(57)【要約】【課題】高周波数において減衰極を形成しかつ小型化可能なフィルタ及びデュープレクサを提供すること。【解決手段】本発明は、直列共振器Ｓ１〜Ｓ４と、圧電基板１０上に形成され、直列共振器Ｓ１〜Ｓ４と並列接続された並列共振器Ｐ１〜Ｐ４と、並列共振器Ｐ４に直列接続されたインダクタＬ３と、圧電基板１０上に形成され、インダクタＬ３に並列接続されたキャパシタＣ１と、圧電基板１０上に形成され、並列共振器Ｐ４とキャパシタＣ１とを接続する配線１８と、を具備するフィルタ及びデュープレクサである。【選択図】図１３
2012049758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列共振器と、
基板上に形成され、前記直列共振器と並列接続された並列共振器と、
前記並列共振器に直列接続されたインダクタと、
前記基板上に形成され、前記インダクタに並列接続されたキャパシタと、
前記基板上に形成され、前記並列共振器と前記キャパシタとを接続する配線と、を具備することを特徴とするフィルタ。
【請求項２】
複数の前記並列共振器の各々に前記インダクタが直列接続され、
複数の前記インダクタのうち第１インダクタに前記キャパシタが並列接続され、
前記キャパシタと、前記第１インダクタと、前記第１インダクタと直列接続された並列共振器とを有する第１並列腕が形成する減衰極は、
前記第１インダクタ以外のインダクタと、前記第１インダクタ以外のインダクタと直列接続された並列共振器とを有する第２並列腕が形成する減衰極よりも低周波側に位置することを特徴とする請求項１記載のフィルタ。
【請求項３】
前記第１並列腕が形成する減衰極は、複数の前記第２並列腕の各々が形成する減衰極より低周波側に位置することを特徴とする請求項２記載のフィルタ。
【請求項４】
前記第１並列腕が形成する減衰極は、前記フィルタの通過帯域より高周波側に位置することを特徴とする請求項２又は３記載のフィルタ。
【請求項５】
前記第２並列腕が形成する減衰極は、前記フィルタの通過帯域の２倍波に相当する周波数帯域に位置し、
前記第１並列腕が形成する減衰極は、前記フィルタの通過帯域と、前記通過帯域の２倍波に相当する周波数帯域との間の周波数帯域に位置することを特徴とする請求項２から４いずれか一項記載のフィルタ。
【請求項６】
前記フィルタの通過帯域は、携帯電話の送信周波数帯域であり、
前記第１並列腕が形成する減衰極は、ブルートゥースの使用周波数帯域、又は無線ＬＡＮの使用周波数帯域に位置することを特徴とする請求項２から５いずれか一項記載のフィルタ。
【請求項７】
前記基板上に前記直列共振器、前記並列共振器、前記キャパシタ及び前記配線を備えるチップと、
前記チップが実装されたパッケージ基板と、を具備し、
前記インダクタは前記パッケージ基板に設けられていることを特徴とする請求項１から６いずれか一項記載のフィルタ。
【請求項８】
前記直列共振器及び前記並列共振器は対向する櫛形電極を備える弾性波共振器であり、
前記キャパシタは、前記弾性波共振器が備える櫛形電極と同じ金属層からなり、かつ電極指ピッチが異なる櫛形電極を備えることを特徴とする請求項１から７いずれか一項記載のフィルタ。
【請求項９】
前記直列共振器及び前記並列共振器は対向する櫛形電極を備える弾性波共振器であり、
前記キャパシタは、前記弾性波共振器が備える櫛形電極と同じ金属層からなり、かつ弾性波の伝搬方向が異なる櫛形電極を備えることを特徴とする請求項１から７いずれか一項記載のフィルタ。
【請求項１０】
前記配線は、前記キャパシタが備える櫛形電極の幅と同一の幅を有する領域、又は前記櫛形電極の幅よりも大きい幅を有する領域、を含むことを特徴とする請求項８又は９記載のフィルタ。
【請求項１１】
前記直列共振器及び前記並列共振器は圧電薄膜共振器であり、
前記キャパシタは、前記圧電薄膜共振器が備える下部電極及び上部電極の各々と同じ金属層からなる電極を備えることを特徴とする請求項１から７いずれか一項記載のフィルタ。
【請求項１２】
基板上に形成された直列共振器と、前記基板上に形成され、前記直列共振器と並列接続された並列共振器と、前記並列共振器に直列接続されたインダクタと、前記基板上に形成され、前記インダクタに並列接続されたキャパシタと、前記基板上に形成され、前記並列共振器と前記キャパシタとを接続する配線と、を有するフィルタを具備することを特徴とするデュープレクサ。
【請求項１３】
前記フィルタは送信フィルタであることを特徴とする請求項１２記載のデュープレクサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルタ及びデュープレクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信システムの発展に伴い、携帯電話、携帯情報端末等が急速に普及している。このため高周波用フィルタへの需要が拡大しており、特に小型で特性が急峻であるフィルタが要求されている。またフィルタには、混変調及び干渉を抑制するため、通過帯域よりも高周波側に位置する、高調波（２倍波、３倍波等）、並びにワイヤレスＬＡＮ（Local
Area Network：ローカルエリアネットワーク）及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（ブルートゥース  登録商標）の使用周波数帯での抑圧が高いことが求められる。
【０００３】
高周波フィルタとして、共振器を直列腕及び並列腕に接続したラダー型フィルタが用いられることがある。特許文献１及び特許文献２には、ラダー型フィルタの並列腕にインダクタ及びキャパシタを接続し、通過帯域より高周波側の減衰を大きくする発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０５９４７号公報
【特許文献２】特開２００６−３３３０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、通過帯域より高周波側に減衰極を形成したフィルタにおいて、フィルタの小型化が困難になる可能性があった。本発明は上記課題に鑑み、高周波数において減衰極を形成しかつ小型化可能なフィルタ及びデュープレクサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、直列共振器と、基板上に形成され、前記直列共振器と並列接続された並列共振器と、前記並列共振器に直列接続されたインダクタと、前記基板上に形成され、前記インダクタに並列接続されたキャパシタと、前記基板上に形成され、前記並列共振器と前記キャパシタとを接続する配線と、を具備するフィルタである。本発明によれば、高周波数において減衰極を形成しかつ小型化可能なフィルタを提供することができる。
【０００７】
上記構成において、複数の前記並列共振器に、前記インダクタが直列接続され、複数の前記インダクタのうち第１インダクタに前記キャパシタが並列接続され、前記キャパシタと、前記第１インダクタと、前記第１インダクタと直列接続された並列共振器とが形成する減衰極は、前記第１インダクタ以外のインダクタと、前記第１インダクタ以外のインダクタと直列接続された並列共振器とが形成する減衰極よりも低周波側に位置する構成とすることができる。この構成によれば、フィルタをより効果的に小型化することが可能となる。
【０００８】
上記構成において、前記第１並列腕が形成する減衰極は、複数の前記第２並列腕の各々が形成する減衰極より低周波側に位置する構成とすることができる。この構成によれば、フィルタを小型化し、またフィルタの通過特性を改善することができる。
【０００９】
上記構成において、前記第１並列腕が形成する減衰極は、前記フィルタの通過帯域より高周波側に位置する構成とすることができる。この構成によれば、フィルタを小型化し、またフィルタの通過特性を改善することができる。
【００１０】
上記構成において、前記第２並列腕が形成する減衰極は、前記フィルタの通過帯域の２倍波に相当する周波数帯域に位置し、前記第１並列腕が形成する減衰極は、前記フィルタの通過帯域と、前記通過帯域の２倍波に相当する周波数帯域との間の周波数帯域に位置する構成とすることができる。この構成によれば、フィルタを小型化し、またフィルタの通過特性を改善することができる。
【００１１】
上記構成において、前記フィルタの通過帯域は、携帯電話の送信周波数帯域であり、前記第１並列腕が形成する減衰極は、ブルートゥースの使用周波数帯域、又は無線ＬＡＮの使用周波数帯域に位置する構成とすることができる。この構成によれば、混変調及び干渉を抑制することができる。
【００１２】
上記構成において、前記基板上に前記直列共振器、前記並列共振器、前記キャパシタ及び前記配線を備えるチップと、前記チップが実装されたパッケージ基板と、を具備し、前記インダクタは前記パッケージ基板に設けられている構成とすることができる。この構成によれば、フィルタの小型化が可能となる。
【００１３】
上記構成において、前記直列共振器及び前記並列共振器は対向する櫛形電極を備える弾性波共振器であり、前記キャパシタは、前記弾性波共振器が備える櫛形電極と同じ金属層からなり、かつ電極指ピッチが異なる櫛形電極を備える構成とすることができる。この構成によれば、工程を簡略化することができる。また、キャパシタを精度高く形成することが可能となる。さらにキャパシタンスの容量値を容易に調整することができる。
【００１４】
上記構成において、前記直列共振器及び前記並列共振器は対向する櫛形電極を備える弾性波共振器であり、前記キャパシタは、前記弾性波共振器が備える櫛形電極と同じ金属層からなり、かつ弾性波の伝搬方向が異なる櫛形電極を備える構成とすることができる。この構成によれば、工程を簡略化することができる。また、キャパシタを精度高く形成することが可能となる。さらにキャパシタンスの容量値を容易に調整することができる。
【００１５】
上記構成において、前記配線は、前記キャパシタが備える櫛形電極の幅と同一の幅を有する領域、又は前記櫛形電極の幅よりも大きい幅を有する領域、を含む構成とすることができる。この構成によれば、配線のインダクタンス成分を小さくすることができる。
【００１６】
上記構成において、前記直列共振器及び前記並列共振器は圧電薄膜共振器であり、前記キャパシタは、前記圧電薄膜共振器が備える下部電極及び上部電極の各々と同じ金属層からなる電極を備える構成とすることができる。この構成によれば、工程を簡略化することができる。また、キャパシタを精度高く形成することが可能となる。さらにキャパシタンスの容量値を容易に調整することができる。
【００１７】
本発明は、基板上に形成された直列共振器と、前記基板上に形成され、前記直列共振器と並列接続された並列共振器と、前記並列共振器に直列接続されたインダクタと、前記基板上に形成され、前記インダクタに並列接続されたキャパシタと、前記基板上に形成され、前記並列共振器と前記キャパシタとを接続する配線と、を有するフィルタを具備するデュープレクサである。本発明によれば、高周波数において減衰極を形成しかつ小型化可能なデュープレクサを提供することができる。
【００１８】
上記構成において、前記フィルタは送信フィルタである構成とすることができる。この構成によれば、デュープレクサの特性を改善することができる。また受信信号と送信信号との混信等を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、高周波数において減衰極を形成しかつ小型化可能なフィルタ及びデュープレクサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）は直列共振器の構成図であり、図１（ｂ）は並列共振器の構成図であり、図１（ｃ）は直列共振器及び直列共振器の通過特性を示す図である。
【図２】図２（ａ）は１段ラダー型フィルタの構成図であり、図２（ｂ）は１段ラダー型フィルタの通過特性を示す図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、多段ラダー型フィルタの構成図である。
【図４】図４（ａ）は高周波側に減衰極を形成するラダー型フィルタの構成図であり、図４（ｂ）は高周波側に減衰極を形成するラダー型フィルタの減衰特性を示す図である。
【図５】図５（ａ）は高調波に減衰極を形成するラダー型フィルタの構成図であり、図５（ｂ）は高調波に減衰極を形成するラダー型フィルタの減衰特性を示す図である。
【図６】図６（ａ）はキャパシタを追加したラダー型フィルタの構成図であり、図６（ｂ）はキャパシタを追加したラダー型フィルタの減衰特性を示す図である。
【図７】図７（ａ）は容量値とインダクタンス値との関係を示す図であり、図７（ｂ）はインダクタンス値を変化させたラダー型フィルタの減衰特性を示す図である。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、ラダー型フィルタの並列腕の構成図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）はラダー型フィルタの並列腕の構成図であり、図９（ｃ）は並列腕のインピーダンスを示す図である。
【図１０】図１０は並列腕のインピーダンスを示す図である。
【図１１】図１１（ａ）はデュープレクサを例示するブロック図であり、図１１（ｂ）は携帯電話のＲＦ（Radio Frequency）モジュールを例示するブロック図である。
【図１２】図１２（ａ）は実施例１に係るデュープレクサを例示する平面図であり、図１２（ｂ）は実施例１に係るデュープレクサを例示する断面図である。
【図１３】図１３は実施例１に係るデュープレクサが備える送信フィルタチップを例示する平面図である。
【図１４】図１４（ａ）から図１４（ｃ）は、実施例３に係るデュープレクサが備えるパッケージ基板を例示する平面図である。
【図１５】図１５は実施例１の変形例に係るデュープレクサが備える送信フィルタチップを例示する平面図である。
【図１６】図１６（ａ）は圧電薄膜共振器を例示する平面図であり、図１６（ｂ）は圧電薄膜共振器を例示する断面図である。
【図１７】図１７（ａ）から図１７（ｃ）は圧電薄膜共振器を例示する断面図である。
【図１８】図１６は実施例２に係るデュープレクサが備える送信フィルタチップを例示する平面図である。
【図１９】図１９は実施例２の変形例に係るデュープレクサが備える送信フィルタチップを例示する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まず、ラダー型フィルタについて説明する。図１（ａ）は直列共振器の構成図であり、図１（ｂ）は並列共振器の構成図であり、図１（ｃ）は直列共振器及び直列共振器の通過特性を示す図である。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、直列共振器は、共振器Ｓ２１を一端子対共振器としたとき、その２つの信号端子のうち、一方を入力端子Ｉｎ、他方を出力端子Ｏｕｔとしたものである。図１（ｂ）に示すように、並列共振器は、共振器Ｐ２１を一端子対共振器としたとき、その２つの信号端子のうち、一方をグランド端子に接続し、他方を入力端子Ｉｎと出力端子Ｏｕｔの短絡線路に接続したものである。
【００２３】
図１（ｃ）の横軸は周波数、縦軸は通過量である。直列共振器の通過特性は実線、並列共振器の通過特性は破線で示す。図１（ｃ）に示すように、直列共振器の通過特性は、１つの共振点（共振周波数）ｆｒｓと１つの反共振点（反共振周波数）ｆａｓとを有する。共振点ｆｒｓで通過量は最大となり、反共振点ｆａｓで通過量は最小となる。一方、並列共振器の通過特性は、１つの共振点ｆｒｐと１つの反共振点ｆａｐとを有する。共振点ｆｒｐで通過量は最小となり、反共振点ｆａｐで通過量は最大となる。
【００２４】
図２（ａ）は１段ラダー型フィルタの構成図であり、図２（ｂ）は１段ラダー型フィルタの通過特性を示す図である。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、直列共振器Ｓ２２が直列共振器として入力端子Ｉｎと出力端子Ｏｕｔに直列に接続され、並列共振器Ｐ２２が並列共振器として出力端子Ｏｕｔとグランド間に接続される。このとき、直列共振器の共振点ｆｒｓと並列共振器の反共振点ｆａｐは概一致するように設計する。
【００２６】
図２（ｂ）の横軸は周波数、縦軸は通過量を示す。図２（ａ）の構成により、直列共振器と並列共振器の通過特性が合成され，図２（ｂ）の通過特性が得られる。通過量は、直列共振器の共振点ｆｒｓと並列共振器の反共振点ｆａｐ付近が最大となり、直列共振器の反共振点ｆａｓ及び並列共振器の共振点ｆｒｐが極小となる。そして、並列共振器の共振点ｆｒｐから直列共振器の反共振点ｆａｓの周波数帯域が通過帯域となり、並列共振器の共振点ｆｒｐ以下及び直列共振器の反共振点ｆａｓ以上の周波数帯域が減衰域となる。このように、ラダー型フィルタはバンドパスフィルタとして機能する。
【００２７】
次に多段ラダー型フィルタについて説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、多段ラダー型フィルタの構成図である。図３（ｂ）の横軸は周波数、縦軸は減衰量を表す。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、ラダー型フィルタＦ１０は直列共振器Ｓ１，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ及びＳ３、並びに並列共振器Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２ａ及びＰ２ｂを備える。入力端子Ｉｎと出力端子Ｏｕｔとの間に、直列共振器Ｓ１，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ及びＳ３が直列に接続されている。直列共振器Ｓ１は入力端子Ｉｎに接続されている。直列共振器Ｓ４は出力端子Ｏｕｔに接続されている。
【００２９】
直列共振器Ｓ１と直列共振器Ｓ２ａとの間には、並列共振器Ｐ１ａ及び並列共振器Ｐ１ｂがそれぞれ並列に接続されている。直列共振器２ｂと直列共振器３との間には、並列共振器Ｐ２ａ及び並列共振器Ｐ２ｂがそれぞれ並列に接続されている。また並列共振器Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２ａ及びＰ２ｂはグランド端子に接続されている。多段ラダー型フィルタＦ１０は、１段ラダー型フィルタを複数接続して構成される。なお、各段間での信号の反射を抑制するため、１段ラダーがフィルタを反転させた形で接続される。
【００３０】
図３（ｂ）に示すように、フィルタの小型化のために、直列共振器Ｓ２ａ及びＳ２ｂを１つの直列共振器Ｓ２としてもよい。また並列共振器Ｐ１ａ及びＰ１ｂを１つの並列共振器Ｐ１とし、さらに並列共振器Ｐ２ａ及びＰ２ｂを１つの並列共振器Ｐ２としてもよい。つまり図３（ａ）中の点線で囲んだ構成を１つにまとめてもよい。後述するように、直列共振器及び並列共振器はキャパシタとして機能する。直列共振器Ｓ２の容量値は、直列共振器Ｓ２ａと直列共振器Ｓ２ｂとを直列に接続した場合の直列共振器Ｓ２ａとＳ２ｂとの合成容量値に等しくなる。並列共振器Ｐ２の容量値は、並列共振器Ｐ２ａと並列共振器Ｐ２ｂとを並列に接続した場合の並列共振器Ｐ２ａとＰ２ｂとの合成容量値に等しくなる。
【００３１】
次に高調波に減衰極を形成したラダー型フィルタについて説明する。図４（ａ）は高周波側に減衰極を形成するラダー型フィルタの構成図であり、図４（ｂ）は高周波側に減衰極を形成するラダー型フィルタの減衰特性を示す図である。
【００３２】
図４（ａ）に示すように、ラダー型フィルタＦ１１においては、並列共振器Ｐ１にインダクタＬ１、並列共振器Ｐ２にインダクタＬ２が、それぞれ直列接続されている。インダクタＬ１の一端は並列共振器Ｐ１に接続され、他端はグランド端子に接続されている。インダクタＬ２の一端は並列共振器Ｐ２に接続され、他端はグランド端子に接続されている。共振器は、通過帯域外ではキャパシタとして機能する。このため、並列共振器Ｐ１とインダクタＬ１、及び並列共振器Ｐ２とインダクタＬ２とは、それぞれＬＣ共振回路として機能する。並列共振器Ｐ１及びＰ２それぞれの容量値をＣｐ、インダクタＬ１のインダクタンス値をＬ１とする。この場合、並列共振器Ｐ１とインダクタＬ１とが形成するＬＣ共振回路の共振周波数ｆ１は、数式１で表される。
【数１】
2012049758.tif 000003
並列共振器Ｐ２とインダクタＬ２とが形成するＬＣ共振回路の共振周波数も式１と同様の式で表される。
【００３３】
図４（ｂ）に示すように、周波数ｆ１及びｆ２において減衰極が形成される。ラダー型フィルタＦ１１では並列腕を２つとしたが、並列腕を増設し、かつインダクタを接続することで、減衰極を追加することができる。また並列共振器の容量値及びインダクタのインダクタンス値を調節することで、減衰極が現れる周波数を調節することもできる。例えば周波数ｆ１及びｆ２を、フィルタの通過帯域の２倍波に相当する周波数帯域（Ｔｘ２倍波）、及び３倍波に相当する周波数帯域（Ｔｘ３倍波）の各々に含まれるようにしてもよい。これにより、Ｔｘ２倍波及びＴｘ３倍波等の高調波に減衰極を形成することができる。次に比較例について説明する。
【００３４】
図５（ａ）は高調波に減衰極を形成するラダー型フィルタの構成図であり、図５（ｂ）は高調波に減衰極を形成するラダー型フィルタの減衰特性を示す図である。なお、図５（ｂ）はラダー型フィルタＦ１２の減衰特性を計算した結果である。
【００３５】
図５（ａ）に示すように、ラダー型フィルタＦ１２は、ラダー型フィルタＦ１１に、直列共振器Ｓ４、並列共振器Ｐ３及びＰ４、並びにインダクタＬ３を増設したものである。並列共振器Ｐ２及びＰ３は、それぞれインダクタＬ２に直列接続されている。並列共振器Ｐ４はインダクタＬ３に直列接続されている。つまりラダー型フィルタＦ１２は３つの並列腕を有し、それぞれの並列腕がＬＣ共振回路として機能する。次にラダー型フィルタＦ１２の減衰特性のシミュレーションについて説明する。
【００３６】
減衰特性の計算に用いた条件を説明する。ラダー型フィルタＦ１２をデュープレクサの送信フィルタとして用いる場合を考える。ラダー型フィルタＦ１２は、以下の仕様のＷ−ＣＤＭＡ（Wideband
Code Division Multiple Access）  Ｂａｎｄ２方式の送信フィルタとした。
送信フィルタの通過帯域：１８５０〜１９１０ＭＨｚ
受信フィルタの通過帯域：１９３０〜１９９０ＭＨｚ
Ｔｘ２倍波の周波数帯域：３７００〜３８２０ＭＨｚ
Ｔｘ３倍波の周波数帯域：５５５０〜５７３０ＭＨｚ
使用した共振器：弾性表面波共振器
直列共振器Ｓ１の容量値：１．８７ｐＦ
直列共振器Ｓ２〜Ｓ４各々の容量値：０．９３５ｐＦ
並列共振器Ｐ１〜Ｐ３各々の容量値：２．２４ｐＦ
並列共振器Ｐ４の容量値：１．１２ｐＦ
インダクタＬ１のインダクタンス値Ｌ１：０．３５５ｎＨ
インダクタＬ２のインダクタンス値Ｌ２：０．１８２ｎＨ
インダクタＬ３のインダクタンス値Ｌ３：４．１５ｎＨ
直列共振器Ｓ１〜Ｓ４の共振周波数は同一とし、並列共振器Ｐ１〜Ｐ４の共振周波数も同一とした。また直列共振器Ｓ１〜Ｓ４及び並列共振器Ｐ１〜Ｐ４の電気機械結合定数は同一とした。
【００３７】
図５（ｂ）に示すように、ラダー型フィルタＦ１２ではＴｘ２倍波及びＴｘ３倍波に対応する周波数帯域に減衰極が形成された。また無線ＬＡＮ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈの使用帯域（以下「ＢＴ／ＬＡＮ」）である２４００〜２５００ＭＨｚにおいても減衰極が形成された。
【００３８】
ここでインダクタンス値とフィルタサイズとの関係について説明する。表１はラダー型フィルタＦ１２におけるインダクタＬ１〜Ｌ３のインダクタンス値Ｌ１〜Ｌ３、及び減衰極が形成される周波数帯域をまとめたものである。
【表１】
2012049758.tif 000004
【００３９】
表１に示すように、Ｔｘ３倍波の減衰極に対応するインダクタＬ１のインダクタンス値Ｌ１は０．３５５ｎＨである。Ｔｘ２倍波の減衰極に対応するインダクタＬ２のインダクタンス値Ｌ２は０．１８２ｎＨである。ＢＴ／ＬＡＮの減衰極に対応するインダクタＬ３のインダクタンス値Ｌ３は４．１５ｎＨである。上述の式に示したように、ＬＣ共振回路の共振周波数は、インダクタンス値が大きくなるほど低くなる。インダクタンスＬ３はＢＴ／ＬＡＮにおける減衰極の形成に寄与する。なお、Ｔｘ２がＴｘ３より低い周波数帯であるにも関わらず、インダクタＬ２がインダクタンスＬ１より小さいインダクタンス値を有する。これは、インダクタＬ２が接続される並列共振器Ｐ２及びＰ３が、並列接続されているためである。
【００４０】
インダクタＬ３は４．１５ｎＨと非常に大きなインダクタンス値を有する。このためインダクタＬ３として外付けのチップインダクタを用いることがあり、他のインダクタ及び共振器と同一のチップ内、又は同一のパッケージ内に形成することが困難となる場合がある。この結果、フィルタの小型化・低背化が困難となる。さらにフィルタを構成部品とするデュープレクサに小型化・低背化も難しくなる。
【００４１】
次にインダクタンス値を抑制したラダー型フィルタについて説明する。図６（ａ）はキャパシタを追加したラダー型フィルタの構成図であり、図６（ｂ）はキャパシタを追加したラダー型フィルタの減衰特性を示す図である。
【００４２】
図６（ａ）に示すように、ラダー型フィルタＦ１３はキャパシタＣ１を備える。キャパシタＣ１はインダクタＬ３（第１インダクタ）に並列接続されている。図中に破線で囲んだように、並列共振器Ｐ１とインダクタＬ１とを備える並列腕を並列腕Ｐａとする。並列共振器Ｐ２とインダクタＬ２とを備える並列腕と、並列共振器Ｐ３とインダクタＬ２とを備える並列腕とを合わせて並列腕Ｐｂとする。並列共振器Ｐ４とインダクタＬ３とキャパシタＣ１とを備える並列腕を並列腕Ｐｃ（第１並列腕）とする。
【００４３】
ラダー型フィルタＦ１３は、ラダー型フィルタＦ１２と同じ帯域に減衰極を形成するフィルタである。図６（ｂ）で後述するように、キャパシタＣ１を並列接続することで、インダクタＬ３のインダクタンス値Ｌ３を大幅に小さくすることができた。
【００４４】
図６（ｂ）ではラダー型フィルタＦ１２の減衰特性とラダー型フィルタＦ１３の減衰特性とを重ねて示している。ラダー型フィルタＦ１２の減衰特性を点線、ラダー型フィルタＦ１３の減衰特性を実線で図示している。ラダー型フィルタＦ１２の計算のパラメータは、図５（ｂ）の計算に用いたものと同じである。ラダー型フィルタＦ１３の計算のパラメータは、次のインダクタＬ３及びキャパシタＣ１に関するもの以外は、ラダー型フィルタＦ１２の計算のパラメータと同じである。
インダクタＬ３のインダクタンス値Ｌ３：２．００ｎＨ
キャパシタＣ１の容量値Ｃ１：１．０７ｐＦ
ここではキャパシタＣ１を接続し、図５（ｂ）と同じ周波数帯域に減衰極が形成されるように、インダクタＬ３のインダクタンス値Ｌ３を調整した。
【００４５】
図６（ｂ）に示すように、ラダー型フィルタＦ１２及びラダー型フィルタＦ１３の各々の減衰特性には、ＢＴ／ＬＡＮ、Ｔｘ２倍波、及びＴｘ３倍波の各々に対応する周波数帯域に減衰極が形成された。つまり、キャパシタＣ１と、インダクタＬ３と、並列共振器Ｐ４とを有する並列腕Ｐｃ（第１並列腕）が形成する減衰極は、他の並列腕Ｐａ及びＰｂ（第２並列腕）の各々が形成する減衰極よりも低周波側に位置する。また並列腕Ｐｃが形成する減衰極は、フィルタの通過帯域よりも高周波側に位置する。並列腕Ｐａが形成する減衰極はＴｘ３倍波に位置し、並列腕Ｐｂが形成する減衰極はＴｘ２倍波に位置することは、ラダー型フィルタＦ１２の場合と同様である。つまり並列腕Ｐｃが形成する減衰極は、フィルタの通過帯域とＴｘ２倍波との間に位置する。
【００４６】
表２は、ラダー型フィルタＦ１３におけるインダクタンス値Ｌ１〜Ｌ３及び容量値Ｃ１をまとめたものである。
【表２】
2012049758.tif 000005
表２に点線で示すように、キャパシタＣ１を並列接続することにより、高調波及びＢＴ／ＬＡＮに減衰極を形成し、かつインダクタＬ３のインダクタンス値Ｌ３を大幅に小さくすることができた。またラダー型フィルタＦ１３の方が、ラダー型フィルタＦ１２と比較して、Ｔｘ２倍波の周波数帯域より高周波数側での減衰量が大きくなった。また減衰量の増大は、高周波数帯域の方が顕著であった。
【００４７】
さらに容量値及びインダクタンス値を変化させた場合について説明する。ラダー型フィルタＦ１３において、同じ周波数帯域に減衰極が形成されるようにキャパシタＣ１の容量値Ｃ１及びインダクタＬ３のインダクタンス値Ｌ３を変化させて、減衰特性の計算を行った。図７（ａ）は容量値とインダクタンス値との関係を示す図であり、図７（ｂ）はインダクタンス値を変化させたラダー型フィルタの減衰特性を示す図である。
【００４８】
図７（ａ）の横軸はキャパシタＣ１の容量値Ｃ１、縦軸はインダクタＬ３のインダクタンス値Ｌ３を表す。図７（ａ）に示すように、キャパシタＣ１の容量値Ｃ１が大きくなるに伴い、インダクタＬ３のインダクタンス値Ｌ３は小さくなった。
【００４９】
図７（ｂ）において、太い実線はＬ３＝４．０ｎＨの場合を示す。太い点線はＬ３＝３．５ｎＨの場合を示す。太い破線はＬ３＝３．０ｎＨの場合を示す。太い一点鎖線はＬ３＝２．５ｎＨの場合を示す。細い実線はＬ３＝２．０ｎＨの場合を示す。細い点線はＬ３＝１．５ｎＨの場合を示す。細い破線はＬ３＝１．０ｎＨの場合を示す。細い一点鎖線はＬ３＝０．５ｎＨの場合を示す。
【００５０】
図７（ｂ）に示すように、キャパシタＣ１の容量値Ｃ１及びインダクタＬ３のインダクタンス値Ｌ３を調整することで、ラダー型フィルタＦ１３はラダー型フィルタＦ１２と同じ周波数帯域（ＢＴ／ＬＡＮ、Ｔｘ２倍波、及びＴｘ３倍波）に減衰極を形成することができた。また、インダクタＬ３のインダクタンス値Ｌ３が小さくなることに伴い、言い換えればキャパシタＣ１の容量値Ｃ１が大きくなることに伴い、Ｔｘ２倍波より高周波帯域での減衰量が大きくなり、特性が改善した。
【００５１】
次にインダクタンス値を抑制できる原理について説明する。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、ラダー型フィルタの並列腕の構成図である。図８（ａ）はラダー型フィルタＦ１２の右端の並列腕を、図８（ｂ）はラダー型フィルタＦ１３の右端の並列腕Ｐｃを、それぞれ抜き出したものである。なお式中では、インダクタＬ３のインダクタ値は、図８（ａ）の場合はＬ３、図８（ｂ）の場合はＬ３ａとして、両者を区別する。
【００５２】
図８（ａ）に示すような並列腕は、既述したようにＬＣ共振回路として機能する。共振周波数ｆ３は数式２で表される。
【数２】
2012049758.tif 000006
図８（ｂ）に示す並列腕ＰｃもＬＣ共振回路として機能する。共振周波数ｆ４は次の数式３で表される。
【数３】
2012049758.tif 000007
ここで、図８（ａ）の共振回路と図８（ｂ）の共振回路とで、同じ周波数帯域に減衰極が形成されるため、共振周波数とは等しくなる。つまり数式２＝数式３となる。インダクタンス値Ｌ３ａは次の数式４で表される。
【数４】
2012049758.tif 000008
数式４より、キャパシタＣ１の付加によって、インダクタンス値Ｌ３ａがＬ３よりも小さくなることが分かる。
【００５３】
次に並列腕のインピーダンスについて説明する。まず特許文献１及び２に記載された並列腕について説明する。図９（ａ）及び図９（ｂ）はラダー型フィルタの並列腕の構成図であり、図９（ｃ）は並列腕のインピーダンスを示す図である。特許文献１及び２の各々には、図９（ａ）及び図９（ｂ）の各々に示した並列腕が記載されている。
【００５４】
図９（ａ）に示す並列腕及び図９（ｂ）に示す並列腕は、図８（ｂ）に示す並列腕ＰｃにインダクタＬ４を直列接続したものである。図９（ａ）においては、インダクタＬ４が並列共振器Ｐ４とインダクタＬ３との間に直列接続されている。図９（ｂ）においては、インダクタＬ４及びキャパシタＣ１がインダクタＬ３と並列接続されている。インダクタＬ４はキャパシタＣ１と直列接続されている。
【００５５】
図９（ｃ）の横軸は周波数、縦軸は並列腕のインピーダンスである。周波数ｆｚ１及びｆｚ２においてインピーダンスがゼロになる。また周波数ｆｐにおいてインピーダンスは極限を示す。インピーダンスがゼロになる周波数ｆｚ１及びｆｚ２の各々において、減衰極が形成される。つまり、図９（ａ）及び図９（ｂ）の構成によって、複数の減衰極を形成することができる。しかしながら、周波数がｆｚ２より高くなるにつれ、インピーダンスは増加し、正の値を有する。並列腕のインピーダンスが増加することにより、並列腕には信号が流れにくくなる。つまり並列腕のインピーダンスの増加により、フィルタの減衰特性が劣化する。
【００５６】
次に図８（ｂ）に示した並列腕Ｐｃのインピーダンスについて説明する。図１０は並列腕のインピーダンスを示す図である。
【００５７】
図１０に示すように、周波数ｆｐよりも高い周波数において、インピーダンスはゼロに漸近する。インピーダンスがゼロに近づくことで、並列腕に信号が流れやすくなる。つまり高周波においてフィルタの抑圧が改善する。インピーダンスの変化は、前述の図６（ｂ）に示した減衰特性において、周波数が高くなるほど、特性の改善が顕著であることにも表われている。
【実施例１】
【００５８】
以上の考察に基づいた本発明の実施例について説明する。実施例１は弾性波共振器を用いる例である。まずデュープレクサの構成について説明する。図１１（ａ）はデュープレクサを例示するブロック図であり、図１１（ｂ）は携帯電話のＲＦ（Radio
Frequency）モジュールを例示するブロック図である。
【００５９】
図１１（ａ）に示すように、デュープレクサ１００は受信フィルタ１００ａ及び送信フィルタ１００ｂを備えている。受信フィルタ１００ａ及び送信フィルタ１００ｂは共通に共通端子（アンテナ端子）１０２に接続されている。共通端子１０２はアンテナ１０４に接続されている。受信フィルタ１００ａは、アンテナ１０４から信号を受信し、受信した信号を例えばアンプ等に出力する。送信フィルタ１００ｂは、アンプ等から入力された信号をアンテナ１０４に出力する。アンテナ１０４は信号を送信する。なおフィルタの構成については後述する。
【００６０】
図１１（ｂ）に示すように、ＲＦモジュール１１０は、アンテナ１０４、アンテナスイッチ１１２、デュープレクサバンク１１４、並びにアンプモジュール１１６を備える。ＲＦモジュール１１０は、ＧＳＭ（Global
System for Mobile Communication）通信方式及びＷ−ＣＤＭＡ通信方式等、複数の通信方式に対応している。ＧＳＭ方式については、８５０ＭＨｚ帯（ＧＳＭ８５０）、９００ＭＨｚ帯（ＧＳＭ９００）、１８００ＭＨｚ帯（ＧＳＭ１８００）、１９００ＭＨｚ帯（ＧＳＭ１９００）に対応している。アンテナ１０４は、ＧＳＭ方式及びＷ−ＣＤＭＡ方式いずれの送受信信号をも送受信できる。デュープレクサバンク１１４は、複数のデュープレクサ１１４ａ，１１４ｂ及び１１４ｃを含む。複数のデュープレクサの各々は、複数の通信方式の各々に対応したデュープレクサである。なお、デュープレクサバンク１１４が備えるデュープレクサは２つでもよいし、４つ以上でもよい。アンテナスイッチ１１２は、送受信する信号の通信方式に応じて、デュープレクサバンク１１４が備える複数のデュープレクサから、通信方式に対応するデュープレクサを選択し、選択されたデュープレクサとアンテナ１０４とを接続する。各デュープレクサはアンプモジュール１１６に接続されている。アンプモジュール１１６はデュープレクサの受信フィルタが受信した信号を増幅し、処理部に出力する。またアンプモジュール１１６は、処理部により生成された信号を増幅しデュープレクサの送信フィルタに出力する
【００６１】
次に実施例１に係るデュープレクサの構成について説明する。図１２（ａ）は実施例１に係るデュープレクサを例示する平面図であり、図１２（ｂ）は実施例１に係るデュープレクサを例示する断面図である。図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ１に沿った断面図である。
【００６２】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、実施例１に係るデュープレクサ１００は、受信フィルタチップ１００ｃ、送信フィルタチップ１００ｄ、パッケージ基板１２０、及び封止部１２２を備える。図１２（ａ）では封止部１２２を透視している。受信フィルタチップ１００ｃ及び送信フィルタチップ１００ｄは、バンプ１２４によりパッケージ基板１２０上にフリップチップ実装されている。パッケージ基板１２０は例えばセラミック等の絶縁体からなる。パッケージ基板１２０は、第１層１２０−１、及び第１層１２０−１下の第２層１２０−２からなる二層構造の基板である。後述するように、パッケージ基板１２０の上面、中間層及び下面の各々には配線層１２０ａ，１２０ｂ及び１２０ｃの各々が形成され、各配線層間はビア配線２６により接続されている。配線層１２０ｂは、第１層１２０−１と第２層１２０−２との間に位置する。パッケージ基板１２０に設けられた配線の一部は、インダクタＬ１〜Ｌ３として機能する。つまり受信フィルタチップ１００ｃ及び送信フィルタチップ１００ｄがパッケージ基板１２０に実装されることで、受信フィルタ及び送信フィルタが実現される。封止部１２２は、例えばエポキシ樹脂等の絶縁体、又は半田等からなり、受信フィルタチップ１００ｃ及び送信フィルタチップ１００ｄを封止する。バンプ１２４は例えば金（Ａｕ）等の金属からなる。
【００６３】
次にデュープレクサが備えるフィルタの構成について説明する。図１３は実施例１に係るデュープレクサが備える送信フィルタチップを例示する平面図である。例とするフィルタチップは送信フィルタチップ１００ｄとして説明する。
【００６４】
図１３に示すように、送信フィルタチップ１００ｄは、直列共振器Ｓ１〜Ｓ４，並列共振器Ｐ１〜Ｐ４，及びキャパシタＣ１は、櫛形電極を備える弾性表面波共振器により構成されている。
【００６５】
直列共振器Ｓ１を例に、弾性表面波共振器の構成について説明する。直列共振器Ｓ１は、圧電基板１０の上に、対向する一対の櫛形電極１２を配置し、さらに櫛形電極１２の両側に反射器１４を配置することで構成される。櫛形電極１２が電極指のピッチに応じた周波数の弾性波を励振する。反射器１４は櫛形電極１２から伝搬する弾性波を反射する。直列共振器Ｓ２〜Ｓ４，及び並列共振器Ｐ１〜Ｐ４についても同様の構成である。各弾性表面波共振器の弾性表面波の伝搬方向は同一である。またキャパシタＣ１は、直列共振器Ｓ１〜Ｓ４及び並列共振器Ｐ１〜Ｐ４の各々が備える櫛形電極と同じ金属層からなる櫛形電極を備える。キャパシタＣ１を形成する櫛形電極の電極指ピッチは、直列共振器Ｓ１〜Ｓ４及び並列共振器Ｐ１〜Ｐ４の各々が備える櫛形電極の電極指ピッチとは異なる。つまり、キャパシタＣ１は、キャパシタＣ１の共振周波数が送信フィルタの通過帯域外となるように設計されている。このためキャパシタＣ１において弾性表面波は励振されにくく、フィルタの特性への影響が抑制される。なお、キャパシタＣ１は反射器を備えなくてもよいが、Ｑ値を改善するためには反射器を備えていることが好ましい。キャパシタＣ１の容量値は、電極指ピッチ又は電極指の交差幅を変更することで、調整することができる。
【００６６】
直列共振器Ｓ１を構成する櫛形電極はアンテナ端子Ａｎｔ１に接続されている。アンテナ端子Ａｎｔ１は、図１０（ｂ）に示したアンテナ１０４と接続される。直列共振器Ｓ４が備える櫛形電極は送信端子Ｔｘ１に接続されている。送信端子Ｔｘ１は、例えば図１０（ｂ）に示したアンプモジュール１１６に接続され、送信信号が入力する。並列共振器Ｐ１が備える櫛形電極は端子１６ａに接続されている。端子１６ａはインダクタＬ１に接続されている。並列共振器Ｐ２が備える櫛形電極及び並列共振器Ｐ３を構成する櫛形電極は、端子１６ｂに接続されている。端子１６ｂは、インダクタＬ２に接続されている。並列共振器Ｐ４が備える櫛形電極と、キャパシタＣ１が備える櫛形電極とは、配線１８により接続されている。また配線１８は端子１６ｃに接続されている。端子１６ｃはインダクタＬ３に接続されている。キャパシタＣ１が備える櫛形電極に接続された別の配線１９は、端子１６ｄに接続されている。端子１６ｄは、パッケージ基板１２０が備えるグランド端子に接続されている。図中に白丸には、パッケージ基板１２０と接続するためのバンプ１２４が形成される。
【００６７】
圧電基板１０は例えばリチウムタンタル酸（ＬｉＴａＯ３）又はリチウムニオブ酸（ＬｉＮｂＯ３）等の圧電体からなる。櫛形電極１２、反射器１４、及び櫛形電極１２を接続する配線は例えばアルミニウム（Ａｌ）等の金属からなり、同一の金属層から形成される。直列共振器Ｓ１〜Ｓ４，並列共振器Ｐ１〜Ｐ４，キャパシタＣ１、配線１８、端子１６ａ〜１６ｄ、アンテナ端子Ａｎｔ、及び送信端子Ｔｘは、同一の圧電基板上に形成され、かつ同一の金属層からなる。なお、図１３では送信フィルタチップ１００ｄについて説明したが、受信フィルタチップ１００ｃが同様の構成からなるとしてもよい。受信フィルタチップ１００ｃは、送信端子Ｔｘ１の代わりに受信端子Ｒｘ１を備える。
【００６８】
次にパッケージ基板１２０について説明する。図１４（ａ）から図１４（ｃ）は、実施例３に係るデュープレクサが備えるパッケージ基板を例示する平面図である。図１４（ａ）はパッケージ基板１２０の上面を示す。図１４（ｂ）は第１層１２０−１を透視し、第２層１２０−２の上面を示す。図１４（ｃ）は第１層１２０−１及び第２層１２０−２を透視した図を示す。
【００６９】
図１４（ａ）に示すように、パッケージ基板１２０の上面に設けられた配線層１２０ａは、アンテナ端子Ａｎｔ２、送信端子Ｔｘ２、受信端子Ｒｘ２、グランド端子ＧＮＤ１、並びに配線２０ａ，２２ａ及び２４ａを備える。図中の白丸は、図１３のバンプ１２４が接続される箇所を表す。なお受信フィルタチップ１００ｃと接続するためのバンプの位置は図示を省略している。
【００７０】
アンテナ端子Ａｎｔ２は、送信フィルタチップ１００ｄが備えるアンテナ端子Ａｎｔ１と接続される。送信端子Ｔｘ２は、送信フィルタチップ１００ｄが備える送信端子Ｔｘ１と接続される。受信端子Ｒｘ２は、受信フィルタチップ１００ｃが備える受信端子Ｒｘ１と接続される。配線２０ａは、送信フィルタチップ１００ｄが備える端子１６ａと接続される。配線２２ａは端子１６ｂと接続される。配線２４ａは端子１６ｃと接続される。グランド端子ＧＮＤ１は端子１６ｄと接続される。それぞれの接続は、バンプ１２４を介して行われる。配線２０ａはインダクタＬ１の形成に寄与する。配線２２ａはインダクタＬ２の形成に寄与する。配線２４ａはインダクタＬ３の形成に寄与する。配線層１２０ａの各構成は、ビア配線２６により配線層１２０ｂの対応する各構成に接続されている。
【００７１】
図１４（ｂ）に示すように、パッケージ基板１２０の第１層１２０−１と第２層１２０−２との間には、配線層１２０ｂが形成されている。配線層１２０ｂは、アンテナパターンＡｎｔ３、出力パターンＴｘ３、入力パターンＲｘ３、グランドパターンＧＮＤ２、並びに配線２０ｂ，２２ｂ及び２４ｂを備える。図中の白丸は、配線層１２０ａと接続するためのビア配線２６を示す。アンテナパターンＡｎｔ３は、配線層１２０ａが備えるアンテナ端子Ａｎｔ２と接続される。出力パターンＴｘ３は送信端子Ｔｘ２と接続される。入力パターンＲｘ３は受信端子Ｒｘ２と接続される。グランドパターンＧＮＤ２はグランド端子ＧＮＤ１と接続される。配線２０ｂは配線２０ａと接続される。配線２２ｂは配線２２ａと接続される。配線２４ｂは配線２４ｃと接続される。それぞれの接続は、ビア配線２６を介して行われる。配線２０ｂはインダクタＬ１の形成に寄与する。配線２２ｂはインダクタＬ２の形成に寄与する。配線２４ｂはインダクタＬ３の形成に寄与する。
【００７２】
図１４（ｃ）に示すように、パッケージ基板１２０の下面に設けられた配線層１２０ｃは、アンテナ端子Ａｎｔ４、送信端子Ｔｘ４、受信端子Ｒｘ４、及びグランド端子ＧＮＤ３を備える。図１４（ｃ）における白丸は、配線層１２０ｃと接続するためのビア配線２６を示す。アンテナ端子Ａｎｔ４は、配線層１２０ｂが備えるアンテナパターンＡｎｔ３と接続される。送信端子Ｔｘ４は出力パターンＴｘ３と接続される。受信端子Ｒｘ４は入力パターンＲｘ３と接続される。グランド端子ＧＮＤ３は、配線層１２０ｂが備える配線２０ｂ、配線２２ｂ、配線２４ｂ、及びグランドパターンＧＮＤ２と接続される。配線層１２０ｃは、フットパターンとして機能する。
【００７３】
図１４（ａ）から図１４（ｃ）に示すように、インダクタＬ１は配線２０ａ及び２０ｂにより形成される。インダクタＬ２は配線２２ａ及び２２ｂにより形成される。インダクタＬ３は配線２４ａ及び２４ｂにより形成される。つまりインダクタＬ１〜Ｌ３は、パッケージ基板１２０に設けられる。送信フィルタチップ１００ｄがパッケージ基板１２０に実装されることで、図６（ａ）に示したラダー型フィルタＦ１３の構成を有する送信フィルタが形成される。
【００７４】
実施例１において、圧電基板１０上に形成された並列共振器Ｐ１〜Ｐ４と、並列共振器Ｐ４に直列接続されたインダクタＬ３と、圧電基板１０上に形成されインダクタＬ３と並列接続されたキャパシタＣ１と、並列共振器Ｐ４とキャパシタＣ１とを接続する配線１８を備える送信フィルタを形成した。これにより、図６（ｂ）に示すように、高周波数において減衰極を形成し、かつインダクタＬ３のインダクタ値を小さくすることができた。インダクタ値が小さくなるため、インダクタＬ３が小型化可能となった。つまりインダクタＬ３を、外付けの部品ではなく、例えば図１４（ａ）から図１４（ｃ）に示したようにパッケージ基板１２０に形成することが可能となる。これにより、フィルタの小型化が可能となる。つまり小型化可能なフィルタが実現できる。さらに小型化されたフィルタを用いることで、デュープレクサ１００の小型化も可能となる。
【００７５】
また実施例１によれば、並列共振器Ｐ４とキャパシタＣ１と配線１８とを同一の圧電基板１０上に形成するため、送信フィルタチップ１００ｄの小型化が可能となる。インダクタを、例えばフィルタチップ内の配線として形成する場合、又はワイヤボンディングに用いるワイヤとして形成する場合、配線を引き回すことがある。このためインダクタはフィルタの小型化の妨げとなる可能性がある。これに対し、キャパシタは、配線を引き回さなくてもよいため、インダクタよりも占有する面積を少なくすることができる。つまりキャパシタＣ１を送信フィルタチップ１００ｄ内に形成することで、フィルタ及びデュープレクサの小型化が可能となる。またインダクタＬ１〜Ｌ３をパッケージ基板１２０内に形成する。言い換えればインダクタＬ１〜Ｌ３を、パッケージ基板１２０内を引き回す配線として形成する。このため、フィルタおよびデュープレクサの小型化が可能となる。
【００７６】
例えば配線１８がワイヤのように、大きなインダクタンス値を有する場合、キャパシタＣ１、インダクタＬ１、及び並列共振器Ｐ４を備える並列腕Ｐｃ（図６（ａ）参照）は、図９（ａ）又は図９（ｂ）のような並列腕に相当する構成となる。この場合、図９（ｂ）で説明したように、並列腕のインピーダンスが高周波側において大きくなり、減衰特性が悪化する。
【００７７】
これに対し、実施例１における配線１８は、例えばベタパターン等のように、インダクタとして機能しにくい配線である。また、配線１８は、キャパシタＣ１を構成する櫛形電極よりも幅広の領域を含む。つまり、図１３に示すように、配線１８が含む領域の幅Ｗ１は、キャパシタＣ１が備える櫛形電極の幅Ｗ２よりも大きい。なお幅方向は、図１３におけるキャパシタＣ１の電極指の配列方向である。配線１８が含む領域の幅Ｗ１が、キャパシタＣ１が備える櫛形電極の幅よりも大きいことにより、配線１８のインダクタンス成分を大幅に小さくすることができる。また配線１８が含む領域の幅Ｗ１が、キャパシタＣ１が備える櫛形電極の幅Ｗ２と同一であっても、インダクタンス成分の低減は可能である。なお、図１３に示すように、配線１８の全体が、キャパシタＣ１が備える櫛形電極より幅が広くてもよい。この場合、配線１８のインダクタンス成分がより小さくなる。また配線１８のうち一部の領域が、キャパシタＣ１が備える櫛形電極よりも幅広で、他の領域はキャパシタＣ１が備える櫛形電極より幅が狭くてもよい。つまり、配線１８は、キャパシタＣ１が備える櫛形電極の幅と同一の幅を有する領域、又は櫛形電極の幅よりも大きい幅を有する領域を含む。
【００７８】
つまり、配線１８のインダクタ値は、インダクタンスＬ３のインダクタンス値よりも大幅に小さい。このため、図１３の送信フィルタチップをパッケージ基板１２０に実装して形成される送信フィルタの回路構成は、図６（ａ）に示したラダー型フィルタＦ１３の回路構成に相当する。すなわち、実施例１における並列腕Ｐｃは、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示した並列腕において、Ｌ４を小さくした構成となり、図８（ｂ）の構成となる。従って、並列腕Ｐｃのインピーダンスは図１０に示すように、高周波側でゼロに近づく。この結果、高周波側においてフィルタの減衰特性が改善する。
【００７９】
各共振器が弾性表面波共振器からなり、かつキャパシタＣ１は各共振器が備える櫛形電極と同じ金属層からなる櫛形電極を備える。同一の金属層をパターニングすることで、各共振器及びキャパシタＣ１を形成することができるため、工程を簡略化し、フィルタ及びデュープレクサを低コスト化することができる。また、パターニングにより、キャパシタＣ１を精度高く形成することが可能となる。さらに、電極指の本数又は電極指ピッチを変更することで、キャパシタＣ１の容量値を容易に調整することができる。圧電基板１０上の配線及び端子を、櫛形電極及び反射器と同一の金属層から形成することで、工程をより簡略化することができる。
【００８０】
キャパシタＣ１は例えばインダクタＬ１及びＬ２のいずれかと並列接続してもよい。例えばインダクタＬ１とキャパシタＣ１が並列接続されることで、Ｔｘ３倍波の減衰極に寄与するインダクタＬ１のインダクタンス値を小さくすることができる。ただし、表１に示すように、減衰局の中で最も低周波側に位置するＢＴ／ＬＡＮの減衰極に寄与するインダクタＬ３のインダクタンス値が大きい。このため、インダクタＬ１〜Ｌ３のうち、インダクタＬ３が大型化する可能性が高い。従って、インダクタＬ３とキャパシタＣ１とを並列接続することで、フィルタをより効果的に小型化することが可能となる。また、図６（ｂ）に示すように、並列腕ＰｃがキャパシタＣ１を備えることで、高周波側の減衰特性が改善する。従って、フィルタの小型化及び減衰特性改善のために、並列腕Ｐｃが形成する減衰極は、並列腕Ｐａ及び並列腕Ｐｂの各々が形成する減衰極より低周波側に位置することが好ましい。
【００８１】
また既述したように、混変調及び干渉を抑制するためには、減衰極をＴｘ２倍波、Ｔｘ３倍波、及びＢＴ／ＬＡＮに形成することが好ましい。言い換えれば、並列腕Ｐａが形成する減衰極はＴｘ３倍波に位置し、並列腕Ｐｂが形成する減衰極はＴｘ２倍波に位置することが好ましい。上述のように、並列腕Ｐｃが形成する減衰極は、並列腕Ｐａ及び並列腕Ｐｂの各々が形成する減衰極より低周波側、特にＢＴ／ＬＡＮに位置することが好ましい。
【００８２】
送信フィルタの減衰特性は、通過帯域より高周波側で悪化する可能性がある。従って、送信フィルタの高周波側の特性を改善することで、デュープレクサの特性を改善することができる。また一般に、受信用の周波数帯域は、送信用の周波数帯域より高周波側に位置する。このため、図６（ｂ）のように、送信フィルタの高周波側の特性を改善することで、受信信号と送信信号との混信等を抑制することができる。つまり、並列腕Ｐｃが形成する減衰極は、送信フィルタの通過帯域より高周波側に位置することが好ましい。なお、送信フィルタ及び受信フィルタの両方、又は受信フィルタのみに図６（ｂ）のようなフィルタを採用してもよいが、上記のように送信フィルタに採用することが特に好ましい。さらに、図１３に示したフィルタは、デュープレクサ以外にも、フィルタ単体として用いることもできる。
【００８３】
減衰極はＢＴ／ＬＡＮ、Ｔｘ２倍波、及びＴｘ３倍波のそれぞれに対応する帯域に形成したが、上記３つの少なくとも１つの帯域に減衰極を形成してもよい。また上記３つ以外の帯域に減衰極を形成してもよい。減衰極が形成される帯域は、容量値およびインダクタンス値を調節することで、変更することができる。なお、キャパシタＣ１の容量値Ｃ１が大きすぎると、減衰極が図６（ｂ）の下方向に鋭く尖った形状となり、所望の帯域（ＢＴ／ＬＡＮ等）において抑圧が不十分となり、減衰特性が悪化する可能性がある。減衰特性を効果的に改善するために、キャパシタＣ１の容量値Ｃ１は、所望の帯域において、減衰量が大きくなるように調節することが好ましい。
【００８４】
各共振器は弾性表面波共振器からなるとしたが、例えば弾性境界波共振器のような、他の弾性波共振器からなるとしてもよい。パッケージ基板１２０は二層構造としたが、単層構造でもよいし、三層以上の多層構造としてもよい。インダクタＬ１〜Ｌ３は複数の配線層からなるとしてもよいし、単一の配線層に設けてもよい。
【００８５】
次に実施例１の変形例について説明する。図１５は実施例１の変形例に係るデュープレクサが備える送信フィルタチップを例示する平面図である。既述した構成と同じ構成については説明を省略する。
【００８６】
図１５に示すように、キャパシタＣ１が備える櫛形電極の弾性表面波の伝搬方向が、直列共振器Ｓ１〜Ｓ４及び並列共振器Ｐ１〜Ｐ４と、例えば９０°異なっている。これによりキャパシタＣ１において弾性表面波が励振されにくくなる。なお、キャパシタＣ１と、直列共振器Ｓ１〜Ｓ４及び並列共振器Ｐ１〜Ｐ４とでは、弾性表面波の伝搬方向が異なっていれば弾性表面波の励振は抑制される。ただし弾性表面波の励振を効果的に抑制するためには、伝搬方向の違いは９０°であることが好ましい。
【実施例２】
【００８７】
実施例２は圧電薄膜共振器を用いる例である。デュープレクサの構成は既述したものと同じであるため、説明を省略する。次に圧電薄膜共振器について説明する。図１６（ａ）は圧電薄膜共振器を例示する平面図であり、図１６（ｂ）は圧電薄膜共振器を例示する断面図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＢ−Ｂ１に沿った断面図である。
【００８８】
図１６（ａ）に示すように、圧電薄膜共振器１３０は、基板１３２、下部電極１３４、上部電極１３６、及び圧電薄膜１３８を備える。図１６（ｂ）に示すように、下部電極１３４と上部電極１３６とが、圧電薄膜１３８を挟んでいる。下部電極１３４、圧電薄膜１３８及び上部電極１３６が重なる領域１４０において弾性波が励振される。領域１４０下には、基板１３２を貫通する貫通孔１４２が形成されている。このため、弾性波の励振は妨げられない。基板１３２は例えばシリコン、ガラス等からなる。下部電極１３４及び上部電極１３６は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）等またはこれらを組み合わせた膜を用いることができる。圧電薄膜１３８は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）等からなる。圧電薄膜共振器では、下部電極１３４及び上部電極１３６それぞれの電極膜厚を調整することで、共振周波数を調整することができる。
【００８９】
さらに圧電薄膜共振器の他の構成例について説明する。図１７（ａ）から図１７（ｃ）は圧電薄膜共振器を例示する断面図である。図１７（ａ）から図１７（ｃ）は、図１６（ａ）のＢ−Ｂ１に沿った断面図である。
【００９０】
図１７（ａ）に示すように、基板１３２にキャビティ１４４が設けられていてもよい。図１７（ｂ）に示すように、下部電極１３４、上部電極１３６及び圧電薄膜１３８が隆起し、下部電極１３４と基板１３２との間に空隙１４６が形成されていてもよい。図１７（ｃ）に示すように、基板１３２と下部電極１３４及び圧電薄膜１３８との間に音響反射膜１４８が設けられていてもよい。音響反射膜１４８は、音響インピーダンスが高い膜と低い膜を交互にλ/４（λ：弾性波の波長）の膜厚で積層された構造である。フィルタには、図１６（ｂ）、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）ＦＢＡＲ（Film
Bulk Acoustic Resonator）タイプ、又は図１７（ｃ）のＳＭＲ(Solidly Mounted Resonator)タイプのいずれの圧電薄膜共振器を用いてもよい。
【００９１】
図１８は実施例２に係るデュープレクサが備える送信フィルタチップを例示する平面図である。既述した構成と同じ構成については説明を省略する。図１８に示すように、直列共振器Ｓ１〜Ｓ４、及び並列共振器Ｐ１〜Ｐ４、は圧電薄膜共振器からなる。図中では、圧電薄膜共振器を網掛けで図示した。基板１３２は、上述のように例えばシリコン又はガラス等からなる非圧電基板である。キャパシタＣ１は、各共振器が備える下部電極と同じ金属層からなる下部電極を備える。またキャパシタＣ１は、各共振器が備える上部電極と同じ金属層からなる上部電極を備える。つまりキャパシタＣ１は、各共振器と同様、下部電極と上部電極とで圧電薄膜を挟んだ構成を有する。キャパシタＣ１は、キャパシタＣ１の共振周波数がフィルタの通過帯域外となるように設計されている。その他の構成は、図１３に示したものと同じである。
【００９２】
実施例２によれば、実施例１と同様に、高周波数において減衰極を形成し、フィルタを小型化することが可能となった。また各共振器とキャパシタＣ１とは、同一の金属層から下部電極尾帯上部電極の各々を形成し、かつ同一の圧電膜から圧電薄膜を形成することができる。つまり同一の層をパターニングすることで、一括して各共振器とキャパシタＣ１とを形成できるため、工程を簡略化することができる。また、キャパシタＣ１には、圧電薄膜１３８に代えて、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）又は窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）等からなる誘電膜を用いてもよい。これにより、キャパシタＣ１の容量を調整でき、かつキャパシタＣ１における弾性波の励振を抑制することができる。また下部電極１３４及び上部電極１３６の大きさ、又は電極間の距離を変更することで、キャパシタＣ１の容量値を容易に調整することが可能となる。
【００９３】
次に実施例２の変形例について説明する。図１９は実施例２の変形例に係るデュープレクサが備える送信フィルタチップを例示する平面図である。図１９に示すように、キャパシタＣ１は対向する櫛形電極からなる。基板１３２は非圧電基板であるため、櫛形電極は弾性波を励振するものではなく、キャパシタＣ１として機能する。つまり弾性波共振器と圧電薄膜共振器とを組み合わせて用いてもよい。
【００９４】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００９５】
圧電基板              １０
櫛形電極              １２
反射器                １４
デュープレクサ        １００
受信フィルタ          １００ａ
送信フィルタ          １００ｂ
受信フィルタチップ    １００ｃ
送信フィルタチップ    １００ｄ
アンテナ              １０４
パッケージ基板        １２０
第１層                １２０−１
第２層                １２０−２
配線層                １２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ
圧電薄膜共振器        １３０
基板                  １３２
下部電極              １３４
上部電極              １３６
圧電薄膜              １３８
キャパシタ            Ｃ１
インダクタ            Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３
並列共振器            Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４
並列腕                Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ
直列共振器            Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４
【図１】
2012049758.tif 000009
【図２】
2012049758.tif 000010
【図３】
2012049758.tif 000011
【図４】
2012049758.tif 000012
【図５】
2012049758.tif 000013
【図６】
2012049758.tif 000014
【図７】
2012049758.tif 000015
【図８】
2012049758.tif 000016
【図９】
2012049758.tif 000017
【図１０】
2012049758.tif 000018
【図１１】
2012049758.tif 000019
【図１２】
2012049758.tif 000020
【図１３】
2012049758.tif 000021
【図１４】
2012049758.tif 000022
【図１５】
2012049758.tif 000023
【図１６】
2012049758.tif 000024
【図１７】
2012049758.tif 000025
【図１８】
2012049758.tif 000026
【図１９】
2012049758.tif 000027