JP2004007250A - 弾性表面波フィルタ素子、弾性表面波フィルタ素子用ベース基板及び弾性表面波フィルタ素子を備える弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波フィルタ素子、弾性表面波フィルタ素子用ベース基板及び弾性表面波フィルタ素子を備える弾性表面波装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を備える弾性表面波装置において、帯域内挿入損失を抑制しつつ帯域外減衰量を増大させる。
【解決手段】ラダー型の弾性表面波フィルタ素子１０とこれを搭載するための弾性表面波フィルタ素子用ベース基板４０からなる弾性表面波装置であって、ベース基板４０は、グランド引き出しパターン４３，４４と、グランド引き出しパターン４３，４４に接続された共通グランドパターン４５とを備え、グランド引き出しパターン４３，４４のインダクタンス成分が互いに異なっている。本発明によれば、かかるインダクタンス成分の相違によって、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することができるので、帯域内挿入損失を抑制しつつ帯域外減衰量を増大させることが可能となる。
【選択図】 図３
【解決手段】ラダー型の弾性表面波フィルタ素子１０とこれを搭載するための弾性表面波フィルタ素子用ベース基板４０からなる弾性表面波装置であって、ベース基板４０は、グランド引き出しパターン４３，４４と、グランド引き出しパターン４３，４４に接続された共通グランドパターン４５とを備え、グランド引き出しパターン４３，４４のインダクタンス成分が互いに異なっている。本発明によれば、かかるインダクタンス成分の相違によって、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することができるので、帯域内挿入損失を抑制しつつ帯域外減衰量を増大させることが可能となる。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波フィルタ素子に関し、特に、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子に関する。また、本発明は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を搭載するための弾性表面波フィルタ素子用ベース基板に関する。さらに、本発明は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を備える弾性表面波装置に関する。
【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きている。この端末機は、持ち運びの利便さから、特に小型且つ軽量であることが望まれ、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る。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子（ＳＡＷ共振子）が圧電基板上に形成された弾性表面波素子を用いた弾性表面波装置が多用されている。
【０００３】
弾性表面波装置に求められる重要な特性としては、挿入損失が低く通過帯域外の減衰量が大きいことがあげられる。挿入損失は、端末機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、帯域外の減衰量は、機器に飛び込んでくる外来不要波および機器内で発生する不要波の除去のために、特に重要である。
【０００４】
低挿入損失が得られる弾性表面波装置としては、圧電基板上に弾性表面波共振子を複数個形成し、これらを直列及び並列に配置したラダー型の弾性表面波フィルタ素子を含むものが知られている。ラダー型の弾性表面波フィルタ素子では、並列腕共振子の反共振周波数と直列腕共振子の共振周波数とをほぼ一致させた構成とすることにより、この周波数近傍では通過域となり、並列腕共振子の共振周波数が低周波側減衰極となり、直列腕共振子の反共振周波数が高周波側減衰極となる帯域通過フィルタを得ることが出来る。このようなラダー型の弾性表面波フィルタ素子は、例えば特開昭５２−１９０４４号公報等に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このラダー型の弾性表面波フィルタ素子には、以下のような問題がある。前述したように、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子においては、並列腕共振子の共振周波数が低周波側減衰極となり、直列腕共振子の反共振周波数が高周波側極となり、この間で帯域通過特性の得られるフィルタ特性を示す。ところが、並列腕共振子の共振周波数より低い周波数、及び直列腕共振子の反共振周波数より高い周波数においては、すべての弾性表面波共振子は単なる容量素子となってしまい、ラダー型回路構成は、単なる容量ネットワークとなる。
【０００６】
このため、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を用いれば、通過帯域内では低損失が達成されるものの、帯域外において十分な減衰量が得られないという問題点を生ずる。前述した特開昭５２−１９０４４号公報においては、この帯域外減衰量を、直列腕共振子の持つ静電容量Ｃｓと並列腕共振子の持つ静電容量Ｃｐとの比、Ｃｓ／Ｃｐを規定することで増大せしめることができることが記載されている。しかしながら、この方法で帯域外減衰量を増大させると、同時に帯域内挿入損失が増大するという新たな問題が生じてしまう。
【０００７】
ところで、帯域外減衰量は、フィルタとしての通過帯域以外のすべての周波数において高い値が必要なのではなく、ある特定の周波数域において増大させることが重要であることが多い。この特定周波数とは、例えば弾性表面波装置を携帯電話機受信側に使用する場合、この受信周波数の２倍高調波、３倍高調波の近傍周波数などである。
【０００８】
一方、従来の弾性表面波装置においては、パッケージ端子と弾性表面波フィルタ素子（チップ）との接続をワイヤーボンドで行うことが多く、この場合ボンディングワイヤー間の電磁的結合により、帯域外減衰量が大きく劣化するという問題があった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、帯域内挿入損失が小さく、且つ、帯域外減衰量が十分に大きいラダー型の弾性表面波フィルタ素子を提供することである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、所望の周波数域における帯域外減衰量が十分に大きいラダー型の弾性表面波フィルタ素子を提供することである。
【００１１】
また、本発明のさらに他の目的は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を搭載するための弾性表面波フィルタ素子用ベース基板であって、帯域内挿入損失の増大を抑制しつつ、帯域外減衰量を増大させることが可能な弾性表面波フィルタ素子を提供することである。
【００１２】
また、本発明のさらに他の目的は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を搭載するための弾性表面波フィルタ素子用ベース基板であって、所望の周波数域における帯域外減衰量を増大させることが可能な弾性表面波フィルタ素子を提供することである。
【００１３】
また、本発明のさらに他の目的は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を備える弾性表面波装置であって、帯域内挿入損失が小さく、且つ、帯域外減衰量が十分に大きい弾性表面波装置を提供することである。
【００１４】
また、本発明のさらに他の目的は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を備える弾性表面波装置であって、所望の周波数域における帯域外減衰量が十分に大きい弾性表面波装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、並列腕共振子の共振周波数より低い周波数及び直列腕共振子の反共振周波数より高い周波数における並列腕共振子の容量成分に、任意のインダクタンス成分を付加することによってＬＣ共振回路を構成すれば、任意の周波数帯に減衰極を形成できる点に着目したものであり、本発明のかかる目的は、圧電基板上に設けられた少なくとも１つの直列腕共振子パターン及び複数の並列腕共振子パターンと、前記複数の並列腕共振子パターンにそれぞれ対応して設けられた複数のバンプ電極とを備えるラダー型の弾性表面波フィルタ素子を含む弾性表面波装置であって、前記複数の並列腕共振子パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンと基準電位との間に、互いに値の異なるインダクタンス成分が付加されていることを特徴とする弾性表面波装置によって達成される。
【００１６】
本発明によれば、少なくとも２つの並列腕共振子パターンと基準電位との間に、互いに値の異なるインダクタンス成分が付加されていることから、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することができる。
【００１７】
また、前記圧電基板上に設けられた配線パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンとこれらに対応するバンプ電極とを接続する領域の形状が互いに異なることが好ましい。これによれば、通常のフェイスダウン型のパッケージを用いた場合であっても、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することができる。
【００１８】
また、弾性表面波装置に前記弾性表面波フィルタ素子が搭載されるベース基板がさらに含まれ、前記ベース基板は、少なくとも２つの並列腕共振子パターンにそれぞれ対応するバンプ電極に接続された複数のグランド引き出しパターンと、前記複数のグランド引き出しパターンに接続された共通グランドパターンとを備え、前記複数のグランド引き出しパターンのうち、少なくとも２つのグランド引き出しパターンによるインダクタンス成分が互いに異なることもまた好ましい。これによれば、通常の弾性表面波フィルタ素子を用いた場合であっても、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することができる。
【００１９】
この場合、前記２つのグランド引き出しパターンを前記ベース基板の表面に形成し、前記２つのグランド引き出しパターンの平面形状を互いに異ならせたり、ベース基板として多層基板を用い、前記２つのグランド引き出しパターンの少なくとも一部を前記ベース基板の内部に形成することができる。
【００２０】
また、前記複数の並列腕共振子パターンのうち、少なくとも１つの並列腕共振子パターンの並列静電容量と、該並列腕共振子パターンと基準電位との間に付加されたインダクタンス成分によって構成される共振回路の共振周波数が、前記弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の中心周波数のほぼ整数倍であることがさらに好ましい。これによれば、２倍高調波や３倍高調波等、特定の周波数帯における減衰量を増大させることができる。
【００２１】
本発明の弾性表面波フィルタ素子は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた少なくとも１つの直列腕共振子パターン、複数の並列腕共振子パターン及びパッド電極パターンを備えるラダー型の弾性表面波フィルタ素子であって、前記複数の並列腕共振子パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンとこれらに対応する前記パッド電極パターンとの間に、互いに値の異なるインダクタンス成分が付加されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、通常のフェイスダウン型のパッケージを用いた場合であっても、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することが可能となる。
【００２３】
また、前記インダクタンス成分は、前記圧電基板上に設けられた配線パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンとこれらに対応するパッド電極パターンとを接続する領域によって与えられることが好ましい。これによれば、実質的に製造コストを増大させることなく、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することが可能となる。この場合、前記パッド電極パターン上に設けられたバンプ電極をさらに備えることがより好ましい。
【００２４】
本発明の弾性表面波フィルタ素子用ベース基板は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を搭載するための弾性表面波フィルタ素子用ベース基板であって、複数のグランド引き出しパターンと、前記複数のグランド引き出しパターンに接続された共通グランドパターンとを備え、前記複数のグランド引き出しパターンのうち、少なくとも２つのグランド引き出しパターンによるインダクタンス成分が互いに異なることを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、通常の弾性表面波フィルタ素子を用いた場合であっても、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することが可能となる。
【００２６】
この場合、前記２つのグランド引き出しパターンを前記ベース基板の表面に形成し、前記２つのグランド引き出しパターンの平面形状を互いに異ならせたり、ベース基板として多層基板を用い、前記２つのグランド引き出しパターンの少なくとも一部を前記ベース基板の内部に形成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様について詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる弾性表面波装置１を概略的に示す切り欠き図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施態様にかかる弾性表面波装置１は、弾性表面波フィルタ素子１０と、弾性表面波フィルタ素子１０が搭載されたベース基板４０と、ベース基板４０を覆うカバー５０によって構成される。カバー５０は、ベース基板４０との間に形成される空間を密閉することによって弾性表面波フィルタ素子１０を保護する役割を果たす。また、弾性表面波装置１においては、圧電基板３０の主面（図示せず）がベース基板４０の素子搭載面４０ａに向き合うように弾性表面波フィルタ素子１０が搭載されている。すなわち、ベース基板４０及びカバー５０からなるパッケージは、いわゆるフェイスダウン型のパッケージを構成している。
【００３０】
図２は、弾性表面波フィルタ素子１０の一例を示す略平面図である。
【００３１】
図２に示す例による弾性表面波フィルタ素子１０は、圧電基板３０と圧電基板３０の主面３０ａに形成された各種電極パターンからなり、圧電基板３０の主面３０ａに形成された電極パターンは、パッド電極パターン１１〜１６と、並列腕共振子パターン２１及び２２と、直列腕共振子パターン２３〜２６と、これらを接続する配線パターン２７とを含んでいる。また、パッド電極パターン１１〜１６上には、それぞれ対応するバンプ電極３１〜３６が設けられている。
【００３２】
圧電基板３０の材料としては、特に限定されるものではないが、３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ３、１２８°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３、６４°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３、ＸカットＬｉＴａＯ３及びＳＴ水晶等を用いることができる。圧電基板３０の寸法は特に限定されるものではないが、表面波伝搬方向については０．５〜１０ｍｍ程度、これと直交する方向については０．５〜１０ｍｍ程度に設定され、厚さは０．２〜０．４ｍｍ程度に設定するのが一般的である。
【００３３】
圧電基板３０の主面３０ａに形成される各種電極パターンの材料としては、特に限定されるものではないが、ＡｌやＣｕ等の金属の単体、或いは、ＡｌやＣｕ等を主成分とする合金を用いることができ、中でも、Ａｌを主成分としＣｕを０．５質量％程度含むＡｌ合金（以下、「Ａｌ−０．５質量％Ｃｕ」という）を用いることが好ましい。これら電極パターンは、蒸着法やスパッタリング法等の気相成長法によって圧電基板３０の主面３０ａの実質的に全面に上記材料からなる膜を成膜した後、エッチング法により不要な部分を除去することによって形成することができる。これら電極パターンの好ましい膜厚は、主に目的とする中心周波数によって異なるが、欧州の携帯電話システムであるＤＣＳ１８００の受信側フィルタのように中心周波数が１８４２．５ＭＨｚである場合には、１９０ｎｍ程度に設定することが好ましい。
【００３４】
並列腕共振子パターン２１及び２２、並びに、直列腕共振子パターン２３〜２６は、圧電基板３０の材料として３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ３、１２８°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３、６４°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３又はＳＴ水晶等を用いた場合には、この結晶のＸ軸方向が弾性表面波伝播方向となるように配置され、圧電基板３０の材料としてＸカットＬｉＴａＯ３を用いた場合には、この結晶の１１２°回転Ｙ軸方向が弾性表面波伝播方向となるように配置される。また、図２に示すように、各並列腕共振子パターン２１及び２２、並びに、直列腕共振子パターン２３〜２６は、交差指状電極とその両側に配置された反射器によって構成される。
【００３５】
交差指状電極は、各共振子パターン２１〜２６に要求される共振特性に基づいてその交差幅、電極幅及び電極周期が定められており、反射器は、各共振子パターン２１〜２６に要求される共振特性に基づいてその電極幅及び電極周期が定められている。弾性表面波フィルタ素子１０においては、交差指状電極の電極周期等の設定によって、並列腕共振子パターン２１及び２２の反共振周波数ｆ１ａと直列腕共振子パターン２３〜２６の共振周波数ｆ２ｒとがほぼ一致した状態となっている。これにより、弾性表面波フィルタ素子１０においては、この周波数近傍が通過帯域となり、並列腕共振子パターン２１及び２２の共振周波数ｆ１ｒが低周波側減衰極となり、直列腕共振子パターン２３〜２６の反共振周波数ｆ２ａが高周波側減衰極となる。
【００３６】
パッド電極パターン１１〜１６は、上述の通り、これらの上にバンプ電極３１〜３６が設けられるため、主にその機械的強度を高める目的からその膜厚を他の電極パターンの膜厚よりも厚く設定することが好ましい。パッド電極パターン１１〜１６の膜厚を厚くする方法としては、特に限定されるものではないが、配線パターン２７等、他の電極パターンと同じ材料からなる膜の上に、さらに金属からなる膜を設けることが好ましい。例えば、他の電極パターンと同じ材料からなる膜が膜厚＝約１９０ｎｍのＡｌ−０．５質量％Ｃｕからなる場合には、この上に密着層として膜厚＝約５０ｎｍのＣｒ層を設け、さらにこの上に膜厚＝約５００ｎｍのＡｌ層を設けることが好ましい。
【００３７】
バンプ電極３１〜３６の材料としては、金属単体または合金等を用いることができ、特に限定されるものではないがＡｕを用いることが好ましい。
【００３８】
図３は、弾性表面波フィルタ素子１０が搭載される板状のベース基板４０を示す図であり、（ａ）は素子搭載面４０ａ側から見た略平面図であり、（ｂ）は素子搭載面４０ａ側と対向する実装面４０ｂ側から見た略平面図である。
【００３９】
ベース基板４０は、セラミックや樹脂等からなる絶縁性の基板とその表面に形成された各種電極パターンによって構成され、その製造方法としては特に限定されるものではないが、セラミックや樹脂等からなる大面積の絶縁性基板上に蒸着法やスパッタリング法等の気相成長法あるいはメッキ法等の液相成長法によって導電性の膜を成膜し、エッチング法により不要な部分を除去して各種電極パターンを形成した後、この絶縁性基板をダイシングすることによって複数のベース基板４０を取り出すことができる。
【００４０】
図３（ａ）に示すように、ベース基板４０の素子搭載面４０ａには、信号配線パターン４１及び４２と、グランド引き出しパターン４３及び４４と、共通グランドパターン４５とが形成されている。グランド引き出しパターン４３及び４４はいずれも共通グランドパターン４５に接続されている。また、図３（ｂ）に示すように、ベース基板４０の実装面４０ｂには、信号電極パターン４６及び４７と、グランド電極パターン４８及び４９とが形成されており、信号電極パターン４６及び４７は、ベース基板４０の側面に設けられた導電体（図示せず）を介して信号配線パターン４１及び４２にそれぞれ接続され、グランド電極パターン４８及び４９は、ベース基板４０の側面に設けられた導電体（図示せず）を介していずれも共通グランドパターン４５に接続されている。
【００４１】
このような構成からなるベース基板４０に対しては、素子搭載面４０ａと圧電基板３０の主面３０ａとが向き合うように、素子搭載面４０ａ内の領域４０ｃに弾性表面波フィルタ素子１０が搭載される。弾性表面波フィルタ素子１０がベース基板４０に搭載されると、圧電基板３０に設けられたバンプ電極３１〜３６はそれぞれ図３（ａ）に示すポイントＡ〜Ｆに接し、これにより、パッド電極パターン１１はグランド引き出しパターン４３に接続され、パッド電極パターン１２は信号配線パターン４１に接続され、パッド電極パターン１５は信号配線パターン４２に接続され、パッド電極パターン１６はグランド引き出しパターン４４に接続される。尚、パッド電極パターン１３及び１４は、バンプ電極３３及び３４を介して共通グランドパターン４５に接続されるが、これらはいずれの共振子パターンにも接続されていないことから、弾性表面波フィルタ素子１０の動作には寄与しない。つまり、バンプ電極３３及び３４は、ベース基板４０に搭載された弾性表面波フィルタ素子１０を安定させるためのダミー電極である。このように、弾性表面波フィルタ素子１０とベース基板４０とはいわゆるバンプ接続されることから、ボンディングワイヤーを用いた従来の弾性表面波装置のように、電磁的結合によって帯域外減衰量が大きく劣化するとことがない。
【００４２】
本実施態様においては、図３（ａ）に示すように、グランド引き出しパターン４３とグランド引き出しパターン４４の長さが互いに相違している点が重要である。より具体的には、グランド引き出しパターン４３のポイントＡから共通グランドパターン４５までの距離が、グランド引き出しパターン４４のポイントＦから共通グランドパターン４５までの距離よりも長く設定されており、これによって、グランド引き出しパターン４３に基づくインダクタンス成分（Ｌ１）とグランド引き出しパターン４４に基づくインダクタンス成分（Ｌ２）とが互いに異なる値とされている。
【００４３】
図４は、弾性表面波装置１の等価回路図、すなわち、ベース基板４０に搭載された状態における弾性表面波フィルタ素子１０の等価回路図である。
【００４４】
図４に示すように、弾性表面波フィルタ素子１０がベース基板４０に搭載されると、信号電極パターン４６及び４７間には直列腕共振子パターン２３〜２６が直列に接続されるとともに、接続点Ｎ１（直列腕共振子パターン２３と直列腕共振子パターン２４の接続点）と共通グランドパターン４５との間には並列腕共振子パターン２１及びグランド引き出しパターン４３に基づくインダクタンス成分（Ｌ１）が直列接続され、接続点Ｎ２（直列腕共振子パターン２５と直列腕共振子パターン２６の接続点）と共通グランドパターン４５との間には並列腕共振子パターン２２及びグランド引き出しパターン４４に基づくインダクタンス成分（Ｌ２）が直列接続されることになる。
【００４５】
図４に示すように、弾性表面波フィルタ素子１０はラダー型の構成を有しており、上述の通り、並列腕共振子パターン２１及び２２の反共振周波数ｆ１ａと直列腕共振子パターン２３〜２６の共振周波数ｆ２ｒとがほぼ一致するように設定されていることから、この周波数近傍が通過帯域となる。この場合、グランド引き出しパターン４３によるインダクタンス成分（Ｌ１）及びグランド引き出しパターン４４によるインダクタンス成分（Ｌ２）は、弾性表面波フィルタ素子１０の通過特性に対して実質的に影響を与えず、このため、挿入損失を増大させることはない。一方、並列腕共振子パターン２１及び２２の共振周波数ｆ１ｒは通過帯域に隣接する低周波側減衰極となり、直列腕共振子パターン２３〜２６の反共振周波数ｆ２ａは通過帯域に隣接する高周波側減衰極となる。
【００４６】
図５は、低周波側減衰極が現れる周波数（ｆ１ｒ）よりも低域側及び高周波側減衰極が現れる周波数（ｆ２ａ）よりも高域側における弾性表面波装置１の等価回路図である。
【００４７】
図５に示すように、低周波側減衰極が現れる周波数（ｆ１ｒ）よりも低域側及び高周波側減衰極が現れる周波数（ｆ２ａ）よりも高域側においては、並列腕共振子パターン２１及び２２は実質的に並列静電容量Ｃｐとみなすことができ、直列腕共振子パターン２３〜２６は実質的に直列静電容量Ｃｓとみなすことができる。このため、接続点Ｎ１と共通グランドパターン４５との間には、並列腕共振子パターン２１による並列静電容量Ｃｐとグランド引き出しパターン４３によるインダクタンス成分（Ｌ１）からなるＬＣ共振回路が構成されるとともに、接続点Ｎ２と共通グランドパターン４５との間には、並列腕共振子パターン２２による並列静電容量Ｃｐとグランド引き出しパターン４４によるインダクタンス成分（Ｌ２）からなるＬＣ共振回路が構成されることになる。
【００４８】
この場合、並列腕共振子パターン２１による並列静電容量Ｃｐと並列腕共振子パターン２２による並列静電容量Ｃｐとは実質的に等しい一方、グランド引き出しパターン４３によるインダクタンス成分（Ｌ１）とグランド引き出しパターン４４によるインダクタンス成分（Ｌ２）とは互いに異なっていることから、これら２つのＬＣ共振回路の共振周波数は互いに異なった値となるはずである。そして、これらＬＣ共振回路の共振周波数においては、接続点Ｎ１と共通グランドパターン４５との間、若しくは、接続点Ｎ２と共通グランドパターン４５との間が高周波的に短絡されるので、これらＬＣ共振回路の共振周波数は新たな２つの減衰極を構成することになる。
【００４９】
ここで、これら２つのＬＣ共振回路の共振周波数は、
【００５０】
【数１】
によって決まることから、インダクタンス成分Ｌ１及びＬ２を大きく設定すればするほど共振周波数は低くなり、インダクタンス成分Ｌ１及びＬ２を小さく設定すればするほど共振周波数は高くなる。
【００５１】
したがって、グランド引き出しパターン４３及び４４の長さに基づいてインダクタンス成分Ｌ１及びＬ２の値を適宜設定することにより、遮断帯域の所望の周波数帯に２つの減衰極を形成することが可能となる。このため、例えば、通過帯域の２倍及び３倍の周波数帯に減衰極が現れるよう、インダクタンス成分Ｌ１及びＬ２の値を設定すれば、目的とする主周波数の２倍高調波及び３倍高調波を効果的に除去することが可能となる。
【００５２】
以上説明したように、本実施態様による弾性表面波装置１においては、ベース基板４０内のグランド引き出しパターン４３とグランド引き出しパターン４４の長さが互いに相違しており、これにより、グランド引き出しパターン４３に基づくインダクタンス成分（Ｌ１）とグランド引き出しパターン４４に基づくインダクタンス成分（Ｌ２）とが互いに異なっていることから、遮断帯域において２つの減衰極が形成される。このため、帯域内挿入損失を実質的に増大させることなく、帯域外減衰量を十分に増大させることが可能となる。しかも、これら減衰極が現れる周波数帯は、上記インダクタンス成分Ｌ１及びＬ２の値によって定められることから、グランド引き出しパターン４３及び４４の長さを適宜設定することより、所望の周波数帯に減衰極を形成することが可能となる。
【００５３】
また、本実施態様による弾性表面波装置１は、ベース基板４０の表面（素子搭載面４０ａ）に形成される電極パターン形状を工夫するだけでよいことから、実質的にコストの増大を伴わないという特徴を有している。
【００５４】
尚、上記実施態様においては、ベース基板４０の表面（素子搭載面４０ａ）における電極パターン形状（平面形状）によってグランド引き出しパターン４３とグランド引き出しパターン４４の長さを相違させているが、例えば、ベース基板として多層基板を用い、多層基板内における一方のグランド引き出しパターンと他方のグランド引き出しパターンの引き回し距離に差を設けることによって上記インダクタンス成分Ｌ１とＬ２とを異なる値としても構わない。以下、ベース基板として多層基板を用い、多層基板内におけるグランド引き出しパターンの引き回し距離に差を設けることによって上記インダクタンス成分Ｌ１とＬ２とを異なる値とした実施態様について説明する。
【００５５】
図６は、弾性表面波フィルタ素子１０が搭載されるベース基板６０を示す分解斜視図である。
【００５６】
図６に示すように、本実施態様においては、各種電極パターンが設けられた単位基板６１〜６４が積層され、これによって多層基板であるベース基板６０が構成されている。これら単位基板６１〜６４のうち、最上層の単位基板６１の上面６１ａは素子搭載面を構成し、最下層の単位基板６４の底面６４ｂは実装面を構成する。
【００５７】
より具体的に説明すると、単位基板６１の上面６１ａ（素子搭載面）には、信号配線パターン７１及び７２と、グランド引き出しパターン７３及び７４が形成されている。信号配線パターン７１の一端７１ａはポイントＢを構成し、信号配線パターン７１の他端７１ｂは単位基板６１内に設けられたスルーホール電極（図示せず）に接続されている。一方、信号配線パターン７２の一端７２ａはポイントＥを構成し、信号配線パターン７２の他端７２ｂは単位基板６１内に設けられたスルーホール電極（図示せず）に接続されている。また、グランド引き出しパターン７３及びグランド引き出しパターン７４も、単位基板６１内に設けられたスルーホール電極（図示せず）に接続されている。
【００５８】
単位基板６２の上面６２ａには、グランド引き出しパターン７５及び７６が形成されている。グランド引き出しパターン７５の一端７５ａは上記スルーホール電極を介してグランド引き出しパターン７３に接続され、グランド引き出しパターン７５の他端７５ｂは単位基板６２内に設けられたスルーホール電極（図示せず）に接続されている。一方、グランド引き出しパターン７６の一端７６ａは上記スルーホール電極を介してグランド引き出しパターン７４に接続され、グランド引き出しパターン７６の他端７６ｂは単位基板６２内に設けられたスルーホール電極（図示せず）に接続されている。図６に示すように、本実施態様においては、グランド引き出しパターン７５とグランド引き出しパターン７６の長さが互いに相違している点が重要であり、これによって、グランド引き出しパターン７５に基づくインダクタンス成分（Ｌ１）とグランド引き出しパターン７６に基づくインダクタンス成分（Ｌ２）とが互いに異なる値とされている。
【００５９】
さらに、単位基板６２には、信号配線パターン７１の他端７１ｂ及び信号配線パターン７２の他端７２ｂに接続されたスルーホール電極に対応する部分にそれぞれスルーホール電極（図示せず）が設けられている。
【００６０】
単位基板６３の上面６３ａには、信号配線パターン７１の他端７１ｂ及び信号配線パターン７２の他端７２ｂに接続されたスルーホール電極に対応する部分を除くほぼ全面に共通グランドパターン７７が形成されている。共通グランドパターン７７は、上記スルーホール電極を介してグランド引き出しパターン７５の他端７５ｂに接続されるとともに、グランド引き出しパターン７６の他端７６ｂに接続されている。さらに、単位基板６３には、信号配線パターン７１の他端７１ｂ及び信号配線パターン７２の他端７２ｂに接続されたスルーホール電極に対応する部分にそれぞれスルーホール電極（図示せず）が設けられている。
【００６１】
そして、単位基板６４の底面６４ｂには、信号電極パターン８１及び８２と、グランド電極パターン８３及び８４とが形成されており、信号電極パターン８１及び８２は、単位基板６１〜６４に設けられたスルーホール電極を介して信号配線パターン７１の他端７１ｂ及び信号配線パターン７２の他端７２ｂにそれぞれ接続され、グランド電極パターン８３及び８４は、単位基板６４に設けられたスルーホール電極を介していずれも共通グランドパターン７７に接続されている。
【００６２】
このような構成からなるベース基板６０に対しては、単位基板６１の上面６１ａ（素子搭載面）と表面３０ａとが向き合うように、上面６１ａ内の領域６０ｃに弾性表面波フィルタ素子１０が搭載される。弾性表面波フィルタ素子１０がベース基板６０に搭載されると、上記実施態様と同様、圧電基板３０に設けられたバンプ電極３１〜３６はそれぞれ図６（ａ）に示すポイントＡ〜Ｆに接することになる。本実施態様においても、ベース基板６０に搭載された状態における弾性表面波フィルタ素子１０の等価回路は、図４及び図５に示したとおりである。
【００６３】
本実施態様においては、上述の通り、グランド引き出しパターン７５とグランド引き出しパターン７６の長さが互いに相違し、これによって、グランド引き出しパターン７５に基づくインダクタンス成分（Ｌ１）とグランド引き出しパターン７６に基づくインダクタンス成分（Ｌ２）とが互いに異なる値とされている。このため、上記実施態様において用いたベース基板４０と同様にして、接続点Ｎ１と共通グランドパターン７７との間に形成されるＬＣ共振回路の共振周波数と、接続点Ｎ２と共通グランドパターン７７との間形成されるＬＣ共振回路の共振周波数は互いに異なった値となる。このため、低周波側減衰極が現れる周波数（ｆ１ｒ）よりも低域側及び／又は高周波側減衰極が現れる周波数（ｆ２ａ）よりも高域側においては、これらＬＣ共振回路による２つの減衰極が現れることになる。そして、これら２つの減衰極が現れる周波数は、グランド引き出しパターン７５及び７６の長さによって自由に設定することができる。
【００６４】
このように、本実施態様においても、上記実施態様と同様の効果を得ることができるとともに、本実施態様においては、多層基板であるベース基板６０内に設けられたグランド引き出しパターン７５及び７６によってインダクタンス成分Ｌ１及びＬ２を与えていることから、これらインダクタンス値の設定可能範囲が広い。このため、本実施態様においては、上記実施態様に比べて減衰極を形成可能な周波数の範囲が広いという特徴を有している。
【００６５】
次に、本発明の好ましいさらに他の実施態様について説明する。本実施態様は、上記実施態様とは異なり、弾性表面波フィルタ素子上の配線パターン形状によって、任意の周波数帯に複数の減衰極を形成するものである。
【００６６】
図７は、本発明の好ましいさらに他の実施態様にかかる弾性表面波フィルタ素子９０を示す略平面図である。
【００６７】
図７に示す例による弾性表面波フィルタ素子９０は、図２に示した弾性表面波フィルタ素子１０と類似の構成を有しており、配線パターン２７のうちパッド電極パターン１１と並列腕共振子パターン２１とを接続する領域２７ａと、パッド電極パターン１６と並列腕共振子パターン２２とを接続する領域２７ｂとが互いに異なる長さに設定されている点において、図２に示した弾性表面波フィルタ素子１０と異なる。具体的には、配線パターン２７の領域２７ａが蛇行した平面形状を有している一方で、配線パターン２７の領域２７ｂは蛇行しない直線的な平面形状を有しており、これによって、領域２７ａによるインダクタンス成分（Ｌ１）と領域２７ｂによるインダクタンス成分（Ｌ２）とが異なる値となるように設定されている。その他については弾性表面波フィルタ素子１０と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６８】
図８は、弾性表面波フィルタ素子９０が搭載される板状のベース基板１００を示す図であり、（ａ）は素子搭載面１００ａ側から見た略平面図であり、（ｂ）は素子搭載面１００ａ側と対向する実装面１００ｂ側から見た略平面図である。ベース基板１００は、図３に示したベース基板４０と同様、セラミックや樹脂等からなる絶縁性の基板とその表面に形成された各種電極パターンによって構成される。
【００６９】
図８（ａ）に示すように、ベース基板１００の素子搭載面１００ａには、信号配線パターン１０１及び１０２と共通グランドパターン１０５とが形成されている。また、図８（ｂ）に示すように、ベース基板１００の実装面１００ｂには、信号電極パターン１０６及び１０７と、グランド電極パターン１０８及び１０９とが形成されており、信号電極パターン１０６及び１０７は、ベース基板１００の側面に設けられた導電体（図示せず）を介して信号配線パターン１０１及び１０２にそれぞれ接続され、グランド電極パターン１０８及び１０９は、ベース基板１００の側面に設けられた導電体（図示せず）を介していずれも共通グランドパターン１０５に接続されている。
【００７０】
このような構成からなるベース基板１００に対しては、上述したベース基板４０と同様、素子搭載面１００ａと表面３０ａとが向き合うように、素子搭載面１００ａ内の領域１００ｃに弾性表面波フィルタ素子９０が搭載される。弾性表面波フィルタ素子９０がベース基板１００に搭載されると、圧電基板３０に設けられたバンプ電極３１〜３６はそれぞれ図８（ａ）に示すポイントＡ〜Ｆに接し、これにより、パッド電極パターン１１及び１６は共通グランドパターン１０５に接続され、パッド電極パターン１２は信号配線パターン１０１に接続され、パッド電極パターン１５は信号配線パターン１０２に接続される。
【００７１】
本実施態様においては、図３に示したベース基板４０とは異なり、長さの異なるグランド引き出しパターン４３及び４４がベース基板１００に設けられていないが、弾性表面波フィルタ素子９０自体に長さの異なるグランド配線パターン（領域２７ａ及び２７ｂ）を設けていることから、上記実施態様と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、本実施態様においては、インダクタンス成分Ｌ１及びＬ２が圧電基板３０の表面３０ａ上に設けられた配線パターン２７によって与えられるので、上記実施態様と比べてインダクタンス成分Ｌ１及びＬ２の値として小さな値が得られやすい。このため、インダクタンス成分Ｌ１及びＬ２によるＬＣ共振回路の共振周波数をより高周波側に位置させやすくなるので、新たな減衰極を通過帯域よりも高域側に形成したい場合に好適である。
【００７３】
尚、本実施態様においては、長さの異なるグランド引き出しパターン４３及び４４を持たないベース基板１００を用いたが、図７に示す弾性表面波フィルタ素子９０を図３に示すベース基板４０に搭載しても構わない。この場合、インダクタンス成分Ｌ１は、配線パターン２７の領域２７ａ及びグランド引き出しパターン４３の両方によって与えられ、インダクタンス成分Ｌ２は、配線パターン２７の領域２７ｂ及びグランド引き出しパターン４４の両方によって与えられることからこれらインダクタンス値の設定可能範囲が広く、したがって、減衰極を形成可能な周波数の範囲を広げることが可能となる。
【００７４】
もちろん、図７に示す弾性表面波フィルタ素子９０を図６に示すベース基板６０に搭載しても構わない。この場合、インダクタンス値の設定可能範囲がさらに広くなることから、減衰極を形成可能な周波数の範囲をいっそう広げることが可能となる。
【００７５】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００７６】
例えば、上記実施態様においては、２つの並列腕共振子パターン２１及び２２を備える弾性表面波装置を例に説明したが、本発明は、３以上の並列腕共振子パターンを備える弾性表面波装置にも当然適用することが可能である。この場合、各並列腕共振子パターンに付加されるインダクタンス成分を全て異なる値とすれば、並列腕共振子パターンの数だけ減衰極を形成することができるが、本発明において、各並列腕共振子パターンに付加されるインダクタンス成分を全て異なる値とすることは必須でなく、複数の並列腕共振子パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンに付加されるインダクタンス成分が互いに異なっていれば足りる。
【００７７】
また、上記実施態様においては、ベース基板４０（６０）内のグランド引き出しパターン４３及び４４（グランド引き出しパターン７５及び７６）の長さ、及び／又は、弾性表面波フィルタ素子９０内の配線パターン２７の長さを互いに異ならせることによって複数の減衰極を任意の周波数帯に形成しているが、弾性表面波装置が搭載されるモジュールや、弾性表面波装置が実装されるプリント基板上におけるグランド配線の長さを互いに相違させることによっても同様の効果を得ることができる。但し、この場合には、弾性表面波フィルタ素子が搭載されるベース基板内において、各グランド引き出しパターンが短絡しないようにこれらを引き回す必要がある。またこの場合、各並列腕共振子パターンに付加されるインダクタンス成分として比較的大きな値が得られることから、これらインダクタンス成分によるＬＣ共振回路の共振周波数をより低周波側に位置させやすくなる。したがって、かかる方法は、減衰極を通過帯域よりも低域側に形成したい場合に好適である。
【００７８】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明について更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００７９】
まず、圧電基板として３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ３基板を用意し、スパッタリング法によってその主面にＡｌ−０．５質量％Ｃｕを１９０ｎｍ成膜した後、これをパターニングすることによって図２に示した構造と同じ構造を有する２つの弾性表面波フィルタ素子１０−１及び１０−２を作製した。ここで、並列腕共振子パターン２１及び２２については、交差指状電極の交差幅、電極幅及び電極周期をそれぞれ５７μｍ、０．６１μｍ、２．１８２μｍに設定し、反射器の電極幅及び電極周期を０．６１μｍ、１．０９１μｍに設定した。また、直列腕共振子パターン２３〜２６については、交差指状電極の交差幅、電極幅及び電極周期をそれぞれ２９μｍ、０．５８μｍ、２．０７８μｍに設定し、反射器の電極幅及び電極周期を０．６１μｍ、１．０９１μｍに設定した。
【００８０】
次に、図３に示した構造と同じ構造を有するベース基板４０及び図８に示した構造と同じ構造を有するベース基板１００を作製し、上記弾性表面波フィルタ素子１０−１をベース基板４０に搭載する一方、上記弾性表面波フィルタ素子１０−２をベース基板１００に搭載した。ここで、ベース基板４０内のグランド引き出しパターン４３はインダクタンス値が０．５ｎＨとなるように設定し、グランド引き出しパターン４４はインダクタンス値が０．３ｎＨとなるように設定した。
【００８１】
最後に、弾性表面波フィルタ素子１０−１が搭載されたベース基板４０にカバー５０を被せることによって実施例による弾性表面波装置を完成させるとともに、弾性表面波フィルタ素子１０−２が搭載されたベース基板１００にカバー５０を被せることによって比較例による弾性表面波装置を完成させた。
【００８２】
そして、実施例による弾性表面波装置及び比較例による弾性表面波装置の周波数特性をそれぞれ測定した。測定の結果を図９に示す。
【００８３】
図９に示すように、実施例による弾性表面波装置及び比較例による弾性表面波装置とも、通過帯域の中心周波数は１８４５．５ＭＨｚであったが、実施例による弾性表面波装置においては、約３．６ＧＨｚ近辺及び６．０ＧＨｚ近辺に減衰極が現れている。これにより、通過帯域から見て高域側の遮断帯域、特に、通過帯域の２倍の周波数帯において充分な減衰量が得られていることが分かる。これに対し、比較例の弾性表面波装置においては、６．０ＧＨｚ近辺に一つの減衰極が現れているのみであり、通過帯域から見て高域側の遮断帯域、特に、通過帯域の２倍の周波数帯における減衰量が不十分であることが分かる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子に設けられた複数の並列腕共振子パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンと基準電位との間に互いに異なるインダクタンス成分を付加していることから、遮断帯域の任意の周波数帯に複数の減衰極を形成することができる。これにより、帯域内挿入損失の増大を抑制しつつ、帯域外減衰量を増大させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施態様にかかる弾性表面波装置１を概略的に示す切り欠き図である。
【図２】弾性表面波フィルタ素子１０の一例を示す略平面図である。
【図３】弾性表面波フィルタ素子１０が搭載される板状のベース基板４０を示す図であり、（ａ）は素子搭載面４０ａ側から見た略平面図、（ｂ）は素子搭載面４０ａ側と対向する実装面４０ｂ側から見た略平面図である。
【図４】通過帯域近傍における弾性表面波装置１の等価回路図である。
【図５】低周波側減衰極が現れる周波数（ｆ１ｒ）よりも低域側及び高周波側減衰極が現れる周波数（ｆ２ａ）よりも高域側における弾性表面波装置１の等価回路図である。
【図６】弾性表面波フィルタ素子１０が搭載されるベース基板６０を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の好ましいさらに他の実施態様にかかる弾性表面波フィルタ素子９０を示す略平面図である。
【図８】弾性表面波フィルタ素子９０が搭載される板状のベース基板１００を示す図であり、（ａ）は素子搭載面１００ａ側から見た略平面図、（ｂ）は素子搭載面１００ａ側と対向する実装面１００ｂ側から見た略平面図である。
【図９】実施例による弾性表面波装置及び比較例による弾性表面波の周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 弾性表面波装置
１０，９０ 弾性表面波フィルタ素子
１１〜１６ パッド電極パターン
２１，２２ 並列腕共振子パターン
２３〜２６ 直列腕共振子パターン
２７ 配線パターン
２７ａ，２７ｂ 接続領域
３０ 圧電基板
３０ 主面
３１〜３６ バンプ電極
４０，６０，１００ ベース基板
４０ａ，６１ａ，１００ａ 素子搭載面
４０ｂ，６４ｂ，１００ｂ 実装面
４０ｃ，６０ｃ，１００ｃ 弾性表面波フィルタ素子の搭載領域
４１，４２，７１，７２，１０１，１０２ 信号配線パターン
４３，４４，７３，７４，７５，７６ グランド引き出しパターン
４５，７７，１０５ 共通グランドパターン
４６，４７，８１，８２，１０６，１０７ 信号電極パターン
４８，４９，８３，８４，１０８，１０９ グランド電極パターン
５０ カバー
６１〜６４ 単位基板
Ｎ１，Ｎ２ 接続点
Ａ〜Ｆ ポイント
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波フィルタ素子に関し、特に、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子に関する。また、本発明は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を搭載するための弾性表面波フィルタ素子用ベース基板に関する。さらに、本発明は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を備える弾性表面波装置に関する。
【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きている。この端末機は、持ち運びの利便さから、特に小型且つ軽量であることが望まれ、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る。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子（ＳＡＷ共振子）が圧電基板上に形成された弾性表面波素子を用いた弾性表面波装置が多用されている。
【０００３】
弾性表面波装置に求められる重要な特性としては、挿入損失が低く通過帯域外の減衰量が大きいことがあげられる。挿入損失は、端末機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、帯域外の減衰量は、機器に飛び込んでくる外来不要波および機器内で発生する不要波の除去のために、特に重要である。
【０００４】
低挿入損失が得られる弾性表面波装置としては、圧電基板上に弾性表面波共振子を複数個形成し、これらを直列及び並列に配置したラダー型の弾性表面波フィルタ素子を含むものが知られている。ラダー型の弾性表面波フィルタ素子では、並列腕共振子の反共振周波数と直列腕共振子の共振周波数とをほぼ一致させた構成とすることにより、この周波数近傍では通過域となり、並列腕共振子の共振周波数が低周波側減衰極となり、直列腕共振子の反共振周波数が高周波側減衰極となる帯域通過フィルタを得ることが出来る。このようなラダー型の弾性表面波フィルタ素子は、例えば特開昭５２−１９０４４号公報等に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このラダー型の弾性表面波フィルタ素子には、以下のような問題がある。前述したように、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子においては、並列腕共振子の共振周波数が低周波側減衰極となり、直列腕共振子の反共振周波数が高周波側極となり、この間で帯域通過特性の得られるフィルタ特性を示す。ところが、並列腕共振子の共振周波数より低い周波数、及び直列腕共振子の反共振周波数より高い周波数においては、すべての弾性表面波共振子は単なる容量素子となってしまい、ラダー型回路構成は、単なる容量ネットワークとなる。
【０００６】
このため、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を用いれば、通過帯域内では低損失が達成されるものの、帯域外において十分な減衰量が得られないという問題点を生ずる。前述した特開昭５２−１９０４４号公報においては、この帯域外減衰量を、直列腕共振子の持つ静電容量Ｃｓと並列腕共振子の持つ静電容量Ｃｐとの比、Ｃｓ／Ｃｐを規定することで増大せしめることができることが記載されている。しかしながら、この方法で帯域外減衰量を増大させると、同時に帯域内挿入損失が増大するという新たな問題が生じてしまう。
【０００７】
ところで、帯域外減衰量は、フィルタとしての通過帯域以外のすべての周波数において高い値が必要なのではなく、ある特定の周波数域において増大させることが重要であることが多い。この特定周波数とは、例えば弾性表面波装置を携帯電話機受信側に使用する場合、この受信周波数の２倍高調波、３倍高調波の近傍周波数などである。
【０００８】
一方、従来の弾性表面波装置においては、パッケージ端子と弾性表面波フィルタ素子（チップ）との接続をワイヤーボンドで行うことが多く、この場合ボンディングワイヤー間の電磁的結合により、帯域外減衰量が大きく劣化するという問題があった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、帯域内挿入損失が小さく、且つ、帯域外減衰量が十分に大きいラダー型の弾性表面波フィルタ素子を提供することである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、所望の周波数域における帯域外減衰量が十分に大きいラダー型の弾性表面波フィルタ素子を提供することである。
【００１１】
また、本発明のさらに他の目的は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を搭載するための弾性表面波フィルタ素子用ベース基板であって、帯域内挿入損失の増大を抑制しつつ、帯域外減衰量を増大させることが可能な弾性表面波フィルタ素子を提供することである。
【００１２】
また、本発明のさらに他の目的は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を搭載するための弾性表面波フィルタ素子用ベース基板であって、所望の周波数域における帯域外減衰量を増大させることが可能な弾性表面波フィルタ素子を提供することである。
【００１３】
また、本発明のさらに他の目的は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を備える弾性表面波装置であって、帯域内挿入損失が小さく、且つ、帯域外減衰量が十分に大きい弾性表面波装置を提供することである。
【００１４】
また、本発明のさらに他の目的は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を備える弾性表面波装置であって、所望の周波数域における帯域外減衰量が十分に大きい弾性表面波装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、並列腕共振子の共振周波数より低い周波数及び直列腕共振子の反共振周波数より高い周波数における並列腕共振子の容量成分に、任意のインダクタンス成分を付加することによってＬＣ共振回路を構成すれば、任意の周波数帯に減衰極を形成できる点に着目したものであり、本発明のかかる目的は、圧電基板上に設けられた少なくとも１つの直列腕共振子パターン及び複数の並列腕共振子パターンと、前記複数の並列腕共振子パターンにそれぞれ対応して設けられた複数のバンプ電極とを備えるラダー型の弾性表面波フィルタ素子を含む弾性表面波装置であって、前記複数の並列腕共振子パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンと基準電位との間に、互いに値の異なるインダクタンス成分が付加されていることを特徴とする弾性表面波装置によって達成される。
【００１６】
本発明によれば、少なくとも２つの並列腕共振子パターンと基準電位との間に、互いに値の異なるインダクタンス成分が付加されていることから、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することができる。
【００１７】
また、前記圧電基板上に設けられた配線パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンとこれらに対応するバンプ電極とを接続する領域の形状が互いに異なることが好ましい。これによれば、通常のフェイスダウン型のパッケージを用いた場合であっても、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することができる。
【００１８】
また、弾性表面波装置に前記弾性表面波フィルタ素子が搭載されるベース基板がさらに含まれ、前記ベース基板は、少なくとも２つの並列腕共振子パターンにそれぞれ対応するバンプ電極に接続された複数のグランド引き出しパターンと、前記複数のグランド引き出しパターンに接続された共通グランドパターンとを備え、前記複数のグランド引き出しパターンのうち、少なくとも２つのグランド引き出しパターンによるインダクタンス成分が互いに異なることもまた好ましい。これによれば、通常の弾性表面波フィルタ素子を用いた場合であっても、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することができる。
【００１９】
この場合、前記２つのグランド引き出しパターンを前記ベース基板の表面に形成し、前記２つのグランド引き出しパターンの平面形状を互いに異ならせたり、ベース基板として多層基板を用い、前記２つのグランド引き出しパターンの少なくとも一部を前記ベース基板の内部に形成することができる。
【００２０】
また、前記複数の並列腕共振子パターンのうち、少なくとも１つの並列腕共振子パターンの並列静電容量と、該並列腕共振子パターンと基準電位との間に付加されたインダクタンス成分によって構成される共振回路の共振周波数が、前記弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の中心周波数のほぼ整数倍であることがさらに好ましい。これによれば、２倍高調波や３倍高調波等、特定の周波数帯における減衰量を増大させることができる。
【００２１】
本発明の弾性表面波フィルタ素子は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた少なくとも１つの直列腕共振子パターン、複数の並列腕共振子パターン及びパッド電極パターンを備えるラダー型の弾性表面波フィルタ素子であって、前記複数の並列腕共振子パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンとこれらに対応する前記パッド電極パターンとの間に、互いに値の異なるインダクタンス成分が付加されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、通常のフェイスダウン型のパッケージを用いた場合であっても、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することが可能となる。
【００２３】
また、前記インダクタンス成分は、前記圧電基板上に設けられた配線パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンとこれらに対応するパッド電極パターンとを接続する領域によって与えられることが好ましい。これによれば、実質的に製造コストを増大させることなく、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することが可能となる。この場合、前記パッド電極パターン上に設けられたバンプ電極をさらに備えることがより好ましい。
【００２４】
本発明の弾性表面波フィルタ素子用ベース基板は、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を搭載するための弾性表面波フィルタ素子用ベース基板であって、複数のグランド引き出しパターンと、前記複数のグランド引き出しパターンに接続された共通グランドパターンとを備え、前記複数のグランド引き出しパターンのうち、少なくとも２つのグランド引き出しパターンによるインダクタンス成分が互いに異なることを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、通常の弾性表面波フィルタ素子を用いた場合であっても、遮断帯域における任意の周波数帯に少なくとも２つの減衰極を形成することが可能となる。
【００２６】
この場合、前記２つのグランド引き出しパターンを前記ベース基板の表面に形成し、前記２つのグランド引き出しパターンの平面形状を互いに異ならせたり、ベース基板として多層基板を用い、前記２つのグランド引き出しパターンの少なくとも一部を前記ベース基板の内部に形成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様について詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる弾性表面波装置１を概略的に示す切り欠き図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施態様にかかる弾性表面波装置１は、弾性表面波フィルタ素子１０と、弾性表面波フィルタ素子１０が搭載されたベース基板４０と、ベース基板４０を覆うカバー５０によって構成される。カバー５０は、ベース基板４０との間に形成される空間を密閉することによって弾性表面波フィルタ素子１０を保護する役割を果たす。また、弾性表面波装置１においては、圧電基板３０の主面（図示せず）がベース基板４０の素子搭載面４０ａに向き合うように弾性表面波フィルタ素子１０が搭載されている。すなわち、ベース基板４０及びカバー５０からなるパッケージは、いわゆるフェイスダウン型のパッケージを構成している。
【００３０】
図２は、弾性表面波フィルタ素子１０の一例を示す略平面図である。
【００３１】
図２に示す例による弾性表面波フィルタ素子１０は、圧電基板３０と圧電基板３０の主面３０ａに形成された各種電極パターンからなり、圧電基板３０の主面３０ａに形成された電極パターンは、パッド電極パターン１１〜１６と、並列腕共振子パターン２１及び２２と、直列腕共振子パターン２３〜２６と、これらを接続する配線パターン２７とを含んでいる。また、パッド電極パターン１１〜１６上には、それぞれ対応するバンプ電極３１〜３６が設けられている。
【００３２】
圧電基板３０の材料としては、特に限定されるものではないが、３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ３、１２８°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３、６４°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３、ＸカットＬｉＴａＯ３及びＳＴ水晶等を用いることができる。圧電基板３０の寸法は特に限定されるものではないが、表面波伝搬方向については０．５〜１０ｍｍ程度、これと直交する方向については０．５〜１０ｍｍ程度に設定され、厚さは０．２〜０．４ｍｍ程度に設定するのが一般的である。
【００３３】
圧電基板３０の主面３０ａに形成される各種電極パターンの材料としては、特に限定されるものではないが、ＡｌやＣｕ等の金属の単体、或いは、ＡｌやＣｕ等を主成分とする合金を用いることができ、中でも、Ａｌを主成分としＣｕを０．５質量％程度含むＡｌ合金（以下、「Ａｌ−０．５質量％Ｃｕ」という）を用いることが好ましい。これら電極パターンは、蒸着法やスパッタリング法等の気相成長法によって圧電基板３０の主面３０ａの実質的に全面に上記材料からなる膜を成膜した後、エッチング法により不要な部分を除去することによって形成することができる。これら電極パターンの好ましい膜厚は、主に目的とする中心周波数によって異なるが、欧州の携帯電話システムであるＤＣＳ１８００の受信側フィルタのように中心周波数が１８４２．５ＭＨｚである場合には、１９０ｎｍ程度に設定することが好ましい。
【００３４】
並列腕共振子パターン２１及び２２、並びに、直列腕共振子パターン２３〜２６は、圧電基板３０の材料として３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ３、１２８°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３、６４°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３又はＳＴ水晶等を用いた場合には、この結晶のＸ軸方向が弾性表面波伝播方向となるように配置され、圧電基板３０の材料としてＸカットＬｉＴａＯ３を用いた場合には、この結晶の１１２°回転Ｙ軸方向が弾性表面波伝播方向となるように配置される。また、図２に示すように、各並列腕共振子パターン２１及び２２、並びに、直列腕共振子パターン２３〜２６は、交差指状電極とその両側に配置された反射器によって構成される。
【００３５】
交差指状電極は、各共振子パターン２１〜２６に要求される共振特性に基づいてその交差幅、電極幅及び電極周期が定められており、反射器は、各共振子パターン２１〜２６に要求される共振特性に基づいてその電極幅及び電極周期が定められている。弾性表面波フィルタ素子１０においては、交差指状電極の電極周期等の設定によって、並列腕共振子パターン２１及び２２の反共振周波数ｆ１ａと直列腕共振子パターン２３〜２６の共振周波数ｆ２ｒとがほぼ一致した状態となっている。これにより、弾性表面波フィルタ素子１０においては、この周波数近傍が通過帯域となり、並列腕共振子パターン２１及び２２の共振周波数ｆ１ｒが低周波側減衰極となり、直列腕共振子パターン２３〜２６の反共振周波数ｆ２ａが高周波側減衰極となる。
【００３６】
パッド電極パターン１１〜１６は、上述の通り、これらの上にバンプ電極３１〜３６が設けられるため、主にその機械的強度を高める目的からその膜厚を他の電極パターンの膜厚よりも厚く設定することが好ましい。パッド電極パターン１１〜１６の膜厚を厚くする方法としては、特に限定されるものではないが、配線パターン２７等、他の電極パターンと同じ材料からなる膜の上に、さらに金属からなる膜を設けることが好ましい。例えば、他の電極パターンと同じ材料からなる膜が膜厚＝約１９０ｎｍのＡｌ−０．５質量％Ｃｕからなる場合には、この上に密着層として膜厚＝約５０ｎｍのＣｒ層を設け、さらにこの上に膜厚＝約５００ｎｍのＡｌ層を設けることが好ましい。
【００３７】
バンプ電極３１〜３６の材料としては、金属単体または合金等を用いることができ、特に限定されるものではないがＡｕを用いることが好ましい。
【００３８】
図３は、弾性表面波フィルタ素子１０が搭載される板状のベース基板４０を示す図であり、（ａ）は素子搭載面４０ａ側から見た略平面図であり、（ｂ）は素子搭載面４０ａ側と対向する実装面４０ｂ側から見た略平面図である。
【００３９】
ベース基板４０は、セラミックや樹脂等からなる絶縁性の基板とその表面に形成された各種電極パターンによって構成され、その製造方法としては特に限定されるものではないが、セラミックや樹脂等からなる大面積の絶縁性基板上に蒸着法やスパッタリング法等の気相成長法あるいはメッキ法等の液相成長法によって導電性の膜を成膜し、エッチング法により不要な部分を除去して各種電極パターンを形成した後、この絶縁性基板をダイシングすることによって複数のベース基板４０を取り出すことができる。
【００４０】
図３（ａ）に示すように、ベース基板４０の素子搭載面４０ａには、信号配線パターン４１及び４２と、グランド引き出しパターン４３及び４４と、共通グランドパターン４５とが形成されている。グランド引き出しパターン４３及び４４はいずれも共通グランドパターン４５に接続されている。また、図３（ｂ）に示すように、ベース基板４０の実装面４０ｂには、信号電極パターン４６及び４７と、グランド電極パターン４８及び４９とが形成されており、信号電極パターン４６及び４７は、ベース基板４０の側面に設けられた導電体（図示せず）を介して信号配線パターン４１及び４２にそれぞれ接続され、グランド電極パターン４８及び４９は、ベース基板４０の側面に設けられた導電体（図示せず）を介していずれも共通グランドパターン４５に接続されている。
【００４１】
このような構成からなるベース基板４０に対しては、素子搭載面４０ａと圧電基板３０の主面３０ａとが向き合うように、素子搭載面４０ａ内の領域４０ｃに弾性表面波フィルタ素子１０が搭載される。弾性表面波フィルタ素子１０がベース基板４０に搭載されると、圧電基板３０に設けられたバンプ電極３１〜３６はそれぞれ図３（ａ）に示すポイントＡ〜Ｆに接し、これにより、パッド電極パターン１１はグランド引き出しパターン４３に接続され、パッド電極パターン１２は信号配線パターン４１に接続され、パッド電極パターン１５は信号配線パターン４２に接続され、パッド電極パターン１６はグランド引き出しパターン４４に接続される。尚、パッド電極パターン１３及び１４は、バンプ電極３３及び３４を介して共通グランドパターン４５に接続されるが、これらはいずれの共振子パターンにも接続されていないことから、弾性表面波フィルタ素子１０の動作には寄与しない。つまり、バンプ電極３３及び３４は、ベース基板４０に搭載された弾性表面波フィルタ素子１０を安定させるためのダミー電極である。このように、弾性表面波フィルタ素子１０とベース基板４０とはいわゆるバンプ接続されることから、ボンディングワイヤーを用いた従来の弾性表面波装置のように、電磁的結合によって帯域外減衰量が大きく劣化するとことがない。
【００４２】
本実施態様においては、図３（ａ）に示すように、グランド引き出しパターン４３とグランド引き出しパターン４４の長さが互いに相違している点が重要である。より具体的には、グランド引き出しパターン４３のポイントＡから共通グランドパターン４５までの距離が、グランド引き出しパターン４４のポイントＦから共通グランドパターン４５までの距離よりも長く設定されており、これによって、グランド引き出しパターン４３に基づくインダクタンス成分（Ｌ１）とグランド引き出しパターン４４に基づくインダクタンス成分（Ｌ２）とが互いに異なる値とされている。
【００４３】
図４は、弾性表面波装置１の等価回路図、すなわち、ベース基板４０に搭載された状態における弾性表面波フィルタ素子１０の等価回路図である。
【００４４】
図４に示すように、弾性表面波フィルタ素子１０がベース基板４０に搭載されると、信号電極パターン４６及び４７間には直列腕共振子パターン２３〜２６が直列に接続されるとともに、接続点Ｎ１（直列腕共振子パターン２３と直列腕共振子パターン２４の接続点）と共通グランドパターン４５との間には並列腕共振子パターン２１及びグランド引き出しパターン４３に基づくインダクタンス成分（Ｌ１）が直列接続され、接続点Ｎ２（直列腕共振子パターン２５と直列腕共振子パターン２６の接続点）と共通グランドパターン４５との間には並列腕共振子パターン２２及びグランド引き出しパターン４４に基づくインダクタンス成分（Ｌ２）が直列接続されることになる。
【００４５】
図４に示すように、弾性表面波フィルタ素子１０はラダー型の構成を有しており、上述の通り、並列腕共振子パターン２１及び２２の反共振周波数ｆ１ａと直列腕共振子パターン２３〜２６の共振周波数ｆ２ｒとがほぼ一致するように設定されていることから、この周波数近傍が通過帯域となる。この場合、グランド引き出しパターン４３によるインダクタンス成分（Ｌ１）及びグランド引き出しパターン４４によるインダクタンス成分（Ｌ２）は、弾性表面波フィルタ素子１０の通過特性に対して実質的に影響を与えず、このため、挿入損失を増大させることはない。一方、並列腕共振子パターン２１及び２２の共振周波数ｆ１ｒは通過帯域に隣接する低周波側減衰極となり、直列腕共振子パターン２３〜２６の反共振周波数ｆ２ａは通過帯域に隣接する高周波側減衰極となる。
【００４６】
図５は、低周波側減衰極が現れる周波数（ｆ１ｒ）よりも低域側及び高周波側減衰極が現れる周波数（ｆ２ａ）よりも高域側における弾性表面波装置１の等価回路図である。
【００４７】
図５に示すように、低周波側減衰極が現れる周波数（ｆ１ｒ）よりも低域側及び高周波側減衰極が現れる周波数（ｆ２ａ）よりも高域側においては、並列腕共振子パターン２１及び２２は実質的に並列静電容量Ｃｐとみなすことができ、直列腕共振子パターン２３〜２６は実質的に直列静電容量Ｃｓとみなすことができる。このため、接続点Ｎ１と共通グランドパターン４５との間には、並列腕共振子パターン２１による並列静電容量Ｃｐとグランド引き出しパターン４３によるインダクタンス成分（Ｌ１）からなるＬＣ共振回路が構成されるとともに、接続点Ｎ２と共通グランドパターン４５との間には、並列腕共振子パターン２２による並列静電容量Ｃｐとグランド引き出しパターン４４によるインダクタンス成分（Ｌ２）からなるＬＣ共振回路が構成されることになる。
【００４８】
この場合、並列腕共振子パターン２１による並列静電容量Ｃｐと並列腕共振子パターン２２による並列静電容量Ｃｐとは実質的に等しい一方、グランド引き出しパターン４３によるインダクタンス成分（Ｌ１）とグランド引き出しパターン４４によるインダクタンス成分（Ｌ２）とは互いに異なっていることから、これら２つのＬＣ共振回路の共振周波数は互いに異なった値となるはずである。そして、これらＬＣ共振回路の共振周波数においては、接続点Ｎ１と共通グランドパターン４５との間、若しくは、接続点Ｎ２と共通グランドパターン４５との間が高周波的に短絡されるので、これらＬＣ共振回路の共振周波数は新たな２つの減衰極を構成することになる。
【００４９】
ここで、これら２つのＬＣ共振回路の共振周波数は、
【００５０】
【数１】
【００５１】
したがって、グランド引き出しパターン４３及び４４の長さに基づいてインダクタンス成分Ｌ１及びＬ２の値を適宜設定することにより、遮断帯域の所望の周波数帯に２つの減衰極を形成することが可能となる。このため、例えば、通過帯域の２倍及び３倍の周波数帯に減衰極が現れるよう、インダクタンス成分Ｌ１及びＬ２の値を設定すれば、目的とする主周波数の２倍高調波及び３倍高調波を効果的に除去することが可能となる。
【００５２】
以上説明したように、本実施態様による弾性表面波装置１においては、ベース基板４０内のグランド引き出しパターン４３とグランド引き出しパターン４４の長さが互いに相違しており、これにより、グランド引き出しパターン４３に基づくインダクタンス成分（Ｌ１）とグランド引き出しパターン４４に基づくインダクタンス成分（Ｌ２）とが互いに異なっていることから、遮断帯域において２つの減衰極が形成される。このため、帯域内挿入損失を実質的に増大させることなく、帯域外減衰量を十分に増大させることが可能となる。しかも、これら減衰極が現れる周波数帯は、上記インダクタンス成分Ｌ１及びＬ２の値によって定められることから、グランド引き出しパターン４３及び４４の長さを適宜設定することより、所望の周波数帯に減衰極を形成することが可能となる。
【００５３】
また、本実施態様による弾性表面波装置１は、ベース基板４０の表面（素子搭載面４０ａ）に形成される電極パターン形状を工夫するだけでよいことから、実質的にコストの増大を伴わないという特徴を有している。
【００５４】
尚、上記実施態様においては、ベース基板４０の表面（素子搭載面４０ａ）における電極パターン形状（平面形状）によってグランド引き出しパターン４３とグランド引き出しパターン４４の長さを相違させているが、例えば、ベース基板として多層基板を用い、多層基板内における一方のグランド引き出しパターンと他方のグランド引き出しパターンの引き回し距離に差を設けることによって上記インダクタンス成分Ｌ１とＬ２とを異なる値としても構わない。以下、ベース基板として多層基板を用い、多層基板内におけるグランド引き出しパターンの引き回し距離に差を設けることによって上記インダクタンス成分Ｌ１とＬ２とを異なる値とした実施態様について説明する。
【００５５】
図６は、弾性表面波フィルタ素子１０が搭載されるベース基板６０を示す分解斜視図である。
【００５６】
図６に示すように、本実施態様においては、各種電極パターンが設けられた単位基板６１〜６４が積層され、これによって多層基板であるベース基板６０が構成されている。これら単位基板６１〜６４のうち、最上層の単位基板６１の上面６１ａは素子搭載面を構成し、最下層の単位基板６４の底面６４ｂは実装面を構成する。
【００５７】
より具体的に説明すると、単位基板６１の上面６１ａ（素子搭載面）には、信号配線パターン７１及び７２と、グランド引き出しパターン７３及び７４が形成されている。信号配線パターン７１の一端７１ａはポイントＢを構成し、信号配線パターン７１の他端７１ｂは単位基板６１内に設けられたスルーホール電極（図示せず）に接続されている。一方、信号配線パターン７２の一端７２ａはポイントＥを構成し、信号配線パターン７２の他端７２ｂは単位基板６１内に設けられたスルーホール電極（図示せず）に接続されている。また、グランド引き出しパターン７３及びグランド引き出しパターン７４も、単位基板６１内に設けられたスルーホール電極（図示せず）に接続されている。
【００５８】
単位基板６２の上面６２ａには、グランド引き出しパターン７５及び７６が形成されている。グランド引き出しパターン７５の一端７５ａは上記スルーホール電極を介してグランド引き出しパターン７３に接続され、グランド引き出しパターン７５の他端７５ｂは単位基板６２内に設けられたスルーホール電極（図示せず）に接続されている。一方、グランド引き出しパターン７６の一端７６ａは上記スルーホール電極を介してグランド引き出しパターン７４に接続され、グランド引き出しパターン７６の他端７６ｂは単位基板６２内に設けられたスルーホール電極（図示せず）に接続されている。図６に示すように、本実施態様においては、グランド引き出しパターン７５とグランド引き出しパターン７６の長さが互いに相違している点が重要であり、これによって、グランド引き出しパターン７５に基づくインダクタンス成分（Ｌ１）とグランド引き出しパターン７６に基づくインダクタンス成分（Ｌ２）とが互いに異なる値とされている。
【００５９】
さらに、単位基板６２には、信号配線パターン７１の他端７１ｂ及び信号配線パターン７２の他端７２ｂに接続されたスルーホール電極に対応する部分にそれぞれスルーホール電極（図示せず）が設けられている。
【００６０】
単位基板６３の上面６３ａには、信号配線パターン７１の他端７１ｂ及び信号配線パターン７２の他端７２ｂに接続されたスルーホール電極に対応する部分を除くほぼ全面に共通グランドパターン７７が形成されている。共通グランドパターン７７は、上記スルーホール電極を介してグランド引き出しパターン７５の他端７５ｂに接続されるとともに、グランド引き出しパターン７６の他端７６ｂに接続されている。さらに、単位基板６３には、信号配線パターン７１の他端７１ｂ及び信号配線パターン７２の他端７２ｂに接続されたスルーホール電極に対応する部分にそれぞれスルーホール電極（図示せず）が設けられている。
【００６１】
そして、単位基板６４の底面６４ｂには、信号電極パターン８１及び８２と、グランド電極パターン８３及び８４とが形成されており、信号電極パターン８１及び８２は、単位基板６１〜６４に設けられたスルーホール電極を介して信号配線パターン７１の他端７１ｂ及び信号配線パターン７２の他端７２ｂにそれぞれ接続され、グランド電極パターン８３及び８４は、単位基板６４に設けられたスルーホール電極を介していずれも共通グランドパターン７７に接続されている。
【００６２】
このような構成からなるベース基板６０に対しては、単位基板６１の上面６１ａ（素子搭載面）と表面３０ａとが向き合うように、上面６１ａ内の領域６０ｃに弾性表面波フィルタ素子１０が搭載される。弾性表面波フィルタ素子１０がベース基板６０に搭載されると、上記実施態様と同様、圧電基板３０に設けられたバンプ電極３１〜３６はそれぞれ図６（ａ）に示すポイントＡ〜Ｆに接することになる。本実施態様においても、ベース基板６０に搭載された状態における弾性表面波フィルタ素子１０の等価回路は、図４及び図５に示したとおりである。
【００６３】
本実施態様においては、上述の通り、グランド引き出しパターン７５とグランド引き出しパターン７６の長さが互いに相違し、これによって、グランド引き出しパターン７５に基づくインダクタンス成分（Ｌ１）とグランド引き出しパターン７６に基づくインダクタンス成分（Ｌ２）とが互いに異なる値とされている。このため、上記実施態様において用いたベース基板４０と同様にして、接続点Ｎ１と共通グランドパターン７７との間に形成されるＬＣ共振回路の共振周波数と、接続点Ｎ２と共通グランドパターン７７との間形成されるＬＣ共振回路の共振周波数は互いに異なった値となる。このため、低周波側減衰極が現れる周波数（ｆ１ｒ）よりも低域側及び／又は高周波側減衰極が現れる周波数（ｆ２ａ）よりも高域側においては、これらＬＣ共振回路による２つの減衰極が現れることになる。そして、これら２つの減衰極が現れる周波数は、グランド引き出しパターン７５及び７６の長さによって自由に設定することができる。
【００６４】
このように、本実施態様においても、上記実施態様と同様の効果を得ることができるとともに、本実施態様においては、多層基板であるベース基板６０内に設けられたグランド引き出しパターン７５及び７６によってインダクタンス成分Ｌ１及びＬ２を与えていることから、これらインダクタンス値の設定可能範囲が広い。このため、本実施態様においては、上記実施態様に比べて減衰極を形成可能な周波数の範囲が広いという特徴を有している。
【００６５】
次に、本発明の好ましいさらに他の実施態様について説明する。本実施態様は、上記実施態様とは異なり、弾性表面波フィルタ素子上の配線パターン形状によって、任意の周波数帯に複数の減衰極を形成するものである。
【００６６】
図７は、本発明の好ましいさらに他の実施態様にかかる弾性表面波フィルタ素子９０を示す略平面図である。
【００６７】
図７に示す例による弾性表面波フィルタ素子９０は、図２に示した弾性表面波フィルタ素子１０と類似の構成を有しており、配線パターン２７のうちパッド電極パターン１１と並列腕共振子パターン２１とを接続する領域２７ａと、パッド電極パターン１６と並列腕共振子パターン２２とを接続する領域２７ｂとが互いに異なる長さに設定されている点において、図２に示した弾性表面波フィルタ素子１０と異なる。具体的には、配線パターン２７の領域２７ａが蛇行した平面形状を有している一方で、配線パターン２７の領域２７ｂは蛇行しない直線的な平面形状を有しており、これによって、領域２７ａによるインダクタンス成分（Ｌ１）と領域２７ｂによるインダクタンス成分（Ｌ２）とが異なる値となるように設定されている。その他については弾性表面波フィルタ素子１０と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６８】
図８は、弾性表面波フィルタ素子９０が搭載される板状のベース基板１００を示す図であり、（ａ）は素子搭載面１００ａ側から見た略平面図であり、（ｂ）は素子搭載面１００ａ側と対向する実装面１００ｂ側から見た略平面図である。ベース基板１００は、図３に示したベース基板４０と同様、セラミックや樹脂等からなる絶縁性の基板とその表面に形成された各種電極パターンによって構成される。
【００６９】
図８（ａ）に示すように、ベース基板１００の素子搭載面１００ａには、信号配線パターン１０１及び１０２と共通グランドパターン１０５とが形成されている。また、図８（ｂ）に示すように、ベース基板１００の実装面１００ｂには、信号電極パターン１０６及び１０７と、グランド電極パターン１０８及び１０９とが形成されており、信号電極パターン１０６及び１０７は、ベース基板１００の側面に設けられた導電体（図示せず）を介して信号配線パターン１０１及び１０２にそれぞれ接続され、グランド電極パターン１０８及び１０９は、ベース基板１００の側面に設けられた導電体（図示せず）を介していずれも共通グランドパターン１０５に接続されている。
【００７０】
このような構成からなるベース基板１００に対しては、上述したベース基板４０と同様、素子搭載面１００ａと表面３０ａとが向き合うように、素子搭載面１００ａ内の領域１００ｃに弾性表面波フィルタ素子９０が搭載される。弾性表面波フィルタ素子９０がベース基板１００に搭載されると、圧電基板３０に設けられたバンプ電極３１〜３６はそれぞれ図８（ａ）に示すポイントＡ〜Ｆに接し、これにより、パッド電極パターン１１及び１６は共通グランドパターン１０５に接続され、パッド電極パターン１２は信号配線パターン１０１に接続され、パッド電極パターン１５は信号配線パターン１０２に接続される。
【００７１】
本実施態様においては、図３に示したベース基板４０とは異なり、長さの異なるグランド引き出しパターン４３及び４４がベース基板１００に設けられていないが、弾性表面波フィルタ素子９０自体に長さの異なるグランド配線パターン（領域２７ａ及び２７ｂ）を設けていることから、上記実施態様と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、本実施態様においては、インダクタンス成分Ｌ１及びＬ２が圧電基板３０の表面３０ａ上に設けられた配線パターン２７によって与えられるので、上記実施態様と比べてインダクタンス成分Ｌ１及びＬ２の値として小さな値が得られやすい。このため、インダクタンス成分Ｌ１及びＬ２によるＬＣ共振回路の共振周波数をより高周波側に位置させやすくなるので、新たな減衰極を通過帯域よりも高域側に形成したい場合に好適である。
【００７３】
尚、本実施態様においては、長さの異なるグランド引き出しパターン４３及び４４を持たないベース基板１００を用いたが、図７に示す弾性表面波フィルタ素子９０を図３に示すベース基板４０に搭載しても構わない。この場合、インダクタンス成分Ｌ１は、配線パターン２７の領域２７ａ及びグランド引き出しパターン４３の両方によって与えられ、インダクタンス成分Ｌ２は、配線パターン２７の領域２７ｂ及びグランド引き出しパターン４４の両方によって与えられることからこれらインダクタンス値の設定可能範囲が広く、したがって、減衰極を形成可能な周波数の範囲を広げることが可能となる。
【００７４】
もちろん、図７に示す弾性表面波フィルタ素子９０を図６に示すベース基板６０に搭載しても構わない。この場合、インダクタンス値の設定可能範囲がさらに広くなることから、減衰極を形成可能な周波数の範囲をいっそう広げることが可能となる。
【００７５】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００７６】
例えば、上記実施態様においては、２つの並列腕共振子パターン２１及び２２を備える弾性表面波装置を例に説明したが、本発明は、３以上の並列腕共振子パターンを備える弾性表面波装置にも当然適用することが可能である。この場合、各並列腕共振子パターンに付加されるインダクタンス成分を全て異なる値とすれば、並列腕共振子パターンの数だけ減衰極を形成することができるが、本発明において、各並列腕共振子パターンに付加されるインダクタンス成分を全て異なる値とすることは必須でなく、複数の並列腕共振子パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンに付加されるインダクタンス成分が互いに異なっていれば足りる。
【００７７】
また、上記実施態様においては、ベース基板４０（６０）内のグランド引き出しパターン４３及び４４（グランド引き出しパターン７５及び７６）の長さ、及び／又は、弾性表面波フィルタ素子９０内の配線パターン２７の長さを互いに異ならせることによって複数の減衰極を任意の周波数帯に形成しているが、弾性表面波装置が搭載されるモジュールや、弾性表面波装置が実装されるプリント基板上におけるグランド配線の長さを互いに相違させることによっても同様の効果を得ることができる。但し、この場合には、弾性表面波フィルタ素子が搭載されるベース基板内において、各グランド引き出しパターンが短絡しないようにこれらを引き回す必要がある。またこの場合、各並列腕共振子パターンに付加されるインダクタンス成分として比較的大きな値が得られることから、これらインダクタンス成分によるＬＣ共振回路の共振周波数をより低周波側に位置させやすくなる。したがって、かかる方法は、減衰極を通過帯域よりも低域側に形成したい場合に好適である。
【００７８】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明について更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００７９】
まず、圧電基板として３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ３基板を用意し、スパッタリング法によってその主面にＡｌ−０．５質量％Ｃｕを１９０ｎｍ成膜した後、これをパターニングすることによって図２に示した構造と同じ構造を有する２つの弾性表面波フィルタ素子１０−１及び１０−２を作製した。ここで、並列腕共振子パターン２１及び２２については、交差指状電極の交差幅、電極幅及び電極周期をそれぞれ５７μｍ、０．６１μｍ、２．１８２μｍに設定し、反射器の電極幅及び電極周期を０．６１μｍ、１．０９１μｍに設定した。また、直列腕共振子パターン２３〜２６については、交差指状電極の交差幅、電極幅及び電極周期をそれぞれ２９μｍ、０．５８μｍ、２．０７８μｍに設定し、反射器の電極幅及び電極周期を０．６１μｍ、１．０９１μｍに設定した。
【００８０】
次に、図３に示した構造と同じ構造を有するベース基板４０及び図８に示した構造と同じ構造を有するベース基板１００を作製し、上記弾性表面波フィルタ素子１０−１をベース基板４０に搭載する一方、上記弾性表面波フィルタ素子１０−２をベース基板１００に搭載した。ここで、ベース基板４０内のグランド引き出しパターン４３はインダクタンス値が０．５ｎＨとなるように設定し、グランド引き出しパターン４４はインダクタンス値が０．３ｎＨとなるように設定した。
【００８１】
最後に、弾性表面波フィルタ素子１０−１が搭載されたベース基板４０にカバー５０を被せることによって実施例による弾性表面波装置を完成させるとともに、弾性表面波フィルタ素子１０−２が搭載されたベース基板１００にカバー５０を被せることによって比較例による弾性表面波装置を完成させた。
【００８２】
そして、実施例による弾性表面波装置及び比較例による弾性表面波装置の周波数特性をそれぞれ測定した。測定の結果を図９に示す。
【００８３】
図９に示すように、実施例による弾性表面波装置及び比較例による弾性表面波装置とも、通過帯域の中心周波数は１８４５．５ＭＨｚであったが、実施例による弾性表面波装置においては、約３．６ＧＨｚ近辺及び６．０ＧＨｚ近辺に減衰極が現れている。これにより、通過帯域から見て高域側の遮断帯域、特に、通過帯域の２倍の周波数帯において充分な減衰量が得られていることが分かる。これに対し、比較例の弾性表面波装置においては、６．０ＧＨｚ近辺に一つの減衰極が現れているのみであり、通過帯域から見て高域側の遮断帯域、特に、通過帯域の２倍の周波数帯における減衰量が不十分であることが分かる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、ラダー型の弾性表面波フィルタ素子に設けられた複数の並列腕共振子パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンと基準電位との間に互いに異なるインダクタンス成分を付加していることから、遮断帯域の任意の周波数帯に複数の減衰極を形成することができる。これにより、帯域内挿入損失の増大を抑制しつつ、帯域外減衰量を増大させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施態様にかかる弾性表面波装置１を概略的に示す切り欠き図である。
【図２】弾性表面波フィルタ素子１０の一例を示す略平面図である。
【図３】弾性表面波フィルタ素子１０が搭載される板状のベース基板４０を示す図であり、（ａ）は素子搭載面４０ａ側から見た略平面図、（ｂ）は素子搭載面４０ａ側と対向する実装面４０ｂ側から見た略平面図である。
【図４】通過帯域近傍における弾性表面波装置１の等価回路図である。
【図５】低周波側減衰極が現れる周波数（ｆ１ｒ）よりも低域側及び高周波側減衰極が現れる周波数（ｆ２ａ）よりも高域側における弾性表面波装置１の等価回路図である。
【図６】弾性表面波フィルタ素子１０が搭載されるベース基板６０を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の好ましいさらに他の実施態様にかかる弾性表面波フィルタ素子９０を示す略平面図である。
【図８】弾性表面波フィルタ素子９０が搭載される板状のベース基板１００を示す図であり、（ａ）は素子搭載面１００ａ側から見た略平面図、（ｂ）は素子搭載面１００ａ側と対向する実装面１００ｂ側から見た略平面図である。
【図９】実施例による弾性表面波装置及び比較例による弾性表面波の周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 弾性表面波装置
１０，９０ 弾性表面波フィルタ素子
１１〜１６ パッド電極パターン
２１，２２ 並列腕共振子パターン
２３〜２６ 直列腕共振子パターン
２７ 配線パターン
２７ａ，２７ｂ 接続領域
３０ 圧電基板
３０ 主面
３１〜３６ バンプ電極
４０，６０，１００ ベース基板
４０ａ，６１ａ，１００ａ 素子搭載面
４０ｂ，６４ｂ，１００ｂ 実装面
４０ｃ，６０ｃ，１００ｃ 弾性表面波フィルタ素子の搭載領域
４１，４２，７１，７２，１０１，１０２ 信号配線パターン
４３，４４，７３，７４，７５，７６ グランド引き出しパターン
４５，７７，１０５ 共通グランドパターン
４６，４７，８１，８２，１０６，１０７ 信号電極パターン
４８，４９，８３，８４，１０８，１０９ グランド電極パターン
５０ カバー
６１〜６４ 単位基板
Ｎ１，Ｎ２ 接続点
Ａ〜Ｆ ポイント
Claims (12)
- 圧電基板上に設けられた少なくとも１つの直列腕共振子パターン及び複数の並列腕共振子パターンと、前記複数の並列腕共振子パターンにそれぞれ対応して設けられた複数のバンプ電極とを備えるラダー型の弾性表面波フィルタ素子を含む弾性表面波装置であって、前記複数の並列腕共振子パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンと基準電位との間に、互いに値の異なるインダクタンス成分が付加されていることを特徴とする弾性表面波装置。
- 前記圧電基板上に設けられた配線パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンとこれらに対応するバンプ電極とを接続する領域の形状が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波装置。
- 前記弾性表面波フィルタ素子が搭載されるベース基板をさらに含み、前記ベース基板は、少なくとも２つの並列腕共振子パターンにそれぞれ対応するバンプ電極に接続された複数のグランド引き出しパターンと、前記複数のグランド引き出しパターンに接続された共通グランドパターンとを備え、前記複数のグランド引き出しパターンのうち、少なくとも２つのグランド引き出しパターンによるインダクタンス成分が互いに異なることを特徴とする請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
- 前記２つのグランド引き出しパターンが前記ベース基板の表面に形成されており、前記２つのグランド引き出しパターンの平面形状が互いに異なることを特徴とする請求項３に記載の弾性表面波装置。
- 前記ベース基板が多層基板であり、前記２つのグランド引き出しパターンの少なくとも一部が前記ベース基板の内部に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の弾性表面波装置。
- 前記複数の並列腕共振子パターンのうち、少なくとも１つの並列腕共振子パターンの並列静電容量と、該並列腕共振子パターンと基準電位との間に付加されたインダクタンス成分によって構成される共振回路の共振周波数が、前記弾性表面波フィルタ素子の通過帯域の中心周波数のほぼ整数倍であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
- 圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた少なくとも１つの直列腕共振子パターン、複数の並列腕共振子パターン及びパッド電極パターンを備えるラダー型の弾性表面波フィルタ素子であって、前記複数の並列腕共振子パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンとこれらに対応する前記パッド電極パターンとの間に、互いに値の異なるインダクタンス成分が付加されていることを特徴とする弾性表面波フィルタ素子。
- 前記インダクタンス成分は、前記圧電基板上に設けられた配線パターンのうち、少なくとも２つの並列腕共振子パターンとこれらに対応するパッド電極パターンとを接続する領域によって与えられることを特徴とする請求項７に記載の弾性表面波フィルタ素子。
- 前記パッド電極パターン上に設けられたバンプ電極をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の弾性表面波フィルタ素子。
- ラダー型の弾性表面波フィルタ素子を搭載するための弾性表面波フィルタ素子用ベース基板であって、複数のグランド引き出しパターンと、前記複数のグランド引き出しパターンに接続された共通グランドパターンとを備え、前記複数のグランド引き出しパターンのうち、少なくとも２つのグランド引き出しパターンによるインダクタンス成分が互いに異なることを特徴とする弾性表面波フィルタ素子用ベース基板。
- 前記２つのグランド引き出しパターンが前記ベース基板の表面に形成されており、前記２つのグランド引き出しパターンの平面形状が互いに異なることを特徴とする請求項１０に記載の弾性表面波フィルタ素子用ベース基板。
- 前記ベース基板が多層基板であり、前記２つのグランド引き出しパターンの少なくとも一部が前記ベース基板の内部に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の弾性表面波フィルタ素子用ベース基板。
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