聲表面波裝置的製作方法
2023-08-11 09:47:41
專利名稱：聲表面波裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶通濾波器，尤其涉及一種包含多個帶通濾波器的聲表面波裝置。
近年來，包含多種通信制式的多頻帶可攜式電話已有發展。另外，隨著用戶數量的增加，使用諸如日本PDC的800MHz頻帶的多頻帶可攜式電話也有發展。
這些可攜式電話需要寬帶級間帶通濾波器，以覆蓋多個頻帶。
另外，在近期的可攜式電話中，其發送側頻帶和接收側頻帶相互接近的系統數量增加，因此必須在期望的頻帶緊鄰處增加濾波器特性的陡度。
第9121138號日本未審查專利公告中揭示了一種能夠覆蓋多個頻帶的濾波器裝置的例子。略
圖17是一電路圖，用於解釋根據這一傳統技術的濾波器裝置。這裡，各包含聲表面波濾波器的濾波器元件101和102的輸入端子和輸出端子由濾波器元件101和102之間共用。具體地說，濾波器元件101和102的輸入端連接到輸入端子103，濾波器元件101和102的輸出端連接到輸出端子104。通過濾波器元件101和102共用輸入端子和輸出端子，實現了無線電信號部分尺寸和重量的減小。
分別將傳輸線105和106連接在輸入端子103和一個濾波器元件101之間，以及輸出端子104和這一個濾波器元件101之間。還有，將電容器107連接在濾波器元件102和輸入端子103之間，並將電感元件108連接在輸入端子103和電容器107的連接點與地電位之間。類似地，將電容器109連接在濾波器元件102的輸出端和輸出端子104之間，將電感元件110連接在電容器109和輸出端子104之間的連接點與地電位之間。
即，將包含傳輸線105和106的相位調節電路分別連接在濾波器元件101與輸入端子103和輸出端子104之間。還有，將包含電容器107和電感元件108的相位調節電路以及由電容器109和電感元件110構成的相位調節電路分別連接在濾波器元件102與輸入端子103和輸出端子104之間。
通過設置上述相位調節電路，每一個濾波器元件101和102在其不需要的頻帶中都處於高阻抗狀態，由此得到極好的通帶特性。
另外，在根據這一傳統的技術的濾波器裝置中，揭示了一種結構，這種結構中將上述電容器107和109以及電感元件108和110設置在濾波器裝置的封裝的內部或外部，還揭示了另外一種結構，在這種結構中將上述傳輸線105和106設置在封裝的層疊部分上。
但是，如在上述傳統技術中所述，將電容器和電感元件設置在濾波器裝置封裝內側或外側，以形成相位調節電路時，封裝本身必然變大，或者在將濾波器裝置安裝在可攜式電話或其它裝置的電路板上時的安裝面積必須變大。
還有，當將傳輸線設置在封裝的層疊部分上時，如果將另外一個聲表面波濾波器安裝在相同封裝上，則無法執行對阻抗的精細的調節。這樣，必須為每一個要安裝的濾波器使用獨特的封裝。
為了克服上述問題，本發明的較佳實施例提供了一種聲表面波裝置，它包括多個具有不同中心頻率，並共用輸入端子和輸出端子的聲表面波濾波器，多個聲表面波濾波器並聯，這使設置在封裝內部和外部的電感元件和電容器元件的數量可減少，並且使得當將裝置安裝到電路板或其它基片上時的安裝面積減小。
根據本發明的較佳實施例，聲表面波裝置包含連接在輸入端子和輸出端子之間的第一聲表面波濾波器；中心頻率不同於第一聲表面波濾波器，並且連接在輸入端子由輸出端子之間，並與第一聲表面波濾波器並聯的第二聲表面波濾波器；至少一個與第一或第二聲表面波串聯的單端聲表面波諧振器，它位於輸入端子與第一和第二聲表面波濾波器中的至少一個之間，或者輸出端子與第一和第二聲表面波濾波器中的至少一個之間的至少一側上。在這個聲表面波裝置中，一個單端聲表面波諧振器的反諧振頻率位於比設置在單端聲表面波諧振器串聯的一側上的聲表面波濾波器的通帶的反諧振頻率更高的頻率側上。
根據本發明的至少一個較佳實施例的一個具體的方面，第二聲表面波濾波器的中心頻率高於第一聲表面波濾波器，並且第一單端聲表面波諧振器和第二單端聲表面波諧振器分別串聯在第二聲表面波濾波器和輸入端子之間，第二聲表面波濾波器和輸出端子之間。
根據本發明的至少一個較佳實施例的另一個方面，以多級串聯連接多個單端聲表面波諧振器。
根據本發明的至少一個較佳實施例的另一個具體的方面，在第一或第二聲表面波濾波器與輸入端子之間，或第一或第聲表面波濾波器與輸出端子之間的至少一側上，至少串聯連接兩個單端聲表面波諧振器，並且將相互串聯的多個單端聲表面波諧振器設置得使其由其叉指式換能器(下面成為「IDT」)的節距確定的頻率不同。
根據本發明的各種較佳實施例的另一個方面，第一和第二聲表面波濾波器各包括有3個沿聲表面波傳播方向而設的IDT的縱向耦合聲表面波濾波器。
根據本發明的至少一個較佳實施例的另一個具體方面，在各有3個IDT的第一和第二縱向耦合聲表面波濾波器中，第一和第二縱向耦合聲表面波濾波器相互並聯，從而第一和第二縱向耦合聲表面波濾波器的聲表面波傳播方向兩側上的IDT共用輸入(輸出)端子，同時第一和第二縱向耦合聲表面波濾波器的中心IDT也共用輸出(輸入)端子。
根據本發明的各種較佳實施例的另一個方面，在上述單端聲表面波諧振器的至少一個單端聲表面波諧振器中，通過變薄方法或其它適當處理使IDT權重。
根據本發明的聲表面波裝置的較佳實施例的另一個方面，還提供了一電感元件，它額外地與輸入和輸出端子並聯。
最好額外與輸入端子並聯的電感元件的電感值設置得不同於額外與輸出端子並聯的電感元件的電感值。
根據本發明的各種較佳實施例的具體方面，將第一聲表面波濾波器的電極薄膜厚度設置得不同於第二聲表面波濾波器。
根據本發明的各種較佳實施例的另外的具體方面，將第一聲表面波濾波器和第二聲表面波濾波器在壓電基片上相互並聯。
根據本發明的各種較佳實施例的另一個具體方面，將輸入端子和/或輸出端子設置為平衡信號端子。
根據本發明的另一個較佳實施例的通信裝置特徵在於，它包括根據本發明的其它較佳實施例的聲表面波裝置，作為帶通濾波器。
根據本發明的另一個較佳實施例，具有不同中心頻率的第一和第二聲表面波濾波器的輸入端子和輸出端子由這些聲表面波濾波器共用，在輸入端子與第一和第二聲表面波濾波器中至少一個之間，或輸出端子與第一和第二聲表面波濾波器中的至少一個之間的至少一側上，至少一個單端聲表面波諧振器與第一或第二聲表面波濾波器串聯連接。
因此，在第一和第二聲表面波濾波器相互並聯的結構中能夠容易地實現阻抗匹配。
由於上述單端聲表面波諧振器的反諧振頻率最好位於比設置在單端聲表面波諧振器所串聯的一側上的聲表面波濾波器的通帶頻率更高的頻率處，因此能夠增加設置在串聯了單端聲表面波諧振器的一側上的聲表面波濾波器的通帶的高頻側上的衰減值。
在傳統例子中，必須連接許多元件，以對外部元件阻抗匹配，但是，在根據本發明的較佳實施例中，大大減少了要連接到外部元件的元件數量，使安裝面積可大為減小。
當將單端聲表面波諧振器連接在各第一和第二聲表面波濾波器與輸入端子之間時，防電阻變化能力大大改善。
當將多個單端聲表面波諧振器多級串聯時，進一步改善抗功率性。當至少兩個單端聲表面波諧振器串聯，位於第一或第二聲表面波濾波器和輸入端子之間，或第一或第二聲表面波濾波器和輸出端子之間的至少一側上，並且多個串聯的單端聲表面波諧振器的由IDT節距確定的頻率不同，不僅防電阻變化能力大大改善，比通帶頻率更高的頻率側上的陡度改善，而且大大減小了通帶中產生的波動。
當在單端聲表面波諧振器中的至少一個單端聲表面波諧振器中IDT變薄時，反諧振頻率接近於諧振頻率側，因此在通帶高頻側附近能夠得到更高衰減值。
在本發明的較佳實施例中，當第一和第二聲表面波濾波器包括有3個沿聲表面波傳播方向設置的IDT的縱向耦合聲表面波濾波器時，可以通過使用縱向耦合聲表面波濾波器實現第一和第二聲表面波濾波器的小型化。
在其結構中，在各有3個IDT的第一和第二縱向耦合聲表面波濾波器中，第一和第二縱向耦合聲表面波濾波器相互並聯，從而第一和第二縱向耦合聲表面波濾波器沿聲表面波傳播方向的兩側上的IDT共用輸入(輸出)端子，同時第一和第二縱向耦合型聲表面波濾波器的中心IDT共用輸出(輸入)端子，更加減小了通帶中的插入損耗。
當還提供額外與輸入和輸出端子並聯的電感元件時，通過此電感元件使阻抗更好地匹配。
當額外與輸入端子並聯的電感元件的電感值不同於額外與輸出端子連接的電感元件時，能夠在輸入端子與輸出端子每一側上使阻抗匹配最優化。
第一和第二聲表面波濾波器的電極薄膜厚度可以基本上相等，或也可以不同，以便根據每一個聲表面波濾波器的特性最優化，這使最終可以得到的特性的自由度可增加。
第一聲表面波濾波器和第二聲表面波濾波器在壓電基片上並聯的結構中，能夠實現根據本發明的各種較佳實施例的聲表面波裝置的最小化，並且能夠實現基片和封裝側上的電極設計的簡單化。
為了說明本發明，在附圖中示出目前較好的幾種形式，但是應當知道本發明不限於精細的安排和手段。
從參照附圖對本發明的較佳實施例的詳細描述，本發明的其它特點、元件和特徵以及優點會更清楚。
圖1是根據本發明的第一較佳實施例的聲表面波裝置的電路配置的示圖；圖2是用於解釋本發明的第一較佳實施例中使用的聲表面波濾波器的電極結構的平面圖；圖3是示出用於根據第一較佳實施例的聲表面波裝置中的聲表面波濾波器1的頻率特性的曲線；圖4是示出用於根據本發明的第一較佳實施例中的聲表面波裝置中的單端聲表面波諧振器的頻率特性的曲線；圖5是示出根據本發明的第一較佳實施例中的聲表面波裝置的頻率特性的曲線；圖6是用於解釋用於與本發明的較佳實施例比較的傳統聲表面波裝置的電路配置的示圖；圖7是示出圖6所示的傳統聲表面波裝置的頻率特性的曲線；圖8是說明根據本發明的第二較佳實施例的聲表面波裝置的電路配置的示圖；圖9是解釋圖8所示的第二較佳實施例的具體結構的平面圖；圖10是說明根據本發明的第二較佳實施例的聲表面波裝置的頻率特性的曲線；圖11是說明根據本發明的第二較佳實施例的第一修改的聲表面波裝置的頻率特性的曲線；
圖12是說明根據本發明的第二較佳實施例的第二修改的聲表面波裝置的頻率特性的曲線；圖13是說明圖9所示的聲表面波裝置的頻率特性的曲線，其中第一聲表面波濾波器沿聲表面波傳播方向的兩側上的IDT，以及第二聲表面波濾波器的中心IDT連接到輸入端，其中，第一聲表面波濾波器的中心IDT和第二聲表面波濾波器沿聲表面波傳播方向兩側上的IDT連接到輸出端。
圖14是解釋根據本發明的第二較佳實施例的另一個修改的聲表面波裝置的示意平面圖；圖15是解釋根據本發明的第二較佳實施例的另一個修改的聲表面波裝置的方框圖；圖16是解釋使用根據本發明的另一個較佳實施例的聲表面波裝置的通信裝置的一個例子的方框圖；圖17是示出傳統聲表面波裝置的電路配置的示圖。
下面，將參照附圖，通過描述根據本發明的多個較佳實施例的聲表面波裝置揭示本發明。
圖1是示出根據本發明的較佳實施例的聲表面波裝置的電路配置的示圖。
根據該較佳實施例的聲表面波裝置是一個聲表面波濾波器，它能夠在日本PDC的800MHz頻帶中的多個接收側頻帶中工作。在PDC的800MHz頻帶中，使用810到843MHz和870到885MHz的接收側頻帶。
如圖1所示，第一和第二聲表面波濾波器1和2的輸入端共同連接到輸入端子3，由此它們共用輸入端子3。類似地，第一和第二聲表面波濾波器1和2的輸出端共同連接到輸出端子4，由此它們共用輸出端子4。換句話說，聲表面波濾波器1和2並聯在輸入端子3和輸出端子4之間。
最好，聲表面波濾波器1和2具有將多個IDT設置在壓電基片上的結構。圖2是示出聲表面波濾波器1的電極結構的平面圖。
對於聲表面波濾波器1，為了使頻帶寬度更寬，最好使用36度Y切割X傳播的LiTaO3。但是，作為壓電基片的材料，可替代地使用另外一種壓電單晶或壓電陶瓷。
最好將三個IDT1a到1c設置在壓電基片的頂表面上。將反射器1d和1e設置在設置有IDT1a到1c的區域外側。即，聲表面波濾波器1具有帶三個IDT的一級縱向耦合電路配置。但是，或者聲表面波濾波器1也可以由具有另外一種結構的聲表面波濾波器構成。
雖然已經以聲表面波濾波器1為例進行了描述，但是，還可以象聲表面波濾波器1的情況那樣構成聲表面波濾波器2。但是將第一和第二聲表面波濾波器1和2設置得具有不同中心頻率。具體地說，最好聲表面波濾波器1的中心頻率是大約828.5MHz，以便覆蓋810到843MHz頻帶，而聲表面波濾波器2的最好是大約877.5MHz，以便覆蓋870到885MHz頻帶。
在聲表面波濾波器1的輸入端子3和輸入端之間，將單端聲表面波諧振器5與聲表面波濾波器1串聯連接。類似地，在輸入端子3和聲表面波濾波器2之間，將單端聲表面波諧振器6與聲表面波濾波器2串聯連接。將單端聲表面波諧振器5和6共同連接到輸入端子3。即，將單端聲表面波諧振器5和6的一側的端部連接到與輸入端子3相接的連接點7。
另一方面，在聲表面波濾波器1和2的輸出端共同連接到的連接點8與聲表面波濾波器2的輸出端之間，單端聲表面波諧振器9與聲表面波濾波器2串聯連接。
每一個單端聲表面波諧振器5、6和9具有一種結構，其中在IDT沿聲表面波傳播方向兩側上設置有一個IDT以及反射器。或者，每一個單端聲表面波諧振器5、6和9可以具有沒有反射器的結構。但是，在單端聲表面波諧振器中，其中將反射器設置在IDT的兩側上的結構具有更高的Q值。由此，最好使用具有上述反射器的單端聲表面波諧振器。
將用於匹配阻抗的電感元件11連接在輸入端子3和連接點7之間的連接點與地電位之間。類似地，將用於確定阻抗匹配電路的電感元件13連接在連接點和輸出端子4之間的連接點12與地電位之間。在這個較佳實施例中，電感元件11和電感元件13的電感值最好分別是大約10nH和12nH。即，將電感元件11和13設置得具有互不相同的電感值。
圖1中，實線A表示封裝的外部邊緣。在根據本較佳實施例的聲表面波裝置中，電感元件11和13以外的所有元件最好設置在封裝中的相同壓電基片上。但是，可代之以將聲表面波濾波器1和2，以及單端聲表面波諧振器5、6和9替代地設置在不同的壓電基片上，並可以將多個壓電基片設置在封裝內。
圖3示出用於根據本較佳實施例中的聲表面波裝置中的聲表面波濾波器1的插入損耗的頻率特性，圖4示出用於根據本較佳實施例的聲表面波裝置中的單端聲表面波諧振器5的插入損耗的頻率特性。這裡，由圖3和4中的虛線，以及圖5、7、9和10(將在下面示出)中的實線表示的頻率特性是放大的特性，這是通過放大由實線表示的頻率特性而得到的，以縱軸右側為刻度。
第一和第二聲表面波濾波器和第一和第二單端聲表面波諧振器的規格示於下面的表1中。
表1
如表1所示，將電極薄膜厚度設置為在聲表面波濾波器1的IDT部分處波長的8％，即，大約0.08λ。在這個較佳實施例中，聲表面波濾波器1和2的Al電極薄膜的厚度最好基本上相同。但是，為了由具有最適合的薄膜厚度的Al電極構成聲表面波濾波器1和2，可以將聲表面波濾波器1和2的Al電極薄膜厚度設置得相互不同，由此大大增加特性的自由度。聲表面波濾波器1的通帶是810MHz到843MHz，而單端聲表面波諧振器5的反諧振頻率fa是866MHz。即，聲表面波諧振器5的反諧振頻率fa最好高於聲表面波諧振器5所串聯的聲表面波濾波器1的較高頻帶側端部的頻率。同樣，單端聲表面波諧振器6和9的每一個反諧振頻率都是922MHz，即它最好高於單端聲表面波諧振器6和9所串聯的聲表面波濾波器2的通帶的高頻側端部的頻率。
在PDC的800MHz頻帶中，發送側頻帶位於893MHz到898MHz頻帶，以及925MHz到960MHz頻帶。因此，在用於接收的聲表面波裝置中，要求這些發送側頻帶中的衰減值高。
在該較佳實施例中，將單端聲表面波諧振器6和9與中心頻率相對高的聲表面波濾波器2的輸入側和輸出側串聯。
通過使單端聲表面波諧振器6和9的反諧振頻率與發送側頻帶匹配，大大增加發送側頻帶的衰減值。
另外，通過增加每一個都串聯在輸入和輸出端子3和4與聲表面波濾波器2之間的單端聲表面波諧振器的數量，進一步增加了衰減值。為此，在這個較佳實施例中，將兩個單端聲表面波諧振器6和9與具有相對高的中心頻率的聲表面波濾波器2串聯，以達到阻抗匹配。還有，通過這種構造，能夠在發送側頻帶上達到高衰減值。將電感元件11和13設置為不同電感值的原因是因為已經對這些電感元件中的每一個選擇了最適宜的電感值。需要聲表面波濾波器1和2具有寬帶濾波器特性。因此，通常往往使用3-IDT或5-IDT型聲表面波濾波器，它們適合於寬帶設計。在這些適合於寬帶設計的聲表面波濾波器中，輸入側阻抗和輸出側阻抗互不相同。為了使輸入側和輸出側之間的阻抗匹配最好，如上文所述，最好使用電感值互不相同的電感元件11和13。
圖5示出根據較佳實施例的聲表面波裝置的頻率特性。為了比較，準備具有一種結構的聲表面波裝置，其中僅僅通過電感元件和電容器，即得到了聲表面波濾波器1和2的阻抗匹配。圖6示出這種聲表面波裝置的電路配置。圖6中，類似於聲表面波濾波器1和2，構成聲表面波濾波器21和22。圖6中，分別將包括電容器23和電感元件24的阻抗匹配電路，和包括電容器25和電感元件26的阻抗匹配電路設置在聲表面波濾波器21和22與輸入端子3之間。還有，將包含電容器27和電感元件28的阻抗匹配電路插入聲表面波濾波器22和輸出端子4之間。
另一方面，以和根據第一較佳實施例的聲表面波濾波器1相同的方式構成這些聲表面波濾波器。由此產生聲表面波裝置的比較的例子。
在聲表面波裝置的這個比較例子中，電感元件11、13、24、26和28的電感值分別是10nH,10nH,15nH,12nH和15nH。電容器23、25和27的電容分別是3pF,3pF和8pF。在圖6中，標號A表示封裝的外部邊緣。
圖7說明了如上所述製備的聲表面波裝置的比較例子的頻率特性。
當將根據本較佳實施例的聲表面波裝置與上述聲表面波裝置的比較例子相比時，注意到比較例子使用8個外部元件，而根據本較佳實施例的聲表面波裝置僅僅使用兩個外部元件。因此，在根據本較佳實施例的聲表面波裝置中，雖然聲表面波裝置本身由於使用單端聲表面波諧振器5、6和9而具有大的尺寸，但是使整個安裝面積顯著變小。
如從圖5和7之間的比較所示，顯然與對應於傳統例子的比較例子的聲表面波裝置的頻率特性相比，通帶中高頻側上的衰減值顯著增加。當比較在925MHz到960MHz處的衰減值時，注意到與比較例子的14dB相比，本較佳實施例的衰減值是34dB。即，本較佳實施例衰減值比比較例子的增加20dB。
因此，根據本較佳實施例，整個安裝面積大大減小，另外大大增加了通帶的高頻側上的衰減值。另外，在本較佳實施例中，由於將單端聲表面波諧振器5和6分別插在聲表面波濾波器1和2與輸入端子3之間，故而大大改善了防電阻變化能力。
可以省略單端聲表面波諧振器5、6和9中的一個或兩個，並且通過如比較例子中的情況，利用電感元件和電容器來匹配阻抗，而校正不匹配的阻抗。即使是在這種情況下，由於將至少一個單端聲表面波諧振器設置在封裝12中，能夠減小安裝面積，並且可以使通帶中的高頻側上的衰減值比比較例子中的情況更高。
換句話說，在本發明的各種較佳實施例中，通過將至少一個單端聲表面波諧振器串聯在聲表面波濾波器1和2與輸入端子之間，或者在這些聲表面波濾波器與輸出端子之間的至少一個位置，能夠使通帶高頻側上的衰減值比僅僅使用電感元件和電容器或傳輸線執行阻抗匹配的情況更高。
圖8是電路圖，用於解釋根據本發明的第二較佳實施例的聲表面波裝置。
類似於根據第一較佳實施例的聲表面波裝置地構成根據第二較佳實施例的聲表面波裝置，不同的是，將兩個單端聲表面波諧振器41和42串聯在第二聲表面波濾波器2和輸入端子3之間。因此，由相同的標號表示與第一較佳實施例中相同的元件，並且將通過利用第一較佳實施例中的描述省略具體描述。
將單端聲表面波諧振器41和42的總電容設置得與第一較佳實施例中所使用的單端聲表面波諧振器6的電容相同。即，每一個單端聲表面波諧振器41和42的IDT對數是100。單端聲表面波諧振器41和42的反諧振頻率都是922MHz，這與單端聲表面波諧振器9相同。
圖9是平面圖，說明了圖8所示的根據第二較佳實施例的聲表面波裝置的結構的細節。
在圖9所示的聲表面波裝置中，第一聲表面波濾波器1具有三個IDT101到103，它們沿著聲表面波傳播方向而設，並且第二聲表面波濾波器2具有三個IDT104到106，它們沿聲表面波傳播方向而設。如圖9中所示，顯然聲表面波濾波器1和2的輸入端在壓電基片A上由這些濾波器共用，並通過結合線107連接到設置在封裝上的輸入端子117。
將第一和第二聲表面波濾波器1和2的輸出側通過結合線108和109共同連接到設置在封裝上的輸出端子123，由此它們共用輸出端子123。這裡，標號110到115表示連接到地電位的結合線，116、118到122、124和125表示設置在封裝上的接地端子。
在圖9所示的第二較佳實施例中，將第一聲表面波濾波器1的IDT101和103，第二聲表面波濾波器2的IDT104和106，即設置在沿聲表面波傳播方向兩側上的IDT，連接到輸入端子。將第一聲表面波濾波器1的中心IDT102，以及第二聲表面波濾波器2的中心IDT105連接到輸出端子。
圖10說明了根據第二較佳實施例的聲表面波裝置的頻率特性。如圖10與示出根據第一較佳實施例的聲表面波裝置的頻率特性的圖5的比較所示，顯然通帶附近的第一和第二較佳實施例的特性基本上相同。但是第二較佳實施例在通帶高頻側上得到比第一較佳實施例更高的衰減值。具體地說，在925MHz到960MHz表現了比根據第一較佳實施例的聲表面波裝置增加了1dB的衰減值。
另外，通過象第二實施例的以多級串聯來連接多個單端聲表面波諧振器，能夠比根據第一較佳實施例的聲表面波裝置更加進一步改善防電阻變化能力。
下面，將描述第二較佳實施例的第一種修改。這種修改的電路配置類似於第二較佳實施例。修改與第二較佳實施例的差別僅僅是將由單端聲表面波諧振器9、41和42的每一個IDT的電極指節距確定的頻率設置得在這些單端聲表面波諧振器中是不同的。具體地說，在第二較佳實施例中，單端聲表面波諧振器9、41和42中任何一個的反諧振頻率最好是大約922MHz。相反，在這個修改中，單端聲表面波諧振器9、41和42的每一個IDT的電極值節距最好分別接近於4.396μm,4.406μm，和4.399μm，從而單端聲表面波諧振器9、41和42的反諧振頻率分別是926MHz,918MHz和922MHz。
圖11說明了根據本發明的較佳實施例的這一修改的聲表面波裝置的頻率特性。如從圖11和圖10之間的比較顯然的，根據這一較佳實施例，與根據第二較佳實施例的聲表面波裝置相比，在通帶高頻側上的陡度更加得到改善。具體地說，在第二較佳實施例中，在不低於919MHz的頻帶中得到不少於30dB的衰減值，而且在不低於916MHz的頻帶中得到不少於30dB的衰減值。這表示這種修改使在更寬的頻帶上可得到更高的衰減值。
另外，知道在這種修改中，和第二較佳實施例中的情況相比，在870MHz到885MHz頻帶側上的通帶中的波動更少。這是因為，通過使單端聲表面波諧振器9、41和42的反諧振頻率互不相同，單端聲表面波諧振器的反諧振頻率附近發生的小波動相互消除。
下面將描述根據第二較佳實施例的聲表面波裝置的第二修改。根據第二種修改的聲表面波裝置的電路配置類似於第二較佳實施例。
在第二種修改中，最好如下所述使單端聲表面波諧振器9、41和42的每一個IDT變薄。在一個IDT中，沿聲表面波傳播方向設置多個電極指，它們基本上垂直於聲表面波傳播方向延伸。對於標準類型IDT，多個電極指連續地連接到交替不同的電勢。在這種情況下，將兩個相鄰電極指的安排表示為「1」，將兩個相鄰電極指連接到相同電位(通過變薄)的安排表示為「0」。當使用這種表達方法時，在這一修改中，IDT的聲表面波傳播方向上的中心部分變薄，從而表示為「1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1」，聲表面波傳播方向的兩端附近變薄，從而表示為「1,0,0,1,0,0,1,0」，並且聲表面波傳播方向上的中心部分與聲表面波傳播方向端部之間的部分表示為「1,1,1,1…」。
通過這種使單端聲表面波諧振器9、41和42的每一個IDT的電極指變薄，反諧振頻率接近於諧振頻率側。這使通帶附近可得到更高衰減值。這裡，由於變薄處理減小了單端聲表面波諧振器的電容，故單端聲表面波諧振器9、41和42，以及聲表面波濾波器1和2相應地設計得與第二較佳實施例的不同。
圖12說明了根據本發明的較佳實施例的第二種修改的聲表面波裝置的頻率特性。從圖12所示的頻率特性與圖10所示的根據第二實施例的聲表面波裝置中的頻率特性相比，知道這第二種修改在陡度和通帶高頻側的衰減特性上，均優於第二較佳實施例。當比較第二種修改與第二較佳實施例在得到不小於15dB衰減值的頻帶中的情況時，知道在第二較佳實施例中，在不低於911MHz的頻帶中得到不小於15dB的衰減值，然而在第二種修改中，在不低於892MHz的頻帶中得到不小於15dB的衰減值。這表示這種修改使在更寬的頻帶上可得到更高的衰減值。因此，通過根據第二種修改的聲表面波裝置，即使在893MHz到898MHz頻帶中也能夠得到高的衰減值。
圖13說明了圖9所示的第二較佳實施例的結構的頻率特性，其中，將聲表面波濾波器1和2安排得類似於根據上述第二種修改的聲表面波裝置，其中將聲表面波濾波器1的IDT101和103，以及第二聲表面波濾波器2的IDT5連接到輸入端子，並且其中第一聲表面波濾波器1的IDT102與聲表面波濾波器2的IDT104和106連接到輸出端子。
當比較圖13所示的頻率特性與圖12所示的頻率特性時，知道圖13所示的頻率特性在通帶中的插入損失比圖12所示的差。
這表明，當並聯兩個縱向耦合的聲表面波濾波器1和2時，最好使這些濾波器1和2沿聲表面波傳播方向兩側上的IDT並聯，並使這些濾波器1和2的中心IDT相互並聯。
圖14說明了圖9所示的第二較佳實施例的聲表面波裝置的另一種修改在圖9所示的聲表面波裝置中，通過結合線將聲表面波濾波器1和2的輸出端共同連接到封裝輸出端子，由此它們共用的輸出端子，但是，在圖14所示的修改中，聲表面波濾波器1和2的輸入端側和輸出端側中的每一個都可在壓電基片A上共同使用。
通過結合線201將聲表面波濾波器1和2的輸入端連接到設置在封裝上的輸入端子210，並通過結合線202，將聲表面波濾波器1和2的輸出端連接到設置在封裝上的輸出端子216。這裡，標號203到208指明連接到地電位的結合線，而209、211到215,217和218指明設置在封裝上，並接地的電極墊片。
通過如此使第一和第二聲表面波濾波器1和2的輸入端和輸出端每一個都可在壓電基片上共同地使用，能夠通過探針檢測到作為晶片的電特性。另外，當通過面朝下安裝方法將封裝固定和連接到壓電基片時，由於聲表面波濾波器1和2的輸入端和輸出端的每一個都可在壓電基片A上共同使用，故可以簡化封裝側的電極設計。
圖15是方框圖，說明圖8所示的第二較佳實施例的另一種修改。這裡，輸出端子最好是平衡信號端子。圖15所示的這種修改與圖8所示的結構的差別在於，聲表面波諧振器9的電極指的交叉寬度(隙縫)最好是圖8所示的聲表面波諧振器9的大約一半，並且還連接具有相同設計的聲表面波諧振器9a。分別將聲表面波濾波器1和2的兩個平衡信號端子連接到輸出端子4和4a，並將電感13在輸出端子4和4a之間並聯。通過圖15所示的結構，可以得到輸出平衡信號的聲表面波裝置。與這一較佳實施例相反，輸入側也可以是平衡信號端子。
根據本發明的較佳實施例的聲表面波裝置用於各種帶通濾波器。現在將參照圖16描述將根據本發明的另一個較佳實施例的聲表面波裝置用作帶通濾波器的通信裝置。
圖16中，將雙工器162連接到天線161。將構成RF級的聲表面波濾波器164和放大器165連接在雙工器162和接收側混頻器163之間。將構成IF級的聲表面波濾波器169連接到混頻器163。另一方面，將構成RF級的放大器167和聲表面波濾波器168連接在雙工器162和發送側混頻器166之間。
根據本發明的較佳實施例構成的聲表面波裝置能夠適合於用作上述通信裝置160中的RF級聲表面波濾波器164或168。
雖然已經揭示了本發明的較佳實施例，實施這裡所揭示的原理的各種模式在下面的權利要求範圍內。因此，應當知道本發明僅僅由所附實施例限定。
權利要求
1．一種聲表面波裝置，其特徵在於包含連接在輸入端子和輸出端子之間的第一聲表面波濾波器；第二聲表面波濾波器，具有不同於所述第一聲表面波濾波器的中心頻率，並連接在所述輸入端子和輸出端子之間，並與所述第一聲表面波濾波器並聯；至少一個單端聲表面波諧振器，與所述第一聲表面波濾波器或第二聲表面波濾波器串聯，位於所述輸入端子與所述第一和第二聲表面波濾波器中至少一個之間，或者在所述輸出端子與所述第一和第二聲表面波濾波器的至少一個之間的至少一側上；其中，所述一個單端聲表面波諧振器的反諧振頻率位於比設置在所述單端聲表面波諧振器所串聯的那側上的聲表面波濾波器的通帶的反諧振頻率更高頻率側上。
2．如權利要求1所述的聲表面波裝置，其特徵在於第二聲表面波濾波器的中心頻率高於第一聲表面波濾波器的中心頻率。
3．如權利要求2所述的聲表面波裝置，其特徵在於將第一單端聲表面波諧振器串聯在第二聲表面波濾波器和輸入端子之間，將第二單端聲表面波諧振器串聯在第二聲表面波濾波器和輸出端子之間。
4．如權利要求1所述的聲表面波裝置，其特徵在於多個所述單端聲表面波諧振器以多級串聯連接。
5．如權利要求1所述的聲表面波裝置，其特徵在於在所述第一或第二聲表面波濾波器和輸入端子之間，或所述第二聲表面波濾波器和輸出端子之間的至少一側上，至少串聯連接兩個所述單端聲表面波諧振器。
6．如權利要求5所述的聲表面波裝置，其特徵在於所述多個相互串聯的單端聲表面波諧振器中由其叉指式換能器確定的頻率不同。
7．如權利要求1所述的聲表面波裝置，其特徵在於在所述單端聲表面波諧振器的至少一個單端聲表面波諧振器中，對叉指式換能器權重。
8．如權利要求1所述的聲表面波裝置，其特徵在於所述第一和第二聲表面波濾波器中的每一個都是具有沿聲表面波傳播方向而設的3個IDT的縱向耦合的聲表面波濾波器。
9．如權利要求8所述的聲表面波裝置，其特徵在於在所述各具有3個IDT的第一和第二縱向耦合聲表面波濾波器中，第一和第二縱向耦合聲表面波濾波器相互並聯，從而所述第一和第二縱向耦合聲表面波濾波器沿聲表面波傳播方向上的兩側上的IDT共用輸入端子，並且所述第一和第二縱向耦合的聲表面波濾波器的中心IDT共用輸出端子。
10．如權利要求1所述的聲表面波裝置，其特徵在於還包含額外與所述輸入和輸出端子並聯的電感元件。
11．如權利要求10所述的聲表面波裝置，其特徵在於額外與所述輸入端子並聯的電感元件的電感值不同於額外與所述輸出端子並聯的電感元件的電感值。
12．如權利要求1所述的聲表面波裝置，其特徵在於所述第一聲表面波濾波器的電極薄膜厚度不同於所述第二聲表面波濾波器的電極薄膜厚度。
13．如權利要求1所述的聲表面波裝置，其特徵在於所述第一聲表面波濾波器和所述第二聲表面波濾波器在壓電基片上並聯。
14．如權利要求1所述的聲表面波裝置，其特徵在於所述輸入端子和所述輸出端子中的至少一個是平衡信號端子。
15．一種通信裝置，其特徵在於包含如權利要求1所述的聲表面波裝置，用於形成規定的通帶濾波器；安裝聲表面波裝置的安裝基片。
全文摘要
本發明提供了一種聲表面波裝置,包含:連接到輸入端子和輸出端子之間的第一聲表面波濾波器,具有與所述第一聲表面波濾波器不同的中心頻率,並連接在輸入端子和輸出端子之間,與第一聲表面波濾波器並聯的第二聲表面波濾波器;至少一個與第一或第二聲表面波濾波器串聯的單端聲表面波諧振器,位於輸入端子與第一和第二聲表面波濾波器中的至少一個之間,或者輸出端子與第一和第二聲表面波濾波器中至少一個之間的至少一側。一個單端聲表面波諧振器的反諧振頻率位於比設置在串聯了單端聲表面波諧振器的那一側上的聲表面波濾波器的那些通帶更高的一側上。
文檔編號H03H9/25GK1319950SQ01111899
公開日2001年10月31日 申請日期2001年3月12日 優先權日2000年3月10日
發明者高峰裕一 申請人:株式會社村田製作所