JP4888555B2 - デュプレクサ及び弾性波装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば携帯電話機のＲＦ段に用いられるデュプレクサ及び該デュプレクサとして用いられ得る弾性波装置に関し、より詳細には、送信端子と、受信側帯域フィルタの平衡端子との間のアイソレーションが改善されたデュプレクサ及び該デュプレクサに好適に用いられる弾性波装置に関する。

携帯電話機のＲＦ段において、部品点数の低減を果たすために、デュプレクサが広く用いられている。例えば、下記の特許文献１では、図１６に示す回路構成を有するデュプレクサ１００１が開示されている。

デュプレクサ１００１では、基板１００２上に、送信側フィルタチップ１００３及び受信側フィルタチップ１００４が実装されている。アンテナ端子１００５が外部のアンテナ１００６に接続される。送信側フィルタチップ１００３は、複数の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４と、複数の並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２とを有するラダー型の回路構成を有する。この直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ４及び並列腕共振子Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ、弾性表面波共振子によって形成されている。上記送信側フィルタチップ１００３は、一端に送信端子１００７を有する。送信端子１００７から送信信号が入力され、アンテナ端子１００５を介して送信信号がアンテナ１００６に供給される。

他方、アンテナ端子１００５に、整合回路１００８を介して受信側フィルタチップ１００４が接続されている。受信側フィルタチップ１００４は、弾性表面波フィルタ素子からなり、平衡−不平衡変換機能を有している。すなわち、アンテナ端子１００５に、受信側フィルタチップ１００４の不平衡入力端子１００９が接続されている。受信側フィルタチップ１００４は、第１，第２の平衡端子１０１０，１０１１を有する。

また、受信側フィルタチップ１００４は、複数のＩＤＴを有する弾性表面波フィルタ素子からなる。ここでは、弾性表面波フィルタ素子の構成は略図的に示されているが、中央に配置されている第１のＩＤＴ１０１２の一端が不平衡入力端子１００９に、他端がグラウンド電位に接続されている。また、第２，第３のＩＤＴ１０１３，１０１４の各一端が、それぞれ、グラウンド電位、各他端が第１，第２の平衡端子１０１０，１０１１にそれぞれ電気的に接続されている。

なお、特許文献１では示されていないが、上記整合回路１００８を構成するために、従来より、アンテナ端子１００５と、不平衡入力端子１００９との間にＳＡＷ共振子を接続し、かつ該弾性表面波共振子とアンテナ端子１００５との間の接続点とグラウンド電位との間にコイルを接続した構成が用いられている。
特開２００３−３４７９６４号公報

整合回路１００８を形成するにあたり、小型化のために、上記ＳＡＷ共振子と、コイルとを用いた構成を上記基板１００２内に内蔵した場合、従来のデュプレクサでは、第１，第２の平衡端子１０１０，１０１１と、送信側フィルタチップ１００３の送信端子１００７との間のアイソレーション特性が悪化することがあった。そのため、受信側フィルタチップ１００４の減衰量周波数特性において、送信側フィルタチップ１００３の通過帯域における減衰量が小さくなることがあった。

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、送信端子と、受信側フィルタチップの第１，第２の平衡端子との間のアイソレーション特性を改善することが可能とされているデュプレクサ及び該デュプレクサとして用いられ得る弾性波装置を提供することにある。

本発明によれば、送信側弾性波フィルタと、受信側弾性波フィルタと、前記送信側弾性波フィルタ及び受信側弾性波フィルタが実装されている積層基板とを備えるデュプレクサであって、前記送信側弾性波フィルタが、第１の圧電基板と、前記第１の圧電基板に設けられた第１のフィルタ部と、前記第１の圧電基板の下面に設けられており、かつ前記第１のフィルタ部に接続されている送信出力パッドとを有し、前記受信側弾性波フィルタが、第２の圧電基板と、前記第２の圧電基板に設けられている第２のフィルタ部と、前記第２の圧電基板の下面に設けられており、かつ前記第２のフィルタ部に接続されている不平衡パッド及び第１，第２の平衡パッドとを有し、前記第２のフィルタ部が、前記不平衡パッドに一端が接続されている少なくとも１個の第１のＩＤＴを有する縦結合型の第１のフィルタ素子と、入力信号に対する出力信号の位相が、第１のフィルタ素子における入力信号に対する出力信号の位相と１８０°異なっており、前記不平衡パッドに一端が接続されている少なくとも１個の第２のＩＤＴを有する縦結合型の第２のフィルタ素子と、前記第１のＩＤＴの他端が接続されている第１のグラウンドパッドと、前記第２のＩＤＴの他端が接続されている第２のグラウンドパッドとを有し、前記積層基板が、前記第１，第２のグラウンドパッドにそれぞれ電気的に接続される第１，第２のグラウンドランドと、前記送信出力パッド及び前記不平衡パッドが電気的に接続される共通ランドと、前記第１のＩＤＴの他端と前記第２のＩＤＴの他端とが共通接続される共通グラウンド電極と、前記第１のグラウンドランドと前記共通グラウンド電極との間に接続されている第１のインダクタンス成分と、前記第２のグラウンドランドと前記共通グラウンド電極との間に接続されている第２のインダクタンス成分と、前記共通ランドと前記共通グラウンド電極との間に接続されているコイルとを備え、前記第２のグラウンドパッドと前記コイルとの間の距離が前記第１のグラウンドパッドと前記コイルとの間の距離よりも長くされており、前記第２のインダクタンス成分が、前記第１のインダクタンス成分よりも小さくされている、デュプレクサが提供される。

本発明に係るデュプレクサでは、好ましくは、前記積層基板が複数の誘電体層からなり、前記共通グラウンド電極が、前記積層基板の隣り合う２層の誘電体層間に設けられており、前記第１，第２のインダクタンス成分及び前記コイルとが、それぞれ、前記積層基板の上面及び／または隣接する誘電体層間の界面に設けられた導体と、前記少なくとも１層の誘電体層を貫通しており、前記導体に接続されているビアホール導体とを有し、前記第１のインダクタンス成分を形成している前記導体及びビアホール導体を連ねてなる構造の全長が、前記第２のインダクタンス成分を形成している前記導体及びビアホール導体を連ねてなる構造の全長よりも長くされている。その場合には、第１のインダクタンス成分を形成している上記導体及びビアホール導体を連ねてなり、第１のインダクタンス成分を形成している構造の全長を相対的に長くすることにより、第２のインダクタンス成分のインダクタンスを第１のインダクタンス成分のインダクタンスよりも小さくした構成が容易に実現される。

また、好ましくは、前記第２のインダクタンス成分を形成しているビアホール導体は、少なくとも１層の前記誘電体層を貫通している少なくとも２個のビアホール導体を有する。従って、少なくとも２個のビアホール導体を設けることにより、積層基板の大型化を招くことなく第２のインダクタンス成分を小さくすることができる。

上記積層基板は様々な形態とされ得る。

本発明のある特定の局面では、前記積層基板に設けられた前記第１，第２のグラウンドパッドと、前記共通グラウンド電極との間に、前記複数の誘電体層が配置されている。

また、本発明のデュプレクサでは、好ましくは、前記積層基板の下面に設けられた第１〜第３のグラウンド端子と、前記積層基板が実装される実装基板とをさらに備えられており、前記第１，第２のインダクタンス成分及び前記コイルの各一端が、それぞれ、前記第１、第２及び第３のグラウンド端子に電気的に接続されており、前記共通グラウンド電極が前記実装基板に設けられている。この場合には、各インダクタ成分をより細かく調整することができる。

また、本発明に係るデュプレクサでは、好ましくは、前記積層基板を平面視した場合、前記コイル導体が前記共通グラウンド電極に接続されている導体と重ならないように前記コイル導体が設けられている。この場合には、共通グラウンド電極とコイルとが遠ざけられるので、第２のグラウンドパッドとコイルとの間の距離をより一層長く確実に大きくすることができる。

本発明に係るデュプレクサでは、弾性波としては弾性表面波が用いられてもよく、弾性境界波が用いられてもよい。

本発明に係る弾性波装置は、弾性波フィルタと、上面及び下面を有し、上面に前記弾性波フィルタが実装されている積層基板と、前記積層基板の前記下面に設けられた第１，第２の平衡端子とを有する弾性波装置であって、前記弾性波フィルタが、圧電基板と、前記圧電基板に設けられた不平衡パッド及び第１，第２の平衡パッドと、前記不平衡パッドに一端が接続されている少なくとも１つの第１のＩＤＴを有する縦結合型の第１のフィルタ素子と、入力信号に対する出力信号の位相が第１のフィルタ素子における入力信号に対する出力信号の位相と１８０°異なっており、かつ前記不平衡パッドに一端が接続されている少なくとも１個の第２のＩＤＴを有する縦結合型の第２のフィルタ素子とを備え、前記積層基板が、前記第１のＩＤＴの他端と電気的に接続される第１のグラウンドランドと、前記第２のＩＤＴの各他端と電気的に接続される第２のグラウンドランドと、前記第１のＩＤＴの他端と前記第２のＩＤＴの他端とが共通接続される共通グラウンド電極と、前記第１のグラウンドランドと前記共通グラウンド電極との間に形成された第１のインダクタンス成分と、前記第２のグラウンドランドと前記共通グラウンド電極との間に形成された第２のインダクタンス成分とを備え、前記第１のインダクタンス成分の大きさと、前記第２のインダクタンス成分の大きさとが異ならされていることを特徴とする。
（発明の効果）

本発明に係るデュプレクサでは、上記第２のグラウンドパッドと前記コイルとの間の距離が第１のグラウンドパッドとコイルとの間の距離よりも長くされているため、上記コイルに送信信号が流れた場合の磁界による影響が、第１のグラウンドパッド側において相対的に大きくなる。しかしながら、第２のインダクタンス成分が第１のインダクタンス成分よりも小さくされているため、上記磁界による影響が第２のグラウンドパッドとコイルとの間において抑制される。従って、受信側弾性波フィルタにおける第１，第２の平衡端子間の振幅平衡度及び位相平衡度が改善され、かつ、アイソレーション特性を改善することが可能となる。

よって、平衡−不平衡変換機能を有する受信側弾性波フィルタを用いて小型化を進め得るデュプレクサにおいて、大型化を招くことなくかつ構造の複雑化をさほど招くことなく、アイソレーション特性を改善することができる。

また、本発明の弾性波装置では、上記のように、第１のインダクタンス成分と第２のインダクタンス成分が異ならされているため、第１，第２の平衡端子間の振幅平衡度及び位相平衡度を高めることが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係るデュプレクサの模式的平面図である。 図２は、図１に示したデュプレクサに用いられている積層基板の下面の電極構造を模式的に示す平面図である。 図３は、図１に示した実施形態の送信側弾性波フィルタの回路構成を示す回路図である。 図４（ａ）〜（ｆ）は、本発明の一実施形態に用いられている積層基板の各高さ位置に設けられた電極構造を示す各模式的平面図である。 図５は、本発明の一実施形態のデュプレクサの積層基板において構成されているコイルが設けられている位置を模式的に示す平面図である。 図６（ａ）〜（ｆ）は、比較のために用意した従来のデュプレクサの積層基板の各高さ位置に設けられた電極構造を示す各模式的平面図である。 図７は、図６に示した積層基板におけるコイルパターンと、コイルパターンよりも上方に設けられたシールド電極との位置関係を示す模式的平面図である。 図８は、本発明の一実施形態及び比較のために用意した従来のデュプレクサのアイソレーション特性を示す図である。 図９は、本発明の一実施形態及び比較のために用意した従来のデュプレクサの位相平衡度と周波数との関係を示す図である。 図１０は、本発明の一実施形態における第１，第２のグラウンドランド及び平衡グラウンドランドと、第１〜第３のグラウンド端子とを結ぶ各導電路の位置を模式的に示す斜視図である。 図１１は、比較のために用意した第１，第２のグラウンドランド及び平衡グラウンドランドを積層基板内において共通接続した構造の模式的斜視図である。 図１２は、比較例の積層基板の要部を説明するための模式的斜視図である。 図１３は、図１０に示した実施形態及び図１１に示した比較例のアイソレーション特性を示す図である。 図１４は、図１０に示した実施形態及び図１１に示した比較例の位相平衡度と周波数との関係を示す図である。 図１５は、本発明の変形例で用いられる実装基板を示す模式的斜視図である。 図１６は、従来のデュプレクサの回路構成を示す模式図である。

符号の説明

１…デュプレクサ
２…積層基板
２ａ…上面
２ｂ…下面
３…送信側弾性波フィルタ
４…受信側弾性波フィルタ
５…圧電基板
６…第２のフィルタ部
７…不平衡パッド
８，９…第１，第２の平衡パッド
１０…第１のグラウンドパッド
１１…第２のグラウンドパッド
１２…第３のグラウンドパッド
３１…アース端子
３２，３３…第１，第２の平衡端子
３４，３５…第１，第２のグラウンド端子
３６…第３のグラウンド端子
５１…共通ランド
５２，５３…第１，第２の平衡ランド
５４，５５…第１，第２のグラウンドランド
５６…平衡グラウンドランド
６１ａ〜６１ｄ…ビアホール導体
６１ｇ〜６１ｆ…導体
６２ａ〜６２ｄ…ビアホール導体
６３ａ〜６３ｃ…ビアホール電極
６４ａ…ビアホール電極
６４ｂ…コイルパターン
６４ｃ…ビアホール電極

以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１は、本発明の一実施形態に係るデュプレクサの模式的平面図であり、図２は該デュプレクサに用いられている積層基板の底面の端子構造を模式的に示す平面図であり、ここでは積層基板を透視して下面の端子構造が示されている。

なお、図１では、後述する積層基板２の上面の電極構造の図示は省略されており、積層基板２を透かして、積層基板２の下面２ｂ上の端子構造と積層基板２の上面２ａ上に実装された送信側弾性波フィルタ及び受信側弾性波フィルタと端子構造との電気的接続構造を模式的に示していることを指摘しておく。

図１に示すように、デュプレクサ１は、積層基板２を有する。積層基板２は、後述するように、複数の誘電体層を積層した構造を有する。積層基板２の上面２ａ上に、送信側弾性波フィルタ３及び受信側弾性波フィルタ４が実装されている。受信側弾性波フィルタ４は、圧電基板５を有する。圧電基板５の下面に、図１において模式的に示す電極構造を形成することにより弾性表面波フィルタが形成されている。圧電基板５を構成する材料は特に限定されず、適宜の圧電セラミックスまたは圧電単結晶を用いることができる。

圧電基板５の下面に形成されている電極構造により、本発明における第２のフィルタ部としての弾性表面波フィルタ部が形成されている。

また、圧電基板５の下面には、一点鎖線の円で示す位置に下方に突出した金属バンプが形成されている。そして、この各金属バンプは、圧電基板５の下面に形成された電極パッド上に形成されている。ここでは、説明を容易とするために、電極パッドを上記円で囲まれた金属バンプの位置に設けられているものとして、上記一点鎖線の各円で囲まれた部分を各電極パッドとして説明することとする。圧電基板５の下面には、上記複数の電極パッドとして、不平衡パッド７、第１，第２の平衡パッド８，９、第１，第２のグラウンドパッド１０，１１及び平衡グラウンドパッド１２を有する。これらの電極パッドは、Ａｌ、Ｃｕなどの適宜の金属もしくは合金からなる導電膜を圧電基板５の下面に形成することにより設けられている。そして、前述したように、各電極パッド上に、Ａｕや半田などからなる金属バンプが下方に突出するように設けられている。

第２のフィルタ部は、第１〜第４の縦結合共振子型ＳＡＷフィルタ１３〜１６と、一端子対ＳＡＷ共振子１７，１８とを有する。すなわち、不平衡パッド７に、一端子対ＳＡＷ共振子１７を介して、第１，第２の縦結合共振子型フィルタ１３，１４が接続されている。第１，第２の縦結合共振子型フィルタ１３，１４は、いずれも３ＩＤＴ型のＳＡＷフィルタである。不平衡パッド７に、一端子対ＳＡＷ共振子１７を介して、第１，第２の縦結合共振子型ＳＡＷフィルタ１３，１４の中央のＩＤＴ１３ａ，１４ａの一端が接続されている。ＩＤＴ１３ａ，１４ａの他端は共通接続され、第１のグラウンドパッド１０に電気的に接続されている。また、ＩＤＴ１３ａ，１４ａの表面波伝搬方向両側にそれぞれ配置されているＩＤＴ１３ｂ，１３ｃ，１４ｂ，１４ｃの各一端が共通接続され、第１の平衡パッド８に接続されており、各他端が共通接続され、平衡グラウンドパッド１２に電気的に接続されている。

また、一端子対ＳＡＷ共振子１８を介して不平衡パッド７に、第３，第４の縦結合共振子型フィルタ１５，１６の中央のＩＤＴ１５ａ，１６ａの一端が接続されており、ＩＤＴ１５ａ，１６ａの各他端が共通接続され、第２のグラウンドパッド１１に電気的に接続されている。第３，第４の縦結合共振子型フィルタ１５，１６において、ＩＤＴ１５ａ，１６ａの表面波伝搬方向両側にそれぞれ位置しているＩＤＴ１５ｂ，１５ｃ，１６ｂ，１６ｃの各一端が共通接続され、第２の平衡パッド９に電気的に接続されており、各他端が共通接続され、平衡グラウンドパッド１２に接続されている。

上記第２のフィルタ部は、平衡パッド７を不平衡端子として、第１，第２の平衡パッド８，９を第１，第２の平衡端子として有する。

従って、上記第２のフィルタ部は、第１〜第４の縦結合共振子型フィルタ１３〜１６を有する平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタである。

他方、送信側弾性表面波フィルタ３は、圧電基板２１を有する。圧電基板２１の下面には、電極パッド２２〜２７が一点鎖線で示すように形成されている。そして、圧電基板２１の下面には、図３に模式的に示す電極構造が形成され、送信側の第１のフィルタ部が構成されている。この第１のフィルタ部は、図３に示すように、不平衡入力−不平衡出力のラダー型弾性表面波フィルタである。

図１に戻り、不平衡パッド７、第１，第２の平衡パッド８，９、第１，第２のグラウンドパッド１０，１１及び平衡グラウンドパッド１２は、積層基板２側に設けられている端子に電気的に接続される。図１及び図２では、積層基板２を透かして積層基板２の下面２ｂに形成されている複数の端子が図示されている。積層基板２の下面２ｂには、アンテナ端子３１、第１，第２の平衡端子３２，３３、第１，第２のグラウンド端子３４，３５及び第３のグラウンド端子３６が形成されている。これらの端子は、ＡｕまたはＡｇなどの適宜の金属膜により形成されている。アンテナ端子３１は、デュプレクサ１をアンテナに接続するための端子である。また、第１，第２の平衡端子３２，３３は、受信側弾性波フィルタ４の後段に接続される増幅器等に受信出力を与える端子である。

第１〜第３のグラウンド端子３４〜３６は外部のグラウンド電位に接続するための端子である。

他方、上記受信側弾性波フィルタ４の圧電基板５の下面に形成されている上記不平衡パッド７、第１，第２の平衡パッド８，９、第１，第２のグラウンドパッド１０，１１及び不平衡グラウンドパッド１２は、図１に破線Ａ〜Ｇに模式的に示す導電路により上記端子３１〜３６のいずれかの端子に電気的に接続されている。この導電路Ａ〜Ｇは、積層基板２内に形成されている。また、導電路Ａは、図１において模式的なコイル記号が図示されているが、導電路Ａ中に後述するように整合回路を形成するためのコイルが形成されている。

図４（ａ）〜（ｆ）は、上記積層基板２内の導電路を説明するための積層基板２の異なる高さ位置の電極構造を示す模式的平面図である。

本実施形態では、積層基板２は、５層の誘電体層を積層した構造を有する。誘電体層を形成するための材料としては、誘電体セラミックス等の適宜の誘電体材料を用いることができ本実施形態では、誘電体セラミックス層を後述の電極構造を介して積層し、一体焼成してなるセラミック多層基板により積層基板２が形成されている。

積層基板２の５層の誘電体層を、下面２ｂ側から第１層、第２層、第３層、第４層及び第５層と名付けることとする。図４（ａ）は第５層の上面、すなわち積層基板２の上面２ａ上の電極構造を示し、（ｂ）は第４層と第５層との間に形成される電極構造を示し、（ｃ）は第３層と第４層との間に形成される電極構造を示し、（ｄ）は第２層と第３層との間の電極構造を示し、（ｅ）は第１層と第２層との間の界面に設けられた電極構造を示し、（ｆ）は積層基板２の下面２ｂに形成された端子構造を示す。

図４（ａ）に示すように、積層基板２の上面２ａ上には、前述した受信側弾性波フィルタ４の不平衡パッド７に電気的に接続される共通ランド５１と、第１，第２の平衡パッド８，９に接続される第１，第２の平衡ランド５２，５３と、前記第１，第２のグラウンドパッド１０，１１に接続される第１，第２のグラウンドランド５４，５５と、前記平衡グラウンドパッド１２に電気的に接続される平衡グラウンドランド５６とが形成されている。なお、電極ランド５７〜５９は送信側弾性波フィルタに電気的に接続される電極ランドであるが、その詳細な説明は省略する。

第１の平衡ランド５２は、積層基板２を貫通しているビアホール導体６１ａ〜６１ｄ及び導体６１ｅ〜６１ｇにより、第１の平衡端子３２に電気的に接続されている。すなわち、ビアホール電極６１ａ〜６１ｄ及び導体６１ｅ〜６１ｇなどが図１に略図的に示した導電路Ｂを形成している。

同様に、第２の平衡ランド５３は、積層基板２を貫通しているビアホール導体６２ａ〜６２ｄと、導体６２ｅ，６２ｆとにより、第２の平衡端子３３に接続されている。すなわち、ビアホール電極６２ａ〜６２ｄ及び導体６２ｅ，６２ｆが図１に模式的に示した導電路Ｃを形成している。

他方、共通ランド５１は、ビアホール電極６３ａ、コイルパターン６３ｂ、ビアホール電極６３ｃ、コイルパターン６３ｄ、ビアホール電極６３ｅなどにより、積層基板２の下面２ｂに形成された第３のグラウンド端子３６に電気的に接続されている。すなわち、ビアホール電極６３ａ，６３ｃ，６３ｅ及びコイルパターン６３ｂ，６３ｄが図１に模式的に示した導電路Ａを形成している。ここでは、積層基板２内の異なる高さ位置に形成された複数のコイルパターン６３ｂ，６３ｄによりコイルが形成されている。もっとも、コイルは、３以上の異なる高さ位置に形成されたコイルパターンをビアホール電極により接続して形成してもよい。また、積層基板２のある高さ位置において、１つのコイルパターンが形成されるだけでコイルが構成されていてもよい。

また、共通ランド５１は、ビアホール電極６３ａからなる導電路Ｇにより積層基板２の下面に形成されたアンテナ端子３１に電気的に接続されている。

第１のグラウンドランド５４は、ビアホール電極６４ａからなる導電路Ｄにより積層基板２内に設けられた共通グラウンド電極７０に接続されており、さらに誘電体膜１００により積層基板２の下面で区分けされた第１のグラウンド端子３４となっている。

第２のグラウンドランド５５は、ビアホール電極６５ａ、導体６５ｂ、ビアホール電極６５ｃ、導体６５ｄ、ビアホール電極６５ｅ、導体６５ｆ及びビアホール電極６５ｇにより、共通グラウンド電極７０に電気的に接続されている。そして、最終的に第２のグラウンドランド５５は、第２のグラウンド端子３５に電気的に接続されている。すなわち、導電路Ｅが、上記ビアホール電極６５ａ、導体６５ｂ、ビアホール電極６５ｃ、導体６５ｄ、ビアホール電極６５ｅ、導体６５ｆ、ビアホール電極６５ｇなどにより形成されている。

前述した第１のインダクタンス成分は、第１のグラウンドランド５４から前記導電路Ｄにより共通グラウンド電極７０に至っている部分によるインダクタンス成分をいうものとする。

また、第２のインダクタンス成分とは、上記第２のグラウンドランド５５から導電路Ｅを介して共通グラウンド電極７０に接続されている部分に生じるインダクタンス成分をいうものとする。

また、平衡グラウンドランド５６が、ビアホール電極６６ａ，６６ｂ，６６ｅと、導体６６ｃ，６６ｄとを含む導電路Ｆにより共通グラウンド電極７０を介して積層基板２の下面２ｂに形成された第３のグラウンド端子３６に電気的に接続されている。

本実施形態のデュプレクサ１の特徴は、上記第２のグラウンドパッド１１と上記コイルとの間の距離が、第１のグラウンドパッド１０と上記コイルとの間の距離よりも大きくされており、かつ導電路Ｅで形成される第２のインダクタンス成分が、導電路Ｄで形成される第１のインダクタンス成分よりも小さくされていることにある。それによって、第１，第２の平衡端子３２，３３間の振幅平衡度及び位相平衡度が高められ、かつ受信側弾性波フィルタ４において、送信側通過帯域におけるアイソレーションを改善することが可能とされている。これを以下において具体的に説明する。

比較のために、従来のデュプレクサにおいて用いられていた積層基板の構造を図６（ａ）〜（ｇ）に示す。図６（ａ）〜（ｇ）は、比較のために用意した従来の積層基板５０１の各高さ位置における電極構造を示す模式的平面図である。この積層基板５０１では、６層の誘電体層が積層されている。ここでも、下面側の誘電体層から上面側の誘電体層の順に、第１層、第２層、第３層、………第６層の各誘電体層と名付けることとする。図６（ａ）は第６層の上面、すなわち積層基板５０１の上面の電極構造を示し、（ｂ）は第５層と第６層との間の界面の電極構造を示し、（ｃ）は第４層と第５層との間の界面に設けられた電極構造を示し、（ｄ）は第３層と第４層との界面に設けられた電極構造を示し、（ｅ）は第２層と第３層との界面に設けられた電極構造を示し、（ｆ）は第１層と第２層との間に設けられた電極構造を示し、（ｇ）は第１層の下面、すなわち積層基板５０１の下面に設けられた端子構造を示す。

図６（ａ）に示すように、積層基板５０１の上面においても、上記実施形態の積層基板２と同様に、共通ランド５０２、第１，第２の平衡ランド５０３，５０４、第１，第２のグラウンドランド５０５，５０６及び平衡グラウンドランド５０７が設けられている。そして、これらの電極ランドは、図６（ｂ）〜（ｅ）に示されているビアホール導体や電極により、積層基板５０１の下面に設けられた各端子に適宜電気的に接続されている。

ここでは、共通ランド５０２にビアホール電極５１１ａ，５１１ｂを介して、コイルパターン５１１ｃが接続されている。コイルパターン５１１ｃは、ビアホール電極５１１ｄを介して、下方のコイルパターン５１１ｅに電気的に接続されている。すなわち、ここでも、不平衡端子とアンテナ端子との間に、複数のコイルパターン５１１ｃ，５１１ｅを有するコイルが接続されている。従って、このコイルに電流が流れた際の磁界により、第１，第２の平衡端子から取り出される信号に影響が及ぶ。

そこで、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、大きな面積のシールド電極５２１，５２２が形成されている。

なお、積層基板５０１においても、下面には、上記実施形態と同様の端子構造が形成されている。図６（ｇ）においては、図４（ｆ）に示した端子構造と同じ端子電極については、実施形態の端子電極に５００を付加した参照番号で相当の端子電極を示すこととする。

図７は、上記コイルパターン５１１ｃ，５１１ｅにより形成されるコイルと上記シールド電極５２１，５２２との位置関係を模式的に示す平面図である。

これに対して、本実施形態では、図５に示すように、コイルパターンよりも上方に、上記シールド電極５２１，５２２に相当するシールド電極は設けられていない。このように、中間層に、特に上記コイルパターン６３ｂの上方に大きなシールド電極を形成せずとも、本実施形態によれば、バランス特性を改善することができる。

図８は、上記実施形態及び従来例のデュプレクサにおけるアイソレーションの周波数特性を示し、図９は位相平衡度と周波数との関係を示す。送信帯域は１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚ、受信帯域は２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚである。

図８から明らかなように、上記実施形態によれば、上記従来例に比べて、アイソレーション特性の減衰量を大きくし得ることがわかる。また、図９から明らかなように、位相平衡度が実施形態によれば比較例に比べて高められる。

図１０は、上記実施形態のデュプレクサ１において、導電路Ｄ，Ｅを模式的に示す斜視図である。これに対して、図１１は、上記比較のために用意した従来例における導電路Ｄ，Ｅを模式的に示す斜視図である。図１０において見やすくするために、積層基板２の下面２ｂ側の第１層を省略し、第２層〜第５層のみを示している。同様に、図１１においても、積層基板の下面側の第１層を省略し、第２層〜第６層のみを示している。

図１１に示す従来例では、第１，第２のグラウンドランド５０３，５０４が積層基板５０１内において共通グラウンド導体６０２により共通接続されている。また、平衡グラウンドランド５０７もまた、積層基板５０１内に設けられた導体６０３により、上記第１，第２のグラウンドランド５０３，５０４と電気的に接続されている。

これに対して、図１０に示すように、上記実施形態では、第１，第２のグラウンドランド５４，５５は、積層基板２の第１，第２層間に設けられた共通グラウンド電極に接続されるまで、第２層〜第５層内でそれぞれ独立している。また、平衡グラウンドランド５６についても、第１，第２のグラウンドランド５４，５５と独立に、積層基板２の下面に形成された第３のグラウンド端子に接続される。なお、図１０の破線で示すＹは、前述したコイルパターンによりコイルが形成される位置を示す。

本実施形態によれば、グラウンドの強さを、第１，第２のグラウンドランド５４，５５のそれぞれにおいて調整することが可能とされている。そして、第１，第２のグラウンドランド５４，５５と第１，第２のグラウンド端子３４，３５とをそれぞれ接続している導電路Ｄ，Ｅを上記コイルＹからの距離に応じて調整することが可能とされている。例えば、上記コイルＹに近い導電路のグラウンドの強さを相対的に弱く、遠いグラウンドの強さを相対的に強くすることにより、バランス特性を改善することができる。すなわち、第１，第２の平衡端子から取り出される信号の位相平衡度及び振幅位相平衡度を改善することができる。これを図１２〜図１４を参照して説明する。

図１２は、比較のために用意した第１の比較例を示す。第１の比較例において、導電路Ｄ，Ｅのグラウンド強度は同等とした。すなわち、図１０の本実施形態においては、第２のグラウンドランド５５と共通グラウンド７０間の第２〜第４層に一層当たり４本のビアホール導体が設けられていた。これに対して、図１２では、第２のグラウンドランド５５と共通グラウンド間の第２〜第４層に一層当たり１本のビアホール導体が設けられている。また、第５層を貫通するビアホール導体６５ａに接続される導体が細長い形状にされる。これにより、比較例では、第２のグラウンドランド５５と共通グラウンド７０間の第２のインダクタンス成分が第１のグラウンド５４と共通グラウンド７０間の第１のインダクタンス成分と同等にされた。

なお、図１０に示した上記実施形態では、上記導電路Ｄ，Ｅ，Ｆのグラウンド強度を以下に示すコイルからの距離と以下のグラウンド強度となるようにそれぞれ設定した。以下では、グラウンドの強さの指標として、インダクタンス成分のインダクタンス値を示す。

導電路Ｄ：コイルからの距離は０．５５ｍｍであり、グラウンド強度は０．９１ｎＨとした。

導電路Ｅ：コイルからの距離は１．４６ｍｍとし、グラウンド強度は０．５６ｎＨとした。

また、導電路Ｆのグラウンド強度は０．６６ｎＨとした。

図１３は、図１０に示した実施形態及び図１２に示した第１の比較例における減衰量アイソレーション特性を示し、図１４は位相バランス特性を示す。

図１３及び図１４から明らかなように、上記実施形態によれば、従来例に比べてアイソレーション特性を改善することができ、かつ位相平衡度を改善し得ることがわかる。

図１５は、上記実施形態の変形例としての実装基板７０１を示す。上記実施形態では、第１，第２のグラウンドランド５４，５５は、積層基板２の第１，第２層間において共通グラウンド電極７０を設けたが、本変形例では、積層基板２に共通グラウンド電極を設けないで、積層基板が実装される実装基板７０１に共通グラウンド電極７７０を設けている。第１，第２のインダクタンス成分の各一端が、実装基板に設けられた共通グラウンド電極７７０に接続される。導電路Ｄ，Ｅ，Ｆが、積層基板２内で互いに独立していることで、不要な干渉を防ぐと共にインピーダンス整合を独立してとることができる。

上述した実施形態では、弾性表面波フィルタにより受信側弾性波フィルタ４及び送信側弾性波フィルタ３を形成したが、弾性境界波フィルタにより、送信側フィルタ及び受信側フィルタを構成してもよく、またいずれか一方のみを弾性表面波フィルタで、いずれか他方を弾性境界波フィルタで構成してもよい。

また、受信側弾性波フィルタ４の回路構成は、図１に模式的に示した構造に限定されるものではなく、平衡−不平衡変換機能を有する様々な電極構造の弾性波フィルタを用いることができる。同様に、送信側弾性波フィルタ３についても、その回路構成は図３に示した回路構成に限定されず、様々な弾性波フィルタの電極構造を適宜用いることができる。

送信側フィルタ及び受信側フィルタの周波数帯域は、上述した実施形態の周波数帯域に限定されない。様々な周波数帯域のデュプレクサに本発明を用いることができる。

Claims (9)

1. 送信側弾性波フィルタと、受信側弾性波フィルタと、前記送信側弾性波フィルタ及び受信側弾性波フィルタが実装されている積層基板とを備えるデュプレクサであって、
   前記送信側弾性波フィルタが、第１の圧電基板と、前記第１の圧電基板に設けられた第１のフィルタ部と、前記第１の圧電基板の下面に設けられており、かつ前記第１のフィルタ部に接続されている送信出力パッドとを有し、
   前記受信側弾性波フィルタが、第２の圧電基板と、前記第２の圧電基板に設けられている第２のフィルタ部と、前記第２の圧電基板の下面に設けられており、かつ前記第２のフィルタ部に接続されている不平衡パッド及び第１，第２の平衡パッドとを有し、
   前記第２のフィルタ部が、
   前記不平衡パッドに一端が接続されている少なくとも１個の第１のＩＤＴを有する縦結合型の第１のフィルタ素子と、入力信号に対する出力信号の位相が、第１のフィルタ素子における入力信号に対する出力信号の位相と１８０°異なっており、前記不平衡パッドに一端が接続されている少なくとも１個の第２のＩＤＴを有する縦結合型の第２のフィルタ素子と、
   前記第１のＩＤＴの他端が接続されている第１のグラウンドパッドと、
   前記第２のＩＤＴの他端が接続されている第２のグラウンドパッドとを有し、
   前記積層基板が、前記第１，第２のグラウンドパッドにそれぞれ電気的に接続される第１，第２のグラウンドランドと、前記送信出力パッド及び前記不平衡パッドが電気的に接続される共通ランドと、前記第１のＩＤＴの他端と前記第２のＩＤＴの他端とが共通接続される共通グラウンド電極と、
   前記第１のグラウンドランドと前記共通グラウンド電極との間に接続されている第１のインダクタンス成分と、
   前記第２のグラウンドランドと前記共通グラウンド電極との間に接続されている第２のインダクタンス成分と、
   前記共通ランドと前記共通グラウンド電極との間に接続されているコイルとを備え、
   前記第２のグラウンドパッドと前記コイルとの間の距離が前記第１のグラウンドパッドと前記コイルとの間の距離よりも長くされており、前記第２のインダクタンス成分が、前記第１のインダクタンス成分よりも小さくされている、デュプレクサ。
2. 前記積層基板が複数の誘電体層からなり、前記共通グラウンド電極が、前記積層基板の隣り合う２層の誘電体層間に設けられており、
   前記第１，第２のインダクタンス成分及び前記コイルとが、それぞれ、前記積層基板の上面及び／または隣接する誘電体層間の界面に設けられた導体と、前記少なくとも１層の誘電体層を貫通しており、前記導体に接続されているビアホール導体とを有し、
   前記第１のインダクタンス成分を形成している前記導体及びビアホール導体を連ねてなる構造の全長が、前記第２のインダクタンス成分を形成している前記導体及びビアホール導体を連ねてなる構造の全長よりも長くされている、請求項１に記載のデュプレクサ。
3. 前記第２のインダクタンス成分を形成している前記ビアホール導体が、少なくとも１層の前記誘電体層を貫通している少なくとも２個のビアホール導体である、請求項２に記載のデュプレクサ。
4. 前記積層基板に設けられた前記第１，第２のグラウンドパッドと、前記共通グラウンド電極との間に、前記複数の誘電体層が配置されている、請求項２または３に記載のデュプレクサ。
5. 前記積層基板の下面に設けられた第１〜第３のグラウンド端子と、前記積層基板が実装される実装基板とをさらに備え、前記第１，第２のインダクタンス成分及び前記コイルの各一端が、それぞれ、前記第１、第２及び第３のグラウンド端子に電気的に接続されており、前記共通グラウンド電極が前記実装基板に設けられている、請求項１に記載のデュプレクサ。
6. 前記積層基板を平面視した場合、前記コイル導体が前記共通グラウンド電極に接続されている導体と重ならないように前記コイル導体が設けられている、請求項２〜５のいずれか１項に記載のデュプレクサ。
7. 前記弾性波が弾性表面波である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のデュプレクサ。
8. 前記弾性波が弾性境界波である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のデュプレクサ。
9. 弾性波フィルタと、上面及び下面を有し、上面に前記弾性波フィルタが実装されている積層基板と、前記積層基板の前記下面に設けられた第１，第２の平衡端子とを有する弾性波装置であって、
   前記弾性波フィルタが、圧電基板と、前記圧電基板に設けられた不平衡パッド及び第１，第２の平衡パッドと、前記不平衡パッドに一端が接続されている少なくとも１つの第１のＩＤＴを有する縦結合型の第１のフィルタ素子と、入力信号に対する出力信号の位相が第１のフィルタ素子における入力信号に対する出力信号の位相と１８０°異なっており、かつ前記不平衡パッドに一端が接続されている少なくとも１個の第２のＩＤＴを有する縦結合型の第２のフィルタ素子とを備え、
   前記積層基板が、前記第１のＩＤＴの他端と電気的に接続される第１のグラウンドランドと、前記第２のＩＤＴの各他端と電気的に接続される第２のグラウンドランドと、
   前記第１のＩＤＴの他端と前記第２のＩＤＴの他端とが共通接続される共通グラウンド電極と、
   前記第１のグラウンドランドと前記共通グラウンド電極との間に形成された第１のインダクタンス成分と、
   前記第２のグラウンドランドと前記共通グラウンド電極との間に形成された第２のインダクタンス成分とを備え、
   前記第１のインダクタンス成分の大きさと、前記第２のインダクタンス成分の大きさとが異ならされている、弾性波装置。

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