(57)【要約】  【課題】  電気的な特性に優れたＳＡＷフィルタおよび分波器を提供する。  【解決手段】  圧電基板４０と、圧電基板４０上に配置された第１のＩＤＴ電極１を有する弾性表面波素子１０と、第１のＩＤＴ電極１と電気的に接続された第１の信号配線３１と、第１の信号配線３１と絶縁部材４１を介して交差する第１の交差部を有し、且つ弾性表面波素子１０を囲うようにして形成された環状の基準電位配線９と、を備えたＳＡＷフィルタとする。
2010150882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に位置している第１のＩＤＴ電極を有する弾性表面波素子と、
前記第１のＩＤＴ電極と電気的に接続された第１の信号配線と、
前記第１の信号配線と第１の絶縁部材を介して交差する第１の交差部を有し、且つ前記弾性表面波素子を囲っている環状の基準電位配線と、
を備える弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
第２の信号配線をさらに備え、
前記弾性表面波素子は、該弾性表面波素子の弾性表面波伝搬方向に沿うように前記第１のＩＤＴ電極と並んで位置し、前記第２の信号配線と電気的に接続された第２のＩＤＴ電極をさらに有し、
前記基準電位配線は、前記第２の信号配線と第２の絶縁部材を介して交差する第２の交差部をさらに有し、
前記第１のＩＤＴ電極は、前記第１の信号配線と接続された第１の信号用バスバー導体および前記基準電位配線と電気的に接続された第１の基準電位用バスバー導体を有し、
前記第２のＩＤＴ電極は、前記第２の信号配線と接続された第２の信号用バスバー導体および前記基準電位配線と電気的に接続された第２の基準電位用バスバー導体を有する請求項１に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項３】
第３の信号配線をさらに備え、
前記弾性表面波素子は、前記弾性表面波伝搬方向に沿って位置し、前記第３の信号配線と電気的に接続された第３のＩＤＴ電極をさらに有し、
前記基準電位配線は、前記第３の信号配線と第３の絶縁部材を介して交差する第３の交差部をさらに有し、
前記第３のＩＤＴ電極は、前記第３の信号配線と接続された第３の信号用バスバー導体および前記基準電位配線と電気的に接続された第３の基準電位用バスバー導体を有し、
前記第１のＩＤＴ電極は、前記第２のＩＤＴ電極と前記第３のＩＤＴ電極との間に配置され、
前記弾性表面波伝搬方向に沿って、前記基準電位配線の環内を第１の領域と第２の領域とに２分割したときに、
前記第１の信号用バスバー導体、前記第２の基準電位用バスバー導体および前記第３の基準電位用バスバー導体は、前記第１の領域に位置し、
前記第１の基準電位用バスバー導体、前記第２の信号用バスバー導体および前記第３の信号用バスバー導体は、前記第２の領域に位置している、請求項２に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項４】
前記弾性表面波素子は第１の反射器電極および第２の反射器電極をさらに有し、前記第１および第２の反射器電極は両者間に前記第１、第２および第３のＩＤＴ電極を前記弾性表面波伝搬方向に沿うように挟んでおり、
前記基準電位配線は、その環状の一部が前記第１および第２の反射器電極のうち少なくとも一方によって構成されている請求項３に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項５】
前記第１の信号配線と電気的に接続された不平衡信号端子と、
前記第２の信号配線と電気的に接続された第１の平衡信号端子と、
前記第３の信号配線と電気的に接続された第２の平衡信号端子と、をさらに備える請求項３に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項６】
前記第２の信号配線と前記第３の信号配線との間に位置し、且つ前記基準電位配線と接続された分岐配線をさらに備える請求項５に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項７】
前記第１のＩＤＴ電極は、前記第１の基準電位用バスバー導体に接続された複数の電極指をさらに有し、前記複数の電極指のうち前記第２のＩＤＴ電極側の端部に位置している電極指が、前記第２の基準電位用バスバー導体に接続されている請求項２に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項８】
前記第１のＩＤＴ電極は、前記第１の信号配線と接続された第１の信号用バスバー導体を有し、
前記第１の絶縁部材の一部が前記第１の信号用バスバー導体に積層されている請求項１に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項９】
圧電基板と、
前記圧電基板上に位置し、且つ第１の信号用バスバー導体および第１の基準電位用バスバー導体を有する第１のＩＤＴ電極と、前記圧電基板上に前記第１のＩＤＴ電極と並んで位置し、且つ第２の信号用バスバー導体および第２の基準電位用バスバー導体を有する第２のＩＤＴ電極と、を有する弾性表面波素子と、
前記第１の信号用バスバー導体と電気的に接続された第１の信号配線と、
前記第２の信号用バスバー導体と電気的に接続された第２の信号配線と、
前記第１および第２の基準電位用バスバー導体のそれぞれと接続され、且つ前記弾性表面波素子を囲っている環状の基準電位配線と、を備える弾性表面波フィルタ。
【請求項１０】
前記基準電位配線は、単一材料からなる請求項１乃至９のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項１１】
送信用フィルタおよび受信用フィルタを備えた分波器であって、
前記送信用フィルタおよび受信用フィルタのうち少なくとも一方が、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタを有する分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信機器等に使用される弾性表面波フィルタおよび分波器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機などの通信端末の高周波回路には弾性表面波（Surface Acoustic Wave：以下「ＳＡＷ」と略して表記することがある。）を利用したＳＡＷフィルタが使用されている。ＳＡＷフィルタは、送信用フィルタ、受信用フィルタ、分波器などに用いられる。【０００３】
近年、ＳＡＷフィルタには、減衰量の拡大、平衡−不平衡変換機能の付加などが求められることがあり、その回路構成が複雑化する傾向にある。このような複雑な回路を実現するために、異なる電位の配線同士を立体的に交差させるようにして配線の引き回しを行う技術が知られている（例えば、特許文献１の図９を参照）。【０００４】
このような立体配線構造を採用することにより、複数のグランド用の配線を共通のグランド端子に接続することができるため、複雑な回路構成からなるＳＡＷフィルタであっても、その全体構造を小型にすることができる。【０００５】
しかしながら、上述した従来のＳＡＷフィルタの場合、ＳＡＷ素子が外部の不要な電磁波の影響を受け易く、電気的特性の劣化が起こりやすかった。またグランド配線によるインダクタ成分が大きくなりやすく、これも電気的特性の劣化を招く要因となっていた。【０００６】
本発明は、上記課題を解決するべく発明されたものであり、電気的な特性に優れたＳＡＷフィルタおよび分波器を提供するものである。【０００７】
特許文献１：特開２００７−１４２４９１号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明の一態様におけるＳＡＷフィルタは、圧電基板と、前記圧電基板上に位置している第１のＩＤＴ電極を有する弾性表面波素子と、前記第１のＩＤＴ電極と電気的に接続された第１の信号配線と、前記第１の信号配線と第１の絶縁部材を介して交差する第１の交差部を有し、且つ前記弾性表面波素子を囲っている環状の基準電位配線と、を備えるものである。
【０００９】
また本発明の別の態様におけるＳＡＷフィルタは、圧電基板と、前記圧電基板上に配置され、且つ第１の信号用バスバー導体および第１の基準電位用バスバー導体を有する第１のＩＤＴ電極と、前記圧電基板上に前記第１のＩＤＴ電極と並んで位置し、且つ第２の信号用バスバー導体および第２の基準電位用バスバー導体を有する第２のＩＤＴ電極と、を有する弾性表面波素子と、前記第１の信号用バスバー導体と電気的に接続された第１の信号配線と、前記第２の信号用バスバー導体と電気的に接続された第２の信号配線と、前記第１、第２の基準電位用バスバー導体のそれぞれと接続され、且つ前記弾性表面波素子を囲むようにして形成された環状の基準電位配線と、を備えるものである。
【００１０】
また本発明の一態様における分波器は、送信用フィルタおよび受信用フィルタを備えた分波器であって、前記送信用フィルタおよび受信用フィルタのうち少なくとも一方が、上述した弾性表面波フィルタからなるものである。
【００１１】
上記のＳＡＷフィルタによれば、基準電位配線が弾性表面波素子を囲うようにして環状に形成されていることから、弾性表面波素子が外部の不要な電磁波の影響を受けにくくなる。また、基準電位配線のインダクタ成分を小さくすることができる。そのため電気的な特性に優れたＳＡＷフィルタとすることができる。
【００１２】
またこのようなＳＡＷフィルタを分波器に適用すれば、電気的な特性に優れた分波器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるＳＡＷフィルタの平面図である。
【図２】図１に示すＳＡＷフィルタの要部拡大図である。
【図３】比較例のＳＡＷフィルタを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は等価回路図である。
【図４】図１に示すＳＡＷフィルタの効果を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は等価回路図である。
【図５】比較例のＳＡＷフィルタを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は等価回路図である。
【図６】図１に示すＳＡＷフィルタの効果を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は等価回路図である。
【図７】第２の実施形態にかかるＳＡＷフィルタの平面図である。
【図８】第３の実施形態にかかるＳＡＷフィルタの平面図である。
【図９】第４の実施形態にかかるＳＡＷフィルタの平面図である。
【図１０】第５の実施形態にかかるＳＡＷフィルタの平面図である。
【図１１】図１０に示すＳＡＷフィルタの効果を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は等価回路図である。
【図１２】本発明の実施形態にかかる分波器の平面図である。
【図１３】比較例１の分波器を示す平面図である。
【図１４】実施例１および比較例１の分波器のコモンモードアイソレーション特性を示す図である。
【図１５】実施例２および比較例２の分波器のコモンモードアイソレーション特性を示す図である。
【図１６】図１に示すＳＡＷフィルタの変形例の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明にかかるＳＡＷフィルタおよび分波器の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各パターンの大きさやパターン間の距離等は、模式的に図示したものであり、これらに限定されるものではない。
【００１５】
＜弾性表面波フィルタ＞
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態にかかるＳＡＷフィルタ１００の平面図である。本実施形態のＳＡＷフィルタ１００は、平衡−不平衡変換機能を有するＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）のＢａｎｄ１（送信帯域：１９２０〜１９８０ＭＨｚ、受信帯域：２１１０〜２１７０ＭＨｚ）の受信帯域フィルタとして用いられるものである。
【００１６】
図１に示すように、第１の実施形態にかかるＳＡＷフィルタ１００は、圧電基板４０と、圧電基板上に配置されたＳＡＷ素子１０と、ＳＡＷ素子１０を囲うようにして形成された環状の基準電位配線９と、ＳＡＷ共振子１１，１２，１３と、を有している。
【００１７】
圧電基板４０は、例えば、３６°±３°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム単結晶、４２°±３°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム単結晶、６４°±３°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム単結晶、４１°±３°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム単結晶、４５°±３°ＸカットＺ伝搬四ホウ酸リチウム単結晶からなる。これらの単結晶は、電気機械結合係数が大きく、かつ、ＳＡＷの伝搬損失が小さいため、圧電基板４０として好ましい。またこれらの単結晶のうち、酸素欠陥やＦｅ等の固溶により焦電性を著しく減少させた圧電基板４０を用いてＳＡＷフィルタを形成した場合には、信頼性に優れたものとなる。圧電基板４０の厚みは、例えば、０．１〜０．５ｍｍであり、形状は直方体状である。
【００１８】
圧電基板４０の主面には、ＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電極、信号配線、基準電位配線、端子などが設けられている。これらＩＤＴ電極などは、Ａｌなどの金属膜をパターニングすることにより形成されている。
【００１９】
圧電基板４０の主面に配置された５個のＩＤＴ電極１〜５と２個の反射器電極６，７によりＳＡＷ素子１０が形成されている。ＩＤＴ電極１〜５はＳＡＷの伝搬方向（紙面の上下方向）に沿って並んで配置されており、その両側に反射器電極６，７が配置されている。ＳＡＷ素子１０は、縦結合共振子型のＳＡＷフィルタ素子である。
【００２０】
５個のＩＤＴ電極１〜５のうち、ＩＤＴ１，４，５は不平衡信号端子２１と電気的に接続されている。一方、ＩＤＴ電極のうち、ＩＤＴ電極２は第１の平衡信号端子２２と電気的に接続され、ＩＤＴ電極３は第２の平衡信号端子２３と電気的に接続されている。本実施形態では、不平衡信号端子２１から信号を入力した場合、第１の平衡信号端子２２から出力される信号の位相が、第２の平衡信号端子２３から出力される信号の位相と１８０°異なるようにＩＤＴ電極１〜５が形成されている。すなわち、ＳＡＷ素子１０は平衡−不平衡変換機能を有している。なお、第１、第２の平衡信号端子２２，２３を入力用端子、不平衡信号端子２１を出力用端子としてもよい。
【００２１】
図２はＳＡＷ素子１０とその周辺の配線を含めた部分の拡大平面図である。同図に示すように、各ＩＤＴ電極１〜５は、ＳＡＷの伝搬方向と直交する方向に伸びる複数本の電極指を有し、これら複数の電極指がバスバー導体に接続されている。ここでＩＤＴ電極１，２，３，４，５の電極指本数は、例えば、３７本、４２本、５７本、４２本、３７本である。反射器電極６，７の電極指本数は、例えば、１００本である。また、ＩＤＴ電極１〜５の交差幅は、例えば、８０μｍであり、電極膜厚は、例えば、１６００Åである。
【００２２】
ＩＤＴ電極の電極指と接続されるバスバー導体は２種類あり、一方が信号用バスバー導体（１ｓ〜５ｓ）であり、もう一方が基準電位用バスバー導体（１ｇ〜５ｇ）である。
【００２３】
このようなＩＤＴ電極１〜５および反射器電極６，７を含むＳＡＷ素子１０を囲うようにして環状の基準電位配線９が圧電基板４０上に形成されている。ここでいう「環状」とは、円形状のものだけでなく、図１などに示されるように角部を有する多角形状のものを含む。基準電位配線９は、図１に示すようにグランド端子２４と接続されており、ＳＡＷフィルタ１００の使用時にグランド電位に保持されるようになっている。基準電位配線９に接続されるグランド端子は図１に示すように１個でもよいし、複数個でもよい。なおグランド電位は必ずしもゼロボルト（０Ｖ）とは限らない。
【００２４】
ここでＩＤＴ電極１に着目すると、ＩＤＴ電極１の信号用バスバー導体１ｓは、信号配線３１と接続されている。一方、ＩＤＴ電極１の基準電位バスバー導体１ｇは、基準電位配線９に接続されている。
【００２５】
信号用バスバー導体１ｓと接続される信号配線３１は、ＳｉＯ２などからなる第１の絶縁部材４１ａ（以下、第１〜第５の絶縁部材を区別せずに単に絶縁部材４１ということがある）を介して環状の基準電位配線９と立体的に交差している。本実施形態では、第１の絶縁部材４１ａの下に信号配線３１が配置され、第１の絶縁部材４１ａの上に基準電位配線９が配置されている。図２では第１の絶縁部材４１ａの下を通る信号配線３１を破線で示している。すなわち、信号配線３１の破線で示した部分と基準電位配線９との交差する部分が交差部４３となっている。なお、信号配線３１と基準電位配線９とは交差部４３における上下の位置関係が逆になっていてもよい。すなわち、交差部において第１の絶縁部材４１ａの下に基準電位配線９が配置され、第１の絶縁部材４１ａの上に信号配線３１が配置されるようにしてもよい。ただし、交差部における基準電位配線９と信号配線との上下の位置関係は、すべての交差部４３〜４７において同じにしておくことが好ましい。例えば、図２に示すように交差部４３において、第１の絶縁部材４１ａの下に信号配線３１が配置され、第１の絶縁部材４１ａの上に基準電位配線９が配置されている場合には、それ以外の交差部４４〜４７においても、絶縁部材の下に信号配線が配置され、絶縁部材４１の上に基準電位配線９が配置される位置関係としておくことが好ましい。これによって、基準電位配線９全体を単一材料で形成しやすくなり、生産効率がよい。また、基準電位配線９の途中に異種材料が入る場合に比べてフィルタの挿入損失を小さくすることができるといった利点もある。
【００２６】
図１，図２に示すようにＳＡＷ素子１０全体を囲うようにして基準電位配線９が形成されていることから、外部からの電磁的なノイズのＳＡＷ素子１０への影響が、基準電位配線９による電磁的なシールド効果によって低減される。その結果、電気的な特性が安定したＳＡＷフィルタとすることができる。またＳＡＷ素子１０に熱が伝わった場合でも、その熱が基準電位配線９によって効率よく放熱される構造となっていることから、熱によるフィルタ特性の変動を抑えることができる。さらに、放熱性が良くなることによってＳＡＷ素子１０の耐電力性が向上し、電極指の破損を抑制することができる。特に分波器の受信帯域フィルタとして使用されることが多い縦結合多重モード型弾性表面波フィルタは、耐電圧性が低く、電極指が破損しやすいという問題があるが、この縦結合多重モード型弾性表面波フィルタとして本実施形態のＳＡＷフィルタ１００を用いれば電極指の破損を抑制でき、電気的な特性の信頼性が高い分波器とすることができる。
【００２７】
次に、ＩＤＴ電極２に着目する。ＩＤＴ電極２の信号用バスバー導体２ｓは、信号配線３２と接続されている。この信号配線３２は、信号配線３１と同様に基準電位配線９と第２の絶縁部材４１ｂを介して立体的に交差している。すなわち基準電位配線９が信号配線３２と交差している部分が交差部４４である。一方、ＩＤＴ電極２の基準電位用バスバー導体２ｇは、基準電位配線９と接続されている。
【００２８】
ＩＤＴ電極１とＩＤＴ電極２の基準電位用バスバー導体１ｇ、２ｇはそれぞれＩＤＴ電極１およびＩＤＴ電極２を取り囲む環状の基準電位配線９に接続されているが、このような接続構造とすることで、グランド端子２４に至るまでの全体のインダクタを小さくすることができ、ＳＡＷフィルタ１００の減衰特性を改善することができる。
【００２９】
本実施形態にかかるＳＡＷフィルタ１００において、全体のインダクタを小さくできる原理を図３、図４を用いて説明する。図３はＩＤＴ電極の基準電位用バスバー導体が接続される基準電位配線が環状になっていない比較例としてのＳＡＷフィルタ１０１であり、（ａ）はＳＡＷフィルタ１０１の概略的な平面図、（ｂ）はＳＡＷフィルタ１０１の等価回路図である。一方、図４はＩＤＴ電極の基準電位用バスバー導体が接続される基準電位配線が環状になっているＳＡＷフィルタ１０２であり、（ａ）はＳＡＷフィルタ１０２の概略的な平面図、（ｂ）はＳＡＷフィルタ１０２の等価回路図である。なお、説明を分かり易くするために、図３、図４では、２個のＩＤＴ電極からなる不平衡−不平衡型のＳＡＷフィルタとしている。
【００３０】
図３に示すＳＡＷフィルタ１０１において、ＩＤＴ電極１，２のそれぞれから基準電配線９を経由してグランド端子２４に至るまでに、インダクタＬ１とインダクタＬ２とが存在する。ここでインダクタＬ１は、ＩＤＴ電極１の基準電位用バスバー導体１ｇからグランド端子２４に至るまでの基準電位配線９によるインダクタであり、インダクタＬ２は、ＩＤＴ電極２の基準電位用バスバー導体２ｇからグランド端子２４に至るまでの基準電位配線９によるインダクタである。
【００３１】
これに対し、図４に示すＳＡＷフィルタ１０２の場合は、インダクタＬ１’とインダクタＬ２’とが、前述のインダクタＬ１，Ｌ２に対し、それぞれ並列に加わることになる（図４（ｂ）参照）。ここでインダクタＬ１’は、ＩＤＴ電極１の基準電位用バスバー導体１ｇから左回りに基準電位配線９を伝ってグランド端子２４に至るまでの基準電位配線９によるインダクタであり、インダクタＬ２’は、ＩＤＴ電極２の基準電位用バスバー導体２ｇから右回りに基準電位配線９を伝ってグランド端子２４に至るまでの基準電位配線９によるインダクタである。基準電位配線９を環状としたことにより、これらのインダクタＬ１’，Ｌ２’が、もともと存在していたインダクタＬ１，Ｌ２に並列に加わることになるため、全体のインダクタは、ＳＡＷフィルタ１０１よりもＳＡＷフィルタ１０２の方が小さくなる。
【００３２】
このようにグランド端子２４までのインダクタが小さくなると、インダクタによって誘起される電圧が小さくなるため、基準電位配線９に発生する電流（以下、グランド電流ともいう）の逆流が小さくなる。このようにグランド電流の逆流が小さくなると、通過帯域外の減衰量を大きくすることができ、電気特性に優れたＳＡＷフィルタとなる。また、ＩＤＴ電極１とＩＤＴ電極２との間のインダクタも小さくなるため、このインダクタに基づいて発生する不要なグランド電流を抑制することができ、これによっても通過帯域外の減衰量を大きくすることができる。
【００３３】
なお、図では、信号配線３１，３２が逆方向（紙面の左方向と右方向）に引き出されている場合について説明したが、信号配線３１，３２が同一方向に引き出されていても同じ等価回路となるため、同じ効果を奏する。
【００３４】
図２に戻り、ＩＤＴ電極３に着目すると、ＩＤＴ電極３の信号用バスバー導体３ｓは、信号配線３３と接続されている。この信号配線３３は、基準電位配線９と第３の絶縁部材４１ｃを介して立体的に交差している。基準電位配線９が信号配線３３と交差している部分が交差部４５である。一方、ＩＤＴ電極３の基準電位用バスバー導体３ｇは、基準電位配線９と接続されている。
【００３５】
本実施形態において、ＩＤＴ電極１〜３と、それぞれのＩＤＴ電極のバスバー導体とは、所定の条件を満たすように配置されている。具体的には、まずＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３との間にＩＤＴ電極１が配置されている。すなわち、ＩＤＴ電極１〜３のうち、ＩＤＴ電極１が中央に配置され、その一方側にＩＤＴ電極２が、他方側にＩＤＴ電極３が配置されている。また、基準電位配線９の枠内をＳＡＷの伝搬方向に平行なＡ−Ａ線に沿って２分割したときに、一方の領域（第１の領域Ｔ１）にＩＤＴ電極１の信号用バスバー導体１ｓ、ＩＤＴ電極２の基準電用バスバー導体２ｇ、およびＩＤＴ電極３の基準電位用バスバー導体３ｇが位置し、他方の領域（第２の領域Ｔ２）にＩＤＴ電極１の基準電位用バスバー導体１ｇ、ＩＤＴ電極２の信号用バスバー導体２ｓおよびＩＤＴ電極３の信号用バスバー導体３ｓが位置するようにしてＩＤＴ電極１〜３が配置されている。
【００３６】
このような配置のもと、ＩＤＴ電極１〜３の基準電位用バスバー導体１ｇ、２ｇ、３ｇを環状の基準電位配線９に接続することによって、基準電位配線９に不要なグランド電流が発生するのを抑えて、帯域外減衰量を大幅に改善することができる。
【００３７】
グランド電流の発生を抑えることができる原理を、図５、図６を用いて説明する。図５はＩＤＴ電極の基準電位用バスバー導体が接続される基準電位配線が環状になっていない比較例としてのＳＡＷフィルタ１０３の概略的な平面図である。図６はＩＤＴ電極の基準電位用バスバー導体が接続される基準電位配線が環状になっているＳＡＷフィルタ１０４の概略的な平面図である。ＳＡＷフィルタ１０３とＳＡＷフィルタ１０４とでは、基準電位配線以外の条件は同じである。なお、説明を分かり易くするために、図５、図６では、３個のＩＤＴ電極からなる不平衡−不平衡型のＳＡＷフィルタとしている。
【００３８】
図５に示すＳＡＷフィルタ１０３の場合は、ＩＤＴ電極１の基準電位用バスバー導体１ｇから基準電位配線９に沿ってＩＤＴ電極２の基準電位用バスバー導体２ｇに至るまでの基準電位配線９の長さと、ＩＤＴ電極１の基準電位用バスバー導体１ｇから基準電位配線９に沿ってＩＤＴ電極３の基準電位用バスバー導体３ｇに至るまでの基準電位配線９の長さとでは、図に示したｄの分だけ違いが存在する。この場合には、ＳＡＷフィルタ１０３に信号が流れると、配線長の違いｄに基づくインダクタ成分が発生し、基準電位用バスバー導体１ｇから基準電位用バスバー導体２ｇを見たときの電位と、基準電位用バスバー導体１ｇから基準電位用バスバー導体３ｇを見たときの電位とに差が生じる。そして、この電位差に基づいて、基準電位配線９に不要なグランド電流が発生し、これがノイズとなって帯域外減衰量の劣化を招くこととなる。
【００３９】
一方、図６に示すＳＡＷフィルタの１０４の場合には、基準電位用バスバー導体が接続される基準電位配線９をループ状にしたことから、基準電位用バスバー導体１ｇから右回り、左回り両方の経路で考えたときに、上記の差ｄに基づく電位差が相殺されるため、不要なグランド電流の発生を抑えることができる。その結果、基準電位配線９にノイズが発生するのを抑制し、帯域外の減衰量を大きくすることができ、電気特性に優れたＳＡＷフィルタとすることができる。
【００４０】
本実施形態のＳＡＷフィルタ１００は、さらにＩＤＴ電極４とＩＤＴ電極５を備えている。ＩＤＴ電極４の信号用バスバー導体４ｓは、信号配線３４と接続されている。この信号配線３４は、基準電位配線９と第４の絶縁部材４１ｄを介して立体的に交差している。一方、ＩＤＴ電極４の基準電位用バスバー導体４ｇは、基準電位配線９に接続されている。ＩＤＴ電極５の信号用バスバー導体５ｓは、信号配線３５と接続されている。この信号配線３５は、基準電位配線９と第５の絶縁部材４１ｅを介して立体的に交差している。一方、ＩＤＴ電極５の基準電位用バスバー導体５ｇは、基準電位配線９に接続されている。また反射器電極６，７は一方のバスバー導体が基準電位配線９と接続されている。
【００４１】
ＩＤＴ電極１，４，５の信号用バスバー導体１ｓ，４ｓ，５ｓと接続される信号配線３１，３４，３５は、ＳＡＷ共振子１１を介して不平衡信号端子２１に接続されている。ＳＡＷ共振子１１を設けることによって、インピーダンス整合の調整、ＳＡＷ素子１０の静電耐圧の向上、あるいは減衰極形成による通過帯域外減衰量の改善などを行うことができる。
【００４２】
また、ＩＤＴ電極２の信号用バスバー導体２ｓと接続される信号配線３２は、ＳＡＷ共振子１２を介して平衡信号端子２２と接続され、ＩＤＴ電極３の信号用バスバー導体３ｓと接続される信号配線３３は、ＳＡＷ共振子１３を介して平衡信号端子２３と接続されている。ＳＡＷ共振子１２，１３も、ＳＡＷ共振子１１と同様にインピーダンス整合の調整、ＳＡＷ素子１０の静電耐圧の向上、あるいは減衰極形成による通過帯域外減衰量の改善などを行うためのものである。
【００４３】
図１６は第１の実施形態のＳＡＷフィルタ１００の変形例を示すものであり、ＳＡＷ１０とその周辺の配線を含めた部分の拡大平面図である。
【００４４】
この変形例のＳＡＷフィルタ１００は、立体的な交差部を形成するための絶縁部材４１の位置を変えたものである。具体的には、絶縁部材４１が、その絶縁部材４１の下を通る配線と接続されるバスバー導体に重なるようにして配置されている。例えばＩＤＴ電極１に着目すると、ＩＤＴ電極１の信号用バスバー導体１ｓと接続されている信号配線３１と基準電位配線９とを立体交差させるための第１の絶縁部材４１ａは、その一部が信号用バスバー導体１ｓに積層されている。このように絶縁部材４１を配置することによって、基準電位配線９をＩＤＴ電極に近付けることができる。これにより、基準電位配線９とＩＤＴ電極との間にできるデッドスペースを少なくすることができ、ひいてはＳＡＷフィルタ１００を小型化することができる。なお、この変形例は、以下に述べる他の実施形態のＳＡＷフィルタに適用してもよい。
【００４５】
（第２の実施形態）
図７は第２の実施形態にかかるＳＡＷフィルタ２００の平面図である。ＳＡＷフィルタ２００は、基準電位配線９が反射器電極６を介して環状となっている。換言すれば、基準電位配線９の一部に反射器電極６が挿入されている。反射器電極６は、基準電位用バスバー導体６ｇを２個有し、それぞれの基準電位用バスバー導体６ｇに基準電位配線９が接続されている。また、２個の基準電位用バスバー導体６ｇの間に配置された電極指は、その両端が各基準電位用バスバー導体６ｇに接続されている。
【００４６】
このように基準電位配線９を反射器電極６を介して環状とすることにより、基準電位配線９を反射器電極６の外側まで回り込ませる必要がないため、その分、ＳＡＷフィルタ２００を小型にすることができる。図７では一方の反射器電極６のみを基準電位配線９に挿入した構造としているが、もう一方の反射器電極７も基準電位配線９に挿入した構造としてもよい。すなわち、基準電位配線９を反射器電極６および反射器電極７を介して環状としてもよい。これにより、ＳＡＷフィルタ２００をより小型化することができる。
【００４７】
また、反射器電極６を介して環状とすることにより、基準電位配線９を反射器電極６の外側に回り込ませる場合に比べてＩＤＴ電極２，３の基準電位用バスバー導体とＩＤＴ電極１，４，５の基準電位用バスバー導体との間の基準電位配線９を介した距離が小さくなることにより、その間のインダクタが小さくなる。したがって、その間のインダクタに基づいて発生する不要なグランド電流を抑制することができ、これによっても通過帯域外の減衰量を大きくすることができるという利点もある。
【００４８】
なお、図１に示したＳＡＷフィルタ１００と同じ構成部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４９】
（第３の実施形態）
図８は第３の実施形態にかかるＳＡＷフィルタ３００の平面図である。ＳＡＷフィルタ３００には、分岐配線３９が形成されている。分岐配線３９は、一端が基準電位配線９と接続され、他端がグランド端子２５と接続されている。また分岐配線３９は、信号配線３２と信号配線３３の間に配置されている。
【００５０】
このような分岐配線３９を設けることにより、基準電位配線９に流れる電流が分流するため、その分、基準電位配線９に流れる電流量が少なくなる。その結果、基準電位配線９のインダクタンスによって誘起される電圧が小さくなるため、グランド電流の逆流も抑えられ、帯域外減衰量を大幅に改善することができる。また、分岐配線３９が、出力用端子につながる信号配線３２と、同じく出力用端子につながる信号配線３３との間に配置されていることにより、信号線路３２と信号線路３３とに流れる出力信号の電流に対するグランド電流のリターン経路の大部分が、信号線路３２および信号線路３３の近傍にある分岐配線３９となる。これによって、出力信号の電流に対するグランド電流と、入力用端子につながる信号配線３１，３４，３５に流れる入力信号の電流に対するグランド電流との干渉を抑制でき、帯域外減衰量を大幅に改善することができる。
【００５１】
（第４の実施形態）
図９は第４の実施形態にかかるＳＡＷフィルタ４００の平面図である。ＳＡＷフィルタ４００は、ＳＡＷ素子１０’を備えている。ＳＡＷ素子１０’は、２個のＩＤＴ電極１，２とその両側に配置された２個の反射器電極６，７から成る。
【００５２】
ＩＤＴ電極１は信号用バスバー導体１ｓおよび基準電位用バスバー導体１ｇを有している。信号用バスバー導体１ｓは信号配線３１に、基準電位用バスバー導体１ｇは基準電位配線９にそれぞれ接続されている。またＩＤＴ電極２は信号用バスバー導体２ｓおよび基準電位用バスバー導体２ｇを有している。信号用バスバー導体２ｓは信号配線３２に、基準電位用バスバー導体２ｇは基準電位配線９にそれぞれ接続されている。基準電位配線９は、ＳＡＷ素子１０’を囲うようにして環状になっている。
【００５３】
ＳＡＷフィルタ４００は不平衡−不平衡型のＳＡＷフィルタであり、不平衡信号端子２１と不平衡信号端子２１’を有している。不平衡信号端子２１，２１’は、基準電位配線９の枠内に配置されている。これによりＳＡＷフィルタ４００は、ＳＡＷフィルタ１００のように立体配線を有しない構造となっている。
【００５４】
ＳＡＷフィルタ４００は、図３、図４を用いて説明したのと同じ理由により、全体のインダクタを小さく抑えることができるため、通過帯域外の減衰量が大きい電気特性に優れたＳＡＷフィルタとなる。
【００５５】
（第５の実施形態）
図１０は第５の実施形態にかかるＳＡＷフィルタ５００の平面図である。ＳＡＷフィルタ５００は、隣接するＩＤＴ電極において、一方のＩＤＴ電極の基準電位用バスバー導体と他方のＩＤＴ電極の基準電位用バスバー導体とが電極指を介して接続された構造となっている（図中、点線の丸で囲った部分）。例えば、ＩＤＴ電極１とＩＤＴ電極３に着目すると、ＩＤＴ電極１の基準電位用バスバー導体１ｇに接続されている電極指がＩＤＴ電極３の基準電位用バスバー導体３ｇにも接続されている。
【００５６】
このような構造とすることによって、ＳＡＷフィルタ５００の減衰特性をより改善することができる。これを図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、図４と同様にＳＡＷフィルタ５００を簡略化した場合のＳＡＷフィルタ１０５の平面図であり、図１１（ｂ）はＳＡＷフィルタ１０５の等価回路図である。
【００５７】
ＳＡＷフィルタ１０５は、ＩＤＴ電極１の基準電位用バスバー導体１ｇとＩＤＴ電極２の基準電位用バスバー導体２ｇとが電極指を介して接続されたものである。この場合、基準電位用バスバー導体１ｇ、２ｇを接続する電極指によって、図１１（ｂ）に示すようにインダクタＬ１，Ｌ１’，Ｌ２，Ｌ２’に対し、インダクタＬ３が並列に付加されることになる。したがって全体のインダクタの大きさがより小さくなり、第１の実施形態でも述べたように、基準電位用バスバー導体からグランド端子２４に至るまでの間に基準電位配線９に生じるインダクタに基づいて誘起される電圧が小さくなる。その結果、基準電位配線９に発生するグランド電流の逆流が小さくなり、通過帯域外の減衰量を大きくすることができる。
【００５８】
＜分波器＞
上述した実施形態にかかるＳＡＷフィルタは、分波器を構成するのに好適に用いられる。図１２は、ＳＡＷフィルタ１００を用いた分波器６００の平面図である。分波器６００において、ＳＡＷフィルタ１００は受信帯域フィルタとして機能するものである。この場合、不平衡信号端子２１がアンテナ端子として機能し、平衡信号端子２２，２３が受信端子として機能する。
【００５９】
分波器６００は送信帯域フィルタとして機能するフィルタ１０５も備えている。本実施形態においてフィルタ１０５は、ラダー型のＳＡＷフィルタから成り、並列腕共振子１４，１５および直列腕共振子１６，１７，１８を備えている。なお、並列腕共振子１４はグランド端子２５に接続され、並列腕共振子１５はグランド端子２６に接続されている。また直列腕共振子１６は送信端子２７に接続され、直列腕共振子１８はアンテナ端子である不平衡信号端子２１に接続されている。
【００６０】
分波器６００の受信帯域フィルタは、ＳＡＷフィルタ１００を用いて構成されているため、平衡信号端子２２，２３のそれぞれから出力される信号の通過帯域外の減衰量を大きくすることができ、分波器６００に要求される送信帯域のコモンモードアイソレーション特性に優れた分波器とすることができる。なおコモンモードアイソレーションとは、送信帯域フィルタと受信帯域フィルタの分離度を表わす指標であり、送信端子（不平衡信号端子）の不平衡信号が、どの程度受信端子（平衡信号端子）から不平衡信号として漏れているかを示すものである。
【実施例】
【００６１】
（実施例１）
次に、本発明にかかる分波器の実施例１について説明する。図１２で示した構造からなる実施例１の分波器６００と図１３に示す構造からなる比較例１の分波器９００について、コモンモードアイソレーション特性をシミュレーションにより計算した。【００６２】
比較例１の分波器９００は、実施例１の分波器６００と比べて基準電位配線９の形状が異なっている。具体的には、実施例１の分波器６００において反射器電極６の外側まで回り込んでいた部分の基準電位配線９が、比較例１の分波器６００では反射器電極６の外側には回り込まずに、一方端が反射器電極６のバスバー導体に接続され、他方端がＩＤＴ電極２の基準電位用バスバー導体に接続された形状になっている。なお基準電位配線９以外の構成は、実施例１の分波器６００と同じである。【００６３】
図１４は、実施例１と比較例１についてのコモンモードアイソレーション特性のシミュレーション結果を示す図である。図中、実施例１にかかる分波器のコモンモードアイソレーション特性を実線で、比較例１にかかる分波器のコモンモードアイソレーション特性を破線で示す。同図に示すように実施例１の分波器は、比較例１の分波器に比べて通過帯域（１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚ）におけるコモンモードアイソレーション特性が約５ｄＢ改善されている。【００６４】
この結果から実施例１の分波器は、比較例１の分波器に比べて、コモンモードアイソレーション特性を大幅に改善できることを確認できた。【００６５】
（実施例２）
次に実施例２の分波器について説明する。実施例２の分波器は、図１２に示した分波器６００におけるＳＡＷフィルタ１００を図１０に示したＳＡＷフィルタ５００で置き換えたものである。このような電極構造からなる実施例２の分波器を作製し、コモンモードアイソレーション特性を測定した。【００６６】
実施例２の分波器に使用したＳＡＷフィルタ５００は、以下の仕様からなる。
・電極指の交差幅：８０μｍ
・ＩＤＴ電極１の電極指本数：３０本
・ＩＤＴ電極２の電極指本数：４４本
・ＩＤＴ電極３の電極指本数：６４本
・ＩＤＴ電極４の電極指本数：４２本
・ＩＤＴ電極５の電極指本数：３０本
・反射器電極６，７の電極指本数：５０本
・電極膜厚：１６００Å
・Ｄｕｔｙ：０．５５
なお圧電基板４０の材料には、４２°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴaＯ３を用いた。またＩＤＴ電極１〜５および反射器電極６，７は、Ｔｉからなる層の上にＡｌ−Ｃｕ合金からなる層を重ねることにより形成した。【００６７】
この実施例２と比較するために、図１２に示す実施例１の分波器６００を作製した。実施例１の分波器のＳＡＷフィルタ１００も上記仕様に基づき作製した。【００６８】
実施例２の分波器と実施例１の分波器について、コモンモードアイソレーション特性を測定した結果を図１５に示す。測定は、ネットワークアナライザーを用いて行った。図中、実施例２の分波器の結果を実線で、実施例１の分波器の結果を破線で示す。【００６９】
図１５から明らかなように、実施例１の分波器に対して実施例２の分波器は通過帯域（１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚ）におけるコモンモードアイソレーション特性が約１ｄＢ良くなっている。【００７０】
この結果から、隣接するＩＤＴ電極において、一方のＩＤＴ電極の基準電位用バスバー導体と他方のＩＤＴ電極の基準電位用バスバー導体とを電極指を介して接続した構造とすることによって、コモンモードアイソレーション特性をより改善できることを確認できた。
【符号の説明】
【００７１】
１〜５・・・ＩＤＴ電極
６，７・・・反射器電極
９・・・・・基準電位配線
１０・・・・ＳＡＷ素子
４０・・・・圧電基板
【図１】
2010150882.tif 000003
【図２】
2010150882.tif 000004
【図３】
2010150882.tif 000005
【図４】
2010150882.tif 000006
【図５】
2010150882.tif 000007
【図６】
2010150882.tif 000008
【図７】
2010150882.tif 000009
【図８】
2010150882.tif 000010
【図９】
2010150882.tif 000011
【図１０】
2010150882.tif 000012
【図１１】
2010150882.tif 000013
【図１２】
2010150882.tif 000014
【図１３】
2010150882.tif 000015
【図１４】
2010150882.tif 000016
【図１５】
2010150882.tif 000017
【図１６】
2010150882.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月2日(2012.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に位置している第１のＩＤＴ電極、第２のＩＤＴ電極および第３のＩＤＴ電極を有し、前記第１のＩＤＴ電極、前記第２のＩＤＴ電極および前記第３のＩＤＴ電極が、前記第２のＩＤＴ電極と前記第３のＩＤＴ電極との間に前記第１のＩＤＴ電極が位置するようにして弾性表面波伝搬方向に沿って配列されている弾性表面波素子と、
前記第１のＩＤＴ電極と電気的に接続された第１の信号配線と、
前記第２のＩＤＴ電極と電気的に接続された第２の信号配線と、
前記第３のＩＤＴ電極と電気的に接続された第３の信号配線と、
前記第１の信号配線と第１の絶縁部材を介して交差する第１の交差部、前記第２の信号配線と第２の絶縁部材を介して交差する第２の交差部および前記第３の信号配線と第３の絶縁部材を介して交差する第３の交差部を有し、且つ前記弾性表面波素子を囲っている環状の基準電位配線と、
前記第１の信号配線と電気的に接続された不平衡信号端子と、
前記第２の信号配線と電気的に接続された第１の平衡信号端子と、
前記第３の信号配線と電気的に接続された第２の平衡信号端子と、
を備える弾性表面波フィルタであって、
前記第１のＩＤＴ電極は、前記第１の信号配線と接続された第１の信号用バスバー導体および前記基準電位配線と電気的に接続された第１の基準電位用バスバー導体を有し、
前記第２のＩＤＴ電極は、前記第２の信号配線と接続された第２の信号用バスバー導体および前記基準電位配線と電気的に接続された第２の基準電位用バスバー導体を有し、
前記第３のＩＤＴ電極は、前記第３の信号配線と接続された第３の信号用バスバー導体および前記基準電位配線と電気的に接続された第３の基準電位用バスバー導体を有し、
前記弾性表面波伝搬方向に沿って、前記基準電位配線の環内を第１の領域と第２の領域とに２分割したときに、前記第１の信号用バスバー導体、前記第２の基準電位用バスバー導体および前記第３の基準電位用バスバー導体は、前記第１の領域に位置し、前記第１の基準電位用バスバー導体、前記第２の信号用バスバー導体および前記第３の信号用バスバー導体は、前記第２の領域に位置しており、
前記第２の信号配線と前記第３の信号配線との間に位置し、且つ前記基準電位配線と接続された分岐配線を備える弾性表面波フィルタ。
【請求項２】
前記弾性表面波素子は、縦結合共振子型の弾性表面波素子である請求項１に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項３】
前記第１の絶縁部材、前記第２の絶縁部材および前記第３の絶縁部材はＳｉＯ２からなる請求項１または２に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項４】
前記弾性表面波素子は第１の反射器電極および第２の反射器電極をさらに有し、前記第１および第２の反射器電極は両者間に前記第１、第２および第３のＩＤＴ電極を前記弾性表面波伝搬方向に沿うように挟んでおり、
前記基準電位配線は、その環状の一部が前記第１および第２の反射器電極のうち少なくとも一方によって構成されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項５】
前記圧電基板上に位置している弾性表面波共振子をさらに備え、
前記弾性表面波素子は前記弾性表面波共振子を介して前記不平衡信号端子に接続されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項６】
前記圧電基板上に位置している第１の弾性表面波共振子および第２の弾性表面波共振子をさらに備え、
前記弾性表面波素子は、前記第１の弾性表面波共振子を介して前記第１の平衡信号端子に接続され、且つ前記第２の弾性表面波共振子を介して前記第２の平衡信号端子に接続されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項７】
前記第１のＩＤＴ電極は、前記第１の基準電位用バスバー導体に接続された複数の電極指をさらに有し、前記複数の電極指のうち前記第２のＩＤＴ電極側の端部に位置している電極指が、前記第２の基準電位用バスバー導体に接続されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項８】
前記第１の絶縁部材の一部が前記第１の信号用バスバー導体に積層されている請求項１に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項９】
前記基準電位配線は、単一材料からなる請求項１乃至８のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ。
【請求項１０】
送信用フィルタおよび受信用フィルタを備えた分波器であって、
前記送信用フィルタおよび受信用フィルタのうち少なくとも一方が、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタを有する分波器。
【国際調査報告】
2010150882.tif 000019
2010150882.tif 000020
2010150882.tif 000021
2010150882.tif 000022