WO2013125369A1

WO2013125369A1 - 分波装置

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Publication number: WO2013125369A1
Application number: PCT/JP2013/053010
Authority: WO
Inventors: 哲朗奥田
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2013-08-29

Abstract

　本発明は、複数の配線層（３０ａ～３０ｆ）が積層された回路基板（３０）と、回路基板（３０）の主面上に実装された、少なくとも１つの直列腕共振子と複数の並列腕共振子とを含むラダー型弾性表面波フィルタ（１１）と、一端を、複数の並列腕共振子のうち、少なくとも２つの並列腕共振子にそれぞれ接続し、他端を接地電位に接続したインダクタンス素子（１３）とを備える分波装置である。インダクタンス素子（１３）では、複数の配線層（３０ａ～３０ｆ）に形成した配線パターンがらせん状に構成されている。

Description

分波装置

　本発明は、分波装置に関し、特に、ラダー型フィルタとインダクタンス素子とを備えた分波装置に関する。

　携帯電話やスマートフォンなどのモバイル端末において、弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ（ＳＡＷ））フィルタなどを用いて、送信信号および受信信号を周波数の違いにより分離する、デュプレクサが広く利用されている。複数の弾性表面波共振子などの共振子をラダー型（梯子型）に接続することで、送信信号と受信信号とを通過させる周波数帯域である、デュプレクサの通過帯域を広帯域化することができる。

　圧電基板を用いて共振子を形成したラダー型フィルタの通過帯域幅は、主に共振子が形成される圧電基板の圧電材料の電気機械結合係数により定まる。しかし、圧電基板の基板材料は、音速や温度係数など他の特性との兼ね合いから、実際にはラダー型フィルタの通過帯域幅について最適な電気機械結合係数を自由に選択することはできない。そのため、通過帯域を一層広帯域化する要求がある場合には、電気機械結合係数を変更する代わりに、インダクタンス素子をラダー型フィルタに付加する構成が用いられている。

　図９は、インダクタンス素子が付加されたラダー型フィルタの等価回路を示す回路図である。

　図９に示すラダー型フィルタは、その実施の形態として、共振子として弾性表面波共振子を用いたラダー型弾性表面波フィルタ２１１とする。ラダー型弾性表面波フィルタ２１１は、直列腕共振子２１１ａと並列腕共振子２１１ｂとを含む。弾性表面波共振子は、等価インダクタンスＬ１と、等価直列容量Ｃ１と、並列容量Ｃ０とからなるＬＣ共振回路と等価と見なせる。ラダー型弾性表面波フィルタ２１１の通過特性は、弾性表面波共振子を直列および並列に接続することによって形成する。

　インダクタンス素子は、このような並列腕共振子２１１ｂの１つについて、ＧＮＤ電位との間に直列に付加される。このように付加されたインダクタンス素子を伸長コイル２１２という。並列腕共振子２１１ｂの並列容量Ｃ０と伸長コイル２１２によりＬＣ共振が発生する。このＬＣ共振によって生じる減衰極を副共振点という。伸長コイル２１２は、デュプレクサの回路基板上にパッケージ内配線で形成される。伸長コイル２１２の配線間には、分布容量２１４が発生する。

　伸長コイル２１２を付加することにより、ＬＣ共振回路の合成インダクタンスは伸長コイル２１２のインダクタンスの分だけ増加するため、共振点と副共振点は、いずれも低周波側にシフトする。

　図１０Ａは、伸長コイル２１２のインダクタンスがラダー型弾性表面波フィルタ２１１の通過特性に与える影響を示す、共振点付近の通過特性の拡大図である。図１０Ｂは、伸長コイル２１２のインダクタンスがラダー型弾性表面波フィルタ２１１の通過特性に与える影響を示す、共振点および副共振点を含む通過特性の全体図である。

　伸長コイル２１２のインダクタンスＬ、配線間に発生する分布容量２１４の静電容量を分布容量Ｃとする。図１０Ａおよび図１０Ｂでは、分布容量Ｃは一定であり、インダクタンスＬは、波形ｉでは２．０ｎＨであり、波形ｊでは１．０ｎＨであり、波形ｋでは０ｎＨである。インダクタンスＬが大きくなるにつれて、共振点と副共振点がいずれも低周波側にシフトすることを確認できる。

　しかしながら、共振点および副共振点を低周波側に十分シフトさせるだけのインダクタンスＬを得るためには、伸長コイル２１２の半径を大きくしたり巻き数を増やしたりする必要がある。そうすると、配線パターンを引き回す面積が大きくなり、デュプレクサの実装面積が増加してしまう。また、配線長が長くなると、配線抵抗の増加により、ラダー型弾性表面波フィルタ２１１のＱ値が劣化してしまう。そこで、共振点と副共振点とを低周波側にシフトさせるために、配線間に発生する分布容量２１４を積極的に活用する。

　図１１Ａは、分布容量２１４の分布容量Ｃがラダー型弾性表面波フィルタ２１１の通過特性に与える影響を示す、共振点付近の通過特性の拡大図である。図１１Ｂは、分布容量２１４の分布容量Ｃがラダー型弾性表面波フィルタ２１１の通過特性に与える影響を示す、共振点と副共振点とを含む通過特性の全体図である。

　図１１Ａおよび図１１Ｂでは、インダクタンスＬは２．０ｎＨで一定であり、分布容量Ｃは、波形ｌでは０．６ｐＦであり、波形ｍでは０．３ｐＦであり、波形ｎでは０ｐＦである。分布容量Ｃの増加量はｐＦ単位と非常にわずかであるものの、分布容量Ｃが大きくなるにつれて、共振点と副共振点がいずれも低周波側にシフトすることを確認できる。

　図１２Ａは、伸長コイル２１２のインダクタンスＬと、インダクタンスＬの分布容量２１４の分布容量Ｃとが、ラダー型弾性表面波フィルタ２１１の通過特性に与える影響を示す、共振点付近の通過特性の拡大図である。図１２Ｂは、伸長コイル２１２のインダクタンスＬと、インダクタンスＬの分布容量２１４の分布容量Ｃとが、ラダー型弾性表面波フィルタ２１１の通過特性に与える影響を示す、共振点および副共振点を含む通過特性の全体図である。

　図１２Ａおよび図１２Ｂでは、図１１Ａおよび図１１Ｂに示した３通りの分布容量Ｃについて、インダクタンスＬを加減して、共振点の周波数を一致させている。インダクタンスＬおよび分布容量Ｃは、波形ｏでは１．７ｎＨおよび０．６ｐＦであり、波形ｐでは１．８５ｎＨおよび０．３ｐＦであり、波形ｑでは２．０ｎＨおよび０ｐＦである。インダクタンスＬの加減により共振点を特定の周波数に固定しながら、分布容量Ｃの加減により副共振点のシフト量を調整できることがわかる。

　特開平７－２３１２４２号公報（特許文献１）に、ラダー型フィルタと伸長コイルとを備えたデュプレクサが開示されている。特許文献１に開示されているデュプレクサでは、伸長コイルがデュプレクサの回路基板の単層上に、渦巻線（スパイラル）形状で形成されている。

　図１３は、従来のデュプレクサの伸長コイルの平面図および断面図である。図１３（Ａ）は平面図であり、図１３（Ｂ）は断面図である。

特開平７－２３１２４２号公報

　しかしながら、図１３のように、インダクタンス素子を回路基板２３０の単層上にスパイラル形状で形成する場合、配線パターン２４０を引き回す面積を小さくしようとすると、配線間の距離が短くなり、分布容量が大きくなり過ぎてしまう。そのため、通過帯域の高域側にある副共振点が大きな減衰量を要求される周波数帯域から低周波側にシフトしてしまい、デュプレクサは十分大きな減衰量を得ることができない。

　逆に、副共振点のシフト量を抑えようとすると、配線間に一定の距離を確保することが必要になり、配線パターン２４０を引き回す面積が大きくなってしまう。そのため、デュプレクサの実装面積を低減することができない。また、配線長が長くなるため配線抵抗が増加して、ラダー型フィルタのＱ値が劣化してしまう。

　それゆえに、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、省実装面積で、かつ、必要とする周波数帯域において所望の減衰量を得られるよう、減衰極のシフト量を調整できる分波装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、分波装置は、複数の配線層が積層された回路基板と、回路基板の主面上に実装された、少なくとも１つの直列腕共振子と複数の並列腕共振子とを含むラダー型フィルタと、一端を、複数の並列腕共振子のうち、少なくとも２つの並列腕共振子に接続し、他端を接地電位に接続した第１のインダクタンス素子とを備える。第１のインダクタンス素子では、複数の配線層に形成した第１の配線パターンがらせん状に構成されている。

　好ましくは、第１の配線パターンは、回路基板の主面を平面透視した場合に、少なくとも一部分が互いに重ならない。

　好ましくは、第１の配線パターンは、配線幅が配線層の間で異なる。
　好ましくは、分波装置は、一端を並列腕共振子の１つに接続し、他端を接地電位に接続した第２のインダクタンス素子をさらに備える。

　好ましくは、第２のインダクタンス素子では、複数の配線層に形成した第２の配線パターンがらせん状に構成されており、回路基板の主面を平面透視した場合に、第２の配線パターンが互いに一致する。

　本発明に係る分波装置によれば、一端を、ラダー型フィルタの少なくとも２つの並列腕共振子にそれぞれ接続したインダクタンス素子が、回路基板の複数の配線層に形成した配線パターンがらせん状に構成されている。このため、回路基板の主面を平面透視したときに配線パターンが占有する面積を小さくしながらも、各配線層の配線間の距離を確保して、減衰極が所望の周波数帯域にシフトするよう調整できる。したがって、省実装面積で、かつ、必要とする周波数帯域において所望の減衰量を得られる分波装置を実現できる。

本発明の実施の形態１に係る分波装置の断面図である。本発明の実施の形態１に係る分波装置の回路構成を示す回路図である。本発明の実施の形態１に係る分波装置のインダクタンス素子の平面透視図および断面図である。本発明の実施の形態２に係る分波装置において、配線パターンの少なくとも一部分が互いに重ならないインダクタンス素子の平面透視図および断面図である。本発明の実施の形態１および２に係る分波装置の通過帯域付近の通過特性を示す拡大図である。本発明の実施の形態１および２に係る分波装置の通過特性の全体図である。 “配線の重なりあり”の場合に、本発明の実施の形態２に係る分波装置の通過特性の温度特性を示す図である。 “配線の重なりなし”の場合に、本発明の実施の形態２に係る分波装置の通過特性の温度特性を示す図である。本発明の実施の形態２に係る分波装置の共振点の周波数の温度特性を示す図である。本発明の実施の形態２に係る分波装置のＲｘ帯域の減衰量の温度特性を示す図である。本発明の実施の形態３に係る分波装置において、配線幅が配線層の間で異なるインダクタンス素子の断面図である。インダクタンス素子が付加されたラダー型フィルタの等価回路を示す回路図である。並列腕共振子の１つに対して、インダクタンス素子をＧＮＤ電位との間に直列に付加した場合、インダクタンス素子のインダクタンスがラダー型弾性表面波フィルタの通過特性に与える影響を示す、共振点付近の通過特性の拡大図である。並列腕共振子の１つに対して、インダクタンス素子をＧＮＤ電位との間に直列に付加した場合、インダクタンス素子のインダクタンスがラダー型弾性表面波フィルタの通過特性に与える影響を示す、共振点および副共振点を含む通過特性の全体図である。並列腕共振子の１つに対して、インダクタンス素子をＧＮＤ電位との間に直列に付加した場合、分布容量がラダー型弾性表面波フィルタの通過特性に与える影響を示す、共振点付近の通過特性の拡大図である。並列腕共振子の１つに対して、インダクタンス素子をＧＮＤ電位との間に直列に付加した場合、分布容量がラダー型弾性表面波フィルタの通過特性に与える影響を示す、共振点と副共振点とを含む通過特性の全体図である。並列腕共振子の１つに対して、インダクタンス素子をＧＮＤ電位との間に直列に付加した場合、インダクタンス素子のインダクタンスとインダクタンス素子の分布容量が、ラダー型フィルタの通過特性に与える影響を示す、共振点付近の通過特性の拡大図である。並列腕共振子の１つに対して、インダクタンス素子をＧＮＤ電位との間に直列に付加した場合、インダクタンス素子のインダクタンスとインダクタンス素子の分布容量が、ラダー型フィルタの通過特性に与える影響を示す、共振点付近の通過特性の拡大図である。従来の分波装置のインダクタンス素子の平面図および断面図である。

　　（実施の形態１）
　以下、本発明の実施の形態１について、図１～図３を参照しながら説明する。

　図１は、本発明の実施の形態１に係るデュプレクサの断面図である。
　図２は、本発明の実施の形態に係るデュプレクサの回路構成を示す回路図である。

　図２に示す、分波装置の一つの実施の形態である、送信信号と受信信号とを分波するデュプレクサ１は、アンテナに接続されるアンテナ端子２と、アンテナ端子整合コイル３と、送信側フィルタ１０と、受信側フィルタ２０と、送信側信号端子（Ｔｘ）に接続される送信端子４と、受信側信号端子（Ｒｘ１およびＲｘ２）に接続される受信端子５とを備える。なお、分波装置の他の実施の形態として、たとえば移動体通信の受信信号などを２つの信号に分波するダイプレクサおよび３つ以上の信号に分波するマルチプレクサなどがある。

　アンテナ端子整合コイル３は、アンテナ端子２と送信側フィルタ１０および受信側フィルタ２０とのインピーダンス整合をとる目的で、アンテナ端子２とＧＮＤ電位（接地電位）との間に付加される。

　送信側フィルタ１０は、アンテナ端子２と送信端子４との間に接続される。送信信号は、送信端子４に入力され、送信側フィルタ１０を通過して、アンテナ端子２から出力される。送信側フィルタ１０は、ラダー型弾性表面波フィルタ１１と、伸長コイル１２（第２のインダクタンス素子）と、有極コイル１３（第１のインダクタンス素子）とを含む。

　ラダー型弾性表面波フィルタ１１は、複数の弾性表面波共振子をラダー型に接続することで通過帯域の広帯域化を実現するバンドパスフィルタである。ラダー型弾性表面波フィルタ１１は、少なくとも１つの直列腕共振子１１１および複数の並列腕共振子１１２を有する。

　直列腕共振子１１１および並列腕共振子１１２は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）あるいはタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）などの圧電基板上に形成される弾性表面波共振子である。

　伸長コイル１２は、複数の並列腕共振子１１２のうち、１つの並列腕共振子１１２とＧＮＤ電位との間に直列に付加される。伸長コイル１２を付加することにより、ラダー型弾性表面波フィルタ１１の通過帯域を広帯域化するとともに、大きな減衰量を要求される周波数帯域での減衰量を大きくすることができる。

　有極コイル１３とは、複数の並列腕共振子１１２のうち、２つ以上の並列腕共振子１１２とＧＮＤ電位との間に直列に付加されるコイルのことをいう。２つ以上の並列腕共振子を並列に接続することで、並列腕共振子の合成容量が接続前より大きくなる。そのため、配線長が短くても、伸長コイル１２と同様に、ラダー型弾性表面波フィルタ１１の通過帯域を広帯域化するとともに、大きな減衰量を要求される周波数帯域での減衰量を大きくすることができる。

　また、有極コイル１３を用いることにより、伸長コイル１２のみを用いる場合よりも、回路基板３０の主面を平面透視したときに配線パターンが占有する面積が小さくて済み、デュプレクサ１の実装面積を低減することができる。さらに、配線長が短くなるため配線抵抗が減少して、ラダー型弾性表面波フィルタ１１のＱ値の劣化を抑制することができる。

　受信側フィルタ２０は、送信側フィルタ１０と共通して用いるアンテナ端子２と、受信端子５との間に接続される。受信信号は、アンテナ端子２に入力され、受信側フィルタ２０を通過して、受信端子５から出力される。受信側フィルタ２０は、弾性表面波共振子２１と、縦結合共振子２２と、コイル２３とを含む。

　以下、本発明の実施の形態１に係るデュプレクサ１の立体構造について、図１を参照しながら説明する。

　回路基板３０は、低温同時焼成セラミックス（Ｌｏｗ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏ－ｆｉｒｅｄ　Ｃｅｒａｍｉｃｓ（ＬＴＣＣ））などの積層技術で作成され、複数の配線層で構成されている。回路基板３０の主面には、ラダー型弾性表面波フィルタ１１が電極４２で実装されている。ラダー型弾性表面波フィルタ１１および回路基板３０は、封止樹脂５０により封止され、パッケージ６０に収められている。なお、パッケージ６０には、多くの通信方式や周波数で通信可能なように、異なる周波数に対応する弾性表面波フィルタおよびその他周辺部品を一つのパッケージに集積化してもよい。

　回路基板３０には、第１配線層３０ａ～第６配線層３０ｆが、それぞれの間に絶縁層（図示しない）を挟んで積層されている。互いに異なる複数の配線層である第１配線層３０ａ～第６配線層３０ｆには、互いに異なる少なくとも２つの配線層に配線が形成される。さらに、これら配線からなる配線パターンの少なくとも一部には、互いに異なる少なくとも２つの配線層の配線がビア電極などで電気的に結合されて形成されるコイルを含む。図１に示す本発明の実施の形態１において、第１配線層３０ａ～第６配線層３０ｆには、それぞれ第１配線層の配線４０ａ～第６配線層の配線４０ｆが形成されている。第１配線層の配線４０ａ～第６配線層の配線４０ｆからなる配線パターン４０は、ビア電極で電気的に結合しており、らせん状の有極コイル１３を形成している。この場合、有極コイル１３の形状は、配線層内で一定に旋回する配線パターンが積層方向に積み重なる略弦巻線状のらせん形状である。

　以下、有極コイル１３の立体構造について、図３を参照しながら説明する。
　図３は、本発明の実施の形態１に係るデュプレクサ１の有極コイル１３の平面透視図および断面図である。図３（Ａ）は平面透視図、図３（Ｂ）は断面図である。

　有極コイル１３は、第１配線層の配線４０ａ～第６配線層の配線４０ｆからなる配線パターン４０がらせん状に構成されている。回路基板３０の主面を平面透視したとき、第１配線層の配線４０ａと、第３配線層の配線４０ｃと、第５配線層の配線４０ｅとは、互いに一致している。同様に、第２配線層の配線４０ｂと第４配線層の配線４０ｄとは、互いに一致している。配線パターン４０は、ビア電極４１ａでラダー型弾性表面波フィルタ１１（図示しない）に接続し、ビア電極４１ｂでＧＮＤ電位に接続している。

　このように配線パターン４０を形成すると、図１３に示す配線パターンを回路基板の単層上にスパイラル形状で形成する場合と比べて、回路基板３０の主面を平面透視したときに配線パターンが占有する面積が最小になる。このため、デュプレクサ１の実装面積を最も低減することができる。また、各配線層の配線間の距離を積層方向に変更することで分布容量を加減できる。このため、配線パターンを回路基板の単層上にスパイラル形状で形成する場合のように、通過帯域の高域側にある副共振点が大きな減衰量を要求される周波数帯域から低周波側にシフトしてしまうことがない。

　　（実施の形態２）
　本発明の実施の形態１では、回路基板３０の主面を平面透視したときに各配線層の配線が互いに一致する場合を説明したが、これに限定されるものではなく、各配線層の配線は互いに重ならなくてもよい。

　以下、本発明の実施の形態２について、図４を参照しながら説明する。なお、本発明の実施の形態１に係るデュプレクサ１と同等の構成要素については、同一の符号を付してその説明を繰返さない。

　図４は、本発明の実施の形態２に係るデュプレクサ１において、配線パターン４０の少なくとも一部分が互いに重ならない有極コイル１３の平面透視図および断面図である。図４（Ａ）は平面透視図、図４（Ｂ）は断面図である。

　有極コイル１３では、第１配線層の配線４０ａ～第６配線層の配線４０ｆからなる配線パターン４０が、回路基板３０の主面を平面透視して、らせん状に構成されている。回路基板３０の主面を平面透視したとき、第１配線層の配線４０ａと、第４配線層の配線４０ｄと、第５配線層の配線４０ｅとは、互いに重ならない。同様に、第３配線層の配線４０ｃと第４配線層の配線４０ｄとは、互いに重ならない。配線パターン４０は、ビア電極４１ａでラダー型弾性表面波フィルタ１１（図示しない）に接続し、ビア電極４１ｂでＧＮＤ電位に接続している。

　このように配線パターン４０を形成すると、インダクタンス素子を回路基板の単層上にスパイラル形状で形成する場合と比べて、回路基板３０の主面を平面透視したときに配線パターンが占有する面積が小さくなる。このため、デュプレクサ１の実装面積を低減することができる。

　以下、本発明の実施の形態２が、本発明の実施の形態１と比べても、大きな減衰量を要求される周波数帯域で大きな減衰量を得られること、および、良好な温度特性を得られることを、図５Ａおよび図５Ｂ～図７を参照しながら説明する。本明細書において、回路基板３０の主面を平面透視したとき、本発明の実施の形態１のように、第１配線層の配線４０ａ～第６配線層の配線４０ｆが互いに一致することを“配線の重なりあり”と呼ぶ。また、本発明の実施の形態２のように、第１配線層の配線４０ａ～第６配線層の配線４０ｆの少なくとも一部分が互いに重ならないことを“配線の重なりなし”と呼ぶ。

　本発明の実施の形態２では、通過帯域（２０００ＭＨｚ帯）の低域側にはＧＰＳ帯域（１６００ＭＨｚ帯）が存在し、高域側にはＲｘ帯域（２１００ＭＨｚ帯）およびＷＬＡＮ帯域（２４００ＭＨｚ帯）が存在する。

　この通過帯域の信号を選択的に通過させるデュプレクサ１では、ＧＰＳ帯域の減衰量が大きいことが重要であるため、有極コイル１３を用いて、共振点をＧＰＳ帯域に調整するとよい。また、副共振点をＲｘ帯域およびＷＬＡＮ帯域付近に調整するとよい。

　図５Ａは、本発明の実施の形態１および２に係るデュプレクサ１の通過帯域付近の通過特性を示す拡大図である。図５Ｂは、本発明の実施の形態１および２に係るデュプレクサ１の通過特性の全体図である。

　図５Ａおよび図５Ｂに示すすべての周波数帯域に分布する信号は送信信号である。波形ａは有極コイル１３の“配線の重なりあり”の送信信号を表し、波形ｂは“配線の重なりなし”の送信信号を表す。通過帯域付近にのみ分布する信号は受信信号であり、波形ｃは“配線の重なりあり”の受信信号を表し、波形ｄは“配線の重なりなし”の受信信号を表す。

　図５Ａおよび図５Ｂでは、通過帯域の低域側のＧＰＳ帯域での減衰量を確保するために、有極コイル１３のインダクタンスを加減して、“配線の重なりあり”および“配線の重なりなし”の共振点の周波数を一致させている。このとき、通過帯域の高域側に位置するＲｘ帯域およびＷＬＡＮ帯域における減衰量を比べると、“配線の重なりなし”の方が“配線の重なりあり”より大きいことがわかる。

　以上、図５Ａおよび図５Ｂからわかるように、有極コイル１３の各配線層の配線間の距離を変更することにより、有極コイル１３の分布容量を加減することができる。分布容量を加減することで、必要とする周波数帯域に所望の減衰量を得られるよう、副共振点のシフト量を調整できる。

　図６Ａは、“配線の重なりあり”の場合に、本発明の実施の形態２に係るデュプレクサ１の通過特性の温度特性を示す図である。図６Ｂは、“配線の重なりなし”の場合に、本発明の実施の形態２に係るデュプレクサ１の通過特性の温度特性を示す図である。

　図６Ａおよび図６Ｂでは、デュプレクサ１の温度を＋８５℃，＋２５℃，－３０℃と変化させている。

　ＧＰＳ帯域に注目すると、ＧＰＳ帯域に調整した共振点の周波数の温度変化に伴うシフト量は、“配線の重なりなし”の方が“配線の重なりあり”より小さいことがわかる。また、Ｒｘ帯域に注目すると、Ｒｘ帯域に調整した副共振点での減衰量の変化（縦軸方向の変化）は、“配線の重なりなし”の方が“配線の重なりあり”より小さいことがわかる。

　図７Ａは、本発明の実施の形態２に係るデュプレクサ１の共振点の周波数の温度特性を示す図である。図７Ｂは、本発明の実施の形態２に係るデュプレクサ１のＲｘ帯域の減衰量の温度特性を示す図である。直線ｅは“配線の重なりあり”、直線ｆは“配線の重なりなし”の場合の共振点の周波数の回帰直線である。直線ｇは“配線の重なりあり”、直線ｈは“配線の重なりなし”の場合のＲｘ帯域での減衰量の回帰直線である。

　図７Ａでは、図６Ａおよび図６Ｂを基に、共振点の周波数の温度特性を示す周波数温度係数（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　Ｆｒｅｑｅｎｃｙ（ＴＣＦ））を求めている。“配線の重なりなし”は“配線の重なりあり”と比べて、周波数温度係数が－１９６ｐｐｍ／℃から－１５８ｐｐｍ／℃に減少している。図７Ｂでは、Ｒｘ帯域に調整した副共振点での減衰量の温度変化に伴う変化量が、－０．０２９ｄＢ／℃から－０．０１８ｄＢ／℃に減少している。

　以上、図６Ａ，図６Ｂ，図７Ａ，および図７Ｂからわかるように、有極コイル１３を“配線の重なりなし”で形成することで、“配線の重なりあり”と比べて、共振点の周波数のシフト量および副共振点での減衰量の温度変化に伴う変化が小さくなる。そのため、デュプレクサ１の温度が変化しても要求仕様を満たさなくなるおそれが減少し、デュプレクサ１を幅広い温度範囲に適用することができる。

　これは、“配線の重なりなし”の方が“配線の重なりあり”より有極コイル１３の各配線層の配線間の距離が長いため、温度変化に伴う各配線層の配線間の距離の変化が相対的に小さく、結果として有極コイル１３の分布容量の変化が小さくなることによると考えられる。

　なお、本発明の実施の形態２に係るデュプレクサ１では、ラダー型弾性表面波フィルタ１１が実装された配線層に近いほど、配線パターン４０のらせん半径が大きくなる場合を説明したが、これに限定されるものではない。ラダー型弾性表面波フィルタ１１が実装された配線層に近いほど、らせん半径が小さくてもよい。あるいは、回路基板３０の配線層の途中で、配線パターン４０のらせん半径の増減が転換してもよい。

　また、本発明の実施の形態２に係るデュプレクサ１では、図４を参照しながら、すべての配線層の間で、回路基板３０の主面を平面透視したときに配線が全く互いに重ならない場合を説明したが、これに限定されるものではない。少なくとも２つの配線層の間で配線の少なくとも一部分が互いに重ならなければよい。

　また、周波数帯域も、上記に限定されるものではない。
　　（変形例）
　以下、伸長コイル１２の立体構造について説明する。

　伸長コイル１２の配線パターンは、有極コイル１３の配線パターン４０と同様に、第１配線層３０ａ～第６配線層３０ｆにらせん状に形成される。

　伸長コイル１２は、有極コイル１３と比べてラダー型弾性表面波フィルタ１１の通過特性への影響が小さい。そのため、伸長コイル１２の各配線層の配線間に生じる分布容量を加減するために、必ずしも“配線の重なりなし”で形成しなくてもよい。しかし、伸長コイル１２を“配線の重なりあり”で形成することで、回路基板３０の主面を平面透視したときに配線パターンが占有する面積を小さくできる。これにより、デュプレクサ１の実装面積を一層低減することができる。

　なお、必要とする周波数帯域に所望の減衰量を有極コイル１３だけで得られる場合、伸長コイル１２を設けなくてもよい。

　また、アンテナ端子整合コイル３では、ラダー型弾性表面波フィルタ１１の通過特性への影響が小さい。そのため、アンテナ端子整合コイル３の配線パターンも第１配線層３０ａ～第６配線層３０ｆにらせん状に形成されるが、省実装面積の観点から、“配線の重なりあり”で形成することが望ましい。

　　（実施の形態３）
　本発明の実施の形態１および実施の形態２では、各配線層の配線幅が等しい場合を説明したが、これに限定されるものではなく、各配線層の配線幅は異なってもよい。

　以下、本発明に係る実施の形態３について、図８を参照しながら説明する。なお、本発明の実施の形態１に係るデュプレクサ１と同等の構成要素については、同一の符号を付してその説明を繰返さない。

　図８は、本発明の実施の形態３に係るデュプレクサ１において、配線幅が配線層の間で異なる有極コイル１３の断面図である。

　有極コイル１３では、第１配線層の配線４０ａ～第６配線層の配線４０ｆからなる配線パターン４０がらせん状に構成されている。回路基板３０の主面を平面透視したとき、第１配線層の配線４０ａと、第３配線層の配線４０ｃと、第５配線層の配線４０ｅとは、配線の中心の位置は互いに一致しているが、配線幅は配線層の間で異なる。同様に、第２配線層の配線４０ｂと第４配線層の配線４０ｄとは、配線の中心の位置は互いに一致しているが、配線幅は配線層の間で異なる。配線パターン４０は、ビア電極４１ａ（図示しない）でラダー型弾性表面波フィルタ１１（図示しない）に、ビア電極４１ｂ（図示しない）でＧＮＤ電位に、それぞれ接続している。

　このように、有極コイル１３の各配線層の配線の重なりを調整するだけでなく、配線幅を配線層の間で変更することでも、各配線層の配線間に生じる有極コイル１３の分布容量を加減することができる。分布容量を加減することで、必要とする周波数帯域に所望の減衰量を得られるよう、副共振点のシフト量を調整できる。

　また、回路基板３０の主面を平面透視したときに配線パターン４０が占有する面積が本発明の実施の形態１と同様に小さくなるため、デュプレクサ１の実装面積を低減することができる。

　なお、本発明の実施の形態３に係るデュプレクサ１では、回路基板３０の主面を平面透視したときに、すべての配線層の配線幅が異なる場合を説明したが、これに限定されるものではない。少なくとも２つの配線層の間で配線幅が異なればよい。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。具体的には、ラダー型フィルタを構成する共振子として、バルク波共振子、弾性表面波共振子、または、弾性境界波共振子を用いてもよい。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１　デュプレクサ、２　アンテナ端子、３　アンテナ端子整合コイル、４　送信端子、５　受信端子、１０　送信側フィルタ、１１，２１１　ラダー型弾性表面波フィルタ、１１１，２１１ａ　直列腕共振子、１１２，２１１ｂ　並列腕共振子、１２，２１２　伸長コイル、１３　有極コイル、２０　受信側フィルタ、２１　弾性表面波共振子、２２　縦結合共振子、２３　コイル、３０　回路基板、３０ａ　第１配線層、３０ｂ　第２配線層、３０ｃ　第３配線層、３０ｄ　第４配線層、３０ｅ　第５配線層、３０ｆ　第６配線層、４０　配線パターン、４０ａ　第１配線層の配線、４０ｂ　第２配線層の配線、４０ｃ　第３配線層の配線、４０ｄ　第４配線層の配線、４０ｅ　第５配線層の配線、４０ｆ　第６配線層の配線、４１ａ，４１ｂ　ビア電極、４２　電極、５０　封止樹脂、６０　パッケージ、２１４　分布容量。

Claims

　複数の配線層が積層された回路基板と、
　前記回路基板の主面上に実装された、少なくとも１つの直列腕共振子と複数の並列腕共振子とを含むラダー型フィルタと、
　一端を、前記複数の並列腕共振子のうち、少なくとも２つの並列腕共振子に接続し、他端を接地電位に接続した第１のインダクタンス素子とを備え、
　前記第１のインダクタンス素子では、前記複数の配線層に形成した第１の配線パターンがらせん状に構成されている、分波装置。
　前記第１の配線パターンは、前記回路基板の前記主面を平面透視した場合に、少なくとも一部分が互いに重ならない、請求項１に記載の分波装置。
　前記第１の配線パターンは、配線幅が前記配線層の間で異なる、請求項１に記載の分波装置。
　一端を前記並列腕共振子の１つに接続し、他端を接地電位に接続した第２のインダクタンス素子をさらに備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の分波装置。
　前記第２のインダクタンス素子では、前記複数の配線層に形成した第２の配線パターンがらせん状に構成されており、前記回路基板の前記主面を平面透視した場合に、前記第２の配線パターンが互いに一致する、請求項４に記載の分波装置。