KR20110076968A - 탄성파 필터장치 및 그것을 포함하는 모듈 - Google Patents

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Abstract

탄성파 필터(4,5)와 병렬 공진자(3A,3B)를 압전 기판(10)에 마련한 탄성파 필터장치(1)는 그라운드 포트(GND1,GND2,GND3)를 포함한다. 탄성파 필터(4,5)는 입력측 공진자(4A,4C,4E,5A,5C,5E)와 출력측 공진자(4B,4D,5B,5D)를 포함한다. 입력측 공진자(4A,4C,4E,5A,5C,5E)는 수신 입력 포트(IN)-그라운드 포트(GND1) 사이에 접속된다. 출력측 공진자(4B,4D,5B,5D)는 수신 출력 포트(OUT1,OUT2)-그라운드 포트(GND1) 사이에 접속된다. 병렬 공진자(3A,3B)는 출력 라인에 병렬로 접속되는 동시에 그라운드 포트(GND2,3)에 접속된다.

Description

탄성파 필터장치 및 그것을 포함하는 모듈{ELASTIC WAVE FILTER DEVICE AND MODULE COMPRISING THE ELASTIC WAVE FILTER DEVICE}
이 발명은, 압전 기판상에서 탄성파 필터와 병렬 트랩을 래더형(ladder pattern)으로 접속한 탄성파 필터장치, 및 탄성파 필터장치를 포함하는 모듈에 관한 것이다.
압전 기판 표면의 진동을 이용하는 탄성 표면파나, 압전 기판 내부의 진동을 이용하는 벌크 탄성파, 적층 압전 기판 계면의 진동을 이용하는 탄성 경계파 등의 전기 기계 진동을 이용한 탄성파 필터장치가 휴대전화기의 RF 필터 등에 이용되고 있다.
탄성파 필터장치의 일례로서, 복수의 1포트 탄성파 공진자(이하, 간단히 공진자라 칭함)를 탄성파 전파 방향으로 배열하여 종결합시켜 다중 모드 필터로 하는 동시에, 그 다중 모드 필터에 대하여 직렬 및 병렬로 트랩 공진자를 삽입하여 래더형 접속으로 한 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
도 1은 종래의 탄성파 필터장치의 구성예를 설명하는 회로도이다.
이 탄성파 필터장치는, 복수의 공진자(105) 및 복수의 공진자(106)로 이루어지는 다중 모드 필터(111)와, 직렬 트랩 공진자(101,102,107,108)와, 병렬 트랩 공진자(103,104,109,110)를 포함한다.
복수의 공진자(105)는, 각각의 제1의 IDT 전극이 입력 라인에 접속되고, 각각의 제2의 IDT 전극이 그라운드 라인에 접속되어 있다. 복수의 공진자(106)는, 각각의 제1의 IDT 전극이 출력 라인에 접속되고, 각각의 제2의 IDT 전극이 그라운드 라인에 접속되어 있다. 복수의 공진자(105,106)는, 교대로 탄성파 전파 방향으로 배열되어 종결합하여 다중 모드 필터(111)를 구성한다.
직렬 트랩 공진자(101,102)는 입력 라인에 직렬로 삽입되고, 직렬 트랩 공진자(107,108)는 출력 라인에 직렬로 삽입되어 있다. 병렬 트랩 공진자(103,104)는 입력 라인과 그라운드 라인 사이에 병렬로 삽입되고, 병렬 트랩 공진자(109,110)는 출력 라인과 그라운드 라인 사이에 병렬로 삽입되어 있다.
이러한 탄성파 필터장치는 압전 기판에 일체로 마련된 칩으로서 통상은 구성된다. 그리고, 이 탄성파 필터장치의 칩은 세라믹 기판이나 프린트 기판 등의 모듈 기체(基體)에 탑재되어 모듈화된다. 그때, 도 1 중의 복수의 그라운드 기호가 나타내는 그라운드 접속 전극을, 각각 별개로 압전 기판 표면에 마련하는 것은 칩 사이즈의 제약으로 인해 어렵기 때문에, 도 2에 나타내는 모식도와 같이, 그라운드 라인을 묶어 단일의 그라운드 접속 전극에 공통으로 접속되게 된다.
일본국 공개특허공보 평7-131290호
그런데, 탄성파 필터장치를 모듈 구성으로 했을 경우에는, 모듈의 외부단자로부터 탄성파 필터장치까지의 모듈 기체상의 배선이 기생 임피던스를 가지게 된다.
그 때문에, 압전 기판 표면에 마련되는 그라운드 접속 전극은, 기생 임피던스를 통해 모듈의 외부 그라운드 단자에 접속되게 되는데, 기생 임피던스의 작용에 의해 탄성파 필터의 감쇠 특성이나 아이솔레이션(isolation) 특성이 열화할 우려가 있다.
그리하여, 본 발명은, 접속 배선의 기생 임피던스의 작용에 의해 탄성파 필터장치에 달하는, 필터의 감쇠 특성이나 아이솔레이션 특성의 열화를 억제할 수 있는 탄성파 필터장치, 및 그것을 포함하는 모듈의 제공을 목적으로 한다.
이 발명은, 탄성파 필터와 병렬 트랩을 압전 기판에 마련한 탄성파 필터장치로서, 제1의 그라운드 접속 전극과 제2의 그라운드 접속 전극을 포함한다. 탄성파 필터는 입력측 공진자와 출력측 공진자를 결합시킨 것이다. 입력측 공진자는 입력 라인과 그라운드 라인 사이에 접속된다. 출력측 공진자는 출력 라인과 그라운드 라인 사이에 접속된다. 병렬 트랩은 그라운드 라인과 입력 라인 또는 출력 라인 사이에 접속된다. 제1의 그라운드 접속 전극은 압전 기판 표면에 마련되고, 입력측 공진자의 그라운드 라인과 출력측 공진자의 그라운드 라인이 접속된다. 제2의 그라운드 접속 전극은 제1의 그라운드 접속 전극으로부터 이간하여 압전 기판 표면에 마련되고, 병렬 트랩의 그라운드 라인이 접속된다.
이 구성에서는, 탄성파 필터의 복수의 공진자가 압전 기판 표면의 제1의 그라운드 접속 전극에 접속되고, 병렬 트랩이 제1의 그라운드 접속 전극으로부터 이간하는 제2의 그라운드 접속 전극에 접속된다. 따라서, 제1의 그라운드 접속 전극에 대한 접속 배선의 기생 임피던스는 탄성파 필터의 복수의 공진자에 대하여 공통으로 작용하게 된다. 또한 제2의 그라운드 접속 전극에 대한 접속 배선의 기생 임피던스는, 탄성파 필터에 작용하는 기생 임피던스와는 독립적으로 병렬 트랩에 대해서만 작용하게 된다.
입력측 공진자와 출력측 공진자는, 입출력 라인에 접속되는 제1의 IDT 전극과, 그라운드 라인에 접속되는 제2의 IDT 전극을 각각 포함하면 적합하다. 그 경우, 입력측 공진자와 출력측 공진자는 탄성파 전파 방향으로 교대로 배열되면 되고, 제1의 IDT 전극과 제2의 IDT 전극은 탄성파 전파 방향에 수직인 방향으로 배열되면 되며, 제1의 IDT 전극과 제2의 IDT 전극은 입력측 공진자에서의 배치순과 출력측 공진자에서의 배치순이 반대이면 된다.
이러한 구성에서는, 입력측 공진자의 제1의 IDT 전극과 출력측 공진자의 제2의 IDT 전극이 탄성파 필터의 양측에 배치된다. 이 때문에, 입력측 공진자의 제2의 IDT 전극과 출력측 공진자의 제2의 IDT 전극을 다른 그라운드 접속 전극에 접속하는 편이 회로 구성이 간이해지기 쉽다. 그러나 그 경우, 모듈화하면 기생 임피던스의 영향으로 필터의 감쇠 특성이나 아이솔레이션 특성의 열화가 생겨버리므로, 본 구성의 경우에도, 각각의 제2의 IDT 전극을 공통의 그라운드 접속 전극에 접속하면 적합하다.
본 발명의 모듈은 상술의 탄성파 필터장치와, 탄성파 필터장치를 탑재하는 모듈 기체를 포함하고, 모듈 기체는 그 실장면에, 제1의 그라운드 접속 전극과 제2의 그라운드 접속 전극이 접속되는 그라운드 단자를 포함해도 된다.
이 발명에 의하면, 탄성파 필터장치의 제1의 그라운드 접속 전극에의 접속 배선에 의한 기생 임피던스는, 탄성파 필터의 복수의 공진자에 공통으로 작용하여, 병렬 트랩에 작용하는 기생 임피던스와는 독립적으로 작용하게 된다. 따라서, 필터의 감쇠 특성이나 아이솔레이션 특성의 열화를 억제할 수 있다.
도 1은 종래의 탄성파 필터장치의 회로예를 설명하는 도면이다.
도 2는 종래의 탄성파 필터장치의 회로예를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1의 실시형태에 따른 탄성파 필터장치를 포함하는 모듈의 구성예를 설명하는 요부(要部) 단면도와 회로도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 탄성파 필터장치의 회로 형성면의 전극 패턴예를 설명하는 하면도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 모듈의 전극층의 전극 패턴예를 설명하는 도면이다.
도 6은 시뮬레이션에 사용한 탄성파 필터장치의 회로 형성면의 전극 패턴예를 설명하는 도면이다.
도 7은 시뮬레이션한 필터 특성을 설명하는 도면이다.
도 8은 제2의 실시형태에 따른 탄성파 필터장치의 구성예의 회로도이다.
도 9는 제3의 실시형태에 따른 탄성파 필터장치의 구성예의 회로도이다.
<<제1의 실시형태>>
도 3은 제1의 실시형태에 따른 탄성파 필터장치를 포함하는 모듈의 개략 구성을 설명하는 도면으로, 동 도(A)는 동 모듈의 요부 단면도, 동 도(B)는 동 모듈의 회로도이다.
본 실시형태의 모듈(100)은, 5층 구조의 적층 기판으로 이루어지는 모듈 기체(20)에 탄성파 필터장치(1)의 칩을 탑재한 구성이다. 모듈 기체(20)는, 칩 탑재면과는 반대측의 실장면에 후술하는 실장용 단자를 포함하고, 각 실장용 단자와 탄성파 필터장치(1)의 각 접속 포트(접속 전극)를 접속하는 내부 배선이 형성되어 있다. 탄성파 필터장치(1)는, 듀플렉서의 송신 회로(TX)와 수신 회로(RX)를 압전 기판(10)의 회로 형성면에 마련한 SAW(표면 탄성파) 필터의 칩이다. 이 칩은 회로 형성면이 모듈 기체(20)에 대향하도록 모듈 기체(20)에 탑재되고, 각 접속 포트가 모듈 기체(20)의 전극에 범프(bumps) 접속된다.
송신 회로(TX)는 불평형 입력-불평형 출력형으로, 송신 회로(TX)의 송신 입력의 접속 포트는, 모듈 기체(20)의 내부 배선을 통해 모듈 기체(20)의 실장용 단자인 송신 입력 단자(Tx)에 접속되어 있다. 송신 회로(TX)의 송신 출력의 접속 포트는, 모듈 기체(20)의 내부 배선을 통해 모듈 기체(20)의 실장용 단자인 안테나 단자(Ant)에 접속되어 있다. 또한 이 안테나 단자(Ant)는, 모듈 기체(20)의 내부 배선으로서 마련한 코일을 통해 모듈 기체(20)의 실장용 단자인 그라운드 단자(Gnd2)에 접속되어 있다.
수신 회로(RX)는 불평형 입력-평형 출력형(밸룬(balun)형) 수신 회로로서, 회로 소자부로서 탄성파 필터(4,5)와 직렬 공진자(2A,2B)와 병렬 공진자(3A,3B)를 포함한다. 또한 접속 포트로서 수신 입력 포트(IN)와 수신 출력 포트(OUT1,OUT2)와 그라운드 포트(GND1,GND2,GND3)를 포함한다.
탄성파 필터(4)는, 5개의 공진자(4A~4E)를 교대로 탄성파 전파 방향으로 배열하여 종결합시킨 종결합 공진형 SAW 필터로서, 수신 입력 포트(IN)와 수신 출력 포트(OUT1) 사이에 접속되어 있다. 탄성파 필터(5)는, 5개의 공진자(5A~5E)를 탄성파 전파 방향으로 교대로 배열하여 종결합시킨 종결합 공진형 SAW 필터로서, 수신 입력 포트(IN)와 수신 출력 포트(OUT2) 사이에 접속되어 있다. 탄성파 필터(4,5)가 위상차가 있는 신호를 출력함으로써 수신 회로(RX)는 불평형 출력을 얻고 있다.
공진자(4A,4C,4E,5A,5C,5E)는 각각 입력측 공진자로서, 입력 라인에 접속되는 제1의 IDT 전극(도시하지 않음)과, 그라운드 라인에 접속되는 제2의 IDT 전극(도시하지 않음)을 포함한다. 공진자(4B,4D,5B,5D)는 각각 출력측 공진자로서, 출력 라인에 접속되는 제1의 IDT 전극(도시하지 않음)과, 그라운드 라인에 접속되는 제2의 IDT 전극(도시하지 않음)을 포함한다. 공진자(4A~4E,5A~5E) 각각에 접속되는 그라운드 라인은, 본 발명의 제1의 그라운드 접속 전극인 그라운드 포트(GND1)에 공통으로 접속되어 있다. 공진자(4B,4D)에 접속되는 출력 라인은 공통되는 수신 출력 포트(OUT1)에 접속되어 있다. 공진자(5B,5D)에 접속되는 출력 라인은 공통되는 수신 출력 포트(OUT2)에 접속되어 있다.
직렬 공진자(2A)는 탄성파 필터(4)의 입력 라인에 직렬로 삽입되고, 직렬 공진자(2B)는 탄성파 필터(5)의 입력 라인에 직렬로 삽입되며, 각각 직렬 트랩으로서 작용하고 있다. 이들 입력 라인은 공통되는 수신 입력 포트(IN)에 접속되어 있다.
병렬 공진자(3A)는 탄성파 필터(4)의 출력 라인으로부터 분기하는 병렬 라인에 삽입되고, 병렬 트랩으로서 작용하고 있다. 이 병렬 라인은, 본 발명의 제2의 그라운드 접속 전극인 그라운드 포트(GND2)에 접속되어 있다. 병렬 공진자(3B)는 탄성파 필터(5)의 출력 라인으로부터 분기하는 병렬 라인에 삽입되고, 병렬 트랩으로서 작용하고 있다. 이 병렬 라인은, 본 발명의 제2의 그라운드 접속 전극인 그라운드 포트(GND3)에 접속되어 있다.
수신 입력 포트(IN)는, 모듈 기체(20)의 내부의 수신 입력 배선(line6)을 통해 모듈 기체(20)의 실장용 단자인 안테나 단자(Ant)에 접속되어 있다. 수신 출력 포트(OUT1,OUT2)는, 모듈 기체(20)의 내부의 수신 출력 배선(line4,line5)을 통해 모듈 기체(20)의 실장용 단자인 수신 출력 단자(Rx1,Rx2)에 접속되어 있다. 그라운드 포트(GND1,GND2,GND3)는, 모듈 기체(20)의 내부의 그라운드 배선(line1,line2,line3)을 통해 모듈 기체(20)의 내부의 그라운드 배선(line7)에 접속된다. 그리고, 이 그라운드 배선(line7)을 통해 모듈 기체(20)의 실장용 단자인 그라운드 단자(Gnd1)에 접속되어 있다.
이상의 구성의 탄성파 필터장치(1)에서는, 탄성파 필터(4,5)에 접속되는 그라운드 라인의 모두가 그라운드 포트(GND1)에 압전 기판(10)상에서 공통으로 접속된다. 또한 병렬 공진자(3A)에 접속되는 병렬 라인이 그라운드 포트(GND2)에, 병렬 공진자(3B)에 접속되는 병렬 라인이 그라운드 포트(GND3)에, 압전 기판(10)상에서 접속된다.
따라서, 모듈 기체(20)의 그라운드 배선(line1)의 기생 임피던스는 탄성파 필터(4,5)의 모든 공진자에 공통으로 작용하게 된다. 또한 모듈 기체(20)의 그라운드 배선(line2,line3)의 기생 임피던스는, 탄성파 필터(4,5)에 작용하는 기생 임피던스와는 독립된 것이 된다. 따라서, 필터의 감쇠 특성이나 아이솔레이션 특성의 열화를 억제할 수 있다.
다음으로, 상술의 탄성파 필터장치(1) 및 모듈(100)의 구체적인 회로 패턴예를 설명한다.
도 4는 탄성파 필터장치(1)의 회로 형성면을 나타내는 하면도이다. 도 5는 모듈 기체(20)에 마련하는 전극층을 하면에서 본 도면이다.
탄성파 필터장치(1)는, 압전 기판(10)의 회로 형성면에 수신 회로(RX)와 송신 회로(TX)가 되는 회로 패턴을 마련한 것이다. 그리고, 수신 회로(RX)가 되는 회로 패턴에 탄성파 필터(4,5), 직렬 공진자(2A,2B), 및 병렬 공진자(3A,3B)가 되는 복수의 IDT 전극을 마련하고 있다.
또한 탄성파 필터(4,5) 각각은 3개의 입력측 공진자와 2개의 출력측 공진자를 포함하고, 각 공진자는 도면 중 가로 방향의 탄성파 전파 방향으로 교대로 배열된다. 또한 각 공진자는, 입출력 라인에 접속되는 제1의 IDT 전극과, 그라운드 라인에 접속되는 제2의 IDT 전극을 포함하고, 제1의 IDT 전극과 제2의 IDT 전극은 탄성파 전파 방향에 수직인 도면 중 세로 방향으로 배열된다. 입력측 공진자는, 기판 중앙측에 제1의 IDT 전극을, 기판 상단측(또는 기판 하단측)에 제2의 IDT 전극의 순서로 배치하고 있어, 출력측 공진자에서는 배치순이 반대이다.
또한 이 회로 패턴 중에, 수신 입력 포트(IN)가 되는 전극부, 수신 출력 포트(OUT1)가 되는 전극부, 수신 출력 포트(OUT2)가 되는 전극부, 그라운드 포트(GND1)가 되는 전극부, 및 그라운드 포트(GND2)가 되는 전극부, 그라운드 포트(GND3)가 되는 전극부를 포함한다. 이들 각 접속 포트에 대응하는 전극은 범프 전극을 통해 모듈 기체(20)의 전극에 접속된다.
모듈 기체(20)는 칩 탑재면에서 실장면에 걸쳐 6개의 전극층(A)~(F)을 포함한다.
전극층(A)은, 모듈 기체(20)의 칩 탑재면에 마련되어 있고, 탄성파 필터장치(1)의 각 접속 포트가 탑재되는 복수의 전극을 포함한다. 구체적으로는, 수신 회로(RX)의 수신 입력 포트(IN)가 탑재되어 수신 입력 배선(line6)을 구성하는 전극, 수신 출력 포트(OUT1)가 탑재되어 수신 출력 배선(line4)을 구성하는 전극, 수신 출력 포트(OUT2)가 탑재되어 수신 출력 배선(line5)을 구성하는 전극, 그라운드 포트(GND1)가 탑재되어 그라운드 배선(line1)을 구성하는 전극, 그라운드 포트(GND2)가 탑재되어 그라운드 배선(line2)을 구성하는 전극, 그라운드 포트(GND3)가 탑재되어 그라운드 배선(line3)을 구성하는 전극, 및 송신 회로(TX)의 각 접속 포트가 접속되는 복수의 전극을 포함한다.
전극층(B)은, 모듈 기체(20)의 적층 기판의 1층째 기판과 2층째 기판 사이에 형성되어 있고, 전극층(A)의 각 전극에 스루홀로 접속되는 복수의 전극을 포함한다. 구체적으로는, 수신 회로(RX)의 수신 입력 배선(line6)을 구성하는 전극, 수신 출력 배선(line4)을 구성하는 전극, 수신 출력 배선(line5)을 구성하는 전극, 그라운드 배선(line1)을 구성하는 전극, 그라운드 배선(line2)을 구성하는 전극, 그라운드 배선(line3)을 구성하는 전극, 및 송신 회로(TX)의 내부 배선이 되는 복수의 전극을 포함한다.
전극층(C)은, 모듈 기체(20)의 적층 기판의 2층째 기판과 3층째 기판 사이에 형성되어 있고, 전극층(B)의 각 전극에 스루홀로 접속되는 복수의 전극을 포함한다. 구체적으로는, 수신 회로(RX)의 수신 입력 배선(line6)을 구성하는 전극, 수신 출력 배선(line4)을 구성하는 전극, 수신 출력 배선(line5)을 구성하는 전극, 그라운드 배선(line1)과 그라운드 배선(line2)과 그라운드 배선(line3)을 접속한 내부 그라운드 접속 전극, 및 송신 회로(TX)의 내부 배선이 되는 복수의 전극을 포함한다.
전극층(D)은, 모듈 기체(20)의 적층 기판의 3층째 기판과 4층째 기판 사이에 형성되어 있고, 전극층(C)의 각 전극에 스루홀로 접속되는 복수의 전극을 포함한다. 구체적으로는, 수신 회로(RX)의 수신 입력 배선(line6)을 구성하는 전극, 수신 출력 배선(line4)을 구성하는 전극, 수신 출력 배선(line5)을 구성하는 전극, 전극층(C)의 내부 그라운드 접속 전극에 접속되어 그라운드 배선(line7)을 구성하는 내부 그라운드 접속 전극, 및 송신 회로(TX)의 내부 배선이 되는 복수의 전극을 포함한다.
전극층(E)은, 모듈 기체(20)의 적층 기판의 4층째 기판과 5층째 기판 사이에 형성되어 있고, 전극층(D)의 각 전극에 스루홀로 접속되는 복수의 전극을 포함한다. 구체적으로는, 수신 회로(RX)의 수신 입력 배선(line6)을 구성하는 전극, 수신 출력 배선(line4)을 구성하는 전극, 수신 출력 배선(line5)을 구성하는 전극, 그라운드 배선(line7)을 구성하는 복수의 전극, 및 송신 회로(TX)의 내부 배선이 되는 복수의 전극을 포함한다.
전극층(F)은 모듈 기체(20)의 실장면에 형성되어 있고, 복수의 실장용 단자를 포함한다. 구체적으로는, 수신 회로(RX)의 수신 입력 배선(line6)이 접속되는 안테나 단자(Ant), 수신 출력 배선(line4)이 접속되는 수신 출력 단자(Rx1), 수신 출력 배선(line5)이 접속되는 수신 출력 단자(Rx2), 그라운드 배선(line7)이 접속되는 그라운드 단자(Gnd1), 및 송신 회로(TX)의 송신 입력 단자(Tx), 및 그라운드 단자(Gnd2)를 포함한다. 또한 그라운드 단자(Gnd2)는, 안테나 단자(Ant)에 접속되는 수신 입력 배선(line6)으로부터 전극층(C)에서 분기하고, 전극층(C)~(E)에 걸쳐 마련된 코일상의 내부 배선을 통해 안테나 단자(Ant)를 접지한다.
이상의 회로 패턴예의 경우, 탄성파 필터장치(1)의 탄성파 필터(4,5)에 접속되는 그라운드 포트(GND1)에 대하여, 모듈 기체(20)측과의 접속용의 범프 전극, 전극층(A)~(B)의 그라운드 배선(line1), 및 1층째 기판으로부터 3층째 기판까지의 스루홀에 의한 기생 임피던스가 작용한다. 또한 탄성파 필터장치(1)의 병렬 공진자(3A)에 접속되는 그라운드 포트(GND2)에 대하여, 모듈 기체(20)측과의 접속용의 범프 전극, 전극층(A)~(B)의 그라운드 배선(line2), 및 1층째 기판으로부터 3층째 기판까지의 스루홀에 의한 기생 임피던스가 작용한다. 또한 탄성파 필터장치(1)의 병렬 공진자(3B)에 접속되는 그라운드 포트(GND3)에 대하여, 모듈 기체(20)측과의 접속용의 범프 전극, 전극층(A)~(B)의 그라운드 배선(line3), 및 1층째 기판에서 3층째 기판까지의 스루홀에 의한 기생 임피던스가 작용한다.
이 회로 패턴예에서는, 전극층(C), (D)에 그라운드 배선(line1,line2,line3)을 접속하는 내부 그라운드 접속 전극을 마련하고, 이들 내부 그라운드 접속 전극과 전극층(F)의 그라운드 단자(Gnd1) 사이를 복수의 그라운드 배선(line7)으로 접속하고 있다. 이것에 의해, 전극층(C)~(F)까지의 그라운드 배선(line7) 및 4층째 기판으로부터 5층째 기판까지의 스루홀에 의한 기생 임피던스가, 거의 탄성파 필터장치(1)의 그라운드 포트(GND1,GND2,GND3)에 작용하지 않고, 필터의 감쇠 특성이나 아이솔레이션 특성의 열화를 억제할 수 있다.
또한 이 회로 패턴예에서는, 탄성파 필터장치(1)의 그라운드 포트(GND1,GND2,GND3)는 서로 인접시키지 않고 비스듬히 맞은편에 배치하고 있다. 이것에 의해, 필터의 아이솔레이션 특성을 더욱 개선하고 있다.
다음으로, 시뮬레이션에 의한 상술의 회로 패턴과 비교 구성의 회로 패턴의 필터 특성을 비교한다.
도 6(A)는 비교 구성의 회로 패턴예의 수신 회로를 나타내는 도면이고, 도 6(B)는 본 구성의 회로 패턴예의 수신 회로를 나타내는 도면이다.
도 6(A)에 나타내는 비교 구성의 회로 패턴에서는, 탄성파 필터(4,5)의 입력측 공진자의 제2의 IDT 전극(기판 외측)을 그라운드 포트(GND1)가 아니라 그라운드 포트(GND2,GND3)가 되는 전극부에 접속하는 구성이, 도 6(B)에 나타내는 본 구성의 회로 패턴예와 상이하다.
도 7은 본 구성의 필터 특성과 비교 구성의 필터 특성을 비교하는 도면이다.
이 도면에서 나타내는 바와 같이 본 구성에서는, 통과 대역의 하측 대역과 상측 대역의 대부분의 영역에서 약 -40dB이하로 증폭도를 억제할 수 있어, 큰 감쇠량을 확보하고 있다. 한편, 비교 구성에서는, 통과 대역의 주파수나 특성 파형의 형상은 본 구성과 거의 동일하지만, 전체적으로 감쇠량을 확보하는 것이 곤란하여, 통과 대역의 하측 대역과 상측 대역의 대부분의 영역에서 약 -25dB이하로 밖에 증폭도를 억제할 수 없었다.
이상, 설명한 바와 같이 본 실시형태의 탄성파 필터장치(1)를 포함하는 모듈(100)에서는, 모듈측의 접속 배선에 의한 기생 임피던스를, 탄성파 필터장치(1)의 그라운드 포트(GND1)를 통해 탄성파 필터(4,5)의 복수의 공진자에 공통으로 작용시킨다. 또한 병렬 공진자(3A,3B)에 작용하는 기생 임피던스와는 독립적으로 작용시킨다. 이것에 의해, 필터의 감쇠 특성이나 아이솔레이션 특성의 열화를 억제할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는 탄성파 필터(4,5)를 포함하고, 각각의 그라운드 라인을 공통의 그라운드 포트(GND1)에 접속했지만, 개개의 탄성파 필터의 입력측 공진자와 출력측 공진자가 그라운드 라인을 공통의 그라운드 포트에 접속하면, 본 발명은 실시할 수 있고, 탄성파 필터(4,5) 각각을 별도의 그라운드 포트에 접속하도록 구성해도 된다.
또한 여기서는, 탄성파 필터(4,5), 직렬 공진자(2A,2B), 및 병렬 공진자(3A,3B)로서, 각각을 표면 탄성파 디바이스로 구성하는 예를 나타내었지만, 본 발명은 그 외에도 경계 탄성파 디바이스나, 벌크 탄성파 디바이스여도 적합하게 실시할 수 있다.
또한 여기서는, 탄성파 필터(4,5)로서 종결합 공진형 디바이스의 구성을 나타내었는데, 본 발명은 그 외에도 그라운드 라인에 접속되는 IDT 전극을 포함하는 결합형이면, 어떠한 결합형의 디바이스여도 적합하게 실시할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2의 실시형태의 탄성파 필터장치를 설명한다.
탄성파 필터장치(11)는 불평형 입력-평형 출력형의 종결합형 SAW 필터의 칩으로, 회로 소자부로서 탄성파 필터(14)와 병렬 트랩(13)을 포함한다. 또한 접속 포트로서 불평형 입력 포트(IN)와 평형 출력 포트(OUT)와 그라운드 포트(GND1,GND2)를 포함한다.
탄성파 필터(14)는 불평형 입력 포트(IN)와 평형 출력 포트(OUT) 사이에 접속되어 있고, 하나의 입력측 공진자(14A)와 2개의 출력측 공진자(14B)와 2개의 반사기(14C)를 포함한다. 입력측 공진자(14A)는 IDT 전극의 한쪽이 불평형 입력 포트(IN)로부터의 입력 라인에 접속되어 있고, IDT 전극의 다른 쪽이 그라운드 포트(GND1)로부터의 그라운드 라인에 접속되어 있다. 출력측 공진자(14B)는 입력측 공진자(14A)의 양측에 배치되어 있고, IDT 전극의 한쪽이 평형 출력 포트(OUT)로부터의 출력 라인에 접속되어 있으며, IDT 전극의 다른 쪽이 그라운드 포트(GND1)로부터의 그라운드 라인에 접속되어 있다. 공진기(14A,14B)의 양측에는 반사기(14C)를 배치하고 있다.
병렬 트랩(13)은, 불평형 입력 포트(IN)와 그라운드 포트(GND2) 사이에 접속되어 있고, 공진자(13A)와 반사기(13B)를 포함한다. 공진자(13A)는 IDT 전극의 한쪽이 불평형 입력 포트(IN)로부터의 입력 라인에 접속되어 있고, IDT 전극의 다른 쪽이 그라운드 포트(GND2)로부터의 그라운드 라인에 접속되어 있다.
이 구성에서는, 탄성파 필터(14)에 접속하는 모든 그라운드 라인이 병렬 트랩(13)과는 별도로 단일의 그라운드 포트(GND1)에 접속된다. 따라서, 그라운드 포트(GND1)에 작용하는 기생 임피던스는 탄성파 필터(14)의 모든 공진자에 공통으로 작용하게 된다. 또한 그라운드 포트(GND2)에 작용하는 기생 임피던스는 탄성파 필터(14)에 작용하는 기생 임피던스와는 독립된 것이 된다. 따라서, 필터의 감쇠 특성이나 아이솔레이션 특성의 열화를 억제할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제3의 실시형태의 탄성파 필터장치를 설명한다.
탄성파 필터장치(21)는, 불평형 입력-불평형 출력형의 종결합형 SAW 필터의 칩으로, 회로 소자부로서 탄성파 필터(24)와 병렬 트랩(23)을 포함한다. 또한 접속 포트로서 불평형 입력 포트(IN)와 불평형 출력 포트(OUT)와 그라운드 포트(GND1,GND2)를 포함한다.
탄성파 필터(24)는 불평형 입력 포트(IN)와 불평형 출력 포트(OUT) 사이에 접속되어 있고, 2개의 입력측 공진자(24B)와 하나의 출력측 공진자(24A)와 2개의 반사기(24C)를 포함한다. 입력측 공진자(24B)는 출력측 공진자(24A)의 양측에 배치되어 있고, IDT 전극의 한쪽이 불평형 입력 포트(IN)로부터의 입력 라인에 접속되어 있으며, IDT 전극의 다른 쪽이 그라운드 포트(GND1)로부터의 그라운드 라인에 접속되어 있다. 출력측 공진자(24A)는 IDT 전극의 한쪽이 불평형 출력 포트(OUT)로부터의 출력 라인에 접속되어 있고, IDT 전극의 다른 쪽이 그라운드 포트(GND1)로부터의 그라운드 라인에 접속되어 있다. 공진기(24A,24B)의 양측에는 반사기(24C)를 배치하고 있다.
병렬 트랩(23)은 불평형 입력 포트(IN)와 그라운드 포트(GND2) 사이에 접속되어 있고, 공진자(23A)와 반사기(23B)를 포함한다. 공진자(23A)는 IDT 전극의 한쪽이 불평형 입력 포트(IN)로부터의 입력 라인에 접속되어 있고, IDT 전극의 다른 쪽이 그라운드 포트(GND2)로부터의 그라운드 라인에 접속되어 있다.
이 구성에서는, 탄성파 필터(24)에 접속하는 모든 그라운드 라인이, 병렬 트랩(23)과는 별도로 단일의 그라운드 포트(GND1)에 접속된다. 따라서, 그라운드 포트(GND1)에 작용하는 기생 임피던스는 탄성파 필터(24)의 모든 공진자에 공통으로 작용하게 된다. 또한 그라운드 포트(GND2)에 작용하는 기생 임피던스는 탄성파 필터(24)에 작용하는 기생 임피던스와는 독립된 것이 된다. 따라서, 필터의 감쇠 특성이나 아이솔레이션 특성의 열화를 억제할 수 있다.
이상의 각 실시형태에 나타낸 바와 같이 본 발명은 실시할 수 있지만, 본 발명의 범위는 상술의 실시형태가 아니라 특허청구의 범위에 의해 나타나며, 본 발명의 범위에는 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1: 탄성파 필터장치
TX: 송신 회로
RX: 수신 회로
2A, 2B: 직렬 공진자
3A: 병렬 공진자
3A, 3B: 병렬 공진자
4, 5: 탄성파 필터
4A, 4C, 4E, 5A, 5C, 5E; 입력측 공진자
4B, 4D, 5B, 5D: 출력측 공진자
10: 압전 기판
IN: 수신 입력 포트
GND1, GND2, GND3: 그라운드 포트
OUT1, OUT2: 수신 출력 포트
100: 모듈
20: 모듈 기체
Ant: 안테나 단자
Gnd1, Gnd2: 그라운드 단자
Rx1, Rx2: 수신 출력 단자
Tx: 송신 입력 단자
line1, line2, line3, line7: 그라운드 배선
line2, line3: 그라운드 배선
line4, line5: 수신 출력 배선
line6: 수신 입력 배선

Claims (3)

  1. 입력 라인과 그라운드 라인 사이에 접속되는 입력측 공진자와, 출력 라인과 그라운드 라인 사이에 접속되는 출력측 공진자를 결합시킨 탄성파 필터와,
    그라운드 라인과 상기 입력 라인 또는 상기 출력 라인 사이에 접속되는 병렬 트랩을 압전 기판에 마련한 탄성파 필터장치로서,
    상기 압전 기판 표면에 마련되고, 상기 입력측 공진자의 그라운드 라인과 상기 출력측 공진자의 그라운드 라인이 접속되는 제1의 그라운드 접속 전극과,
    상기 제1의 그라운드 접속 전극으로부터 이간하여 상기 압전 기판 표면에 마련되고, 상기 병렬 트랩의 그라운드 라인이 접속되는 제2의 그라운드 접속 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성파 필터장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력측 공진자와 상기 출력측 공진자는, 탄성파 전파 방향으로 교대로 배열되어 있고, 상기 입력측 공진자의 그라운드 라인에의 접속 위치의 방향과 상기 출력측 공진자의 그라운드 라인에의 접속 위치의 방향이 반대인 것을 특징으로 하는 탄성파 필터장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 탄성파 필터장치와,
    상기 탄성파 필터장치를 탑재하는 모듈 기체(基體)를 포함하고,
    상기 모듈 기체는, 그 실장면에, 상기 제1의 그라운드 접속 전극과 상기 제2의 그라운드 접속 전극이 접속되는 그라운드 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈.
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