JP5907254B2 - ラダー型弾性表面波フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、ラダー型弾性表面波フィルタに関し、さらに詳しくは、所望の通過特性を備えた、小型化が可能なラダー型弾性表面波フィルタに関する。

従来から、移動体通信機のフィルタやテレビジョン受像機のＩＦ段のフィルタとして、弾性表面波フィルタが広く用いられている。

また、低損失で、通過帯域が広く、選択特性に優れた弾性表面波フィルタとして、入力端子と出力端子との間に、直列腕共振子と並列腕共振子とを交互に配置してラダー型フィルタ回路を構成した、ラダー型弾性表面波フィルタが知られている。

かかるラダー型弾性表面波フィルタにおいては、所望の通過特性（周波数減衰量特性）を得るために、回路に種々の工夫を施すことがおこなわれている。たとえば、特許文献１（特開２００４−１７３２４５号公報）に開示されたラダー型弾性表面波フィルタでは、並列腕共振子とグランドとの間にインダクタを挿入することにより、並列腕共振子の共振点を低域側にシフトするとともに、反共振点よりも高域側に第２の共振点（副共振点）を形成し、ラダー型弾性表面波フィルタの通過帯域を拡げるとともに、通過帯域よりも高域側の阻止帯域内に減衰極を形成して、所望の通過特性を得るようにしている。

特開２００４−１７３２４５号公報

しかしながら、上述した従来のラダー型弾性表面波フィルタには、並列腕共振子とグランドとの間に挿入されるインダクタのインダクタンス値が大きい場合には、そのインダクタのためにラダー型弾性表面波フィルタが大型化してしまうという問題があった。特に、並列腕共振子の副共振点をより低周波数側に形成したい場合には、並列腕共振子とグランドとの間に挿入されるインダクタのインダクタンス値を大きくしなければならない場合があり、このインダクタのインダクタンス値を大きくしたことにより、ラダー型弾性表面波フィルタが大型化してしまう場合があった。

たとえば、並列腕共振子とグランドとの間に挿入されるインダクタを、実装基板や実装パッケージに作り込んだ場合には、実装基板や実装パッケージが大型化してしまい、結果としてラダー型弾性表面波フィルタが大型化してしまうという問題があった。より具体的には、たとえば、複数のセラミック層が積層された構造からなる実装基板にインダクタを作り込む場合には、セラミック層とセラミック層の間に導電性材料からなるインダクタ電極を配置するが、並列腕共振子とグランドとの間に挿入されるインダクタとして大きなインダクタンス値のものが必要な場合には、インダクタ電極を長くしなければならず、その配置場所を確保するために、実装基板を平面的に大きくしなければならなかった。

また、並列腕共振子とグランドとの間に挿入されるインダクタを、別部品であるインダクタ部品として用意し、直列腕共振子および並列腕共振子が形成された圧電基板とともに、実装基板や実装パッケージに実装するようにした場合においても、並列腕共振子とグランドとの間に挿入されるインダクタとして大きなインダクタンス値のものが必要な場合には、大きなインダクタ部品を使用しなければならず、また実装基板や実装パッケージにその大きなインダクタ部品を実装するためのスペースを確保しなければならず、結果としてラダー型弾性表面波フィルタが大型化してしまうという問題があった。

本発明は、上述した従来のラダー型弾性表面波フィルタが有する問題点を解消するためになされたものであり、所望の通過特性を備え、かつ小型化が可能なラダー型弾性表面波フィルタを提供することを目的とする。

本発明のラダー型弾性表面波フィルタは、入力端子と出力端子とを結ぶ直列腕と、直列腕と接地端子とを結ぶ少なくとも１つの並列腕と、直列腕に挿入された少なくとも１つの直列腕共振子と、並列腕の少なくとも１つに挿入された、相互に直列に接続された少なくとも２つの並列腕共振子と、を有し、相互に直列に接続された少なくとも２つの並列共振子の間の接続点の少なくとも１つを、インダクタを介在させた上で、接地するようにした。

本発明のラダー型弾性表面波フィルタは、上述した構造としたため、たとえば、所望の通過特性を備えたまま、小型化することが可能になっている。

すなわち、本発明のラダー型弾性表面波フィルタは、並列腕に挿入された相互に直列に接続された並列腕共振子間の接続点と、グランドとの間に挿入されるインダクタのインダクタンス値を、従来のラダー型弾性表面波フィルタにおいて、並列腕共振子とグランドとの間に挿入していたインダクタのインダクタンス値より小さくしても、従来のラダー型弾性表面波フィルタと同等の通過特性を得ることができる。そのため、本発明においては、インダクタを作り込んだ実装基板や実装パッケージを小型化することができるため、あるいは別部品として用意するインダクタ部品を小型化することができるため、結果としてラダー型弾性表面波フィルタの小型化をはかることができる。

第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００を示す回路構成図である。 第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００を示す断面図である。 第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００に使用した実装基板２を示す分解図である。 図４（Ａ）は、本発明のラダー型弾性表面波フィルタの特徴的な並列腕の構成を示す回路構成図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の等価回路図である。 図５（Ａ）は、従来のラダー型弾性表面波フィルタの特徴的な並列腕の構成を示す回路構成図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の等価回路図である。 従来のラダー型弾性表面波フィルタ４００を示す回路構成図である。 従来のラダー型弾性表面波フィルタ４００を示す断面図である。 従来のラダー型弾性表面波フィルタ４００に使用した実装基板１０２を示す分解図である。 第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００と、従来のラダー型弾性表面波フィルタ４００の広帯域の通過特性を示すグラフである。 第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００と、従来のラダー型弾性表面波フィルタ４００の通過帯域近傍の通過特性を示すグラフである。 第２実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ２００を示す回路構成図である。 第３実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ３００を示す回路構成図である。

以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。

［第１実施形態］
図１に本発明の第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００の回路構成図、図２にラダー型弾性表面波フィルタ１００の断面図、図３にラダー型弾性表面波フィルタ１００に使用した実装基板２の分解図をそれぞれ示す。

図１に示すように、ラダー型弾性表面波フィルタ１００は、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴの間の直列腕ＳＡに、相互に直列に接続された４つの直列腕共振子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が挿入されている。

そして、直列腕共振子Ｓ１と直列腕共振子Ｓ２との接続点と、グランドとの間の並列腕ＰＡ１に、相互に直列に接続された並列腕共振子Ｐ１１と並列腕共振子Ｐ１２とが挿入されている。また、直列腕共振子Ｓ２と直列腕共振子Ｓ３との接続点と、グランドとの間の並列腕ＰＡ２に、相互に直列に接続された並列腕共振子Ｐ２１と並列腕共振子Ｐ２２とが挿入されている。また、直列腕共振子Ｓ３と直列腕共振子Ｓ４との接続点と、グランドとの間に並列腕ＰＡ３に、相互に直列に接続された並列腕共振子Ｐ３１と並列腕共振子Ｐ３２とが挿入されている。

さらに、並列腕共振子Ｐ１１と並列腕共振子Ｐ１２との接続点と、グランドとの間にインダクタＬ１が挿入されている。また、並列腕共振子Ｐ２１と並列腕共振子Ｐ２２との接続点と、グランドとの間にインダクタＬ２が挿入されている。また、並列腕共振子Ｐ３１と並列腕共振子Ｐ３２との接続点と、グランドとの間にインダクタＬ３が挿入されている。

インダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、本発明において特徴的な構成であり、それぞれ、次の機能を有する。まず、インダクタＬ１は、並列腕共振子Ｐ１１および並列腕共振子Ｐ１２による共振において、共振点を低域側にシフトするとともに、反共振点よりも高域側に副共振点を形成する。また、インダクタＬ２は、並列腕共振子Ｐ２１および並列腕共振子Ｐ２２による共振において、共振点を低域側にシフトするとともに、反共振点よりも高域側に副共振点を形成する。また、インダクタＬ３は、並列腕共振子Ｐ３１および並列腕共振子Ｐ３２による共振において、共振点を低域側にシフトするとともに、反共振点よりも高域側に副共振点を形成する。この結果、ラダー型弾性表面波フィルタ１００の通過特性においては、通過帯域が拡がるとともに、通過帯域よりも高域側の阻止帯域内に減衰極が形成される。

第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００は、インダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ３の各インダクタンス値を、従来のラダー型弾性表面波フィルタにおいて、並列腕共振子とグランドとの間に挿入していたインダクタのインダクタンス値より小さくしても、従来のラダー型弾性表面波フィルタと同等の通過特性を得ることができている。以下、その理由を、図面を参照しながら説明する。

図４（Ａ）に、上記第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００に代表される、本発明のラダー型弾性表面波フィルタの並列腕ＰＡＸの回路構成図を、図４（Ｂ）に、図４（Ａ）の等価回路図を示す。

また、対比すべきものとして、図５（Ａ）に、従来のラダー型弾性表面波フィルタの並列腕ＰＡＹの回路構成図を、図５（Ｂ）に、図５（Ａ）の等価回路図を示す。

本発明と対比すべき従来のラダー型弾性表面波フィルタの並列腕ＰＡＹは、図５（Ａ）に示すように、並列腕共振子Ｐ３とグランドとの間に、インダクタＬ４が挿入された構成からなる。インダクタＬ４は、並列腕共振子Ｐ３による共振の共振点を低域側にシフトするとともに、反共振点よりも高域側に第２の共振点（副共振点）を形成するためのものである。

図５（Ｂ）で等価回路として示すように、共振子Ｐ３の等価インダクタＬ５、等価キャパシタＣ５１、挿入したインダクタＬ４から形成される共振点の周波数ｆ₀は、おおよそ、次の数式で表すことができる。

（数式１） ｆ₀=1/｛２π√（(Ｌ４＋L５)×Ｃ５１）｝
となる。そのため、共振点は、挿入したインダクタＬ４によるインダクタンス値の増加分、低域側へシフトする。また、図５(Ｂ)に示すように、共振子Ｐ３の等価コンデンサＣ５１と挿入したインダクタＬ４から形成される第２の共振点(副共振点)は反共振点よりも高域側に位置されている。さらに、共振子Ｐ３の等価コンデンサＣ５１、等価インダクタＬ５、等価キャパシタＣ５２から形成される反共振点は、挿入したインダクタＬ４によって変動しない。

つまり、並列腕共振子Ｐ３は、図５（Ｂ）に示すように、コンデンサＣ５１と、相互に直列に接続されたインダクタＬ５とコンデンサＣ５２とが、並列に接続された回路として表すことができる。

従来のラダー型弾性表面波フィルタの並列腕ＰＡＹにおいて、インダクタＬ４を挿入したことにより形成される副共振点の周波数ｆ₁は、おおよそ、次の数式で表すことができる。

（数式２） ｆ₁＝１／｛２π√（Ｌ４×Ｃ５１）｝
一方、本発明のラダー型弾性表面波フィルタの並列腕ＰＡＸは、図４（Ａ）に示すように、相互に直列に接続された並列腕共振子Ｐ１とＰ２の間の接続点と、グランドとの間に、インダクタＬ１が挿入された構成からなる。インダクタＬ１は、並列腕共振子Ｐ１およびＰ２による共振の共振点を低域側にシフトするとともに、反共振点よりも高域側に第２の共振点（副共振点）を形成するためのものである。なお、並列腕共振子Ｐ１およびＰ２による共振の基本的な特性は、並列腕共振子Ｐ１およびＰ２の定数により定まる。

図４（Ｂ）に示すように、並列腕共振子Ｐ１は、コンデンサＣ２１と、相互に直列に接続されたインダクタＬ２とコンデンサＣ２２とが、並列に接続された回路として表すことができる。また、並列腕共振子Ｐ２は、コンデンサＣ３１と、相互に直列に接続されたインダクタＬ３とコンデンサＣ３２とが、並列に接続された回路として表すことができる。

本発明のラダー型弾性表面波フィルタの並列腕ＰＡＸにおいて、インダクタＬ１を挿入したことにより形成される副共振点の周波数ｆ₂は、おおよそ、次の数式で表すことができる。

（数式３） ｆ₂＝１／｛２π√（Ｌ１×Ｃ２１）｝
本発明のラダー型弾性表面波フィルタの並列腕共振子Ｐ１およびＰ２による共振において、副共振点の周波数ｆ₂を、従来のラダー型弾性表面波フィルタの並列腕共振子Ｐ３による共振の副共振点の周波数ｆ₁と等しくしたまま、Ｌ１のインダクタンス値を小さくしたい場合は、
ｆ₂＝ｆ₁、
１／｛２π√（Ｌ１×Ｃ２１）｝＝１／｛２π√（Ｌ４×Ｃ５１）｝から、Ｃ２１の容量値を大きくすれば良いことが分かる。

しかしながら、単にＣ２１の容量値を大きくしただけでは、並列腕共振子Ｐ１およびＰ２による共振の基本的な特性までもが変化してしまう。そこで、本実施形態のラダー型弾性表面波フィルタにおいては、並列腕共振子Ｐ１およびＰ２の定数を調整することにより、従来のラダー型弾性表面波フィルタにおける並列腕共振子Ｐ３と同様の共振特性を得るようにしたまま、Ｃ２１の容量値を大きくし、Ｌ１のインダクタンス値を小さくするようにした。

たとえば、図５（Ｂ）に示す従来例において、Ｃ５１＝１０Ｆ、Ｌ４＝６ｎＨである場合に、図４（Ｂ）に示す本発明において、Ｌ１のインダクタンス値を、Ｌ４のインダクタンス値の半分であるＬ１＝３ｎＨにする場合には、Ｃ２１の容量値をＣ５１の容量値の２倍であるＣ２１＝２０Ｆとするが、それだけでは、並列腕共振子Ｐ１およびＰ２による共振の基本的な特性までもが変化してしまうので、Ｃ３１の容量値を２０Ｆとすることにより、Ｃ２１とＣ３１の総合的な容量値ＣＸを、Ｃ５１の容量値である１０Ｆと等しくし、共振の基本的な特性が変化しないようにしている。すなわち、
ＣＸ＝（Ｃ２１×Ｃ３１）／（Ｃ２１＋Ｃ３１）＝（２０×２０）／（２０＋２０）＝１０＝Ｃ５１としている。

なお、上述の方法においては、並列腕共振子Ｐ１、Ｐ２の容量値、たとえばＣ２１、Ｃ３１の容量値を調整することが必要になるが、これは、圧電基板上に形成される共振子のＩＤＴ電極の構造を変更すれば良く、たとえば容量値を増加させるためには、ＩＤＴ電極の対数を増加させるか、ＩＤＴ電極の交差幅を増加させるか、ＩＤＴ電極間の距離を減少させるなどすれば良い。ただし、ＩＤＴ電極間の距離を減少させた場合は、他の特性も変化してしまうので、ＩＤＴ電極の対数を増加させるか、ＩＤＴ電極の交差幅を増加させるか、これらの両方をおこなうことが望ましい。

このように、本発明のラダー型弾性表面波フィルタは、並列腕に挿入された相互に直列に接続された並列腕共振子間の接続点と、グランドとの間に挿入されるインダクタのインダクタンス値を、従来のラダー型弾性表面波フィルタにおいて、並列腕共振子とグランドとの間に挿入していたインダクタのインダクタンス値より小さくしているにもかかわらず、各並列腕における共振特性が従来と同等に維持されている。この結果、本発明のラダー型弾性表面波フィルタは、上記インダクタのインダクタンス値を小さくしているにもかかわらず、従来のラダー型弾性表面波フィルタと同等の通過特性を得ることができる。

本実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００は、図２に示すように、圧電基板１を、実装基板２に、フリップチップ実装した構造からなる。すなわち、圧電基板１の下面に形成されたパッド電極３を、実装基板２の上面に形成された上面電極４に、バンプ５により接続した構造からなる。

圧電基板１の下面には、図２においては図示していないが、上述した直列腕共振子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４および並列腕共振子Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ３１、Ｐ３２がそれぞれ形成され、上述した関係で相互に接続され、さらに所定の箇所が所定のパッド電極３に接続されている。

実装基板２は、図２および図３に示すように、上から順に、３つのセラミック層６、７、８が積層された構造からなる。なお、図３においては、図３（Ａ）がセラミック層６の上面、図３（Ｂ）がセラミック層７の上面、図３（Ｃ）がセラミック層８の上面、図３（Ｄ）がセラミック層８の下面をそれぞれ示している。

セラミック層６の上面には、複数の上面電極４が形成されている。また、セラミック層６には、表裏間を貫通して複数の導電ビア９が形成されている。

セラミック層７の上面には、インダクタ電極Ｅ１１、Ｅ２１、Ｅ３１と、複数の内部電極１１とが形成されている。インダクタ電極Ｅ１１、Ｅ２１、Ｅ３１は、それぞれ、インダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ３の一部分を構成するものである。また、セラミック層７には、表裏間を貫通して複数の導電ビア９が形成されている。

セラミック層８の上面には、インダクタ電極Ｅ１２、Ｅ２２、Ｅ３２と、複数の内部電極１１とが形成されている。インダクタ電極Ｅ１２、Ｅ２２、Ｅ３２は、インダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ３の一部分を構成するものである。また、セラミック層８には、表裏間を貫通して複数の導電ビア９が形成されている。

セラミック層８の下面には、複数の下面電極１２が形成されている。

実装基板２においては、インダクタ電極Ｅ１１とＥ１２とでインダクタＬ１が構成され、インダクタ電極Ｅ２１とＥ２２とでインダクタＬ２が構成され、インダクタ電極Ｅ３１とＥ３２とでインダクタＬ３が構成されている。

ラダー型弾性表面波フィルタ１００は、インダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ３の各インダクタンス値を小さくしているため、インダクタ電極Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ３１、Ｅ３２の長さが短くなっている。この結果、ラダー型弾性表面波フィルタ１００は、セラミック層７、８の平面寸法を小さくできており、実装基板２の平面寸法が小さくなっている。

本実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００は、圧電基板１が、共振子が形成された面を下側にして、Auなどからなるバンプを使用して、実装基板２にフリップチップ実装されている。この結果、ラダー型弾性表面波フィルタ１００は、図１に示すラダー型フィルタ回路を構成する。

以上の構造からなる本実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００は、たとえば、次の方法により製造することができる。

まず、圧電基板１と実装基板２とを作製する。

圧電基板１の作製には、まず、ＬｉＴａＯ３（タンタル酸リチウム）あるいはＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）などからなるウェハ（図示せず）を用意する。

次に、ウェハに、薄膜技術を用いて、多数個の圧電基板１を一括して作製する。すなわち、多数個の圧電基板１のための、直列共振子Ｓ１〜Ｓ４、並列腕共振子Ｐ１１〜Ｐ３１、必要な配線、パッド電極３などを作り込む。直列共振子Ｓ１〜Ｓ４、並列腕共振子Ｐ１１〜Ｐ３１、配線、パッド電極３には、Auなどの金属を用いる。

次に、各圧電基板１のパッド電極３上に、Auなどの金属からなるバンプ５を形成する。

次に、ウェハを分割して、個々の圧電基板１を得る。

実装基板２の作製には、まず、高温焼成セラミックに用いるアルミナ系、あるいは低温焼成セラミックに用いるガラスセラミックス系などの材料からなる複数のセラミックのグリーンシート（図示せず）を用意する。グリーンシートは、多数個の実装基板２を一度に作製できるように、大きなマザーグリーンシートとして用意する。

次に、各マザーグリーンシートの所定の位置に、レーザーなどを使用して、導電ビア９を形成するための孔を形成する。続いて、それらの孔の中に、導電ペーストを充填する。導電性ペーストには、たとえばCuを主成分とするものを使用する。

次に、各マザーグリーンシートの表面の所定の位置に、スクリーン印刷などの方法により、導電性ペーストを塗布して上面電極４、内部電極１１、下面電極１２を形成するための電極パターンを形成する。この結果、セラミック層６用のマザーグリーンシートと、セラミック層７用のマザーグリーンシートと、セラミック層８用のマザーグリーンシートとが完成する。

次に、セラミック層８用のマザーグリーンシート上にセラミック層７用のマザーグリーンシートを積層し、セラミック層７用のマザーグリーンシート上にセラミック層６用のマザーグリーンシートを積層し、加圧して未焼成のマザー実装基板を得る。

次に、未焼成のマザー実装基板を、所定のプロファイルで焼成して、焼成済のマザー実装基板を得る。

次に、焼成済のマザー実装基板を分割して、個々の実装基板２を得る。

最後に、実装基板２の上面電極４に、圧電基板１のパッド電極３上に形成されたバンプ５を当接させた上で、圧電基板１を実装基板２に対して加圧し、必要に応じて超音波を加え、必要に応じて加熱し、バンプ５を実装基板２の上面電極４に接合する。この結果、実装基板２に圧電基板１が実装され、本実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００が完成する。

以上、本発明の第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００の構造、およびその製造方法の一例について説明した。しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更をなすことができる。

たとえば、ラダー型弾性表面波フィルタ１００では、直列腕ＳＡに、４つの直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４を挿入しているが、直列腕共振子の個数はこれには限られず、これより多くても、これより少なくても良い。

また、ラダー型弾性表面波フィルタ１００では、全ての並列腕ＰＡ１〜ＰＡ３において、並列腕共振子Ｐ１１（Ｐ２１、Ｐ３１）と並列腕共振子Ｐ１２（Ｐ２２、Ｐ３２）との接続点と、グランドとの間にインダクタＬ１（Ｌ２、Ｌ３）を挿入しているが、後述する第２実施形態からもわかるように、かかる構造は、少なくとも１つの並列腕において構成されれば良い。

また、ラダー型弾性表面波フィルタ１００では、実装基板２にインダクタＬ１〜Ｌ３を作り込んでいるが、実装基板２にインダクタＬ１〜Ｌ３を作り込むのではなく、インダクタＬ１〜Ｌ３を別部品であるインダクタ部品として用意し、それらを実装基板２の表面に実装するようにしても良い。

また、ラダー型弾性表面波フィルタ１００では、実装基板２にインダクタＬ１〜Ｌ３を作り込んでいるが、実装基板２ではなく、蓋を備えた実装パッケージを使用することとし、その実装パッケージにインダクタＬ１〜Ｌ３を作り込むようにしても良い。

なお実装基板は、セラミックス多層基板に限定されず、たとえばガラスエポキシ基板などの樹脂系の多層基板を用いることができる。

［第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタと比較例にかかるラダー型弾性表面波フィルタとの対比］
以下の方法によって、上述した本発明の第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００と、従来の回路構成によるラダー型弾性表面波フィルタとが、同等の通過特性を備えることを確認した。

まず、比較例となる、従来の回路構成からなるラダー型弾性表面波フィルタ４００を作製した。

図６、図７、図８に、ラダー型弾性表面波フィルタ４００を示す。ただし、図６はラダー型弾性表面波フィルタ４００の回路構成図、図７は断面図、図８はラダー型弾性表面波フィルタ４００に使用した実装基板１０２の分解図である。

図６に示すように、ラダー型弾性表面波フィルタ４００は、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴの間の直列腕ＳＡに、相互に直列に接続された４つの直列腕共振子Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０４が挿入されている。

そして、直列腕共振子Ｓ１０１と直列腕共振子Ｓ１０２との接続点と、グランドとの間の並列腕ＰＡ１０１に、相互に直列に接続された並列腕共振子Ｐ１０１とインダクタＬ１０１とが挿入されている。また、直列腕共振子Ｓ１０２と直列腕共振子Ｓ１０３との接続点と、グランドとの間の並列腕ＰＡ１０２に、相互に直列に接続された並列腕共振子Ｐ１０２とインダクタＬ１０２とが挿入されている。また、直列腕共振子Ｓ１０３と直列腕共振子Ｓ１０４との接続点と、グランドとの間の並列腕ＰＡ１０３に、相互に直列に接続された並列腕共振子Ｐ１０３とインダクタＬ１０３とが挿入されている。

インダクタＬ１０１、Ｌ１０２、Ｌ１０３は、それぞれ、並列腕共振子Ｐ１０１、Ｐ１０２、Ｐ１０３の各共振特性において、共振点を低域側にシフトするとともに、反共振点よりも高域側に副共振点を形成し、ラダー型弾性表面波フィルタ４００の、通過帯域を拡げるとともに、通過帯域よりも高域側の阻止帯域内に減衰極を形成するためのものである。

ラダー型弾性表面波フィルタ４００は、図７に示すように、圧電基板１０１を、実装基板１０２に、フリップチップ実装した構造からなる。すなわち、圧電基板１０１の下面に形成されたパッド電極１０３を、実装基板１０２の上面に形成された上面電極１０４に、バンプ１０５により接続した構造からなる。

圧電基板１０１の下面には、図７においては図示していないが、上述した直列腕共振子Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０４および並列腕共振子Ｐ１０１、Ｐ１０２、Ｐ１０３がそれぞれ形成され、上述した関係で相互に接続され、さらに所定の箇所が所定のパッド電極１０３に接続されている。

実装基板１０２は、図７および図８に示すように、上から順に、３つのセラミック層１０６、１０７、１０８が積層された構造からなる。なお、図８においては、図８（Ａ）がセラミック層１０６の上面、図８（Ｂ）がセラミック層１０７の上面、図８（Ｃ）がセラミック層１０８の上面、図８（Ｄ）がセラミック層１０８の下面をそれぞれ示している。

セラミック層１０６の上面には、複数の上面電極１０４が形成されている。また、セラミック層１０６には、表裏間を貫通して複数の導電ビア１０９が形成されている。

セラミック層１０７の上面には、インダクタ電極Ｅ４１、Ｅ５１、Ｅ６１と、複数の内部電極１１１とが形成されている。インダクタ電極Ｅ４１、Ｅ５１、Ｅ６１は、それぞれ、インダクタＬ１０１、Ｌ１０２、Ｌ１０３の一部分を構成するものである。また、セラミック層１０７には、表裏間を貫通して複数の導電ビア１０９が形成されている。

セラミック層１０８の上面には、インダクタ電極Ｅ４２、Ｅ５２、Ｅ６２と、複数の内部電極１１１とが形成されている。インダクタ電極Ｅ４２、Ｅ５２、Ｅ６２は、インダクタＬ１０１、Ｌ１０２、Ｌ１０３の一部分を構成するものである。また、セラミック層１０８には、表裏間を貫通して複数の導電ビア１０９が形成されている。

セラミック層１０８の下面には、複数の下面電極１１２が形成されている。

実装基板１０２においては、インダクタ電極Ｅ４１とＥ４２とでインダクタＬ１０１が構成され、インダクタ電極Ｅ５１とＥ５２とでインダクタＬ１０２が構成され、インダクタ電極Ｅ６１とＥ６２とでインダクタＬ１０３が構成されている。ラダー型弾性表面波フィルタ４００は、上述した構造からなる実装基板１０２に、圧電基板１０１を実装することにより、図６に示した回路構成図を構成している。

次に、本発明の第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００と、比較例にかかるラダー型弾性表面波フィルタ４００とを対比する。

ラダー型弾性表面波フィルタ１００の圧電基板１には、４つの直列腕共振子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と、６つの並列腕共振子Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ３１、Ｐ３２が形成されている。一方、ラダー型弾性表面波フィルタ４００の圧電基板１０１には、４つの直列腕共振子Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０４と、３つの並列腕共振子Ｐ１０１、Ｐ１０２、Ｐ１０３が形成されている。すなわち、圧電基板１と圧電基板１０１とに形成される共振子の個数や回路配置は異なっている。

しかしながら、圧電基板１の平面寸法と、圧電基板１０１の平面寸法は、いずれも0.8ｍｍ×1.4ｍｍであり等しい。圧電基板１は、上述したとおり、共振子を形成するスペースに余裕があったため、共振子の個数が増えているにもかかわらず、圧電基板１０１と同じ平面寸法に維持することができた。

これに対し、ラダー型弾性表面波フィルタ１００の実装基板２の平面寸法が1.6ｍｍ×1.2ｍｍであるのに対し、ラダー型弾性表面波フィルタ４００の実装基板１０２の平面寸法は2.0ｍｍ×1.2ｍｍであり、実装基板２は実装基板１０２よりも小さい。実装基板２の平面面積は、実装基板１０２の平面面積の約８０％である。

ラダー型弾性表面波フィルタ１００において、実装基板２の平面寸法を、実装基板１０２の平面寸法よりも小さくできたのは、次の理由による。すなわち、まず、ラダー型弾性表面波フィルタ１００のインダクタＬ１のインダクタンス値を、ラダー型弾性表面波フィルタ４００のインダクタＬ１０１のインダクタンス値よりも小さくすることができたことにより、実装基板２においてインダクタＬ１を構成するインダクタ電極Ｅ１１、Ｅ１２の長さを、実装基板１０２においてインダクタＬ１０１を構成するインダクタ電極Ｅ４１、Ｅ４２の長さよりも短くすることができた。また、インダクタＬ２のインダクタンス値を、インダクタＬ１０２のインダクタンス値よりも小さくすることができたことにより、実装基板２においてインダクタＬ２を構成するインダクタ電極Ｅ２１、Ｅ２２の長さを、実装基板１０２においてインダクタＬ１０２を構成するインダクタ電極Ｅ５１、Ｅ５２の長さよりも短くすることができた。さらに、インダクタＬ３のインダクタンス値を、インダクタＬ１０３のインダクタンス値よりも小さくすることができたことにより、実装基板２においてインダクタＬ３を構成するインダクタ電極Ｅ３１、Ｅ３２の長さを、実装基板１０２においてインダクタＬ１０３を構成するインダクタ電極Ｅ６１、Ｅ６２の長さよりも短くすることができた。

すなわち、ラダー型弾性表面波フィルタ４００においては、図８（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、インダクタ電極Ｅ４１、Ｅ４２、Ｅ５１、Ｅ５２、Ｅ６１、Ｅ６２には、それぞれ一定以上の長さが必要であり、セラミック層１０７、１０８を小さくすることができなかったが、ラダー型弾性表面波フィルタ１００においては、ラダー型弾性表面波フィルタ４００の場合に比べて、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、インダクタ電極Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ３１、Ｅ３２の長さを短くすることができ、セラミック層７、８を小さくすることができたので、実装基板２を小さくすることができた。

なお、インダクタを作り込んだ実装基板や実装パッケージを小型化した場合には、実装基板や実装パッケージの上面に形成される上面電極（共振子が形成された圧電基板を実装するための電極）自体を小さくしたり、上面電極どうしの間隔を小さくしたりすることが可能であるため、そこに実装される共振子が形成された圧電基板を小型化できる可能性もある。

なお、第１実施形態においては、並列腕に、相互に直列に接続された少なくとも２つの並列腕共振子を挿入しているため、従来の方法に比べて、必要な並列腕共振子の個数は多くなっている。

しかしながら、ラダー型弾性表面波フィルタにおいては、複数の共振子を単一の圧電基板に形成することが一般的であり、しかも圧電基板の共振子を形成するスペースには余裕があることが多いため、一般に共振子の個数が増えても圧電基板の大型化の原因にはならない。

すなわち、本発明の第１実施形態により、圧電基板を大型化することなく、実装基板や実装パッケージを小型化し、あるいは実装するインダクタ部品を小型化し、ラダー型弾性表面波フィルタの小型化をはかることができる。

次に、本発明の第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００の通過特性と、比較例にかかるラダー型弾性表面波フィルタ４００の通過特性とを対比する。

図９に、ラダー型弾性表面波フィルタ１００およびラダー型弾性表面波フィルタ４００の広帯域の通過特性を示す。また、図１０に、ラダー型弾性表面波フィルタ１００およびラダー型弾性表面波フィルタ４００の通過帯域近傍の通過特性を示す。

図９、図１０からわかるように、ラダー型弾性表面波フィルタ１００およびラダー型弾性表面波フィルタ４００の通過特性は、ほぼ同等である。また、図９からわかるように、ラダー型弾性表面波フィルタ１００およびラダー型弾性表面波フィルタ４００のどちらの通過特性とも、通過帯域よりも高域側の阻止帯域内に減衰極が形成されており、両者の周波数はほとんど同じである。

なお、第１実施形態のラダー型弾性表面波フィルタにおいて、インダクタを作り込んだ実装基板や実装パッケージの大きさは変えずに、インダクタを小型化すれば、実装基板や実装パッケージ内において、インダクタとインダクタとの間の距離を大きくし、両者のアイソレーションを向上にすることも可能である。この場合には、第１実施形態のラダー型弾性表面波フィルタは、従来のラダー型弾性表面波フィルタの通過特性よりも、より優れた通過特性を得ることができる。

さらに、第１実施形態のラダー型弾性表面波フィルタにおいて、インダクタのインダクタンス値を変えず、インダクタの大きさを変えずに、またインダクタを作り込んだ実装基板や実装パッケージの大きさも変えずに、並列腕共振子の副共振点をより低周波数側に移動させることも可能である。すなわち、第１実施形態により、ラダー型弾性表面波フィルタの通過特性を所望のものにするのにも活用することができる。

以上より、本発明の第１実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ１００は、所望の通過特性を備えたまま小型化されている、あるいはラダー型弾性表面波フィルタ１００の大きさを変えずに通過特性を所望のものにできることがわかる。
［第２実施形態］
図１１に、本発明の第２実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ２００を示す。ただし、図１１は、ラダー型弾性表面波フィルタ２００の回路構成図である。

ラダー型弾性表面波フィルタ２００においては、並列腕ＰＡ１についてのみ、相互に直列に接続された並列腕共振子Ｐ１１と並列腕共振子Ｐ１２とを挿入し、さらに、並列腕共振子Ｐ１１と並列腕共振子Ｐ１２との接続点と、グランドとの間にインダクタＬ１を挿入するようにした。そして、並列腕ＰＡ２およびＰＡ３については、従来の構成とした。すなわち、たとえば、並列腕ＰＡ２であれば、１つの並列腕共振子Ｐ２を挿入し、並列腕共振子Ｐ２とグランドとの間にインダクタＬ１０２を挿入するようにした。

このように、本発明においては、少なくとも１つの並列腕が、本発明の特徴的な構成であれば良い。なお、この場合には、インダクタのインダクタンス値が大きいため、インダクタ電極の長さが長く、実装基板や実装パッケージなどの小型化の妨げとなっている並列腕を、本発明の特徴的な構成とすることが好ましい。
［第３実施形態］
図１２に、本発明の第３実施形態にかかるラダー型弾性表面波フィルタ３００を示す。ただし、図１２は、ラダー型弾性表面波フィルタ３００の回路構成図である。

ラダー型弾性表面波フィルタ３００においては、各並列腕ＰＡ１〜ＰＡ３に、それぞれ、相互に直列に接続された３つの並列腕共振子を挿入し、直列腕ＳＡに近い側の２つの並列腕共振子の接続点と、グランドとの間にインダクタを挿入するようにした。たとえば、並列腕ＰＡ１であれば、相互に直列に接続された３つの並列腕共振子Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３を挿入し、並列腕共振子Ｐ１１と並列腕共振子Ｐ１２との接続点と、グランドとの間にインダクタＬ１を挿入するようにした。

このように、本発明の特徴的な構成とされる並列腕に挿入される、相互に直列に接続された並列腕共振子の個数は２つ以上であれば良く、ラダー型弾性表面波フィルタ３００のように３つであっても良いし、あるいはそれより多くても良い。また、この場合においては、どの並列腕共振子と並列腕共振子の接続点と、グランドとの間にインダクタを挿入するかは任意である。たとえば、並列腕ＰＡ１であれば、並列腕共振子Ｐ１１と並列腕共振子Ｐ１２の接続点と、グランドとの間にインダクタＬ１を挿入するのではなく、並列腕共振子Ｐ１２と並列腕共振子Ｐ１３の接続点と、グランドとの間にインダクタＬ１を挿入するようにしても良い。

ＳＡ：直列腕
ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＡ３：並列腕
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４：直列腕共振子
Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ３１、Ｐ３２：並列腕共振子
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３：インダクタ
１：圧電基板
２：実装基板
３：パッド電極
４：上面電極
５：バンプ
６、７、８：セラミック層
９：導電ビア
Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ３１、Ｅ３２：インダクタ電極

Claims (5)

1. 直列腕共振子を含み、入力端子と出力端子とを結ぶ直列腕と、
   前記直列腕と接地端子とを結ぶ並列腕とを備え、
   前記並列腕は、
   相互に直列に接続された複数の並列腕共振子と、
   前記複数の並列腕共振子の間の接続点のうちの少なくとも１つ、および前記接地端子の間に接続されたインダクタとを含み、
   前記直列腕と前記接地端子との間に、相互に直列に接続された仮想並列腕共振子および仮想インダクタを含む仮想並列腕を仮想的に設けた場合に、
   前記並列腕により形成される副共振点の周波数は、前記仮想並列腕により形成される副共振点の周波数と一致し、
   前記インダクタのインダクタンス値は、前記仮想インダクタのインダクタンス値よりも小さく、
   前記複数の並列腕共振子のうち前記直列腕に近い側に設けられた並列腕共振子の容量値は、前記仮想並列腕共振子の容量値よりも大きい、ラダー型弾性表面波フィルタ。
2. 前記複数の並列腕共振子の各々は、第１のＩＤＴ電極を含み、
   前記仮想並列腕共振子は、第２のＩＤＴ電極を仮想的に含み、
   前記複数の並列腕共振子の合成容量値と前記仮想並列腕共振子の容量値とが等しい場合に、前記第１のＩＤＴ電極の対数は、前記第２のＩＤＴ電極の対数よりも多い、請求項１に記載のラダー型弾性表面波フィルタ。
3. 前記複数の並列腕共振子の各々は、第１のＩＤＴ電極を含み、
   前記仮想並列腕共振子は、第２のＩＤＴ電極を仮想的に含み、
   前記複数の並列腕共振子の合成容量値と前記仮想並列腕共振子の容量値とが等しい場合に、前記第１のＩＤＴ電極の交差幅は、前記第２のＩＤＴ電極の交差幅よりも大きい、請求項１に記載のラダー型弾性表面波フィルタ。
4. 前記直列腕と前記接地端子とを結ぶ他の並列腕をさらに備え、
   前記他の並列腕は、
   相互に直列に接続された他の複数の並列腕共振子と、
   前記複数の並列腕共振子の間の接続点のうちの少なくとも１つ、および前記接地端子の間に接続された他のインダクタとを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のラダー型弾性表面波フィルタ。
5. 前記直列腕共振子および前記複数の並列腕共振子は、単一の圧電基板に形成され、
   前記インダクタは、実装基板または実装パッケージに形成され、
   前記圧電基板は、前記実装基板または実装パッケージに実装されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のラダー型弾性表面波フィルタ。

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