JPH0832402A - 弾性表面波装置、移動無線機用分波器および移動無線装置 - Google Patents

弾性表面波装置、移動無線機用分波器および移動無線装置

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JPH0832402A
JPH0832402A JP15981094A JP15981094A JPH0832402A JP H0832402 A JPH0832402 A JP H0832402A JP 15981094 A JP15981094 A JP 15981094A JP 15981094 A JP15981094 A JP 15981094A JP H0832402 A JPH0832402 A JP H0832402A
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acoustic wave
surface acoustic
wave device
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wave resonator
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JP15981094A
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Kazushi Watanabe
一志 渡辺
Norio Hosaka
憲生 保坂
Hideo Onuki
秀男 大貫
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】低損失で阻止帯域のインピーダンス特性の良好
な小形で高性能な弾性表面波装置、この弾性表面波を用
いた、並接損の小さい分波器、移動無線装置を得るこ
と。 【構成】圧電基板上に形成されたすだれ状電極、または
すだれ状電極と反射器で構成される1開口弾性表面波共
振子と、整合用インダクタ基板を複数個組み合わせてな
る弾性表面波装置において、上記1開口弾性表面波共振
子と、整合用インダクタ基板とを格納するパッケージの
蓋と、整合用インダクタ基板表面との距離を0.6mm
以上とした構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波共振子、お
よび整合用インダクタ基板を複数個組み合わせて構成さ
れた弾性表面波装置、およびこれを用いた移動無線機用
分波器、移動無線装置に関する。
【0002】
【従来の技術】弾性表面波装置は、量産性、小形化に有
利な電子部品として、TV−IF用フィルタ等の民生機
器、通信機等の分野に広く応用されている。
【0003】近年、電子部品の小形化に伴い、弾性表面
波装置での整合回路であるインダクタを同一圧電性基板
上、もしくは同一パッケージ内に実装することが必要と
なっている。更に、弾性表面波を実装するパッケージに
ついても、従来のピン端子を持つ缶パッケージタイプか
ら、表面実装型のSMDパッケージ(SurfaceM
ounted Device)が主流となってきた。
【0004】従来技術に関しては、特開昭56−156
015号公報、特開平3−258010号公報、実開平
2−145811号公報、特開平3−205908号公
報に示されているように、弾性表面波装置と同一基板
上、もしくは同一パッケージ内にインダクタを直列、ま
たは並列に形成する技術が開示されている。この技術に
より、入出力間で発生する、寄生容量による損失劣化改
善、外部素子低減による小形化が図れるというものであ
る。
【0005】またSMDパッケージを用いた実装技術と
しては、特開平3−284006号公報の技術が開示さ
れている。この技術は、接地用ボンディングパットと底
部メタル層とを金属導体で接続することで、入出力間の
アイソレーションを改善し、弾性表面波装置の阻止帯域
特性を向上するというものである。
【0006】更に、弾性表面波装置は、高周波数化、小
形化に伴い、セルラー無線等の移動体通信の分野におい
ても用いられ、電子通信学会技術研究報告US92−5
2(1992−09)、9〜16P記載の技術が報告さ
れている。この技術は、梯子型フィルタの直列、並列素
子として、弾性表面波共振子を用い、帯域通過型フィル
タを構成し、低損失で、急峻なフィルタ特性を実現した
もので、実装パッケージとして、表面実装型のSMDパ
ッケージを使用している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】いずれの従来技術も、
弾性表面波素子と整合用インダクタを、同一パッケージ
内に格納するわけであるが、整合用インダクタとパッケ
ージの蓋との間に発生する寄生容量については考慮され
いなかった。しかしながら、高周波で、小型、低損失、
急峻な周波数特性が要求されるセルラー無線分波器に用
いる弾性表面波共振子と整合用インダクタ基板とを複数
個組み合わせた構成の弾性表面波装置においては、上記
寄生容量による特性劣化が顕著に発生することから、こ
の寄生容量の低減が必要不可欠となる。
【0008】本発明の弾性表面波装置を用いたセルラー
無線分波器は、受信側の弾性表面波装置と送信側の弾性
表面波装置とが並接された構成をとっている。受信側弾
性表面波装置の周波数特性、反射特性の概略は、図3,
4に示すのとおりである。
【0009】受信側弾性表面波装置の周波数特性におい
て、受信帯域Rは送信側弾性表面波装置の阻止帯域、逆
に、阻止帯域Tは送信側弾性表面波装置の送信帯域に対
応している。このため、分波器にこの弾性表面波装置を
用いる場合、送信側、受信側弾性表面波装置の阻止帯域
は共に、高インピーダンスであることが重要となる。特
に、高周波で、弾性表面波共振子と、整合用インダクタ
基板を複数個組み合わせた構成で、同一パッケージ内に
格納する弾性表面波装置においては、整合用インダクタ
基板表面と、パッケージの蓋との間に発生する寄生容量
による特性変化が発生する。例えば受信側弾性表面波装
置においては、設計値に比べ、誘導性成分が小さくな
り、通過帯域では、反射特性が50オームからはずれ損
失劣化を引き起こす。また阻止帯域についても、阻止帯
域のトラップがシフトすると共に、反射特性において
も、インピーダンスが小さくなる特性劣化が発生する。
更に、誘導性成分を大きくするため、整合用インダクタ
を大きくした場合、弾性表面波装置を構成する共振子自
体のQが劣化し、通過帯域の肩特性が劣化し、損失劣化
を引き起こす。このため、分波器に受信側弾性表面波装
置と送信側弾性表面波装置とを並接した場合、送信、受
信帯域における各信号の漏洩量が増加し、並接損失が増
加し、分波器性能の低下を招く結果となる。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記したように、パッケ
ージ内に格納した整合用インダクタ基板とパッケージの
蓋との間で発生する寄生容量が、弾性表面波装置の損失
劣化及び、阻止帯域でのインピーダンスの劣化を引き起
こす。この寄生容量は、従来の、単一の弾性表面波素子
のみ、もしくは整合用インダクタと共にパッケージ内に
格納し、比較的整合用インダクタ基板とパッケージの蓋
との空間が離れている場合、問題とならなかった。しか
しながら、弾性表面波共振子と整合用インダクタ基板を
複数個組み合わせた構成の弾性表面波装置を、パッケー
ジが薄く、整合用インダクタ基板とパッケージの蓋が近
接するSMDパッケージに実装する場合には、非常に重
大な問題となる。
【0011】本発明においては、寄生容量による弾性表
面波装置の特性劣化を防止するため、実装するパッケー
ジの蓋と、パッケージに格納する整合用インダクタ基板
表面との距離を0.5mm以上離すことで、寄生容量を
抑えることができる。
【0012】
【作用】セルラー無線分波器に用いる弾性表面波装置
は、図5,6に示すようなインピーダンス特性、等価回
路を持つ一開口表面波共振子を図7に示すように、複数
個組み合わせた構成をとっている。表面波共振子のイン
ピーダンスは、共振周波数以下と***振周波数以上の周
波数で容量性であり、共振周波数と***振周波数の間で
は誘導性となる。
【0013】本発明では、図7に示すように、共振子
3,5のインピーダンス特性で誘導性となる周波数帯域
の1部分をフィルタの通過帯域としている。また、通過
帯域では、共振子1,2,4のインピーダンス特性が容
量性となるように各共振周波数を設定している。したが
って、通過帯域での等価回路は図8に示すようになり、
特性インピーダンスが50オームの外部回路との整合性
が良い。
【0014】通過帯域より低い周波数側の阻止帯域は、
共振子3,5の共振周波数近辺に形成される。
【0015】通過帯域より高い周波数側の阻止帯域は、
共振子4のインピーダンス特性が容量性でなくなる帯
域、すなわち共振子4の共振周波数と***振周波数間、
および共振子1,2の共振周波数近辺に形成される。し
たがって、阻止帯域での等価回路は、図9に示すように
なる。本構成の弾性表面波装置は、共振周波数の調整
を、図7に示した、L1,L2,L5については整合用
インダクタ基板、L3,L4,L6については配線ワイ
ヤにより調整している。
【0016】整合用インダクタ基板とパッケージの蓋と
の間の距離が近い場合、通過帯域、阻止帯域の等価回路
は図10,11に示すとおり、整合用インダクタ基板の
インダクタに対し並列に寄生容量が発生する。しかしな
がら、整合用インダクタ基板の上部とパッケージの蓋と
の間の距離を0.5mm以上離すことで寄生容量の発生
を抑えられ、通過帯域では50オーム付近、阻止帯域で
は、阻止帯域のトラップシフトがなくなると共に、反射
特性においては、反射係数の改善、すなわち高インピー
ダンス化が図られる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1、図2により説
明する。
【0018】本発明の弾性表面波装置を構成する弾性表
面波共振子1と整合用インダクタ基板2は、図1に示す
断面図のように、セラミックと金属とを積層したSMD
パッケージ3内に導電性接着剤4で固定され、25μm
φAlワイヤ5で相互、または、パッケージ端子6と接
続している。また、パッケージの蓋7は、気密性を保つ
ため、パッケージのシールリング8に溶接されている。
整合用インダクタ基板2の表面とパッケージの蓋7との
間の距離Hは0.5mmとしている。整合用インダクタ
基板2は、BTレジンを基板に含浸した有機基板を用い
ており、銅でスパイラル状のマイクロストリップ線路9
として形成されている。また、銅の上には、表面の保護
と、ボンディング強度向上のため、ニッケルと金の膜を
形成している。尚、弾性表面波共振子1は、圧電性基板
10上にフォトリソグラフィ技術により形成され、電極
材料は、Al、もしくは、Al系合金薄膜を用いてい
る。なお、弾性表面波共振子1の電極は、約1μmと微
細なため、電極形成には、RIE(ドライエッチング)
技術を用いた。
【0019】図2は、本発明の平面図である。圧電基板
10上に弾性表面波共振子11,12,13,14,1
5を同一基板上に形成し構成している。また、16,1
7,18は、整合用インダクタ基板2上に、一括して銅
で形成したスパイラル状のマイクロストリップ線路であ
る。
【0020】本実施例においては、圧電性基板として6
4°Y−X LiNbO3基板、誘導素子基板として、
BTレジンを基板に含浸した有機基板を用いたが、要求
する弾性表面波装置の特性により、128°Y−X L
iNbO3基板、36°Y−X LiTaO3基板、整合
用インダクタ基板として、石英ガラス等の誘電体基板を
それぞれ用いてもよい。
【0021】本発明の実施例の弾性表面波装置の周波数
特性、および反射特性は、図12、図13に示すように
なる。通過帯域は、マーカ1,2の範囲(810〜82
6MHz)、阻止帯域はマーカ3,4の範囲(940〜
956MHz)である。従来、整合用インダクタとパッ
ケージの蓋との間の距離については考慮しておらず、そ
の距離は、0.4mm程度であったが(点線)、本発明
においては、整合用インダクタ基板表面とパッケージの
蓋との間の距離を0.5mmとすることで、発生する寄
生容量による、通過帯域での50オーム整合のずれが改
善されると共に、阻止帯域での、阻止帯域トラップず
れ、反射係数も改善され、高インンピーダンス化が実現
可能となる。なお、整合用インダクタ基板表面とパッケ
ージの蓋との間の距離の上限は、小型化の点から、1.
0mmが限度と考える。
【0022】図14は本発明の弾性表面波装置を用いて
構成した移動無線システムのアンテナ分波器の実施例で
ある。この分波器の送信フィルタ19、受信フィルタ2
0に弾性表面波装置を用いており、送信側弾性表面波装
置、受信側弾性表面波装置はそれぞれ、分岐回路21を
介してアンテナ22と接続されている。移動無線システ
ムに用いる弾性表面波装置は、耐電力を必要とするほ
か、通過帯域が800〜900MHzと高周波であり、
周波数特性として、非常に低損失で、急峻な肩特性を必
要とするほか、送信、受信側弾性表面波装置を並接する
ため、高インピーダンス特性を必要とする。このため、
本発明の弾性表面波装置を移動無線システムのアンテナ
分波器に用いることで、並接損の小さい良好な分波器特
性が実現できる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
1開口弾性表面波共振子と、整合用インダクタを複数個
組み合わせてなる弾性表面波装置において、通過帯域で
は50オーム付近に整合でき、低損失が図られると共
に、阻止帯域では、阻止帯域のトラップシフトがなくな
り、反射特性においては、反射係数の改善、すなわち高
インピーダンス化が図られる。このため、適用範囲が広
く、例えば小形で、低損失な分波器が容易に実現でき
る。また、この分波器を用いることで、超小形の移動無
線装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す断面図である。
【図2】本発明の実施例を示す平面図である。
【図3】本発明の受信側弾性表面波装置の周波数特性概
略図である。
【図4】本発明の受信側弾性表面波装置の反射特性概略
図である。
【図5】本発明の受信側弾性表面波装置を構成する弾性
表面波共振子のインピーダンス特性図である。
【図6】本発明の受信側弾性表面波装置を構成する弾性
表面波共振子の等価回路図である。
【図7】本発明の受信側弾性表面波装置の構成図であ
る。
【図8】本発明の受信側弾性表面波装置の通過帯域の等
価回路図である。
【図9】本発明の受信側弾性表面波装置の阻止帯域の等
価回路図である。
【図10】受信側弾性表面波装置の通過帯域の等価回路
図である。
【図11】受信側弾性表面波装置の阻止帯域の等価回路
図である。
【図12】本発明の受信側弾性表面波装置の周波数特性
図である。
【図13】本発明の受信側弾性表面波装置の反射特性図
である。
【図14】本発明を用いた移動無線機のアンテナ分波器
を示す図である。
【符号の説明】
1,11,12,13,14,15…弾性表面波共振
子、 2…整合用インダクタ基板、 3…SMDパッケージ、 4…導電性接着剤、 5…Alワイヤ、 6…パッケージ端子、 7…パッケージ蓋、 8…パッケージシールリング、 9,16,17,18…マイクロストリップ線路、 10…圧電性基板、 19…送信フィルタ、 20…受信フィルタ、 21…分岐回路、 22…アンテナ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H01P 1/213 M

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧電基板上に形成されたすだれ状電極、ま
    たはすだれ状電極と反射器で構成される1開口弾性表面
    波共振子と、整合用インダクタ基板を複数個組み合わせ
    てなる弾性表面波装置において、上記1開口弾性表面波
    共振子と、整合用インダクタ基板とを格納するパッケー
    ジの蓋と、整合用インダクタ基板表面との距離を0.5
    mm以上としたことを特徴とする弾性表面波装置。
  2. 【請求項2】圧電基板上に形成されたすだれ状電極、ま
    たはすだれ状電極と反射器で構成される1開口弾性表面
    波共振子と、整合用インダクタ基板を複数個組み合わせ
    てなる弾性表面波装置において、フィルタ端子と誘導結
    合し、すだれ状電極の一方の端子が接地された第1の弾
    性表面波共振子と、該第1の弾性表面波共振子と誘導結
    合し、すだれ状電極の一方の端子が接地された第2の弾
    性表面波共振子と、該第2の弾性表面波共振子と誘導結
    合し、すだれ状電極の一方の端子が誘導素子を介して、
    または直接接地された第3の弾性表面波共振子と、該第
    3の弾性表面波共振子の他方の端子と接続された第4の
    弾性表面波共振子と、該第4の弾性表面波共振子の他方
    の端子と接続され、すだれ状電極の一方の端子が誘導素
    子を介して、または直接接地された第5の弾性表面波共
    振子とで構成し、通過帯域、並びに阻止帯域を形成した
    ことを特徴とする請求項1記載の弾性表面波装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の弾性表面波装置を用
    いたことを特徴とする移動無線機用分波器。
  4. 【請求項4】請求項3記載の移動無線機用分波器を用い
    たことを特徴とする移動無線装置。
JP15981094A 1994-07-12 1994-07-12 弾性表面波装置、移動無線機用分波器および移動無線装置 Pending JPH0832402A (ja)

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