을 따라 상기 제1 부분(6a)으로부터 제1 배선 전극(4) 측을 향해 연장되도록 마련되는 제3 배선 전극(6)의 제2 부분(6b)을 포함하고 있다. 본 실시형태에서, 개구부는 도 3의 일점쇄선(10B)으로 둘러싸인 부분이다. 압전 기판(2)의 주면에 수직인 방향으로 봤을 때에, 제2 IDT 전극(3B)의 버스바가 연장되는 방향으로 긴 길이방향을 가지는 장방형을 포함하는 형상을 가지고 있다.
즉, 압전 기판(2)의 주면에 수직인 방향으로 봤을 때에 제3 배선 전극(6)의 제2 부분(6b)이, 절연막(10)을 사이에 두고 제1 배선 전극(4)의 일부와 서로 겹쳐 있다. 따라서, 제2 배선 전극(5)의 폭(W2)을 넓게 하지 않고, 서로 이웃하는 제1, 제2 IDT 전극(3A, 3B)의 버스바를 구성하는 서로 이웃하는 제1, 제2 배선 전극(4, 5) 사이의 거리를 유지하면서, 소형화를 도모하는 것이 가능해진다.
단, 이와 같은 구조를 채용하는 경우, 저항값의 증대에 기초하여 손실이 커지는 것이 염려된다. 그러나 래더형 필터(1)에서는, 제2 배선 전극(5)과 전기적으로 접속되도록 제2 배선 전극(5) 상에 제3 배선 전극(6)의 일부가 적층되어 접합되어 있다. 이 때문에, 저손실로 하는 것이 가능해진다. 또한, 전기 저항을 저손실로 할 수 있기 때문에 제3 배선 전극(6)이 접합되어 있는 제2 배선 전극(5)의 폭(W2)을 작게 하는 것도 가능해진다. 따라서, 더 래더형 필터(1)의 소형화를 도모하면서 저손실로 하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에서는, 제3 배선 전극(6)이 직접 적층되어 있지 않은 제1 배선 전극(4)이 병렬암 공진자(P2)에 접속되어 있고, 직렬암 공진자(S1~S4)에는 접속되어 있지 않다. 그 때문에, 더 저손실로 할 수 있다. 이것을 이하, 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 5는 래더형 필터의 직렬암에 저항 성분(인덕턴스) 1Ω이 부가된 경우의 감쇠량 주파수 특성과, 병렬암에 저항 성분 1Ω이 부가된 경우의 감쇠량 주파수 특성을 비교하기 위한 도면이다. 도 5 중, 실선은, 병렬암에 저항 성분 1Ω이 부가된 경우의 감쇠량 주파수 특성을 나타내고 있고, 파선은, 직렬암에 저항 성분 1Ω이 부가된 경우의 감쇠량 주파수 특성을 나타내고 있다. 또한, 도 5 중, 일점쇄선은 직렬암에도 병렬암에도 저항 성분이 부가되지 않은 경우의 감쇠량 주파수 특성을 나타내고 있다. 병렬암에 저항 성분 1Ω이 부가된 경우와, 직렬암에도 병렬암에도 저항 성분이 부가되지 않은 경우는, 감쇠량 주파수 특성의 차가 작다. 그 때문에, 도 5 중에서는, 880㎒ 부근 이외의 주파수 대역에서는 실선과 일점쇄선이 겹쳐 표시되어 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 직렬암에 저항 성분이 부가된 경우, 공진 주파수 부근의 Q가 열화(劣化)되기 때문에, 직렬암 및 병렬암의 어느 것에도 저항 성분이 부가되어 있지 않은 경우와 비교하여, 890~910㎒ 부근의 광범위로 0.2㏈ 정도 손실이 커져 있는 것을 알 수 있다. 한편, 병렬암에 저항 성분이 부가된 경우, 저역 측의 880㎒ 부근에서만 0.2㏈ 정도 손실이 커져 있다. 따라서, 병렬암에 저항 성분이 부가된 경우는 저항 성분을 직렬암에 부가한 경우보다도 손실을 작게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
따라서, 제3 배선 전극(6)이 직접 적층되어 있지 않으면서 저항값의 증대가 생기기 쉬운 제1 배선 전극(4)은, 직렬암 공진자(S1~S4)에는 접속되지 않고, 병렬암 공진자(P1~P3)에 접속되는 것이 바람직하다. 이로써, 더 손실의 증가를 억제하는 것이 가능해진다.
도 3으로 되돌아가, 래더형 필터(1)에서는, 압전 기판(2)의 주면에 수직인 방향으로 봤을 때에, 병렬암 공진자(P3)의 그라운드 전위에 접속되는 전극 랜드(9)에 접속된 제2 IDT 전극의 버스바를 구성하고 있는 제3 배선 전극(6)의 일부가, 절연막(10)을 사이에 두고, 병렬암 공진자(P2)에 접속되어 있는 제1 배선 전극(4)의 일부와 서로 겹쳐 있다. 따라서, 래더형 필터(1)에서는, 정확하게는 도 6에 회로도로 나타내는 바와 같이, 병렬암 공진자(P3)에 병렬로 정전 용량이 접속되게 된다. 이 정전 용량이 형성되어 있는 경우, 병렬암 공진자(P3)의 반(反)공진 주파수가 저역 측으로 이동한다. 이로써, 병렬암 공진자(P3)의 임피던스 특성에서의 공진 주파수와 반공진 주파수 간의 급준성(急峻性)이 높아진다. 이 급준성의 지표로, 공진 주파수와 반공진 주파수의 주파수의 차를 공진 주파수로 나눈 비율인 비대역의 값을 이용할 수 있다. 반공진 주파수가 저역 측으로 이동하여 공진자의 급준성이 높아지면, 비대역의 값이 작아진다. 병렬암 공진자(P3)에 병렬로 정전 용량이 접속된 구성이 이용될 때, 비대역이 작은 병렬암 공진자(P3)는, 공진 주파수와 반공진 주파수 간의 임피던스의 급준성이 높아지기 때문에, 래더형 필터의 통과 대역 외의 저역 측의 급준성을 높게 하는 것이 가능해진다.
또한, 래더형 필터(1)에서는 병렬암 공진자(P2) 및 병렬암 공진자(P3)가 마련되어 있는 부분에서 본 발명을 적용했지만, 본 발명은 복수의 병렬암 공진자 중 임의의 2개의 병렬암 공진자에 적용할 수 있다. 단, 본 실시형태와 같이, 인접하는 2개의 병렬암 공진자에 이용한 경우, 용이하게 본 발명을 적용할 수 있기 때문에 바람직하다.
(듀플렉서)
본 발명에 따른 듀플렉서는 송신 필터와 수신 필터를 포함한다. 상기 송신 필터는 상술한 본 발명에 따른 래더형 필터를 가진다. 따라서, 본 발명에 따른 듀플렉서는 소형화를 도모할 수 있으면서 저손실로 할 수 있다.
특히, 래더형 필터(1)와 같이, 내(耐)전력성을 높이기 위해 직렬 분할된 공진자가 마련되어 있는 경우는 사이즈가 커진다. 따라서, 본 발명은 래더형 필터(1)와 같은 송신 필터를 포함하는 듀플렉서에 알맞게 이용할 수 있다.
1: 래더형 필터
2: 압전 기판
3: IDT 전극
3A, 3B: 제1, 제2 IDT 전극
3a, 3b: 제1, 제2 버스바
3c: 제1 IDT 전극의 전극지 부분
3d: 제2 IDT 전극의 전극지 부분
4~6: 제1~제3 배선 전극
6a, 6b: 제1, 제2 부분
7: 입력 단자
8: 출력 단자
9: 전극 랜드
10: 절연막
11, 12: 반사기
D1~D3: 제1~제3 배선 전극의 두께
P1~P3: 병렬암 공진자
S1~S4: 직렬암 공진자
S2a, S2b, S3a, S3b, S4a, S4b: 분할 공진자
W1, W2: 제1, 제2 배선 전극의 폭

Claims (9)

  1. 입력 단자 및 출력 단자를 잇는 직렬암(series arm)에 마련된 복수의 직렬암 공진자와, 상기 직렬암과 그라운드 전위를 잇는 복수의 병렬암(parallel arm)에 각각 마련된 복수의 병렬암 공진자를 가지는 래더형 필터로서,
    압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 배치된 절연막과,
    상기 압전 기판 상에 마련되어 있고, 한 쌍의 버스바(busbar)와, 상기 한 쌍의 버스바에 각각 접속된 복수 개의 전극지(電極指)를 가지는 제1, 제2 IDT 전극과,
    상기 압전 기판 상에 마련되어 있고, 적어도 일부가 상기 제1 IDT 전극의 한쪽 측의 버스바로서 마련되어 있는 제1 배선 전극과,
    상기 압전 기판 상에 마련되어 있고, 적어도 일부가 상기 제2 IDT 전극의 한쪽 측의 버스바로서 마련되어 있는 제2 배선 전극과,
    상기 제2 배선 전극 상에 직접 적층된 제3 배선 전극을 포함하고,
    상기 제1, 제2 IDT 전극이 상기 복수의 직렬암 공진자 또는 상기 복수의 병렬암 공진자로서 마련되어 있으며,
    상기 제1 배선 전극과, 상기 제2 배선 전극이 각각 다른 전위에 접속되고,
    상기 압전 기판의 주면에 수직인 방향으로 봤을 때, 상기 제1 배선 전극과, 상기 제2 배선 전극이 떨어져 있으며,
    상기 제3 배선 전극의 적어도 일부가, 적층방향에서, 상기 절연막을 사이에 두고 상기 제1 배선 전극의 적어도 일부와 서로 겹쳐 있는 것을 특징으로 하는 래더형 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 배선 전극의 상기 복수 개의 전극지가 연장되는 방향을 따르는 치수인 폭이, 상기 제1 배선 전극의 상기 복수 개의 전극지가 연장되는 방향을 따르는 치수인 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 래더형 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배선 전극의 두께가, 상기 제2 배선 전극의 두께와 동일한 두께인 것을 특징으로 하는 래더형 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3 배선 전극의 두께가, 상기 제1, 제2 배선 전극의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 래더형 필터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 병렬암 공진자가, 상기 복수의 병렬암 중 하나의 병렬암에 마련되어 있으면서, 상기 제1 IDT 전극에 의해 형성되어 있는 제1 병렬암 공진자와, 상기 복수의 병렬암 중 상기 제1 병렬암 공진자가 마련되어 있는 병렬암과는 다른 병렬암에 마련되어 있으면서, 상기 제2 IDT 전극에 의해 형성되어 있는 제2 병렬암 공진자를 가지는 것을 특징으로 하는 래더형 필터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 전극지가 연장되는 방향에서, 상기 제1 병렬암 공진자의 적어도 일부가, 상기 제2 병렬암 공진자의 적어도 일부와 겹쳐 있는 것을 특징으로 하는 래더형 필터.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 배선 전극의 일단(一端)이 상기 제1 병렬암 공진자에 접속되고, 상기 제1 배선 전극의 타단(他端)이 그라운드 전위에 접속되어 있으며,
    상기 제2 배선 전극의 일단이 상기 제2 병렬암 공진자에 접속되고, 상기 제2 배선 전극의 타단이 상기 복수의 직렬암 공진자 중 적어도 하나의 직렬암 공진자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 래더형 필터.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 병렬암 공진자가 마련되어 있는 병렬암과, 상기 제2 병렬암 공진자가 마련되어 있는 병렬암이 인접하고 있는 것을 특징으로 하는 래더형 필터.
  9. 송신 필터와 수신 필터를 포함하고,
    상기 송신 필터가, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 래더형 필터를 가지는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
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