(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と出力端子との間に直列腕を有するとともに前記直列腕と基準電位端子との間に複数の並列腕を有するラダー型回路を構成する弾性表面波素子が搭載された弾性表面波装置であって、
前記直列腕に配置された複数の第１の弾性表面波共振器と、
前記並列腕にそれぞれ配置され、前記第１の弾性表面波共振器の共振周波数に一致する反共振周波数を有する第２の弾性表面波共振器と、
前記入力端子の最近傍に位置する前記並列腕の前記第２の弾性表面波共振器の基準電位端子側と、前記出力端子の最近傍に位置する前記並列腕の前記第２の弾性表面波共振器の基準電位端子側との間に配置される所定の容量手段と、
それぞれの前記並列腕において前記第２の弾性表面波共振器の基準電位端子側と前記並列腕が相互に接続された基準電位端子側の接続点との間に含まれるインダクタンス成分と、
前記並列腕が相互に接続された基準電位端子側の接続点と前記基準電位端子との間に含まれるインダクタンス成分と、
を有することを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
前記容量手段は前記弾性表面波素子上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記弾性表面波装置は、相互に異なる帯域中心周波数を有する２つの前記弾性表面波素子が搭載された分波器であることを特徴とする請求項２記載の弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電基板に形成された複数の弾性表面波共振器からなる弾性表面波素子が搭載された弾性表面波装置に関し、特に、これらの弾性表面波共振器がラダー型回路を構成する弾性表面波素子に適用して有効な技術に関するものである。また、本発明は、前記弾性表面波素子を複数用いたデュアル型フィルタ、分波器にも適用される。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機をはじめとした移動体通信端末機が急速に発展している。この端末機は、持ち運びの便利さから、特に小型且つ軽量であることが望まれている。端末機の小型軽量化を達成するには、そこに使われる電子部品も小型軽量であることが必須であり、このため、端末機の高周波部や中間周波部には、複数の弾性表面波共振器（ＳＡＷ共振子）を圧電基板上に形成された小型軽量化に有利な弾性表面波素子が多用されている。
【０００３】
弾性表面波素子をフィルタとして用いた場合に求められる重要な特性として、挿入損失および通過帯域外減衰が挙げられる。ここで、挿入損失は、機器の消費電力に影響し、低損失であるほどバッテリの寿命が延びるためバッテリの容量を削減することができ小型軽量化に貢献する。また、一つのフィルタで高帯域外減衰を得ることができれば、機器の小型軽量化に貢献する。
【０００４】
弾性表面波素子には、入力端子と出力端子との間を直列腕とし、この直列腕と基準電位端子との間に複数の並列腕を形成し、これら直列腕と並列腕とに適宜弾性表面波共振器を配置したラダー型回路を構成する弾性表面波素子が知られている。
【０００５】
ラダー型回路を構成した弾性表面波素子では、直列腕に配置された弾性表面波共振器の共振周波数と、並列腕に配置された弾性表面波共振器の反共振周波数とを一致させることにより、一致された周波数付近において入出力インピーダンスを特性インピーダンスと整合させ、それによって通過帯域を構成している。
【０００６】
ところで、帯域フィルタとして用いられる弾性表面波素子は、通過帯域外の周波数領域における減衰量の拡大が強く求められている。
【０００７】
ここで、本発明者が検討したラダー型弾性表面波素子の回路図を図４に示す。
【０００８】
図示する弾性表面波素子１１１は、直列腕１１７に複数の弾性表面波共振器１２０が配置されている。また、入力端子１１５とこの入力端子１１５の最近傍に位置する弾性表面波共振器１２０との間、出力端子１１６とこの出力端子１１６の最近傍に位置する弾性表面波共振器１２０との間、および各弾性表面波共振器１２０の間に、並列腕１１９が形成されている。そして、これらの並列腕１１９に弾性表面波共振器１２１がそれぞれ配置されている。
【０００９】
なお、図４において、符号Ｌは、弾性表面波素子１１１のチップとこのチップが実装されるパッケージとの間（配線やバンプあるいはボンディングワイヤなど）に含まれるインダクタンス成分を表している。また、符号Ｌｐは、パッケージ上の接続パッドから装置側のグランドに至るまでの経路に含まれるインダクタンス成分を表している。
【００１０】
そして、このような構成において、インダクタンス成分Ｌｐの値を極めて小さく（０．０３ｎＨ以下）設計し、インダクタンス成分Ｌの値を適切に選ぶことにより、所定の通過帯域周波数を確保しつつ、通過帯域周波数より低周波側における所望の減衰を得ていた。
【００１１】
なお、この従来技術は本発明者が認識している本発明の基礎となった技術という意味であって、特許法上の公知技術という意味ではない。また、ここで従来技術として述べたことについての権利追求を放棄するものでもない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した技術では、配線引き回しなどの理由により、インダクタンス成分Ｌｐの値を小さくすることは実質的には困難である。
【００１３】
また、実際のインダクタンス成分Ｌｐの値を測定することは極めて難しいため、実測による試行錯誤が必要不可欠であった。特にパッケージ内部は立体的構造をとるため、試行錯誤の結果として必要となる設計変更が極めて困難な場合があった。
【００１４】
そして、インダクタンス成分Ｌｐの値を十分に小さくできないと、図３において、減衰極ｆＬＰが十分な減衰量をとることができず、破線に示すような特性しか得られない。なお、図中において、減衰極ｆＰ は並列腕の弾性表面波共振器による共振周波数である。また、減衰極ｆＳ は直列腕の弾性表面波共振器による共振周波数である。
【００１５】
そこで、本発明は、インダクタンス成分を小さくすることなく、通過帯域外の周波数領域における減衰量の拡大を図ることのできる弾性表面波装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る弾性表面波装置は、入力端子と出力端子との間に直列腕を有するとともに前記直列腕と基準電位端子との間に複数の並列腕を有するラダー型回路を構成する弾性表面波素子が搭載された弾性表面波装置であって、前記直列腕に配置された複数の第１の弾性表面波共振器と、前記並列腕にそれぞれ配置され、前記第１の弾性表面波共振器の共振周波数に一致する反共振周波数を有する第２の弾性表面波共振器と、前記入力端子の最近傍に位置する前記並列腕の前記第２の弾性表面波共振器の基準電位端子側と、前記出力端子の最近傍に位置する前記並列腕の前記第２の弾性表面波共振器の基準電位端子側との間に配置される所定の容量手段と、それぞれの前記並列腕において前記第２の弾性表面波共振器の基準電位端子側と前記並列腕が相互に接続された基準電位端子側の接続点との間に含まれるインダクタンス成分と、前記並列腕が相互に接続された基準電位端子側の接続点と前記基準電位端子との間に含まれるインダクタンス成分と、を有することを特徴とする。
【００１７】
このような発明によれば、入力端子の最近傍に位置する並列腕と出力端子の最近傍に位置する並列腕との間に容量手段が配置されているので、インダクタンス成分を小さくすることなく、通過帯域外の周波数領域における減衰量を大幅に拡大することが可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、発明の実施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態としてのものであり、本発明がその実施の形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１は本発明の一実施の形態である弾性表面波素子がパッケージ化された弾性表面波装置を示す断面図、図２は本発明の一実施の形態である弾性表面波素子の等価回路を示す回路図、図３は図２の弾性表面波素子における減衰量周波数特性を示すグラフである。
【００２０】
図１に示す弾性表面波フィルタ装置（弾性表面波装置）１０は、電界により弾性表面波を発生したり、この弾性表面波を電気信号に変換する一対の交差指状（櫛の歯状）の電極（図示せず）から構成された弾性表面波共振器が圧電基板上の所定位置に複数配置された弾性表面波フィルタ（弾性表面波素子）１１が、単層あるいは複数層からなり所定の配線パターンや回路パターンの形成されたセラミック製や樹脂製の実装基板１２に搭載されたものである。
【００２１】
図示する場合には、弾性表面波フィルタ１１の素子形成面は実装基板１２と対向配置されており、弾性表面波フィルタ１１と実装基板１２とはバンプ１３を介してフリップチップ接続されている。なお、両者はワイヤボンディングによりワイヤ接続してもよい。
【００２２】
ここで、前述した一対の電極の両側には、弾性表面波を増幅する反射器が設けられている。また、圧電基板は、ＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＴａＯ3 や水晶などの圧電単結晶、あるいはチタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスのような圧電性セラミックスにより形成されている。但し、絶縁基板上にＺｎＯ薄膜などの圧電薄膜を形成したものを圧電基板として用いてもよい。
【００２３】
そして、実装基板１２には、弾性表面波フィルタ１１を包囲するようにしてキャップ１４が接着されており、弾性表面波フィルタ１１を塵埃や機械的衝撃などから保護している。
【００２４】
このような弾性表面波フィルタ装置１０に実装された弾性表面波フィルタ１１は、図２に示すように、入力端子１５と出力端子１６との間に直列腕１７が形成されている。また、直列腕１７と基準電位端子１８との間には複数の並列腕１９が接続されており、このような直列腕１７と並列腕１９とによってラダー型回路が構成されている。
【００２５】
直列腕１７には、複数の第１の弾性表面波共振器２０が相互に直列に配置されている。なお、本実施の形態において、第１の弾性表面波共振器２０は２つであるが、２つ、あるいは４つ以上を直列に配置してもよい。
【００２６】
並列腕１９は、入力端子１５とこの入力端子１５の最近傍に位置する第１の弾性表面波共振器２０との間の接続点と基準電位端子１８との間、出力端子１６とこの出力端子１６の最近傍に位置する第１の弾性表面波共振器２０との間の接続点と基準電位端子１８との間、および相互に隣接する２つの第１の弾性表面波共振器２０の間と基準電位端子１８との間に設けられている。
【００２７】
そして、それぞれの並列腕１９には第２の弾性表面波共振器２１が配置されている。これら第２の弾性表面波共振器２１は、第１の弾性表面波共振器２０の共振周波数に一致する反共振周波数を有している。
【００２８】
なお、本明細書において、「第１の弾性表面波共振器の共振周波数に一致する反共振周波数」とは、双方の周波数が厳密に一致していなくてもよく、フィルタなど所定の機能を発揮し得る程度に一致していれば足りる。
【００２９】
さらに、入力端子１５の最近傍に位置する並列腕１９と出力端子１６の最近傍に位置する並列腕１９との間には、所定の静電容量を有する容量手段２４が配置されている。ここで、容量手段２４は、弾性表面波フィルタ１１の回路の一部としてチップ上に形成してもよく、弾性表面波フィルタ１１が実装される実装基板１２に形成してもよく、実装基板１２上にチップコンデンサなどの部品を実装することにより形成してもよい。
【００３０】
そして、このような回路においては、弾性表面波フィルタ１１のチップとこのチップが実装されるパッケージとの間（配線やバンプあるいはボンディングワイヤなど）にインダクタンス成分Ｌが、パッケージ上の接続パッドから装置側のグランドに至るまでの経路にインダクタンス成分Ｌｐがある。
【００３１】
次に、本実施の形態の弾性表面波フィルタ１１の減衰量周波数特性について、図３を用いて説明する。
【００３２】
このような弾性表面波フィルタ１１では、図３に示すように、減衰極ｆＰ 、減衰極ｆＳ および減衰極ｆＬＰが現れる。ここで、減衰極ｆＰ は第２の弾性表面波共振器２１による共振周波数である。また、減衰極ｆＳ は第１の弾性表面波共振器２０による共振周波数である。そして、減衰極ｆＬＰは、第１の弾性表面波共振器２０の静電容量および第２の弾性表面波共振器２１の静電容量およびインダクタンス成分Ｌｐによって形成される。
【００３３】
ここで、本実施の形態においては、入力端子１５の最近傍に位置する並列腕１９と出力端子１６の最近傍に位置する並列腕１９との間に容量手段２４が配置されているので、図３の実線に示すように、減衰極ｆＬＰが十分な減衰量をとることができる。したがって、インダクタンス成分を小さくすることなく、通過帯域外の周波数領域における減衰量を大幅に拡大することが可能になる。
【００３４】
そして、このような容量手段２４は容易に形成することができるので、インダクタンス成分Ｌｐ（パッケージ上の接続パッドから、装置側のグランドに至るまでの経路に含まれるインダクタンス成分）の値を極めて小さな値に設計することなく、十分な通過帯域外減衰量を確実に得ることができる。
【００３５】
なお、以上の説明においては、弾性表面波フィルタ１１が一個搭載された弾性表面波フィルタ装置１０が示されているが、たとえば相互に異なる帯域中心周波数を有する２つの弾性表面波フィルタ１１を搭載して分波器とするなど、本発明の弾性表面波フィルタは種々の形態の弾性表面波フィルタ装置に適用することが可能である。
【００３６】
さらに、本発明の適用範囲はフィルタに限定されるものではなく、弾性表面波素子が１個あるいは複数個搭載されたフィルタ分野以外の種々の弾性表面波装置に適用することが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【００３８】
(1).入力端子の最近傍に位置する並列腕と出力端子の最近傍に位置する並列腕との間に容量手段が配置されているので、インダクタンス成分を小さくすることなく、通過帯域外の周波数領域における減衰量を大幅に拡大することが可能になる。
【００３９】
(2).容量手段は容易に形成することができるので、インダクタンス成分の値を極めて小さな値に設計することなく、十分な通過帯域外減衰量を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である弾性表面波素子がパッケージ化された弾性表面波装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態である弾性表面波素子の等価回路を示す回路図である。
【図３】図２の弾性表面波素子における減衰量周波数特性を示すグラフである。
【図４】本発明者が検討対象とした弾性表面波素子の等価回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１０  弾性表面波フィルタ装置（弾性表面波装置）
１１  弾性表面波フィルタ（弾性表面波素子）
１２  実装基板
１３  バンプ
１４  キャップ
１５  入力端子
１６  出力端子
１７  直列腕
１８  基準電位端子
１９  並列腕
２０  第１の弾性表面波共振器
２１  第２の弾性表面波共振器
２４  容量手段
１１１  弾性表面波素子
１１５  入力端子
１１６  出力端子
１１７  直列腕
１１９  並列腕
１２０  弾性表面波共振器
１２１  弾性表面波共振器
【図１】
0003948550.tif 000002
【図２】
0003948550.tif 000003
【図３】
0003948550.tif 000004
【図４】
0003948550.tif 000005