WO2024075517A1 - フィルタ装置 - Google Patents

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WO2024075517A1
WO2024075517A1 PCT/JP2023/033945 JP2023033945W WO2024075517A1 WO 2024075517 A1 WO2024075517 A1 WO 2024075517A1 JP 2023033945 W JP2023033945 W JP 2023033945W WO 2024075517 A1 WO2024075517 A1 WO 2024075517A1
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WO
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piezoelectric substrate
acoustic wave
resonator
filter
resonators
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PCT/JP2023/033945
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French (fr)
Inventor
直 山崎
康宏 清水
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25Constructional features of resonators using surface acoustic waves
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/64Filters using surface acoustic waves
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/70Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/72Networks using surface acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to a filter device having an elastic wave resonator.
  • Patent Document 1 discloses examples of filter devices such as thin-film piezoelectric filters and surface acoustic wave filters.
  • a pair of substrates are joined by a frame-shaped adhesive pattern.
  • a vibration space is formed between the pair of piezoelectric substrates.
  • a piezoelectric resonator is provided on each substrate so as to be located within the vibration space.
  • One of the substrates has a through-hole that penetrates the substrate. The piezoelectric resonator is electrically connected to the outside via the through-hole.
  • Patent Document 1 describes that the frequency-temperature characteristic can be improved by using a material having a negative temperature coefficient, such as SiO2 .
  • the object of the present invention is to provide a filter device that can prevent insertion loss from increasing.
  • a first piezoelectric substrate having a first main surface and a second main surface opposed to each other, at least one first acoustic wave resonator which is a series arm resonator or a parallel arm resonator and which includes a functional electrode provided on the first main surface of the first piezoelectric substrate, a support provided on the first main surface of the first piezoelectric substrate so as to surround the first acoustic wave resonator, a second piezoelectric substrate provided on the support and having a third main surface located on the first piezoelectric substrate side and a fourth main surface facing the third main surface, and
  • the piezoelectric element includes at least one second elastic wave resonator, at least one of which is a parallel arm resonator, and an external connection terminal provided on the second piezoelectric substrate, a space surrounded by the first piezoelectric substrate, the second piezoelectric substrate, and the support body is formed, the first elastic wave
  • a first piezoelectric substrate having a first main surface and a second main surface opposed to each other, at least one first acoustic wave resonator which is a series arm resonator or a parallel arm resonator and which includes a functional electrode provided on the first main surface of the first piezoelectric substrate, a support provided on the first main surface of the first piezoelectric substrate so as to surround the first acoustic wave resonator, a second piezoelectric substrate provided on the support and having a third main surface located on the first piezoelectric substrate side and a fourth main surface facing the third main surface, and
  • the piezoelectric element includes at least one second elastic wave resonator, at least one of which is a series arm resonator, and an external connection terminal provided on the second piezoelectric substrate, a space surrounded by the first piezoelectric substrate, the second piezoelectric substrate, and the support body is formed, the first elastic wave
  • the filter device according to the present invention can prevent the insertion loss from increasing.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a filter device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic front cross-sectional view of the filter device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing an electrode configuration on a first piezoelectric substrate in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic perspective plan view showing an electrode configuration on a second piezoelectric substrate in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a portion along line II-II in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of the filter device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a filter device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic front cross-sectional view of the filter device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing an electrode configuration on a first piezoelectric substrate in the first
  • FIG. 7 is a diagram showing the attenuation frequency characteristics of the first filter in the first embodiment of the present invention and the first comparative example.
  • Fig. 8(a) is a diagram showing the temperature distribution of a laminate of a first piezoelectric substrate, a support, and a second piezoelectric substrate in a reference example
  • Fig. 8(b) is a diagram showing the temperature distribution of the first piezoelectric substrate in the reference example
  • Fig. 8(c) is a diagram showing the temperature distribution of the second piezoelectric substrate in the reference example.
  • FIG. 9 is a schematic plan view illustrating an electrode configuration of a first acoustic wave resonator according to a first preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic plan view illustrating an electrode configuration of a first acoustic wave resonator according to a first preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a portion of a filter device according to a modified example of the first embodiment of the present invention, which corresponds to the cross-section shown in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing the attenuation frequency characteristics of the first filter in the second embodiment of the present invention and the second comparative example.
  • FIG. 12 is a schematic front cross-sectional view of a filter device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic front cross-sectional view of a filter device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a filter device according to a first embodiment of the present invention.
  • the filter device 10 of this embodiment is a duplexer. Specifically, the filter device 10 has a first filter 1A and a second filter 1B.
  • the first filter 1A is a transmit filter.
  • the second filter 1B is a receive filter. Note that the filter device 10 is not limited to a duplexer.
  • the first filter 1A and the second filter 1B may each be a transmit filter or a receive filter.
  • the filter device according to the present invention may be a multiplexer having three or more filters, or may be only one filter.
  • the first filter 1A and the second filter 1B are each a ladder type filter. Therefore, the first filter 1A and the second filter 1B each have at least one series arm resonator and at least one parallel arm resonator. In this embodiment, the series arm resonators and parallel arm resonators of the first filter 1A and the second filter 1B are both surface acoustic wave resonators.
  • the specific configuration of the filter device 10 will be described below.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional front view of a filter device according to a first embodiment of the present invention.
  • each resonator is shown as a simplified diagram of a rectangle with two diagonal lines added. The same is true for other schematic cross-sectional views and schematic plan views.
  • the filter device 10 has a first piezoelectric substrate 2A, a second piezoelectric substrate 2B, and a support 8A.
  • the support 8A is provided between the first piezoelectric substrate 2A and the second piezoelectric substrate 2B.
  • the support 8A has a frame-like shape.
  • a space is defined by the first piezoelectric substrate 2A, the second piezoelectric substrate 2B, and the support 8A.
  • the first piezoelectric substrate 2A and the second piezoelectric substrate 2B face each other across the space and the support 8A.
  • the piezoelectric substrate is a substrate having piezoelectricity.
  • the first piezoelectric substrate 2A is a laminate substrate including a first piezoelectric layer 5A.
  • the first piezoelectric substrate 2A has a first main surface 2a and a second main surface 2b.
  • the first main surface 2a and the second main surface 2b face each other.
  • the main surface of the first piezoelectric layer 5A is the first main surface 2a.
  • the second piezoelectric substrate 2B is a laminate substrate including a second piezoelectric layer 5B.
  • the second piezoelectric substrate 2B has a third main surface 2c and a fourth main surface 2d.
  • the third main surface 2c and the fourth main surface 2d face each other.
  • the main surface of the second piezoelectric layer 5B is the third main surface 2c.
  • the first piezoelectric substrate 2A and the second piezoelectric substrate 2B may be substrates made of only piezoelectric materials.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the electrode configuration on the first piezoelectric substrate in the first embodiment. Note that FIG. 2 above is a schematic cross-sectional view taken along line II in FIG. 3.
  • a plurality of first acoustic wave resonators 13A are configured on the first main surface 2a of the first piezoelectric substrate 2A. Specifically, a plurality of IDT electrodes 15 are provided as a plurality of functional electrodes on the first main surface 2a of the first piezoelectric substrate 2A. Each of the first acoustic wave resonators 13A includes an IDT electrode 15. A plurality of wirings and the support 8A are provided on the first main surface 2a. The first acoustic wave resonators 13A are electrically connected to each other through the wirings. The support 8A is provided so as to surround the plurality of first acoustic wave resonators 13A.
  • the support 8A surrounds the plurality of IDT electrodes 15 provided on the first main surface 2a.
  • the support 8A has a frame-like shape.
  • a plurality of columnar supports may be provided on the first main surface 2a so as to surround the plurality of first acoustic wave resonators 13A.
  • the second piezoelectric substrate 2B is provided on the support 8A.
  • FIG. 4 is a schematic perspective plan view showing the electrode configuration on the second piezoelectric substrate in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a portion along line II-II in FIG. 3.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of the filter device according to the first embodiment.
  • a plurality of second elastic wave resonators 13B are configured on the second piezoelectric substrate 2B.
  • a plurality of IDT electrodes are provided on the third main surface 2c of the second piezoelectric substrate 2B as a plurality of functional electrodes.
  • Each of the second elastic wave resonators 13B includes an IDT electrode.
  • a plurality of wirings are provided on the third main surface 2c. The second elastic wave resonators 13B are electrically connected to each other by the wirings.
  • a plurality of first elastic wave resonators 13A and a plurality of second elastic wave resonators 13B are positioned in a space surrounded by a first piezoelectric substrate 2A, a second piezoelectric substrate 2B, and a support 8A.
  • the plurality of first elastic wave resonators 13A and the plurality of second elastic wave resonators 13B are each a series arm resonator or a parallel arm resonator.
  • the plurality of second elastic wave resonators 13B includes at least one parallel arm resonator.
  • the filter device 10 has at least one pillar member 8B.
  • the first piezoelectric substrate 2A and the second piezoelectric substrate 2B are supported by the support 8A as well as the pillar member 8B.
  • the support 8A and the pillar member 8B are a laminate of multiple metal layers.
  • the support 8A and the pillar member 8B are electrically connected to the first elastic wave resonator 13A or the second elastic wave resonator 13B via the respective wiring.
  • the first filter 1A and the second filter 1B each have a plurality of first elastic wave resonators 13A and a plurality of second elastic wave resonators 13B.
  • the first elastic wave resonators 13A and the second elastic wave resonators 13B in the first filter 1A are electrically connected by a portion of the plurality of pillar members 8B out of all the pillar members 8B. The same is true for the second filter 1B.
  • the second piezoelectric substrate 2B is provided with a plurality of external connection terminals 11.
  • the plurality of external connection terminals 11 electrically connect the first filter 1A and the second filter 1B to the outside.
  • the plurality of external connection terminals 11 include an external connection terminal 11 connected to a signal potential and an external connection terminal 11 connected to a ground potential.
  • Each external connection terminal 11 has at least one through electrode 7 and an electrode pad 6. More specifically, in this embodiment, a plurality of through electrodes 7 are provided so as to penetrate the second piezoelectric substrate 2B. A plurality of electrode pads 6 are provided on the fourth main surface 2d of the second piezoelectric substrate 2B. One end of the through electrode 7 is connected to the electrode pad 6. The other end of the through electrode 7 is connected to the support 8A or the pillar member 8B.
  • the external connection terminal 11 is electrically connected to an elastic wave resonator in the filter device 10 via the support 8A or the pillar member 8B.
  • Bumps 9 are bonded to each electrode pad 6 as conductive bonding material.
  • a conductive adhesive may be used as the conductive bonding material.
  • the filter device 10 is bonded to a mounting board or the like by the conductive bonding material.
  • the present embodiment is characterized by the following configuration: 1) An external connection terminal 11 is provided on the second piezoelectric substrate 2B. 2)
  • the multiple second acoustic wave resonators 13B configured on the second piezoelectric substrate 2B include a parallel arm resonator having the highest resonance frequency among all the parallel arm resonators configured on the first piezoelectric substrate 2A and the second piezoelectric substrate 2B.
  • the parallel arm resonator is the parallel arm resonator of the first filter 1A.
  • the filter device 10 having the above configuration can prevent the insertion loss of the first filter 1A from becoming large. Details of this will be shown below by comparing this embodiment with the first comparative example.
  • the first comparative example differs from the first embodiment in that, of all the parallel arm resonators configured on the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate, the parallel arm resonator with the highest resonant frequency is the first acoustic wave resonator configured on the first piezoelectric substrate. Note that, in the first comparative example, as in the first embodiment, the parallel arm resonator with the highest resonant frequency is included in the first filter. The attenuation-frequency characteristics of the first filter in the first embodiment and the first comparative example were compared.
  • FIG. 7 shows the attenuation frequency characteristics of the first filter in the first embodiment and the first comparative example.
  • the first embodiment has a smaller insertion loss than the first comparative example. This is because the frequency fluctuation due to temperature change is small in the parallel arm resonator with the highest resonant frequency.
  • the anti-resonance frequencies of the parallel arm resonators that form the pass band are located within the pass band.
  • the resonant frequencies of the parallel arm resonators are located on the lower side of the pass band.
  • the parallel arm resonator with the highest resonant frequency among all the parallel arm resonators of the first filter 1A and the second filter 1B is the second acoustic wave resonator 13B configured in the second piezoelectric substrate 2B. Since the second piezoelectric substrate 2B is provided with the external connection terminal 11, the heat dissipation of the second piezoelectric substrate 2B is high. This makes it possible to reduce the temperature change of the parallel arm resonator. Therefore, it is possible to reduce the frequency fluctuation of the parallel arm resonator.
  • the parallel arm resonator is included in the first filter 1A. Therefore, it is possible to prevent the insertion loss of the first filter 1A in the filter device 10 from increasing.
  • the parallel arm resonator may be included in the second filter 1B.
  • the temperature distribution in the filter device of the reference example was derived by simulation.
  • the filter device of the reference example has a first piezoelectric substrate 102A, a second piezoelectric substrate 102B, and a support 8A, as in the first embodiment, and has a plurality of first acoustic wave resonators and a plurality of second acoustic wave resonators.
  • the filter device of the reference example differs from the first embodiment in the arrangement of the external connection terminals 11.
  • power was applied to all acoustic wave resonators.
  • the temperature distribution was derived assuming that the total heat generation of all acoustic wave resonators was 1 W.
  • Figure 8(a) is a diagram showing the temperature distribution of a laminate of a first piezoelectric substrate, a support, and a second piezoelectric substrate in a reference example.
  • Figure 8(b) is a diagram showing the temperature distribution of the first piezoelectric substrate in a reference example.
  • Figure 8(c) is a diagram showing the temperature distribution of the second piezoelectric substrate in a reference example.
  • the temperature of the second piezoelectric substrate 102B is generally lower than the temperature of the first piezoelectric substrate 102A.
  • the maximum temperature of the first piezoelectric substrate 102A is 245.8°C, and the average temperature is 239.4°C.
  • the maximum temperature of the second piezoelectric substrate 102B is 242°C, and the average temperature is 236.1°C.
  • the second piezoelectric substrate 102B is provided with an external connection terminal 11. In the second piezoelectric substrate 102B, heat is directly released to the outside from the external connection terminal 11. In other words, the second piezoelectric substrate 102B has high heat dissipation properties. As a result, even when power is applied to the elastic wave resonator in the filter device, the temperature of the second piezoelectric substrate 102B is less likely to rise than the temperature of the first piezoelectric substrate 102A.
  • the filter device 10 has a common connection terminal 12A, a first signal terminal 12B, and a second signal terminal 12C.
  • a first filter 1A and a second filter 1B are commonly connected to the common connection terminal 12A.
  • the first signal terminal 12B corresponds to the input end
  • the common connection terminal 12A corresponds to the output end.
  • the common connection terminal 12A corresponds to the input end
  • the second signal terminal 12C corresponds to the output end.
  • the multiple series arm resonators of the first filter 1A are specifically series arm resonator S1, series arm resonator S2, series arm resonator S3a, series arm resonator S3b, series arm resonator S4, series arm resonator S5, and series arm resonator S6.
  • the series arm resonator S1, series arm resonator S2, series arm resonator S3a, series arm resonator S4, series arm resonator S5, and series arm resonator S6 are connected in series with each other in this order.
  • the series arm resonator S3b is connected in parallel to the series arm resonator S3a.
  • the multiple parallel arm resonators of the first filter 1A are specifically parallel arm resonators P1, P2, P3, and P4.
  • the parallel arm resonator P1 is connected between the connection point between the series arm resonators S1 and S2 and ground potential.
  • the parallel arm resonator P2 is connected between the connection point between the series arm resonators S2 and S3a and S3b and ground potential.
  • the parallel arm resonator P3 is connected between the connection point between the series arm resonators S4 and S5 and ground potential.
  • the parallel arm resonator P4 is connected between the connection point between the series arm resonators S5 and S6 and ground potential.
  • the series arm resonator S3a, the series arm resonator S3b, the series arm resonator S4, the parallel arm resonator P1, the parallel arm resonator P3, and the parallel arm resonator P4 are the first elastic wave resonator 13A shown in FIG. 3.
  • the series arm resonator S1, the series arm resonator S2, the series arm resonator S5, the series arm resonator S6, and the parallel arm resonator P2 are the second elastic wave resonator 13B shown in FIG. 4.
  • the multiple series arm resonators of the second filter 1B are specifically series arm resonators S11, S12, S13, and S14. Between the common connection terminal 12A and the second signal terminal 12C, the series arm resonators S11, S12, S13, and S14 are connected in series with each other in this order.
  • the multiple parallel arm resonators of the second filter 1B are specifically parallel arm resonators P11, P12, P13, and P14.
  • the parallel arm resonator P11 is connected between the connection point between the series arm resonators S11 and S12 and ground potential.
  • the parallel arm resonator P12 is connected between the connection point between the series arm resonators S12 and S13 and ground potential.
  • the parallel arm resonator P13 is connected between the connection point between the series arm resonators S13 and S14 and ground potential.
  • the parallel arm resonator P14 is connected between the second signal terminal 12C and ground potential.
  • All of the series arm resonators of the second filter 1B are the first elastic wave resonators 13A shown in FIG. 3.
  • all of the parallel arm resonators of the second filter 1B are the second elastic wave resonators 13B shown in FIG. 4.
  • the parallel arm resonator having the highest resonance frequency is the parallel arm resonator P2 of the first filter 1A. This parallel arm resonator P2 is included in the multiple second elastic wave resonators 13B.
  • FIG. 9 is a schematic plan view showing the electrode configuration of a first elastic wave resonator in the first embodiment. Note that wiring and the like connected to the first elastic wave resonator are omitted in FIG. 9.
  • the first acoustic wave resonator 13A has an IDT electrode 15 and a pair of reflectors 14A and 14B.
  • the IDT electrode 15 and the reflectors 14A and 14B are provided on the first main surface 2a of the first piezoelectric substrate 2A.
  • the IDT electrode 15 has a pair of bus bars and a plurality of electrode fingers.
  • the pair of bus bars is specifically a first bus bar 16 and a second bus bar 17.
  • the first bus bar 16 and the second bus bar 17 face each other.
  • the plurality of electrode fingers is specifically a plurality of first electrode fingers 18 and a plurality of second electrode fingers 19.
  • One end of each of the plurality of first electrode fingers 18 is connected to the first bus bar 16.
  • One end of each of the plurality of second electrode fingers 19 is connected to the second bus bar 17.
  • the plurality of first electrode fingers 18 and the plurality of second electrode fingers 19 are interdigitated with each other.
  • the first electrode fingers 18 and the second electrode fingers 19 are connected to different potentials.
  • the first electrode finger 18 and the second electrode finger 19 may be simply referred to as electrode fingers.
  • the direction in which the multiple electrode fingers of the IDT electrode 15 extend is the electrode finger extension direction.
  • the reflectors 14A and 14B face each other across the IDT electrode 15 in a direction perpendicular to the electrode finger extension direction. An acoustic wave is excited by applying an AC voltage to the IDT electrode 15.
  • each of the other first acoustic wave resonators 13A and each of the second acoustic wave resonators 13B shown in FIG. 2 and the like also have an IDT electrode and a pair of reflectors.
  • each of the first acoustic wave resonators and each of the second acoustic wave resonators are surface acoustic wave resonators.
  • the multiple external connection terminals 11 shown in FIG. 5 are connected to a ground potential or a signal potential.
  • the support 8A is connected to one end of the through electrode 7 of the external connection terminal 11 that is connected to the ground potential.
  • the parallel arm resonators of the multiple first elastic wave resonators 13A and the multiple second elastic wave resonators 13B are each electrically connected to the support 8A via wiring.
  • each parallel arm resonator is connected to the ground potential via the wiring, the support 8A, and the external connection terminal 11.
  • a pillar member 8B is connected to one end of the through electrode 7 of the external connection terminal 11, which is connected to the signal potential.
  • the elastic wave resonators closest to the input end and output end in the first filter 1A are the first elastic wave resonators 13A, respectively.
  • These first elastic wave resonators 13A are connected to the signal potential via wiring, the pillar member 8B, and the external connection terminal 11.
  • the elastic wave resonator closest to the input end or output end may be the second elastic wave resonator 13B.
  • one end of the through electrode 7 may be connected to the wiring connected to the second elastic wave resonator 13B.
  • the support 8A may be connected to a signal potential or to a ground potential.
  • the pillar member 8B may be connected to a signal potential or to a ground potential.
  • the multiple pillar members 8B may include a pillar member 8B that is not electrically connected to an elastic wave resonator.
  • One of the multiple metal layers of the support 8A is provided integrally with the wiring provided on the first piezoelectric substrate 2A.
  • the other metal layer of the support 8A is provided integrally with the wiring provided on the second piezoelectric substrate 2B.
  • the same is true for the pillar member 8B.
  • the metal layers of the support 8A and the pillar member 8B may be provided separately from the wiring and connected to the wiring.
  • one external connection terminal 11 has multiple through electrodes 7. This allows heat to be efficiently transferred from the second piezoelectric substrate 2B side to the outside. This effectively reduces the temperature change of each second acoustic wave resonator 13B. Therefore, it is possible to effectively prevent the insertion loss of the first filter 1A from increasing.
  • the external connection terminal 11 does not necessarily have to have multiple through electrodes 7.
  • a dielectric film 28 is provided on the fourth main surface 2d of the second piezoelectric substrate 2B.
  • the dielectric film 28 covers a part of each electrode pad 6.
  • the bump 9 is bonded to the part of each electrode pad 6 that is not covered by the dielectric film 28.
  • the provision of the dielectric film 28 makes the second piezoelectric substrate 2B less likely to be damaged.
  • the dielectric film 28 is not provided on the second main surface 2b of the first piezoelectric substrate 2A.
  • the dielectric film 28 may also be provided on the second main surface 2b of the first piezoelectric substrate 2A.
  • the dielectric film 28 is a silicon oxide film. Note that the material of the dielectric film 28 is not limited to the above. The dielectric film 28 does not necessarily have to be provided.
  • the first piezoelectric substrate 2A is a laminated substrate. Specifically, the first piezoelectric substrate 2A has a first support substrate 3A, a first intermediate layer 4A, and a first piezoelectric layer 5A. The first intermediate layer 4A is provided on the first support substrate 3A. The first piezoelectric layer 5A is provided on the first intermediate layer 4A.
  • the first principal surface 2a of the first piezoelectric substrate 2A is the principal surface of the first piezoelectric substrate 2A that is located closest to the second piezoelectric substrate 2B.
  • the principal surface of the first piezoelectric layer 5A is the first principal surface 2a.
  • the first principal surface 2a may include at least the principal surface of the first piezoelectric layer 5A.
  • the first principal surface 2a may include the principal surface of the first piezoelectric layer 5A, as well as the principal surface of the first intermediate layer 4A or the principal surface of the first support substrate 3A.
  • the second principal surface 2b of the first piezoelectric substrate 2A faces the first principal surface 2a and is the principal surface located on the outermost side of the first piezoelectric substrate 2A. Therefore, in the first embodiment, the second principal surface 2b is the principal surface of the first support substrate 3A that is located on the outermost side of the first piezoelectric substrate 2A.
  • the second piezoelectric substrate 2B is a laminate substrate of a second support substrate 3B, a second intermediate layer 4B, and a second piezoelectric layer 5B.
  • the third main surface 2c of the second piezoelectric substrate 2B is the main surface of the second piezoelectric substrate 2B that is located closest to the first piezoelectric substrate 2A.
  • the main surface of the second piezoelectric layer 5B is the third main surface 2c. It is sufficient that the third main surface 2c includes at least the main surface of the second piezoelectric layer 5B.
  • the third main surface 2c may include the main surface of the second piezoelectric layer 5B, as well as the main surface of the second intermediate layer 4B or the main surface of the second support substrate 3B.
  • the fourth principal surface 2d of the second piezoelectric substrate 2B faces the third principal surface 2c and is the outermost principal surface of the second piezoelectric substrate 2B. Therefore, in the first embodiment, the fourth principal surface 2d is the outermost principal surface of the second piezoelectric substrate 2B of the second support substrate 3B.
  • the first piezoelectric layer 5A and the second piezoelectric layer 5B may be made of materials such as lithium niobate, lithium tantalate, zinc oxide, aluminum nitride, quartz, or PZT (lead zirconate titanate).
  • the first intermediate layer 4A and the second intermediate layer 4B are low acoustic speed films.
  • a low acoustic speed film is a film with a relatively low acoustic speed. More specifically, the acoustic speed of the bulk wave propagating through the low acoustic speed film is lower than the acoustic speed of the bulk wave propagating through the piezoelectric layer. That is, the acoustic speed of the bulk wave propagating through the first intermediate layer 4A is lower than the acoustic speed of the bulk wave propagating through the first piezoelectric layer 5A. The acoustic speed of the bulk wave propagating through the second intermediate layer 4B is lower than the acoustic speed of the bulk wave propagating through the second piezoelectric layer 5B.
  • the first intermediate layer 4A and the second intermediate layer 4B are made of silicon oxide.
  • the material of the first intermediate layer 4A and the second intermediate layer 4B as the low acoustic velocity film is not limited to the above, and for example, dielectrics such as glass, silicon oxide, silicon oxynitride, lithium oxide, tantalum oxide, or compounds of silicon oxide with fluorine, carbon, or boron added, or materials containing the above materials as the main components can be used.
  • the main component refers to a component that accounts for more than 50 wt%.
  • the above main component material may be in any of the following states: single crystal, polycrystalline, or amorphous, or a mixture of these.
  • the first support substrate 3A and the second support substrate 3B are high acoustic velocity material layers.
  • the high acoustic velocity material layer is a layer with a relatively high acoustic velocity.
  • the acoustic velocity of the bulk waves propagating through the high acoustic velocity material layer is higher than the acoustic velocity of the elastic waves propagating through the piezoelectric layer.
  • the acoustic velocity of the bulk waves propagating through the first support substrate 3A is higher than the acoustic velocity of the elastic waves propagating through the first piezoelectric layer 5A.
  • the acoustic velocity of the bulk waves propagating through the second support substrate 3B is higher than the acoustic velocity of the elastic waves propagating through the second piezoelectric layer 5B.
  • the first support substrate 3A and the second support substrate 3B are high sound velocity material layers made of silicon, which is a high sound velocity material.
  • the high sound velocity material is not limited to the above, and may be, for example, aluminum nitride, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric material such as quartz, ceramic such as alumina, sapphire, magnesia, silicon nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, steatite, forsterite, spinel, sialon, dielectric material such as aluminum oxide, silicon oxynitride, DLC (diamond-like carbon), diamond, semiconductor such as silicon, or material mainly composed of the above material.
  • the spinel includes an aluminum compound containing one or more elements selected from Mg, Fe, Zn, Mn, etc. and oxygen.
  • Examples of the spinel include MgAl 2 O 4 , FeAl 2 O 4 , ZnAl 2 O 4 , and MnAl 2 O 4 .
  • first piezoelectric substrate 2A In the first piezoelectric substrate 2A, a first support substrate 3A as a high acoustic velocity material layer, a first intermediate layer 4A as a low acoustic velocity film, and a first piezoelectric layer 5A are laminated in this order. This allows the energy of the acoustic waves of each first acoustic wave resonator 13A to be effectively confined to the first piezoelectric layer 5A side.
  • the second piezoelectric substrate 2B also has a similar laminated structure. This allows the energy of the acoustic waves of each second acoustic wave resonator 13B to be effectively confined to the second piezoelectric layer 5B side.
  • the laminated structure of the first piezoelectric substrate is not limited to the above.
  • the first intermediate layer may be a laminate of a plurality of dielectric layers. More specifically, for example, the first intermediate layer may be a laminate of a first low acoustic velocity film and a first high acoustic velocity film as a high acoustic velocity material layer.
  • the first piezoelectric substrate may be a laminated substrate of a first support substrate, a first high acoustic velocity film, a first low acoustic velocity film, and a first piezoelectric layer.
  • the first intermediate layer may be a first high acoustic velocity film.
  • the first piezoelectric substrate may be a laminated substrate of a first support substrate, a first high acoustic velocity film, and a first piezoelectric layer.
  • the first intermediate layer may not be provided.
  • the first piezoelectric substrate may be a laminated substrate of a first support substrate and a first piezoelectric layer as a high acoustic velocity material layer. In these cases, the energy of the elastic waves of each first elastic wave resonator can be effectively trapped on the first piezoelectric layer side.
  • the second piezoelectric substrate may be a laminate substrate of a second support substrate, a second high acoustic velocity film, a second low acoustic velocity film, and a second piezoelectric layer.
  • the second piezoelectric substrate may be a laminate substrate of a second support substrate, a second high acoustic velocity film, and a second piezoelectric layer, or a laminate substrate of a second support substrate and a second piezoelectric layer as a high acoustic velocity material layer.
  • the energy of the acoustic waves of each first acoustic wave resonator can be effectively trapped on the first piezoelectric layer side even if the first support substrate is not a high acoustic velocity material layer.
  • the second piezoelectric substrate When the first piezoelectric substrate has a first high acoustic velocity film, the energy of the acoustic waves of each first acoustic wave resonator can be effectively trapped on the first piezoelectric layer side even if the first support substrate is not a high acoustic velocity material layer. The same is true for the second piezoelectric substrate.
  • the first support substrate and the second support substrate can be made of, for example, piezoelectric materials such as aluminum nitride, lithium tantalate, lithium niobate, and quartz; ceramics such as alumina, sapphire, magnesia, silicon nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, steatite, and forsterite; dielectric materials such as diamond and glass; semiconductors such as silicon and gallium nitride; or resins, or materials mainly composed of the above materials.
  • piezoelectric materials such as aluminum nitride, lithium tantalate, lithium niobate, and quartz
  • ceramics such as alumina, sapphire, magnesia, silicon nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, steatite, and forsterite
  • dielectric materials such as diamond and glass
  • semiconductors such as silicon and gallium nitride
  • resins or materials mainly composed
  • the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate do not have to be laminated substrates.
  • the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate may each be a substrate made of only a piezoelectric material.
  • each of the first acoustic wave resonators 13A and each of the second acoustic wave resonators 13B shown in FIG. 2 and the like is a surface acoustic wave resonator.
  • the resonant frequency and anti-resonant frequency of the surface acoustic wave resonators can be compared using the electrode finger pitch and duty ratio of the IDT electrodes.
  • the electrode finger pitch is the center-to-center distance in the acoustic wave propagation direction between adjacent electrode fingers connected to different potentials.
  • the resonant frequency of the surface acoustic wave resonator having a larger reciprocal of the product of the electrode finger pitch and the duty ratio is higher than the resonant frequency of the other surface acoustic wave resonator.
  • the anti-resonant frequency of the surface acoustic wave resonator having a larger reciprocal of the product of the electrode finger pitch and the duty ratio is higher than the anti-resonant frequency of the other surface acoustic wave resonator.
  • the resonant frequency of the surface acoustic wave resonator having a larger inverse of the product of the electrode finger pitch, duty ratio, and electrode finger thickness is higher than the resonant frequency of the other surface acoustic wave resonator.
  • the anti-resonant frequency of the surface acoustic wave resonator having a larger inverse of the product of the electrode finger pitch, duty ratio, and electrode finger thickness is higher than the anti-resonant frequency of the other surface acoustic wave resonator.
  • the inverse of the product of the electrode finger pitch of the IDT electrode and the duty ratio in any one of the second acoustic wave resonators 13B is the largest.
  • the inverse of the product of the electrode finger pitch of the IDT electrode, the duty ratio, and the electrode finger thickness in any one of the second acoustic wave resonators 13B is the largest among all the parallel arm resonators in the filter device 10. This makes it possible to more reliably make the resonant frequency of the parallel arm resonator that is the second acoustic wave resonator 13B the highest among all the parallel arm resonators in the filter device 10.
  • a protective film may be provided on the first main surface 2a of the first piezoelectric substrate 2A so as to cover the IDT electrodes of the first acoustic wave resonators 13A. This makes it difficult for the first acoustic wave resonators 13A to be damaged.
  • a protective film may be provided on the third main surface 2c of the second piezoelectric substrate 2B so as to cover the IDT electrodes of the second acoustic wave resonators 13B. This makes it difficult for the second acoustic wave resonators 13B to be damaged.
  • An appropriate dielectric may be used for the protective film. Note that in configurations other than the first embodiment of the present invention, a configuration in which a protective film is provided on the first main surface 2a or the third main surface 2c so as to cover the functional electrodes may also be adopted.
  • the resonant frequency of the surface acoustic wave resonator having a larger inverse number of the product of the electrode finger pitch, duty ratio, and electrode finger thickness will be higher than the resonant frequency of the other surface acoustic wave resonator.
  • the anti-resonant frequency of the surface acoustic wave resonator having a larger inverse number of the product of the electrode finger pitch, duty ratio, and electrode finger thickness will be higher than the anti-resonant frequency of the other surface acoustic wave resonator.
  • the second piezoelectric substrate 2B has a side surface 2e.
  • the side surface 2e is connected to the third principal surface 2c and the fourth principal surface 2d.
  • the side surface 2e is made up of the side surfaces of each layer.
  • a part of the external connection terminal 11 may be provided on this side surface 2e.
  • the external connection terminal 11 is not limited to a configuration having a through electrode 7 and an electrode pad 6.
  • the external connection terminal 21 has an external electrode 25 and an electrode pad 6.
  • the external electrode 25 is continuously provided on the third main surface 2c, the side surface 2e, and the fourth main surface 2d of the second piezoelectric substrate 2B.
  • the external electrode 25 electrically connects the support 8A and the electrode pad 6.
  • the external electrode 25 and the electrode pad 6 are provided as a single unit.
  • the external electrode 25 and the electrode pad 6 may be provided separately and connected to each other.
  • both the external connection terminal 21 including the external electrode 25 and the external connection terminal 11 including the through electrode 7 shown in FIG. 5 may be provided.
  • the temperature coefficients of frequency (TCF) of the first elastic wave resonators 13A and the second elastic wave resonators 13B are different from each other.
  • the difference between the maximum and minimum values of the TCF of the multiple second elastic wave resonators 13B is larger than the difference between the maximum and minimum values of the TCF of the multiple first elastic wave resonators 13A. This makes it possible to more reliably achieve sufficient impedance matching and suppress deterioration of the voltage standing wave ratio (VSWR). This will be described in detail below.
  • the second acoustic wave resonators 13B are configured on the second piezoelectric substrate 2B.
  • the second piezoelectric substrate 2B has high heat dissipation properties. Therefore, in the second acoustic wave resonators 13B, temperature changes themselves are suppressed, and frequency fluctuations are suppressed. Therefore, even if the difference between the maximum and minimum values of TCF is large between the second acoustic wave resonators 13B, the difference in frequency change is small. In addition, the difference between the maximum and minimum values of TCF is small between the first acoustic wave resonators 13A.
  • the relationship between the TCFs of the acoustic wave resonators in the first filter 1A is not limited to the above.
  • the difference between the maximum and minimum values of the TCF in the multiple second acoustic wave resonators 13B is greater than the difference between the maximum and minimum values of the TCF in the multiple first acoustic wave resonators 13A. This makes it possible to more reliably achieve sufficient impedance matching and suppress deterioration of the VSWR.
  • the elastic wave resonator having the largest absolute value of TCF among all the first elastic wave resonators 13A and all the second elastic wave resonators 13B is the second elastic wave resonator 13B.
  • the temperature change of the elastic wave resonator having the largest absolute value of TCF can be reduced, and the frequency fluctuation can be reduced.
  • the absolute value of the TCF of each first elastic wave resonator 13A is smaller than the absolute value of the TCF of the elastic wave resonator. Therefore, the frequency fluctuation due to temperature change in each first elastic wave resonator 13A can also be reduced. Therefore, impedance matching can be more reliably and sufficiently achieved in both the first filter 1A and the second filter 1B, and deterioration of the VSWR can be suppressed.
  • both the first filter 1A and the second filter 1B are ladder type filters, but are not limited to this.
  • the first filter 1A and the second filter 1B do not necessarily have a series arm resonator.
  • the first filter 1A or the second filter 1B may have, for example, a vertically coupled resonator type elastic wave filter and a parallel arm resonator.
  • a parallel arm resonator may be connected to the vertically coupled resonator type elastic wave filter.
  • the first filter 1A or the second filter 1B may have a vertically coupled resonator type elastic wave filter and a ladder type circuit unit.
  • the ladder type circuit unit includes at least one series arm resonator and at least one parallel arm resonator.
  • a ladder type circuit unit may be connected to the vertically coupled resonator type elastic wave filter.
  • the multiple second acoustic wave resonators 13B configured on the second piezoelectric substrate 2B include a parallel arm resonator with the highest resonance frequency among all the parallel arm resonators configured on the first piezoelectric substrate 2A and the second piezoelectric substrate 2B.
  • the configuration of the filter device according to the present invention is not limited to this.
  • the second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 5, which was used to explain the configuration of the first embodiment.
  • the filter device of the second embodiment has the same first piezoelectric substrate 2A, second piezoelectric substrate 2B, support 8A, pillar member 8B, and external connection terminal 11 as in the first embodiment.
  • the circuit configuration in the filter device of the second embodiment is the same as that in the first embodiment.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that the multiple second acoustic wave resonators 13B include a series arm resonator having the lowest anti-resonance frequency among all the series arm resonators configured in the first piezoelectric substrate 2A and the second piezoelectric substrate 2B.
  • the series arm resonator is the series arm resonator of the first filter.
  • the second embodiment as in the first embodiment, it is possible to suppress an increase in the insertion loss of the first filter. More specifically, however, in the first embodiment, it is possible to reduce the insertion loss on the low-frequency side within the passband. On the other hand, in the second embodiment, it is possible to reduce the insertion loss on the high-frequency side within the passband. Details of the above-mentioned effects of the second embodiment are shown below by comparing the second embodiment with a second comparative example.
  • the second comparative example differs from the second embodiment in that, of all the series arm resonators configured on the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate, the series arm resonator with the lowest anti-resonance frequency is the first acoustic wave resonator configured on the first piezoelectric substrate. Note that, in the second comparative example, as in the second embodiment, the series arm resonator with the lowest anti-resonance frequency is included in the first filter. The attenuation-frequency characteristics of the first filter in the second embodiment and the second comparative example were compared.
  • FIG. 11 shows the attenuation frequency characteristics of the first filter in the second embodiment and the second comparative example.
  • the insertion loss is smaller in the second embodiment than in the second comparative example. This is because the frequency fluctuation due to temperature change is small in the series arm resonator with the lowest anti-resonant frequency. The reason why the insertion loss can be reduced in the second embodiment will be explained in more detail.
  • the resonant frequency of the series arm resonator constituting the pass band is located within the pass band.
  • the anti-resonant frequency of the series arm resonator is located on the higher side of the pass band. The lower the anti-resonant frequency of the series arm resonator, the closer the anti-resonant frequency is to the pass band of the ladder-type filter. Therefore, the series arm resonator with the lowest anti-resonant frequency among the series arm resonators of the ladder-type filter has a particularly large effect on the filter characteristics on the higher side of the pass band. Specifically, if the anti-resonant frequency of the series arm resonator changes significantly, the insertion loss of the filter may increase.
  • the series arm resonator with the lowest anti-resonance frequency among all the series arm resonators of the first filter and the second filter is the second acoustic wave resonator 13B configured on the second piezoelectric substrate 2B. Since the second piezoelectric substrate 2B is provided with an external connection terminal 11, the heat dissipation of the second piezoelectric substrate 2B is high. This makes it possible to reduce the temperature change of the series arm resonator. Therefore, it is possible to reduce the frequency fluctuation of the series arm resonator.
  • the series arm resonator is included in the first filter. Therefore, it is possible to prevent the insertion loss of the first filter in the filter device according to the second embodiment from becoming large.
  • the series arm resonator may be included in the second filter.
  • the reciprocal of the product of the electrode finger pitch of the IDT electrode and the duty ratio in any one of the second acoustic wave resonators 13B is the smallest.
  • the reciprocal of the product of the electrode finger pitch of the IDT electrode, the duty ratio, and the electrode finger thickness in any one of the second acoustic wave resonators 13B is the smallest. This makes it possible to more reliably make the anti-resonance frequency of the series arm resonator that is the second acoustic wave resonator 13B the lowest among all the series arm resonators in the filter device.
  • At least one second elastic wave resonator configured on the second piezoelectric substrate may include at least one of a parallel arm resonator having the highest resonant frequency in the filter device and a series arm resonator having the lowest anti-resonant frequency in the filter device.
  • the multiple second elastic wave resonators include both a parallel arm resonator having the highest resonant frequency in the filter device and a series arm resonator having the lowest anti-resonant frequency in the filter device. This can further prevent the insertion loss of the filter from increasing.
  • the first filter 1A and the second filter 1B each include both a first elastic wave resonator 13A and a second elastic wave resonator 13B.
  • the filter configuration in the filter device is not limited to the above. Examples of filter configurations different from those in the first and second embodiments are shown in the third and fourth embodiments.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional front view of a filter device according to a third embodiment.
  • the circuit configurations of the first filter 31A and the second filter 31B in this embodiment are the same as those in the first embodiment.
  • the first filter 31A includes only the first elastic wave resonator 13A of the first elastic wave resonator 13A and the second elastic wave resonator 13B. Therefore, all the series arm resonators and all the parallel arm resonators of the first filter 31A are the first elastic wave resonators 13A configured on the first piezoelectric substrate 2A.
  • the second filter 31B includes only the second elastic wave resonator 13B of the first elastic wave resonator 13A and the second elastic wave resonator 13B. Therefore, all the series arm resonators and all the parallel arm resonators of the second filter 31B are the second elastic wave resonators 13B configured on the second piezoelectric substrate 2B.
  • the filter device 30 of this embodiment has the first piezoelectric substrate 2A, the second piezoelectric substrate 2B, and the support 8A similar to those of the first embodiment. Although not shown in FIG. 12, the filter device 30 also has the pillar member 8B shown in FIG. 5.
  • the second piezoelectric substrate 2B is provided with a plurality of external connection terminals 11. This can improve the heat dissipation of the second piezoelectric substrate 2B.
  • the second acoustic wave resonators configured in the second piezoelectric substrate 2B include the parallel arm resonator with the highest resonance frequency among all the parallel arm resonators configured in the first piezoelectric substrate 2A and the second piezoelectric substrate 2B.
  • the parallel arm resonator with the highest resonance frequency is included in the second filter 31B.
  • the filter device 30 has the above configuration, so that the temperature change of the parallel arm resonator in the second filter 31B can be reduced. Therefore, the frequency fluctuation of the parallel arm resonator can be reduced. Therefore, the insertion loss of the second filter 31B in the filter device 30 can be prevented from increasing.
  • all of the series arm resonators and all of the parallel arm resonators of the second filter 31B are configured on the second piezoelectric substrate 2B. This makes it possible to reduce the temperature change of all of the acoustic wave resonators of the second filter 31B. This makes it possible to reduce the difference in frequency change of each acoustic wave resonator, regardless of the difference in TCF between the acoustic wave resonators of the second filter 31B. This makes it possible to more reliably ensure sufficient impedance matching in the second filter 31B, and more reliably suppress deterioration of the VSWR.
  • the difference between the maximum and minimum TCF values in the multiple second elastic wave resonators 13B of the second filter 31B is greater than the difference between the maximum and minimum TCF values in the multiple first elastic wave resonators 13A of the first filter 31A.
  • the difference between the maximum and minimum TCF values in the multiple first elastic wave resonators 13A of the first filter 31A is small. Therefore, impedance matching can be more reliably achieved in the first filter 31A as well, and deterioration of the VSWR can be suppressed.
  • the elastic wave resonator having the largest absolute value of TCF among all the first elastic wave resonators 13A and all the second elastic wave resonators 13B is the second elastic wave resonator 13B.
  • the temperature change of the elastic wave resonator having the largest absolute value of TCF can be reduced, and the frequency fluctuation can be reduced.
  • the absolute value of the TCF of each first elastic wave resonator 13A is smaller than the absolute value of the TCF of the elastic wave resonator. Therefore, the frequency fluctuation due to temperature change in each first elastic wave resonator 13A can also be reduced. Therefore, impedance matching can be more reliably and sufficiently achieved in both the first filter 31A and the second filter 31B, and deterioration of the VSWR can be suppressed.
  • the plurality of second acoustic wave resonators formed on the second piezoelectric substrate 2B may include a series arm resonator having the lowest anti-resonance frequency among all the series arm resonators formed on the first piezoelectric substrate 2A and the second piezoelectric substrate 2B. Even in this case, it is possible to prevent the insertion loss of the second filter 31B in the filter device 30 from becoming large.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional front view of a filter device according to a fourth embodiment.
  • the filter device 40 of this embodiment includes only one ladder-type circuit section.
  • the filter device 40 is a single ladder-type filter.
  • the filter device 40 has a first piezoelectric substrate 2A, a second piezoelectric substrate 2B, a support 8A, and a plurality of pillar members 8B similar to those of the first embodiment.
  • the filter device 40 includes all of the first acoustic wave resonators 13A configured on the first piezoelectric substrate 2A, and all of the second acoustic wave resonators 13B configured on the second piezoelectric substrate 2B.
  • the second piezoelectric substrate 2B is provided with a plurality of external connection terminals 11. This can improve the heat dissipation of the second piezoelectric substrate 2B.
  • the plurality of second acoustic wave resonators formed on the second piezoelectric substrate 2B includes the parallel arm resonator having the highest resonant frequency among all the parallel arm resonators formed on the first piezoelectric substrate 2A and the second piezoelectric substrate 2B. This can reduce the temperature change of the parallel arm resonator. This can reduce the frequency fluctuation of the parallel arm resonator. This can prevent the insertion loss of the filter device 40 from increasing.
  • the difference between the maximum and minimum values of the TCF in the multiple second acoustic wave resonators 13B is greater than the difference between the maximum and minimum values of the TCF in the multiple first acoustic wave resonators 13A. This makes it possible to more reliably achieve sufficient impedance matching and suppress deterioration of the VSWR, similar to the first filter 1A in the first embodiment.
  • the elastic wave resonator with the largest absolute value of TCF is the second elastic wave resonator 13B.
  • the temperature change of the elastic wave resonator with the largest absolute value of TCF can be reduced, and the frequency fluctuation can be reduced.
  • the absolute value of the TCF of each first elastic wave resonator 13A is smaller than the absolute value of the TCF of the elastic wave resonator. Therefore, the frequency fluctuation due to temperature change in each first elastic wave resonator 13A can also be reduced. Therefore, in the filter device 40, impedance matching can be more reliably achieved and deterioration of the VSWR can be suppressed.
  • the plurality of second acoustic wave resonators 13B formed on the second piezoelectric substrate 2B may include a series arm resonator having the lowest anti-resonance frequency among all the series arm resonators formed on the first piezoelectric substrate 2A and the second piezoelectric substrate 2B. Even in this case, it is possible to prevent the insertion loss of the filter device 40 from becoming large.
  • a first piezoelectric substrate having a first main surface and a second main surface facing each other, at least one first elastic wave resonator which is a series arm resonator or a parallel arm resonator and includes a functional electrode provided on the first main surface of the first piezoelectric substrate, a support provided on the first main surface of the first piezoelectric substrate so as to surround the first elastic wave resonator, a second piezoelectric substrate provided on the support and having a third main surface located on the first piezoelectric substrate side and a fourth main surface facing the third main surface, and a fourth main surface provided on the third main surface of the second piezoelectric substrate.
  • a filter device comprising at least one second acoustic wave resonator, at least one of which is a parallel arm resonator, and an external connection terminal provided on the second piezoelectric substrate, a space surrounded by the first piezoelectric substrate, the second piezoelectric substrate, and the support, the first acoustic wave resonator and the second acoustic wave resonator are located within the space, and the at least one second acoustic wave resonator includes a parallel arm resonator having the highest resonance frequency among all the parallel arm resonators configured on the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate.
  • a first piezoelectric substrate having a first main surface and a second main surface facing each other, at least one first elastic wave resonator which is a series arm resonator or a parallel arm resonator and includes a functional electrode provided on the first main surface of the first piezoelectric substrate, a support provided on the first main surface of the first piezoelectric substrate so as to surround the first elastic wave resonator, a second piezoelectric substrate provided on the support and having a third main surface located on the first piezoelectric substrate side and a fourth main surface facing the third main surface, and a fourth main surface provided on the third main surface of the second piezoelectric substrate.
  • a filter device comprising at least one second acoustic wave resonator, at least one of which is a series arm resonator, and an external connection terminal provided on the second piezoelectric substrate, a space surrounded by the first piezoelectric substrate, the second piezoelectric substrate, and the support body, the first acoustic wave resonator and the second acoustic wave resonator are located within the space, and the at least one second acoustic wave resonator includes a series arm resonator having the lowest anti-resonance frequency among all the series arm resonators configured on the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate.
  • a filter device comprising a first filter and a second filter, the first filter including some of the at least one first elastic wave resonator and the at least one second elastic wave resonator, and the second filter including the remaining of the at least one first elastic wave resonator and the at least one second elastic wave resonator, as described in ⁇ 1> or ⁇ 2>.
  • the filter device comprising a plurality of the first elastic wave resonators and a plurality of the second elastic wave resonators, the first filter including only the first elastic wave resonators among the plurality of first elastic wave resonators and the plurality of second elastic wave resonators, and the second filter including only the second elastic wave resonators among the plurality of first elastic wave resonators and the plurality of second elastic wave resonators.
  • the filter device comprising a plurality of the first elastic wave resonators and a plurality of the second elastic wave resonators, the first filter and the second filter each including the first elastic wave resonator and the second elastic wave resonator.
  • the filter device according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, which is a single filter including all of the first acoustic wave resonators and all of the second acoustic wave resonators.
  • a filter device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, in which the functional electrode is an IDT electrode having a plurality of first electrode fingers and a plurality of second electrode fingers that are connected to different potentials and are interdigitated with each other.
  • ⁇ 8> A filter device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, in which the external connection terminal includes a through electrode penetrating the second piezoelectric substrate, and an electrode pad provided on the fourth main surface of the second piezoelectric substrate and connected to the through electrode.
  • filter device 11 ...external connection terminals 12A...common connection terminals 12B, 12C...first and second signal terminals 13A, 13B...first and second Elastic wave resonators 14A, 14B...reflector 15...IDT electrodes 16, 17...first and second bus bars 18, 19...first and second electrode fingers 21...external connection terminal 25...external electrode 28...dielectric film 30
  • filter devices 31A, 31B...first and second filters 40 ...filter devices 102A, 102B...first and second piezoelectric substrates P1 to P4, P11 to P14

Landscapes

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Abstract

挿入損失が大きくなることを抑制できる、フィルタ装置を提供する。 互いに対向している第1の主面2a及び第2の主面2bを有する第1の圧電性基板2Aと、第1の圧電性基板2Aの第1の主面2aに設けられている機能電極を含み、直列腕共振子または並列腕共振子である、少なくとも1つの第1の弾性波共振子13Aと、第1の圧電性基板2Aの第1の主面2aに、第1の弾性波共振子13Aを囲むように設けられている支持体8Aと、支持体8A上に設けられており、第1の圧電性基板2A側に位置している第3の主面2c、及び第3の主面2cと対向している第4の主面2dを有する第2の圧電性基板2Bと、第2の圧電性基板2Bの第3の主面2cに設けられている機能電極を含み、少なくとも1つが並列腕共振子である、少なくとも1つの第2の弾性波共振子13Bと、第2の圧電性基板2Bに設けられている外部接続端子11とを備える。第1の圧電性基板2A、第2の圧電性基板2B及び支持体8Aにより囲まれた空間が構成されている。該空間内に第1の弾性波共振子13A及び第2の弾性波共振子13Bが位置している。少なくとも1つの第2の弾性波共振子13Bが、第1の圧電性基板2A及び第2の圧電性基板2Bにおいて構成された全ての並列腕共振子のうち、共振周波数が最も高い並列腕共振子を含む。

Description

フィルタ装置
 本発明は、弾性波共振子を有するフィルタ装置に関する。
 従来、弾性波共振子を有するフィルタ装置は、携帯電話機のフィルタなどとして広く用いられている。下記の特許文献1には、フィルタ装置としての、薄膜圧電フィルタや、弾性表面波フィルタの例が開示されている。
 特許文献1に記載されたフィルタ装置の一例では、1対の基板が、枠状の接着パターンにより接合されている。1対の圧電基板の間には、振動空間が形成されている。振動空間内に位置するように、それぞれの基板に圧電共振子が設けられている。一方の基板には、該基板を貫通するように、スルーホールが設けられている。スルーホールを介して、圧電共振子が外部に電気的に接続される。
 さらに、特許文献1には、SiOなどの負の温度係数を有する材料を用いることにより、周波数温度特性を改善し得ることが記載されている。
国際公開第2006/008940号
 しかしながら、SiO膜を設けることにより、周波数温度特性を改善するためには、SiO膜の厚みを厚くすることを要する。これに伴い、弾性表面波共振子において、Q特性が劣化したり、電気機械結合係数が小さくなったりするおそれがある。これらの場合、挿入損失などのフィルタ特性が劣化する。
 一方で、周波数温度特性が改善されない場合には、フィルタ装置におけるそれぞれの弾性表面波共振子の周波数特性が温度変化により変化し易い。そのため、挿入損失などのフィルタ特性が劣化するおそれがある。
 本発明の目的は、挿入損失が大きくなることを抑制できる、フィルタ装置を提供することにある。
 本発明に係るフィルタ装置のある広い局面では、互いに対向している第1の主面及び第2の主面を有する第1の圧電性基板と、前記第1の圧電性基板の前記第1の主面に設けられている機能電極を含み、直列腕共振子または並列腕共振子である、少なくとも1つの第1の弾性波共振子と、前記第1の圧電性基板の前記第1の主面に、前記第1の弾性波共振子を囲むように設けられている支持体と、前記支持体上に設けられており、前記第1の圧電性基板側に位置している第3の主面、及び前記第3の主面と対向している第4の主面を有する第2の圧電性基板と、前記第2の圧電性基板の前記第3の主面に設けられている機能電極を含み、少なくとも1つが並列腕共振子である、少なくとも1つの第2の弾性波共振子と、前記第2の圧電性基板に設けられている外部接続端子とが備えられており、前記第1の圧電性基板、前記第2の圧電性基板及び前記支持体により囲まれた空間が構成されており、該空間内に前記第1の弾性波共振子及び前記第2の弾性波共振子が位置しており、前記少なくとも1つの第2の弾性波共振子が、前記第1の圧電性基板及び前記第2の圧電性基板において構成された全ての並列腕共振子のうち、共振周波数が最も高い並列腕共振子を含む。
 本発明に係るフィルタ装置の他の広い局面では、互いに対向している第1の主面及び第2の主面を有する第1の圧電性基板と、前記第1の圧電性基板の前記第1の主面に設けられている機能電極を含み、直列腕共振子または並列腕共振子である、少なくとも1つの第1の弾性波共振子と、前記第1の圧電性基板の前記第1の主面に、前記第1の弾性波共振子を囲むように設けられている支持体と、前記支持体上に設けられており、前記第1の圧電性基板側に位置している第3の主面、及び前記第3の主面と対向している第4の主面を有する第2の圧電性基板と、前記第2の圧電性基板の前記第3の主面に設けられている機能電極を含み、少なくとも1つが直列腕共振子である、少なくとも1つの第2の弾性波共振子と、前記第2の圧電性基板に設けられている外部接続端子とが備えられており、前記第1の圧電性基板、前記第2の圧電性基板及び前記支持体により囲まれた空間が構成されており、該空間内に前記第1の弾性波共振子及び前記第2の弾性波共振子が位置しており、前記少なくとも1つの第2の弾性波共振子が、前記第1の圧電性基板及び前記第2の圧電性基板において構成された全ての直列腕共振子のうち、反共振周波数が最も低い直列腕共振子を含む。
 本発明に係るフィルタ装置によれば、挿入損失が大きくなることを抑制できる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るフィルタ装置の回路図である。 図2は、本発明の第1の実施形態に係るフィルタ装置の略図的正面断面図である。 図3は、本発明の第1の実施形態における第1の圧電性基板上の電極構成を示す、略図的平面図である。 図4は、本発明の第1の実施形態における第2の圧電性基板上の電極構成を示す、略図的透視平面図である。 図5は、図3中のII-II線に沿う部分を示す、略図的断面図である。 図6は、本発明の第1の実施形態に係るフィルタ装置の略図的平面図である。 図7は、本発明の第1の実施形態及び第1の比較例における第1のフィルタの減衰量周波数特性を示す図である。 図8(a)は、参考例における、第1の圧電性基板、支持体及び第2の圧電性基板の積層体の温度分布を示す図である。図8(b)は、参考例における第1の圧電性基板の温度分布を示す図である。図8(c)は、参考例における第2の圧電性基板の温度分布を示す図である。 図9は、本発明の第1の実施形態における第1の弾性波共振子の電極構成を示す模式的平面図である。 図10は、本発明の第1の実施形態の変形例に係るフィルタ装置の、図2に示す断面に相当する部分を示す略図的断面図である。 図11は、本発明の第2の実施形態及び第2の比較例における第1のフィルタの減衰量周波数特性を示す図である。 図12は、本発明の第3の実施形態に係るフィルタ装置の略図的正面断面図である。 図13は、本発明の第4の実施形態に係るフィルタ装置の略図的正面断面図である。
 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。
 なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
 図1は、本発明の第1の実施形態に係るフィルタ装置の回路図である。
 本実施形態のフィルタ装置10はデュプレクサである。具体的には、フィルタ装置10は第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bを有する。第1のフィルタ1Aが送信フィルタである。第2のフィルタ1Bが受信フィルタである。なお、フィルタ装置10はデュプレクサに限定されない。第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bはそれぞれ、送信フィルタであってもよく、受信フィルタであってもよい。あるいは、本発明に係るフィルタ装置は、3つ以上のフィルタを有するマルチプレクサであってもよく、1つのみのフィルタであってもよい。
 第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bはそれぞれ、ラダー型フィルタである。よって、第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bはそれぞれ、少なくとも1つの直列腕共振子及び少なくとも1つの並列腕共振子を有する。本実施形態では、第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bの直列腕共振子及び並列腕共振子は、いずれも弾性表面波共振子である。以下において、フィルタ装置10の具体的な構成を説明する。
 図2は、本発明の第1の実施形態に係るフィルタ装置の略図的正面断面図である。図2においては、各共振子を、矩形に2本の対角線を加えた略図により示す。他の略図的断面図や略図的平面図においても同様である。
 フィルタ装置10は第1の圧電性基板2Aと、第2の圧電性基板2Bと、支持体8Aとを有する。第1の圧電性基板2A及び第2の圧電性基板2Bの間に、支持体8Aが設けられている。支持体8Aは枠状の形状を有する。第1の圧電性基板2A、第2の圧電性基板2B及び支持体8Aにより囲まれた空間が構成されている。該空間及び支持体8Aを挟み、第1の圧電性基板2A及び第2の圧電性基板2Bが互いに対向している。
 なお、圧電性基板は圧電性を有する基板である。具体的には、第1の圧電性基板2Aは、第1の圧電体層5Aを含む積層基板である。第1の圧電性基板2Aは第1の主面2a及び第2の主面2bを有する。第1の主面2a及び第2の主面2bは互いに対向している。本実施形態では、第1の圧電体層5Aの主面が第1の主面2aである。同様に、第2の圧電性基板2Bは、第2の圧電体層5Bを含む積層基板である。第2の圧電性基板2Bは第3の主面2c及び第4の主面2dを有する。第3の主面2c及び第4の主面2dは互いに対向している。本実施形態では、第2の圧電体層5Bの主面が第3の主面2cである。もっとも、第1の圧電性基板2A及び第2の圧電性基板2Bは、圧電材料のみからなる基板であってもよい。
 図3は、第1の実施形態における第1の圧電性基板上の電極構成を示す、略図的平面図である。なお、上記図2は、図3中のI-I線に沿う略図的断面図である。
 第1の圧電性基板2Aの第1の主面2aにおいて、複数の第1の弾性波共振子13Aが構成されている。具体的には、第1の圧電性基板2Aの第1の主面2aに、複数の機能電極としての、複数のIDT電極15が設けられている。各第1の弾性波共振子13AはIDT電極15を含む。第1の主面2aには、複数の配線及び上記支持体8Aが設けられている。配線により、第1の弾性波共振子13A同士が電気的に接続されている。支持体8Aは、複数の第1の弾性波共振子13Aを囲むように設けられている。より具体的には、支持体8Aは、第1の主面2aに設けられた複数のIDT電極15を囲んでいる。上記のように、本実施形態では、支持体8Aは枠状の形状を有する。もっとも、第1の主面2aには、柱状の複数の支持体が、複数の第1の弾性波共振子13Aを囲むように設けられていてもよい。図2に示すように、支持体8A上に第2の圧電性基板2Bが設けられている。
 図4は、第1の実施形態における第2の圧電性基板上の電極構成を示す、略図的透視平面図である。図5は、図3中のII-II線に沿う部分を示す、略図的断面図である。図6は、第1の実施形態に係るフィルタ装置の略図的平面図である。
 図4に示すように、第2の圧電性基板2Bにおいて、複数の第2の弾性波共振子13Bが構成されている。具体的には、第2の圧電性基板2Bの第3の主面2cに、複数の機能電極としての、複数のIDT電極が設けられている。各第2の弾性波共振子13BはIDT電極を含む。第3の主面2cには、複数の配線が設けられている。配線により、第2の弾性波共振子13B同士が電気的に接続されている。
 図5に示すように、第1の圧電性基板2A、第2の圧電性基板2B及び支持体8Aにより囲まれた空間内に、複数の第1の弾性波共振子13A及び複数の第2の弾性波共振子13Bが位置している。複数の第1の弾性波共振子13A及び複数の第2の弾性波共振子13Bはそれぞれ、直列腕共振子または並列腕共振子である。なお、複数の第2の弾性波共振子13Bは、少なくとも1つの並列腕共振子を含む。
 フィルタ装置10は、少なくとも1つの柱部材8Bを有する。第1の圧電性基板2A及び第2の圧電性基板2Bは、支持体8Aと共に、柱部材8Bによっても支持されている。支持体8A及び柱部材8Bは、本実施形態では、複数の金属層の積層体である。支持体8A及び柱部材8Bは、各配線を介して、第1の弾性波共振子13Aまたは第2の弾性波共振子13Bに電気的に接続されている。
 本実施形態では、第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bはそれぞれ、複数の第1の弾性波共振子13A及び複数の第2の弾性波共振子13Bを有する。第1のフィルタ1Aにおける第1の弾性波共振子13A及び第2の弾性波共振子13Bは、全ての柱部材8Bのうち一部の複数の柱部材8Bにより、電気的に接続されている。第2のフィルタ1Bにおいても同様である。
 図6に示すように、第2の圧電性基板2Bには、複数の外部接続端子11が設けられている。複数の外部接続端子11は、第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bを外部に電気的に接続する。複数の外部接続端子11は、信号電位に接続される外部接続端子11、及びグラウンド電位に接続される外部接続端子11を含む。
 各外部接続端子11は、少なくとも1つの貫通電極7と、電極パッド6とを有する。より具体的には、本実施形態においては、複数の貫通電極7が、第2の圧電性基板2Bを貫通するように設けられている。複数の電極パッド6が、第2の圧電性基板2Bの第4の主面2dに設けられている。貫通電極7の一端が電極パッド6に接続されている。貫通電極7の他端は、支持体8Aまたは柱部材8Bに接続されている。外部接続端子11は、支持体8Aまたは柱部材8Bを介して、フィルタ装置10における弾性波共振子に電気的に接続されている。
 各電極パッド6には、導電性接合部材としてのバンプ9が接合されている。なお、導電性接合部材として、例えば、導電性接着剤が用いられていてもよい。フィルタ装置10は、導電性接合部材により、実装基板などに接合される。
 本実施形態の特徴は、以下の構成を有することにある。1)第2の圧電性基板2Bに外部接続端子11が設けられていること。2)第2の圧電性基板2Bにおいて構成された複数の第2の弾性波共振子13Bが、第1の圧電性基板2A及び第2の圧電性基板2Bにおいて構成された全ての並列腕共振子のうち、共振周波数が最も高い並列腕共振子を含むこと。なお、本実施形態においては、該並列腕共振子は、第1のフィルタ1Aの並列腕共振子である。フィルタ装置10が上記の構成を有することにより、第1のフィルタ1Aの挿入損失が大きくなることを抑制できる。この詳細を、本実施形態及び第1の比較例を比較することにより、以下において示す。
 第1の比較例は、第1の圧電性基板及び第2の圧電性基板において構成された全ての並列腕共振子のうち、共振周波数が最も高い並列腕共振子が、第1の圧電性基板において構成された第1の弾性波共振子である点において第1の実施形態と異なる。なお、第1の比較例においても、第1の実施形態と同様に、共振周波数が最も高い並列腕共振子は第1のフィルタに含まれる。第1の実施形態及び第1の比較例における第1のフィルタの減衰量周波数特性を比較した。
 図7は、第1の実施形態及び第1の比較例における第1のフィルタの減衰量周波数特性を示す図である。
 図7に示すように、第1の実施形態においては、第1の比較例よりも、挿入損失が小さいことがわかる。これは、共振周波数が最も高い並列腕共振子において、温度変化による周波数の変動が小さいことによる。
 より詳細には、並列腕共振子などの弾性波共振子においては、弾性波が励振されると、熱が生じる。そのため、フィルタが用いられる際には、各弾性波共振子の温度が変化する。弾性波共振子の温度が変化すると、該弾性波共振子の共振周波数などは変化する。フィルタの通過帯域を構成している弾性波共振子の共振周波数などが変化すると、フィルタ特性に影響が及ぼされる。
 第1のフィルタや第2のフィルタのようなラダー型フィルタにおいては、通過帯域を構成している並列腕共振子の反共振周波数が通過帯域内に位置している。一方で、該並列腕共振子の共振周波数は、通過帯域よりも低域側に位置している。なお、並列腕共振子における共振周波数が高いほど、該共振周波数は、ラダー型フィルタの通過帯域に近い。そのため、ラダー型フィルタの並列腕共振子のうち、共振周波数が最も高い並列腕共振子の、通過帯域内の低域側におけるフィルタ特性に対する影響は、特に大きい。具体的には、該並列腕共振子の共振周波数が大きく変化すると、フィルタの挿入損失が大きくなるおそれがある。
 これに対して、図2に示す第1の実施形態においては、第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bの全ての並列腕共振子のうち、共振周波数が最も高い並列腕共振子が、第2の圧電性基板2Bにおいて構成された第2の弾性波共振子13Bである。第2の圧電性基板2Bには外部接続端子11が設けられているため、第2の圧電性基板2Bの放熱性は高い。これにより、上記並列腕共振子の温度変化を小さくすることができる。よって、上記並列腕共振子の周波数の変動を小さくすることができる。ここで、上記並列腕共振子は、第1のフィルタ1Aに含まれる。従って、フィルタ装置10における第1のフィルタ1Aの挿入損失が大きくなることを抑制することができる。なお、上記並列腕共振子は、第2のフィルタ1Bに含まれていてもよい。
 以下において、第2の圧電性基板2Bの放熱性が、第1の圧電性基板2Aの放熱性よりも高いことを示す。具体的には、参考例のフィルタ装置における温度分布を、シミュレーションにより導出した。参考例のフィルタ装置は、第1の実施形態と同様に、第1の圧電性基板102A、第2の圧電性基板102B及び支持体8Aを有し、複数の第1の弾性波共振子及び複数の第2の弾性波共振子を有する。もっとも、参考例のフィルタ装置においては、外部接続端子11の配置において、第1の実施形態と異なる。上記シミュレーションにおいては、全ての弾性波共振子に電力が印加されているものとした。全ての弾性波共振子の総発熱量を1Wとして、温度分布を導出した。
 図8(a)は、参考例における、第1の圧電性基板、支持体及び第2の圧電性基板の積層体の温度分布を示す図である。図8(b)は、参考例における第1の圧電性基板の温度分布を示す図である。図8(c)は、参考例における第2の圧電性基板の温度分布を示す図である。
 図8(a)~図8(c)により示すように、第2の圧電性基板102Bの温度は、第1の圧電性基板102Aの温度よりも、全体として低いことがわかる。なお、第1の圧電性基板102Aにおける最高温度は245.8℃であり、平均温度は239.4℃である。第2の圧電性基板102Bにおける最高温度は242℃であり、平均温度は236.1℃である。これは、第2の圧電性基板102Bに外部接続端子11が設けられていることによる。第2の圧電性基板102Bにおいては、外部接続端子11から熱が直接的に外部に放出される。すなわち、第2の圧電性基板102Bの放熱性は高い。それによって、フィルタ装置における弾性波共振子に電力が印加された際においても、第2の圧電性基板102Bの温度は、第1の圧電性基板102Aの温度よりも上昇し難い。
 これは、図2に示す第1の実施形態においても同様である。そのため、第2の圧電性基板2Bにおいて構成された第2の弾性波共振子13Bの温度変化を小さくすることができる。共振周波数が最も高い並列腕共振子も第2の弾性波共振子13Bである。よって、該並列腕共振子の周波数の変動を小さくすることができる。従って、第1のフィルタ1Aにおいて、挿入損失が大きくなることを抑制できる。
 以下において、第1の実施形態の構成のさらなる詳細を説明する。図1に示すように、フィルタ装置10は、共通接続端子12Aと、第1の信号端子12Bと、第2の信号端子12Cとを有する。共通接続端子12Aに、第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bが共通接続されている。なお、第1のフィルタ1Aにおいては、第1の信号端子12Bが入力端に相当し、共通接続端子12Aが出力端に相当する。第2のフィルタ1Bにおいては、共通接続端子12Aが入力端に相当し、第2の信号端子12Cが出力端に相当する。
 第1のフィルタ1Aの複数の直列腕共振子は、具体的には、直列腕共振子S1、直列腕共振子S2、直列腕共振子S3a、直列腕共振子S3b、直列腕共振子S4、直列腕共振子S5及び直列腕共振子S6である。第1の信号端子12B及び共通接続端子12Aの間に、直列腕共振子S1、直列腕共振子S2、直列腕共振子S3a、直列腕共振子S4、直列腕共振子S5及び直列腕共振子S6が、この順序において互いに直列に接続されている。直列腕共振子S3bは、直列腕共振子S3aに並列に接続されている。
 第1のフィルタ1Aの複数の並列腕共振子は、具体的には、並列腕共振子P1、並列腕共振子P2、並列腕共振子P3及び並列腕共振子P4である。直列腕共振子S1及び直列腕共振子S2の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P1が接続されている。直列腕共振子S2並びに直列腕共振子S3a及び直列腕共振子S3bの間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P2が接続されている。直列腕共振子S4及び直列腕共振子S5の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P3が接続されている。直列腕共振子S5及び直列腕共振子S6の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P4が接続されている。
 直列腕共振子S3a、直列腕共振子S3b、直列腕共振子S4、並列腕共振子P1、並列腕共振子P3及び並列腕共振子P4が、図3に示す第1の弾性波共振子13Aである。他方、直列腕共振子S1、直列腕共振子S2、直列腕共振子S5、直列腕共振子S6及び並列腕共振子P2が、図4に示す第2の弾性波共振子13Bである。
 図1に示すように、第2のフィルタ1Bの複数の直列腕共振子は、具体的には、直列腕共振子S11、直列腕共振子S12、直列腕共振子S13及び直列腕共振子S14である。共通接続端子12A及び第2の信号端子12Cの間に、直列腕共振子S11、直列腕共振子S12、直列腕共振子S13及び直列腕共振子S14が、この順序において互いに直列に接続されている。
 第2のフィルタ1Bの複数の並列腕共振子は、具体的には、並列腕共振子P11、並列腕共振子P12、並列腕共振子P13及び並列腕共振子P14である。直列腕共振子S11及び直列腕共振子S12の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P11が接続されている。直列腕共振子S12及び直列腕共振子S13の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P12が接続されている。直列腕共振子S13及び直列腕共振子S14の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P13が接続されている。第2の信号端子12Cとグラウンド電位との間に、並列腕共振子P14が接続されている。
 第2のフィルタ1Bの全ての直列腕共振子が、図3に示す第1の弾性波共振子13Aである。他方、第2のフィルタ1Bの全ての並列腕共振子が、図4に示す第2の弾性波共振子13Bである。第1の実施形態においては、第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bの全ての並列腕共振子のうち、最も共振周波数が高い並列腕共振子は、第1のフィルタ1Aの並列腕共振子P2である。この並列腕共振子P2が、複数の第2の弾性波共振子13Bに含まれている。
 図9は、第1の実施形態における第1の弾性波共振子の電極構成を示す模式的平面図である。なお、図9では、第1の弾性波共振子に接続された配線などは省略している。
 第1の弾性波共振子13Aは、IDT電極15と、1対の反射器14A及び反射器14Bとを有する。第1の圧電性基板2Aの第1の主面2aに、IDT電極15と、反射器14A及び反射器14Bとが設けられている。
 IDT電極15は、1対のバスバーと、複数の電極指とを有する。1対のバスバーは、具体的には、第1のバスバー16及び第2のバスバー17である。第1のバスバー16及び第2のバスバー17は互いに対向している。複数の電極指は、具体的には、複数の第1の電極指18及び複数の第2の電極指19である。第1のバスバー16に、複数の第1の電極指18の一端がそれぞれ接続されている。第2のバスバー17に、複数の第2の電極指19の一端がそれぞれ接続されている。複数の第1の電極指18及び複数の第2の電極指19は互いに間挿し合っている。第1の電極指18及び第2の電極指19は、互いに異なる電位に接続される。
 以下においては、第1の電極指18及び第2の電極指19を、単に電極指と記載することがある。IDT電極15の複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向とする。反射器14A及び反射器14Bは、電極指延伸方向と直交する方向において、IDT電極15を挟み互いに対向している。IDT電極15に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。
 図9に示す第1の弾性波共振子13Aと同様に、図2などに示す他の各第1の弾性波共振子13Aや、各第2の弾性波共振子13Bも、IDT電極及び1対の反射器を有する。第1の実施形態においては、各第1の弾性波共振子及び各第2の弾性波共振子は、弾性表面波共振子である。
 上記のように、図5に示す複数の外部接続端子11は、グラウンド電位または信号電位に接続される。第1の実施形態においては、グラウンド電位に接続される外部接続端子11の貫通電極7の一端には、支持体8Aが接続されている。複数の第1の弾性波共振子13A及び複数の第2の弾性波共振子13Bのうちの並列腕共振子はそれぞれ、配線を介して支持体8Aに電気的に接続されている。よって、各並列腕共振子は、配線、支持体8A及び外部接続端子11を介してグラウンド電位に接続される。
 他方、信号電位に接続される外部接続端子11の貫通電極7の一端には、柱部材8Bが接続されている。第1の実施形態では、第1のフィルタ1Aにおける最も入力端側及び出力端側の弾性波共振子はそれぞれ、第1の弾性波共振子13Aである。第2のフィルタ1Bにおいても同様である。これらの第1の弾性波共振子13Aは、配線、柱部材8B及び外部接続端子11を介して信号電位に接続される。もっとも、第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bにおいて、最も入力端側または出力端側の弾性波共振子は、第2の弾性波共振子13Bであってもよい。この場合には、該第2の弾性波共振子13Bに接続された配線に、貫通電極7の一端が接続されていてもよい。
 なお、支持体8Aは、信号電位に接続されてもよく、グラウンド電位に接続されてもよい。同様に、柱部材8Bは、信号電位に接続されてもよく、グラウンド電位に接続されていてもよい。あるいは、複数の柱部材8Bは、弾性波共振子に電気的に接続されていない柱部材8Bを含んでいてもよい。
 支持体8Aの複数の金属層のうち1層の金属層は、第1の圧電性基板2Aに設けられた配線と一体として設けられている。支持体8Aの他の1層の金属層は、第2の圧電性基板2Bに設けられた配線と一体として設けられている。柱部材8Bにおいても同様である。もっとも、支持体8A及び柱部材8Bの金属層は、配線と個別に設けられており、かつ配線と接続されていてもよい。
 図6に示すように、1つの外部接続端子11が複数の貫通電極7を有することが好ましい。これにより、第2の圧電性基板2B側から外部に、熱を効率的に移動させることができる。それによって、各第2の弾性波共振子13Bの温度変化を効果的に小さくすることができる。従って、第1のフィルタ1Aの挿入損失が大きくなることを効果的に抑制することができる。もっとも、外部接続端子11は、必ずしも複数の貫通電極7を有していなくともよい。
 図5に示すように、第2の圧電性基板2Bの第4の主面2dには、誘電体膜28が設けられている。誘電体膜28は、各電極パッド6の一部を覆っている。各電極パッド6における、誘電体膜28により覆われていない部分に、上記バンプ9が接合されている。誘電体膜28が設けられていることにより、第2の圧電性基板2Bが破損し難い。他方、第1の圧電性基板2Aの第2の主面2bには、誘電体膜28は設けられていない。もっとも、誘電体膜28は、第1の圧電性基板2Aの第2の主面2bにも設けられていてもよい。誘電体膜28は、具体的には、酸化ケイ素膜である。なお、誘電体膜28の材料は上記に限定されない。誘電体膜28は必ずしも設けられていなくともよい。
 上記のように、第1の圧電性基板2Aは積層基板である。具体的には、第1の圧電性基板2Aは、第1の支持基板3A、第1の中間層4A及び第1の圧電体層5Aを有する。第1の支持基板3A上に第1の中間層4Aが設けられている。第1の中間層4A上に第1の圧電体層5Aが設けられている。
 第1の圧電性基板2Aの第1の主面2aは、第1の圧電性基板2Aにおける、最も第2の圧電性基板2B側に位置している主面である。第1の実施形態では、第1の圧電体層5Aの主面が第1の主面2aである。なお、第1の主面2aは、少なくとも第1の圧電体層5Aの主面を含んでいればよい。例えば、第1の主面2aは、第1の圧電体層5Aの主面、並びに第1の中間層4Aの主面または第1の支持基板3Aの主面を含んでいてもよい。
 第1の圧電性基板2Aの第2の主面2bは、第1の主面2aと対向しており、かつ第1の圧電性基板2Aの最も外側に位置している主面である。よって、第1の実施形態においては、第2の主面2bは、第1の支持基板3Aの、第1の圧電性基板2Aにおける最も外側に位置している主面である。
 同様に、第2の圧電性基板2Bは、第2の支持基板3B、第2の中間層4B及び第2の圧電体層5Bの積層基板である。第2の圧電性基板2Bの第3の主面2cは、第2の圧電性基板2Bにおける、最も第1の圧電性基板2A側に位置している主面である。第1の実施形態では、第2の圧電体層5Bの主面が第3の主面2cである。なお、第3の主面2cは、少なくとも第2の圧電体層5Bの主面を含んでいればよい。例えば、第3の主面2cは、第2の圧電体層5Bの主面、並びに第2の中間層4Bの主面または第2の支持基板3Bの主面を含んでいてもよい。
 第2の圧電性基板2Bの第4の主面2dは、第3の主面2cと対向しており、かつ第2の圧電性基板2Bの最も外側に位置している主面である。よって、第1の実施形態においては、第4の主面2dは、第2の支持基板3Bの、第2の圧電性基板2Bにおける最も外側に位置している主面である。
 第1の圧電体層5A及び第2の圧電体層5Bの材料としては、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、水晶、またはPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)などを用いることができる。
 第1の実施形態では、第1の中間層4A及び第2の中間層4Bは、低音速膜である。低音速膜は相対的に低音速な膜である。より具体的には、低音速膜を伝搬するバルク波の音速は、圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも低い。すなわち、第1の中間層4Aを伝搬するバルク波の音速は、第1の圧電体層5Aを伝搬するバルク波の音速よりも低い。第2の中間層4Bを伝搬するバルク波の音速は、第2の圧電体層5Bを伝搬するバルク波の音速よりも低い。
 第1の中間層4A及び第2の中間層4Bは酸化ケイ素からなる。もっとも、低音速膜としての第1の中間層4A及び第2の中間層4Bの材料は上記に限定されず、例えば、ガラス、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化リチウム、酸化タンタル、もしくは酸化ケイ素にフッ素、炭素やホウ素を加えた化合物などの誘電体、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。本明細書において主成分とは、占める割合が50wt%を超える成分をいう。上記主成分の材料は、単結晶、多結晶、及びアモルファスのうちいずれかの状態、もしくは、これらが混在した状態で存在していてもよい。
 第1の実施形態では、第1の支持基板3A及び第2の支持基板3Bは、高音速材料層である。高音速材料層は相対的に高音速な層である。高音速材料層を伝搬するバルク波の音速は、圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも高い。すなわち、第1の支持基板3Aを伝搬するバルク波の音速は、第1の圧電体層5Aを伝搬する弾性波の音速よりも高い。第2の支持基板3Bを伝搬するバルク波の音速は、第2の圧電体層5Bを伝搬する弾性波の音速よりも高い。
 第1の支持基板3A及び第2の支持基板3Bは、高音速材料であるシリコンからなる高音速材料層である。もっとも、高音速材料は上記に限定されず、例えば、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、サファイア、マグネシア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、スピネル、サイアロンなどのセラミック、酸化アルミニウム、酸窒化ケイ素、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)、ダイヤモンドなどの誘電体、もしくはシリコンなどの半導体、または上記材料を主成分とする材料を用いることもできる。なお、上記スピネルには、Mg、Fe、Zn、Mnなどから選ばれる1以上の元素と酸素とを含有するアルミニウム化合物が含まれる。上記スピネルの例としては、MgAl、FeAl、ZnAl、MnAlを挙げることができる。
 第1の圧電性基板2Aにおいては、高音速材料層としての第1の支持基板3A、低音速膜としての第1の中間層4A及び第1の圧電体層5Aが、この順序で積層されている。それによって、各第1の弾性波共振子13Aの弾性波のエネルギーを、第1の圧電体層5A側に効果的に閉じ込めることができる。第2の圧電性基板2Bも同様の積層構造を有する。よって、各第2の弾性波共振子13Bの弾性波のエネルギーを、第2の圧電体層5B側に効果的に閉じ込めることができる。
 なお、第1の圧電性基板の積層構造は上記に限定されない。例えば、第1の中間層は、複数の誘電体層の積層体であってもよい。より具体的には、例えば、第1の中間層は、第1の低音速膜と、高音速材料層としての第1の高音速膜との積層体であってもよい。第1の圧電性基板は、第1の支持基板、第1の高音速膜、第1の低音速膜及び第1の圧電体層の積層基板であってもよい。一方で、第1の中間層は第1の高音速膜であってもよい。第1の圧電性基板は、第1の支持基板、第1の高音速膜及び第1の圧電体層の積層基板であってもよい。他方、第1の中間層は設けられていなくともよい。第1の圧電性基板は、高音速材料層としての第1の支持基板及び第1の圧電体層の積層基板であってもよい。これらの場合においても、各第1の弾性波共振子の弾性波のエネルギーを第1の圧電体層側に効果的に閉じ込めることができる。
 第2の圧電性基板においても同様である。第2の圧電性基板は、第2の支持基板、第2の高音速膜、第2の低音速膜及び第2の圧電体層の積層基板であってもよい。あるいは、第2の圧電性基板は、第2の支持基板、第2の高音速膜及び第2の圧電体層の積層基板であってもよく、高音速材料層としての第2の支持基板及び第2の圧電体層の積層基板であってもよい。
 第1の圧電性基板が第1の高音速膜を有する場合には、第1の支持基板が高音速材料層ではなくとも、各第1の弾性波共振子の弾性波のエネルギーを第1の圧電体層側に効果的に閉じ込めることができる。第2の圧電性基板においても同様である。これらの場合、第1の支持基板及び第2の支持基板は、例えば、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、サファイア、マグネシア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどのセラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、シリコン、窒化ガリウムなどの半導体、もしくは樹脂、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。
 なお、第1の圧電性基板及び第2の圧電性基板は積層基板ではなくともよい。第1の圧電性基板及び第2の圧電性基板はそれぞれ、圧電材料のみからなる基板であってもよい。
 上記のように、第1の実施形態では、図2などに示す、各第1の弾性波共振子13A及び各第2の弾性波共振子13Bは、弾性表面波共振子である。弾性表面波共振子同士の共振周波数及び反共振周波数は、IDT電極の電極指ピッチ及びデューティ比を用いて比較することができる。なお、電極指ピッチとは、互いに異なる電位に接続される、隣り合う電極指同士の、弾性波伝搬方向における中心間距離である。例えば、弾性表面波共振子同士の電極指の厚みが同じである場合には、電極指ピッチ及びデューティ比の積の逆数が大きい方の弾性表面波共振子の共振周波数が、他方の弾性表面波共振子の共振周波数よりも高い。同様に、弾性表面波共振子同士の電極指の厚みが同じである場合には、電極指ピッチ及びデューティ比の積の逆数が大きい方の弾性表面波共振子の反共振周波数が、他方の弾性表面波共振子の反共振周波数よりも高い。
 弾性表面波共振子同士の電極指の厚みが互いに異なる場合には、電極指ピッチ、デューティ比及び電極指の厚みの積の逆数が大きい方の弾性表面波共振子の共振周波数が、他方の弾性表面波共振子の共振周波数よりも高い。同様に、弾性表面波共振子同士の電極指の厚みが互いに異なる場合には、電極指ピッチ、デューティ比及び電極指の厚みの積の逆数が大きい方の弾性表面波共振子の反共振周波数が、他方の弾性表面波共振子の反共振周波数よりも高い。
 フィルタ装置10における全ての並列腕共振子のうち、いずれかの第2の弾性波共振子13BにおけるIDT電極の電極指ピッチ及びデューティ比の積の逆数が、最も大きいことが好ましい。あるいは、フィルタ装置10における全ての並列腕共振子のうち、いずれかの第2の弾性波共振子13BにおけるIDT電極の電極指ピッチ、デューティ比及び電極指の厚みの積の逆数が、最も大きいことが好ましい。それによって、フィルタ装置10における全ての並列腕共振子のうち、第2の弾性波共振子13Bである並列腕共振子の共振周波数を、より確実に最も高くさせることができる。
 第1の圧電性基板2Aの第1の主面2aには、各第1の弾性波共振子13AのIDT電極を覆うように、保護膜が設けられていてもよい。それによって、各第1の弾性波共振子13Aが破損し難い。同様に、第2の圧電性基板2Bの第3の主面2cには、各第2の弾性波共振子13BのIDT電極を覆うように、保護膜が設けられていてもよい。それによって、各第2の弾性波共振子13Bが破損し難い。保護膜には、適宜の誘電体を用いることができる。なお、本発明における、第1の実施形態以外の構成においても、第1の主面2aまたは第3の主面2cに、機能電極を覆うように保護膜が設けられた構成を採用することができる。
 保護膜を有する弾性表面波共振子同士の保護膜の厚みが同じである場合には、電極指ピッチ、デューティ比及び電極指の厚みの積の逆数が大きい方の弾性表面波共振子の共振周波数が、他方の弾性表面波共振子の共振周波数よりも高い。同様に、保護膜を有する弾性表面波共振子同士の保護膜の厚みが同じである場合には、電極指ピッチ、デューティ比及び電極指の厚みの積の逆数が大きい方の弾性表面波共振子の反共振周波数が、他方の弾性表面波共振子の反共振周波数よりも高い。
 ところで、図5に示すように、第2の圧電性基板2Bは側面2eを有する。側面2eは、第3の主面2c及び第4の主面2dに接続されている。第1の実施形態のように、第2の圧電性基板2Bが積層基板である場合には、側面2eは、各層の側面により構成されている。この側面2eに外部接続端子11の一部が設けられていてもよい。すなわち、外部接続端子11は、貫通電極7と、電極パッド6とを有する構成に限定されない。
 例えば、図10に示す第1の実施形態の変形例においては、外部接続端子21は、外部電極25と、電極パッド6とを有する。外部電極25は、第2の圧電性基板2Bの第3の主面2c、側面2e及び第4の主面2dに連続的に設けられている。外部電極25は、支持体8A及び電極パッド6を電気的に接続している。具体的には、本変形例においては、外部電極25及び電極パッド6は一体として設けられている。もっとも、外部電極25及び電極パッド6は、個別に設けられ、かつ外部電極25及び電極パッド6が接続されていてもよい。本変形例においても、第1の実施形態と同様に、フィルタ装置におけるフィルタの挿入損失が大きくなることを抑制できる。なお、外部電極25を含む外部接続端子21と、図5に示す貫通電極7を含む外部接続端子11との双方が設けられていてもよい。
 図2に戻り、第1の実施形態における第1のフィルタ1Aにおいては、各第1の弾性波共振子13A及び各第2の弾性波共振子13Bの周波数温度係数(TCF)は互いに異なる。第1のフィルタ1Aにおいては、複数の第2の弾性波共振子13BにおけるTCFの最大値及び最小値の差が、複数の第1の弾性波共振子13AにおけるTCFの最大値及び最小値の差よりも大きい。それによって、インピーダンス整合をより確実に十分とすることができ、電圧定在波比(VSWR)の劣化を抑制することができる。この詳細を以下において説明する。
 複数の弾性波共振子におけるTCFの最大値及び最小値の差が大きい場合には、複数の弾性波共振子同士おいて、温度変化による周波数の変化の差が大きくなる。そのため、インピーダンス整合が不十分となったり、VSWRが劣化したりするおそれがある。
 これに対して、第1の実施形態では、複数の第2の弾性波共振子13Bは第2の圧電性基板2Bにおいて構成されている。上記のように、第2の圧電性基板2Bの放熱性は高い。そのため、複数の第2の弾性波共振子13Bにおいては、温度変化自体が抑制され、周波数の変動が抑制される。よって、複数の第2の弾性波共振子13Bの間においては、TCFの最大値及び最小値の差が大きくとも、周波数の変化の差は小さい。加えて、複数の第1の弾性波共振子13Aの間においては、TCFの最大値及び最小値の差が小さい。従って、第1のフィルタ1Aにおいて、インピーダンス整合をより確実に十分とすることができ、VSWRの劣化を抑制することができる。なお、第1のフィルタ1Aにおける各弾性波共振子のTCFの関係は上記に限定されない。
 第2のフィルタ1Bにおいても、複数の第2の弾性波共振子13BにおけるTCFの最大値及び最小値の差が、複数の第1の弾性波共振子13AにおけるTCFの最大値及び最小値の差よりも大きいことが好ましい。それによって、インピーダンス整合をより確実に十分とすることができ、VSWRの劣化を抑制することができる。
 全ての第1の弾性波共振子13A及び全ての第2の弾性波共振子13Bのうち、最もTCFの絶対値が大きい弾性波共振子が、第2の弾性波共振子13Bであることが好ましい。この場合には、TCFの絶対値が最も大きい弾性波共振子の温度変化を小さくすることができ、周波数の変動を小さくすることができる。加えて、該弾性波共振子のTCFの絶対値よりも、各第1の弾性波共振子13AのTCFの絶対値は小さい。よって、各第1の弾性波共振子13Aにおける、温度変化による周波数の変動も小さくすることができる。従って、第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bの双方において、インピーダンス整合をより確実に十分とすることができ、VSWRの劣化を抑制することができる。
 第1の実施形態では、第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bの双方はラダー型フィルタであるが、これに限定されるものではない。第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bは、直列腕共振子を必ずしも有していなくともよい。第1のフィルタ1Aまたは第2のフィルタ1Bは、例えば、縦結合共振子型弾性波フィルタと、並列腕共振子とを有していてもよい。縦結合共振子型弾性波フィルタに並列腕共振子が接続されていてもよい。あるいは、例えば、第1のフィルタ1Aまたは第2のフィルタ1Bは、縦結合共振子型弾性波フィルタと、ラダー型回路部とを有していてもよい。ラダー型回路部は、少なくとも1つの直列腕共振子と、少なくとも1つの並列腕共振子とを含む。縦結合共振子型弾性波フィルタにラダー型回路部が接続されていてもよい。
 第1の実施形態によって、第2の圧電性基板2Bにおいて構成された複数の第2の弾性波共振子13Bが、第1の圧電性基板2A及び第2の圧電性基板2Bにおいて構成された全ての並列腕共振子のうち、共振周波数が最も高い並列腕共振子を含む例を示した。もっとも、本発明に係るフィルタ装置の構成はこれに限定されるものではない。第1の実施形態の構成を説明するために用いた図5を援用して、本発明に係る第2の実施形態を説明する。
 図5に示すように、第2の実施形態のフィルタ装置は、第1の実施形態と同様の第1の圧電性基板2A、第2の圧電性基板2B、支持体8A、柱部材8B及び外部接続端子11を有する。そして、第2の実施形態のフィルタ装置における回路構成は、第1の実施形態における回路構成と同様である。もっとも、第2の実施形態は、複数の第2の弾性波共振子13Bが、第1の圧電性基板2A及び第2の圧電性基板2Bにおいて構成された全ての直列腕共振子のうち、反共振周波数が最も低い直列腕共振子を含む点において、第1の実施形態と異なる。なお、第2の実施形態においては、該直列腕共振子は、第1のフィルタの直列腕共振子である。
 第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、第1のフィルタの挿入損失が大きくなることを抑制することができる。もっとも、より具体的には、第1の実施形態では、通過帯域内における低域側において、挿入損失を小さくすることができる。一方で、第2の実施形態では、通過帯域内における高域側において、挿入損失を小さくすることができる。第2の実施形態における上記効果の詳細を、第2の実施形態及び第2の比較例を比較することにより、以下において示す。
 第2の比較例は、第1の圧電性基板及び第2の圧電性基板において構成された全ての直列腕共振子のうち、反共振周波数が最も低い直列腕共振子が、第1の圧電性基板において構成された第1の弾性波共振子である点において第2の実施形態と異なる。なお、第2の比較例においても、第2の実施形態と同様に、反共振周波数が最も低い直列腕共振子は第1のフィルタに含まれる。第2の実施形態及び第2の比較例における第1のフィルタの減衰量周波数特性を比較した。
 図11は、第2の実施形態及び第2の比較例における第1のフィルタの減衰量周波数特性を示す図である。
 図11に示すように、第2の実施形態においては、第2の比較例よりも、挿入損失が小さいことがわかる。これは、反共振周波数が最も低い直列腕共振子において、温度変化による周波数の変動が小さいことによる。第2の実施形態において挿入損失を小さくすることができる理由を、より詳細に説明する。
 第2の実施形態の第1のフィルタや第2のフィルタのようなラダー型フィルタにおいては、通過帯域を構成している直列腕共振子の共振周波数が通過帯域内に位置している。一方で、該直列腕共振子の反共振周波数は、通過帯域よりも高域側に位置している。なお、直列腕共振子における反共振周波数が低いほど、該反共振周波数は、ラダー型フィルタの通過帯域に近い。そのため、ラダー型フィルタの直列腕共振子のうち、反共振周波数が最も低い直列腕共振子の、通過帯域内の高域側におけるフィルタ特性に対する影響は、特に大きい。具体的には、該直列腕共振子の反共振周波数が大きく変化すると、フィルタの挿入損失が大きくなるおそれがある。
 これに対して、第2の実施形態においては、第1のフィルタ及び第2のフィルタの全ての直列腕共振子のうち、反共振周波数が最も低い直列腕共振子が、第2の圧電性基板2Bにおいて構成された第2の弾性波共振子13Bである。第2の圧電性基板2Bには外部接続端子11が設けられているため、第2の圧電性基板2Bの放熱性は高い。これにより、上記直列腕共振子の温度変化を小さくすることができる。よって、上記直列腕共振子の周波数の変動を小さくすることができる。ここで、上記直列腕共振子は、第1のフィルタに含まれる。従って、第2の実施形態に係るフィルタ装置における、第1のフィルタの挿入損失が大きくなることを抑制することができる。なお、上記直列腕共振子は、第2のフィルタに含まれていてもよい。
 フィルタ装置における全ての直列腕共振子のうち、いずれかの第2の弾性波共振子13BにおけるIDT電極の電極指ピッチ及びデューティ比の積の逆数が、最も小さいことが好ましい。あるいは、フィルタ装置における全ての直列腕共振子のうち、いずれかの第2の弾性波共振子13BにおけるIDT電極の電極指ピッチ、デューティ比及び電極指の厚みの積の逆数が、最も小さいことが好ましい。それによって、フィルタ装置における全ての直列腕共振子のうち、第2の弾性波共振子13Bである直列腕共振子の反共振周波数を、より確実に最も低くさせることができる。
 本発明では、第2の圧電性基板において構成された少なくとも1つの第2の弾性波共振子が、フィルタ装置における共振周波数が最も高い並列腕共振子、及びフィルタ装置における反共振周波数が最も低い直列腕共振子のうち少なくとも一方を含んでいればよい。もっとも、複数の第2の弾性波共振子が、フィルタ装置における共振周波数が最も高い並列腕共振子、及びフィルタ装置における反共振周波数が最も低い直列腕共振子の双方を含んでいることが好ましい。それによって、フィルタの挿入損失が大きくなることをより一層抑制することができる。
 図5に示すように、第1の実施形態のフィルタ装置10では、第1のフィルタ1A及び第2のフィルタ1Bはそれぞれ、第1の弾性波共振子13A及び第2の弾性波共振子13Bの双方を含む。第2の実施形態においても同様である。なお、フィルタ装置におけるフィルタの構成は上記に限定されない。第1の実施形態及び第2の実施形態とは異なるフィルタの構成の例を、第3の実施形態及び第4の実施形態により示す。
 図12は、第3の実施形態に係るフィルタ装置の略図的正面断面図である。
 本実施形態における第1のフィルタ31A及び第2のフィルタ31Bの回路構成は、第1の実施形態における回路構成と同様である。もっとも、第1のフィルタ31Aは、第1の弾性波共振子13A及び第2の弾性波共振子13Bのうち第1の弾性波共振子13Aのみを含む。よって、第1のフィルタ31Aの全ての直列腕共振子及び全ての並列腕共振子は、第1の圧電性基板2Aにおいて構成された第1の弾性波共振子13Aである。第2のフィルタ31Bは、第1の弾性波共振子13A及び第2の弾性波共振子13Bのうち第2の弾性波共振子13Bのみを含む。よって、第2のフィルタ31Bの全ての直列腕共振子及び全ての並列腕共振子は、第2の圧電性基板2Bにおいて構成された第2の弾性波共振子13Bである。
 なお、本実施形態のフィルタ装置30は、第1の実施形態と同様の第1の圧電性基板2A、第2の圧電性基板2B及び支持体8Aを有する。図12には示していないが、フィルタ装置30は、図5に示した柱部材8Bも有する。
 第2の圧電性基板2Bには、複数の外部接続端子11が設けられている。これにより、第2の圧電性基板2Bの放熱性を高めることができる。そして、第2の圧電性基板2Bにおいて構成された複数の第2の弾性波共振子が、第1の圧電性基板2A及び第2の圧電性基板2Bにおいて構成された全ての並列腕共振子のうち、共振周波数が最も高い並列腕共振子を含む。なお、本実施形態においては、共振周波数が最も高い並列腕共振子は第2のフィルタ31Bに含まれている。フィルタ装置30が上記の構成を有することにより、第2のフィルタ31Bにおける該並列腕共振子の温度変化を小さくすることができる。よって、該並列腕共振子の周波数の変動を小さくすることができる。従って、フィルタ装置30における第2のフィルタ31Bの挿入損失が大きくなることを抑制できる。
 加えて、上記のように、第2のフィルタ31Bの全ての直列腕共振子及び全ての並列腕共振子が第2の圧電性基板2Bにおいて構成されている。それによって、第2のフィルタ31Bの全ての弾性波共振子の温度変化を小さくすることができる。これにより、第2のフィルタ31Bの弾性波共振子同士の間のTCFの差に関わらず、各弾性波共振子の周波数の変化の差を小さくすることができる。よって、第2のフィルタ31Bにおけるインピーダンス整合をより確実に十分とすることができ、VSWRの劣化をより確実に抑制することができる。
 第2のフィルタ31Bの複数の第2の弾性波共振子13BにおけるTCFの最大値及び最小値の差が、第1のフィルタ31Aの複数の第1の弾性波共振子13AにおけるTCFの最大値及び最小値の差よりも大きいことが好ましい。この場合には、第1のフィルタ31Aの複数の第1の弾性波共振子13AにおけるTCFの最大値及び最小値の差が小さい。よって、第1のフィルタ31Aにおいても、インピーダンス整合をより確実に十分とすることができ、VSWRの劣化を抑制することができる。
 全ての第1の弾性波共振子13A及び全ての第2の弾性波共振子13Bのうち、最もTCFの絶対値が大きい弾性波共振子が、第2の弾性波共振子13Bであることが好ましい。この場合には、TCFの絶対値が最も大きい弾性波共振子の温度変化を小さくすることができ、周波数の変動を小さくすることができる。加えて、該弾性波共振子のTCFの絶対値よりも、各第1の弾性波共振子13AのTCFの絶対値は小さい。よって、各第1の弾性波共振子13Aにおける、温度変化による周波数の変動も小さくすることができる。従って、第1のフィルタ31A及び第2のフィルタ31Bの双方において、インピーダンス整合をより確実に十分とすることができ、VSWRの劣化を抑制することができる。
 なお、第2の圧電性基板2Bにおいて構成された複数の第2の弾性波共振子が、第1の圧電性基板2A及び第2の圧電性基板2Bにおいて構成された全ての直列腕共振子のうち、反共振周波数が最も低い直列腕共振子を含んでいてもよい。この場合においても、フィルタ装置30における第2のフィルタ31Bの挿入損失が大きくなることを抑制できる。
 図13は、第4の実施形態に係るフィルタ装置の略図的正面断面図である。
 本実施形態のフィルタ装置40は、ラダー型回路部を1つのみ含む。すなわち、フィルタ装置40は1つのラダー型フィルタである。なお、フィルタ装置40は、第1の実施形態と同様の第1の圧電性基板2A、第2の圧電性基板2B、支持体8A及び複数の柱部材8Bを有する。フィルタ装置40は、第1の圧電性基板2Aにおいて構成された全ての第1の弾性波共振子13Aと、第2の圧電性基板2Bにおいて構成された全ての第2の弾性波共振子13Bとを含む。
 第2の圧電性基板2Bには、複数の外部接続端子11が設けられている。これにより、第2の圧電性基板2Bの放熱性を高めることができる。そして、第2の圧電性基板2Bにおいて構成された複数の第2の弾性波共振子が、第1の圧電性基板2A及び第2の圧電性基板2Bにおいて構成された全ての並列腕共振子のうち、共振周波数が最も高い並列腕共振子を含む。これにより、該並列腕共振子の温度変化を小さくすることができる。よって、該並列腕共振子の周波数の変動を小さくすることができる。従って、フィルタ装置40の挿入損失が大きくなることを抑制できる。
 フィルタ装置40においては、複数の第2の弾性波共振子13BにおけるTCFの最大値及び最小値の差が、複数の第1の弾性波共振子13AにおけるTCFの最大値及び最小値の差よりも大きいことが好ましい。それによって、第1の実施形態における第1のフィルタ1Aと同様に、インピーダンス整合をより確実に十分とすることができ、VSWRの劣化を抑制することができる。
 全ての第1の弾性波共振子13A及び全ての第2の弾性波共振子13Bのうち、最もTCFの絶対値が大きい弾性波共振子が、第2の弾性波共振子13Bであることが好ましい。この場合には、TCFの絶対値が最も大きい弾性波共振子の温度変化を小さくすることができ、周波数の変動を小さくすることができる。加えて、該弾性波共振子のTCFの絶対値よりも、各第1の弾性波共振子13AのTCFの絶対値は小さい。よって、各第1の弾性波共振子13Aにおける、温度変化による周波数の変動も小さくすることができる。従って、フィルタ装置40において、インピーダンス整合をより確実に十分とすることができ、VSWRの劣化を抑制することができる。
 なお、第2の圧電性基板2Bにおいて構成された複数の第2の弾性波共振子13Bが、第1の圧電性基板2A及び第2の圧電性基板2Bにおいて構成された全ての直列腕共振子のうち、反共振周波数が最も低い直列腕共振子を含んでいてもよい。この場合においても、フィルタ装置40の挿入損失が大きくなることを抑制できる。
 以下において、本発明に係るフィルタ装置の形態の例をまとめて記載する。
 <1>互いに対向している第1の主面及び第2の主面を有する第1の圧電性基板と、前記第1の圧電性基板の前記第1の主面に設けられている機能電極を含み、直列腕共振子または並列腕共振子である、少なくとも1つの第1の弾性波共振子と、前記第1の圧電性基板の前記第1の主面に、前記第1の弾性波共振子を囲むように設けられている支持体と、前記支持体上に設けられており、前記第1の圧電性基板側に位置している第3の主面、及び前記第3の主面と対向している第4の主面を有する第2の圧電性基板と、前記第2の圧電性基板の前記第3の主面に設けられている機能電極を含み、少なくとも1つが並列腕共振子である、少なくとも1つの第2の弾性波共振子と、前記第2の圧電性基板に設けられている外部接続端子と、を備え、前記第1の圧電性基板、前記第2の圧電性基板及び前記支持体により囲まれた空間が構成されており、該空間内に前記第1の弾性波共振子及び前記第2の弾性波共振子が位置しており、前記少なくとも1つの第2の弾性波共振子が、前記第1の圧電性基板及び前記第2の圧電性基板において構成された全ての並列腕共振子のうち、共振周波数が最も高い並列腕共振子を含む、フィルタ装置。
 <2>互いに対向している第1の主面及び第2の主面を有する第1の圧電性基板と、前記第1の圧電性基板の前記第1の主面に設けられている機能電極を含み、直列腕共振子または並列腕共振子である、少なくとも1つの第1の弾性波共振子と、前記第1の圧電性基板の前記第1の主面に、前記第1の弾性波共振子を囲むように設けられている支持体と、前記支持体上に設けられており、前記第1の圧電性基板側に位置している第3の主面、及び前記第3の主面と対向している第4の主面を有する第2の圧電性基板と、前記第2の圧電性基板の前記第3の主面に設けられている機能電極を含み、少なくとも1つが直列腕共振子である、少なくとも1つの第2の弾性波共振子と、前記第2の圧電性基板に設けられている外部接続端子と、を備え、前記第1の圧電性基板、前記第2の圧電性基板及び前記支持体により囲まれた空間が構成されており、該空間内に前記第1の弾性波共振子及び前記第2の弾性波共振子が位置しており、前記少なくとも1つの第2の弾性波共振子が、前記第1の圧電性基板及び前記第2の圧電性基板において構成された全ての直列腕共振子のうち、反共振周波数が最も低い直列腕共振子を含む、フィルタ装置。
 <3>第1のフィルタ及び第2のフィルタを備えるフィルタ装置であって、前記第1のフィルタが、前記少なくとも1つの第1の弾性波共振子及び前記少なくとも1つの第2の弾性波共振子のうち一部の弾性波共振子を含み、前記第2のフィルタが、前記少なくとも1つの第1の弾性波共振子及び前記少なくとも1つの第2の弾性波共振子のうち残りの弾性波共振子を含む、<1>または<2>に記載のフィルタ装置。
 <4>複数の前記第1の弾性波共振子と、複数の前記第2の弾性波共振子と、を備え、前記第1のフィルタが、前記複数の第1の弾性波共振子及び前記複数の第2の弾性波共振子のうち前記複数の第1の弾性波共振子のみを含み、前記第2のフィルタが、前記複数の第1の弾性波共振子及び前記複数の第2の弾性波共振子のうち前記複数の第2の弾性波共振子のみを含む、<3>に記載のフィルタ装置。
 <5>複数の前記第1の弾性波共振子と、複数の前記第2の弾性波共振子と、を備え、前記第1のフィルタ及び前記第2のフィルタがそれぞれ、前記第1の弾性波共振子と、前記第2の弾性波共振子と、を含む、<3>に記載のフィルタ装置。
 <6>全ての前記第1の弾性波共振子及び全ての前記第2の弾性波共振子を備える、1つのフィルタである、<1>または<2>に記載のフィルタ装置。
 <7>前記機能電極が、互いに異なる電位に接続され、かつ互いに間挿し合っている、複数の第1の電極指と、複数の第2の電極指と、を有するIDT電極である、<1>~<6>のいずれか1つに記載のフィルタ装置。
 <8>前記外部接続端子が、前記第2の圧電性基板を貫通している貫通電極と、前記第2の圧電性基板の前記第4の主面に設けられており、かつ前記貫通電極に接続されている電極パッドと、を含む、<1>~<7>のいずれか1つに記載のフィルタ装置。
1A,1B…第1,第2のフィルタ
2A,2B…第1,第2の圧電性基板
2a~2d…第1~第4の主面
2e…側面
3A,3B…第1,第2の支持基板
4A,4B…第1,第2の中間層
5A,5B…第1,第2の圧電体層
6…電極パッド
7…貫通電極
8A…支持体
8B…柱部材
9…バンプ
10…フィルタ装置
11…外部接続端子
12A…共通接続端子
12B,12C…第1,第2の信号端子
13A,13B…第1,第2の弾性波共振子
14A,14B…反射器
15…IDT電極
16,17…第1,第2のバスバー
18,19…第1,第2の電極指
21…外部接続端子
25…外部電極
28…誘電体膜
30…フィルタ装置
31A,31B…第1,第2のフィルタ
40…フィルタ装置
102A,102B…第1,第2の圧電性基板
P1~P4,P11~P14…並列腕共振子
S1,S2,S3a,S3b,S4~S6,S11~S14…直列腕共振子

Claims (8)

  1.  互いに対向している第1の主面及び第2の主面を有する第1の圧電性基板と、
     前記第1の圧電性基板の前記第1の主面に設けられている機能電極を含み、直列腕共振子または並列腕共振子である、少なくとも1つの第1の弾性波共振子と、
     前記第1の圧電性基板の前記第1の主面に、前記第1の弾性波共振子を囲むように設けられている支持体と、
     前記支持体上に設けられており、前記第1の圧電性基板側に位置している第3の主面、及び前記第3の主面と対向している第4の主面を有する第2の圧電性基板と、
     前記第2の圧電性基板の前記第3の主面に設けられている機能電極を含み、少なくとも1つが並列腕共振子である、少なくとも1つの第2の弾性波共振子と、
     前記第2の圧電性基板に設けられている外部接続端子と、
    を備え、
     前記第1の圧電性基板、前記第2の圧電性基板及び前記支持体により囲まれた空間が構成されており、該空間内に前記第1の弾性波共振子及び前記第2の弾性波共振子が位置しており、
     前記少なくとも1つの第2の弾性波共振子が、前記第1の圧電性基板及び前記第2の圧電性基板において構成された全ての並列腕共振子のうち、共振周波数が最も高い並列腕共振子を含む、フィルタ装置。
  2.  互いに対向している第1の主面及び第2の主面を有する第1の圧電性基板と、
     前記第1の圧電性基板の前記第1の主面に設けられている機能電極を含み、直列腕共振子または並列腕共振子である、少なくとも1つの第1の弾性波共振子と、
     前記第1の圧電性基板の前記第1の主面に、前記第1の弾性波共振子を囲むように設けられている支持体と、
     前記支持体上に設けられており、前記第1の圧電性基板側に位置している第3の主面、及び前記第3の主面と対向している第4の主面を有する第2の圧電性基板と、
     前記第2の圧電性基板の前記第3の主面に設けられている機能電極を含み、少なくとも1つが直列腕共振子である、少なくとも1つの第2の弾性波共振子と、
     前記第2の圧電性基板に設けられている外部接続端子と、
    を備え、
     前記第1の圧電性基板、前記第2の圧電性基板及び前記支持体により囲まれた空間が構成されており、該空間内に前記第1の弾性波共振子及び前記第2の弾性波共振子が位置しており、
     前記少なくとも1つの第2の弾性波共振子が、前記第1の圧電性基板及び前記第2の圧電性基板において構成された全ての直列腕共振子のうち、反共振周波数が最も低い直列腕共振子を含む、フィルタ装置。
  3.  第1のフィルタ及び第2のフィルタを備えるフィルタ装置であって、
     前記第1のフィルタが、前記少なくとも1つの第1の弾性波共振子及び前記少なくとも1つの第2の弾性波共振子のうち一部の弾性波共振子を含み、前記第2のフィルタが、前記少なくとも1つの第1の弾性波共振子及び前記少なくとも1つの第2の弾性波共振子のうち残りの弾性波共振子を含む、請求項1または2に記載のフィルタ装置。
  4.  複数の前記第1の弾性波共振子と、
     複数の前記第2の弾性波共振子と、
    を備え、
     前記第1のフィルタが、前記複数の第1の弾性波共振子及び前記複数の第2の弾性波共振子のうち前記複数の第1の弾性波共振子のみを含み、
     前記第2のフィルタが、前記複数の第1の弾性波共振子及び前記複数の第2の弾性波共振子のうち前記複数の第2の弾性波共振子のみを含む、請求項3に記載のフィルタ装置。
  5.  複数の前記第1の弾性波共振子と、
     複数の前記第2の弾性波共振子と、
    を備え、
     前記第1のフィルタ及び前記第2のフィルタがそれぞれ、前記第1の弾性波共振子と、前記第2の弾性波共振子と、を含む、請求項3に記載のフィルタ装置。
  6.  全ての前記第1の弾性波共振子及び全ての前記第2の弾性波共振子を備える、1つのフィルタである、請求項1または2に記載のフィルタ装置。
  7.  前記機能電極が、互いに異なる電位に接続され、かつ互いに間挿し合っている、複数の第1の電極指と、複数の第2の電極指と、を有するIDT電極である、請求項1~6のいずれか1項に記載のフィルタ装置。
  8.  前記外部接続端子が、前記第2の圧電性基板を貫通している貫通電極と、前記第2の圧電性基板の前記第4の主面に設けられており、かつ前記貫通電極に接続されている電極パッドと、を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載のフィルタ装置。
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