CN110178308B - 弹性波滤波器、分波器以及通信装置 - Google Patents
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Abstract
SAW滤波器具有:包含压电基板的基板、发送滤波器以及附加谐振器。发送滤波器是对来自发送端子的信号进行滤波并输出到天线端子的梯子型滤波器。此外,发送滤波器在压电基板上具有连接为梯子型的一个以上的串联谐振器以及一个以上的并联谐振器。发送滤波器中,初级的谐振器是串联谐振器。附加谐振器在压电基板上包含在比发送滤波器更靠前级的位置与发送端子连接并且与一个以上的GND端子的任意一个连接的IDT电极。附加谐振器的谐振频率以及反谐振频率位于发送滤波器的通带的外侧。
Description
技术领域
本公开涉及利用弹性波来对信号进行滤波的弹性波滤波器、包含该弹性波滤波器的分波器以及通信装置。弹性波例如是声表面波(SAW:surface acoustic wave)。
背景技术
作为弹性波滤波器,已知将多个弹性波谐振器连接为梯子型的梯子型滤波器(专利文献1)。弹性波谐振器例如包含:压电基板、位于压电基板上的IDT(interdigitatedtransducer)电极。
专利文献1公开了将梯子型滤波器作为发送滤波器而具有的分波器。发送滤波器对被输入的发送信号进行滤波并输出到天线端子。专利文献1的分波器在发送滤波器的后级(天线端子侧)具有低通滤波器。低通滤波器的电容器由位于压电基板上的IDT电极构成。
专利文献2公开了安装有弹性波滤波器的布线基板。被安装于布线基板的弹性波滤波器对从布线基板输入的发送信号进行滤波并输出到布线基板。专利文献2的布线基板在弹性波滤波器的前级(向弹性波滤波器的输入侧)具有低通滤波器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2008-245310号公报
专利文献2:JP特开2004-254257号公报
发明内容
本公开的一方式所涉及的弹性波滤波器具有:包含压电基板的基板、发送端子、天线端子、一个以上的基准电位端子、发送滤波器以及附加谐振器。所述发送端子、所述天线端子以及所述一个以上的基准电位端子位于所述基板上。所述发送滤波器是对来自所述发送端子的信号进行滤波并输出到所述天线端子的梯子型滤波器。此外,所述发送滤波器在所述压电基板上具有连接为梯子型的一个以上的串联谐振器以及一个以上的并联谐振器。所述发送滤波器中,初级的谐振器是串联谐振器。所述附加谐振器在所述压电基板上包含在比所述发送滤波器更靠前级的位置与所述发送端子连接并且与所述一个以上的基准电位端子的任意一个连接的IDT电极。所述附加谐振器的谐振频率以及反谐振频率位于所述发送滤波器的通带的外侧。
本公开的一方式所涉及的分波器具有:上述弹性波滤波器、接收端子、对来自所述天线端子的信号进行滤波并输出到所述接收端子的接收滤波器。
本公开的一方式所涉及的通信装置具有:天线、在所述天线连接所述天线端子的上述弹性波滤波器、与所述发送端子连接的IC。
附图说明
图1是表示SAW谐振器的结构的俯视图。
图2是示意性地表示包含图1的SAW谐振器的SAW滤波器的结构的俯视图。
图3是表示图2的SAW滤波器的发送滤波器以及附加谐振器的频率特性的图。
图4是表示将图2的SAW滤波器封装而构成的SAW滤波器的例子的剖视图。
图5的(a)以及图5的(b)是表示将图2的SAW滤波器封装而构成的SAW滤波器的例子的剖视图以及俯视图,图5的(c)是表示图5的(a)的SAW滤波器的变形例的一部分的剖视图。
图6的(a)、图6的(b)以及图6的(c)分别是表示覆盖附加谐振器的绝缘体的例子的图。
图7是表示从附加谐振器的电观点来看的利用例的示意性的电路图。
图8是示意性地表示作为图2的SAW滤波器的利用例的分波器的图。
图9是表示作为图8的分波器的利用例的通信装置的主要部分的结构的框图。
图10是示意性地表示图8的分波器的变形例的图。
图11是示意性地表示另一分波器的图。
图12是示意性地表示图11的分波器的频带的图。
具体实施方式
以下,参照附图来对本公开的实施方式进行说明。另外,以下的说明中使用的附图是示意性的,附图上的尺寸比率等并非一定要与现实一致。
针对相同或者类似的结构,如“第1梳齿电极11A”、“第2梳齿电极11B”那样,可能对相同名称赋予相互不同的字母来称呼,此外,在这种情况下,可能简称为“梳齿电极11”并不区分这些。
(SAW谐振器的结构)
图1是表示实施方式所涉及的SAW滤波器51(图2)中使用的SAW谐振器1的结构的俯视图。
SAW谐振器1(SAW滤波器51)可以将任意方向设为上方或者下方,但以下的说明中,为了方便,定义包含D1轴、D2轴以及D3轴的正交坐标系,有时将D3轴的正侧(图1的纸面近前侧)设为上方,使用上表面等用语。另外,D1轴被定义为与沿着后述的压电基板3的上表面(纸面近前侧的面。通常是最宽的面(主面)。)传播的SAW的传播方向平行,D2轴被定义为与压电基板3的上表面平行并且与D1轴正交,D3轴被定义为与压电基板3的上表面正交。
SAW谐振器1构成所谓的1端口SAW谐振器,例如,若从示意性表示的第1端子31A以及第2端子31B的一方输入规定的频率的电信号则产生谐振,将产生了该谐振的信号从第1端子31A以及第2端子31B的另一方输出。
这样的SAW谐振器1例如具有:基板600(本例中为压电基板3)、被设置在压电基板3上的谐振器电极部5。谐振器电极部5具有:IDT电极7、位于IDT电极7的两侧的一对反射器9。
压电基板3例如包含具有压电性的单晶。单晶例如是铌酸锂(LiNbO3)单晶或者钽酸锂(LiTaO3)单晶。切割角可以根据利用的SAW的种类等来适当地设定。例如,压电基板3是旋转Y切割X传播。即,X轴与压电基板3的上表面(D1轴)平行,Y轴相对于压电基板3的上表面的法线以规定的角度倾斜。另外,基板600也可以如后述的图5的(a)所示,仅由压电基板3来构成,也可以如后述的图5的(c)所示,由较薄形成的压电基板3、和包含贴付于其背面(D3轴负侧的面)的无机材料或者有机材料的支承基板4来构成。
IDT电极7以及反射器9包含设置在压电基板3上的层状导体。IDT电极7以及反射器9例如以相互相同的材料以及厚度构成。构成这些的层状导体例如是金属。金属例如是Al或者以Al为主成分的合金(Al合金)。Al合金例如是A1-Cu合金。层状导体也可以由多个金属层构成。层状导体的厚度可根据SAW谐振器1所要求的电气特性等而适当地设定。作为一个例子,层状导体的厚度是50nm~600nm。
IDT电极7具有第1梳齿电极11A(为了优化可视性的方便,赋予阴影)以及第2梳齿电极11B。各梳齿电极11具有:汇流条13、从汇流条13相互并联地延伸的多个电极指15、在多个电极指15之间从汇流条13突出的多个虚设电极17。一对梳齿电极11被配置为多个电极指15相互咬合(交叉)。即,一对梳齿电极11的两根汇流条13被相互对置配置,第1梳齿电极11A的电极指15与第2梳齿电极11B的电极指15在其宽度方向基本交替地排列。此外,一个梳齿电极11的多个虚设电极的前端与另一个梳齿电极11的电极指15的前端对置。
汇流条13例如形成为以大体一定的宽度在SAW的传播方向(D1轴方向)直线状地延伸的长条状。并且,一对汇流条13在与SAW的传播方向正交的方向(D2轴方向)相互对置。另外,汇流条13也可以宽度变化,或者相对于SAW的传播方向倾斜。
各电极指15例如形成为以大体一定的宽度在与SAW的传播方向正交的方向(D2轴方向)直线状地延伸的长条状。多个电极指15例如在SAW的传播方向排列,此外,是相互同等的长度。另外,IDT电极7也可以被实施多个电极指15的长度(另一观点中为交叉宽度)根据传播方向的位置而变化的所谓的变迹。
电极指15的根数可以根据SAW谐振器1所要求的电气特性等而适当地设定。另外,图1等是示意图,因此电极指15的根数被表示得较少。实际上,可以排列比图示多(例如100根以上)的电极指15。对后述的反射器9的微带电极21也是同样的。
多个电极指15的间距p(电极指间距)例如被设为遍及IDT电极7整体大体一定。另外,间距p例如是相邻的两根电极指15(或者后述的微带电极21)的中心间距离。间距p基本上被设为在压电基板3上传播的SAW之中具有与想要谐振的频率同等的频率的SAW的波长λ的一半(p=λ/2)。
多个虚设电极17例如形成为以大体一定的宽度在与SAW的传播方向正交的方向(D2轴方向)直线状地突出的长条状。其前端与多个电极指15的前端的间隙例如在多个虚设电极17间同等。多个虚设电极17的宽度、根数以及间距与多个电极指15同等。另外,虚设电极17的宽度也可以与电极指15不同。IDT电极7也可以不具有虚设电极17。以下的说明中,可能省略虚设电极17的说明以及图示。
反射器9例如形成为格子状。即,反射器9具有:相互对置的一对汇流条19、和在一对汇流条19间延伸的多个微带电极21。
汇流条19以及微带电极21的形状除了微带电极21的两端与一对汇流条19连接以外,可以设为与IDT电极7的汇流条13以及电极指15相同。
例如,汇流条19形成为以大体一定的宽度在SAW的传播方向(D1轴方向)直线状地延伸的长条状。各微带电极21形成为以大体一定的宽度在与SAW的传播方向正交的方向(D2轴方向)直线状地延伸的长条状。此外,多个微带电极21例如在SAW的传播方向排列,此外,是相互同等的长度。多个微带电极21的宽度以及间距例如与多个电极指15的宽度以及间距同等。
多个微带电极21的根数例如被设定为意图利用的模式的SAW的反射率为大体100%以上。其理论上的必要最小限的根数例如是几根~10根程度,通常,为了富裕而设为20根以上或者30根以上。
一对反射器9例如在SAW的传播方向相邻于IDT电极7的两侧。因此,多个微带电极21接着多个电极指15的排列而排列。在反射器9与IDT电极7之间相邻的微带电极21与电极指15的间距例如与多个电极指15的间距同等。
另外,压电基板3的上表面也可以从IDT电极7以及反射器9的上方,被包含SiO2等的保护膜23(图6的(a))覆盖。此外,在设置保护膜23等情况下,也可以在IDT电极7以及反射器9的上表面或者下表面,为了提高SAW的反射系数,设置包含绝缘体或者金属的附加膜。
若向一对梳齿电极11施加电压,则通过电极指15来向压电基板3施加电压,在压电基板3的上表面附近激励沿着上表面而在D1轴方向传播的规定的模式的SAW。被激励的SAW通过电极指15而被机械性地反射。其结果,形成以电极指15的间距为半波长的驻波。驻波被转换为与该驻波相同频率的电信号,通过电极指15而被取出。这样,SAW谐振器1作为谐振器而发挥作用。该谐振频率是与以电极指间距为半波长并在压电基板3上传播的SAW的频率大体相同的频率。
IDT电极7中被激励的SAW通过反射器9的微带电极21而被机械式性地反射。此外,由于相邻的微带电极21通过汇流条19而被相互连接,因此来自IDT电极7的SAW也被微带电极21电反射。由此,可抑制SAW的扩散,IDT电极7中的驻波加强,作为SAW谐振器1的谐振器的功能提高。
另外,在针对SAW谐振器1(或者后述的附加谐振器57)连接的情况下,只要没有特别说明,如第1端子31A以及第2端子31B示意性地所示,是指以向一对梳齿电极11施加电压的方式的连接。
IDT电极7为了特性的提高或者微调,可能在其一部分(例如小于电极指间距的总数的50%,更优选小于5%)设置与大部分的电极指间距不同的大小的电极指间距。例如,IDT电极7可能在SAW的传播方向的两侧,设置电极指间距比其他大部分小的窄间距部。此外,例如,可能进行去掉1~几十根程度(例如3本)的交替排列的一对梳齿电极11的电极指15、或者进行与其实质等效的电极指15的宽度或者排列的变更、即所谓的剔除。本公开中简称为间距的情况下,不包含这种特异的部分的间距。此外,在间距遍及IDT电极7整体在微小范围内变动的情况下,可以使用其平均值。
(SAW滤波器的结构)
图2是示意性地表示包含SAW谐振器1的SAW滤波器51的结构的俯视图。该图中,如从纸面左上侧所示的IDT电极7以及反射器9的符号可理解的那样,比图1更示意性地表示这些导体。
SAW滤波器51例如在无线通信中,构成为对应发送的信号进行滤波的滤波器。SAW滤波器51具有已述的压电基板3,并且在该压电基板3上,具有发送端子53T、天线端子53A以及GND端子53G-1~53G-3、发送滤波器55、附加谐振器57以及布线59。
另外,以下,可能不区分GND端子53G-1~53G-3,而简称为“GND端子53G”。此外,可能不区分发送端子53T、天线端子53A以及GND端子53G而简称为“端子53”。
发送端子53T例如是与生成发送信号的电路连接的端子。天线端子53A是与天线连接的端子。GND端子53G是被赋予基准电位(被接地)的端子。发送滤波器55对输入到发送端子53T的信号进行滤波并输出到天线端子53A。此时,不需要的分量(通带外的信号)流向GND端子53G。附加谐振器57例如有助于保护发送滤波器55不受热的影响。
端子53和布线59的一部分基本上位于基板600上即可。在本例中,端子53以及布线59包含位于压电基板3的上表面的层状导体。这些具体的数量、形状、大小以及位置可适当地设定。端子53以及布线59例如由相互相同的导体层(相互相同的材料以及厚度。)构成。其中,也可以在端子53的位置,在与端子53以及布线59共用的导体层上,形成包含其他材料的导体层。当然,端子53以及布线59也可以由相互不同的材料构成。
另外,端子53不需要能够根据其本身的结构(形状或者材料等)来与布线59区分,可以是布线59的一部分。例如,端子53的位置或者范围可以根据覆盖布线59且不覆盖端子53的绝缘层(例如保护膜23)来确定,或者根据压电基板3被封装时抵接于端子53的部件(例如凸块)来确定。
(发送滤波器的结构)
发送滤波器55由所谓的梯子型的SAW滤波器构成。即,发送滤波器55具有串联臂61以及一个以上的并联臂63(图示的例子中为第1并联臂63A~第3并联臂63C)。串联臂61将发送端子53T与天线端子53A连接,有助于通带的信号的传输。并联臂63将串联臂61与GND端子53G连接,有助于将通带外的信号流向GND端子53G。另外,本实施方式的说明中,基本上以并联臂63的数量是多个的情况为例。
串联臂61包含串联连接在发送端子53T与天线端子53A之间的多个串联谐振器65(图示的例子中为第1串联谐振器65A~第4串联谐振器65D)。另外,串联谐振器65的数量也能够设为一个。各并联臂63具有将任意串联谐振器65的输入侧(这里为发送端子53T侧)或者输出侧(这里为天线端子53A侧)与GND端子53G连接的并联谐振器67(图示的例子中为第1并联谐振器67A~第3并联谐振器67C)。多个并联臂63(并联谐振器67)连接于相对于串联臂61在电学上相互不同的位置(相对于串联谐振器65的相对关系相互不同的位置)。
另外,上述那样的、将两个输入或者输出用的端子(53T以及53A)通过串联臂61(另一观点中为一个以上的串联谐振器65)连接、将串联臂61与GND端子53G通过一个以上的并联臂63(另一观点中为一个以上的并联谐振器67)连接的方式的连接被称为梯子型连接。
在本实施方式中,发送滤波器55中初级(最靠近输入侧(发送端子53T侧))的谐振器为串联谐振器65(第1串联谐振器65A)。即,对第1串联谐振器65A(另一观点中为全部串联谐振器65)未设置与发送端子53T侧连接的并联谐振器67。另外,在与图示不同地,设置了与第1串联谐振器65A的发送端子53T侧连接的并联谐振器67的情况下,初级的谐振器是并联谐振器67。最后级(天线端子53A侧)的谐振器可以是串联谐振器65(图示的例子),也可以是并联谐振器67。
另外,SAW滤波器51中,被提供于输入输出的两个端子(53T以及53A)之中,哪个是发送端子53T或者天线端子53A(另一观点中为应使其通过的信号所被传递的方向)例如能够根据SAW滤波器51的规格书等来确定。此外,根据规格书中发送端子以及天线端子被指定也可知:通常,若将发送端子53T以及天线端子53A反过来则发送滤波器55的特性降低。即,发送端子53T以及天线端子53A能够根据发送滤波器55的具体结构(设计值等)来区分。
串联谐振器65以及并联谐振器67分别由例如参照图1而说明过的SAW谐振器1勾陈。其中,电极指15的根数、电极指15的长度以及/或者间距p等的具体值可根据各谐振器所要求的特性来设定。
串联谐振器65以及并联谐振器67分别可以由一个SAW谐振器1来构成,也可以由多个SAW谐振器1来构成。在图示的例子中,第3并联谐振器67C由一个SAW谐振器1构成,除此以外的谐振器由多个SAW谐振器1(69)构成。
另外,也可以理解为第3并联谐振器67C以外的谐振器是一个SAW谐振器1被分割为多个SAW谐振器1而构成。以下,在一个串联谐振器65或者一个并联谐振器67由多个SAW谐振器1构成的情况下,将该SAW谐振器1称为分割谐振器69。
分别在串联谐振器65或者并联谐振器67中,多个分割谐振器69被相互串联连接。连接可以通过布线59来进行,也可以通过汇流条13被共用化来进行。分别在串联谐振器65或者并联谐振器67中,多个分割谐振器69例如被设为大概相互相同的结构。其中,多个分割谐振器69也可以被设为相互不同的结构。
这样,通过对一个串联谐振器65或者一个并联谐振器67进行分割,例如,能够降低向一个SAW谐振器1(各分割谐振器69)施加的电压,提高一个串联谐振器65整体或者一个并联谐振器67整体的耐电力性。
另外,在串联臂61内,在存在串联连接的多个SAW谐振器1的情况下,各SAW谐振器1是分割谐振器69还是以单体构成串联谐振器65,例如可以基于与并联臂63的连接位置来确定。例如,若在相互串联连接的两个SAW谐振器1之间未连接并联臂63,则这两个SAW谐振器1都是构成一个串联谐振器65的分割谐振器69。
串联谐振器65的分割数例如在多个串联谐振器65间相互不同。初级的谐振器即第1串联谐振器65A例如是分割数最多的串联谐振器65之一。更具体而言,例如,越靠近发送端子53T侧,串联谐振器65的分割数越多。此外,例如,第1串联谐振器65A的分割数比其他任何串联谐振器65的分割数多。其中,分割数也可以在多个串联谐振器65间相互相同,在分割数在多个串联谐振器65间相互不同的情况下,也可以存在第1串联谐振器65A的分割数以上的分割数的串联谐振器65。
另外,虽未特别图示,但也可以设置与串联谐振器65或者并联谐振器67并联连接的电容器、或者在并联谐振器67与GND端子53G之间串联连接的电感器(参照图10)等。并且,这样的电容器以及/或者电感器与SAW谐振器1(串联谐振器65或者并联谐振器67)的组合整体也可以理解为串联谐振器或者并联谐振器。
图2中,为了方便说明,多个串联谐振器65以及多个并联谐振器67被整齐地排列。但是,实际上,也可以不这样整齐地排列。此外,图2中,布线59相对于汇流条13(参照图1),仅连接于其D1轴方向的一部分。但是,布线59也可以相对于串联谐振器65或者并联谐振器67的汇流条13,遍及其D1轴方向的大体整体地连接。另一观点中,布线59与汇流条13的边界也可以不明确。
(附加谐振器的结构)
附加谐振器57在比发送滤波器55(另一观点中为初级的谐振器即第1串联谐振器65A)更靠前级(输入侧)的位置连接于发送端子53T,并且与GND端子53G-1连接。因此,例如,从发送端子53T向GND端子53G-1形成散热路径,发送滤波器55被保护不受热的影响。另外,若仅看其连接关系,附加谐振器57虽然能够视为梯子型滤波器(发送滤波器55)的并联谐振器67,但如后面所述,谐振频率以及反谐振频率与并联谐振器67不同,不构成梯子型滤波器。
附加谐振器57只在比发送滤波器55更靠前级的位置电连接于发送端子53T即可,压电基板3的俯视下的连接位置(构造上的观点的连接位置)可以被适当地设定。例如,在设置能够视为从附加谐振器57延伸的布线59的情况下,该布线59也可以连接于将发送滤波器55与发送端子53T连结的布线59、第1串联谐振器65A的前级侧的汇流条13、以及发送端子53T的任意一方。
附加谐振器57例如图2中示意性地所示,由IDT电极7构成。换言之,附加谐振器57是从SAW谐振器1去除了一对反射器9的结构。由于未设置一对反射器9,因此附加谐振器57中,例如,作为谐振器的功能降低,其结果,作为电容元件的意义相对变大。但是,附加谐振器57也可以具有一对反射器9。此外,也可以将整面状的导体配置于附加谐振器57的SAW的传播方向的两侧等,以使得减少SAW自附加谐振器57的泄漏。此外,附加谐振器57也可以是从IDT电极7去除了虚设电极17的结构。
附加谐振器57(其IDT电极7)、发送端子53T以及GND端子53G-1的压电基板3上的相对位置、以及将这些连接的布线的形状可以被适当地设定。
例如,发送端子53T以及GND端子53G-1位于相对于附加谐振器57而与SAW的传播方向正交的方向(D2轴方向)的两侧,在SAW的传播方向(D1轴方向)被收敛于附加谐振器57的配置范围。此外,例如,发送端子53T以及GND端子53G-1的D1轴方向的位置大体相互同等(在D1轴方向,配置范围相互重叠。)。发送端子53T以及/或者GND端子53G-1与附加谐振器57的最短距离例如小于附加谐振器57的电极指15的长度。另外,在布线59与汇流条13的边界不明确的情况下,上述的最短距离可以将汇流条13的电极指15侧(IDT电极7的内侧)的边缘部作为基准。通过上述结构的至少一个,例如,从发送端子53T向GND端子53G-1的散热路径变短。
此外,例如,将发送端子53T与附加谐振器57连接的布线59的宽度(D1轴方向)被设为较宽。例如,该宽度被设为发送端子53T的直径以上,进一步被设为与附加谐振器57的汇流条13的长度同等。将GND端子53G-1与附加谐振器57连接的布线59的宽度(D1轴方向)也可以同样。即,该宽度可以设为GND端子53G-1的直径以上,进一步也可以设为与附加谐振器57的汇流条13的长度同等。
与附加谐振器57连接的GND端子53G-1例如不是经由一个以上的并联谐振器67的任意一个而与串联臂61(另一观点中为发送端子53T以及天线端子53A)连接的GND端子53G(图示的例子中为53G-2)。此外,GND端子53G-1未与经由这样的并联谐振器67而连接于串联臂61的GND端子53G-2短路(电分离)。即,GND端子53G-1经由GND端子53G-2和SAW谐振器1等的电子元件而连接,但不是仅经由其他GND端子53G和布线59的连接。
另外,短路(排除不希望的)例如基于布线59的连接那样,基本是指通过以连接为目的的导体来进行连接,另一观点中,是指不经由电子元件(电阻器、电容器或者电感器等)的连接。以布线59等的连接为目的的导体也严格来说具有电阻值、电容以及电感,但这里不考虑。
压电基板3如后面所述,被封装或者与其他电路基板连接。GND端子53G-1例如也不经由封装件或者其他电路基板而与GND端子53G-2短路。
其中,GND端子53G-1可以如GND端子53G-2那样经由并联谐振器67来与串联臂61连接,也可以经由布线59、封装件以及/或者电路基板来与GND端子53G-2短路。
端子53、布线59、串联谐振器65的电极、并联谐振器67的电极以及附加谐振器57的电极例如由相互相同的导体层(相互相同的材料以及厚度。)来构成。其中,这些也可以由相互不同的材料来构成,也可以仅其中的一部分在这些共用的导体层上形成其他导体层。
虽未特别图示,但也可以在压电基板3上设置上述以外的结构。例如,也可以在天线端子53A与发送滤波器55之间设置低通滤波器。
(谐振器的频率特性)
图3是表示发送滤波器55以及附加谐振器57的频率特性的图。
该图中,横轴表示频率f(Hz),纵轴表示阻抗的绝对值|Z|(Ω)或者衰减量A(dB)。线L1表示串联谐振器65的阻抗。线L2表示并联谐振器67的阻抗。线L3表示发送滤波器55的衰减量。线L4或者线L5表示附加谐振器57的阻抗。
SAW谐振器1(串联谐振器65、并联谐振器67)所涉及的阻抗的频率特性中,出现阻抗为极小值的谐振点、和阻抗为极大值的反谐振点。将谐振点以及反谐振点出现的频率设为谐振频率(fsr、fpr)以及反谐振频率(fsa、fpa)。SAW谐振器1中,反谐振频率高于谐振频率。
设定串联谐振器65以及并联谐振器67的谐振频率以及反谐振频率,以使得串联谐振器65(线L1)的谐振频率fsr与并联谐振器67(线L2)的反谐振频率fsa大体一致。由此,发送滤波器55(线L3)作为将比从并联谐振器67的谐振频率fpr到串联谐振器65的反谐振频率fsa的频率范围(衰减区域AB)稍窄的范围设为通带PB的滤波器而发挥作用。
因此,串联谐振器65的谐振频率fsr位于发送滤波器55的通带PB内。此外,并联谐振器67的反谐振频率fpa位于发送滤波器55的通带PB内。
通带PB的具体频率任意。例如,通带PB位于2.7GHz以下。作为利用这样的频带的***,例如,能够举例移动电话***以及数字电视广播***。当然,通带PB也可以高于2.7GHz,也可以跨越2.7GHz。
附加谐振器57(线L4或者线L5)由IDT电极7构成,因此与SAW谐振器1同样地,具有谐振频率fcr以及反谐振频率fca。但是,该谐振频率fcr以及反谐振频率fca均位于通带PB的外侧。另一观点中,附加谐振器57的连接关系与并联谐振器67相同,但在与串联谐振器65以及其他并联谐振器67的频率特性的关系中,不具有能够构成梯子型滤波器(发送滤波器55)的频率特性。
另外,附加谐振器57的阻抗的频率特性中,实际上出现多个极小值以及多个极大值。这里所谓的谐振频率fcr理论上是成为λ=2p的SAW的频率的频率。此外,反谐振频率fca理论上是在附加谐振器57的等效电路中,将串联谐振电路的电容设为C1、将并联谐振电路的电容设为C0时,为fcr×√(1+(C1/C0))的频率。
此外,在对谐振频率fcr或者反谐振频率fca是否位于通带PB内进行判定时,通带PB可以被适当地确定。例如,通带PB可以通过基于设计值的计算(理论计算或者模拟计算)而被确定,可以通过针对实际产品的评价试验而被确定,也可以基于实际产品的规格书等而被确定。
图3中,附加谐振器57的频率特性由将串联谐振器65以及并联谐振器67的频率特性沿着横轴偏移的波形表示。其中,由于附加谐振器57不是构成发送滤波器55的谐振器,因此表示附加谐振器57的频率特性的波形可以与表示串联谐振器65以及并联谐振器67的频率特性的波形完全不同。例如,附加谐振器57的、谐振频率处的阻抗、反谐振频率处的阻抗、谐振频率与反谐振频率的频率差(Δf)、以及/或者对这些进行规定的各种条件(电极指间距、占空比(电极指15的宽度相对于电极指间距的比)、电极指15的长度以及/或者静电电容等)可以与串联谐振器65以及并联谐振器67的不同。
例如,附加谐振器57的静电电容也与并联谐振器67的任意的静电电容不同。例如,前者大于后者。在该情况下,例如,附加谐振器57相比于并联谐振器67,增长电极指15,增多电极指15的根数,以及/或者缩小电极指间距,从而静电电容相对增大。另外,在附加谐振器57与并联谐振器67之间对电极指间距进行比较的情况下,如已经提到那样,可以忽略一部分的特异部分(窄间距部或者剔除部),可以在电极指间距作为整体而变化的情况下通过平均值来进行比较。
此外,图3中,附加谐振器57的谐振频率fcr以及反谐振频率fca被表示在距通带PB较近的位置。但是,谐振频率fcr以及反谐振频率fca可以比图示更加远离通带PB。例如,谐振频率fcr以及反谐振频率fca也可以位于衰减区域AB的外侧。另外,衰减区域AB也可以与通带PB同样地适当地确定。此外,例如,谐振频率fcr以及反谐振频率fca也可以相对于通带PB,以通带PB的宽度以上的频率差分离。
(被封装的SAW滤波器)
SAW滤波器51例如可以直接(保持裸芯片)设置于电子设备等而被利用。但是,SAW滤波器51也可以被封装。以下,表示封装件的例子。
(封装件的例1)
图4是表示将SAW滤波器51封装而构成的SAW滤波器201的剖视图。
SAW滤波器201中,SAW滤波器51的压电基板3隔着缝隙而与对置基板203对置配置。此外,端子53与对置基板203的焊盘205经由存在于其间的凸块207而接合。由此,在发送滤波器55上,构成使SAW的传播(压电基板3的振动)容易化的振动空间S。振动空间S被在对置基板203上配置于SAW滤波器51的周围的包含树脂等的密封部209密封。
在对置基板203的、与安装有SAW滤波器51的面相反的一侧的面,设置用于将SAW滤波器201通过凸块来安装于电路基板等的外部端子211。焊盘205与外部端子211通过对置基板203的布线导体(省略符号)而电连接。该布线导体例如由在对置基板203(其绝缘基板)的内部或者表面沿着对置基板203而形成的层状的导体图案213、以及在其厚度方向贯通对置基板203的贯通导体215来构成。
SAW滤波器201中,也可以设置SAW滤波器51以外的电子元件。例如,导体图案213也可以通过被设为适当的平面形状,从而构成电容器或者电感器等的电子元件。此外,例如,也可以在对置基板203,安装SAW滤波器51以外的电子元件(例如电子部件217)。电子部件217例如是芯片型的部件,此外,例如是电容器、电感器或者IC(Integrated Circuit)。
另外,也可以与图示的例子不同地,相对于压电基板3的宽度,极力缩小对置基板203的宽度,以使得不将SAW滤波器51以外的电子部件217安装于对置基板203。另一观点中,SAW滤波器201也可以被设为芯片尺寸封装件型的部件。
SAW滤波器51的端子53与外部端子211例如通过对置基板203的布线导体来直接连接(短路。)。但是,在通过导体图案213来构成电子元件、SAW滤波器51以外的电子元件(电子部件217)被安装于对置基板203的情况下,这样的电子元件也可以存在于端子53与外部端子211之间。
另外,与SAW滤波器51的附加谐振器57连接的GND端子53G也可以在对置基板203内也不与其他GND端子53G短路地向外部端子211导出。
(封装件的例2)
图5的(a)是表示将SAW滤波器51封装而构成的SAW滤波器301的剖视图。
SAW滤波器301中,在SAW滤波器51的压电基板3上设置外罩303。外罩303具有:在压电基板3上至少包围发送滤波器55的框部305、和位于框部305上并将框部305的开口堵塞的盖部307。由此,在发送滤波器55上,构成使SAW的传播(压电基板3的振动)容易化的振动空间S。另外,俯视下,附加谐振器57可以位于框部305内,也可以与框部305重叠(后述)。
在端子53上,设置贯通外罩303的柱状端子309。柱状端子309的上表面侧部分成为用于将SAW滤波器301通过凸块来安装于电路基板等的连接盘310。另外,也可以不设置柱状端子309,而在端子53上设置贯通外罩303的贯通孔。在该情况下,例如,端子53与电路基板等通过凸块来接合。
图5的(b)是SAW滤波器301的俯视图。该图中,与连接盘310对应的端子53的符号也赋予连接盘310。
如图5的(a)以及图5的(b)所示,在外罩303的上表面,具有俯视下与振动空间S的至少一部分重叠的加强层311(311A以及311B)。加强层311例如由刚性高于金属等的外罩303的导体构成。加强层311例如有助于抑制向盖部307的振动空间S侧的挠曲。
加强层311可以与连接盘310连接,也可以不连接。另一观点中,可以与SAW滤波器51的端子53电连接,也可以不连接。图5的(b)的例子中,加强层311与GND端子53G所对应的连接盘310连接。
加强层311A以及加强层311B被相互分离。加强层311A连接于GND端子53G-2以及53G-3。加强层311B连接于GND端子53G-1。因此,与附加谐振器57连接的GND端子53G-1即便在SAW滤波器301整体中,也与连接于并联谐振器67以及并联谐振器67的GND端子53G-2电分离。另外,也可以加强层311A与加强层311B不分离,GND端子53G-1与GND端子53G-2短路。
另一观点中,SAW滤波器301具有与GND端子53G-1短路的较宽的导体层(加强层311B)。该导体层例如能够有助于GND端子53G-1的散热。加强层311B的宽度例如比附加谐振器57的IDT电极7宽。另外,汇流条13的外侧的边缘部与布线59的边界可能不明确,此外,汇流条13的大小理论上是任意的。因此,作为与加强层311B的面积进行比较的IDT电极7的面积,可以使用多个电极指15的配置区域(一对汇流条13间的区域)的面积。
图5的(c)是用于对SAW滤波器301的封装件的变形例进行说明的剖视图。
如该图所示,也可以在外罩303内(例如框部305与盖部307之间)设置与压电基板3平行的层状的导体图案313。导体图案313通过被设为适当的平面形状,也可以构成电感器或者电容器等的电子元件。在通过导体图案313来构成电子元件的情况下,该电子元件也可以存在于端子53与连接盘310之间。图示的例子中,在位于端子53上且贯通框部305的贯通导体315与贯通盖部307且连接于连接盘310的贯通导体317之间,存在导体图案313。
另外,若考虑散热效率,则连接于附加谐振器57的GND端子53G到电连接于较宽面积的导体图案的路径也可以尽量短。例如,也可以仅通过贯通导体309、315来与层状的宽面积的导体图案连接。此外,与附加谐振器57连接的GND端子53G也可以不经由在外罩303内在面内迂回的线宽较细的导体图案地被导出到连接盘310,以使得在并联谐振器67所连接的GND端子53G、外罩303内经由电感器等而被导出到连接盘310。
(贴合基板)
如已述那样,此外,如图5的(c)所示,基板600并不限定于压电基板3单体,也可以在压电基板3的下表面贴合支承基板4。
支承基板4包含具备支承压电基板3的强度的材料。例如,支承基板4由线膨胀系数(在均具有各向异性的情况下,例如,D1轴方向的线膨胀系数)小于压电基板3的材料的材料形成。作为这样的材料,例如能够举例硅等的半导体、蓝宝石等的单晶以及氧化铝质烧结体等的陶瓷。另外,支承基板4也可以是包含相互不同的材料的多个层被层叠而构成的。此外,也可以在支承基板4与压电基板3之间存在中间层(粘接层)。中间层也可以是多个层层叠的层叠体。
支承基板4的形状例如大概是薄型的长方体状,此外,俯视下例如是与压电基板3一致的形状以及尺寸。支承基板4的厚度例如一定,此外,比压电基板3的厚度厚。支承基板4的厚度的具体值可以被适当地设定。作为一个例子,相对于压电基板3的厚度是10μm以上且30μm以下,支承基板4的厚度是100μm以上且300μm以下。此外,例如,支承基板4的厚度是压电基板3的厚度的5倍以上且20倍以下。
压电基板3以及支承基板4例如经由未图示的粘接层而相互贴合。粘接层的材料可以是有机材料,也可以是无机材料。作为有机材料,例如举例热固化性树脂等的树脂。作为无机材料,例如举例SiO2。此外,压电基板3以及支承基板4也可以通过利用等离子体等来将粘接面活性化处理后去除粘接层而贴合的、所谓的直接接合来贴合。
通过设置支承基板4,例如能够补偿压电基板3的热膨胀所导致的SAW谐振器1的频率特性的变化。
另外,本公开中,仅在图5的(c)的例子中图示支承基板4,但在其他例子中也可以设置支承基板4,相反地,在图5的(c)的例子中,也可以使用未贴合支承基板4的压电基板3。
此外,支承基板4的形状也可以在俯视下,大于压电基板3。即。压电基板3也可以位于比支承基板4的外周更靠内侧的位置。换言之,支承基板4的上表面也可以具备未被压电基板3覆盖的露出部。并且,端子53以及布线59的一部分也可以位于这样的露出部。在该情况下,由于端子53能够向热传导率小于压电基板3的支承基板4的一侧散热,因此能够进一步提高耐电力性。在这种情况下,图5的(a)所示的外罩303也可以不在压电基板3上接合,而在支承基板4的露出部接合。
另外,在支承基板4与压电基板3之间存在中间层(接合层)的情况下,中间层可以存在于露出部也可以不存在于露出部。若考虑散热性,则优选露出部在中间层也未被覆盖。
(附加谐振器的覆盖)
附加谐振器57也可以被未覆盖发送滤波器55(其谐振器)的绝缘体等覆盖。在该情况下,例如,能够允许发送滤波器55(的谐振器)中的SAW的传播(压电基板3的振动),另一方面,能够抑制附加谐振器57中的SAW的传播。以下,表示这种绝缘体的例子。
图6的(a)是示意性地表示压电基板3的上表面中的结构例的一部分的剖视图。
压电基板3的上表面从构成IDT电极7等的导体层上被保护膜23覆盖。保护膜23可以仅仅是用于抑制IDT电极7等的腐蚀的膜,也可以是有助于温度补偿的膜。保护膜23例如包含SiO2。此外,其厚度可以比IDT电极7等薄(图示的例子),也可以比其厚。保护膜23例如覆盖发送滤波器55以及附加谐振器57双方。
附加谐振器57被未设置于发送滤波器55(串联谐振器65以及并联谐振器67)上的绝缘层71覆盖。绝缘层71例如包含树脂或者无机材料。其厚度可以适当地设定。另外,绝缘层71也可以不隔着保护膜23而直接覆盖附加谐振器57。
图6的(b)是示意性地表示压电基板3的上表面中的其他结构例的一部分的剖视图。
在本例中,参照图6的(a)而说明的保护膜23的附加谐振器57上的厚度比发送滤波器55(串联谐振器65以及并联谐振器67)上的厚度厚。这样的结构例如通过进行在压电基板3的整面成膜作为保护膜23的材料的工序、仅在附加谐振器57上成膜作为保护膜23的材料的工序来实现。另外,所述两个工序也可以任意一个先进行。
图6的(c)是示意性地表示压电基板3的上表面中的另一结构例的一部分的剖视图。
在本例中,假定设置参照图5的(a)而说明的外罩303。并且,外罩303的框部305在俯视下包围发送滤波器55,另一方面,位于附加谐振器57上。即,框部305作为仅覆盖发送滤波器55(其谐振器)以及附加谐振器57之中的附加谐振器57的绝缘体而发挥作用。另外,图6的(c)中未图示保护膜23,但外罩303也可以被设置在保护膜23上。
(附加谐振器的利用例)
图7是表示从附加谐振器57的电观点来看的利用例的示意性的电路图。
在本例中,附加谐振器57被利用于构成与发送滤波器55的前级(输入侧)连接的低通滤波器75。低通滤波器75例如是所谓的π型。即,低通滤波器75具有连接为π型的电感器77以及两个电容器(这里为电容器79以及附加谐振器57)。
电感器77相对于信号路径而串联配置。即,电感器77将与生成发送信号的电路连接的输入端口81、和SAW滤波器51的发送端子53T连接。电容器79将电感器77的前方(输入侧)与基准电位部连接。附加谐振器57将电感器77的后方(输出侧)与基准电位部连接。即,附加谐振器57作为π型的低通滤波器之中最靠发送滤波器55侧的电容器而发挥作用。另外,π型的低通滤波器在图示的电感器77以及电容器79的更靠输入侧的位置,具有一个以上的电感器77以及电容器79的组合。
电感器77的电感、还有电容器79以及附加谐振器57的电容可以按照公知的设计方法而适当地设定。通常,在图示那样具有一个电感器和两个电容器的低通滤波器中,两个电容器的电容被设为同等。低通滤波器75中,附加谐振器57的电容可以与电容器79的电容同等,也可以不同,例如,小于电容器79的电容。在设置两个以上的电感器77以及电容器79的组合的情况下也同样地,附加谐振器57的电容可以与任意电容器79的电容同等,也可以与任意电容器79的电容不同,例如,小于任意电容器79的电容。
电感器77以及电容器79在构造的观点中,可以适当地构成。
例如,电感器77以及电容器79的至少一个的电子元件可以被设置于安装SAW滤波器51、201或者301的未图示的电路基板。在这种情况下,电子元件(77以及/或者79)例如可以由电路基板的表面或内部的导体构成,也可以由安装于电路基板的部件构成。
此外,例如,电感器77以及电容器79的至少一个的电子元件也可以被设置于SAW滤波器201或者301的封装件用部件的表面或者内部。例如,电子元件(77以及/或者79)可以由SAW滤波器201中的对置基板203的表面或者内部的导体图案213构成,也可以由SAW滤波器201中的电子部件217构成,也可以由SAW滤波器301中的导体图案313构成。
此外,也可以与图示的例子不同地,电感器77以及电容器79的至少一个由压电基板3上的导体图案来构成。另一观点中,也可以在SAW滤波器51的发送端子53T与发送滤波器55之间连接电子元件(77以及/或者79)。在这种情况下,构成电子元件(77以及/或者79)的导体层可以与构成IDT电极7等的导体层相同(材料以及厚度相同),也可以不同。
(分波器(双工器))
图8是示意性地表示作为SAW滤波器51的利用例的分波器101的图。
分波器101例如是将发送信号与接收信号分波的双工器。该分波中,作为对发送信号进行滤波的滤波器,使用SAW滤波器51。
分波器101例如具有SAW滤波器51、接收滤波器103、接收端子53R。接收滤波器103被连接于天线端子53A和接收端子53R,对来自天线端子53A的信号进行滤波并输出到接收端子53R。
接收滤波器103的结构可以被设为适当的结构。图8中,作为接收滤波器103,与发送滤波器55同样地,示例由梯子型的SAW滤波器构成的结构。另外,构成接收滤波器103的SAW滤波器也可以是其他形式(例如多模型滤波器)。
在这样接收滤波器103由SAW滤波器构成的情况下,SAW滤波器51以及接收滤波器103可以被设置于相同的压电基板3,也可以被设置于相互不同的压电基板3。另外,在设置于相同的压电基板3的情况下,例如,天线端子53A在发送滤波器55以及接收滤波器103中共用,接收滤波器103在压电基板3上连接于天线端子53A。在设置于相互不同的压电基板3的情况下,天线端子53A例如仅是对于发送滤波器55以及接收滤波器103之中的发送滤波器55的端子,不位于天线与接收滤波器103的最短路径上。但是,经由安装SAW滤波器51以及接收滤波器103的电路基板等来连接天线端子53A和接收滤波器103不变。
虽未特别图示,但分波器101也可以具有上述以外的结构。例如,也可以设置位于天线端子53A与天线之间并且不位于接收滤波器103与天线的最短路径上的低通滤波器,也可以设置位于接收滤波器103的天线侧并且不位于发送滤波器55与天线的最短路径上的低通滤波器。
(通信装置)
图9是表示作为分波器101的利用例的通信装置151的主要部分的结构的框图。
通信装置151中,包含应发送的信息的发送信息信号TIS通过RF-IC(RadioFrequency Integrated Circuit)153而被进行调制以及频率的提高(向载波频率的高频信号的转换)并设为发送信号TS。发送信号TS由带通滤波器155去除发送用的通带以外的不需要的分量,被放大器157放大并输入到分波器101(发送端子53T)。并且,分波器101从被输入的发送信号TS去除发送用的通带以外的不需要的分量,将该去除后的发送信号TS从天线端子53A输出到天线159。天线159将被输入的电信号(发送信号TS)转换为无线信号(电波)并发送。
此外,在通信装置151中,被天线159接收的无线信号(电波)通过天线159而被转换为电信号(接收信号RS)并输入到分波器101(例如天线端子53A)。分波器101从被输入的接收信号RS去除接收用的通带以外的不需要的分量,从接收端子53R输出到放大器161。被输出的接收信号RS被放大器161放大,通过带通滤波器163而被去除接收用的通带以外的不需要的分量。并且,接收信号RS通过RF-IC153而被进行频率的降低以及解调并设为接收信息信号RIS。
另外,发送信息信号TIS以及接收信息信号RIS可以是包含适当的信息的低频信号(基带信号),例如是模拟的声音信号或被数字化的声音信号。无线信号的通带可以按照UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)等的各种标准。调制方式可以是相位调制、振幅调制、频率调制或这些的任意两个以上的组合的任意一个方式。电路方式在图9中示例了直接转换方式,也可以设为除此以外的适当的方式,例如也可以是超外差方式。此外,图9仅示意性地表示主要部分,也可以在适当的位置追加低通滤波器、隔离器等,此外,也可以变更放大器等的位置。
虽未特别图示,但也可以通过通带相互不同的两个以上的SAW滤波器51与共用的天线用端口(也可以天线端子53A)连接,或者通带相互不同的两个以上的分波器101与共用的天线用端口连接,从而构成多工器(双工器等)。此外,也可以在安装有SAW滤波器51、201或者301的电路基板安装适当的电子部件来构成通信模块。
如以上那样,在本实施方式中,SAW滤波器51(或者201或301)具有:压电基板3、发送端子53T、天线端子53A、一个以上的GND端子53G、发送滤波器55以及附加谐振器57。各种端子53位于压电基板3上。发送滤波器55是对来自发送端子53T的信号进行滤波并输出到天线端子53A的梯子型滤波器。此外,发送滤波器55在压电基板3上具有连接为梯子型的一个以上的串联谐振器65以及一个以上的并联谐振器67,初级的谐振器是串联谐振器65。附加谐振器57在压电基板3上包含在比发送滤波器55更靠前级的位置与发送端子53T连接并且与一个以上的GND端子53G的任意一方连接的IDT电极7,谐振频率以及反谐振频率位于发送滤波器55的通带的外侧。
因此,例如,通过附加谐振器57,构成将比发送滤波器55更靠前级侧的热释放的散热路径。在初级的谐振器是串联谐振器65的情况下,热负载以及电负载容易集中于该初级的串联谐振器65。在这种结构中,由于在初级的串联谐振器65的前级连接散热路径,因此例如作为SAW滤波器51整体也能够降低热负载的最大值,并且能够提高作为SAW滤波器51整体的耐久性。此外,例如,也能够缓和热对滤波器特性的影响。
此外,由于通过谐振器(57)来构成散热路径,因此例如能够将该附加谐振器57利用于低通滤波器等。即,能够将用于提高SAW滤波器51的滤波器特性的结构兼作为散热路径,可实现SAW滤波器51或者包含SAW滤波器51的设备的小型化。
另外,上述中,虽然设为附加谐振器57的谐振频率以及反谐振频率位于发送滤波器55的通带的外侧,但只要在发送滤波器55的通带不谐振即可。例如,也可以在与弹性波传播的方向正交的方向排列附加谐振器57的电极指15,与电极指15的间距无关。
这里,从外部向发送端子53T输入的发送信号基本生成为发送滤波器55的通带的信号。另一方面,附加谐振器57的谐振频率以及反谐振频率位于发送滤波器55的通带的外侧。因此,附加谐振器57中的振动相比于发送滤波器55可被抑制。其结果,例如,附加谐振器57作为散热路径有效地发挥作用,此外,耐电力性也较高。
此外,例如,由于附加谐振器57形成在压电基板3上,因此能够与发送滤波器55的形成同时地形成。因此,能够减少设置附加谐振器57所导致的制造工序的增加的可能性。
此外,在本实施方式中,附加谐振器57所连接的GND端子53G-1不是经由并联谐振器67的任意一个而与串联臂61(另一观点中为发送端子53T以及天线端子53A)连接的GND端子53G,并且与这种GND端子53G的任意一者都不短路(电分离)。
因此,例如,可减少初级的串联谐振器65的前级中的热经由附加谐振器57而返回到发送滤波器55的可能性。
此外,在本实施方式中,附加谐振器57的静电电容与并联谐振器67的任意一者的静电电容都不同。
由于附加谐振器57不是构成发送滤波器55的谐振器,因此能够进行这样的静电电容的设定,通过将附加谐振器57构成为附加谐振器57的静电电容与并联谐振器67的静电电容不同,可得到各种效果。在附加谐振器57的静电电容大于并联谐振器67的静电电容的情况下,容易增长电极指15,或者增多电极指15的根数。即,容易增大附加谐振器57的电极面积。其结果,例如,附加谐振器57本身的散热功能提高。此外,例如,在附加谐振器57的静电电容大于并联谐振器67的静电电容的情况下,容易缩窄附加谐振器57的电极指间距。通过电极指间距较窄,例如容易在一对梳齿电极11间传热,附加谐振器57作为散热路径有效地发挥作用。此外,通过电极指间距较窄,例如,能够增大占用作为附加谐振器57整体的面积(也包含电极的非配置区域的面积)的电极面积。与上述相反地,在附加谐振器57的静电电容小于并联谐振器67的静电电容的情况下,例如,容易使附加谐振器57小型化,并且容易使SAW滤波器51小型化。
此外,在本实施方式中,附加谐振器57构成与发送滤波器55的前级连接的π型的低通滤波器75的、最靠近发送滤波器55侧的电容器。
因此,例如,如上述那样,可实现构成散热路径的附加谐振器57的有效利用。此外,由于附加谐振器57包含IDT电极7而构成,因此例如通过电极指15的根数的增减能够简单地进行电容的微调。即,能够比在SAW滤波器51的外部设置电容器的情况更加简便地调整低通滤波器75的特性。
此外,在本实施方式中,附加谐振器57的静电电容与低通滤波器75所包含的附加谐振器57以外的一个以上的电容器(这里是电容器79)的任意的静电电容不同。另外,这里所谓的附加谐振器57的电容与其他电容器的电容不同,例如是指电容之差由于附加谐振器57的电极指15的一根的增减而产生的电容的增减以上的状态。
由于如上述那样附加谐振器57的电容的调整容易,因此这样的静电电容的设定也容易。另外,通常,位于π型的低通滤波器75的最后级的电容器(在本实施方式中为附加谐振器57)的静电电容被设为与其他任意电容器79的静电电容同等。
此外,在本实施方式中,附加谐振器57的静电电容小于低通滤波器75的任意的电容器79的静电电容。
因此,例如,容易使附加谐振器57小型化,并且SAW滤波器51的小型化比较容易。
此外,在本实施方式中,SAW滤波器301(图5)具有导体层(加强层311B)。加强层311B与附加谐振器57所连接的GND端子53G-1短路,面积比附加谐振器57的IDT电极7中的多个电极指15的配置区域宽广。
因此,例如,能够容易将从发送滤波器55的前级向附加谐振器57释放的热传导至加强层311B。由于加强层311B的面积较宽广,因此例如有利于向与加强层311B相接的其他部件的导热、或者来自加强层311B的散热。此外,附加谐振器57的电位容易稳定,能够减少噪声。
此外,在本实施方式中,SAW滤波器51、201或者301具有仅覆盖串联谐振器65、并联谐振器67以及附加谐振器57之中的附加谐振器57的、或者仅在串联谐振器65、并联谐振器67以及附加谐振器57之中的附加谐振器57变厚的绝缘体(绝缘层71(图6的(a))、保护膜23(图6的(b))或者框部305(图6的(c)))。
因此,例如,相较于发送滤波器55中的振动,附加谐振器57中的振动被抑制。其结果,例如,可减少附加谐振器57的振动对发送滤波器55的滤波器特性产生影响的可能性。
此外,在本实施方式中,发送滤波器55的通带PB例如位于2.7GHz以下的频率范围内。
在该情况下,例如,相比于通带PB的一部分或者全部超过2.7GHz的情况,发送滤波器55中的电极指间距较宽。因此,例如,可减少附加谐振器57的电极指间距,实现附加谐振器57的小型化,并且确保静电电容,并且容易将附加谐振器57的谐振频率以及反谐振频率从通带PB分离。
此外,在本实施方式中,SAW滤波器201或者301具有将发送滤波器55密封的封装件用部件(对置基板203或者外罩303)。低通滤波器75包含的、电感器77以及附加谐振器57以外的电容器(电容器79)的至少一个例如由位于封装件用部件的内部以及表面的至少一个的导体图案213或者313构成。
在该情况下,例如,相比于在SAW滤波器的外部设置电感器77以及电容器79的情况,能够通过SAW滤波器本身来有效利用附加谐振器57,提高SAW滤波器本身的特性。此外,相比于在压电基板3上构成电感器77以及/或者电容器79的情况,例如,容易减少在压电基板3产生不必要的振动的可能性,减小压电基板3的面积,加厚构成电感器77以及电容器79的导体图案。
此外,低通滤波器75所包含的电感器77以及附加谐振器57以外的电容器(电容器79)的至少一个例如也可以由安装于封装件用部件(对置基板203)的电子部件217构成。
在该情况下,例如,可得到与由导体图案213或者313构成电感器77以及/或者电容器79的情况相同的效果。例如,能够通过SAW滤波器本身来有效利用附加谐振器57,提高SAW滤波器本身的特性。
此外,在本实施方式中,串联谐振器65的数量是多个。多个串联谐振器65之中的至少一个被分割为相互串联连接的多个分割谐振器69。多个串联谐振器65中,最靠近发送端子53T侧的串联谐振器65(初级的谐振器)的分割数比最靠近天线端子53A侧的串联谐振器的分割数多。
因此,能够提高热负载以及电负载容易集中的初级的串联谐振器65的耐电力性,能够提高作为SAW滤波器51整体的耐电力性。另外,SAW滤波器51中,在辨别两种端子53的哪个是发送端子53T以及天线端子53A时,也可以将串联谐振器65的分割数较多的一侧判别为发送端子53T侧。
另外,以上的实施方式中,SAW滤波器51、201以及301分别是弹性波滤波器的一个例子。GND端子53G是基准电位端子的一个例子。加强层311B是导体层的一个例子。绝缘层71、保护膜23(图6的(b))以及框部305(图6的(c))分别是绝缘体的一个例子。对置基板203以及外罩303(框部305)分别是封装件用部件的一个例子。
(分波器的变形例)
图10是表示变形例所涉及的分波器401(双工器)的结构的示意图。
分波器401仅设置有一个以上的并联电感器83P以及一个以上的串联电感器83S(以下,可能不区分两者而简称为“电感器83”。)这一点与图8的分波器101不同。但是,可以随着设置电感器83,适当地调整串联谐振器65以及并联谐振器67的具体的设计值。
并联电感器83P在发送滤波器455中,相对于并联谐振器67串联连接。更具体而言,例如,并联电感器83P相对于并联谐振器67连接于基准电位部(GND端子53G)侧。另外,并联电感器83P与图示的例子不同地,也可以相对于并联谐振器67连接于串联臂侧。
此外,并联电感器83P例如在发送滤波器455中,相对于全部并联谐振器67分别独立(一对一)地设置。但是,并联电感器83P也可以仅针对多个并联谐振器67之中的一部分设置。此外,也可以一个并联电感器83P针对两个以上的并联谐振器67共用地连接。
串联电感器83S在接收滤波器403中,相对于串联谐振器65串联连接。更具体而言,例如,串联电感器83S关于电连接,位于相邻的两个串联谐振器65之间。另外,串联电感器83S在两个串联谐振器65之间,相对于串联臂与并联谐振器67的连接位置,可以位于接收端子53R侧(图示的例子),也可以位于天线端子53A侧。
此外,串联电感器83S例如在接收滤波器403中,设置于多个串联谐振器65之间的全部。但是,串联电感器83S也可以仅设置于多个串联谐振器65之间之中的一部分。此外,串联电感器83S也可以设置于多个串联谐振器65的外侧(发送端子53T与第1串联谐振器65A之间以及第4串联谐振器65D与天线端子53A之间)。
相互串联连接的SAW谐振器1(65或者67)以及电感器83的组合的频率特性大体在SAW谐振器1的频率特性中,反谐振频率保持不变,使谐振频率向低频侧移动。
例如,并联谐振器67的频率特性如图3的线L2所示。在该情况下,并联谐振器67与并联电感器83P的组合的频率特性是:反谐振频率fpa保持不变,使谐振频率fpr向低频侧(纸面左侧)移动。另一观点中,谐振频率fpr与反谐振频率fpa的频率差Δf变大。
同样地,例如,串联谐振器65的频率特性如图3的线L1所示。在该情况下,串联谐振器65与串联电感器83S的组合的频率特性是:反谐振频率fsa保持不变,使谐振频率fsr向低频侧移动。另一观点中,谐振频率fsr与反谐振频率fsa的频率差Δf变大。
并且,分别在发送滤波器455以及接收滤波器403中,在电感器83被连接的状态下,串联谐振器65、并联谐振器67以及电感器83被设计为串联臂的谐振频率fsr与并联臂的反谐振频率fpa大体一致。由此,可得到将所希望的频带设为通带PB的梯子型滤波器。
在发送滤波器455中,由于包含并联谐振器67以及并联电感器83P的并联臂的频率差Δf变大,因此相比于未设置并联电感器83P的情况,通带PB变宽。即,通过设置并联电感器83P,容易得到宽频带的滤波器。
另一方面,由于在发送滤波器455中,未设置串联电感器83S,因此串联臂的频率差Δf被维持得较窄。其结果,例如,通带PB的高频侧的陡峭性被维持。换言之,能够增大高频侧的频带外的衰减量。
此外,在接收滤波器403中,由于包含串联谐振器65以及串联电感器83S的串联臂的频率差Δf变大,因此相比于未设置串联电感器83S的情况,通带PB变宽。即,通过设置串联电感器83S,容易得到宽频带的滤波器。
另一方面,由于接收滤波器403未设置并联电感器83P,因此并联臂的频率差Δf被维持得较窄。其结果,例如,通带PB的低频侧的陡峭性被维持。换言之,能够增大低频侧的频带外的衰减量。
这里,分波器401中,发送滤波器455的通带PB的频率比接收滤波器403的通带PB低。因此,即使设置电感器83,发送滤波器455也可维持接收滤波器403的通带PB侧(高频侧)的陡峭性,接收滤波器403也可维持发送滤波器445侧(低频侧)的陡峭性。其结果,分波器401的通带PB的频带宽度变宽,并且发送滤波器455以及接收滤波器403的隔离性较高。
在构造的观点中,电感器83可以与参照图7而说明的电感器77以及电容器79同样地构成。从构造的观点出发的与电感器77有关的已述说明可以将电感器77置换为电感器83并设为电感器83的说明。例如,电感器83可以被设置于安装有SAW滤波器(455、403)或者分波器401的电路基板,可以被设置于SAW滤波器或者分波器401的封装件用部件,也可以由压电基板3上的导体图案构成。
封装件用部件如已述那样,例如是对置基板203(图4)或者外罩303(图5的(a)~图5的(c))。并且,电感器83例如可以由对置基板203的表面以及/或内部的导体图案213、或者外罩303的表面以及/或内部的导体图案313构成。
在由导体图案213或者313构成电感器83的情况下,例如,相比于将电感器83由芯片型的电子部件217(图4)构成的情况,容易使分波器401小型化。此外,相比于将电感器83由压电基板3上的导体图案构成的情况,例如,能够与IDT电极7分别地设定构成电感器83的导体图案的厚度。其结果,例如,能够使构成电感器83的导体图案比IDT电极7的厚度厚,能够减少设置电感器83所导致的损耗。另一观点中,可减少为了减少损耗而将电感器83形成为宽幅的必要性,并且可减少分波器401的大型化的可能性。这样,通过由导体图案213或者313构成电感器83,能够抑制分波器401的大型化,并且容易得到所希望的电感。
分波器401的压电基板3可以与支承基板4(图5的(c))贴合,也可以不贴合。但是,一般地,与支承基板4贴合的压电基板3相比于与支承基板4不贴合的压电基板3,由难以确保宽通带的材料构成。因此,电感器83的效果在分波器401具有支承基板4的情况下有用性较高。
(分波器(四工器))
图11是示意性地表示作为SAW滤波器51的利用例的分波器501的图。
分波器501构成为具有四个SAW滤波器51(455或者403)的四工器。更具体而言,分波器501具备两个构成为双工器的第1分波器401A以及第2分波器401B(以下,可能简称为“分波器401”。)。各分波器401例如与参照图10而说明的分波器401相同。
第1分波器401A与相当于图10的天线端子53A、发送端子53T以及接收端子53R的、天线端子53A、发送端子53T-1以及接收端子53R-1连接。同样地,第2分波器401B与相当于图10的天线端子53A、发送端子53T以及接收端子53R的、天线端子53A、发送端子53T-2以及接收端子53R-2连接。天线端子53A被两个分波器401共享,四个滤波器(455、403)在相互分支的状态下相互连接。
两个分波器401可以设置于相同的压电基板3,也可以设置于相互不同的压电基板3。
图12是表示分波器501的频率特性的图。
横轴表示频率f(Hz)。纵轴表示衰减量A(dB)。线L11表示第1分波器401A的发送滤波器455的频率特性。线L12表示第1分波器401A的接收滤波器403的频率特性。线L13表示第2分波器401B的发送滤波器455的频率特性。线L14表示第2分波器401B的接收滤波器403的频率特性。
第1分波器401A中,发送滤波器455的通带(第1发送频带T1)的频率例如比接收滤波器403的通带(第1接收频带R1)低。此外,第2分波器402B中,发送滤波器455的通带(第2发送频带T2)的频率例如比接收滤波器403的通带(第2接收频带R2)低。包含第1发送频带T1以及第1接收频带R1的第1频带B1的频率例如比包含第2发送频带T2以及第2接收频带R2的第2频带B2低。
各分波器401中,如已述那样,能够较宽地确保通带,并且能够提高发送滤波器455与接收滤波器403的隔离性。该隔离性的提高的效果在两者的通带间的频带(过渡频带)的宽度fd(过渡频带宽度)较窄的情况下有用性较高。过渡频带宽度fd是从低频侧的通带(例如第1发送频带Ti)的上限值到高频侧的通带(例如第1接收频带Ri)的下限值的频率的宽度。作为过渡频带宽度fd较窄的情况,例如,将低频侧的通带的中心频率(通带的上限值与下限值的正好中间的频率)设为fm时,能够举例fd/fm×100(%)为1.2%以下的情况。作为fd/fm×100为1.2%以下的标准,例如,能够举例UMTS的Band2、3、8以及25。
由于第1分波器401A的接收滤波器403由梯子型滤波器构成,因此相比于该接收滤波器403由多模型滤波器构成的情况,第1接收频带R1的高频侧的陡峭性提高。即,能够增大第1接收频带R1的高频侧的频带外的衰减量。其结果,第1接收频带R1与第2发送频带T2的隔离性提高。另一方面,由于在第1分波器401A的接收滤波器403设置串联电感器83S,因此将该接收滤波器403的通带扩张,容易确保与多模型滤波器同等的通带宽度。
本公开的技术并不限定于以上的实施方式,可以各种方式实施。
弹性波并不限定于SAW。例如,弹性波也可以是在压电基板内传播的体波,也可以在压电基板与覆盖压电基板的绝缘层的边界部中传播的声边界波(但是,广义是SAW的一种。)。
附加谐振器中的多个电极指的排列方向也可以不必与SAW的传播方向一致。
面积比附加谐振器中的多个电极指的配置区域宽广的导体层并不限定于加强层311B。例如,导体层也可以被设置于压电基板3的上表面,也可以被设置于压电基板3的下表面,也可以被设置于对置基板203的上表面、内部以及下表面。
构成电感器或者电容器的、设置于封装件用部件的导体图案并不限定于设置于对置基板203或者外罩303的内部。例如,导体图案也可以被设置于对置基板或者外罩的表面。此外,构成电感器或者电容器的、安装于封装件用部件的电子部件并未限定于被安装于对置基板203。例如,电子部件也可以被安装于外罩303的上表面。此外,电子部件也可以位于在电路基板或者外罩形成的凹部内等配置的封装件用部件的内部。
分波器(多工器)并不限定于具有两个滤波器的双工器、或者具有四个滤波器的四工器。例如,分波器也可以是具有三个滤波器的三工器,也可以是具有五个以上滤波器的部件。
从本公开能够提取以下的概念。
(第1概念)
一种分波器,具有以相互分支的方式相互连接的第1~第3滤波器,
所述第1滤波器是包含一个以上的串联谐振器以及一个以上的并联谐振器的梯子型滤波器,
所述第2滤波器是包含一个以上的串联谐振器以及一个以上的并联谐振器的梯子型滤波器,并且通带的频率比所述第1滤波器高,
所述第3滤波器的通带的频率比所述第2滤波器高,
所述第1滤波器具有与所述并联谐振器串联连接的电感器,
所述第2滤波器具有与所述串联谐振器串联连接的电感器。
关于上述的第1概念的技术,第1分波器401A的发送滤波器455是第1滤波器的一个例子。第1分波器401A的接收滤波器403是第2滤波器的一个例子。第2分波器401B的发送滤波器455是第3滤波器的一个例子。并联电感器83P是与并联谐振器串联连接的电感器的一个例子。串联电感器83S是与串联谐振器串联连接的电感器的一个例子。
在上述的第1概念的技术中,附加谐振器可以被设置也可以不被设置。第1~第3滤波器可以包含发送滤波器也可以不包含。在第1~第3滤波器中包含发送滤波器的情况下,与发送端子连接的初级的谐振器可以是串联谐振器,也可以是并联谐振器。第3滤波器也可以是梯子型滤波器以外的滤波器。
-符号说明-
3...压电基板,7...IDT电极,51...SAW滤波器(弹性波滤波器),53T...发送端子,53A...天线端子,53G(53G-1~53G-1)...GND端子,55...发送滤波器,57...附加谐振器,65(65A~65D)...串联谐振器,67(67A~67C)...并联谐振器。
Claims (12)
1.一种弹性波滤波器,具有:
基板,包含压电基板;
位于所述基板上的发送端子、天线端子以及一个以上的基准电位端子;
发送滤波器,是对来自所述发送端子的信号进行滤波并输出到所述天线端子的梯子型滤波器,在所述压电基板上具有连接为梯子型的一个以上的串联谐振器以及一个以上的并联谐振器,与所述发送端子连接的初级的谐振器是串联谐振器;和
附加谐振器,在所述压电基板上包含在比所述发送滤波器更靠前级的位置与所述发送端子连接并且与所述一个以上的基准电位端子的任意一个连接的IDT电极,且谐振频率以及反谐振频率位于所述发送滤波器的通带的外侧,
所述附加谐振器构成与所述发送滤波器的前级连接的π型的低通滤波器的、最靠近所述发送滤波器侧的电容器,
所述附加谐振器的静电电容与所述低通滤波器所包含的所述附加谐振器以外的一个以上的电容器的任意一个的静电电容不同。
2.根据权利要求1所述的弹性波滤波器,其中,
所述附加谐振器的静电电容比所述一个以上的电容器的任意一个的静电电容小。
3.根据权利要求1所述的弹性波滤波器,其中,
所述弹性波滤波器还具有将所述发送滤波器密封的封装件用部件,
所述低通滤波器所包含的、电感器以及所述附加谐振器以外的电容器的至少一个由位于所述封装件用部件的内部以及表面的至少一个的导体图案构成。
4.根据权利要求1所述的弹性波滤波器,其中,
所述弹性波滤波器还具有将所述发送滤波器密封的封装件用部件,
所述低通滤波器所包含的、电感器以及所述附加谐振器以外的电容器的至少一个由被安装于所述封装件用部件的电子部件构成。
5.一种弹性波滤波器,其中,
基板,包含压电基板;
位于所述基板上的发送端子、天线端子以及一个以上的基准电位端子;
发送滤波器,是对来自所述发送端子的信号进行滤波并输出到所述天线端子的梯子型滤波器,在所述压电基板上具有连接为梯子型的一个以上的串联谐振器以及一个以上的并联谐振器,与所述发送端子连接的初级的谐振器是串联谐振器;和
附加谐振器,在所述压电基板上包含在比所述发送滤波器更靠前级的位置与所述发送端子连接并且与所述一个以上的基准电位端子的任意一个连接的IDT电极,且谐振频率以及反谐振频率位于所述发送滤波器的通带的外侧,
所述弹性波滤波器具有导体层,所述导体层与所述附加谐振器所连接的所述基准电位端子短路,面积比所述附加谐振器的所述IDT电极中的多个电极指的配置区域宽广。
6.一种弹性波滤波器,其中,
基板,包含压电基板;
位于所述基板上的发送端子、天线端子以及一个以上的基准电位端子;
发送滤波器,是对来自所述发送端子的信号进行滤波并输出到所述天线端子的梯子型滤波器,在所述压电基板上具有连接为梯子型的一个以上的串联谐振器以及一个以上的并联谐振器,与所述发送端子连接的初级的谐振器是串联谐振器;和
附加谐振器,在所述压电基板上包含在比所述发送滤波器更靠前级的位置与所述发送端子连接并且与所述一个以上的基准电位端子的任意一个连接的IDT电极,且谐振频率以及反谐振频率位于所述发送滤波器的通带的外侧,
所述弹性波滤波器具有绝缘体,所述绝缘体仅覆盖所述一个以上的串联谐振器、所述一个以上的并联谐振器以及所述附加谐振器之中的所述附加谐振器,或者仅在所述一个以上的串联谐振器、所述一个以上的并联谐振器以及所述附加谐振器之中的所述附加谐振器变厚。
7.一种弹性波滤波器,其中,
一种弹性波滤波器,具有:
基板,包含压电基板;
位于所述基板上的发送端子、天线端子以及一个以上的基准电位端子;
发送滤波器,是对来自所述发送端子的信号进行滤波并输出到所述天线端子的梯子型滤波器,在所述压电基板上具有连接为梯子型的一个以上的串联谐振器以及一个以上的并联谐振器,与所述发送端子连接的初级的谐振器是串联谐振器;和
附加谐振器,在所述压电基板上包含在比所述发送滤波器更靠前级的位置与所述发送端子连接并且与所述一个以上的基准电位端子的任意一个连接的IDT电极,且谐振频率以及反谐振频率位于所述发送滤波器的通带的外侧,
所述一个以上的串联谐振器的数量是多个,
所述多个串联谐振器之中的至少一个被分割为相互串联连接的多个分割谐振器,
所述多个串联谐振器中,最靠近所述发送端子侧的串联谐振器的分割数比最靠近所述天线端子侧的串联谐振器的分割数多。
8.根据权利要求1和5~7中任一项所述的弹性波滤波器,其中,
所述附加谐振器所连接的所述基准电位端子不是经由所述一个以上的并联谐振器的任意一个而连接于所述发送端子以及所述天线端子的基准电位端子,并且也不与该基准电位端子的任意一个短路。
9.根据权利要求1和5~7中任一项所述的弹性波滤波器,其中,
所述附加谐振器的静电电容与所述一个以上的并联谐振器的任意一个的静电电容不同。
10.根据权利要求1和5~7中任一项所述的弹性波滤波器,其中,
所述发送滤波器的通带位于2.7GHz以下的频率范围内。
11.一种分波器,具有:
权利要求1~10的任意一项所述的弹性波滤波器;
接收端子;和
接收滤波器,对来自所述天线端子的信号进行滤波并输出到所述接收端子。
12.一种通信装置,具有:
天线;
所述天线端子连接于所述天线的权利要求1~10的任意一项所述的弹性波滤波器;和
与所述发送端子连接的IC。
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