JP5890670B2 - フィルタ及び分波器 - Google Patents
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Description
本発明はフィルタ及び分波器に関する。
携帯電話等の通信機器に使用されるフィルタは、通過帯域においては低損失であり、通過帯域外においては高い抑圧度を有することが求められる。近年ではダイレクトコンバージョン方式の採用による中間フィルタ（ＩＦフィルタ）の削除等により、高抑圧度への要求は更に高まっている。フィルタとして、弾性表面波（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ）フィルタ、圧電薄膜共振器（Film Bulk Acoustic Resonator：ＦＢＡＲ）フィルタ等の弾性波フィルタが用いられる。しかし、通過帯域から大きく離れた周波数において、フィルタはキャパシタとして振舞う。このため、通過帯域外の周波数、特に高周波数帯域において抑圧度が劣化する。
広い周波数帯域における抑圧度を高めるため、ＳＡＷ共振器又は圧電薄膜共振器等を音響的に結合させた多重モード結合型弾性波フィルタが用いられる。特許文献１、特許文献２及び特許文献３には、ＤＭＳ（Double Mode SAW：ダブルモード弾性表面波）フィルタに、直列又は並列に共振器を接続する技術が記載されている。また特許文献３では、ボンディングワイヤのインダクタンスを低減することで高周波数帯域の抑圧度を改善する技術が記載されている。
しかし、従来の技術は主に通過帯域近傍における抑圧度の向上を図るための技術であり、広帯域、特に高周波数帯域において抑圧度を高めることは困難である。また特許文献３記載の、インダクタンスの低減による抑圧度改善は不十分である。本発明は上記課題に鑑み、高周波数帯域における抑圧度を高めることが可能なフィルタ及び分波器を提供することを目的とする。
本発明は、入力端子と出力端子との間に接続された多重モード結合型弾性波フィルタと、前記多重モード結合型弾性波フィルタと第１の接地端子との間に接続された第１インダクタと、前記入力端子又は前記出力端子と前記多重モード結合型弾性波フィルタとの間に一端が接続された弾性波共振器と、前記弾性波共振器の他端と第２の接地端子との間に接続された第２インダクタと、を具備し、前記第１インダクタは、前記多重モード結合型弾性波フィルタの通過帯域の高周波側に第１減衰極を形成し、前記弾性波共振器と前記第２インダクタとは、前記第１減衰極の高周波側に第２減衰極を形成することを特徴とするフィルタである。
上記構成において、複数の誘電体層及び複数の導体層を含む積層基板を具備し、前記多重モード結合型弾性波フィルタ及び前記弾性波共振器は前記積層基板上にフリップチップ実装され、前記第１インダクタ及び前記第２インダクタは前記導体層により形成される構成とすることができる。
上記構成において、前記第１の接地端子および前記第２の接地端子は、前記複数の導体層のうち、前記多重モード結合型弾性波フィルタ及び前記弾性波共振器が搭載される導体層以外の導体層に設けられている構成とすることができる。
上記構成において、前記多重モード結合型弾性波フィルタは多重モード結合型弾性表面波フィルタである構成とすることができる。
上記構成において、前記多重モード結合型弾性波フィルタは結合型圧電薄膜共振器フィルタである構成とすることができる。
上記構成において、前記多重モード結合型弾性波フィルタは、前記入力端子と前記出力端子との間において並列接続された複数の弾性波フィルタである構成とすることができる。
本発明は、共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、前記共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、を具備し、前記受信フィルタは上記のフィルタである分波器である。
本発明によれば、高周波数帯域における抑圧度を高めることが可能なフィルタ及び分波器を提供することができる。
まず実施例が解決する課題を明確にするため、ＤＭＳフィルタ及び比較例について説明する。図１（ａ）はＤＭＳフィルタを例示する上面図である。図１（ｂ）はＤＭＳフィルタの等価回路を例示する回路図である。図１（ａ）の電極指の本数は例として示したものであり、変更可能である。
図１（ａ）に示すように、圧電基板１０上に、２つの反射器１２、ＩＤＴ（Interdigtal Transducer）１４及びＩＤＴ１６が、弾性波の伝搬方向に沿って設けられている。ＩＤＴ１４とＩＤＴ１６とは隣接し、反射器１２はＩＤＴ１４及びＩＤＴ１６を挟む。ＩＤＴ１４の一方の櫛型電極には入力端子Ｉｎが接続され、他方の櫛型電極は接地されている。ＩＤＴ１６の一方の櫛型電極には出力端子Ｏｕｔが接続され、他方の櫛型電極は接地されている。入力端子Ｉｎから高周波信号が入力される。ＩＤＴ１４は電極指のピッチに応じた周波数の弾性波を励振する。ＩＤＴ１６は、伝搬した弾性波を電気信号に変換し、出力端子Ｏｕｔに出力する。反射器１２は横方向に漏れた弾性波をＩＤＴ方向に反射させる。
図１（ｂ）に示すように、ＤＭＳフィルタＦの等価回路はキャパシタＣ１及びＣ２、インダクタＬ１及びＬ２、アドミタンスＹ１及びＹ２により形成される。アドミタンスＹ１は入力端子Ｉｎと出力端子Ｏｕｔとの間に直列接続されている。アドミタンスＹ２の一端は入力端子ＩｎとアドミタンスＹ１との間のノードに接続され、他端はインダクタＬ１の一端に接続されている。インダクタＬ２の一端は出力端子ＯｕｔとアドミタンスＹ１との間のノードに接続されている。入力端子ＩｎとアドミタンスＹ１との間のノードにはキャパシタＣ１の一端が並列接続されている。出力端子ＯｕｔとアドミタンスＹ１との間のノードにはキャパシタＣ２の一端及びインダクタＬ２の一端が接続されている。インダクタＬ１及びＬ２、キャパシタＣ１及びＣ２の他端は接地されている。アドミタンスＹ１及びＹ２は、フィルタ内の弾性波の２つの共振特性を表す。キャパシタＣ１はＩＤＴ１４の容量、キャパシタＣ２はＩＤＴ１６の容量に相当する。インダクタＬ１及びＬ２は負の相互インダクタンスを有するように結合されている。ＤＭＳフィルタＦに入力された信号の周波数が通過帯域から大きく離れている場合、アドミタンスＹ１及びＹ２はゼロに近くなる。このため、信号はアドミタンスＹ１及びＹ２をほとんど流れない。
比較例１は、上記のようなＤＭＳフィルタが、共通インダクタを介して接地される例である。図１（ｃ）は比較例１に係るフィルタ１００Ｒの等価回路を例示する回路図である。図１（ｃ）に示すように、フィルタ１００Ｒにおいては、インダクタＬ３の一端がインダクタＬ１及びＬ２、キャパシタＣ１及びＣ２の他端に接続され、他端は接地されている。インダクタＬ３は例えば配線等の寄生インダクタである。高周波数において、キャパシタＣ１及びＣ２のアドミタンスは増大し、インダクタＬ３のアドミタンスは低下する。このため、入力端子Ｉｎから入力された高周波信号はキャパシタＣ１及びＣ２を流れ、出力端子Ｏｕｔから出力される。この結果、高周波数帯域において抑圧度が劣化する。
例えば図１（ｂ）のように、入力端子Ｉｎ側と出力端子Ｏｕｔ側とで独立した接地端子を設けることで、通過帯域外の信号は入力端子Ｉｎから出力端子Ｏｕｔに流れにくくなる。しかし、フィルタの小型化のためには、独立した接地端子を設けることは難しく、一般的には接地端子は共通化されている。また、インダクタＬ３のインダクタンスＬ３を小さくすることで、高周波信号はインダクタＬ３に流れやすくなる。高周波信号がインダクタＬ３を通じて接地端子に流れ込むため、フィルタの抑圧度は向上する。インダクタＬ３が積層基板内の配線により形成されている場合、積層基板の導体層を接続するビア配線を多くし、接地端子を大型化することでインダクタンスを低減することができる。しかし、これらの対策は、フィルタの小型化の妨げとなり得る。次に実施例１について説明する。
実施例１はＤＭＳフィルタと端子との間に、共振器及びインダクタを並列接続した例である。図２（ａ）は実施例１に係るフィルタ１００を例示する上面図である。図２（ｂ）は実施例１に係るフィルタ１００の等価回路を例示する回路図である。
図２（ａ）に示すように、フィルタ１００は、ＤＭＳフィルタＦ１と入力端子Ｉｎとの間に並列接続された一端子対共振器Ｒ、ＤＭＳフィルタＦ１と接地端子（不図示）との間に接続されたインダクタＬ３（第１インダクタ）、及び共振器Ｒと接地端子との間に接続されたインダクタＬ４（第２インダクタ）を備える。共振器Ｒは２つの反射器２２及びＩＤＴ２４を含む弾性表面波共振器である。
ＤＭＳフィルタＦ１のＩＤＴ１４の一方の櫛型電極に入力端子Ｉｎが接続されている。ＩＤＴ１６の一方の櫛型電極には出力端子Ｏｕｔが接続されている。ＩＤＴ１４の他方の櫛型電極とＩＤＴ１６の他方の櫛型電極との間にはインダクタＬ３の一端が接続されている。入力端子ＩｎとＩＤＴ１４との間には共振器ＲのＩＤＴ２４の一方の櫛型電極が接続されている。ＩＤＴ２４の他方の櫛型電極にはＬ４の一端が接続されている。インダクタＬ３及びＬ４の他端は接地されている。圧電基板１０は、例えば４２°回転カット角のタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）又はニオブ酸リチウム（ＬＮｂＯ３）等の圧電体からなる。ＩＤＴ及び反射器は、例えばアルミニウム（Ａｌ）等の金属からなる。
図２（ｂ）に示すように、共振器Ｒは、直列接続されたインダクタＬ５及びキャパシタＣ３と、キャパシタＣ４とを並列接続して形成される回路に相当し、入力端子ＩｎとアドミタンスＹ１との間に接続されている。キャパシタＣ４とインダクタＬ４とは、フィルタ１００の周波数特性の高周波数帯域に減衰極を形成する。このため、高周波数帯域において抑圧度が向上する。また共振器Ｒが接続されているため、通過帯域近傍の抑圧度が高まる。共振器Ｒ及びインダクタＬ４は入力端子ＩｎとＩＤＴ１４との間、又は出力端子ＯｕｔとＩＤＴ１６との間のどちらに接続してもよい。また実施例１によれば、入力端子Ｉｎ側と出力端子Ｏｕｔ側とで独立した接地端子を設けなくてよく、インダクタンスＬ３を小さくしなくてもよい。このため、フィルタの小型化が可能となる。
実施例２はＤＭＳフィルタの数を変更した例である。まず比較例２として、ＤＭＳフィルタを２つ用いたフィルタについて説明する。図３（ａ）は比較例２に係るフィルタ２００Ｒを例示する上面図である。
図３（ａ）に示すように、フィルタ２００Ｒは、Ｉｎ〜Ｏｕｔ間に並列接続された２つのＤＭＳフィルタＦ１Ｒ及びＦ２Ｒを備える。ＩＤＴ１１６及びＩＤＴ１３６の一方の櫛型電極は入力端子Ｉｎに接続されている。ＩＤＴ１１４、１１８、１３４及び１３８の一方の櫛型電極は出力端子Ｏｕｔに接続されている。インダクタＬ３の一端は各ＩＤＴの他方の櫛型電極に接続され、他端は接地されている。反射器１１２はＩＤＴ１１４、１１６及び１１８の両側に設けられ、反射器１３２はＩＤＴ１３４、１３６及び１３８の両側に設けられている。
インダクタンスＬ３を０、２、４、６、８及び１０ｐＨと変更し、フィルタ２００Ｒの周波数特性を計算した。モード結合理論を用いてＤＭＳフィルタＦ１Ｒ及びＦ２Ｒの周波数特性を計算し、インダクタＬ３の付加は回路シミュレータ上で行った。圧電基板１１０はＬｉＴａＯ３からなるとした。フィルタの通過帯域はＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access） Ｂａｎｄ１方式の受信帯域（２１１０〜２１７０ＭＨｚ）に位置する。図３（ｂ）は比較例２に係るフィルタの周波数特性を示すグラフである。横軸は周波数、縦軸は減衰量を示す。点線、実線、二点鎖線、破線、三点鎖線、及び一点鎖線は、それぞれＬ３＝０ｐＨの例、Ｌ３＝２ｐＨの例、Ｌ３＝４ｐＨの例、Ｌ３＝６ｐＨの例、Ｌ３＝８ｐＨの例、及びＬ３＝１０ｐＨの例を表す。
図３（ｂ）に示すように、Ｌ３＝０ｐＨにおいては通過帯域より高周波数側に減衰極は生成されない。インダクタンスＬ３が０以上の場合、３０００〜８０００ＭＨｚの範囲に減衰極が生成され、インダクタンスＬ３が小さいほど減衰極は高周波数側にシフトする。減衰極では抑圧度が向上するが、減衰極よりも高周波数帯域において抑圧度が劣化する。例えばインダクタンスＬ３が２ｐＨのように小さな値でも、１０ＧＨｚ以上の帯域において抑圧度の劣化が見られる。
次に比較例３について説明する。比較例３は、インダクタＬ３を用いず、共振器及びインダクタＬ４を用いる例である。図４（ａ）は比較例３に係るフィルタ３００Ｒを例示する上面図である。
図４（ａ）に示すように、フィルタ３００Ｒは、共振器Ｒ及びＬ４を含む。共振器Ｒは２つの反射器１２２、ＩＤＴ１２４を含む。ＩＤＴ１２４の一方の櫛型電極は入力端子ＩｎとＤＭＳフィルタＦ１Ｒ及びＦ２Ｒとの間に接続され、他方の櫛型電極はインダクタＬ４の一端に接続されている。インダクタＬ４の他端は接地されている。
比較例３においてインダクタＬ４のインダクタンスＬ４を変更し、周波数特性の計算を行った。図４（ｂ）は比較例３に係るフィルタの周波数特性を例示するグラフである。破線及び実線はそれぞれＬ４＝０ｎＨの例、及びＬ４＝０．２ｎＨの例を表す。
図４（ｂ）に実線で示すように、Ｌ４＝０．２ｎＨの場合、１３ＧＨｚ付近に減衰極が生成される。このため、Ｌ４＝０ｎＨの場合と比較して、１０ＧＨｚ以上の高周波数帯域において抑圧度が向上する。
次に実施例２について説明する。図５（ａ）は実施例２に係るフィルタ２００を例示する上面図である。
図５（ａ）に示すように、フィルタ２００は、圧電基板１０上に設けられたＤＭＳフィルタＦ１及びＦ２、共振器Ｒ、インダクタＬ３及びＬ４を含む。ＤＭＳフィルタＦ１は反射器１２、ＩＤＴ１４、１６及び１８を含む。ＤＭＳフィルタＦ２は反射器３２、ＩＤＴ３４、３６及び３８を含む。比較例２と同様に、インダクタＬ３はＤＭＳフィルタＦ１及びＦ２と接地端子との間に接続されている。比較例３と同様に、インダクタＬ４は共振器Ｒと接地端子との間に接続されている。
実施例２に係るフィルタの周波数特性を計算し、Ｌ４＝０ｎＨとしたフィルタの周波数特性との比較をした。Ｌ３＝６ｐＨとした。図５（ｂ）は実施例２に係るフィルタの周波数特性を例示するグラフである。破線及び実線はそれぞれＬ４＝０ｎＨの例、Ｌ４＝０．２ｎＨの例を表す。
図５（ｂ）に示すように、インダクタＬ３により５５００ＭＨｚ付近に減衰極が生成される。またＬ４＝０．２ｎＨの場合、共振器ＲとインダクタＬ４とにより１３ＧＨｚ付近にも減衰極が生成されるため、Ｌ４＝０ｎＨの場合と比較して高周波数帯域における抑圧度が改善する。
Ｉｎ〜Ｏｕｔ間に接続されるＤＭＳフィルタの数は３つ以上でもよい。ＤＭＳフィルタ以外に、例えばＳＡＷフィルタを縦続接続したフィルタ等、他の多重モード結合型弾性表面波フィルタを用いてもよい。また、例えば弾性境界波フィルタを結合した多重モード結合型弾性境界波フィルタ等、他の多重モード結合型弾性波フィルタを用いてもよい。共振器Ｒは弾性境界波共振器等、他の弾性波共振器でもよい。
実施例３は、分波器の例である。図６（ａ）は分波器を例示するブロック図である。図６（ａ）に示すように、分波器３００において、アンテナ端子Ａｎｔ（共通端子）と受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタＦ３が直列接続され、アンテナ端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタＦ４が直列接続されている。分波器は、フィルタチップを基板に実装することで形成される。図６（ｂ）は積層基板を備える分波器を例示する断面図である。
図６（ｂ）に示すように、分波器３００は、積層基板４０と、積層基板４０にフリップチップ実装された受信フィルタチップ３００ａ及び送信フィルタチップ３００ｂとを備える。受信フィルタチップ３００ａは、例えば図５（ａ）に示したＤＭＳフィルタＦ１及びＦ２、並びに共振器Ｒを含むチップである。積層基板４０は、例えば樹脂又はセラミック等の誘電体層と、銅（Ｃｕ）等の金属からなる導体層とを積層した基板である。上から順に第１誘電体層４２、第２誘電体層４４、及び第３誘電体層４６が設けられている。第１誘電体層４２の上面（ダイアタッチ面）には第１導体層５０が設けられている。第１誘電体層４２と第２誘電体層４４との間には第２導体層５２が設けられている。第２誘電体層４４と第３誘電体層４６（フットパッド層）との間には第３導体層５４が設けられている。第３誘電体層４６の下面には第４導体層５６が設けられている。各フィルタチップは、バンプ６０を介して第１導体層５０に搭載されている。導体層間は、誘電体層を貫通するビア配線６２により接続されている。
図７（ａ）は第１誘電体層４２を例示する上面図である。図７（ｂ）は第２誘電体層４４を例示する上面図である。図８（ａ）は第３誘電体層４６を例示する上面図である。図８（ｂ）は第３誘電体層４６を透視した図である。図中の格子斜線は、紙面の奥行き方向に延びるビア配線６２を表す。各導体層において、送信フィルタチップ３００ｂが実装される領域における端子及び配線等は省略している。
図７（ａ）において破線の領域には受信フィルタチップ３００ａが実装され、点線の領域には送信フィルタチップ３００ｂが実装される。第１導体層５０は、アンテナ端子Ａｎｔ１、受信端子Ｒｘ１、接地端子ＧＮＤ１及びＧＮＤ２、環状電極６４を含む。アンテナ端子Ａｎｔ１は図５（ａ）の入力端子Ｉｎに対応し、受信端子Ｒｘ１は出力端子Ｏｕｔに対応する。接地端子ＧＮＤ１は受信フィルタチップ３００ａのＤＭＳフィルタＦ１及びＦ２と接続される。接地端子ＧＮＤ２は共振器Ｒと接続される。
図７（ｂ）に示すように、第２導体層５２は、アンテナ端子Ａｎｔ２、受信端子Ｒｘ２、接地端子ＧＮＤ３及びＧＮＤ４を含む。アンテナ端子Ａｎｔ２は第１導体層５０のアンテナ端子Ａｎｔ１と接続されている。受信端子Ｒｘ２は受信端子Ｒｘ１と接続されている。接地端子ＧＮＤ３は接地端子ＧＮＤ１及びＧＮＤ２と接続されている。接地端子ＧＮＤ４は環状電極６４と接続されている。
図８（ａ）に示すように、第３導体層５４は、アンテナ端子Ａｎｔ３、受信端子Ｒｘ３、接地端子ＧＮＤ５及びＧＮＤ６を含む。アンテナ端子Ａｎｔ３は第２導体層５２のアンテナ端子Ａｎｔ２に接続されている。受信端子Ｒｘ３は受信端子Ｒｘ２に接続されている。接地端子ＧＮＤ５は接地端子ＧＮＤ３に接続されている。接地端子ＧＮＤ６は接地端子ＧＮＤ４に接続されている。
図８（ｂ）に示すように、第４導体層５６は、アンテナ端子Ａｎｔ４、受信端子Ｒｘ４、送信端子Ｔｘ、接地端子ＧＮＤ７〜ＧＮＤ１２を含む。アンテナ端子Ａｎｔ４は、第３導体層５４のアンテナ端子Ａｎｔ３と接続されている。受信端子Ｒｘ４は受信端子Ｒｘ３に接続されている。送信端子Ｔｘ、接地端子ＧＮＤ１１及びＧＮＤ１２は送信フィルタチップ３００ｂと接続されている。接地端子ＧＮＤ７〜ＧＮＤ９は接地端子ＧＮＤ５と接続されている。接地端子ＧＮＤ１０は接地端子ＧＮＤ６と接続されている。
ＤＭＳフィルタＦ１及びＦ２と接地端子ＧＮＤ３との間を接続する接地端子ＧＮＤ１及びビア配線６２が、インダクタＬ３を形成する。共振器Ｒと接地端子ＧＮＤ３との間を接続する接地端子ＧＮＤ２及びビア配線６２が、インダクタＬ４を形成する。このため、受信フィルタの高周波数帯域における抑圧度が改善する。また積層基板４０中の導体層がインダクタＬ３及びＬ４として機能するため、分波器の小型化が可能である。
実施例３に係る分波器の受信フィルタの周波数特性を計算し、比較例４の計算結果と比較した。比較例４に係る分波器は、図６（ｂ）に示したもの同様にフィルタチップと積層基板からなる。比較例４における受信フィルタチップは２つのＤＭＳフィルタ及び共振器Ｒを含む。図９は比較例４に係る分波器が備える積層基板の第１誘電体層を例示する上面図である。
図９に示すように、第１誘電体層１４２上に設けられた第１導体層１５０は、２つのＤＭＳフィルタ及び共振器に共通して接続される接地端子ＧＮＤ１を含む。このため、ＤＭＳフィルタと接地端子ＧＮＤ１との間、及び共振器と接地端子ＧＮＤ１との間において、独立したインダクタの生成は抑制される。第２導体層〜第４導体層は図７（ｂ）〜図８（ｂ）に示したものと同じである。
図１０は実施例３に係る分波器３００が備える受信フィルタＦ３の周波数特性を示すグラフである。実線及び破線はそれぞれ実施例３及び比較例４における計算結果を表す。図１０に示すように、比較例４及び実施例３において、４０００ＭＨｚ付近に減衰極が生成される。比較例４においては、６０００ＭＨｚ以上の高周波数帯域において抑圧度が劣化し、周波数が高くなるほど大きく劣化する。実施例３においては、共振器とインダクタＬ４とにより１２ＧＨｚ付近に減衰極が生成される。また６７００ＭＨｚ付近に減衰極が生成される。この結果、実施例３によれば、７０００ＭＨｚ以上の高周波数帯域においても高い抑圧度を得ることができる。特に１０ＧＨｚ付近の抑圧度が大きく改善する。
インダクタＬ３及びＬ４を生成するためには、ＤＭＳフィルタと共振器とが共通して接続される接地端子が、第１導体層５０以外の導体層に設けられていることが好ましい。実施例３では第２導体層５２の接地端子ＧＮＤ３が共通化されているが、第３導体層５４又は第４導体層５６の接地端子が共通化されてもよい。また積層基板４０の層の数は変更可能である。ＤＭＳフィルタと共振器とは別のチップとしてもよい。
実施例４は圧電薄膜共振器を用いる例である。図１１（ａ）は圧電薄膜共振器を例示する上面図である。図１１（ｂ）は圧電薄膜共振器を例示する断面図である。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、基板７１上に下部電極７３が設けられている。下部電極７３上に圧電薄膜７５が設けられている。圧電薄膜７５上に上部電極７７が設けられている。下部電極７３、圧電薄膜７５及び上部電極７７は、基板７１に設けられた空隙７９上において重なる。共振器Ｒとして、上記のような圧電薄膜共振器を用いることができる。下部電極７３は空隙７９に露出してもよいし、例えば絶縁膜等が下部電極７３と空隙７９との間に設けられてもよい。下部電極７３と基板９０との間に空隙が設けられてもよい。基板９０に空隙９２を設けず、音響反射膜を設けてもよい。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）はＣＲＦを例示する断面図である。ＤＭＳフィルタとしてＣＲＦ（Coupled Resonator Filter、結合型圧電薄膜共振器フィルタ）を用いることができる。基板９０上に、圧電薄膜共振器（Film Bulk Acoustic Resonator：ＦＢＡＲ）である第１共振器７０及び第２共振器８０が、デカプラ膜７８を挟んで重ねられている。第１共振器７０は、下部電極７２、圧電薄膜７４、及び上部電極７６を含む。第２共振器８０は、下部電極８２、圧電薄膜８４、及び上部電極８６を含む。また、第１共振器７０の下部電極７２と基板９０との間に空隙９２が形成されている。
第１共振器７０の下部電極７２は入力端子Ｉｎに接続され、第２共振器８０の上部電極８６は出力端子Ｏｕｔに接続されている。第１共振器７０の上部電極７６及び第２共振器８０の下部電極８２は、共に接地されている。
圧電薄膜７４及び８４には、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）に圧電定数を高める元素（例えば、アルカリ土類金属（スカンジウム（Ｓｃ）等）または希土類金属（エルピウム（Ｅｒ）等））を添加した材料を用いることができる。また、上記の材料の代わりに、ＡｌＮよりも圧電性の大きいＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate）またはＢＳＴ（Barium Strontium Titanate）を用いることもできる。これらの材料を用いることにより、圧電定数を高める元素が添加されていないＡｌＮ圧電膜を用いる場合に比べ、十分な帯域幅を有し、かつ低損失な特性を有するバンドパスフィルタを実現することができる。なお、通常のＡｌＮ圧電膜の圧電定数（圧電歪定数）は１．５５Ｃ／ｍ２であるが、本実施例では圧電定数を高める元素を添加することにより、圧電定数が３．０Ｃ／ｍ２まで高められている。
基板９０には、例えばシリコン（Ｓｉ）を用いることができる。下部電極７２及び８２並びに上部電極７６及び８６を形成する電極膜には、例えばタングステン（Ｗ）を用いることができる。デカプラ膜７８には、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いることができる。図１２（ｂ）に示すように、基板９０に空隙９２を設けず、音響反射膜９４を設けてもよい。共振器ＲにＣＲＦと同じ材料を用いることができる。
バランス型フィルタは、通過帯域から離れた周波数帯域において平衡端子間の信号が同位相となるため抑圧度が高い。これに対し、シングルエンドのフィルタでは高周波数帯域における抑圧度が劣化しやすいが、実施例により抑圧度を効率的に改善することができる。またバランス型フィルタに実施例を適用してもよい。高周波数帯域における高抑圧が要求される受信フィルタに実施例を適用することが好ましい。また送信フィルタに実施例を適用してもよい。フィルタの対応する通信方式は、ＷＣＤＭＡ Ｂａｎｄ１方式以外でもよい。実施例は分波器に含まれる受信フィルタ及び送信フィルタの一方又は両方に適用可能であるが、分波器の周波数特性を効果的に改善するためには受信フィルタに適用することが好ましい。また実施例はフィルタ、分波器以外に、フィルタ又は分波器等を備えるモジュールに適用してもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
４０ 積層基板
４２ 第１誘電体層
４４ 第２誘電体層
４６ 第３誘電体層
５０ 第１導体層
５２ 第２導体層
５４ 第３導体層
５６ 第４導体層
１００、２００ フィルタ
３００ 分波器
Ｆ１、Ｆ２ ＤＭＳフィルタ
Ｆ３ 受信フィルタ
Ｆ４ 送信フィルタ
ＧＮＤ１〜ＧＮＤ１２ 接地端子
Ｉｎ 入力端子
Ｏｕｔ 出力端子
Ｒ 共振器
Ｒｘ 受信端子
Ｔｘ 送信端子
Ｌ３、Ｌ４ インダクタ
４２ 第１誘電体層
４４ 第２誘電体層
４６ 第３誘電体層
５０ 第１導体層
５２ 第２導体層
５４ 第３導体層
５６ 第４導体層
１００、２００ フィルタ
３００ 分波器
Ｆ１、Ｆ２ ＤＭＳフィルタ
Ｆ３ 受信フィルタ
Ｆ４ 送信フィルタ
ＧＮＤ１〜ＧＮＤ１２ 接地端子
Ｉｎ 入力端子
Ｏｕｔ 出力端子
Ｒ 共振器
Ｒｘ 受信端子
Ｔｘ 送信端子
Ｌ３、Ｌ４ インダクタ
Claims (7)
- 入力端子と出力端子との間に接続された多重モード結合型弾性波フィルタと、
前記多重モード結合型弾性波フィルタと第１の接地端子との間に接続された第１インダクタと、
前記入力端子又は前記出力端子と前記多重モード結合型弾性波フィルタとの間に一端が接続された弾性波共振器と、
前記弾性波共振器の他端と第２の接地端子との間に接続された第２インダクタと、を具備し、
前記第１インダクタは、前記多重モード結合型弾性波フィルタの通過帯域の高周波側に第１減衰極を形成し、前記弾性波共振器と前記第２インダクタとは、前記第１減衰極の高周波側に第２減衰極を形成することを特徴とするフィルタ。 - 複数の誘電体層及び複数の導体層を含む積層基板を具備し、
前記多重モード結合型弾性波フィルタ及び前記弾性波共振器は前記積層基板上にフリップチップ実装され、
前記第１インダクタ及び前記第２インダクタは前記導体層により形成されることを特徴とする請求項１記載のフィルタ。 - 前記第１の接地端子および前記第２の接地端子は、前記複数の導体層のうち、前記多重モード結合型弾性波フィルタ及び前記弾性波共振器が搭載される導体層以外の導体層に設けられていることを特徴とする請求項２記載のフィルタ。
- 前記多重モード結合型弾性波フィルタは多重モード結合型弾性表面波フィルタであることを特徴とする請求項１から３いずれか一項記載のフィルタ。
- 前記多重モード結合型弾性波フィルタは結合型圧電薄膜共振器フィルタであることを特徴とする請求項１から３いずれか一項記載のフィルタ。
- 前記多重モード結合型弾性波フィルタは、前記入力端子と前記出力端子との間において並列接続された複数の弾性波フィルタを含むことを特徴とする請求項１から５いずれか一項記載のフィルタ。
- 共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、
前記共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、を具備し、
前記受信フィルタは請求項１から６いずれか一項記載のフィルタであることを特徴とする分波器。
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