(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材に搭載されているフィルタ素子とを備えたフィルタであって、
前記基材は、
配線が形成され、前記フィルタ素子が接続されるフィルタ配線層を含む複数の配線層と、
前記複数の配線層に挟まれた位置に形成された絶縁層と、
前記フィルタ配線層の下方の他の配線層の少なくとも一部に形成されたグランド部とを備え、
前記フィルタ配線層と前記他の配線層とで挟まれた位置に形成された絶縁層の厚さ寸法は、前記フィルタ配線層に形成された配線の幅寸法よりも小さく、かつ、前記他の配線層の厚さ寸法よりも大きく、
前記フィルタ素子は、送信フィルタおよび受信フィルタを含み、
前記送信フィルタが接続される前記フィルタ配線層の信号線のうち、前記送信フィルタの送信端子に接続される信号線の直下には前記グランド部が配置されておらず、
前記受信フィルタが接続される前記フィルタ配線層の配線の直下には前記グランド部が配置されている、フィルタ。
【請求項２】
前記フィルタ配線層と前記他の配線層とで挟まれた位置に形成された絶縁層の厚さ寸法は、前記フィルタ配線層に形成された配線の幅寸法の７５％以下であり、かつ、前記他の配線層の厚さ寸法よりも大きい、請求項１記載のフィルタ。
【請求項３】
基材と、前記基材に搭載されているフィルタ素子とを備えたフィルタであって、
前記基材は、
配線が形成され、前記フィルタ素子が接続されるフィルタ配線層を含む複数の配線層と、
前記複数の配線層に挟まれた位置に形成された絶縁層と、
前記フィルタ配線層の下方の他の配線層の少なくとも一部に形成されたグランド部とを備え、
前記フィルタ配線層と前記他の配線層とで挟まれた位置に形成された絶縁層の厚さ寸法は、前記フィルタ配線層における最近接した配線間の距離よりも小さく、かつ、前記他の配線層の厚さ寸法よりも大きく、
前記フィルタ素子は、送信フィルタおよび受信フィルタを含み、
前記送信フィルタが接続される前記フィルタ配線層の信号線のうち、前記送信フィルタの送信端子に接続される信号線の直下には前記グランド部が配置されておらず、
前記受信フィルタが接続される前記フィルタ配線層の配線の直下には前記グランド部が配置されている、フィルタ。
【請求項４】
前記グランド部は、
前記フィルタ配線層に形成された配線のうち、最近接部を含む２つの配線の直下の領域の少なくとも一部に配置されている、請求項１〜３に記載のフィルタ。
【請求項５】
前記基材は、セラミクス材料により形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項６】
前記基材は、樹脂材料により形成されている、請求項１〜５のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項７】
前記基材における少なくとも最表層絶縁層が、樹脂材料で形成され、
前記基材における他の少なくとも一部の絶縁層が、セラミクス材料で形成されている、請求項１〜５のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項８】
前記フィルタ素子は、弾性波フィルタで構成されている、請求項１〜７のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項９】
前記フィルタ素子は、
前記基材にフェースダウンボンディングによって搭載されている、請求項８に記載のフィルタ。
【請求項１０】
前記グランド部は、
前記基材の接地用フットパターンと複数の層間配線で接続されている、請求項１〜９のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のうちいずれかに記載のフィルタを備えた、分波器。
【請求項１２】
請求項１〜１０のうちいずれかに記載のフィルタ、または請求項１１に記載の分波器を備えた、通信モジュール。
【請求項１３】
請求項１２に記載の通信モジュールを備えた、通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話に代表される移動通信機器や無線機器に使用される高周波フィルタなどのフィルタに関する。また、そのようなフィルタを用いた分波器に関する。また、それらフィルタや分波器が組み込まれる通信モジュール、通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話端末に代表される無線通信機器のマルチバンド／システム化が進み、１台の端末に複数の通信装置が搭載されるようになっている。しかしながら、携帯電話端末自体は小型化及び薄型化が継続して要求されており、その中に搭載される通信装置の小型化及び薄型化が強く要望されている状況である。このような背景の中、通信装置に使われる部品の小型化及び薄型化が必須となっており、主要部品である高周波フィルタや分波器の小型化及び薄型化が強く望まれている。【０００３】
通信装置を小型化する別の方法として、通信装置を簡素化し、その中で使用される部品数を減らす動きがある。例えば、図１２は従来の携帯電話端末における高周波ブロックの構成を示す。図１２に示す高周波ブロックは、受信経路には受信段間フィルタ１０４が接続され、送信経路には送信段間フィルタ１１４が接続されている。これに対し、図１３に示す高周波ブロックは、通信装置の簡素化のために、送信段間フィルタおよび受信段間フィルタを省いた構成となっている。なお、図１２に示す高周波ブロックは、アンテナ１０１、分波器１０２、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１０３、受信段間フィルタ１０４、ＬＮＡ１０５、ミキサー１０６及び１０９、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０７及び１１０、可変利得アンプ（ＶＧＡ）１０８及び１１１、位相制御回路１１２、送信回路１１３、送信段間フィルタ１１４、パワーアンプ（ＰＡ）１１５を備えている。また、図１３に示す高周波ブロックにおいて、受信側は、図１２に示す受信段間フィルタ１０４を無くし、ＬＮＡ１０３及び１０５に代えてＬＮＡ２０２を備えた。また、送信側は、送信段間フィルタ１１４を無くした。【０００４】
このように、図１３に示す高周波ブロックにおいては、フィルタ素子の数を減らしているために、残されたフィルタ素子（分波器２０１）には従来のフィルタ素子の２個分（受信段間フィルタ１０４及び送信段間フィルタ１１４）の性能が要求されることになる。具体的には、フィルタ特性の通過帯域外抑圧の大幅な向上が要求されることになる。また、分波器２０１においては、加えて送信−受信間のアイソレーションの大幅な向上が要求されることになる。【０００５】
このように、携帯電話端末等に使用される高周波フィルタや分波器には、小型化及び薄型化を継続的に進めながら、かつ、通過帯域外抑圧度やアイソレーションを大幅に向上させなければならないという課題があった。【０００６】
フィルタおよび分波器の高抑圧化、高アイソレーション化を阻害するもの要因として、フィルタ素子を搭載する基材内で生じる不要な電磁結合が挙げられる。この課題に対して、例えば特許文献１に開示されている構成では、フィルタ素子を搭載するパッケージにおいて、１つの配線層内に存在する複数の配線を仕切るためのグランドパターン（仕切りグランドパターン）を配線間に配置し、これにより配線間の不要な電磁結合を抑制し、フィルタの抑圧度向上を図っていた。【０００７】
ここで、配線間の不要な電磁結合を抑制するために、それらの配線と同一の配線層にグランドパターンを配置する場合、そのグランドパターンは配線とできるだけ接近させるのがよい。なぜなら、各配線から放射される電磁界が確実に仕切りグランドパターンに誘導され、各配線間での電磁結合が少なくなるからである。
【特許文献１】特開２００６−１８０１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、配線と仕切りグランドパターンとのギャップは、配線幅と同程度を確保しなければならず（ライン／スペース＝１／１）、不要な電磁結合の抑制にも限界があり、フィルタの通過帯域外の信号を大きく抑圧することができず、また送信−受信間のアイソレーションも大きく向上させることができなかった。【０００９】
本発明の目的は、小型化及び薄型化を実現しながら、フィルタ素子を搭載する基材内での不要な電磁結合を抑制し、高抑圧、高アイソレーション特性を有するフィルタ、分波器、通信モジュール、および通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１のフィルタは、基材と、前記基材に搭載されているフィルタ素子とを備えたフィルタであって、前記基材は、配線が形成され、前記フィルタ素子が接続されるフィルタ配線層を含む複数の配線層と、前記複数の配線層に挟まれた位置に形成された絶縁層と、前記フィルタ配線層の下方の配線層の少なくとも一部に形成されたグランドパターンとを備え、前記フィルタ配線層と前記他の配線層とで挟まれた位置に形成された絶縁層の厚さ寸法は、前記フィルタ配線層に形成された配線の幅寸法よりも小さく、かつ、前記他の配線層の厚さ寸法よりも大きいものである。【００１１】
本発明の第２のフィルタは、基材と、前記基材に搭載されているフィルタ素子とを備えたフィルタであって、前記基材は、配線が形成され、前記フィルタ素子が接続されるフィルタ配線層を含む複数の配線層と、前記複数の配線層に挟まれた位置に形成された絶縁層と、前記フィルタ配線層の下方の他の配線層の少なくとも一部に形成されたグランド部とを備え、前記フィルタ配線層と前記他の配線層とで挟まれた位置に形成された絶縁層の厚さ寸法は、前記フィルタ配線層における最近接した配線間の距離よりも小さく、かつ、前記他の配線層の厚さ寸法よりも大きいものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高抑圧および高アイソレーションを有するフィルタおよび分波器を提供できる。また、基材の最表層絶縁層を薄型化するため、作製されたフィルタおよび分波器を小型化及び薄型化できるという効果がある。また、このようなフィルタまたは分波器を搭載することで、通信モジュール、通信装置を小型化及び薄型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、実施の形態におけるフィルタの平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡにおけるＺ−Ｚ部の断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、フィルタ素子を搭載する基材における第１配線層の構成を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、フィルタ素子を搭載する基材における第２配線層の構成を示す平面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、フィルタ素子を搭載する基材における第３配線層の構成を示す平面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、フィルタ素子を搭載する基材における第４配線層の構成を示す平面図である。
【図３】図３は、フィルタ素子を搭載する基材の断面図である。
【図４】図４は、フィルタ素子および基材の各層を重ね合わせた状態を示す模式図である。
【図５】図５は、分波器の回路図である。
【図６】図６は、実施の形態の分波器を用いた通信モジュールの回路図である。
【図７】図７は、分波器の構成を示す平面図である。
【図８】図８は、実施の形態におけるフィルタと従来のフィルタの周波数特性を示す特性図である。
【図９】図９は、実施の形態におけるフィルタと従来のフィルタの周波数特性を示す特性図である。
【図１０】図１０は、グランドパターンの配置構成によるアイソレーションの比較を示す特性図である。
【図１１】図１１は、実施の形態における通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、従来の高周波ブロックの構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、将来の高周波ブロックの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１のフィルタは、基材と、前記基材に搭載されているフィルタ素子とを備えたフィルタであって、前記基材は、配線が形成され、前記フィルタ素子が接続されるフィルタ配線層を含む複数の配線層と、前記複数の配線層に挟まれた位置に形成された絶縁層と、前記フィルタ配線層の下方の他の配線層の少なくとも一部に形成されたグランド部とを備え、前記フィルタ配線層と前記他の配線層とで挟まれた位置に形成された絶縁層の厚さ寸法は、前記フィルタ配線層に形成された配線の幅寸法よりも小さく、かつ、前記他の配線層の厚さ寸法よりも大きいものである。このような構成とすることで、不要な電磁結合を抑圧することができるとともに、受信−送信間のアイソレーションを大幅に改善することができる。【００１５】
本発明のフィルタにおいて、前記フィルタ配線層と前記他の配線層とで挟まれた位置に形成された絶縁層の厚さ寸法は、前記フィルタ配線層に形成された配線の幅寸法の７５％以下であり、かつ、前記他の配線層の厚さ寸法よりも大きい構成とすることができる。このような構成とすることで、従来技術のような仕切りグランドは必要なく、配線パターンの設計自由度が増すという効果があり、より望ましい。【００１６】
本発明の第２のフィルタは、基材と、前記基材に搭載されているフィルタ素子とを備えたフィルタであって、前記基材は、配線が形成され、前記フィルタ素子が接続されるフィルタ配線層を含む複数の配線層と、前記複数の配線層に挟まれた位置に形成された絶縁層と、前記フィルタ配線層の下方の他の配線層の少なくとも一部に形成されたグランド部とを備え、前記フィルタ配線層と前記他の配線層とで挟まれた位置に形成された絶縁層の厚さ寸法は、前記フィルタ配線層における最近接した配線間の距離よりも小さく、かつ、前記他の配線層の厚さ寸法よりも大きいものである。このような構成とすることで、近接した配線間に仕切りグランドパターンを配置できない場合には、最表層絶縁層の厚さをその配線間距離よりも薄くし、前記他の配線層のグランドパターンを近接配置させることで、それぞれの配線からの電磁界放射をグランドパターンに向けることで、配線間の不要な電磁結合を抑制することができる。なお、最表層絶縁層とは、フィルタを搭載する絶縁層である。【００１７】
本発明のフィルタにおいて、前記グランド部は、前記フィルタ配線層に形成された配線のうち、最近接部を含む２つの配線の直下の領域の少なくとも一部に配置されている構成とすることができる。このような構成とすることで、フィルタ配線層の配線から放射された電磁界を直下のグランドパターンに誘導することができ、周辺部への電磁界放射を抑制することができる。【００１８】
本発明のフィルタにおいて、前記グランド部は、前記他の配線層における、前記フィルタ素子の直下の領域の少なくとも一部に配置されている構成とすることができる。このような構成とすることで、不要な電磁結合を抑圧することができる。【００１９】
本発明のフィルタにおいて、前記グランド部は、前記他の配線層における、前記フィルタ配線層に形成された配線のうち、前記フィルタ素子のグランド端子に接続される配線の直下の領域の少なくとも一部に配置されている構成とすることができる。このような構成とすることで、不要な電磁結合を抑圧することができる。【００２０】
本発明のフィルタにおいて、前記基材は、セラミクス材料により形成されている構成とすることができる。このような構成とすることで、フィルタ素子５を気密封止することが容易になる。さらには、一般にはセラミクス材料は誘電正接が小さく、高周波フィルタおよび分波器の損失を小さく維持することができる。よって、低損失で高抑圧の高周波フィルタおよび分波器を実現することができる。【００２１】
本発明のフィルタにおいて、前記基材は、樹脂材料により形成されている構成とすることができる。このような構成とすることで、基材に複数のフィルタ素子を搭載する場合に、基材のサイズが大きくなったとしても、樹脂製のプリント基板を用いることでフィルタのコストを低減させることができる。【００２２】
本発明のフィルタにおいて、前記基材における少なくとも最表層絶縁層が、樹脂材料で形成され、前記基材における他の少なくとも一部の絶縁層が、セラミクス材料で形成されている構成とすることができる。このように、一般的にセラミクスよりも薄層化が容易な樹脂で最表層絶縁層を形成することで、薄い最表層絶縁層を容易に作製することができる。また、樹脂よりも誘電正接が小さいという特徴があるセラミクスで最表層絶縁層以外の絶縁層を作製することにより、誘電正接が小さい絶縁層を作製することができる。よって、両材料の長所を有効活用できる。【００２３】
本発明のフィルタにおいて、前記フィルタ素子は、弾性波フィルタで構成することができる。このような構成とすることで、低損失で小型の高周波フィルタおよび分波器を実現できる。【００２４】
本発明のフィルタにおいて、前記フィルタ素子は、前記基材にフェースダウンボンディングによって搭載されている構成とすることができる。【００２５】
本発明のフィルタにおいて、前記グランド部は、前記基材の接地用フットパターンと複数の層間配線で接続されている構成とすることができる。このような構成とすることにより、前記他の配線層に配置されたグランドパターンの電位が真のグランドに近づくため、フィルタ配線層の配線から放射される電磁界がよりグランドパターンに向かい、配線間の不要な電磁結合を抑制できる。【００２６】
（実施の形態）
〔１．フィルタ及び分波器の構成〕
本発明は、不要な電磁結合を発生させる配線パターンに、従来よりもグランドパターンを近づけて配置させたことを、主な構成上の特徴とする。【００２７】
図１Ａは、実施の形態におけるフィルタの構成を示す平面図である。図１Ｂは、図１ＡにおけるＺ−Ｚ部の断面である。本実施の形態のフィルタは、基材１、配線２、グランドパターン３、ボンディングパッド部４、およびフィルタ素子５を備えている。なお、グランドパターン３は、本発明のグランド部の一例である。【００２８】
基材１は、第１絶縁層１１、第２絶縁層１２、第３絶縁層１３を備えている。第１絶縁層１１におけるフィルタ搭載面には、第１配線層１４が形成されている。なお、本実施の形態における第１配線層１４は、本発明のフィルタ配線層の一例である。第２絶縁層１２における第１絶縁層１１側の面には、第２配線層１５が形成されている。また、第２配線層１５の少なくとも一部には、グランドパターン３が配されている。第３絶縁層１３における第２絶縁層１２側の面には、第３配線層１６が形成されている。また、第３絶縁層１３における第３配線層１６が形成された面の裏面には、第４配線層１７が形成されている。【００２９】
配線２は、基材１の第１配線層１４から第４配線層１７に至るまで貫通形成されたスルーホールに配され、基材１の表裏を電気的に導通させている。配線２の一方の端部（第１配線層１４側の端部）には、ボンディングパッド部４が電気的に接続して配されている。ボンディングパッド部４には、フィルタ素子５が電気的に接続して配されている。【００３０】
図１Ａ及び図１Ｂに示すフィルタは、フィルタ搭載面に配置された第１配線層１４における配線間の不要な電磁結合を抑制するため、その第１配線層１４の配線の直下にグランドパターン３を配置し、かつ、第１配線層１４とその１つ下の第２配線層１５とで挟まれた第１絶縁層１１（最表層絶縁層）の厚さＤ２を、配線２の配線幅Ｄ１よりも薄くした構成である。【００３１】
このような構成とすることで、従来構成のように同一配線層内に仕切りグランドパターンを配置する構成に比べて、第１配線層１４における配線とグランドパターン３との距離を短くすることができる。なぜなら、同一配線層内では、配線幅と同等以下にはグランドパターンを近づけられないからである。すなわち、本実施の形態では、従来技術のように同一平面内に配線とグランドパターンとを配するのではなく、第１配線層１４の下方にグランドパターン３を配することによって（つまり、配線とグランドパターンとを異なる平面内に配置する）、第１配線層１４の配線とグランドパターン３との距離を近づけることができる構成である。【００３２】
なお、第１絶縁層１１の厚さＤ２の下限については、第１配線層１４と第２配線層１５との間の電気的絶縁を保つため、第２配線層１５の厚さよりも大きくする必要がある。【００３３】
また、本発明では最表層絶縁層（第１絶縁層１１）を薄型化するため、このような基材１を用いて作製された高周波フィルタおよび分波器は、従来よりも薄型化できるという特徴がある。【００３４】
（実施例）
本発明のフィルタの実施例について、２つのフィルタ素子を低温同時焼成セラミクス（Low Temperature Co-fired Ceramic：ＬＴＣＣ）基材に搭載して構成した分波器を用いて説明する。なお、この分波器は、第３世代携帯電話Ｗ−ＣＤＭＡ方式のＢａｎｄ１（送信帯域：１９２０〜１９８０ＭＨｚ、受信帯域：２１１０〜２１７０ＭＨｚ）用の分波器である。【００３５】
図２Ａ〜図２Ｄは、作製した分波器の基材の各層の構成を示す。図３は、分波器の基材の断面図を示す。図２Ａに示すように、フィルタ素子５を搭載する第１配線層１４には、配線パターン１４ａが形成されている。配線パターン１４ａは、アンテナ端子１４ｂ、受信端子１４ｃ、受信フィルタのグランド端子１４ｄ、送信端子１４ｅ、送信フィルタのグランド端子１４ｆを備えている。図２Ｂに示すように、第２配線層１５には、不要な電磁結合を抑制するためのグランドパターン１５ａが配置されている。このグランドパターン１５ａは、図１Ａ及び図１Ｂに示すグランドパターン３に対応するものである。グランドパターン１５ａは、第２配線層１５と図２Ｃに示す第３配線層１６とを介して、複数の層間ビアで、図２Ｄに示す第４配線層１７におけるフットパターンのグランド１７ｄと電気的に接続されている。【００３６】
なお、絶縁層の厚さに関しては、最表層絶縁層（第１絶縁層１１）を２５μｍとした。また、比較のために最表層絶縁層厚さを１００μｍとした基材も作製した。第２絶縁層１２、第３絶縁層１３、第４絶縁層１４の厚さは、それぞれ１００μｍとした。また、絶縁層としては、（表１）に示すものを適宜用いることができる。【００３７】
【表１】
0005583977.tif 000002
【００３８】
図４は、フィルタ素子５、第１配線層１４の配線パターン１４ａ、第２配線層１５のグランドパターン１５ａの互いの位置関係を示す。また、図４は、基材１をその主平面の法線方向に見た時の各層の位置関係を示している。図４に示すように、受信フィルタ４１は、その直下のほぼ全面の第２導体層１５にグランドパターン１５ａが配置されている。送信フィルタ４２は、送信端子１４ｅに接続される信号線の直下には、第２導体層１５のグランドパターン１５ａは配置されておらず、それ以外のグランド端子（受信フィルタ４１のグランド端子１４ｄ）に接続される配線の直下を含む領域には、グランドパターン１５ａが配置されている。なお、配線パターンの線幅は１００μｍで形成してあり、設計ルールとしては、ライン／スペース＝１００／１００μｍである。【００３９】
図５は、分波器の回路構成を示す。受信フィルタ４１及び送信フィルタ４２は、ＦＢＡＲフィルタを梯子状に接続したラダー型フィルタで構成されている。【００４０】
図６は、本実施の形態の分波器を備えた通信モジュールの構成を示す。通信モジュールは、分波器５１とローノイズアンプ（ＬＮＡ）５２とパワーアンプ（ＰＡ）５３とを備えている。分波器５１は、本実施の形態の分波器で構成されている。【００４１】
図７は、本実施の形態の分波器の実装構成を示す。図７に示すように分波器は、基材６１上に位相整合回路６２と受信用ＳＡＷフィルタ６３と送信用ＳＡＷフィルタ６４とを備えている。位相整合回路６２は、アンテナポート６２ａに接続されているとともに、第１配線層１４（図１Ｂ参照）に形成された配線６５を介して受信用ＳＡＷフィルタ６３及び送信用ＳＡＷフィルタ６４に接続されている。受信用ＳＡＷフィルタ６３は、第１配線層１４に形成された配線６５を介して受信ポート６３ａに接続されている。送信用ＳＡＷフィルタ６４は、第１配線層１４に形成された配線６５を介して送信ポート６４ａに接続されている。図７に示す分波器は、３種類の異なるインピーダンス（アンテナポート６２ａ、受信用ＳＡＷフィルタ６３、送信用ＳＡＷフィルタ６４のインピーダンス）を有し、このような構成の場合、各インピーダンスに対応したグランドを配する必要がある。第１のグランドパターン６６は、第２配線層１５（図１Ｂ参照）に形成され、送信ポート６４ａが接続されている。第２のグランドパターン６７は、第３配線層１６（図１Ｂ参照）に形成され、アンテナポート６２ａが接続されている。第３のグランドパターン６８は、第４配線層１７（図１Ｂ参照）に形成され、受信ポート６３ａが接続されている。【００４２】
図８は、図５に示す分波器における送受信特性を示す。図９は、図５に示す分波器における受信フィルタ４１−送信フィルタ４２間のアイソレーションを示す。図８及び図９に示す特性は、図５に示す分波器を用いて電気的特性を測定した結果である。測定に使用した分波器は、フィルタの最表層絶縁層（第１絶縁層１１）の厚さを配線パターン幅と同等である１００μｍにしたものと、フィルタの最表層絶縁層（第１絶縁層１１）の厚さを２５μｍにしたものとを作製した。それぞれの分波器について評価した結果、図８における実線特性に示すように最表層絶縁層の厚さを２５μｍにした方が、広い周波数帯域にわたって抑圧度を改善できることがわかった。また、図９における実線特性に示すように、特に送信帯域のアイソレーションを１２ｄＢ低下させることができ、大幅にアイソレーションが改善できることがわかった。【００４３】
なお、従来技術のように、配線層と同一層内に仕切りグランドパターンを配置したフィルタの場合、その抑圧度およびアイソレーションは、配線パターンとグランドパターンの距離が１００μｍまでに限定されるため、図８及び図９における破線に示す特性と同等である（絶縁層の厚さを１００μｍにした時の特性）。【００４４】
図１０は、最表層絶縁層の厚さに対する送信帯域アイソレーションの変化を示す。また、図１０は、第１配線層１４の配線パターン間に１００μｍのギャップを設けて仕切りグランドパターンを配置したときの分波器の特性を、電磁界シミュレーションにより計算した結果である。なお、最表層絶縁層（第１絶縁層１１）の厚さも変化させた。図１０の横軸は、配線パターン幅に対する最表層絶縁層の厚さの比である。図１０に示すように、配線パターン幅に対する最表層絶縁層の厚さの比を０．７５以下にすることで、仕切りグランドパターンの効果がなくなり、第２配線層１５に形成されたグランドパターン３の効果だけでアイソレーションが決定されていることがわかった。つまり、配線パターン幅に対する最表層絶縁層の厚さの比が０．７５以下であれば、仕切りグランドは必要なく、配線パターンの設計自由度が増すという効果が得られることがわかった。【００４５】
〔２．通信装置の構成〕
図１１は、本実施の形態のフィルタまたは分波器を備えた通信装置の一例として、携帯電話端末のＲＦブロックを示す。また、図１１に示す構成は、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）通信方式及びＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Divition Multiple Access）通信方式に対応した携帯電話端末の構成を示す。また、本実施の形態におけるＧＳＭ通信方式は、８５０ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯、１．８ＧＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯に対応している。また、携帯電話端末は、図１１に示す構成以外にマイクロホン、スピーカー、液晶ディスプレイなどを備えているが、本実施の形態における説明では不要であるため図示を省略した。ここで、受信フィルタ７３ａ，７７，７８，７９，８０、および送信フィルタ７３ｂには、本実施の形態におけるフィルタが含まれている。また、デュープレクサ７３は、本実施の形態における分波器で構成することができる。【００４６】
まず、アンテナ７１を介して入力される受信信号は、その通信方式がＷ−ＣＤＭＡかＧＳＭかによってアンテナスイッチ回路７２で、動作の対象とするＬＳＩを選択する。入力される受信信号がＷ−ＣＤＭＡ通信方式に対応している場合は、受信信号をデュープレクサ７３に出力するように切り換える。デュープレクサ７３に入力される受信信号は、受信フィルタ７３ａで所定の周波数帯域に制限されて、バランス型の受信信号がＬＮＡ７４に出力される。ＬＮＡ７４は、入力される受信信号を増幅し、ＬＳＩ７６に出力する。ＬＳＩ７６では、入力される受信信号に基づいて音声信号への復調処理を行ったり、携帯電話端末内の各部を動作制御する。【００４７】
一方、信号を送信する場合は、ＬＳＩ７６は送信信号を生成する。生成された送信信号は、パワーアンプ７５で増幅されて送信フィルタ７３ｂに入力される。送信フィルタ７３ｂは、入力される送信信号のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させる。送信フィルタ７３ｂから出力される送信信号は、アンテナスイッチ回路７２を介してアンテナ７１から外部に出力される。【００４８】
また、入力される受信信号がＧＳＭ通信方式に対応した信号である場合は、アンテナスイッチ回路７２は、周波数帯域に応じて受信フィルタ７７〜８０のうちいずれか一つを選択し、受信信号を出力する。受信フィルタ７７〜８０のうちいずれか一つで帯域制限された受信信号は、ＬＳＩ８３に入力される。ＬＳＩ８３は、入力される受信信号に基づいて音声信号への復調処理を行ったり、携帯電話端末内の各部を動作制御する。一方、信号を送信する場合は、ＬＳＩ８３は送信信号を生成する。生成された送信信号は、パワーアンプ８１または８２で増幅されて、アンテナスイッチ回路７２を介してアンテナ７１から外部に出力される。【００４９】
以上のように本実施の形態のフィルタまたは分波器を通信装置に備えることで、不要な電磁結合を抑圧することができるとともに、受信−送信間のアイソレーションを向上させることができる。したがって、通信品質を向上させることができる。また、本実施の形態では、最表層絶縁層（第１絶縁層１１）を薄型化するため、通信装置の薄型化に貢献することができる。【００５０】
〔３．実施の形態の効果、他〕
本実施の形態のように、最表層絶縁層（第１絶縁層１１）の厚さＤ２を配線パターン幅Ｄ１よりも薄くし、かつ、その１つ下の配線層にグランドパターン３を配置することで、不要な電磁結合を抑圧することができるとともに、受信−送信間のアイソレーションを大幅に改善することができる。【００５１】
また、本実施の形態では、最表層絶縁層（第１絶縁層１１）を薄型化するため、フィルタおよび分波器を小型化及び薄型化することができる。このようなフィルタまたは分波器を通信モジュールまたは通信装置に搭載することで、通信モジュールまたは通信装置を小型化及び薄型化することができる。【００５２】
また、本発明者らが行なった実験結果を基にすると、図１０に示すように、最表層絶縁層（第１絶縁層１１）の厚さＤ２を、配線２の配線幅Ｄ１の７５％以下にすることにより、従来技術のような仕切りグランドパターンは必要なく、配線パターンの設計自由度が増すという効果があり、より望ましい。【００５３】
また、最表層絶縁層（第１絶縁層１１）の厚みＤ２を、近接して配置された配線間の距離よりも薄くすることでも効果が得られる。なぜなら、近接した配線間に仕切りグランドパターンを配置できない場合には、最表層絶縁層（第１絶縁層１１）の厚さＤ２をその配線間距離よりも薄くし、第２配線層１５のグランドパターン３を近接配置させることで、それぞれの配線からの電磁界放射をグランドパターン３に向けることで配線間の不要な電磁結合を抑制できるからである。【００５４】
また、第２配線層１５に配置したグランドパターン３は、第１配線層１４の配線の直下に配置することが望ましい。このような構成とすることで、第１配線層１４の配線から放射された電磁界を直下のグランドパターン３に誘導することができ、周辺部への電磁界放射を抑制することができる。【００５５】
また、第２配線層１５に配置したグランドパターン３は、第１配線層１４において最近接部を有する配線の直下に配置することが望ましい。このような構成とすることで、不要な電磁結合が最も顕著である最近接部において、それぞれの配線からの電磁界放射を直下のグランドパターン３に誘導することができ、配線間の電磁結合を抑制することができる。【００５６】
また、第２配線層１５に配置したグランドパターン３は、フィルタ素子５の直下に配置することが望ましい。なぜなら、図１Ａにも示したように、フィルタ素子５の直下の第１配線層１４にはフィルタ素子５をボンディングするための複数のパッド４がある。このボンディングパッド４は、互いに近接配置されるために、不要な電磁結合の要因となるからである。よって、グランドパターン３をフィルタ素子５の直下に配置することで、不要な電磁結合を抑圧することができる。【００５７】
また、第２配線層１５に配置したグランドパターン３は、第１配線層１４でフィルタ素子５のグランド端子に接続される配線の直下に配置することも望ましい。なぜなら、フィルタ素子５の信号端子に接続される配線の直下に近接してグランドパターン３を配置すると、配線の特性インピーダンスが変化し、フィルタ通過特性を劣化させてしまう。これに対して、グランド端子に接続される配線の直下にグランドパターン３を配置する構成であれば、インピーダンス変化によるフィルタ特性劣化は無視できるほど小さく、不要な電磁結合抑圧の効果だけが得られる。【００５８】
また、フィルタを搭載する材料はセラミクスとすることが望ましい。このような構成とすることで、フィルタ素子５を気密封止することが容易になる。さらには、一般にはセラミクス材料は誘電正接が小さく、高周波フィルタおよび分波器の損失を小さく維持することができる。よって、低損失で高抑圧の高周波フィルタおよび分波器を実現することができる。【００５９】
また、複数のフィルタ素子５を基材１に搭載する場合は、基材１の材料を樹脂としてもよい。このような構成とすることで、基材１に複数のフィルタ素子５を搭載する場合に、基材１のサイズが大きくなったとしても、樹脂製のプリント基板を用いることでフィルタのコストを低減させることができる。【００６０】
また、フィルタ素子５を搭載する基材１は、最表層絶縁層（第１絶縁層１１）を樹脂材料で形成し、その他の絶縁層はセラミクスで形成することもできる。このように、一般的にセラミクスよりも薄層化が容易な樹脂で最表層絶縁層を形成することで、薄い最表層絶縁層を容易に作製することができる。また、樹脂よりも誘電正接が小さいという特徴があるセラミクスで最表層絶縁層以外の絶縁層を作製することにより、誘電正接が小さい絶縁層を作製することができる。よって、両材料の長所を有効活用できる。【００６１】
また、フィルタ素子５は、弾性表面波フィルタ（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷフィルタ）や、圧電薄膜共振器フィルタ（Film Bulk Acoustic Resonator：ＦＢＡＲフィルタ）で構成することができる。このような構成とすることで、低損失で小型の高周波フィルタおよび分波器を実現できる。【００６２】
また、フィルタ素子５は、フェースダウンボンディングによって基材１に搭載されていることが望ましい。【００６３】
また、第２配線層１５に配置されたグランドパターン３は、接地用フットパターンと複数の層間配線で接続されていることが望ましい。なぜなら、第２配線層１５に配置されたグランドパターン３の電位が真のグランドに近づくため、第１配線層１４の配線から放射される電磁界がよりグランドパターン３に向かい、配線間の不要な電磁結合を抑制できるからである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明のフィルタ、分波器、通信モジュール、および通信装置は、所定周波数の信号を受信または送信することができる機器に有用である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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