WO2007145049A1

WO2007145049A1 - 弾性波分波器

Info

Publication number: WO2007145049A1
Application number: PCT/JP2007/060189
Authority: WO
Inventors: Toshiaki Takata; Osamu Yokokura
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2006-06-12
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2007-12-21
Also published as: EP2031755B1; JPWO2007145049A1; US20090058555A1; JP4720908B2; EP2031755A4; CN101467349A; US7619491B2; CN101467349B; EP2031755A1

Abstract

　送信側フィルタチップ及び受信側フィルタチップが積層基板に搭載されており、積層基板内にインピーダンス整合回路が構成されている弾性波分波器において、送信帯域及び受信帯域のアイソレーション特性が改善されており、両者のバランスが高められており、小型の分波器を提供する。　積層基板４３上に、弾性波フィルタチップからなる送信側フィルタチップ６及び受信側フィルタチップ７がフリップチップボンディングされており、積層基板４３内にインピーダンス整合回路を構成するためのコイル状線路パターン５２，５４，５６を含むコイル状線路が構成されており、平面視した場合に、積層基板４３の中心を通り、第１の端部４３Ａと第２の端部４３Ｂとを結ぶ中心線Ｘに対し、一方側に送信側フィルタチップ６が、他方側に受信側フィルタチップ７が配置されており、該受信側フィルタチップ７が配置されている側に上記コイル状線路が配置されている、弾性波分波器１。

Description

明細書

弾性波分波器

技術分野

[0001] 本発明は、弾性表面波フィルタや弾性境界波フィルタなどの弾性波フィルタを用いた弾性波分波器に関し、より詳細には、積層基板上に送信側フィルタチップ及び受信側フィルタチップがフェイスダウン工法でフリップチップボンディングされている構造を備えた弾性波分波器に関する。

背景技術

[0002] 小型化を進めるために、携帯電話機などの移動体通信機器にお!、ては、複数の電子部品を一体ィ匕してなる複合型の電子部品が求められている。このような要求を満たすために、従来、アンテナ端子に接続される送信側フィルタと受信側フィルタとを一体ィ匕してなる分波器が広く用いられている。また、フィルタの小型化を図り得るため、従来、弾性表面波を利用した弾性表面波フィルタが、上記受信側フィルタや送信側フィルタに広く用いられて、る。

[0003] この種の弾性表面波フィルタを用いた分波器の一例力下記の特許文献 1に開示されている。

[0004] 図 9は、特許文献 1に開示されている弾性表面波分波器の回路構成を示す模式的平面図である。弾性表面波分波器 501は、アンテナに接続されるアンテナ端子 502 と、送信側端子 503と、第 1,第 2の受信側端子 504, 505とを有する。受信側端子 5 04, 505は、平衡出力端子であり、この弾性表面波分波器 501では、受信側端子 50 4, 505から平衡出力が得られる。

[0005] アンテナ端子 502には、送信側フィルタ 506の一端及び受信側フィルタ 507の一端が接続されている。すなわち、送信側フィルタ 506と、受信側フィルタ 507とは共通接続されて、アンテナ端子 502に接続されている。なお、アンテナ端子 502と、受信側フィルタ 507との間には、整合回路 508が接続されている。送信側フィルタ 506は、複数の直列腕共振子 SI, S2, S3と、複数の並列腕共振子 PI, P2とを有するラダー型の回路構成を有する弾性表面波フィルタである。 [0006] 他方、受信側フィルタ 507は、整合回路 508を介してアンテナ端子 502に接続される入力端 509を有する。この入力端 509に、第 1,第 2の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 510, 511の一端が接続されている。第 1,第 2の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 510, 511の後段には、それぞれ、第 3,第 4の縦結合共振子型弹性表面波フィルタ部 512, 513が接続されている。第 1〜第 4の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 510〜513は、いずれも 3IDT型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ素子である。第 3,第 4の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 512, 513の中央の IDTの各一端同士が接続されて、上記第 1の受信端子 504に接続されており、該中央の IDTの各他端同士が共通接続されて、上記第 2の受信端子 505に接続されている。

[0007] 入力端 509から第 1の受信端子 504に流れる信号の位相に対して、入力端 509から第 2の受信端子 505に流れる信号の位相が反転するように、第 1〜第 4の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 510〜513が構成されている。

[0008] 上記回路構成の弾性表面波分波器 501の製造に際しては、具体的には、積層基板上に、送信側フィルタ 506及び受信側フィルタ 507を構成する弾性表面波フィルタチップを実装し、ボンディングワイヤーにより積層基板に設けられた電極パターンに接続した構成が開示されてヽる。

[0009] また、上記整合回路 508を構成するための位相整合用パターンは、上記積層基板のある高さ位置に形成されている。より具体的には、図 10に模式的平面断面図で示すように、積層基板 520の中間高さ位置においては、ミアンダ状の位相整合用回路ノターン 521が形成されている。この位相整合用回路パターン 521の一端が積層基板 520上に搭載されている受信側フィルタの入力端に接続され、他端がアンテナ端子に接続されている。

[0010] 図 11は、特許文献 1の 1つの実施形態において示されている上記積層基板の上面に搭載されてヽる弹性表面波フィルタチップ等を示す模式的平面図である。図 11から明らかなように、積層基板 520上に、送信側フィルタ及び受信側フィルタを構成している弾性表面波フィルタチップ 522が搭載されており、ボンディングワイヤー 523などにより、積層基板 520に設けられた電極ランドと電気的に接続されている。特許文献 1：特開 2003— 249842号公報

発明の開示

[0011] 近年、弾性表面波分波器等においては、より一層の小型化を図るために、弾性表面波フィルタチップを積層基板上にバンプを用いてフリップチップボンディングする方法が用いられてきている。ボンディングワイヤーを用いないため、接合作業を効率良く行うことができるとともに、弾性表面波分波器の小型化を進めることができる。

[0012] 従って、特許文献 1に記載の弾性表面波分波器にぉ、て、弾性表面波フィルタチップからなる送信側フィルタ及び受信側フィルタをフリップチップボンディング工法により搭載した場合、ワイヤーボンディングを用いな、ことになる。

[0013] 他方、弾性表面波分波器 501では、インピーダンス整合を図るために、アンテナ端子 502と受信側フィルタ 507との間に、整合回路 508が挿入されている。この整合回路 508は、弾性表面波分波器 501では、図 10に示したミアンダ状の位相整合用回路パターン 521を用いて形成されてヽるが、この位相整合用回路パターン 521によるインダクタンスだけでなく、ボンディングワイヤーによるインダクタンス分も利用されて、整合回路 508としてのインダクタンスが得られて、る。

[0014] 従って、特許文献 1に記載の弾性表面波分波器 501では、積層基板に内蔵されるミアンダ状の位相整合用回路パターン 521によるインダクタンス値は小さくてすむ。

[0015] これに対して、フリップチップボンディング工法により、積層基板上に受信側フィルタ及び送信側フィルタを搭載した構造とした場合には、ボンディングワイヤーは用いられない。従って、ボンディングワイヤーによるインダクタンスを利用することができない。よって、インピーダンス整合回路を構成するための線路パターンとしては、小さな面積でより大きなインダクタンスの得られる構造が要求される。そのため、このような要求を満たすには、コイル状線路パターンを用いることが考えられる。コイル状線路パターンでは、ミアンダ状線路パターンに比べて、大きなインダクタンスを得ることができる。

[0016] しカゝしながら、コイル状線路パターンを積層基板に形成した場合、上記コイル状線路パターンと、送信側フィルタあるいは受信側フィルタとの間で電磁結合が生じ、アイソレーシヨン特性が劣化するおそれがあった。特に、送信側フィルタと、上記コイル状線路パターンとの間で電磁結合が生じると、アイソレーション特性が劣化するという問題があった。

[0017] 本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、積層基板上に、弾性波フィルタからなる送信側フィルタチップ及び受信側フィルタチップ力フリップチップボンデイングされており、受信側フィルタとアンテナ端子との間に、インピーダンス整合回路を接続するために積層基板にコイル状線路パターンが構成されてヽる弾性波分波器であって、コイル状線路パターンと送信側もしくは受信側フィルタとの間の電磁結合が生じ難ぐ従って、アイソレーション特性の悪ィ匕が生じ難い、弾性波分波器を提供することにある。

[0018] 本発明に係る弾性波分波器は、弾性波フィルタカゝらなる送信側フィルタ部と、弾性波フィルタ力なる受信側フィルタ部と、送信側フィルタ部及び受信側フィルタ部の一端を共通接続している共通接続端と、共通接続端と受信側フィルタ部との間に接続されたインピーダンス整合回路部とを備える。ここで、弾性波フィルタとは、弾性表面波フィルタの他、弾性境界波を利用した弾性境界波フィルタなど、様々な弾性波を用 V、たフィルタを広く含むものとする。

[0019] なお、弾性境界波フィルタは、弾性表面波フィルタと同様に、圧電基板上に、 IDT 電極及び反射器を形成することにより、構成されたフィルタ素子である。例えば、圧電単結晶基板表面に、 IDT電極及び反射器を形成し、その上に、 SiOなどの比較的

2

厚い薄膜を形成することにより、弾性境界波フィルタが得られる。弾性境界波フィルタの動作原理及び構成は、弾性表面波フィルタとほぼ同様であるが、弾性境界波フィルタでは、圧電単結晶基板表面に上記 SiOなどからなる固体層が設けられており、

2

圧電単結晶基板と固体層との境界を伝搬する弾性波、すなわち弾性境界波が用いられる。弾性境界波フィルタでは、弾性境界波が圧電単結晶基板と固体との境界面を伝搬するので、空洞を有するノッケージを必要としないため、素子の小型化を図ることができる。

[0020] 上記弾性境界波フィルタは、圧電基板と固体層との境界を伝搬する弾性境界波を用いているが、弾性表面波フィルタと動作原理は基本的に同じであるため、用いられる設計手法も類似している。従って、本発明においては、上記弾性波フィルタとしては、弾性表面波フィルタだけでなぐ弾性境界波フィルタも用いられる。 [0021] 本発明にお、ては、上記送信側フィルタ部及び受信側フィルタ部は、それぞれ、積層基板上にフェイスダウン方式でフリップチップボンディングされた送信側フィルタチップ及び受信側フィルタチップ力もなる。

[0022] フェイスダウン方式でフリップチップボンディングされて!/、るため、ボンディングワイヤーを用いた接合方法を採用した弾性表面波分波器に比べ、本発明の弾性表面波分波器では、小型化を図ることができる。

[0023] また、本発明の弾性波分波器では、送信側フィルタチップは、第 1の圧電基板を用いて構成されたラダー型のフィルタであり、かつ入力端子及び出力端子を有する。受信側フィルタチップは、第 2の圧電基板を用いて構成された縦結合共振子型フィルタであり、受信側入力端子と、第 1,第 2の受信端子とを有する平衡ー不平衡変換機能を有するフィルタチップである。

[0024] そして、上記弾性波分波器の積層基板上には、送信側フィルタチップ及び受信側フィルタチップに電気的に接続される第 1,第 2の電極ランドを有する配線パターンが形成されており、また積層基板には整合回路パターンが設けられている。該整合回路パターンにより上記インピーダンス整合回路部が構成されている。上記積層基板は、複数の絶縁層を有し、上記整合回路パターンは、複数の導体パターンと、複数の導体パターンを電気的に接続して、るビアホール導体とを有し、かつ複数の上記絶縁層に渡って、るコイル状線路を有する。この整合回路パターンの一端が上記電極ランドに、他端がグラウンド電位に接続されている。

[0025] さらに、上記積層基板の第 1の端部と、第 1の端部とは反対側の第 2の端部とを結ぶ方向であって、積層基板の中心を通る中心線に対し、送信側フィルタチップが中心線の一方側に、受信側フィルタチップが他方側に配置されて、る。

[0026] また、上記整合回路パターンは、コイル状線路を有し、コイル状線路の中心は、平面視した場合に、上記弾性波分波器の積層基板の中心線に対し、上記受信側フィルタチップが配置されて、る側に配置されて、る。

[0027] 本発明に係る弾性波分波器では、好ましくは、前記コイル状線路の中心力平面視した場合に、前記受信側フィルタチップの第 1の受信端子と第 2の受信端子とを結ぶ線を底辺とする 2等辺三角形の頂点に位置されている。この場合には、アイソレーシヨン特性をより一層改善することができる。

[0028] 本発明に係る弾性波分波器では、好ましくは、前記整合回路パターンと、前記配線パターンとの間に、グラウンド電位に接続されるシールド電極がさらに備えられ、それによって、アイソレーション特性をより一層改善することができる。

[0029] 本発明に係る弾性波分波器では、好ましくは、前記配線パターンが、送信側信号配線パターン及び送信側グラウンド配線パターンをさらに有し、前記コイル状線路が、平面視した場合に、前記送信側信号配線パターン及び前記送信側グラウンド配線パターンと重なり合う部分を有していない。この場合には、アイソレーション特性をより一層改善することができる。

[0030] 本発明に係る弾性波分波器では、好ましくは、前記ラダー型フィルタは、並列腕共振子と直列腕共振子とを有し、前記送信側フィルタチップが、前記並列腕共振子の一端に接続されるバンプをさらに有し、積層基板上に該バンプが接続される電極ランドが設けられており、該電極ランドと、グラウンド電位との間に、直列インダクタが挿入される。この場合には、良好なアイソレーション特性を維持しつつ相対的に低周波数に位置する素子側フィルタのフィルタ特性を広帯域ィ匕することが可能となる。

[0031] 本発明に係る弾性波分波器では、好ましくは、前記積層基板の前記送信側フィルタチップ及び受信側フィルタチップが搭載される側とは反対側の面に外部端子が設けられており、前記外部端子に前記シールド電極が前記積層基板を貫通して!/、る複数のビアホール電極を用いて電気的に接続されている。従って、アイソレーション特性をより一層改善することができる。

[0032] 本発明に係る弾性波分波器では、好ましくは、前記受信側フィルタチップに設けられた縦結合共振子型フィルタが、第 1の受信端子に電気的に接続されている第 1の縦結合共振子型フィルタ部と、前記第 2の受信端子に接続されている第 2の縦結合共振子型フィルタ部とを有し、前記第 2の縦結合共振子型フィルタ部における入力信号に対する出力信号の位相が、前記第 1の縦結合共振子型フィルタ部における入力信号に対する出力信号の位相に対して 180度異なっており、前記送信側フィルタチップを流れる電気信号は、前記積層基板の第 2の端部力第 1の端部側に向う方向に流れており、前記第 1の縦結合共振子型フィルタ部における電気信号の流れる方向が、平面視した場合に、前記第 2の端部から前記第 1の端部に向う方向であり、前記第 2の縦結合共振子型フィルタ部における電気信号が流れる方向は、平面視した場合に、前記第 1の端部力前記第 2の端部に向う方向とされている。この場合には、特に、受信帯域のアイソレーション特性を効果的に改善することができる。

(発明の効果）

[0033] 本発明に係る弾性波分波器では、コイル状線路の中心が、平面視した際に、上記積層基板の中心線に対し、受信側フィルタチップが配置されて、る側に設けられている。受信側フィルタチップは、平衡—不平衡変能を有するため、すなわち受信出力は、平衡出力であるため、送信側フィルタ部における信号に比べて、電磁結合による影響が生じ難い。従って、送信側フィルタの近くにコイル状線路が設けられて Vヽな、ため、アイソレーション特性を高めることができる。

[0034] よって、本発明によれば、小型化及びアイソレーション特性の改善を両立することができ、特に、送信側フィルタとインピーダンス整合回路を構成しているコイル状線路との間の電磁結合によるアイソレーション特性の悪ィ匕を効果的に抑制することが可能となる。

[0035] また、コイル状線路では、小さな面積で大きなインダクタンスを得ることができる。従つて、ボンディングワイヤーを用いなヽフリップチップボンディング工法を用いて構成されている弾性波分波器において、小型化をより一層進めることが可能となる。

[0036] よって、本発明によれば、小型であり、かつアイソレーション特性に優れた弾性波分波器を提供することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0037] [図 1]図 1 (a)は、本発明の弾性波分波器の受信側フィルタチップの回路構成を示す模式図であり、（b)は、上記実施形態の弾性波分波器の正面断面図である。

[図 2]図 2は、本発明の一実施形態の弾性波分波器の回路構成を示すブロック図である。

[図 3]図 3は、本発明の一実施形態の弾性波分波器の送信側フィルタチップの回路構成を示す模式図である。

[図 4]図 4は、本発明の弾性波分波器の要部を示し、積層基板上に送信側フィルタチップ及び受信側フィルタチップが搭載される状態を示す模式的平面図である。圆 5]図 5 (a)は、本発明の一実施形態の弾性波分波器において、蓋材を取り除いた状態を示す模式的平面図であり、（b)は、積層基板上の電極パターンを示す模式的平面図であり、（c)及び (d)は、積層基板内の中間高さ位置における配線パターンを示す模式的平面図である。

[図 6]図 6 (a)〜 (c)は、積層基板内に設けられているコイル状線路パターン部分を説明するための各模式的平面断面図であり、（d)は、積層基板の下面に設けられている複数の外部端子を示す模式的平面図である。

[図 7]図 7 (a)〜(d)は、比較のために用意した弾性波分波器において、積層基板内に構成されているコイル状線路パターン部分の形状及び位置を示すための各模式的平面断面図である。

[図 8]図 8は、本発明の一実施形態及び比較例のアイソレーション特性を示す図である。

[図 9]図 9は、従来の弾性波分波器の回路構成を示す図である。

[図 10]図 10は、従来の弾性波分波器において、積層基板内に設けられた位相整合用回路のミアンダ状線路パターンを示す模式的平面図である。

[図 11]図 11は、従来の弾性波分波器の積層基板上に弾性表面波フィルタチップが搭載されてる状態を示す模式的平面図である。

符号の説明

1 · '弾性波分波器

2· · ·アンテナ端子

3· "送信端子

4· ··第 1の受信端子

5· ··第 2の受信端子

6· '·送信側フィルタチップ

Ί. ' '·受信側フィルタチップ

8· ··共通端子

9· '·インピーダンス整合回路 S11〜S16…直列腕共振子

P21〜P23…並列腕共振子

21…共通接続点

25, 26···インダクタンス

31, 32…弾性表面波共振子

33〜36···縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部

33 &〜 33c…第 1〜第 3の IDT

33d, 33e…反射器

34&〜34 "第1〜第3の1。丁

34d, 34e…反射器

35a, 35b…信号線

36a, 36b…信号線

37···縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部

37a〜37c…第 1〜第 3の IDT

37d, 37e…反射器

38···縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部

38a〜38c…第 1〜第 3の IDT

38d, 38e…反射器

41a, 41b, 42a, 42b…ノンプ

43…積層基板

43a〜43f…絶縁層

44···ケース材

45···蓋材

50…シールド電極

61〜63…コイル状線路パターン

発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 [0040] 図 2は、本発明の一実施形態に係る弾性波分波器を示すブロック図である。本実施形態の弾性波分波器 1は、 CDMA800用分波器である。 CDMA800用分波器では、送信側の通過帯域は 824〜849MHzであり、受信側の通過帯域は 869〜894M Hzである。

[0041] 弾性波分波器 1は、アンテナに接続されるアンテナ端子 2と、送信端子 3と、第 1の受信端子 4と、第 2の受信端子 5とを有する。アンテナ端子 2に、送信側フィルタチップ 6の一端と、受信側フィルタチップ 7の一端が接続されている。送信側フィルタチップ 6の他端が上記送信端子 3であり、受信側フィルタチップ 7の他端は、第 1,第 2の受信端子 4, 5である。すなわち、受信側フィルタチップ 7は、平衡—不平衡変能を有する、 V、わゆるバランス型弾性波フィルタにより構成されて、る。

[0042] また、アンテナ端子 2と接続されている共通端子 8と、グラウンド電位との間には、ィンピーダンス整合回路 9が接続されている。弾性波分波器 1では、アンテナに結合される部分にぉ、て、送信側フィルタチップ 6と受信側フィルタチップ 7とのインピーダンス整合を図るために、インピーダンス整合回路 9が設けられて、る。

[0043] 弾性波分波器 1では、送信端子 3と、第 1,第 2の受信端子 4, 5との間でのアイソレーシヨンが良好であることが強く求められる。

[0044] 本実施形態では、共通端子 8及び送信端子 3の特性インピーダンスが 50 Ωとし、第 1,第 2の受信端子 4, 5のインピーダンスが 100 Ωとなるように、弾性波分波器 1の回路が設計されている。

[0045] 図 1 (a)は、上記弾性波分波器 1の受信側フィルタチップ 7の回路構成を示す模式的回路図であり、図 3は、送信側フィルタチップ 6の回路構成を示す模式的回路図であり、図 1 (b)は、弾性波分波器 1の物理的構造を説明するための正面断面図である

[0046] 図 3に示すように、送信側フィルタチップ 6では、共通端子 8と送信端子 3との間の直列腕に、直列腕共振子 S11〜S16が接続されている。そして、直列腕とグラウンド電位との間に、複数の並列腕が形成されており、各並列腕に、それぞれ、並列腕共振子 P21、 P22及び P23が挿入されている。なお、並列腕共振子 P21, P22の一端は共通接続点 24により共通接続されている。この共通接続点 24とグラウンド電位との間にインダクタンス 25が挿入されている。また、並列腕共振子 P23とグラウンド電位との間に、インダクタンス 26が挿入されている。

[0047] 上記のように、送信側フィルタチップ 6では、複数の直列腕共振子 S11〜S16と、複数の並列腕共振子 P21〜P23とを有するラダー型フィルタが構成されている。なお、直列腕共振子 S11〜S16及び並列腕共振子 P21〜P23は、いずれも、 1つの IDT 電極の表面波伝搬方向両側に反射器が配置されてなる、 1ポート型弾性表面波共振子で構成されている。

[0048] すなわち、送信側フィルタチップ 6は、ラダー型回路構成の弾性表面波フィルタ素子である。

[0049] 他方、図 1 (a)に示すように、受信側フィルタチップ 7では、共通端子 8に 1ポート型 S AW共振子 31, 32を介して、第 1,第 2の縦結合共振子型フィルタ部 33, 34が接続されている。第 1,第 2の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 33, 34は、いずれも、 3IDT型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部である。従って、縦結合共振子型弾性波フィルタ部 33, 34は、それぞれ、表面波伝搬方向に沿って配置された第 1 〜第 3の IDT33a〜33c、 34a〜34cを有する。なお、 IDT33a〜33cが設けられている領域の表面波伝搬方向両側には、反射器 33d, 33eが設けられている。同様に、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 34においては、反射器 34d, 34eが、 IDT 34a〜34cが設けられている領域の表面波伝搬方向両側に設けられている。

[0050] 中央に配置されている第 2の IDT33bの一端が、弾性波共振子 31を介して共通端子 8に接続されている。両側の第 1,第 3の IDT33a, 33cの各一端はグラウンド電位に接続されている。第 2の IDT33bの他端はグラウンド電位に接続されている。第 1, 第 3の IDT33a, 33cの各他端力信号線 35a, 35bに接続されている。

[0051] 第 2の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 34においても、中央の第 1の IDT34 bの一端が、弾性表面波共振子 32を介して共通端子 8に接続されており、他端がグラウンド電位に接続されている。そして、第 1,第 3の IDT34a, 34cの各一端がグラウンド電位に接続されており、各他端が、信号線 36a, 36bに接続されている。

[0052] 第 1,第 2の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 33, 34の後段には、第 3,第 4 の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 37, 38が接続されている。縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 37, 38は、いずれも、第 1 ,第 2の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 33, 34と同様に、 3IDT型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ素子である。従って、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 37では、第 1〜第 3の IDT 37a〜37cと、反射器 37d, 37eとが設けられている。また、第 4の縦結合共振子型弹性表面波フィルタ部 38においても、第 1〜第 3の IDT38a〜38cと、反射器 38d, 38 eとが設けられている。

[0053] 上記信号線 35a, 35bにより、第 1 ,第 3の IDT37a, 37cの一端が、それぞれ、第 1 の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 33の第 1 ,第 3の IDT33a, 33cに接続されており、 IDT37a, 37cの他端はグラウンド電位に接続されている。また、中央の ID T37bの一端がグラウンド電位に、他端が第 1の受信端子 4に接続されている。

[0054] 同様に、第 2の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 34の第 1 ,第 3の IDT34a, 34cに、それぞれ、信号線 36a, 36bにより、第 4の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 38の第 1 ,第 3の IDT38a, 38cの一端力接続されており、 IDT38a, 38cの他端はグラウンド電位に接続されている。 IDT38bの一端がグラウンド電位に、他端が、第 2の受信端子 5に接続されている。

[0055] 上記アンテナ端子 2から第 1の受信端子 4に流れる信号の位相と、アンテナ端子 2 力も第 2の受信端子 5に流れる信号の位相とが 180度異なるように、第 1〜第 4の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 33, 34, 37, 38が構成されている。より具体的には、第 3の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 37の中央の第 2の IDT37bに対し、第 4の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部 38の中央の第 2の IDT38bが反転されており、それによつて、受信端子 4から取り出される信号の位相に対し、受信端子 5から取り出される信号の位相が 180度異ならされて、る。

[0056] もっとも、本発明におヽては、平衡ー不平衡変換機能を有する受信側フィルタチップの回路構成は、図 1 (a)に示した構成に限定されるものではない。すなわち、平衡ー不平衡変換機能を有する適宜の弾性波フィルタ回路により、受信側フィルタチップの回路を実現することができる。

[0057] 図 1 (b)に示すように、上記回路構成を有する送信側フィルタチップ 6と、受信側フィルタチップ 7とがバンプ 41a, 41b, 42a, 42bを用いたフリップチップボンディングェ法により、積層基板 43上に実装されている。積層基板 43は、特に限定されるわけではないが、複数のセラミックグリーンシートを、電極材料を介して積層し、一体焼成してなる一体焼成型のセラミック多層基板により構成されている。

[0058] ところで、送信側フィルタチップ 6は、第 1の圧電基板 6aを有し、圧電基板 6aに、図 3に示した回路構成を形成するための電極構造が設けられている。また、受信側フィルタチップ 7は、第 2の圧電基板 7aを有し、第 2の圧電基板 7aに、図 1 (a)に示した電極構造を形成することにより、受信側フィルタ回路が構成されている。

[0059] なお、図 1 (b)では、バンプ 41a, 41b, 42a, 42bのみが図示されている力後述するように、送信側フィルタチップ 6及び受信側フィルタチップ 7を積層基板 43に接合するために、さらに多くのバンプが設けられている。

[0060] 本実施形態の弾性波分波器 1では、上記のように、バンプ 41a, 41b, 42a, 42bを用いた、フェイスダウン方式のフリップチップボンディング工法により、積層基板 43上に、送信側フィルタチップ 6及び受信側フィルタチップ 7が搭載されている。すなわち、ボンディングワイヤーを必要としないため、送信側フィルタチップ 6及び受信側フィルタチップ 7を積層するための積層基板 43の上面の面積を小さくすることができる。従って、弾性波分波器 1の小型化を図ることができる。カロえて、ボンディングワイヤーを用いた煩雑な作業を必要としな、ので、生産性を高めることができる。

[0061] なお、バンプ 41a, 41b, 42a, 42bは、金などの適宜の導電性材料により形成される。

[0062] 積層基板 43の上面には、上記送信側フィルタチップ 6及び受信側フィルタチップ 7 を囲繞するように、枠状ケース部材 44がー体的に設けられている。枠状ケース部材 4 4は、上記積層基板 43の上面に設けられており、上記積層基板 43と一体に形成されている。なお、枠状ケース部材 44は、積層基板 43と別途用意された後、積層基板 43 の上面に接合されてもよぐあるいはセラミック一体焼成技術により同時に形成されてちょい。

[0063] 枠状ケース部材 44の上方開口を閉成するように、金属などの導電性材料からなる蓋材 45が固定されている。蓋材 45は、本実施形態では金属力もなり、枠状ケース部材 44内には、ビアホール電極 44a, 44bが多数設けられている。このビアホール電極 44a, 44bの上端は、蓋材 45に接続されており、下端は、積層基板 43に設けられており、かつグラウンド電位に接続される電極に電気的に接続されている。従って、送信側フィルタチップ 6及び受信側フィルタチップ 7が収納されて、る空間は、上記蓋材 45及びビアホール電極 44a, 44bにより取り囲まれ、電磁シールドされている。

[0064] 積層基板 43は、複数の絶縁層 43a〜43fを積層した構造を有する。また、積層基板 43の下面には、外部と電気的に接続される端子 58b, 58d, 58hが形成されている。図 1 (b)では、 3個の外部端子 58b, 58d, 58hのみが図示されている力実際には、図 6 (d)を参照して後述するように、上記アンテナ端子 2、送信端子 3、第 1,第 2 の受信端子 4, 5またはグラウンド電位等に接続される外部端子 58a〜58iが設けられている。

[0065] 図 4、図 5 (a)〜（d)及び図 6 (a)〜（d)及び図 7 (a)〜（d)は、上記弾性波分波器 1 の各高さ位置の電極パターンなどを説明するための模式的平面図である。

[0066] 図 4及び図 5 (a)は、弾性波分波器 1から、上記蓋材 45を取り除いた状態を示す各模式的平面図である。枠状ケース部材 44に囲まれた領域内に、上述した送信側フィルタチップ 6及び受信側フィルタチップ 7が実装されて、る状態が示されて!/、る。図 4 では、受信側フィルタチップ 7の回路構成が略図的に示されており、受信側フィルタチップ 7の下面に設けられたバンプ 42a〜42fの位置が破線で示されている。同様に、送信側フィルタチップ 6では、下面に設けられたバンプ 41a〜41hの位置が破線で示されている。

[0067] バンプ 42dは、図 1の共通接続端子 8に接続されるバンプであり、バンプ 42a及びバンプ 42eが、第 1,第 2の受信端子 4, 5に接続されるバンプである。残りのバンプ 4 2b, 42c, 42fは、グラウンド電位に電気的に接続するために設けられている。

[0068] 送信側フィルタチップ 6においては、バンプ 41g力共通端子 8に接続されるバンプであり、バンプ 41bが送信端子 3に接続されるバンプである。残りのバンプ 41a, 41c , 41d, 41e, 41f, 41hは、機械的接続及び他の電気的接続を果たすために設けられている。

[0069] 図 5 (b)は、上記積層基板 43の平面図であり、図示の配線パターンが最上部の絶縁層 43aの上面に形成されている。 [0070] 図 5 (b)では、図 4と同様に、送信側フィルタチップ 6及び受信側フィルタチップ 7は、その外径が一点鎖線で略図的に示されている。送信側フィルタチップ 6及び受信側フィルタチップ 7において、下面に設けられた複数の金属バンプ 41a〜41h及びバンプ 42a〜42fが図示の位置において、絶縁層 43aの上面に形成された配線パターンに電気的に接続されている。

[0071] 絶縁層 43aの上面、すなわち積層基板 43の上面には、図 1 (b)では図示を省略しているが、図 5 (b)に示すように、複数の電極ランド 52a〜52fが設けられており、上記バンプ 41a〜41h, 42a〜42fは、いずれかの電極ランドに電気的に接続されている

[0072] 本実施形態では、積層基板 43の上面において、上記電極ランド 52a〜52fを有する配線パターン 52が形成されて、る。

[0073] そして、図 1 (b)では、詳細な図示は省略している力積層基板 43内には、図 5 (c) 〜図 6 (c)に示す導電パターン及びビアホール電極などが形成されている。すなわち、図 5 ( から、図 6 (d)に示す各模式的平面図は、積層基板 43の内部において、上方から下方に向って位置されている各高さ位置の模式的平面図である。図 5 (c)では、絶縁層 43b上の配線パターンが示されている。この配線パターンは、ビアホール電極 53a, 53c, 53dと、電極ノターン 53b, 53e, 53f, 53g, 53hとを有する。

[0074] また、図 5 (d)は、絶縁層 43c上に設けられたシールドパターン 50を示す平面図である。シールド電極 50は、外周縁に切欠を有し、また中央に円形の切り抜き部を有する。この切欠及び切り抜き部内に、シールド電極 50と接触しないように、ビアホール電極 54a〜54fが設けられて!/、る。

[0075] 図 6 (a)では、絶縁層 43d上に設けられたコイル状線路パターン 61が形成されている部分を示す。コイル状線路パターン 61の一端 61aは、前述したビアホール電極 54 aに接続されており、積層基板 43上に設けられた送信側フィルタチップ 6及び受信側フィルタチップ 7の各一端が共通接続されている電極ランドに電気的に接続されている。コイル状線路パターン 61の他端は、ビアホール電極 55gに接続されている。ビアホール電極 55gは、図 6 (b)に示す、コイル状線路パターン 61よりも下方の高さ位置に設けられたコイル状線路パターン 62の一端に接続されてヽる。コイル状線路バターン 62の他端は、ビアホール電極 56gに接続されている。ビアホール電極 56gは、コィル状線路パターン 62よりも下方の高さ位置に設けられている、図 6 (c)に示すコィル状線路パターン 63の一端に接続されて、る。コイル状線路パターン 63の他端力ビアホール電極 57gに接続されている。ビアホール電極 57gは、積層基板 43の下面に形成されて、る外部端子 58eに接続されて、る（図 6 (d) )。

[0076] 上記コイル状線路パターン 61〜63力ビアホール電極 55g, 56g, 57gにより電気的に接続され、本実施形態では、インピーダンス整合回路を構成するコイル状線路が構成されている。すなわち、コイル状線路パターン 61〜63及びビアホール電極 55 g, 56g, 57gからなるコイル状線路は、複数の絶縁層 43d〜43fにまたがって形成されている。従って、小さな面積で大きなインダクタンスを得ることが可能とされている。

[0077] なお、外部端子 58aは、アンテナ端子 2に相当する外部端子である。

[0078] そして、本実施形態の弾性波分波器 1では、上記積層基板 43の中心を通り、かつ積層基板の第 1の端部 43Aと、第 1の端部 43Aとは反対側の第 2の端部 43Bとを結ぶ方向に延びる中心線 Xを挟む一方側に、上記送信側フィルタチップ 6が、他方側に受信側フィルタチップ 7が配置されている（図 4及び図 5 (a)参照)。そして、上記コィル状線路パターン 61〜63を有するコイル状線路 Yは、積層基板 43内に設けられている。図 1 (b)では、中心線 Xは紙面紙背方向に貫いている。従って、中心線 X が通る部分を Xを〇で囲んだ記号で示すこととする。すなわち、上記中心線 Xに対し、受信側フィルタチップ 7が設けられている側に、上記コイル状線路 Yの中心が設けられている。よって、コイル状線路は、送信側フィルタチップ 6から遠ざけられている。送信側フィルタチップ 6とコイル状線路とが近接すると、その電磁結合により、アイソレーシヨン特性が劣化し、問題となる。

[0079] 他方、受信側フィルタチップ 7は、平衡—不平衡変能を有し、第 1,第 2の受信端子 4, 5から平衡出力が取り出される。従って、送信側フィルタチップ 6に比べて、受信側フィルタチップ 7では、電磁結合によるアイソレーション特性の劣化は生じ難!、。

[0080] よって、本実施形態の弾性波分波器 1では、コイル状線路との電磁結合によりアイソレーシヨン特性が劣化しやす、送信側フィルタチップ 6が、上記コイル状線路から遠ざけられるように配置されて、るので、アイソレーション特性の劣化を確実に抑制することができ、アイソレーション特性に優れた弾性波分波器 1を提供することができる。

[0081] 図 8は、上記実施形態の弾性波分波器 1のアイソレーション特性と、比較のために用意した比較例及び従来品のアイソレーション特性を示す図である。

[0082] 図 8において、実線は、上記実施形態の結果を、破線は比較例の結果を、一点鎖線は従来品の結果を示す。なお、比較例においては、コイル状線路パターン 531〜 533を、図 7 (a)〜（d)に示すように、送信側フィルタチップ 6が搭載される側の下方に配置するように、コイル状線路パターン部分 531〜533を複数の絶縁層に渡って形成したことを除いては、上記実施形態と同様とした。また、従来品においては、図 1 0に示すように、積層基板全体に渡ってミアンダ状の整合用回路パターン 521を形成した。

[0083] 図 8から明らかなように、上記実施形態によれば、アイソレーション特性は、送信側通過帯域では 52. OdBであり、受信側通過帯域では 47. OdBであった。これに対して、上記比較例では、送信側帯域では 54. OdB,受信側通過帯域では 39. 7dB、上記従来品では、送信側通過帯域では 51. 2dB、受信側通過帯域では 40. 5dBであることがわ力る。従って、比較例及び従来品では、受信側通過帯域では、アイソレーシヨン特性が十分ではないことがわかる。これに対して、上記実施形態によれば、送信側通過帯域及び受信側通過帯域の、ずれにお!、ても、良好なアイソレーション特性を実現し得ることがわかる。

[0084] なお、通常、インピーダンス整合回路用のコイル状線路の中心を、受信側フィルタチップ 7が搭載される側に偏って配置した場合には、受信側フィルタチップ 7とコイル状線路との電磁結合が増し、送信帯域におけるアイソレーション特性は大きく悪ィ匕すると考えられる。しかしながら、本実施形態では、このような送信側通過帯域におけるアイソレーション特性の悪ィ匕が抑制されて、る。この詳細なメカニズムは必ずしも明確ではないが、受信側フィルタチップ 7として、平衡出力型の縦結合共振子型弾性波フィルタを用いて、るためと考えられる。

[0085] すなわち、平衡出力型の回路構成では、第 1,第 2の受信端子から発せられる高周波信号の振幅差や位相差により、信号レベルが決定されるので、平衡出力型の回路構成に比べて外部からのノイズによる影響が小さい。よって、インピーダンス整合回路を構成するための線路パターンとの電磁的結合も、平衡出力型の回路の方が小さいと考えられるので、受信側フィルタチップが平衡出力型の回路構成を有する場合、送信帯域のアイソレーション特性の劣化は最小限に抑えられたと考えられる。

[0086] 上記のように、本実施形態の弾性波分波器 1では、フリップチップボンディング工法により、弾性波フィルタ力なる送信側フィルタチップ 6及び受信側フィルタチップ 7が積層基板 43上に搭載されており、それによつて、弾性波分波器 1の小型化を図ることが可能とされている。しかも、上記インピーダンス整合回路を構成するためのコイル状線路は、積層基板において、上記受信側フィルタチップ 7が搭載されている側に配置されており、送信側フィルタと遠ざけられている。従って、コイル状線路により、大きなインダクタンスを得ることができる力該大きなインダクタンスを有するコイル状線路と送信側フィルタとの電磁結合によるアイソレーション特性を抑制することができる。

[0087] 他方、受信側フィルタチップ 7は、平衡出力を有する回路構成であるため、コイル状線路と、電磁結合が生じたとしても、アイソレーション特性の影響は小さい。従って、小型化を進めるだけでなぐアイソレーション特性に優れた弾性波分波器 1を提供することが可能となる。

[0088] なお、インピーダンス整合回路を構成するためのコイル状線路と配線パターンとは電磁界的に結合するので、信号の洩れが生じ、アイソレーション特性を劣化させるおそれがある。特に、電極ランド 52b及び電極パターン 53bを含む送信側の配線部分と、電極ランド 52e, 53eとの結合による影響は大きいと考えられる。この箇所において、グラウンド側から信号配線側への信号の回り込みが生じ、アイソレーション特性が悪化するおそれがある。

[0089] 他方、アンテナ側の配線部分である電極ランド 52a及びビアホール電極 53aは上記コイル状線路と直接に接続されてヽるので、電磁界結合によるアイソレーション特性の悪ィ匕は生じ難い。

[0090] また、本実施形態では、シールド電極 50が設けられており、該シールド電極 50により、上方の配線パターンと、下方のコイル状線路とが隔てられているので、両者の容量結合を小さくすることができる。それによつても、アイソレーション特性が改善されている。

[0091] もっとも、磁界による誘導結合は、シールド電極で影響を小さくすることはできない。

従って、上記実施形態では、第 1,第 2の受信端子が設けられている側にコイル状線路を配置することにより、電極ランド 52a及びビアホール電極 53aを含むアンテナ側の信号配線部分を除く配線パターンと上記コイル状線路との距離が遠ざけられ、上下方向による重なりを減らすことが可能とされている。それによつて、誘導結合が弱くされており、アイソレーション特性をより一層改善することが可能とされている。

[0092] この場合、電極ランド 52b及び電極パターン 53bを含む送信側信号配線部分及び電極ランド 52e, 52h及び電極パターン 53e, 53hを含む送信側グラウンド配線部分とは上下方向にコイル状線路が重なり合って、な、ので、アイソレーション特性を大きく改善することができる。

[0093] なお、内部の電極パターンに近いコイル状線路パターン部分 62との結合による影響力もっとも大きいので、少なくともコイル状線路パターン 62は、第 1,第 2の受信端子側に偏らせて配置することが必要である力下方に位置しているコイル状線路パターン部分 63もまた、受信端子側に配置することが、アイソレーション特性をより一層改善する上で好ましい。

[0094] また、上記シールド電極及びグラウンド端子との接続は複数設けられて、ることが好ましぐそれによつてシールド電極の電位を低くすることができ、シールド効果を高めることができ、容量結合が低減される。よって、アイソレーション特性がより一層改善される。

[0095] 上記実施形態では、送信側フィルタチップ及び受信側フィルタチップは、弾性表面波フィルタチップを用いて形成されていた力前述したように、弾性境界波フィルタチップにより送信側フィルタチップ及び受信側フィルタチップを形成してもよい。

Claims

請求の範囲

弾性波フィルタ力なる送信側フィルタ部と、弾性波フィルタ力なる受信側フィルタ部と、送信側フィルタ部及び受信側フィルタ部の一端を共通接続してヽる共通接続端と、前記共通接続端とグラウンド電位との間に挿入されたインピーダンス整合回路部とを備える弾性波分波器であって、

積層基板と、

前記積層基板上にフェイスダウン方式でフリップチップボンディングされており、前記送信側フィルタ部を構成している送信側フィルタチップと、

前記積層基板上に、フェイスダウン方式でフリップチップボンディングされており、前記受信側フィルタ部を構成している受信側フィルタチップとを備え、

前記送信側フィルタチップは、第 1の圧電基板を用いて形成されたラダー型フィルタであり、かつ入力端子と出力端子とを有し、

前記受信側フィルタチップは、第 2の圧電基板を用いて形成された縦結合共振子型フィルタであり、かつ第 1,第 2の受信端子と、受信側入力端子とを有し、

前記積層基板は、複数の絶縁層と、配線パターンと、インピーダンス整合回路部を構成している整合回路パターンとを有しており、

前記配線パターンは前記積層基板上に形成されており、かつ前記送信側フィルタチップの前記出力端子及び受信側フィルタチップの前記入力端子がそれぞれ接続される第 1,第 2の電極ランドと、アンテナ用電極ランドとを有し、

前記積層基板は第 1の端部と、第 1の端部とは反対側の第 2の端部とを有し、第 1, 第 2の端部を結ぶ方向であって、前記積層基板の中心を通る中心線両側の内の一方側に、前記送信側フィルタチップが配置されており、前記受信側フィルタは、前記中心線の他方側に配置されており、

前記整合回路パターンは、複数の導体パターンと、複数の導体パターンを電気的に接続して、るビアホール導体とを有し、かつ複数の前記絶縁層に渡って、るコイル状線路を有し、一端が前記アンテナ用電極ランドに、他端がグラウンド電位に接続されており、

平面視した場合に、前記コイル状線路の中心が、前記弾性波分波器の前記中心線に対し、前記受信側フィルタチップが配置されて、る側に配置されて、ることを特徴とする弾性波分波器。

[2] 前記コイル状線路の中心が、平面視した場合に、前記受信側フィルタチップの第 1 の受信端子と第 2の受信端子とを結ぶ線を底辺とする 2等辺三角形の頂点に位置されている、請求項 1に記載の弾性波分波器。

[3] 前記整合回路パターンと、前記配線パターンとの間に配置されており、かつグラウンド電位に接続されるシールド電極をさらに備える、請求項 1または 2に記載の弾性波分波器。

[4] 前記配線パターンが、送信側信号配線パターン及び送信側グラウンド配線パターンをさらに有し、

平面視した場合に、前記コイル状線路が、前記送信側信号配線パターン及び送信側グラウンド配線パターンと重なり合う部分を有して、な、ことを特徴とする、請求項 1 〜3の、ずれか 1項に記載の弾性波分波器。

[5] 前記ラダー型フィルタは、並列腕共振子と直列腕共振子とを有し、前記送信側フィルタチップが、前記並列腕共振子の一端に接続されるバンプをさらに有し、積層基板上に該バンプが接続される電極ランドが設けられており、該電極ランドと、グラウンド電位との間に、直列インダクタが挿入されていることを特徴とする、請求項 1〜4のいずれか 1項に記載の弾性波分波器。

[6] 前記積層基板の前記送信側フィルタチップ及び受信側フィルタチップが搭載される側とは反対側の面に外部端子が設けられており、前記外部端子に前記シールド電極が前記積層基板を貫通してヽる複数のビアホール電極を用いて電気的に接続されている、請求項 3に記載の弾性波分波器。

[7] 前記受信側フィルタチップに設けられた縦結合共振子型フィルタが、第 1の受信端子に電気的に接続されている第 1の縦結合共振子型フィルタ部と、前記第 2の受信端子に接続されている第 2の縦結合共振子型フィルタ部とを有し、

前記第 2の縦結合共振子型フィルタ部における入力信号に対する出力信号の位相力前記第 1の縦結合共振子型フィルタ部における入力信号に対する出力信号の位相に対して 180度異なっており、前記送信側フィルタチップを流れる電気信号は、前記積層基板の第 2の端部から第 1の端部側に向う方向に流れており、前記第 1の縦結合共振子型フィルタ部における電気信号の流れる方向が、平面視した場合に、前記第 2の端部から前記第 1の端部に向う方向であり、前記第 2の縦結合共振子型フィルタ部における電気信号が流れる方向は、平面視した場合に、前記第 1の端部から前記第 2の端部に向う方向とされている、請求項 1〜6のいずれか 1項に記載の弾性波分波器。