(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラップ帯域と、該トラップ帯域の低域側に位置している通過帯域とを有するＳＡＷフィルタ装置であって、
θ回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板と、前記ＬｉＮｂＯ３基板上に形成されており、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ電極とを有する複数の１ポート型ＳＡＷ共振子を備えるフィルタチップを有し、
前記カット角θが５０°〜５５°、前記ＩＤＴ電極の厚みｈを弾性表面波の波長λで規格化してなる規格化膜厚１００ｈ／λ（％）が２〜４％、デューティー比が０．４以下とされており、
入力端子と、出力端子とを結ぶ直列腕に挿入されている複数の第１のインダクタをさらに備え、
前記入力端子とグラウンド電位との間、前記出力端子とグラウンド電位との間及び前記複数の第１のインダクタ間とグラウンド電位との間のそれぞれに前記１ポート型ＳＡＷ共振子が接続されており、
前記フィルタチップが搭載される実装基板をさらに備え、該実装基板が１個のグラウンド端子を有し、前記フィルタチップのグラウンド電位に接続される部分の全てが、前記実装基板の前記グラウンド端子に電気的に接続されており、かつ前記入力端子及び前記出力端子の内の一方とグラウンド電位との間に位置している前記１ポート型ＳＡＷ共振子が前記トラップ帯域及び通過帯域において容量性であり、かつ該１ポート型ＳＡＷ共振子の共振周波数が、残りの１ポート型ＳＡＷ共振子の反共振周波数よりも高くされていることを特徴とする、ＳＡＷフィルタ装置。
【請求項２】
トラップ帯域と、該トラップ帯域の低域側に位置している通過帯域とを有するＳＡＷフィルタ装置であって、
θ回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板と、前記ＬｉＮｂＯ３基板上に形成されており、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ電極とを有する複数の１ポート型ＳＡＷ共振子を備えるフィルタチップを有し、
前記カット角θが５０°〜５５°、前記ＩＤＴ電極の厚みｈを弾性表面波の波長λで規格化してなる規格化膜厚１００ｈ／λ（％）が２〜４％、デューティー比が０．４以下とされており、
入力端子と出力端子とを結ぶ直列腕に挿入されている第１のインダクタと、前記第１のインダクタの両端とグラウンド電位との間にそれぞれ接続された第１の共振子とを有するトラップ回路部分と、
前記入力端子と前記トラップ回路部分との間及び前記出力端子と前記トラップ回路部分との間の少なくとも一方に設けられたフィルタ回路部分とを備え、
前記フィルタ回路部分が、前記直列腕において前記入力端子または出力端子と前記トラップ回路部分との間に配置された第２の共振子と、第２の共振子の一端または他端とグラウンド電位との間に接続された第２のインダクタとを有し、前記第２の共振子の共振周波数が、前記通過帯域の高域側端部に略一致されており、前記第１，第２の共振子が、前記１ポート型ＳＡＷ共振子により構成されていることを特徴とする、ＳＡＷフィルタ装置。
【請求項３】
前記インダクタが、チップ型インダクタンス部品である、請求項１または２に記載のＳＡＷフィルタ装置。
【請求項４】
前記フィルタチップが、１枚のＬｉＮｂＯ３基板を用いて構成されており、該フィルタチップが搭載される実装基板と該実装基板が実装されている回路基板をさらに備え、前記実装基板内に前記インダクタが内蔵されている、請求項１または２に記載のＳＡＷフィルタ装置。
【請求項５】
前記フィルタチップが１枚のＬｉＮｂＯ３基板を用いて構成されており、前記実装基板が実装されている回路基板をさらに備え、該回路基板内に前記インダクタが内蔵されている、請求項１または２に記載のＳＡＷフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機の帯域フィルタとして用いられるＳＡＷフィルタ装置に関し、より詳細には、複数の１ポート型ＳＡＷ共振子が接続されている構成を有するＳＡＷフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機などの通信機器のＲＦ段の帯域フィルタとして、様々な弾性表面波フィルタが用いられている。この種の弾性表面波フィルタの一例が、例えば下記の特許文献１に開示されている。【０００３】
特許文献１に記載の弾性表面波フィルタは、４１°の回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板上に、ＩＤＴ電極からなる直列腕弾性表面波共振子と、該直列腕弾性表面波共振子の一端に接続された出力電極部と、一端が出力電極部に接続されている並列腕弾性表面波共振子と、並列腕弾性表面波共振子の他端に接続されたアース電極部とを有する。ここでは、ＩＤＴ電極がＡｌまたはＡｌを主成分とするＡｌ合金の金属膜により形成されている。そして、この金属膜の厚みが、並列腕弾性表面波共振子のＩＤＴ電極における電極周期の２．５％以上、７．５％以下の範囲とされている。それによって、通過帯域を拡大することができ、かつ通過帯域内のスプリアスがなく、通過帯域が平坦な周波数特性を得ることができるとされている。【０００４】
また、下記の非特許文献１では、ＬｉＮｂＯ３基板上を伝搬するレイリー波及び疑似弾性表面波のカット角による位相速度や電気機械結合係数の変化が示されている。すなわち、カット角が４１°である４１°回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板では、疑似弾性表面波の電気機械結合係数が大きい値を示すが、レイリー波が圧電性を示すことが記載されている。また、６０〜７０°のカット角の場合には、疑似弾性表面波の電気機械結合係数は４１°の場合に比べて小さい値を示すが、レイリー波が圧電性をほとんど示さないことが記載されている。【０００５】
非特許文献１の図１．７では、レイリー波と疑似弾性表面波の伝搬速度の比は、カット角が４１°〜６０°の範囲で０．８であることが示されている。
【特許文献１】特開平９−１２１１３６号公報
【非特許文献１】電子材料工業会編、「表面波デバイスとその応用」日刊工業新聞社刊、第１７頁及び図１・７（昭和５３年１２月２５日  初版発行）
【発明の開示】
【０００６】
特許文献１では、４１°回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板上に上記特定の膜厚でＩＤＴ電極を形成することにより、通過帯域の拡大、通過帯域内におけるスプリアスの低減を果たし得ると記載されている。しかしながら、このＬｉＮｂＯ３基板を用い、トラップ帯域と、トラップ帯域の低域側に通過帯域を有するフィルタ装置を構成すると、トラップ帯域を広くすることはできるが、トラップ帯域よりも低域における通過帯域内及び通過帯域の高域側端部における挿入損失が大きくなるという問題があった。
【０００７】
すなわち、非特許文献１に記載のように、カット角が４１°〜６０°の回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板では、レイリー波と疑似弾性表面波との伝搬速度比は、０．８である。従って、トラップ帯域の低域側に通過帯域を形成したフィルタ装置を構成した場合、トラップ周波数の０．８倍の周波数において、レイリー波スプリアスが発生することになる。そのため、通過帯域における挿入損失が悪化することがわかる。
【０００８】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、トラップ帯域の低域側に通過帯域が配置されているＳＡＷフィルタ装置であって、通過帯域内及び通過帯域高域側端部における挿入損失を小さくすることが可能であり、しかもトラップ帯域の幅を広くすることが可能とされているＳＡＷフィルタ装置を提供することにある。
【０００９】
本発明によれば、トラップ帯域と、該トラップ帯域の低域側に位置している通過帯域とを有するＳＡＷフィルタ装置であって、θ回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板と、前記ＬｉＮｂＯ３基板上に形成されており、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ電極とを有する複数の１ポート型ＳＡＷ共振子を備えるフィルタチップを有し、前記カット角θが５０°〜５５°、前記ＩＤＴ電極の厚みｈを弾性表面波の波長λで規格化してなる規格化膜厚１００ｈ／λ（％）が２〜４％、デューティー比が０．４以下とされており、入力端子と、出力端子とを結ぶ直列腕に挿入されている複数の第１のインダクタをさらに備え、前記入力端子とグラウンド電位との間、前記出力端子とグラウンド電位との間及び前記複数の第１のインダクタ間とグラウンド電位との間のそれぞれに前記１ポート型ＳＡＷ共振子が接続されており、前記フィルタチップが搭載される実装基板をさらに備え、該実装基板が１個のグラウンド端子を有し、前記フィルタチップのグラウンド電位に接続される部分の全てが、前記実装基板の前記グラウンド端子に電気的に接続されており、かつ前記入力端子及び前記出力端子の内の一方とグラウンド電位との間に位置している前記１ポート型ＳＡＷ共振子が前記トラップ帯域及び通過帯域において容量性であり、かつ該１ポート型ＳＡＷ共振子の共振周波数が、残りの１ポート型ＳＡＷ共振子の反共振周波数よりも高くされていることを特徴とする、ＳＡＷフィルタ装置が提供される。
【００１０】
本発明に係るＳＡＷフィルタ装置の他の広い局面によれば、トラップ帯域と、該トラップ帯域の低域側に位置している通過帯域とを有するＳＡＷフィルタ装置であって、θ回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板と、前記ＬｉＮｂＯ３基板上に形成されており、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ電極とを有する複数の１ポート型ＳＡＷ共振子を備えるフィルタチップを有し、前記カット角θが５０°〜５５°、前記ＩＤＴ電極の厚みｈを弾性表面波の波長λで規格化してなる規格化膜厚１００ｈ／λ（％）が２〜４％、デューティー比が０．４以下とされており、入力端子と出力端子とを結ぶ直列腕に挿入されている第１のインダクタと、前記第１のインダクタの両端とグラウンド電位との間にそれぞれ接続された第１の共振子とを有するトラップ回路部分と、前記入力端子と前記トラップ回路部分との間及び前記出力端子と前記トラップ回路部分との間の少なくとも一方に設けられたフィルタ回路部分とを備え、前記フィルタ回路部分が、前記直列腕において前記入力端子または出力端子と前記トラップ回路部分との間に配置された第２の共振子と、第２の共振子の一端または他端とグラウンド電位との間に接続された第２のインダクタとを有し、前記第２の共振子の共振周波数が、前記通過帯域の高域側端部に略一致されており、前記第１，第２の共振子が、前記１ポート型ＳＡＷ共振子により構成されていることを特徴とする、ＳＡＷフィルタ装置が提供される。
【００１４】
本発明のさらに別の特定の局面では、前記インダクタが、チップ型インダクタンス部品である。その場合には、インダクタを表面実装することができ、ＳＡＷフィルタ装置の小型化を図ることができる。もっとも、本発明においては、上記インダクタは、チップ型インダクタンス部品でなく、他のインダクタンス部品により構成されてもよい。
【００１５】
本発明のさらに他の特定の局面では、前記フィルタチップが、１枚のＬｉＮｂＯ３基板を用いて構成されており、該フィルタチップが搭載される実装基板と該実装基板が実装されている回路基板がさらに備えられており、前記実装基板内に前記インダクタが内蔵されている。
【００１６】
本発明のさらに別の特定の局面では、上記フィルタチップが１枚のＬｉＮｂＯ３基板を用いて構成されており、上記実装基板が実装されている回路基板をさらに備え、該回路基板内に前記インダクタが内蔵される。
【００１７】
上記のように、回路基板内や実装基板内にインダクタが内蔵されている場合には、インダクタとしての外付けの電子部品を必要としないので、ＳＡＷフィルタ装置のより一層の小型化を進めることができる。また、部品点数の低減を図ることが可能となる。さらに、インダクタンス部品の実装ばらつきによる特性のばらつきも生じ難い。
（発明の効果）
【００１８】
本発明に係るＳＡＷフィルタ装置では、トラップ帯域と、トラップ帯域の低域側に位置している通過帯域とを有するように複数の１ポート型ＳＡＷ共振子がθ回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板上にＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ電極を用いて形成されている。そして、カット角θが５０°以上、５５°以下であり、ＩＤＴ電極の膜厚、すなわち、上記規格化膜厚が２％以上、４％以下、デューティー比が０．４以下とされており、かつ、入力端子と出力端子とを結ぶ直列腕に挿入されている複数の第１のインダクタを備え、入力端子とグラウンド電位との間、出力端子とグラウンド電位との間及び複数の第１のインダクタ間とグラウンド電位との間のそれぞれに上記１ポート型ＳＡＷ共振子が接続されており、フィルタチップが搭載される実装基板をさらに備え、該実装基板が１個のグラウンド端子を有し、フィルタチップのグラウンド電位に接続される部分の全てが、実装基板のグラウンド端子に電気的に接続されており、かつ入力端子及び出力端子の内の一方とグラウンド電位との間に位置している１ポート型ＳＡＷ共振子がトラップ帯域及び通過帯域において容量性であり、かつ該１ポート型ＳＡＷ共振子の共振周波数が、残りの１ポート型ＳＡＷ共振子の反共振周波数よりも高くされているため、後述の実施形態の説明から明らかなように、通過帯域内及び通過帯域の高域側端部における挿入損失を効果的に低減することができ、さらにトラップ帯域における減衰帯域幅を広くすることが可能とされている。よって、広いトラップ帯域を有し、かつトラップ帯域の低域側において低挿入損失の通過帯域を有するＳＡＷフィルタ装置を提供することが可能となる。
本願の他の広い局面により提供されるＳＡＷフィルタ装置においても、上記特定のカット角θのＬｉＮｂＯ３基板を用い、ＩＤＴ電極が上記特定の規格化膜厚及びデューティー比を有し、入力端子と出力端子とを結ぶ直列腕に挿入されている第１のインダクタと、第１のインダクタの両端とグラウンド電位との間のそれぞれに第１の共振子が接続されているトラップ回路部分と、入力端子とトラップ回路部分との間及び出力端子とトラップ回路部分との間の少なくとも一方に設けられたフィルタ回路部分とを有し、フィルタ回路部分が、直列腕において入力端子または出力端子とトラップ回路部分との間に配置された第２の共振子と、第２の共振子の一端または他端とグラウンド電位との間に接続された第２のインダクタとを有し、第２の共振子の共振周波数が、通過帯域の高域側端部に略一致されており、第１，第２の共振子が、１ポート型ＳＡＷ共振子により構成されているため、フィルタの通過帯域におけるスプリアスを効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷフィルタ装置の回路図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に用いられるＳＡＷフィルタチップの下面に形成されている電極構造を模式的に示す基板の上面側から下面の電極構造を透視して示す平面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態で用いられているパッケージ材としての実装基板の平面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態のＳＡＷフィルタ装置の構造を示す模式的正面断面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態において、実装基板に外付けのインダクタが接続さている構造を模式的に示す平面図である。
【図６】図６（ａ）はカット角θが４１°、４５°及び５０°、（ｂ）はカット角θが５５°の場合のθ回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板を用いたＳＡＷフィルタ装置の通過帯域における減衰量周波数特性を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態において、ＩＤＴ電極の規格化膜厚を２％及び３％としたときの通過帯域高域側の周波数特性を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態において、カット角θを４１°、４５°、５０°、５５°、６０°及び６４°と変化させた場合のθ回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板を用いたＳＡＷフィルタ装置におけるＩＤＴ電極の規格化膜厚１００ｈ／λ（％）と電気機械結合係数Ｋとの関係を示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態の弾性表面波フィルタ装置において、θ回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板のカット角θを５０°及び５５°とした場合の減衰量周波数特性を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施形態に係るＳＡＷフィルタ装置の回路構成を示す回路図である。
【図１１】図１１（ａ）は第２の実施形態のＳＡＷフィルタ装置において、ＬｉＮｂＯ３基板のカット角θが４１°、４５°及び５０°の場合の減衰量周波数特性を、（ｂ）はθが５５°の場合の減衰量周波数特性を示す図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態において、ＩＤＴ電極のデューティー比を０．３、０．４及び０．５とした場合の通過帯域高域側の周波数特性を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の第３の実施形態に係るＳＡＷフィルタ装置の回路構成を示す回路図である。
【図１４】図１４は、本発明の変形例に係るＳＡＷフィルタ装置の構造を模式的に示す平面図である。
【図１５】図１５（ａ）は図１４に示したＳＡＷフィルタ装置において回路基板に内蔵されているインダクタを説明するための模式的部分切欠正面断面図であり、（ｂ）は内蔵されているインダクタンス構成コイル状導体パターンを模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１…ＳＡＷフィルタ装置
２…接続点
３…接続点
４…共通端子
１１…ＳＡＷフィルタチップ
１２…圧電基板
１２ａ〜１２ｆ…電極ランド
１３ａ〜１３ｆ…バンプ
１４…パッケージ材としての実装基板
１４ａ〜１４ｅ…電極ランド
２１…ＳＡＷフィルタ装置
３１…ＳＡＷフィルタ装置
３２，３３…フィルタ回路部分
４１…ＳＡＷフィルタ装置
４２…回路基板
４３…実装基板
４４…コイル状導体パターン
４５，４６…ビアホール電極
４７，４８…電極ランド
Ｌ１１〜Ｌ１３…第１のインダクタ
Ｌ２１…第１のインダクタ
Ｌ２２，Ｌ２３…第２のインダクタ
Ｌ３１，Ｌ３２…第３のインダクタ
Ｐ１１〜Ｐ１４…弾性表面波共振子
Ｐ２１，Ｐ２２…弾性表面波共振子
Ｓ２１，Ｓ２２…弾性表面波共振子
Ｓ３１，Ｓ３２…弾性表面波共振子
Ｌａ…インダクタ
ＩＮ…入力端子
ＯＵＴ…出力端子
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。【００２２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷフィルタ装置の回路図である。【００２３】
本実施形態のＳＡＷフィルタ装置１は、入力端子ＩＮと、出力端子ＯＵＴとを結ぶ直列腕を有する。この直列腕に、インダクタＬ１１〜Ｌ１３が互いに直列に接続されて配置されている。【００２４】
また、インダクタＬ１１と入力端子ＩＮとの間の接続点とグラウンド電位とを結ぶ並列腕に並列腕共振子としての弾性表面波共振子Ｐ１１が配置されている。インダクタＬ１１，Ｌ１２間の接続点２と、グラウンド電位とを結ぶ並列腕に並列腕共振子としての弾性表面波共振子Ｐ１２が配置されている。インダクタＬ１２，Ｌ１３間の接続点３とグラウンド電位との間の並列腕に、並列腕共振子としての弾性表面波共振子Ｐ１３が配置されている。さらに、インダクタＬ１３と出力端子ＯＵＴとの間の接続点とグラウンド電位との間の並列腕に並列腕共振子としての弾性表面波共振子Ｐ１４が配置されている。【００２５】
弾性表面波共振子Ｐ１１〜Ｐ１４は、いずれも１ポート型ＳＡＷ共振子であり、各グラウンド電位に接続される端部が共通接続されており、共通端子４に接続されている。この共通端子４とグラウンド電位との間にインダクタＬａが挿入されている。【００２６】
ＳＡＷフィルタ装置１は、トラップ帯域とトラップ帯域の低域側に位置している通過帯域とを有する帯域阻止型フィルタである。ＳＡＷフィルタ装置１では、第１の弾性表面波共振子Ｐ１１の共振周波数と、２個の第２の弾性表面波共振子Ｐ１２，Ｐ１３の共振周波数はほぼ等しくされているが、容量素子としての第３の弾性表面波共振子Ｐ１４の共振周波数が第２の弾性表面波共振子Ｐ１２，Ｐ１３の反共振周波数よりも高くされており、かつ第３の弾性表面波共振子Ｐ１４はトラップ帯域及び通過帯域において容量性とされている。【００２７】
本実施形態では、共通接続点４とグラウンド電位との間に電気的接続部分によるインダクタＬａが生じ、トラップ帯域において、弾性表面波共振子Ｐ１１のインピーダンスが低くなるため、インダクタＬａに電圧が加わり、信号が生じる。しかしながら、本実施形態では、第３の弾性表面波共振子Ｐ１４のインピーダンスはトラップ帯域において共振周波数におけるインピーダンスの約５０倍の大きさとされている。すなわち、第３の弾性表面波共振子Ｐ１４は、通過帯域において容量性であるため、インダクタＬａにおいて生じた上記信号は、出力端子ＯＵＴには流れ難い。【００２８】
よって、直達波による減衰量の悪化を抑制することができる。【００２９】
また、弾性表面波共振子Ｐ１４は、単にトラップ帯域において容量性を示すだけでなく、インダクタＬ１３と並列接続されて並列共振回路を構成している。従って、並列共振回路の並列共振周波数が弾性表面波フィルタ装置１のトラップ帯域内にある場合には、トラップ帯域におけるインピーダンスを高めることができ、それによって、インダクタＬａと出力端子ＯＵＴの間のインピーダンスをより一層高めることができ、それによって、上記直達波の影響をより一層効果的に抑制することができる。【００３０】
次に、上記ＳＡＷフィルタ装置１の具体的な構造を図２〜図５を参照して説明する。【００３１】
本実施形態のＳＡＷフィルタ装置１では、図２に示すフィルタチップ１１が、図３に平面図で示すパッケージ基板としての実装基板１４上にフリップチップボンディング工法により実装される。図４は、この本実施形態のＳＡＷフィルタ装置１の具体的な構造を示す模式的正面断面図である。【００３２】
図２においては、フィルタチップ１１の下面に形成されている電極構造が、圧電基板１２を透かした状態で模式的平面図で示されている。【００３３】
圧電基板１２としては、本実施形態では５５°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板が用いられている。そして、図２に示されている電極構造はＡｌからなる。すなわち、Ａｌからなる電極構造により、上述した弾性表面波共振子Ｐ１１〜Ｐ１４が形成されている。また、弾性表面波共振子Ｐ１１〜Ｐ１４だけでなく、電極ランド１２ａ〜１２ｆと、電極ランド１２ａ〜１２ｆを弾性表面波共振子Ｐ１１〜Ｐ１４と接続し、図１に示した回路構成を実現するための電極パターンも同様に形成されている。【００３４】
なお、図２では、弾性表面波共振子Ｐ１１〜Ｐ１４は、その形成される位置のみが模式的に示されているが、具体的には、一対の櫛歯電極からなるＩＤＴ電極と、該ＩＤＴ電極の表面波伝搬方向両側に配置された一対の反射器とを有する、１ポート型弾性表面波共振子である。【００３５】
上記弾性表面波共振子Ｐ１１〜Ｐ１４の電極膜厚は、弾性表面波の波長の３％とされている。すなわち、ＩＤＴ電極の厚みをｈ、弾性表面波の波長λとしたとき、ＩＤＴ電極の規格化膜厚１００ｈ／λは３％とされている。また、ＩＤＴ電極におけるデューティー比は０．３とされている。【００３６】
上記電極ランド１２ａ〜１２ｆ上には、それぞれ、金属バンプ１３ａ〜１３ｆが形成されている。すなわち、金属バンプ１３ａ〜１３ｆが、圧電基板１２の下面から下方に突出するように形成されている。【００３７】
他方、図３に示す実装基板１４は、アルミナ等の絶縁性セラミックスあるいは合成樹脂などの適宜の絶縁性材料からなる。実装基板１４の上面には、電極ランド１４ａ〜１４ｅが形成されている。電極ランド１４ａが入力端子に、電極ランド１４ｅが出力端子に接続される電極ランドである。電極ランド１４ｄがグラウンド電位に接続される電極ランドであり、電極ランド１４ｂ，１４ｃは、図３では図示されていないインダクタＬ１１〜Ｌ１３に接続される端子を構成している。【００３８】
すなわち、図１に示したインダクタＬ１１〜Ｌ１３は、図５に略図的に示すように、実装基板１４とは別のインダクタンス部品により構成されている。このようなインダクタンス部品としては、実装基板１４や回路基板などに表面実装可能なチップ型インダクタンス部品を好適に用いることができる。【００３９】
他方、図４に示すように、上記実装基板１４上に、フィルタチップ１１が、バンプ１３ａ，１３ｃ，１３ｅなどを用いてフリップチップボンディングされ、搭載されている。そして、図５に示した外付けのインダクタンス部品により、インダクタＬ１１〜Ｌ１３を構成することにより、上記実施形態のＳＡＷフィルタ装置１を得ることができる。【００４０】
本実施形態のＳＡＷフィルタ装置１は、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとを結ぶ直列腕と、直列腕とグラウンド電位を結ぶ複数の並列腕を有する点において、直列腕共振子及び並列腕共振子を有するラダー型の帯域フィルタと類似した回路構成を有する。ＳＡＷフィルタ装置１のような帯域阻止型のフィルタ装置も、ラダー型の帯域フィルタの通過帯域幅に相当する、トラップ域における帯域幅、すなわち減衰帯域幅を大きくすることが望まれている。そして、特許文献１に記載のように構成することにより、帯域阻止型フィルタにおける減衰帯域幅を大きくすることは一応可能であると考えられる。【００４１】
しかしながら、上記特許文献１に記載のように構成した場合、実際にはラダー型の帯域通過フィルタにおける阻止域すなわち、トラップ帯域よりも低域側に存在する通過帯域にスプリアスが発生することが本願発明者により見出された。上記スプリアスは、共振子の共振周波数×０．８倍の位置に出現する。従って、このスプリアスはレイリー波によるスプリアスと考えられ、上記ラダー型の帯域通過フィルタにおいても現れるものである。【００４２】
もっとも、ラダー型の帯域通過フィルタの場合には、上記スプリアスが現れる周波数域が、通過帯域外の減衰量の大きな周波数域となるため、問題となることは少なかった。【００４３】
これに対して、本実施形態のＳＡＷフィルタ装置１のように、帯域阻止型のＳＡＷフィルタ装置１では、上記スプリアスがトラップ帯域の低域側に存在する通過帯域に現れ、挿入損失に大きく影響しがちであった。【００４４】
レイリー波は、通常減衰しない、Ｑの大きい表面波として知られている。また、レイリー波は、圧電基板や共振子の電極の膜厚及びＩＤＴ電極のデューティー比に依存しないことも知られている。【００４５】
しかしながら、本実施形態によれば、ＳＡＷフィルタ装置１において、上記レイリー波によるスプリアスを低減し、あるいは消滅させることができる。これをより具体的な実験例に基づいて説明する。【００４６】
すなわち、ＳＡＷフィルタ装置１において、上記実施形態と同様に、電極規格化膜厚３％、ＩＤＴ電極のデューティー比を０．３とし、Ａｌにより電極構造を形成し、ただし、カット角θが、４１°、４５°、５０°及び５５°の４種類のＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板を用い、４種類のＳＡＷフィルタ装置を作製し、通過特性を測定した。結果を図６に示す。【００４７】
図６から明らかなように、カット角θが４１°の場合には、２．０ｄＢ程度の大きさのスプリアスが発生しているが、カット角θが４１°より大きくなるにつれて、スプリアスが小さくなり、５５°ではほとんど発生していないことがわかる。また、カット角θが５８°以上になると、上記スプリアスが全く発生しない。【００４８】
一般に、通過帯域における減衰量のばらつきは、１．０ｄＢ以下であることが望ましいとされている。従って、上記スプリアスの大きさが１．０ｄＢ以下である範囲、すなわち、カット角θが５０°以上の範囲であれば、上記通過帯域内における減衰量のばらつきを１．０ｄＢ以下とすることができるため、望ましいと考えられる。よって、好ましくは、ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板として、カット角が５０°以上のＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３基板を用いることが望ましい。【００４９】
なお、本実施形態では、電極の膜厚の表面波の波長に対する割合を３％としたが、４％以下であれば同様の効果を得ることができることが確かめられている。【００５０】
また、図７は、電極の規格化膜厚が３％である上記実施形態のＳＡＷフィルタ装置の通過帯域高域側の特性と、ＩＤＴ電極の膜厚／波長の割合（％）を３％から２％に変更したことを除いては該実施形態と同様にして構成されたＳＡＷフィルタ装置の通過帯域高域側の周波数特性を示す図である。【００５１】
図７において、破線が上記実施形態の結果を、実線がＩＤＴ電極の規格化膜厚が２％の場合の結果を示す。ＩＤＴ電極の規格化膜厚割合が２％となると、通過帯域高域側における挿入損失が若干劣化することがわかる。本願発明者の実験によれば、この規格化膜厚が２％未満となると、通過帯域における挿入損失がより一層劣化する傾向のあることが確かめられている。従って、カット角θを５０°以上、かつ上記電極の規格化膜厚は２％以上、４％以下とすることが望ましい。【００５２】
図８は、ＩＤＴ電極のデューティー比が０．３であり、圧電基板のカット角θを４１°、４５°、５０°、５５°、６０°及び６４°と変化させた場合のＩＤＴ電極の規格化膜厚割合（％）と電気機械結合係数との関係を示す図である。【００５３】
図８から明らかなように、カット角θが５０°〜５５°であり、かつ規格化膜厚割合が２〜４％の場合には、電気機械結合係数を１２．５％〜１５％とすることができる。電気機械結合係数Ｋは、大きいことが望ましいものの、大きすぎるとトラップ帯域における減衰特性の急峻性と、減衰量とのバランスを図ることが困難となるおそれがある。従って、電気機械結合係数は１５％以下程度が望ましいため、上記のように、電気機械結合係数を１２．５〜１５％とすることにより、トラップにおける急峻性と減衰量とのバランスを高めることができ、望ましい。よって、カット角θを５０〜５５°の範囲とし、かつＩＤＴ電極の規格化膜厚は２％〜４％の範囲とすることが必要である。【００５４】
図９に、上記実施形態のＳＡＷフィルタ装置１、すなわち、カット角θが５５°の回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板を用いたＳＡＷフィルタ装置１の減衰量周波数特性を実線で示し、カット角θが５０°のＳＡＷフィルタ装置の減衰量周波数特性を破線で示す。【００５５】
上記カット角θ＝５０°のＳＡＷフィルタ装置１におけるインダクタＬ１１〜Ｌ１３のインダクタンス値は、Ｌ１１＝１５ｎＨ、Ｌ１２＝２０ｎＨ及びＬ１３＝１５ｎＨとした。また、弾性表面波共振子Ｐ１１〜Ｐ１４の回路定数は下記の表１に示す通りとした。【００５６】
【表１】
0004640502.tif 000002
【００５７】
なお、表１及び後述の表２におけるｆｒは弾性表面波共振子の共振周波数を示す。また、弾性表面波共振子は、互いに直列に接続された直列インダクタンスＬ１、直列容量Ｃ１及び直列抵抗Ｒ１と、並列容量Ｃ０とが並列に接続された等価回路を有する。表１中のＣ０は弾性表面波共振子の等価回路における並列容量、Ｃ１は、等価回路における直列容量、Ｌ１は等価回路における直列インダクタンスを、Ｒ１は等価回路における直列抵抗を示す。【００５８】
他方、カット角θ＝５５°のＳＡＷフィルタ装置におけるインダクタＬ１１〜Ｌ１３の値は、Ｌ１１＝１３ｎＨ、Ｌ１２＝１８ｎＨ及びＬ１３＝１３ｎＨとした。また、弾性表面波共振子Ｐ１１〜Ｐ１４の回路定数は下記の表２に示す通りとした。【００５９】
【表２】
0004640502.tif 000003
【００６０】
ＩＤＴ電極の規格化膜厚は３％、デューティー比を０．３とした。なお、図９における太線Ａは、通過帯域における挿入損失の規格値を示す線であり、太線Ｂはトラップ帯域すなわち、減衰帯域における規格値を示す線である。すなわち、挿入損失の規格値は４７０〜７７０ＭＨｚにおいて、２ｄＢ以下であり、上記太線Ｂで示されているトラップ帯域における減衰量の規格値は８３０〜８４５ＭＨｚにおいて、４０ｄＢ以上である。【００６１】
図９から明らかなように、カット角θ＝５０°の場合には４０ｄＢ以上の減衰量が得られる減衰帯域幅は２８ＭＨｚであるのに対し、カット角θ＝５５°の場合には４０ｄＢ減衰帯域幅は２５ＭＨｚである。カット角θ＝５０°及びθ＝５５°の場合の４０ｄＢ減衰帯域幅の下限周波数はいずれも８２５ＭＨｚとしている。また、上記減衰帯域幅の下限に対しては、それぞれ、５ＭＨｚの周波数の余裕を設けている。【００６２】
通過帯域内の高域側において挿入損失が２ｄＢとなる周波数と、通過帯域上限の周波数である７７０ＭＨｚとの周波数差は、θ＝５０°の場合は５ＭＨｚであるのに対し、θ＝５５°の場合には８ＭＨｚとなった。従って、いずれの場合においても周波数余裕は十分大きいが、θ＝５５°の場合において、周波数の余裕はより大きくなることがわかる。【００６３】
θ＝５０°未満の場合には、７００ＭＨｚ近傍に発生するレイリー波スプリアスが存在するため、挿入損失の規格を満足することができなくなる。また、挿入損失の通過帯域内における偏差は１ｄＢ以下であることが規格上求められる。カット角θが５５°を超えると、４０ｄＢ減衰帯域幅が２５ＭＨｚよりも小さくなり、減衰帯域幅の周波数余裕が小さくなる。従って、カット角θは、５０°以上、５５°以下であることが必要である。【００６４】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係るＳＡＷフィルタ装置の回路構成を示す回路図である。【００６５】
本発明のＳＡＷフィルタ装置における回路構成は、第１の実施形態の回路構成に限定されるものではない。第２の実施形態のＳＡＷフィルタ装置２１では、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとを結ぶ直列腕に、第１のインダクタＬ２１が接続されている。第１のインダクタＬ２１の両端とグラウンド電位とを結ぶ各並列腕において、それぞれ、並列腕共振子として第１の弾性表面波共振子Ｐ２１，Ｐ２２が接続されている。この第１のインダクタＬ２１と、弾性表面波共振子Ｐ２１，Ｐ２２とによりトラップ回路部分が構成されている。【００６６】
本実施形態では、上記トラップ回路部分と入力端子ＩＮとの間、及び上記トラップ回路と出力端子ＯＵＴとの間に、それぞれ、フィルタ回路部分が設けられている。【００６７】
一方のフィルタ回路部分は、入力端子ＩＮとインダクタＬ２１との間に直列に挿入された直列腕共振子としての第２の弾性表面波共振子Ｓ２１と、第２の弾性表面波共振子Ｓ２１の入力端子ＩＮとは反対側の端部とグラウンド電位との間に接続された第２のインダクタＬ２２とを有する。他方のフィルタ回路部分はトラップ回路と出力端子ＯＵＴとの間に接続されている。すなわち、該フィルタ回路部分は第１のインダクタＬ２１と出力端子ＯＵＴとの間に直列に挿入された直列腕共振子としての第２の弾性表面波共振子Ｓ２２と、第２の弾性表面波共振子Ｓ２２のトラップ回路部分側端部とグラウンド電位との間に接続された第２のインダクタＬ２３とを有する。【００６８】
ここでは、第２の弾性表面波共振子Ｓ２１，Ｓ２２の共振周波数は、上記ＳＡＷフィルタ装置２１の通過帯域の高域側端部に略一致されている。【００６９】
従って、通過帯域において信号を通過させ、通過帯域よりも低い周波数帯域及びトラップ帯域を減衰させることができる。【００７０】
本実施形態においても、使用する圧電基板として、θ回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３基板を用い、上記弾性表面波共振子Ｓ２１，Ｓ２２及びＰ２１，Ｐ２２をＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ電極を有する１ポート型ＳＡＷ共振子により構成し、カット角θを５０°〜５５°の範囲、ＩＤＴ電極の厚みｈの規格化膜厚（ｈ／λ）×１００（％）を２〜４％、デューティー比を０．４以下とすることにより、レイリー波スプリアスを効果的に抑圧することができる。【００７１】
加えて、本実施形態では、上記フィルタ回路部分がトラップ回路部分に接続されているため、阻止域の幅が広い通過帯域を形成することができる。すなわち、直列腕共振子である弾性表面波共振子Ｓ２１，Ｓ２２の並列共振及び並列腕共振子としての弾性表面波共振子Ｐ２１，Ｐ２２の直列共振を利用して通過帯域よりも高域側における減衰特性が得られる。また、第１の実施形態とは異なり、ＶＨＦ周波数帯域すなわち、通過帯域よりも低域側の周波数帯域においても大きな減衰量を得ることができる。【００７２】
本実施形態において、カット角θ、ＩＤＴ電極の規格化膜厚及びデューティー比を上記範囲内とした場合に、スプリアスを低減し得ることを、具体的な実験例に基づき説明する。図１１（ａ）は、カット角θが４１°、４５°及び５０°の場合のＳＡＷフィルタ装置２１の通過特性、すなわち、６５０〜７５０ＭＨｚにおける通過特性を示し、図１１（ｂ）はθ＝５５°の場合の通過特性を示す。図１１（ａ），（ｂ）から明らかなように、カット角θが大きくなるにつれて、６７５ＭＨｚ付近に現れるスプリアスが小さくなり、θ＝５５°の場合にはスプリアスがほとんど現れないことがわかる。【００７３】
また、図１２は、ＩＤＴ電極のデューティー比ｄが０．３である上記第２の実施形態のＳＡＷフィルタ装置２１、デューティー比ｄが０．４であることを除いては同様のＳＡＷフィルタ装置及び比較のために用意したデューティー比ｄが０．５であることを除いては上記と同様にして構成されたＳＡＷフィルタ装置の減衰量周波数特性を示す。ここでは、通過帯域高域側における減衰量周波数特性が示されている。【００７４】
図１２から明らかなように、デューティー比が０．５の場合には、６７５ＭＨｚ付近におけるスプリアスが大きくなっていることがわかる。また、通過帯域高域側端部近傍、すなわち、７００〜７６０ＭＨｚ付近において、スプリアスが増大していることがわかる。従って、デューティー比は０．５よりも小さいことが好ましく、本願発明者によれば、０．４以下とすれば、上記第１の実施形態の場合と同様に、通過帯域高域側におけるスプリアスを低減し、良好なフィルタ特性の得られることが確かめられている。【００７５】
第２の実施形態においては、上記トラップ回路部分の前段及び後段の双方に弾性表面波共振子Ｓ２１またはＳ２２と、第２のインダクタＬ２２またはＬ２３からなるフィルタ回路部分が設けられていたが、いずれか一方のフィルタ回路部分のみが設けられていてもよい。【００７６】
図１３は、本発明の第３の実施形態に係るＳＡＷフィルタ装置の回路図である。本実施形態のＳＡＷフィルタ装置３１では、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとを結ぶ直列腕において、トラップ回路部分と、フィルタ回路部分とが直列に接続されている。本実施形態では、トラップ回路部分の前段及び後段の双方にフィルタ回路部分３２，３３が接続されている。フィルタ回路部分３２は、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとを結ぶ直列腕に挿入されており、互いに直列に接続された第３のインダクタＬ３１及び直列腕共振子としての第１の弾性表面波共振子Ｓ３１とを有する。同様にフィルタ回路部分３３もまた、直列腕に挿入されており、互いに直列に接続されている第３のインダクタＬ３２と、直列腕共振子としての第１の弾性表面波共振子Ｓ３２とを有する。【００７７】
なお、フィルタ回路部３２，３３は一方のみが設けられてもよい。【００７８】
トラップ回路部分は、第２の実施形態におけるトラップ回路部分と同様に構成されている。すなわち、トラップ回路部分は、直列腕に挿入された第１のインダクタＬ２１と、第１のインダクタＬ２１の両端とグラウンド電位とを結ぶ各並列腕に接続された並列腕共振子としての第２，第３の弾性表面波共振子Ｐ２１，Ｐ２２とを有する。【００７９】
上記ＳＡＷフィルタ装置３１は、通過帯域が第１中心周波数を有し、上記トラップ帯域における第２，第３の弾性表面波共振子Ｐ２１，Ｐ２２の容量成分と、フィルタ回路部における第１の弾性表面波共振子Ｓ３１，Ｓ３２の容量成分と、第１，第３のインダクタＬ２１，Ｌ３１，Ｌ３２のインダクタンス成分とにより構成されるフィルタの周波数特性が有する第２中心周波数が、該第１中心周波数よりも高くされている。【００８０】
本実施形態においても、第１，第２の実施形態と同様に使用する圧電基板のカット角θを上記特定の範囲としたＬｉＮｂＯ３基板を用い、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ電極を有する１ポート型ＳＡＷ共振子により各弾性表面波共振子Ｐ２１，Ｐ２２，Ｓ３１，Ｓ３２を構成し、ＩＤＴ電極の規格化膜厚及びデューティー比を上記特定の範囲内とすることにより、レイリー波による所望でないスプリアスを効果的に抑圧することができる。【００８１】
また、本実施形態においては、上記フィルタ回路部分３２，３３がトラップ回路部分に接続されているため、通過帯域における信号を通過させ、通過帯域よりも低いＶＨＦ帯における周波数及びトラップ帯域並びにトラップ帯域よりも高い周波数帯域における信号を減衰させることができる。【００８２】
第１の実施形態においては、インダクタＬ１１〜Ｌ１３は、図５に略図的に示したように外付けのインダクタンス部品により構成されていたが、図１４、図１５に示すように、回路基板にインダクタを内蔵させてもよい。すなわち、図１４は、本発明の変形例に係るＳＡＷフィルタ装置の模式的平面図である。本変形例のＳＡＷフィルタ装置４１では、パッケージを構成している回路基板４２上にフィルタチップが搭載された実装基板４３が搭載されている。そして、回路基板４２の一部すなわち、図１４の一点鎖線Ｄで囲まれている部分内において回路基板４２にインダクタが内蔵されている。これを図１５（ａ），（ｂ）にＤで囲まれている部分の部分拡大断面図及び模式的平面図で説明する。【００８３】
図１５（ａ）は、回路基板４２の一部を拡大して示す模式的正面断面図であり、ここでは、回路基板４２内に、コイル状導体パターン４４が設けられてインダクタが構成されている。コイル状導体パターン４４の平面形状を図１５（ｂ）に示す。【００８４】
コイル状導体パターン４４は、コイル状の平面形状を有する。そして、コイル状の導体パターン４４は、ビアホール電極４５，４６により、回路基板４２の上面に引き出されている。ビアホール電極４５，４６の上端が、電極ランド４７，４８に接続されている。電極ランド４７，４８には、フィルタチップが搭載された実装基板４３の下面から突出しているバンプ（図示せず）が接合されることになる。【００８５】
このように、本発明においては、ＳＡＷフィルタ装置を構成するためのインダクタはチップ型インダンタンス部品のような外付けのインダクタンス部品だけでなく、パッケージを構成している実装基板４３、または実装基板４３が実装される回路基板４２などに導体パターンを内蔵させることにより形成してもよい。その場合には、外付けのインダクタンス部品の数を低減したり、外付けのインダクタンス部品を省略したりすることができる。従って、ＳＡＷフィルタ装置の小型化及び低背化を進めることが可能となる。さらに、インダクタンス部品を実装した場合の実装ばらつきによる特性のばらつきも生じ難い。【００８６】
なお、上述した実施形態及び変形例では、ＩＤＴ電極はＡｌにより形成したが、Ａｌを主成分とする合金によりＩＤＴ電極を形成してもよい。
【図１】
0004640502.tif 000004
【図２】
0004640502.tif 000005
【図３】
0004640502.tif 000006
【図４】
0004640502.tif 000007
【図５】
0004640502.tif 000008
【図６】
0004640502.tif 000009
【図７】
0004640502.tif 000010
【図８】
0004640502.tif 000011
【図９】
0004640502.tif 000012
【図１０】
0004640502.tif 000013
【図１１】
0004640502.tif 000014
【図１２】
0004640502.tif 000015
【図１３】
0004640502.tif 000016
【図１４】
0004640502.tif 000017
【図１５】
0004640502.tif 000018