JP2001111381A

JP2001111381A - 弾性表面波装置

Info

Publication number: JP2001111381A
Application number: JP28318899A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kuroda; 泰史黒田; Masayoshi Etsuno; 昌芳越野; Minoru Kawase; 稔川瀬
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 1999-10-04
Publication date: 2001-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】自由度の高い弾性表面波フィルタを有する弾
性表面波装置を提供する。【解決手段】同一構成の弾性表面波フィルタ7a，7bを
２つ接続し、入力出力ともに平衡駆動する。入力端子3
a，3bに振幅が同じで位相が１８０°異なる信号が入力
されると、平衡の出力も対称性となり、振幅が同じで位
相がほぼ１８０°異なる信号が得られる。モード結合型
の弾性表面波フィルタ部8a，8b，9a，9bを二段に接続し
ているため、通過帯域近傍ないし通過帯域から離れた帯
域まで良好な減衰特性となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平衡入出力を持っ
た弾性表面波装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、弾性表面波フィルタは、小型化を
必要とする移動体通信用途で多用され、特に携帯電話な
どに用いられている。

【０００３】また、携帯電話ではアンテナから受信段、
送信段からアンテナに信号を分配する部分でのデュプレ
クサ、受信側のアンプの前段および後段、局部発振器と
ミキサー間、ミキサー後のＩＦフィルタ、送信段などで
弾性表面波装置となる弾性表面波フィルタが多用されて
いる。さらに、携帯機器の小型化にはＬＳＩなどによる
部品のインテグレーションの寄与が大きいが、弾性表面
波フィルタと接続されるミキサおよびアンプ類も携帯電
話などにおいてはＬＳＩ化されている。そして、これら
のアンプ、ミキサはインターフェイスとして平衡入出力
をとっている。

【０００４】この場合、多くのＲＦ帯弾性表面波フィル
タは非平衡入出力をもつために平衡入出力端子間にバラ
ンとよばれる非平衡平衡変換器を設ける必要があるが、
バラン自体が信号を減衰させてしまう。一方、バランな
しで平衡入出力を接続できれば、外部ノイズに対して誘
導をキャンセルしうる構造をとることもでき、平衡駆動
のほうがノイズに強いことになる。

【０００５】また、ＲＦ帯の弾性表面波フィルタでは梯
子型フィルタ、モード結合型フィルタなどが用いられる
ことが多いが、梯子型フィルタでは非平衡駆動は不可能
であるし、モード結合型フィルタの場合には入出力端子
の接続されたインターデジタルトランスデューサ（ＩＤ
Ｔ）からはそれぞれ２つの信号線を接続する、すなわち
いずれの信号線も基準電位に接地しないことで、入出力
平衡駆動は可能であるが、６ｄＢ程度の損失が不可避と
なるので低損失であることが重視される携帯電話などの
ＲＦ帯フィルタとすることはできない。

【０００６】この入出力ともに平衡駆動としてモード結
合を利用する場合、特に広帯域が要求されるＲＦ帯のフ
ィルタにおいてはインターデジタルトランスデューサ対
数が多い構造がとられるため、出力の２つの信号線に接
続される弾性表面波フィルタが対称な構造をとることは
困難である。特に、ワイアボンディングの場合、圧電性
基板上の電極パターンとパッケージ側の端子接続の際
に、ワイアの交差をさけなければならないとともに、ワ
イアのもつインダクタンスも含めてバランスをとらなけ
ればならない。

【０００７】また、入出力ともに平衡駆動するラティス
型フィルタがあり、弾性表面波共振子を用いて入出力平
衡のフィルタを形成できる。しかしながら、高い減衰率
を得ようとするとラティス型の構成を多段に重ねる必要
があり、圧電性基板上に形成された弾性表面波共振子の
接続パターンが複雑になり、モード結合型フィルタに対
しても配置面積が大きくなる。これらは多層配線あるい
は圧電性基板上でワイア接続を用いることにより一部解
決できるが、圧電性基板上に一層の電極材料のパターニ
ングで形成できる弾性表面波フィルタ特有の製作の容易
性が損なわれてしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、非平衡であ
ればラダー型あるいはモード結合型やモード結合型に弾
性表面波共振子を結合したタイプを用いることができる
ものの、平衡入出力弾性表面波フィルタの例では入出力
平衡駆動の際に一部のモード結合型あるいはラティス型
しか用いることができなかった。また、出力信号の対称
性、すなわち２つの出力信号の位相が１８０°異なり、
振幅が等しい場合にはラティス型では難しく、モード結
合型でも２つの信号線に接続された弾性表面波フィルタ
の構造をほぼ対象にすることは難しく、不充分な対称性
しか得られない問題を有している。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、自由度の高い弾性表面波フィルタを有する弾性表面
波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、少なくとも２
つ設けられら入力端子と、この入力端子の数に対応して
設けられた出力端子と、これら入力端子および出力端子
間にそれぞれ接続されたほぼ同一の弾性表面波フィルタ
とを具備したもので、入出力平衡駆動で対称性の良好な
通過特性のフィルタの構造の自由度が高くなる。

【００１１】また、弾性表面波フィルタは、ラダー型フ
ィルタであるもので、入出力平衡駆動できなかったラダ
ー型フィルタを用いることができ、通過帯域近傍の減衰
特性が良好になる。

【００１２】さらに、弾性表面波フィルタは、モード結
合型フィルタであるもので、通過帯域から離れた部分の
帯域での減衰特性が良好になる。

【００１３】またさらに、モード結合型フィルタに接続
された少なくとも１つの弾性表面波共振子を有するもの
で、弾性表面波共振子が接続されることにより、弾性表
面波共振子が接続された側が非平衡駆動となったり、平
衡な２端子間の対称性が損なわれたりすることなく、弾
性表面波共振子を接続することにより、通過帯域近傍の
減衰特性が良好になる。

【００１４】そしてまた、弾性表面波フィルタは、同一
の圧電性基板に形成されているもので、パターニング時
に電極のできあがり幅を同じにでき、バランスが向上す
る。

【００１５】また、弾性表面波フィルタは、対称形に形
成されているもので、より安定してバランスが向上す
る。

【００１６】さらに、弾性表面波フィルタは、異なる圧
電性基板に形成されているもので、弾性表面波フィルタ
の歩留まりが低いものでも、歩留まりが必要以上に低下
することを防止する。

【００１７】またさらに、１つの外囲器内に収容されて
いるもので、１つの素子として用いられる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の弾性表面波装置の
一実施の形態を図面を参照して説明する。

【００１９】図１に示すように、１は弾性表面波装置
で、この弾性表面波装置１は携帯電話などの基板に表面
実装される外囲器２を有し、この外囲器２は入力端子3
a，3b、出力端子4a，4bおよび共通端子５が形成され、
図示しない蓋体により閉塞される。また、外囲器２上に
は、圧電性基板６が配設されている。

【００２０】そして、この圧電性基板６上には、入力出
力平衡のために同一構造とした一対の弾性表面波フィル
タ7a，7bが配設され、これら弾性表面波フィルタ7a，7b
はそれぞれモード結合型の弾性表面波フィルタ部8a，8
b，9a，9bを二段で有している。また、これら弾性表面
波フィルタ部8a，8b，9a，9bは、櫛歯状電極11a 〜18
a，11b 〜18b を有している。また、複数の反射電極19a
，19b を有している。さらに、櫛歯状電極11a ，11b
は入力用のボンディングパッド21a ，21b に接続され、
櫛歯状電極13a ，13b は出力用のボンディングパッド22
a ，22b に接続され、櫛歯状電極12a ，12b はボンディ
ングパッド23a ，23b に接続され、櫛歯状電極14a ，14
b はボンディングパッド24a ，24b に接続され、櫛歯状
電極15a ，15b はボンディングパッド25a ，25b に接続
され、櫛歯状電極18a ，18b はボンディングパッド26a
，26b に接続されている。また、入力用のボンディン
グパッド21a ，21b は入力端子3a，3bにワイヤ31a ，31
b にてワイヤボンディングされ、出力用のボンディング
パッド22a ，22b は出力端子4a，4bにワイヤ32a ，32b
にてワイヤボンディングされ、ボンディングパッド23a
〜26a ，23b 〜26b は共通端子５にワイヤ33a 〜36a ，
33b 〜36b にてワイヤボンディングされそれぞれ電気的
に接続されている。

【００２１】そして、この弾性表面波装置１は、弾性表
面波フィルタ7a，7bが同一構成で入力出力ともに平衡駆
動であり、入力端子3a，3bに振幅が同じで位相が１８０
°異なる信号が入力されると、平衡の出力も対称性とな
り、振幅が同じで位相がほぼ１８０°異なる信号が得ら
れる。なお、この場合、モード結合型の弾性表面波フィ
ルタ部8a，8b，9a，9bを二段に接続しているため、通過
帯域近傍ないし通過帯域から離れた帯域まで良好な減衰
特性となる。

【００２２】次に、他の実施の形態を図２を参照して説
明する。

【００２３】この図２に示す実施の形態は、図１に示す
実施の形態において、モード結合型の弾性表面波フィル
タ7a，7bに代えて、ラダー型の弾性表面波フィルタ41a
，41b としたものである。

【００２４】そして、これら弾性表面波フィルタ41a ，
41b は、櫛歯状電極42a 〜51a ，42b 〜51b を有してい
る。また、複数の反射電極52a ，52b を有している。さ
らに、櫛歯状電極42a ，42b は入力用のボンディングパ
ッド53a ，53b に接続され、櫛歯状電極51a ，51b は出
力用のボンディングパッド54a ，54b に接続され、櫛歯
状電極44a ，44b はボンディングパッド55a ，55b に接
続され、櫛歯状電極47a ，47b はボンディングパッド56
a ，56b に接続され、櫛歯状電極49a ，50a ，49b ，50
bはボンディングパッド57a ，57b に接続されている。
また、入力用のボンディングパッド53a ，53b は入力端
子3a，3bにワイヤ61a ，61b にてワイヤボンディングさ
れ、出力用のボンディングパッド54a ，54b は出力端子
4a，4bにワイヤ62a ，62b にてワイヤボンディングさ
れ、ボンディングパッド55a 〜57a，55b 〜57b は共通
端子５にワイヤ63a 〜66a ，63b 〜66b にてワイヤボン
ディングされそれぞれ電気的に接続されている。

【００２５】そして、この弾性表面波装置１は、通常は
非平衡−非平衡駆動でしか用いられない弾性表面波フィ
ルタ41a ，41b を平衡−平衡駆動で用いることができ、
通過帯域近傍の減衰特性の良好な平衡−平衡駆動ができ
る。

【００２６】また、他の実施の形態を図３を参照して説
明する。

【００２７】この図３に示す実施の形態は、図２に示す
実施の形態において、ラダー型の弾性表面波フィルタ41
a ，41b を左右対称にしたものである。このように、左
右対称にすることにより平衡にできる。

【００２８】さらに、他の実施の形態を図４を参照して
説明する。

【００２９】この図４に示す実施の形態は、モード結合
型の弾性表面波フィルタ71a ，71bに弾性表面波共振子7
2a ，72b を接続したものである。

【００３０】すなわち、弾性表面波フィルタ71a ，71b
は、櫛歯状電極73a 〜76a ，73b 〜76b を有している。
また、複数の反射電極77a ，77b を有している。さら
に、櫛歯状電極73a ，73b は入力用のボンディングパッ
ド78a ，78b に接続され、櫛歯状電極74a ，74b はボン
ディングパッド79a ，79b に接続され、櫛歯状電極75
a，75b はボンディングパッド80a ，80b に接続されて
いる。また、入力用のボンディングパッド78a ，78b は
入力端子3a，3bにワイヤ81a ，81b にてワイヤボンディ
ングされ、ボンディングパッド79a ，80a ，79b ，80b
は共通端子５にワイヤ79a ，80a ，79b ，80b にてワイ
ヤボンディングされそれぞれ電気的に接続されている。

【００３１】さらに、弾性表面波共振子72a ，72b は、
櫛歯状電極82a ，83a ，82b ，83bを有しており、複数
の反射電極84a ，84b を有している。さらに、櫛歯状電
極82a ，82b は櫛歯状電極76a ，76b に電気的に接続さ
れ、櫛歯状電極83a ，83b は出力用のボンディングパッ
ド85a ，85b に接続されている。また、出力用のボンデ
ィングパッド85a ，85b は出力端子4a，4bにワイヤ86a
，86b にてワイヤボンディングされ電気的に接続され
ている。

【００３２】このように、モード結合型の弾性表面波フ
ィルタ71a ，71b に弾性表面波共振子72a ，72b を接続
することにより、通過帯域近傍の減衰特性を向上でき
る。

【００３３】上述の図１ないし図４に示すように、同一
の圧電性基板６上に隣り合わせて弾性表面波フィルタ7
a，7b，41a ，41b ，71a ，71b を形成することによ
り、電極形成時のプロセスのばらつきによる互いの電極
幅あるいは電極膜厚のばらつきを小さくできるので、こ
れら電極幅あるいは電極膜厚の違いによるインピーダン
スあるいは通過特性の変化を抑えることができ、対称性
を良好に保つことにより平衡性を向上できる。

【００３４】なお、弾性表面波共振子72a ，72b は、弾
性表面波フィルタ71a ，71b に対して直列または並列の
いずれで接続してもよい。

【００３５】またさらに、他の実施の形態を図５を参照
して説明する。

【００３６】この図５に示す実施の形態は、２枚の圧電
性基板6a，6bを用い、これら圧電性基板6a，6bに対して
それぞれ弾性表面波フィルタ91a ，91b を形成したもの
である。

【００３７】そして、これら弾性表面波フィルタ91a ，
91b は、櫛歯状電極92a 〜99a ，92b 〜99b を有してい
る。また、複数の反射電極100a，100bを有している。さ
らに、櫛歯状電極92a ，92b は入力用のボンディングパ
ッド101a，101bに接続され、櫛歯状電極99a ，99b は出
力用のボンディングパッド102a，102bに接続され、櫛歯
状電極94a ，94b はボンディングパッド103a，104a，10
3b，104bに接続され、櫛歯状電極97a ，97b はボンディ
ングパッド105a，106a，105b，106bに接続されている。
また、入力用のボンディングパッド101a，101bは入力端
子3a，3bにワイヤ111a，111bにてワイヤボンディングさ
れ、出力用のボンディングパッド102a，102bは出力端子
4a，4bにワイヤ112a ，112b にてワイヤボンディングさ
れ、ボンディングパッド103a〜106a，103b〜106bは共通
端子５にワイヤ113a〜116a，113b〜116bにてワイヤボン
ディングされそれぞれ電気的に接続されている。

【００３８】そして、このように圧電性基板6a，6bを分
けることにより、２つの弾性表面波フィルタ91a ，91b
を別々に選別できるため歩留まりが低いフィルタの場合
は１ウェハからの取れ数を多くでき、１つの圧電性基板
６に形成する場合に比べて歩留まりを向上できるととも
に、単体として非平衡用の弾性表面波装置に用いる場合
と共用でき、汎用性も向上できる。また、単体で５０Ω
の入出力フィルタを用いた場合、端子間のインピーダン
スは１００Ωとして使用できる。

【００３９】また、いずれの場合にも、ＲＦ帯ではＩＣ
インピーダンスは１００から２００Ω程度であり、通常
の方法では弾性表面波フィルタを高インピーダンスにし
なければならないが、このような高インピーダンスとし
て設計する場合、交差幅が極めて狭くなり、回折による
損失が増加するが、上述のように形成することにより、
インピーダンスを約２倍にできるため、損失を低減でき
る。

【００４０】そして、いずれの弾性表面波装置１も、図
６ないし図８に示す等価回路のように、入力ＩＣ121 お
よび出力ＩＣ122 に接続し、差動入力および作動出力す
るように接続する。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、ほぼ同一の弾性表面波
フィルタを具備したので、入出力平衡駆動で対称性の良
好な通過特性のフィルタの構造の自由度を高くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の弾性表面波装置を模式
的に示す平面図である。

【図２】同上他の実施の形態の弾性表面波装置を模式的
に示す平面図である。

【図３】同上また他の実施の形態の弾性表面波装置を模
式的に示す平面図である。

【図４】同上さらに他の実施の形態の弾性表面波装置を
模式的に示す平面図である。

【図５】同上またさらに他の実施の形態の弾性表面波装
置を模式的に示す平面図である。

【図６】同上弾性表面波装置を接続した場合を示す等価
回路図である。

【図７】同上弾性表面波装置を接続した場合を示す等価
回路図である。

【図８】同上弾性表面波装置を接続した場合を示す等価
回路図である。

【符号の説明】

１弾性表面波装置２外囲器 3a，3b 入力端子 4a，4b 出力端子６，6a，6b 圧電性基板 7a，7b，41a ，41b ，71a ，71b ，91a ，91b 弾性
表面波フィルタ 72a ，72b 弾性表面波共振子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川瀬稔神奈川県横浜市磯子区新杉田町８株式会社東芝横浜事業所内Ｆターム(参考） 5J097 AA01 AA28 BB11 CC02 HA04 JJ01 JJ08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２つ設けられら入力端子と、この入力端子の数に対応して設けられた出力端子と、これら入力端子および出力端子間にそれぞれ接続された
ほぼ同一の弾性表面波フィルタとを具備したことを特徴
とする弾性表面波装置。
【請求項２】弾性表面波フィルタは、ラダー型フィル
タであ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】弾性表面波フィルタは、モード結合型フ
ィルタであ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４】モード結合型フィルタに接続された少な
くとも１つの弾性表面波共振子を有することを特徴とす
る請求項３記載の弾性表面波装置。
【請求項５】弾性表面波フィルタは、同一の圧電性基
板に形成さ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６】弾性表面波フィルタは、対称形に形成さ
れていることを特徴とする請求項５記載の弾性表面波装
置。
【請求項７】弾性表面波フィルタは、異なる圧電性基
板に形成さ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８】１つの外囲器内に収容されていることを
特徴とする請求項１ないし７いずれか記載の弾性表面波
装置。