KR20160006773A - 필터장치 및 듀플렉서 - Google Patents

필터장치 및 듀플렉서 Download PDF

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KR20160006773A
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유이치 타카미네
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

가상 어스 배선을 이용하고 있고, 필터 특성상에 나타나는 리플을 억압할 수 있는 필터장치를 제공한다.
입력 단자와 출력 단자 사이의 제1, 제2 필터부(14, 15)가 병렬로 접속되어 있고, 제1 필터부(14)가 제1, 제2 단간 배선(18, 19)에 의해 2단 종속 접속되어 있는 구조를 가지는 종결합 공진자형 탄성파 필터이며, 제2 필터부(15)가 제3, 제4 단간 배선(23, 24)에 의해 2단 종속 접속되어 있는 구조를 가지는 종결합 공진자형 탄성파 필터이며, 제3 단간 배선(23)과 제2 단간 배선(19)으로 흐르는 신호의 위상이 반대로 되어 있고, 제2 단간 배선(19)에 접속되어 있는 IDT전극과, 제3 단간 배선(23)에 접속되어 있는 IDT전극의 핫측 전위가 아닌 전위에 접속되는 단자 부분끼리가 가상 어스 배선(20)에 의해 접속되어 있고, 상기 가상 어스 배선(20)에 인접하고 있는 핫측 배선 부분(25)은 압전 기판(2)상에 마련된 절연막(26)상에 배치되어 있는 필터장치(1).

Description

필터장치 및 듀플렉서{FILTER DEVICE AND DUPLEXER}
본 발명은 압전 기판상에 복수의 탄성파 공진자가 구성되어 있는 필터장치에 관해서, 특히 종결합 공진자형 탄성파 필터부를 가지는 필터장치 및 듀플렉서에 관한 것이다.
종래 휴대전화기의 듀플렉서의 수신 필터로서 종결합 공진자형 필터장치가 널리 이용되고 있다. 종결합 공진자형 필터장치는 소형화가 강하게 요구되고 있다.
하기의 특허문헌 1에서는 2개의 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛을 종속 접속하여 이루어지는 제1, 제2 종결합 공진자형 필터부가 병렬로 접속되어 있다. 즉, 2단 4소자 구성의 종결합 공진자형 탄성파 필터장치가 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛의 1단째 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛에 서로 인접하는 IDT전극의 어스 단자끼리가 배선에 의해 전기적으로 접속되어있다. 따라서 배선을 그라운드 전위에 접속하지 않고, 가상 어스 배선으로 하고 있다. 따라서 가상 어스 배선을 그라운드 전위에 접속할 필요가 없다. 따라서 소형화를 도모할 수 있다.
일본국 공개특허공보 2008-118277호
특허문헌 1에 기재된 가상 어스 배선을 이용한 경우, 그라운드 전위에 접속하기 위한 단자나 배선을 생략할 수 있다. 따라서 소형화를 진척할 수 있다.
그러나 밸런스형의 탄성파 필터장치에서는, 어스 배선을 이용하면 한 쌍의 평형 단자 사이에서의 진폭차나 위상차의 특성상에 큰 리플이 나타난다는 문제가 있었다. 또한, 언밸런스형의 탄성파 필터장치에서는, 가상 어스 배선을 이용하면 통과 대역내에 큰 리플이 나타난다는 문제가 있었다. 따라서 종래 가상 어스 배선은 사용되지 않았었다.
본 발명의 목적은 가상 어스 배선을 이용하고 있으며, 필터 특성상에 나타나는 리플을 저감할 수 있는 필터장치를 제공하는데 있다.
본원의 제1 발명에 따른 필터장치는 압전 기판과, 입력 단자와, 출력 단자와, 압전 기판상에 형성된 제1, 제2 필터부를 포함한다. 제1 필터부는 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 접속되어 있다. 제2 필터부는 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 접속되어 있으며, 상기 제1 필터부에 병렬로 접속되어 있다.
제1 발명에서는 제1 필터부는 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛에 종속 접속되어 있는 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛을 접속하고 있는 제1, 제2 단간(段間) 배선을 가진다.
제2 필터부는 제3 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과 제3 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛에 종속 접속되어 있는 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 제3, 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛을 접속하고 있는 제3, 제4 단간 배선을 가진다.
제1 발명에서는 제1 필터부와 제2 필터부가 핫측(hot-side) 전위에 접속되는 복수의 제1 단자 부분과, 핫측 전위가 아닌 전위에 접속되는 복수의 제2 단자 부분을 가진다.
상기 제1 필터부의 복수의 상기 제2 단자 부분의 적어도 하나의 단자 부분과, 상기 제2 필터부의 상기 복수의 제2 단자 부분의 적어도 하나의 단자 부분을 접속하도록 가상 어스 배선이 더 포함되어 있다.
또한, 제1 발명에서는 상기 가상 어스 배선에 인접하고 있는 핫측 배선 부분과 압전 기판상에 마련된 절연막이 더 포함되어 있다. 가상 어스 배선에 인접하고 있는 상기 핫측 배선 부분은 상기 절연막상에 위치하고 있다.
본원의 제2 발명에 따른 필터장치는 압전 기판과, 입력 단자와, 출력 단자와, 압전 기판상에 형성된 제1, 제2 필터부를 포함한다. 제1 필터부는 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 접속되어 있다. 제2 필터부는 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 접속되어 있으며, 상기 제1 필터부에 병렬로 접속되어 있다.
본 발명에서는 제1 필터부는 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛에 종속 접속되어 있는 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛을 접속하고 있는 제1, 제2 단간 배선을 가진다.
제2 필터부는 제3 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 제3 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛에 종속 접속되어 있는 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 제3, 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛을 접속하고 있는 제3, 제4 단간 배선을 가진다.
제2 발명에서는 제1 필터부와, 제2 필터부가 핫측 전위에 접속되는 복수의 제1 단자 부분과, 핫측 전위가 아닌 전위에 접속되는 복수의 제2 단자를 가진다.
상기 제1 필터부의 복수의 상기 제2 단자 부분의 적어도 하나의 단자 부분과, 상기 제2 필터부의 복수의 상기 제2 단자 부분의 적어도 하나의 단자 부분을 접속하도록 가상 어스 배선이 더 포함되어 있다.
제2 발명에서는 가상 어스 배선에 입체 교차하고 있는 핫측 배선 부분이 더 포함되어 있다. 그리고 상기 입체 교차하고 있는 부분에 있어서, 가상 어스 배선과 핫측 배선 부분 사이에 층간 절연막이 더 포함되어 있다. 이 층간 절연막을 통해서 입체 교차하고 있는 부분에서의 가상 어스 배선의 폭이 상기 가상 어스 배선의 나머지 부분의 폭보다도 가늘게 되어 있다.
본 발명(이하, 제1, 제2 발명을 총칭하여 본 발명이라 약칭하기로 함)의 필터장치의 어느 특정 국면에서는 상기 가상 어스 배선이 상기 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛의 적어도 하나의 상기 제2 단자 부분과, 상기 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛 중 적어도 하나의 상기 제2 단자 부분을 전기적으로 접속하고 있어도 된다.
본 발명에 따른 필터장치에서는 상기 입력 단자가 불평형 입력 단자여도 되고, 상기 출력 단자가 불평형 출력 단자여도 된다. 즉, 본 발명의 필터장치는 언밸런스형의 필터장치여도 된다.
또한, 본 발명에 따른 필터장치는 상기 입력 단자가 불평형 입력 단자여도 되고, 상기 출력 단자가 제1, 제2 평형 출력 단자여도 된다. 즉, 본 발명에 따른 필터장치는 밸런스형의 필터장치여도 된다.
본 발명에 따른 필터장치는 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 접속되어 있어도 되고, 상기 제1, 제2 필터부에 병렬로 접속되어 있는 적어도 하나의 제3 필터부를 더 포함하고 있어도 된다.
본 발명에 따른 듀플렉서는 본 발명에 따라 구성되어 있는 필터장치로 이루어지는 제1 대역 통과형 필터장치와, 상기 압전 기판상에 마련되어 있으며, 제1 대역 통과형 필터장치와는 다른 제2 대역 통과형 필터장치를 포함한다.
본 발명에 의하면, 가상 어스 배선에 인접하고 있는 핫측 배선 부분이 절연막상에 위치하고 있고, 또는 가상 어스 배선과 핫측 배선 부분이 층간 절연막을 통해서 입체 교차하고 있는 부분에서의 가상 어스 배선 부분의 폭이 나머지 가상 어스 배선 부분의 폭보다도 좁게 되어 있기 때문에 필터 특성상에 나타나는 리플을 효과적으로 억압할 수 있다. 따라서 가상 어스 배선을 이용하여 소형화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 특성이 양호한 필터장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 듀플렉서의 회로도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 듀플렉서의 평면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 듀플렉서의 주요부를 확대하여 나타내는 부분 절결 평면도(partially cut-out plan view)이다.
도 4는 비교예의 듀플렉서의 평면도이다.
도 5는 제1 실시형태 및 비교예의 듀플렉서의 수신 필터의 필터 특성을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1에 나타낸 실시형태에서의 수신 필터로서 이용되고 있는 필터장치의 전극 구조를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 필터장치의 전극 구조의 제1 변형예를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 필터장치의 전극 구조의 제2 변형예를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 필터장치의 전극 구조의 제3 변형예를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 필터장치의 전극 구조의 제4 변형예를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 필터장치의 전극 구조의 제5 변형예를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 듀플렉서의 평면도이다.
도 13은 도 12에 나타낸 듀플렉서의 주요부를 나타내는 부분 절결 확대 평면도이다.
도 14는 제2 실시형태에 대한 비교예의 필터 구성을 나타내는 도면이다.
도 15는 제2 실시형태 및 비교예의 듀플렉서에서의 수신 필터의 필터 특성을 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명함으로써 본 발명을 명확하게 한다.
도 1은 제1 실시형태의 듀플렉서의 회로도이다. 듀플렉서(1)는 도 2에 나타내는 압전 기판(2)상에 도 2에 나타내는 전극 구조를 형성함으로써 구성되어 있다. 도 1로 되돌아가서, 듀플렉서(1)는 안테나 단자(5)와, 송신 단자(6)와, 수신 단자(7)를 가진다. 안테나 단자(5)는 공통 접속점(8)에 접속되어 있다. 공통 접속점(8)과 송신 단자(6) 사이에 송신 필터(3)가 접속되어 있다. 공통 접속점(8)과 수신 단자(7) 사이에 수신 필터(4)가 접속되어 있다.
수신 필터(4)는 본 발명의 필터장치의 한 실시형태를 구성하고 있다. 이하, 송신 필터(3) 및 수신 필터(4)의 상세를 설명한다.
송신 필터(3)는 래더형 필터이다. IDT전극을 가지는 탄성파 공진자로 이루어지는 복수의 직렬암 공진자(serial arm resonators)(Sl~S7)가 직렬암에 마련되어 있다. 또한, 병렬암 공진자(parallel arm resonators)(P1~P3)가 각각 다른 병렬암에 마련되어 있다. 병렬암 공진자(P1~P3)도 IDT전극을 가지는 탄성파 공진자로 이루어진다.
도 2에서는 상기 직렬암 공진자(Sl~S7) 및 병렬암 공진자(P1~P3)를 약도적으로 도시하고 있다. 직렬암 공진자(Sl~S7) 및 병렬암 공진자(P1~P3)는 모두 1포트형 탄성파 공진자로 이루어진다. 1포트형 탄성파 공진자는 IDT전극과 IDT전극의 탄성파 전파 방향 양측에 배치된 반사기를 가진다. 본 명세서에 있어서는, 이러한 탄성파 공진자나 탄성파 필터에서의 IDT전극이 마련되어 있는 부분 및 반사기가 마련되어 있는 부분을 각각 X를 직사각형의 테두리로 둘러싼 형상으로 약도적으로 나타내는 것으로 한다.
또한, 도 2에서는 공통 접속점(8)을 구성하는 전극 랜드가 도시되어 있고, 이 전극 랜드가 도 1의 안테나 단자(5)도 겸하고 있다.
또한, 도 2에서는 병렬암 공진자(P1, P2)에 접속되는 어스 단자(12)와, 병렬암 공진자(P3)에 접속되는 어스 단자(11)가 압전 기판(2)상에 마련되어 있다.
도 1로 되돌아가서, 수신 필터(4)는 탄성파 공진자(13)와, 제1 필터부(14)와, 제2 필터부(15)를 가진다. 탄성파 공진자(13)는 1포트형의 탄성파 공진자이며, 한 단이 공통 접속점(8)에 접속되어 있고, 다른 단이 접속점(13A)에 접속되어 있다. 수신 필터(4)에서는 상기 공통 접속점(8)이 입력 단자가 되고, 수신 단자(7)가 출력 단자가 된다.
공통 접속점(8)과 수신 단자(7) 사이에 제1 필터부(14)와 제2 필터부(15)가 접속되어 있다. 보다 구체적으로는 접속점(13A)과 수신 단자(7) 사이에 있어서, 제1 필터부(14)와 제2 필터부(15)가 병렬로 접속되어 있다. 제1 필터부(14) 및 제2 필터부(15)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 압전 기판(2)상에 도시한 전극 구조를 형성함으로써 구성되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 필터부(14)는 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(16)과, 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(17)을 가진다. 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(16)과 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(17)과는 종속 접속되어 있다. 즉, 제1 필터부(14)는 2단 종속 접속 구조를 가진다.
제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(16) 및 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(17)은 각각 3IDT형의 탄성파 공진자로 이루어진다. 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(16)은 탄성파 전파 방향을 따라 순서대로 배치된 제1~제3 IDT(16a~16c)를 가진다. 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(17)도 동일하게 제1~제3 IDT전극(17a~17c)을 가진다.
IDT전극(16a)의 한 단이 어스 전위에 접속되어 있고, 다른 단이 제1 단간 배선(18)에 의해 IDT전극(17a)의 한 단에 접속되어 있다. IDT전극(17a)의 다른 단은 어스 전위에 접속된다. 동일하게, IDT전극(16b)의 한 단이 접속점(13A)에 다른 단이 어스 전위에 접속되어 있다. IDT전극(16c)의 한 단이 어스 전위에, 다른 단이 제2 단간 배선(19)에 접속되어 있다. IDT전극(17b)의 한 단이 어스 전위에 접속되어 있고, 다른 단이 수신 단자(7)에 접속되어 있다. IDT전극(17c)의 한 단이 제2 단간 배선(19)에 접속되어 있다. 수신 단자측의 다른 단은 가상 어스 배선(20)에 접속되어 있다.
제2 필터부(15)에 있어서도, 제3 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(21)과, 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(22)이 2단 종속 접속되어 있다. 제3 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(21)은 제1~제3 IDT전극(21a~21c)을 가진다. 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(22)은 제1~제3 IDT전극(22a~22c)을 가진다. 제1 IDT전극(21a)의 안테나 단자측의 한 단이 어스 전위에 접속되어 있고, 수신 단자측의 다른 단이 제3 단간 배선(23)에 접속되어 있다.
IDT전극(21b)의 한 단이 접속점(13A)에, 다른 단이 어스 전위에 접속되어 있다. IDT전극(21c)의 한 단이 어스 전위에, 다른 단이 제4 단간 배선(24)에 접속되어 있다. IDT전극(22a)의 한 단이 제3 단간 배선(23)에 의해 상기 IDT전극(21a)에 접속되어 있다. IDT전극(22a)의 수신 단자측의 다른 단은 가상 어스 배선(20)에 접속되어 있고, IDT전극(17c)의 수신 단자측의 다른 단과 전기적으로 접속되어 있다.
IDT전극(22b)의 한 단이 어스 전위에 접속되어 있고, 다른 단이 수신 단자(7)에 접속되어 있다. IDT전극(22c)의 한 단이 제4 단간 배선(24)에 접속되어 있고, 다른 단이 어스 전위에 접속되어 있다. 제1 단간 배선(18)을 흐르는 신호의 위상과 제2 단간 배선(19)을 흐르는 신호의 위상이 반대가 되도록 IDT전극(16a~16c) 및 IDT전극(17a~17c)의 방향이 설정되어 있다. 동일하게, 제3 단간 배선(23)을 흐르는 신호의 위상과 제4 단간 배선(24)을 흐르는 신호의 위상이 반대가 되도록 IDT전극(21a~21c) 및 IDT전극(22a~22c)의 방향이 선택되어 있다.
또한, 제2 단간 배선(19)과 제3 단간 배선(23)을 흐르는 신호의 위상도 반대로 되어 있다. 따라서 제1, 제2 필터부(14, 15) 사이에 있어서 서로 인접하고 있는 IDT전극(17c)과 IDT전극(22a)의 주어지는 신호의 위상이 반대로 되어 있다. 한편, IDT전극(17c)의 어스 전위에 접속되어야 할 측의 단부와, IDT전극(22a)의 어스 전위에 접속되어야 할 측의 단부와는 상기 가상 어스 배선(20)에 의해 접속되어 있다. 상술한 바와 같이, IDT전극(17c)과 IDT전극(22a)에 주어지는 신호의 위상이 반대로 되어 있기 때문에, 상기와 같이 가상 어스 배선(20)에 의해 양자를 접속함으로써 IDT전극(17c, 22a)을 어스 전위에 접속하지 않아도 된다.
그 때문에, 도 2에 나타내는 바와 같이, 가상 어스 배선(20)을 압전 기판(2)상에 마련한 구성에서는 가상 어스 배선(20)을 어스 단자에 접속할 필요가 없다. 따라서 소형화를 진척시킬 수 있다.
단, 상술한 바와 같이, 이러한 가상 어스 배선을 마련한 구성에서는 필터 특성, 특히 통과 대역에 리플이 생기는 문제가 있었다. 이에 대해, 본 실시형태의 듀플렉서(1)에서는 도 2에 나타내는 바와 같이, 가상 어스 배선(20)에 인접하고 있는 핫측 배선 부분(25)이 절연막(26)상에 마련되어 있다. 그 때문에, 상기 리플을 효과적으로 억제할 수 있다. 이것을 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 핫측 배선 부분(25)은 IDT전극(22b)의 한 단과, IDT전극(17b)의 한 단에 접속되어 있으면서 수신 단자(7)에 접속되어 있는 배선 부분이다. 또한, 이 핫측 배선 부분(25)은 IDT전극(17b, 22b)의 수신 단자(7)에 접속되는 쪽의 단부에 전기적으로 접속되는 것이기 때문에, 상기 가상 어스 배선(20)에 인접하고 있다.
본원에서는 가상 어스 배선(20)을 가지는 구성에 있어서, 가상 어스 배선(20)에 인접하고 있는 핫측 배선 부분(25)을 절연막(26)상에 배치하면 상기 리플을 효과적으로 억제할 수 있는 것을 찾아내서 본 발명을 이루는 것에 이르렀다. 상기 절연막(26)으로서는 핫측 배선 부분(25)을 압전 기판(2)에 대해 전기적으로 절연할 수 있는 적절한 절연성 재료를 이용해서 형성할 수 있다. 이러한 절연성 재료로서는, 합성 수지나 절연성 세라믹스 등을 이용할 수 있다. 바람직하게는 폴리이미드 수지 등을 적합하게 이용할 수 있다. 그 경우에는 절연막(26)을 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 가상 어스 배선에 인접하고 있는 핫측 배선 부분이란, 가상 어스 배선에 가장 가까운 핫측의 배선 부분을 말한다.
또한, 핫이란, 입력 단자나 출력 단자에 접속되는 신호선을 말한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 핫측 배선 부분(25)은 본 실시형태에서는 가상 어스 배선(20)과 대략 병행하게 되어 있다. 그에 의해, 도 2에 나타내는 세로방향 치수, 즉, 제1, 제2 필터부에서의 단간 접속 방향의 치수를 작게 하는 것이 가능하게 되어 있다. 단, 핫측 배선 부분(25)은 가상 어스 배선(20)과 평행하게 마련되지 않아도 된다.
한편, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 핫측 배선 부분(25)은 그 전체가 절연막(26)상에 위치하고 있을 필요는 없고, 적어도 가상 어스 배선(20)과 서로 인접하고 있는 부분에 있어서, 절연막(26)상에 위치하고 있으면 된다. 본 실시형태에서는 가상 어스 배선(20)이 마련되어 있는 부분을 넘어서 수신 단자(7)의 가까운 측에서는 핫측 배선 부분(25)은 압전 기판(2)상에 직접 형성되어 있다.
도 5는 상기 실시형태의 수신 필터(4) 및 비교예의 필터 특성을 나타내는 도면이다. 비교를 위해서, 도 4에 나타낸 평면도의 전극 구조를 가지는 비교예의 듀플렉서를 준비했다. 비교예의 듀플렉서(101)에서는, 송신 필터(3)는 상기 실시형태와 동일하게 했다. 또한, 수신 필터에 있어서는, 절연막(26)을 마련하지 않고, 상기 핫측 배선 부분(25)을 압전 기판(2)상에 직접 형성한 것을 제외하고는 상기 실시형태와 완전히 동일하게 했다.
도 5의 실선이 상기 실시형태의 결과를, 파선이 상기 비교예의 결과를 나타낸다.
도 5로부터 명확하듯이, 상기 비교예에서는 화살표(A, B)로 나타내는 바와 같이, 통과 대역내에 큰 리플이 나타나 있다. 이에 대해, 본 실시형태에 의하면, 이러한 리플(A, B)을 억압할 수 있는 것을 알 수 있다.
상기와 같이 본 실시형태에 있어서, 통과 대역내에서의 리플(A, B)이 억압되는 것은, 절연막(26)상에 핫측 배선 부분(25)이 마련되어 있는 것에 따른다. 이것은 절연막(26)을 마련함으로써 핫측 배선 부분(25)과 가상 어스 배선(20) 사이에 기생 용량이 작아져 있기 때문이라고 생각된다.
즉, 상기 리플(A, B)이 생기는 것은 가상 어스 배선(20)과 접하는 핫측 배선 부분 사이에 기생 용량이 들어가고, 상기 기생 용량을 통해서 핫측의 신호가 가상 어스 배선(20)에 전송되는 것에 의한다고 생각된다. 가상 어스 배선(20)은 어스 전위에 접속되어 있지 않기 때문에 이러한 기생 용량이 크면, 가상 어스 배선(20)의 전위가 OV로부터 크게 변화할 우려가 있다. 그 결과, 가상 어스 배선(20)에 접속되어 있는 IDT전극(17c)의 어스 단자측 전위와, IDT전극(22a)의 어스 단자측의 전위가 비대칭이 되고, 그에 의해 상기 리플(A, B)이 생기는 것이라 생각된다.
본 실시형태에서는, 상기 절연막(26)을 마련함으로써 상기 기생 용량이 작게되고, 따라서 상기 리플(A, B)이 억압되어 있다고 생각된다.
따라서 본 실시형태에서는 상기와 같이, 가상 어스 배선(20)을 이용함으로써 소형화를 진척시킬 수 있을 뿐만 아니라, 통과 대역내에서의 리플을 효과적으로 억압할 수 있다.
또한, 도 6은 상기 실시형태에서의 수신 필터(4)의 탄성파 공진자(13)를 제외한 전극 구조를 나타내는 모식적 평면도이다. 단, 본 발명은 상기 실시형태의 전극 구조를 가지는 필터장치에 한하지 않고, 도 7~도 11에 나타내는 제1~제5 변형예에 따른 전극 구조를 가지는 필터장치에도 적용할 수 있다.
도 7에 나타내는 필터장치(31)에서는 입력 단자(32)와, 출력 단자로서의 한 쌍인 평형 단자(33, 34)가 포함되어 있다. 즉, 필터장치(31)는 한 쌍의 평형 단자(33, 34)를 가지는 밸런스형의 필터장치이다. 이와 같이 본 발명은 밸런스형의 필터장치에도 적용할 수 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 필터장치(31)에서는 제1 필터부(14)의 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(17)의 IDT전극(17b)의 한 단이 제1 평형 단자(33)에 접속되어 있다. 또한, 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(22)의 IDT전극(22b)의 한 단이 제2 평형 단자(34)에 접속되어 있다. 즉, 평형 단자(33, 34) 사이에 있어서, 제1 필터부(14)와 제2 필터부(15)가 접지 전위를 통해서 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 그 밖의 구성은, 도 6에 나타낸 불평형 단자에 대하여 제1 필터부(14)와 제2 필터부(15)가 전기적으로 병렬로 접속되어 있는 전극 구조 등과 동일하다.
이 변형예에 있어서도, 가상 어스 배선(20)에 의해 소형화를 도모하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 본 변형예에서는 가상 어스 배선(20)에 인접하는 핫측 배선 부분과는 IDT전극(17b)과 제1 평형 단자(33)을 접속하고 있는 핫측 배선 부분(35) 및 IDT전극(22b)과 제2 평형 단자(34)를 접속하고 있는 핫측 배선 부분(36)이 된다. 즉, 핫측 배선 부분(35, 36)을 절연층 위로 배치시키면 좋다. 상술한 바와 같이, 이러한 밸런스형의 필터장치에 있어서는, 한 쌍의 평형 단자 사이의 위상차 및 진폭차를 나타내는 특성에 큰 리플이 나타나 있었다. 이에 대해, 이 변형예에 의하면, 상기 절연막상에 핫측 배선 부분(35, 36)을 위치시킴으로써 상기 실시형태와 동일하게 리플을 효과적으로 억압할 수 있다.
도 8에 나타내는 필터장치(41)에서는 입력 단자(42)와 출력 단자(43) 사이에 제1 필터부(44)와 제2 필터부(45)가 병렬로 접속되어 있다. 여기서는 제1 필터부(44) 및 제2 필터부(45)의 제1, 제3 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛은 5IDT형의 하나의 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(46)에 의해 공통화되어 있다.
즉, 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(46)은 제1~제5 IDT전극(46a~46e)을 가진다. 중앙의 IDT전극(46c)이 탄성파 전파 방향으로 2분할 되어 있다. 즉, 분할 IDT부(46c1, 46c2)를 가진다. 분할 IDT부(46c1, 46c2)는 각각 제2, 제3 단간 배선(19, 23)에 접속되어 있다. 또한, IDT전극(46a)이 제1 단간 배선(18)에, IDT전극(46e)이 제4 단간 배선(24)에 접속되어 있다. 그 밖의 구성은 도 7에 나타낸 전극 구조와 거의 동일하다.
본 변형예에 있어서도, 가상 어스 배선(20)에 인접하는 핫측 배선 부분(25)을 절연층상에 위치시킴으로써 상기 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 9에 나타내는 제3 변형예에 따른 필터장치(51)는 불평형 단자로부터 봤을 때에, 제1 필터부와 제2 필터부가 서로 전기적으로 병렬로 접속되어 있는 구성을 가지는 상기 필터장치(41)와 거의 동일하다. 다른 것은 IDT전극(17b, 22b)이 도 7에 나타낸 필터장치(31)와 동일하게 평형 단자(33, 34)에 접속되는 핫측 배선 부분(35, 36)의 사이에서 접지 전위를 통해서 제1 필터부와 제2 필터부가 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 즉, 밸런스형의 필터장치(51)가 구성되어 있다. 본 변형예에 있어서도, 가상 어스 배선(20)에 인접하는 핫측 배선 부분(35, 36)을 절연층상에 마련함으로써 필터 특성의 결과를 억제할 수 있다. 즉, 한 쌍의 평형 단자(33, 34) 사이의 위상차 및 진폭차의 특성상에 나타나는 리플을 효과적으로 억압할 수 있다.
도 10에 나타내는 제4 변형예의 필터장치(61)에서는, 제1, 제2 필터부(14, 15)에 더해서, 더욱 가로방향에 제3 필터부(62)가 마련되어 있다. 제3 필터부(62)는 제1 필터부(14)와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 제3 필터부(62)는 제5 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(63)과, 제6 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛(64)을 2단 종속 접속한 구조를 가진다.
IDT전극(63b)의 한 단이 접속점(13A)에, 다른 단이 어스 전위에 접속되어 있다. IDT전극(63a, 63c)의 각 한 단이 어스 전위에 접속되어 있다. IDT(63a, 63c)의 다른 단이 각각 제5, 제6 단간 배선(65, 66)에 접속되어 있다.
IDT전극(64b)의 한 단이 어스 전위에, 다른 단이 수신 단자(7)에 접속되어 있다. IDT전극(64a)의 한 단이 제5 단간 배선(65)에, 다른 단이 가상 어스(20A)에 접속되어 있다. 가상 어스 배선(20A)은 제2 필터부(15)의 IDT전극(22c)에 접속되어 있다. IDT전극(64c)의 한 단이 어스 전위에, 다른 단이 제6 단간 배선(66)에 접속되어 있다.
필터장치(61)에서는, 제5 단간 배선(65)을 흐르는 신호의 위상과, 제6 단간 배선(66)을 흐르는 신호의 위상이 반대가 되도록 IDT전극(63a~63c), IDT전극(64a~64c)의 방향이 선택되어 있다. 또한, 제5 단간 배선(65)을 흐르는 신호의 위상은 제4 단간 배선(24)을 흐르는 신호의 위상과 반대로 되어 있다.
따라서 가상 어스 배선(20A)은 상술한 가상 어스 배선(20)과 동일하게 기능한다. 따라서 이 변형예에 있어서도 가상 어스 배선(20)에 더해서 가상 어스 배선(20A)을 마련함으로써 소형화를 도모할 수 있다. 게다가, 가상 어스 배선(20)에 인접하고 있는 핫측 배선 부분(25)과 동일하게 가상 어스 배선(20A)에 인접하고 있는 핫측 배선 부분(25A)을 각각 같은 절연층 또는 다른 절연층상에 위치시킴으로써 필터 특성상에 나타나는 리플을 저감할 수 있다.
도 11에 나타내는 제5 변형예의 필터장치(71)는 필터장치(61)를 밸런스형으로 변경한 것을 제외하고는 동일하게 되어 있다. 즉, 필터장치(71)에서는 IDT전극(22b)이 분할 IDT부(22b1, 22b2)를 가진다. 분할 IDT부(22b2)와 IDT전극(17b)이 공통 접속되어, 제1 평형 단자(33)에 접속되어 있다. 또한, 분할 IDT부(22b1)와 IDT전극(64b)이 공통 접속되어, 제2 평형 단자(34)에 접속되어 있다.
본 변형예에 있어서도, 가상 어스 배선(20, 20A)에 의해 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 핫측 배선 부분, 즉, 가상 어스 배선(20)에 인접하고 있는 핫측 배선 부분(35)을 절연층상에 위치시킴으로써 또한, 가상 어스 배선(20A)에 인접하고 있는 핫측 배선 부분(36)을 절연층상에 위치시킴으로써 리플을 억제할 수 있다. 즉, 제1, 제2 평형 단자(33, 34) 사이의 위상 특성 및 진폭 특성에 나타나는 리플을 효과적으로 억압할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 듀플렉서의 평면도이다. 듀플렉서(81)에서는, IDT전극(17b, 22b)을 수신 단자(7)에 접속하는 핫측 배선 부분(25B)이 가상 어스 배선(20B)과 입체 교차부(82, 83)에 의해 입체 교차하고 있다. 보다 구체적으로는, 가상 어스 배선(20B)상에 층간 절연막(84, 85)이 형성되어 있다. 이 층간 절연막(84, 85) 위를 통과하도록 핫측 배선 부분(25B)이 형성되어 있다. 그에 의해 입체 교차부(82, 83)가 마련되어 있다.
도 13에 확대해서 나타내는 바와 같이, 가상 어스 배선(20B)은 상기 입체 교차부(82)에 있어서, 상대적 폭이 좁은 부분(20B1)을 가진다. 상대적으로 폭이 좁은 부분(20B1)은 본 실시형태에서는 층간 절연막(84)이 위에 적층되어 있는 부분에 마련되어 있다. 그리고 상대적으로 폭이 좁은 부분(20B1) 이외의 부분(20B2)의 폭은 상대적으로 넓게 되어 있다.
본 실시형태는 상기 입체 교차부(82, 83)가 마련되어 있고, 핫측 배선 부분(25B)이 입체 교차부(82, 83)에 있어서 층간 절연막(84, 85)상에 위치하고 있는 점에 있어서 제1 실시형태와 다르다. 또한, 제1 실시형태와 동일 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 붙임으로써 제1 실시형태의 설명을 인용하는 것으로 한다.
본 실시형태에 있어서도 가상 어스 배선(20B)을 이용함으로써 소형화가 도모되고 있다. 게다가 본 실시형태에서는, 상기 층간 절연막(84, 85)을 통해서 핫측 배선 부분(25B)이 가상 어스 배선(20B)에 대해 분리되어 있다. 따라서 가상 어스 배선(20B)과, 핫측 배선 부분(25B) 사이의 기생 용량을 작게 할 수 있다. 따라서 제1 실시형태의 경우와 동일하게 통과 대역에 나타나는 리플을 억압할 수 있다.
특히 본 실시형태에서는, 상기 핫측 배선 부분(25B)과 층간 절연막(84)을 통해서 겹쳐있는 부분이 폭이 좁은 부분(20B1)으로 되어 있고, 가상 어스 배선(20B)을 구성하고 있다. 따라서 상기 기생 용량을 보다 한층 작게 할 수 있다. 그러므로 상기 리플을 보다 한층 효과적으로 억압할 수 있다. 이렇게 핫측 배선 부분(25B)과 층간 절연막(84, 85)을 통해서 겹치는 가상 어스 배선 부분의 폭이 나머지 부분보다도 좁은 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는 층간 절연막(83)의 아래쪽에 위치하고 있는 가상 어스 배선 부분 전체가 폭이 좁은 부분(20B1)으로 되어 있었지만, 상기와 같이 핫측 배선 부분(25B)과 겹치는 부분에 있어서만, 가상 어스 배선(20B)의 폭이 좁게 되어 있어도 된다. 또한, 폭이 좁은 부분(20B1)은 층간 절연막(84)이 적층 되어 있는 부분보다도 외측에 이르고 있어도 된다.
도 14에 가상 어스 배선과 핫측 배선 부분 사이에 O.1㎊의 정전용량(92)을 추가한 비교예의 필터 구성을 나타낸다. 본 비교예의 다른 구성은 제2 실시형태와 거의 동일하다.
도 15는 제2 실시형태와 도 14에 나타낸 비교예의 S21특성의 측정 결과이다. 도 15에서는 제2 실시형태를 실선으로 나타내고, 도 14의 비교예를 파선으로 나타냈다.
제2 실시형태에 비해 비교예에서는, 가상 어스 배선과 핫측 배선 부분의 사이의 정전용량의 증가에 따라, 통과 대역내의 리플이 증가하고 있는 것을 알 수 있다.
따라서 가상 어스 배선과 핫측 배선 부분 사이의 정전용량이 감소하므로, 상기 제2 실시형태에서는 통과 대역내의 리플이 감소하는 것을 알 수 있다.
제2 실시형태의 필터장치에 있어서도 제1, 제2 필터부의 전극 구조는 특별히 한정되지 않고, 상술한 도 7~도 11에 나타낸 제1~제5 변형예와 같이 적절히 변형할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, IDT전극(17c)과 IDT전극(22a)을 접속하고 있는 가상 어스 배선(20)이 마련되어 있고, 제2 실시형태에서는 IDT전극(17a, 17c, 22a, 22c)을 접속하고 있는 가상 어스 배선(20B)이 마련되어 있었다. 본 발명에 있어서, 가상 어스 배선에 접속되는 IDT전극은 이들에 한정되지 않는다. 즉, 제1~ 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛에서는 IDT전극의 한 단 및 다른 단 부분을 구성하고 있고, 핫측 전위에 접속되는 단자 부분이 제1 단자 부분이며, 핫측 전위가 아닌 전위에 접속되는 단자 부분이 제2 단자 부분이다. 본 발명에서는, 제1 필터부의 제2 단자 부분의 적어도 하나와, 제2 필터부의 복수의 제2 단자 부분 내의 적어도 하나의 단자 부분을 접속하도록 상기 가상 어스 배선이 포함되어 있으면 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 입력 단자 및 출력 단자의 적어도 한쪽 측에서, 불평형 단자로부터 봤을 때에, 제1 필터부와 제2 필터부가 전기적으로 병렬로 접속되는 구성을 나타냈다. 상기 구성은 상기 실시형태에서 나타낸 바와 같이, 제1 필터부와 제2 필터부가 입력 단자 및 출력 단자의 적어도 한쪽 측의 평형 단자 사이에서 접지 전위를 통해서 전기적으로 직렬로 접속되어 있는 구성을 제외하는 것은 아니다. 본 발명은 3IDT형의 탄성파 공진자를 포함하는 3개 이상의 IDT를 가지는 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛에도 적응할 수 있다.
또한, 본 발명의 필터장치는 탄성파 표면파나 탄성 경계파 등의 다양한 탄성파을 이용한 장치에 의해 구성할 수 있다.
1: 듀플렉서
2: 압전 기판
3: 송신 필터
4: 수신 필터
5: 안테나 단자
6: 송신 단자
7: 수신 단자
8: 공통 접속점
11, 12: 어스 단자
13: 탄성파 공진자
13A: 접속점
14: 제1 필터부
15: 제2 필터부
16: 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛
16a~16c: IDT전극
17: 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛
17a~17c: IDT전극
18: 제1 단간 배선
19: 제2 단간 배선
20, 20A: 가상 어스 배선
21a~21c, 22a~22c: IDT전극
22: 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛
22b1, 22b2: 분할 IDT부
23: 제3 단간 배선
24: 제4 단간 배선
25, 25A, 25B: 핫측 배선 부분
26: 절연막
31: 필터장치
32: 입력 단자
33: 제1 평형 단자
34: 제2 평형 단자
35, 36: 핫측 배선 부분
41: 필터장치
42: 입력 단자
43: 출력 단자
44: 제1 필터부
45: 제2 필터부
46: 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛
46a~46e: IDT전극
46c1, 46c2: 분할 IDT부
51: 필터장치
61: 필터장치
62: 제3 필터부
63: 제5 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛
63a~63c, 64a~64c: IDT전극
65: 제5 단간 배선
66: 제6 단간 배선
71: 필터장치
81: 듀플렉서
82, 83: 입체 교차부
84, 85: 층간 절연막
92: 정전용량
P1~P3: 병렬암 공진자
Sl~S7: 직렬암 공진자

Claims (7)

  1. 압전 기판과,
    입력 단자와, 출력 단자와,
    상기 압전 기판상에 형성되어 있고, 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 접속된 제1 필터부와,
    상기 압전 기판상에 형성되어 있고, 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 접속되어 있고, 상기 제1 필터부에 병렬로 접속되어 있는 제2 필터부를 포함하고,
    상기 제1 필터부가 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛에 종속 접속되어 있는 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과 상기 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛을 접속하고 있는 제1, 제2 단간 배선을 가지고,
    상기 제2 필터부가 제3 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 상기 제3 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛에 종속 접속되어 있는 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 상기 제3, 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛을 접속하고 있는 제3, 제4 단간 배선을 가지고,
    상기 제1 필터부와, 상기 제2 필터부가 핫측 전위에 접속되는 복수의 제1 단자 부분과, 핫측 전위가 아닌 전위에 접속되는 복수의 제2 단자 부분을 가지고,
    상기 제1 필터부의 복수의 상기 제2 단자 부분의 적어도 하나의 단자 부분과, 상기 제2 필터부의 복수의 상기 제2 단자 부분의 적어도 하나의 단자 부분을 접속하고 있는 가상 어스 배선과,
    상기 가상 어스 배선에 인접하고 있는 핫측 배선 부분과,
    상기 압전 기판상에 마련된 절연막을 더 포함하고, 상기 가상 어스 배선에 인접하고 있는 상기 핫측 배선 부분이 상기 절연막상에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  2. 압전 기판과,
    입력 단자와, 출력 단자와,
    상기 압전 기판상에 형성되어 있고, 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 접속된 제1 필터부와,
    상기 압전 기판상에 형성되어 있고, 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 접속되어 있고, 상기 제1 필터부에 병렬로 접속되어 있는 제2 필터부를 포함하고,
    상기 제1 필터부가 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛에 종속 접속되어 있는 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과 상기 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛을 접속하고 있는 제1, 제2 단간 배선을 가지고,
    상기 제2 필터부가 제3 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 상기 제3 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛에 종속 접속되어 있는 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛과, 상기 제3, 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛을 접속하고 있는 제3, 제4 단간 배선을 가지고,
    상기 제1 필터부와, 상기 제2 필터부가 핫측 전위에 접속되는 복수의 제1 단자 부분과, 핫측 전위가 아닌 전위에 접속되는 복수의 제2 단자 부분을 가지고,
    상기 제1 필터부의 복수의 상기 제2 단자 부분의 적어도 하나의 단자 부분과, 상기 제2 필터부의 복수의 상기 제2 단자 부분의 적어도 하나의 단자 부분을 접속하고 있는 가상 어스 배선과, 상기 가상 어스 배선에 입체 교차하고 있는 핫측 배선 부분을 더욱 포함하고,
    상기 입체 교차하고 있는 부분에 있어서, 상기 가상 어스 배선과 상기 핫측 배선 부분 사이에 마련된 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막을 통해서 입체 교차하고 있는 부분에 있어서, 상기 가상 어스 배선의 폭이 상기 가상 어스 배선의 나머지 부분의 폭보다도 좁게 되어 있는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가상 어스 배선이 상기 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛의 적어도 하나의 상기 제2 단자 부분과, 상기 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터 유닛의 적어도 하나의 상기 제2 단자 부분을 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력 단자가 불평형 입력 단자이며, 상기 출력 단자가 불평형 출력 단자인 것을 특징으로 하는 필터장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력 단자가 불평형 입력 단자이며, 상기 출력 단자가 제1, 제2 평형 출력 단자인 것을 특징으로 하는 필터장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력 단자와, 상기 출력 단자 사이에 접속되어 있고, 상기 제1, 제2 필터부에 병렬로 접속되어 있는 적어도 하나의 제3 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  7. 제1항 내지 제6항에 기재된 필터장치로 이루어지는 제1 대역통과형 필터장치와,
    상기 압전 기판상에 마련되어 있으면서 상기 제1 대역통과형 필터와는 다른 제2 대역통과형 필터장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
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