(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる帯域中心周波数を有する複数の弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面波フィルタ同士の位相を整合させる位相整合用線路を多層パッケージに収容する分波器において、
前記複数の弾性表面波フィルタの下に設けられた第１の接地パターンと、
該第１の接地パターンに対向する位置に形成された開口部を有し、前記多層パッケージの内部に設けられた第２の接地パターンと、
前記多層パッケージの実装面上であって、前記開口部に対向する位置であって前記開口部を介して前記第１の接地パターンに対向するように前記実装面の中央部に部分的に設けられた第３の接地パターンと、
前記多層パッケージ上に設けられて前記複数の弾性表面波フィルタと前記位相整合用線路を封止する、金属材料で形成されたキャップとを有し、
前記第３の接地パターンは、前記位相整合用線路の一部分を覆う大きさであって、
前記位相整合用線路に対する接地層は、前記第１及び第３の接地パターンとの組み合わせと、当該組み合わせの外側に位置する前記第２の接地パターンと前記キャップとの組み合わせで形成されており、
前記位相整合用線路と前記第３の接地パターンとの間隔は、前記位相整合用線路と前記第１の接地パターンとの間隔よりも大であることを特徴とする分波器。
【請求項２】
前記開口部と前記第１の接地パターンとは、実質的に同一形状であることを特徴とする請求項１記載の分波器。
【請求項３】
前記開口部と前記第３の接地パターンとは、実質的に同一形状であることを特徴とする請求項１項記載の分波器。
【請求項４】
前記第１、第２及び第３の接地パターンは共通に接続されていることを特徴とする請求項１記載の分波器。
【請求項５】
前記位相整合用線路と前記第２の接地パターンは、前記多層パッケージを構成する複数の層のうち、少なくとも隣り合う２層を隔てた部位に設けられていることを特徴とする請求項１記載の分波器。
【請求項６】
前記分波器は、前記位相整合用線路を挟むように設けられた接地パターンを更に有することを特徴とする請求項１記載の分波器。
【請求項７】
前記複数の弾性表面波フィルタは、単一のフィルタチップに形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項記載の分波器。
【請求項８】
分波器と、配線基板とを有し、前記分波器は請求項１ないし７のいずれか一項記載の分波器であることを特徴とする電子装置。
【請求項９】
アンテナと、これに接続される分波器と、該分波器に接続される送信系及び受信系回路とを具備し、
前記分波器は請求項１ないし７のいずれか一項記載の分波器であることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯域通過型の弾性表面波フィルタを用いて構成される分波器に関し、特に、インピーダンス整合回路を有する分波器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信システムの発展に伴って携帯電話、携帯情報端末等が急速に普及しており、これら端末の小型・高性能化の競争が各メーカ間で行なわれている。また、携帯電話のシステムもアナログとディジタルの両方が用いられ、使用周波数も８００ＭＨｚ〜１ＧＨｚ帯と１．５ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚ帯と多岐にわたっている。
【０００３】
また、近年の携帯電話器の開発では、システムの多様化によりデュアルモード（アナログとディジタルの併用、ディジタルのＴＤＭＡ：時間分割変調方式、とＣＤＭＡコード分割変調方式の併用）あるいはデュアルバンド（８００ＭＨｚ帯と１．９ＧＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯と１．８ＧＨｚ帯又は１．５ＧＨｚ帯の併用）化を行なうことで端末を高機能化することが行なわれている。これらに用いられる部品も高機能化が求められいろいろな開発がなされている。一方、機能以外に小型且つ低コスト化の要求も当然のように求められている。
【０００４】
このような携帯端末において、信号を分岐、生成する目的で分波器が用いられる。分波器は一般に、フィルタとインピーダンス整合回路とを具備する。フィルタは誘電体を用いた帯域通過フィルタ、帯域阻止フィルタ、あるいはこれらの組み合わせにより構成されたものが多い。しかしながら、最近は、より小型化、高性能化のために弾性表面波フィルタを用いたものが研究、開発されている。
【０００５】
図１は、分波器を説明するための図であって、同図（ａ）は分波器の構成を示すブロック図、同図（ｂ）は分波器の周波数特性を示す図である。なお、図（ｂ）の横軸は周波数（右に向かって周波数が高くなる）、縦軸は通過強度（上に向かって高くなる）である。図（ａ）に示すように、分波器１０は２つのフィルタ１２、１３、インピーダンス整合回路（以下、単に整合回路という）１１、共通端子１４、及び個別端子１５及び１６を有する。フィルタ１２と１３は弾性表面波フィルタで構成され、それぞれ互いに異なる通過帯域中心周波数ｆ１、ｆ２を持つ（ｆ２＞ｆ１）。
【０００６】
整合回路１１は、フィルタ１２、１３のフィルタ特性を互いに劣化させないようにするために設けられている。今、共通端子１４からフィルタ１２を見た場合の特性インピーダンスをＺ１、フィルタ１３を見た場合の特性インピーダンスをＺ２とする。整合回路１１の作用により、共通端子１４から入力する信号の周波数がｆ１の場合はフィルタ１２側の特性インピーダンスＺ１は共通端子１４の特性インピーダンス値と一致し、フィルタ１３側の特性インピーダンスは無限大であってかつ反射係数は１となる。また、信号の周波数がｆ２の場合はフィルタ１２側の特性インピーダンスは無限大かつ反射係数は１、フィルタ１３の特性インピーダンスＺ２は共通端子１４の特性インピーダンスと一致する。
【０００７】
図１に示す分波器１０は、例えば特開平６−３１０９７９号公報や特開平１０−１２６２１３号公報に開示がある。これらの公報には、多層セラミクスパッケージを用いて分波器を小型化する構成や、整合回路をストリップラインやマイクロストリップラインなどの線路で形成することが記載されている。また、多層パッケージ内の中間層に位相整合用線路を埋め込み、これを上下から接地パターンで挟んだ構造の整合回路について記載されている。具体的には、位相整合用線路が形成された層に隣り合う上下層にそれぞれ接地パターンを設けて、位相整合用線路を挟み込む構造である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造では、上下の接地パターンが位相整合用線路に近接して設けられているので、位相整合用線路の特性インピーダンスが低下し、フィルタ特性が悪化するという問題点があった。この問題点を解決する一つの手法として、多層パッケージを構成する各層の厚みを増やして、接地パターンと位相整合用線路との間の距離を稼ぐことが考えられる。しかしながら、この手法では、多層パッケージの厚みが増えてしまい、分波器を小型化することはできない。
【０００９】
従って、本発明は上記従来技術の問題点を解決し、小型で優れたフィルタ特性を持つ分波器及びこれを用いた電子装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、異なる帯域中心周波数を有する複数の弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面波フィルタ同士の位相を整合させる位相整合用線路を多層パッケージに収容する分波器において、前記位相整合用線路に対する第１の接地パターンを前記多層パッケージのチップ搭載面に設け、第２の接地パターンを前記多層パッケージの実装面に設けて、前記位相整合用線路を前記第１及び第２の接地パターンで挟み、前記位相整合用線路と前記第２の接地パターンとの間隔は、前記位相整合用線路と前記第１の接地パターンとの間隔よりも大であることを特徴とする分波器である。位相整合用線路に対する接地を多層パッケージの実装面に設けたことにより、位相整合用線路と接地パターンとの間の距離を適切に設定することが容易となり、位相整合用線路の特性インピーダンスの低下を防止でき、フィルタ特性を向上させることができる。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、異なる帯域中心周波数を有する複数の弾性表面波フィルタと、該複数の弾性表面波フィルタ同士の位相を整合させる位相整合用線路を多層パッケージに収容する分波器において、前記複数の弾性表面波フィルタの下に設けられた第１の接地パターンと、該第１の接地パターンに対向する位置に形成された開口部を有し、前記多層パッケージの内部に設けられた第２の接地パターンと、前記多層パッケージの実装面上であって、前記開口部に対向する位置であって前記開口部を介して前記第１の接地パターンに対向するように前記実装面の中央部に部分的に設けられた第３の接地パターンと、前記多層パッケージ上に設けられて前記複数の弾性表面波フィルタと前記位相整合用線路を封止する、金属材料で形成されたキャップとを有し、前記第３の接地パターンは、前記位相整合用線路の一部分を覆う大きさであって、前記位相整合用線路に対する接地層は、前記第１及び第３の接地パターンとの組み合わせと、当該組み合わせの外側に位置する前記第２の接地パターンと前記キャップとの組み合わせで形成されており、前記位相整合用線路と前記第３の接地パターンとの間隔は、前記位相整合用線路と前記第１の接地パターンとの間隔よりも大であることを特徴とする分波器である。これにより、位相整合用線路と接地パターンとの間の距離を適切かつ容易に設定、制御することが容易となり、位相整合用線路の特性インピーダンスの低下を防止でき、フィルタ特性を向上させることができる。
【００２２】
例えば、前記開口部と前記第１の接地パターンとは、実質的に同一形状である。
【００２３】
例えば、前記開口部と前記第３の接地パターンとは、実質的に同一形状である。
【００２４】
例えば、前記第１、第２及び第３の接地パターンは共通に接続されている。
【００２５】
前記位相整合用線路と前記第２の接地パターンは、前記多層パッケージを構成する複数の層のうち、少なくとも隣り合う２層を隔てた部位に設けられている構成とすることができる。また、前記分波器は、前記複数の弾性表面波フィルタを封止するキャップを更に含む構成とすることができる。更に、前記分波器は、前記位相整合用線路を挟むように設けられた接地パターンを更に有する構成とすることもできる。
【００３１】
例えば、前記複数の弾性表面波フィルタは、単一のフィルタチップに形成されている。
【００３２】
また、本発明は、分波器と、配線基板とを有し、前記分波器は上記の分波器である電子装置である。
【００３３】
更に、本発明は、アンテナと、これに接続される分波器と、該分波器に接続される送信系及び受信系回路とを具備し、前記分波器は上記の分波器であることを特徴とする電子装置である。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
第１実施形態
図２（ａ）は本発明の第１実施形態による分波器の縦断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の構成を変形して得られる分波器（比較例）の縦断面図である。
（第１実施形態の構成）
図２（ａ）に示す分波器は、多層パッケージ２０、フィルタチップ２６、位相整合用線路３０及びキャップ３６を有する。多層パッケージ２０は、５つの層２１〜２５が図示するように積層されている。層２１はキャップ搭載層である。層２２はワイヤボンディングパッド層である。層２３はダイアタッチ層である。層２４は位相整合用線路パターン層である。層２５は共通接地層である。これらの層２１〜２５の各々は、例えば誘電率（ε）が９．５程度のアルミナやガラスセラミクスの材料で作成されている。キャップ搭載層２１とワイヤボンディングパッド層２２とはパッケージ内部に階段状部分を形成する。この階段状の空間が、フィルタチップ２６を収容するキャビティを形成している。フィルタチップ２６は、このキャビティ中に置かれている。フィルタチップ２６は、導電ペースト２７を用いてダイアタッチ層２３上に形成されたダイアタッチ部２８上に固定されている。ダイアタッチ部２８はチップ搭載面を形成し、例えばＡｌなどの導電性材料で作成されている。なお、多層パッケージの寸法は例えば、約５×５×１．５ｍｍ又は、３．８ｍｍ×３．８ｍｍ×１．５ｍｍである（１．５ｍｍはパッケージの高さ（厚み）である）。
【００３５】
キャップ搭載層２１上には、キャップ３６が取り付けられている。図３（ａ）は、図２（ａ）に示す分波器の平面図である。キャップ３６は、フィルタチップ２６を密封封止する。キャップ３６はＡｕメッキあるいはＮｉメッキなどの金属材料で作られている。また、多層パッケージ２０の側面には、半球状の溝３８が形成されている。図示する例では、この溝３８は一側面当り３つ形成されている。これらの溝は、キャップ搭載層２１から共通接地層２５まで連続している。溝３８には導電層が形成可能であり、導通路（サイドキャステレーション）が形成されている。
【００３６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のキャップ３６を外した状態の平面図である。キャップ３６を外すと、フィルタチップ２６、キャップ搭載層２１及びワイヤボンディングパッド層２２の一部が現れる。キャップ搭載層２１の平面図を図３（ｃ）に、ワイヤボンディングパッド層２２の平面図を図３（ｄ）に示す。
【００３７】
図３（ｃ）に示すように、キャップ搭載層２１上には、Ａｌなどの導電材料で形成されたシールリング３５が形成されている。キャップ３６はシールリング３５上に搭載される。また、キャップ搭載層２１は中央に開口部３９を有する。この開口部３９は、フィルタチップ２６を収容するキャビティを形成する。シールリング３５は、１２個の導通路３８のうち３つの導通路３８１、３８２及び３８３を除く各導通路３８に接続されている。なお、３つの導通路３８１、３８２及び３８３については後述する。
【００３８】
フィルタチップ２６は、１ポート弾性表面波共振器を梯子型に接続した回路構成である。図６に、本実施形態による分波器の回路構成を示す。フィルタチップ２６は、２つの弾性表面波フィルタ２６１及び２６２を有する。例えば、フィルタ２６１は帯域通過中心周波数がｆ１の送信用であり、フィルタ２６２は帯域通過中心周波数がｆ２の受信用である（ｆ１＜ｆ２）。これらのフィルタ２６１と２６２はそれぞれ、梯子型に接続された５つの１ポート弾性表面波共振器を有する。この共振器は、すだれ状電極（くしの歯状電極ともいう）を用いたインターディジタルトランスデューサとその両側に位置する反射器を持つ。
【００３９】
図６に示すように、弾性表面波フィルタ２６１は１ポート弾性表面波共振器Ｒ１〜Ｒ５を有し、弾性表面波フィルタ２６２は１ポート弾性表面波共振器Ｒ６〜Ｒ１０を有する。共振器２６１の共振器Ｒ１〜Ｒ３は直列腕に配され、共振器Ｒ４、Ｒ５は並列腕に配される。並列腕には共振器Ｒ４、Ｒ５に直列に接続されるインダクタンス成分Ｌ１、Ｌ２を有する。インダクタンス成分Ｌ１、Ｌ２はフィルタ特性を改善する効果があり、ボンディングワイヤなどで形成される（後述するボンディングワイヤ２９が、これらのインダクタンス成分を形成する）。フィルタ２６１の端子Ｔ３とT５は信号端子で、それぞれ直列腕に接続されている。なお、端子Ｔ４とＴ６は接地端子である。
【００４０】
また、共振器２６２の共振器Ｒ６、Ｒ７は直列腕に配され、共振器Ｒ８〜Ｒ１０は並列腕に配される。並列腕には共振器Ｒ８〜Ｒ１０に直列に接続されるインダクタンス成分Ｌ３〜Ｌ５を有する。インダクタンス成分Ｌ３〜Ｌ５はフィルタ特性を改善する効果があり、ワイヤなどで形成される（後述するボンディングワイヤ２９が、これらのインダクタンス成分を形成する）。フィルタ２６２の端子Ｔ７とＴ９は信号端子で、並列腕に接続されている。なお、端子Ｔ８とＴ１０は接地端子である。
【００４１】
なお、端子Ｔ１、Ｔ２は分波器の共通端子で、Ｔ１が信号入出力用端子、Ｔ２が接地端子である。端子Ｔ１は端子Ｔ３及び位相整合用線路３０の一端に接続されている。また、端子Ｔ２は、端子Ｔ４及びＴ８に接続されている。
【００４２】
図３（ｂ）に戻り、フィルタチップ２６は、単一の基板に電極を設けた構成である。参照番号４０で示す５つのブロックが弾性表面波フィルタ２６１の共振器Ｒ１〜Ｒ５（電極及び反射器のパターンともいえる）に相当し、参照番号４１で示す５つのブロックが弾性表面波フィルタ２６２の共振器Ｒ６〜Ｒ１０（同様に、電極及び反射器のパターンともいえる）に相当する。これらの共振器Ｒ１〜Ｒ１０は、基板上に形成された配線パタ−ンを介して図６に示すように配線されるとともに、基板上に形成された複数のワイヤボンディングパッド４２に接続されている。基板材料は例えば、ＬｉＴａＯ３（例えば方位：４２Ｙｒｏｔ−Ｘ伝播）などの圧電単結晶で作成されている。基板上に形成される電極は例えば、Ａｌを主成分とする合金（Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｍｇなど）及びその多層膜（例えば、Ａｌ−Ｃｕ／Ｃｕ／Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ／Ｃｕ／Ａｌ、Ａｌ／Ｍｇ／Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇ／Ｍｇ／Ａｌ−Ｍｇ）をスパッタにより形成し、露光、エッチングによりパターンニングして形成する。
【００４３】
ワイヤボンディングパッド４２は、ボンディングワイヤ２９を用いて、ワイヤボンディングパッド層２２上に形成された複数のワイヤボンディングパッド４３に接続されている。ボンディングワイヤ２９は例えば、Ａｌ−Ｓｉで作成されている。
【００４４】
図３（ｄ）に示すように、ワイヤボンディングパッド層２２は、その中央に開口部４４を有する。開口部４４は、キャップ搭載層２１の開口部３９よりも小さい。開口部４４の対向する辺にそって、それぞれ５つのワイヤボンディングパッド４３が一列配列されている。参照番号４３１が付与されているワイヤボンディングパッド４３を除き、各ワイヤボンディングパッド４３は引き出し配線４５を介して、対応する導通路３８に電気的に接続されている。参照番号４６で示す円形の部分は、ワイヤボンディングパッド４３に接続されるビアである。ワイヤボンディングパッド４３１は、対応するビア４６を介して、後述する位相整合用線路３０の一端に接続される。また、ワイヤボンディングパッド４３２は、対応するビア４６を介して、位相整合用線路３０の他端に接続される。また、導通路３８のうち、導通路３８１は図６の端子Ｔ５に相当し、導通路３８２は端子Ｔ９に相当し、導通路３８３は端子Ｔ１に相当する。
【００４５】
ダイアタッチ層２３は、図４（ａ）に示すように構成されている。ダイアタッチ層２３上に矩形状のダイアタッチ部２８が形成されている。図２（ａ）に示すように、ダイアタッチ部２８上に、導電ペースト２７を用いてフィルタチップ２６が取り付けられている。ダイアタッチ部２８は、引き出し線パターン５２を介して接地として機能する導通部３８４に接続されている。なお、図２（ａ）の断面図は、図４（ａ）に示す一点鎖線ＩＩａ−ＩＩａの断面図に相当する。
【００４６】
ダイアタッチ層２３は、図４（ｂ）に示す位相整合用線路パターン層２４の上に設けられている。図４（ｂ）に示すように、位相整合用線路パターン層２４上には、位相整合用線路３０が形成されている。位相整合用線路３０は、所望の長さを確保するために、折れ曲がったパターンで形成されている。位相整合用線路３０の長さと幅は、位相整合用線路３０の所定の特性インピーダンス（例えば、５０Ω）を考慮して設定する。位相整合用線路３０は例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）などを主成分とする導電材料で作成されている。位相整合用線路３０は、位相整合用線路パターン層２４上に導電膜を形成し、これをレーザトリミングなどの手法でパターニングすることで形成される。また、位相整合用線路パターン層２４には、複数のビア５３が形成されている。図示する例では、ビア５３は二列に配列されている。ビア５３は、位相整合用線路パターン層２４の上下の両方又はどちらか一方に位置する回路パターンとの電気的接続をとるために設けられている。具体的には、ビア５３は、図３（ｄ）に示すワイヤボンディングパッド層２２の対応するビア４６と連通している。ビア５３のうちビア５３１はビア４３１に連通し、ビア５３２はビア４３２に連通している。
【００４７】
位相整合用線路パターン層２４の下には、共通接地層２５が設けられている。図４（ｃ）は共通接地層２５の上面を示す図、図４（ｄ）は下面（底面）をこの上面から透かして見た場合の図である。共通接地層２５の上面には、内部接地パターン３２が形成されている。内部接地パターン３２は中央部に開口部５６を有する。開口部５６の大きさは、この開口部を介して図２に示すダイアタッチ部２８の下に位置する位相整合用線路３０の部分が下から臨める程度の大きさである。図２の例では、位相整合用線路３０の５つの断面部分のうち、両端をのぞく中央の３つの断面部部（図２の”Ａ”で囲んだ部分）が、開口部５６を介して下から臨める。勿論、完成したパッケージ構造では、共通接地層２５の存在により、分波器外部からは内部の位相整合用線路３０を見ることはできない。このような開口部５６は、ダイアタッチ部２８と実質的に同一形状であるといえる。内部接地パターン３２の矩形リング状部分は、位相整合用線路３０の両端部分に向かい合っている。換言すれば、内部接地パターン３２は、位相整合用線路３０の一部分を覆っている。これにより、位相整合用線路３０の両端にある断面部分（図２（ａ））は、共通接地層２５とキャップ搭載層２１とで挟まれている。この配置については、後で詳述する。
【００４８】
なお、本明細書において、接地パターンとはその形状や大きさ、製造方法などを問わず、接地として用いられる導電体で形成された層（導電層）や膜（導電膜）のすべてを含むものである。
【００４９】
更に、共通接地層２５は、導通路３８に接続するパターン部分を有している。このパターン部分に接続する導通路３８は、図４（ｃ）に示す導通路３８４〜３８１２である。
【００５０】
共通接地層２５の底面は、分波器の実装面である。実装面を配線基板上に向けて、分波器を配線基板上に実装する。図４（ｄ）に示すように、この実装面には外部接続用端子３３、６０、６１及び６２並びに外部接地パターン３７が形成されている。これらの電極はキャステレーション又はフットパットとも言う。分波器を配線基板に実装した際、これらの外部接続端子が配線基板上の対応する電極に接触して、電気的接続が形成される。
【００５１】
外部接続用端子３３は接地端子として用いられ、図示する例では、８つ形成されている。導通路３８４に接続される端子３３は、外部接地パターン３７から延びる引き出し部６３と一体に形成されている。導通路３８４は、外部接地パターン３７、内部接地パターン３２、ダイアタッチ部２８、シールリング３５及びキャップ３６を共通に接続する。また、その他の電極３３も、対応する導通路３８を介してシールリング３５及びキャップ３６に電気的に接続されている。図６に示す接地端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８及びＴ１０は上記接地構成により形成されている。
【００５２】
外部接続端子６０はアンテナ端子（共通端子）として機能し、図６の端子Ｔ１に相当する。外部接続端子６０は、対応する導通路３８３を介して、図３（ｄ）に示すワイヤボンディングパッド４３２に接続されている。外部接続端子６１は送信端子として機能し、図６の端子Ｔ５に相当する。外部接続端子６１は、対応する導通路３８１及び対応するボンディングパッド４３を介して、図６に示す弾性表面波フィルタ２６１の共振器Ｒ３に接続されている。外部接続端子６２は、対応する導通路３８２及び対応するボンディングパッド４３を介して、図６に示す弾性表面波フィルタ２６２の共振器Ｒ７、Ｒ１０に接続されている。
【００５３】
外部接地パターン３７は、図２に示すダイアタッチ部２８の下に位置する位相整合用線路３０の部分を覆う程度の大きさである。これは、これらの部分に対する接地層を提供するためである。この外部接地パターン３７は、ダイアタッチ部２８と実質的に同一形状であるといえる。また、外部接地パターン３７は、図４（ｃ）に示す開口部５６と実質的に同一形状であるといえる。また、外部接地パターン３７は開口部５６を介して、位相調整用線路３０の一部、具体的には中央部分に向かい合っているともいえる。
（位相整合用線路３０の特性インピーダンス）
次に、位相整合用線路３０の特性インピーダンスについて説明する。
【００５４】
位相整合用線路３０の特性インピーダンスを決める要素として、位相整合用線路３０に対する容量成分がある。図２に示す構成において、位相整合用線路３０に対する容量成分を決める要素は、この周囲にあるダイアタッチ部２８、キャップ３６、内部接地パターン３２及び外部接地パターン３７である。
【００５５】
これを具体的に特定すると、図２（ａ）に示す分波器は、前記２つの弾性表面波フィルタ２６１、２６２の下に設けられたダイアタッチ部２８（第１の接地パターン）と、該第１の接地パターンに対向する位置に形成された開口部５６を有し、前記多層パッケージ２０の内部に設けられた内部接地パターン３２（第２の接地パターン）と、前記多層パッケージ２０の実装面上であって、前記開口部５６に対向する位置に設けられた外部接地パターン３７（第３の接地パターン）と、前記多層パッケージ上に設けられたキャップ３６とを有し、位相整合用線路３０に対する接地層は、前記第１及び第３の接地パターンとの組み合わせと、前記第２の接地パターンと前記キャップとの組み合わせで形成されている。言い換えれば、位相整合用パターン３０は、異なる接地パターンからなる複数の組み合わせで挟まれたストリップライン構成である。また、位相整合用線路３０に対する接地層の構成は、位相整合用線路３０を境として２つの弾性表面波フィルタ２６１、２６２とは反対側にある多層パッケージの部分に、位相整合用線路３０に対する接地パターンを複数個、第１実施形態では内部接地パターン３２と外部接地パターン３７の２つを設けた構成である。
【００５６】
これらの接地パターンと位相整合用線路３０との間で容量が形成される。図２の上下の矢印は、位相調整用線路３０に対して容量を形成する要素との関係（及びこれらの距離）を示している。前述したように、容量は、周囲の導電層と位相調整用線路との間隔が狭くなると、容量成分が大きくなり、位相調整用線路の特性インピーダンス値が低下してしまう。第１実施形態は、位相調整用線路の特性インピーダンス値を低下させずに所望の値（例えば、５０Ω）に設定できる構成を持つ。
【００５７】
具体的には、外部接地パターン３７は、分波器の実装面、つまり共通接地層２５の下面に形成されている。外部接地パターン３７は、位相整合用線路３０から見て、隣り合う位相整合用パターン層２４と共通接地層２５を隔てた部位に形成されている。つまり、外部接地パターン３７は、位相整合用線路３０を境として、２つの弾性表面波フィルタ２６１、２６２とは反対側（フィルタチップ２６とは反対側）にある多層パッケージ２０の複数層のうち、少なくとも隣り合う２層（層２４と２５）を隔てた部分に設けられている。これにより、位相整合用線路３０とこれに対する外部接地パターン３７とを、容量成分の低減による特性インピーダンスの変動を抑え、所望の特性インピーダンスが得られる程度の距離ｄ１（図２）だけ離すことができる。また、外部接地パターン３７は、位相整合用線路３０を覆っているので、外部からの干渉に対するシールドの機能を持つ。従って、位相整合用線路３０が外部からの干渉を受けてフィルタ特性が変動することはない。
【００５８】
これに対し、図２（ｂ）に示す比較例では、内部接地パターン３２Ａが共通接地層２５の上面全面を覆っている。この様子を図５（ａ）に示す。また、図２（ｂ）の共通接地層２５の底面を図５（ｂ）に示す。図４（ｄ）に示すような外部接地パターン３７は設けられていない。図２（ｂ）のＡの部分を含む位相整合用線路３０の全体に対する接地層は、内部接地パターン３２Ａである。図２（ａ）に示す距離ｄ１に比べ距離ｄ２は短い。よって、図２（ｂ）の比較例では、位相整合用線路３０に対する容量成分が大きくなり、位相整合用線路３０の特性インピーダンス値が低下してしまう。
【００５９】
図７に、図２（ａ）、（ｂ）の構成における位相整合用線路３０の長さと特性インピーダンス値との関係を示す。横軸が位相整合用線路３０の長さ（ｍｍ）を示し、縦軸が特性インピーダンス値（Ω）である。太い実線は図２（ａ）の構成の特性であり、細い実線は図２（ｂ）の構成の特性である。図２（ａ）の構成では、位相整合用線路３０と外部接地パターン３７とが十分な距離ｄ１だけ離間配置されている。これにより、位相整合用線路３０の特性インピーダンスが一様に５０Ω近傍、更に言えば５０Ωよりも若干高い数値となっている。これに対し、図２（ｂ）の比較例の構成では、位相整合用線路３０の特性インピーダンスは長さ約８ｍｍから１７ｍｍの範囲で５０Ωを下回っている。このように、図２（ａ）の構成は、位相整合用線路３０の特性インピーダンスが低下せず、インピーダンス整合が良い。
【００６０】
また、第１実施形態の位相整合用線路３０に対する接地層の配置は、前述したように、位相整合用線路３０の特性インピーダンス値を容易に調整することを可能にする。例えば、ダイアタッチ部２８と外部接地パターン３７とで挟む位相整合用線路３０の部分と、キャップ３６と内部接地パターン３２で挟む部分との面積の割合を変えることで、特性インピーダンス値を制御することができる。また、図２に示す距離ｄ１を変化させることで、特性インピーダンス値を容易に制御することができる。同様に、位相整合用線路３０からダイアタッチ部２８、内部接地パターン３２及びキャップ３６までの距離を調整することで、位相整合用線路３０の特性インピーダンスを容易に制御することができる。つまり、多層パッケージの設計を容易に最適化することができる。
（フィルタ特性）
次に、以上のように構成された第１実施形態の分波器と、図２（ｂ）及び図５の構成を有する比較例の分波器とのフィルタ特性の相違を説明する。分波器は図６の回路構成を有する。弾性表面波フィルタ２６１は送信用であり（以下、送信フィルタともいう）、弾性表面波フィルタ２６２は受信用である（以下、受信フィルタともいう）。弾性表面波フィルタ２６１と２６２のそれぞれの帯域通過中心周波数ｆ１、ｆ２の関係はｆ１＜ｆ２である。また、図６に示すように、位相整合用線路３０は受信系に設けられ、送信系には設けられていない。
【００６１】
図８に送信フィルタ特性を示し、図９に受信フィルタ単体（送信フィルタ２６１は未接続）の反射特性を示す。図８の横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は減衰量（ｄＢ）である。図８の実線は第１実施形態の特性を示し、破線は比較例の特性を示す。また図９はポーラ・チャートである。図９からわかるように、第１実施形態では、比較例よりも位相整合用線路の特性インピーダンス値が高いため、送信フィルタ２６１の通過帯域の反射係数を高くすることが実現できている。このため、送信信号（図６の端子Ｔ５、Ｔ６間に与えられる信号）が受信フィルタ２６２に流れ込み難くなり、送信フィルタ２６１の挿入損失が向上する。この結果、図８に示すように、比較例に比べ、第１実施形態の送信フィルタ２６１の通過帯域での減衰量が小さい。また、比較例に比べ、第１実施形態の送信フィルタ２６１の帯域幅も向上している。更に、抑圧度も向上している。挿入損失の向上は分波器が搭載される携帯電話などの携帯通信装置の電池寿命向上につながり、帯域幅の向上により製造の歩留りを向上させることができる。抑圧度の向上も製造の歩留りの向上に寄与する。
【００６２】
なお、外部接地パターン３７は他の接地パターンと共通化されているため、浮き導体となることはない。よって、外部からの干渉を受けることはなく、フィルタ特性は安定化する。
【００６３】
以上の通り、第１実施形態によれば、特性インピーダンスの低下を防止し、フィルタ特性を向上させた分波器を提供することができる。
【００６４】
以上、本発明の第１実施形態を説明した。第１実施形態の様々な変形例が構成可能である。例えば、多層パッケージ２０は５層に限定されず、任意の数の層を含むものであってもよい。例えば、図２（ａ）の層２４と２５の間に新たな層が設けられている場合には、図２の距離ｄ１が更に大きくなり、位相整合用線路３０の特性インピーダンスがより好ましい値となる場合がある。また、外部接地パターン３７に相当する層を、上記新たな層の下面に形成して距離ｄ１を確保する構成であってもよい。内部接地パターン３２に形成された開口部５６は矩形であったが、他の形状であっても良い。図２では、位相整合用線路３０は５個の断面部分を有するが、より多い断面部分（つまり、パターンの屈曲数が多い）又は少ない断面部分（パターンの屈曲数が少ない）を有するものであってもよい。この場合、内部接地パターン３２が覆う位相整合用線路３０の部分は図２（ａ）のように、その両端部分に限られるものではなく、複数個の断面部分を覆う構成であってもよい。位相整合用線路３０は図４（ｂ）に示すパターン以外の任意のパターンであってもよい。フィルタチップ２６は単一の圧電材料で形成された基板を持つが、この点は位相整合用線路３０に対する接地パターンの配置という観点からは、本質的なものではない。勿論、単一の圧電基板にフィルタ２６１、２６２を形成することは、分波器の小型化を可能とする点で好ましい。また、分波器の各部の材料は前述したものに限定されるものではなく、適宜任意の材料を選択することができる。弾性表面波フィルタは２つに限られるものではなく、３つ以上の弾性表面波フィルタを用いた場合も同様に実施できる。
【００６５】
また、図１０（ａ）に示すように、共通接地層２５に設けられたビア６４を介して内部接地パターン３２と外部接地パターン３７とを接続するようにしてもよい。この場合の分波器の実装面、つまり共通接地層２５の底面を図１０（ｂ）に示すように形成することができる。外部接地パターン３７は矩形で孤立しており、図４（ｄ）のような引き出し部６３が形成されていない。勿論、図４（ｄ）の接地パターンと図１０（ａ）に示すビア６４の両方を用いても良い。
【００６６】
以上の通り、第１実施形態によれば、小型で優れたフィルタ特性を持つ分波器を提供することができる。
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態を、図１１を参照して説明する。図１１（ａ）は、第２実施形態の縦断面図である。図示する断面は、第２実施形態の分波器において、図４（ａ）に示す線ＩＩａ−ＩＩａの断面に相当する。なお、図１１中、第１実施形態の構成要素と同一のものには同一の参照番号を付してある。
【００６７】
図１１に示す分波器は、第１実施形態が有する外部接地パターン３７を持たない。よって、共通接地層２５の底面（下面又は実装面）は、図１１（ｂ）の通りである。実装面の中央部は、共通接地層２５が露出している。第２実施形態は、外部接地パターン３７に代えてプリント配線板などの配線基板６５上に接地パターン６６を設け、この接地パターン６６が分波器の共通接地層２５の底面の中央部分に位置するように、分波器を配線基板６５上に実装する。なお、参照番号６７や６８は配線基板６５上に形成された接続端子（パッド）で、分波器の共通接地層２５の実装面に形成されている外部接続用端子に接続する。分波器が実装された状態で、位相整合用配線３０に対する下側からの接地が提供され、第１実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００６８】
以上説明したように、第２実施形態の分波器は、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２６１、２６２と、２つの弾性表面波フィルタ同士の位相を整合させる位相整合用線路３０を多層パッケージ２０に収容する分波器であって、２つの弾性表面波フィルタ２６１、２６２の下に設けられたダイアタッチ部２８（第１の接地パターン）と、第１の接地パターンに対向する位置に形成された開口部５６を有し、前記多層パッケージの内部に設けられた内部接地パターン３２（第２の接地パターン）と、多層パッケージ２０上に設けられたキャップ３６とを有し、位相整合用線路３０に対する接地層は、第２の接地パターン３２とキャップ３６との組み合わせ、及び分波器が実装される基板６５上の導電パターン６６と前記第１の接地パターン２８との組み合わせで形成されているものである。
【００６９】
また、上記分波器が配線基板６５に実装された状態は、１つの電子装置（配線基板やカード）を形成する。
第３実施形態
図１２は、本発明の第３実施形態による分波器の断面図である。図中、前述した構成要素と同一のものには同一の参照番号を付してある。
【００７０】
図１２に示すように、外部接地パターン３７Ｂは、図２（ａ）に示す外部接地パターンよりも幅広である。外部接地パターン３７Ｂは、位相整合用線路３０をほぼ完全に覆う大きさである。従って、位相整合用線路３０は、キャップ３６と外部接地パターンで挟まれた構造である。換言すれば、位相整合用線路３０は、１組の接地パターンでのみ覆われている。従って、位相整合用線路３０の断面両端部分も内部接地パターン３２Ｂではなく外部接地パターン３７Ｂで覆われることになり（図１２の距離ｄ１が記載されている部分）、特性インピーダンスの低下をより効果的に抑制することができる。内部接地パターン３２Ｂは位相整合用線路３０に対する接地として機能しないので、図２（ａ）に示す内部接地パターン３２よりも小さいパターンでよい。換言すれば、内部接地パターン３２Ｂに形成された開口部５６Ａは、図２（ａ）に示す開口５６よりも大きく、位相整合用線路３０全体を実質的に臨める大きさである。また、内部接地パターン３２を省略することもできる。
【００７１】
なお、外部接地パターン３７Ｂは、図４（ｄ）に示すように導通路３８４に電気的に接続され、他の接地パターンと共通に接続されている。
【００７２】
また、図１３に示すように、外部接地パターン３７Ｂと内部接地パターン３２Ｂとを、ビア６４Ａを用いて電気的に接続する構成とすることもできる。この場合には、外部接地パターン３７Ｂを図１０（ｂ）に示すように孤立したパターンとしてもよい。
【００７３】
更に、図１１に示す構成と同様にして、外部接地パターン３７Ｂに相当する接地パターンを配線基板側に設け、外部接地パターン３７Ｂを省略した分波器とすることもできる。
第４実施形態
図１４は、本発明の第４実施形態による電子装置のブロック図である。この電子装置は携帯電話であって、図１４はその送受信系を示している。携帯電話の音声処理系などその他の構成は、便宜上省略してある。図１４に示す携帯電話に、前述した分波器が用いられている。
【００７４】
携帯電話は、ＲＦ（高周波）部７０、変調器７１及びＩＦ（中間周波数）部７２を有する。ＲＦ部はアンテナ７３、分波器７４、ローノイズアンプ８３、段間フィルタ８４、ミキサ（乗算器）７５、局部発振器７６、段間フィルタ７７、ミキサ（乗算器）７８、段間フィルタ７９及びパワーアンプ８０を有する。音声処理系からの音声信号は変調器７１で変調され、ＲＦ部７０のミキサ７８で局部発振器７６の発振信号を用いて周波数変換（混合）される。ミキサ７８の出力は段間フィルタ７９及びパワーアンプ８０を通り、分波器７４に与えられる。分波器７４は、送信フィルタ７４１と受信フィルタ７４２と、図示を省略してある整合回路とを有し、本発明の分波器である。パワーアンプ８０からの送信信号は、分波器７４を通りアンテナ７３に供給される。
【００７５】
アンテナ７３からの受信信号は分波器７４の受信フィルタ７４２を通り、ローノイズアンプ８３、段間フィルタ８４を経て、ミキサ７５に与えられる。ミキサ７５は、局部発振器７６の発振周波数を段間フィルタ７７を介して受け取り、受信信号の周波数を変換して、ＩＦ部７２に出力する。ＩＦ部７２は、この信号をＩＦフィルタ８１を介して受け取り、復調器８２で復調して図示しない音声処理系に復調した音声信号を出力する。
【００７６】
図１４に示す通信装置は本発明の分波器を具備しているため、高性能、低消費電力、低製造コストの通信装置を提供することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型で優れたフィルタ特性を持つ分波器及びこれを用いた電子装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分波器の構成を示すブロック図（ａ）及び分波器の周波数特性を示す図（ｂ）である。
【図２】本発明の第１実施形態による分波器の縦断面図（ａ）、及び（ａ）の構成を変形して得られる分波器（比較例）の縦断面図（ｂ）である。
【図３】図２（ａ）に示す分波器の平面図（ａ）、キャップを取り外した状態の分波器の平面図（ｂ）、キャップ搭載層の平面図（ｃ）、及びワイヤボンディングパッド層の平面図（ｄ）である。
【図４】図２（ａ）に示す分波器のダイアタッチ層の平面図（ａ）、位相整合用線路パターン層の平面図（ｂ）、共通接地層の平面図（ｃ）、及び共通接地層の底面図（ｄ）である。
【図５】図２（ｂ）に示す比較例分波器の共通接地層の平面図（ａ）及び底面図（ｂ）である。
【図６】分波器に用いるフィルタ構成例を示す図である。
【図７】第１実施形態及び比較例の特性インピーダンスを示す図である。
【図８】第１実施形態と比較例の送信フィルタ特性を示す図である。
【図９】受信フィルタ単体の反射特性を示す図である。
【図１０】第１実施形態の変形例の縦断面図（ａ）及び共通接地層の底面図（ｂ）である。
【図１１】本発明の第２実施形態による分波器の縦断面図（ａ）及び共通接地層の底面図（ｂ）である。
【図１２】本発明の第３実施形態による分波器の縦断面図である。
【図１３】第３実施形態の変形例の縦断面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態による通信装置のブロック図である。
【符号の説明】
１０    分波器
１１    整合回路
１２、１３    フィルタ
１４    共通端子
１５、１６    個別端子
２０    多層パッケージ
２１    キャップ搭載層
２２    ワイヤボンディングパッド層
２３    ダイアタッチ層
２４    位相整合用線路パターン層
２５    共通接地層
２６    フィルタチップ
２７    導電ペースト
２８    ダイアタッチ部
２９    ボンディングワイヤ
３０    位相整合用線路
３２、３２Ａ、３２Ｂ    内部接地パターン
３３    外部接続端子
３５    シールリング
３６    キャップ
３７、３７Ｂ    外部接地パターン
３８、３８１〜３８１２    導通路（サイドキャステレーション）
３９    開口部
４０、４１    共振器群
４２、４３、４３１、４３２    ワイヤボンディングパッド
４４    開口部
４５    引き出し配線
４６    ビア
５２    引き出し線パターン
５３、５３１、５３２    ビア
５６、５６Ａ    開口部
６０、６１、６２    外部接続用端子
６３    引き出し部
６４、６４Ａ    ビア
６５    配線基板
６６    接地パターン
６７、６８    接続端子
【図１】
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【図２】
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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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【図１４】
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