專利名稱：表面聲波濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在各種通信設備中使用的表面聲波濾波器。
背景技術(shù)：
利用圖14對現(xiàn)有的表面聲波濾波器(以下稱其為SAW濾波器)予以說明?，F(xiàn)有的SAW濾波器具有第1電介質(zhì)層72、第2電介質(zhì)層78、空腔80及金屬板81。第1電介質(zhì)層72，下面具有發(fā)送端子68、接收端子69、天線端子70及第1接地電極71，上面具有傳輸線路73、74、75、76及77。與傳輸線路73、74、75、76及77對置的第2電介質(zhì)層78，上面具有第2接地電極79。空腔80，配置于第2接地電極79的對面，中央形成開口部，具有筒形形狀。通過在空腔80的上側(cè)焊接金屬板81使空腔80的開口部密閉構(gòu)成封裝。
另外，在第2接地電極79的上面安裝有表面聲波元件82，此表面聲波元件82的結(jié)構(gòu)為空腔80及金屬板81配置成為不相接觸。
如上構(gòu)成的現(xiàn)有的SAW濾波器的去掉表面聲波元件82的單純封裝的發(fā)送端子68和天線端子70之間的通過特性，即隔離特性如圖15中的A線所示。從A線可知，在2.17GHz其衰減量為56.8dB。
這種現(xiàn)有的SAW濾波器具有如圖6所示的電路，在其頻率特性如圖7所示的場合，該SAW濾波器的頻率特性如圖15的虛線M所示。從圖15可知，在2.11GHz至2.17GHz的頻帶中的SAW濾波器的衰減量為57.8dB，封裝的衰減量(56.8dB)小。所以，從發(fā)送端子68傳輸?shù)教炀€端子70的信號量通過封裝傳輸?shù)牟糠执?。這樣，現(xiàn)有的封裝，對于要構(gòu)成衰減量大的SAW濾波器而言其隔離特性不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的表面聲波濾波器，具有以小于等于使用頻率的波長的間隔由接地的傳輸線路將一端與表面聲波元件相連接，另一端接地的至少一個或一個以上傳輸線路進行分隔的結(jié)構(gòu)。采用這種結(jié)構(gòu)，由于端子間的隔離可取得很大，可使濾波特性提高。
另外，本發(fā)明的表面聲波濾波器，具有將發(fā)送端子、接收端子及天線端子以小于等于使用頻率的波長的間隔由接地的傳輸線路進行分隔的結(jié)構(gòu)。由于這種結(jié)構(gòu)，發(fā)送端子、接收端子及天線端子的各個端子間的隔離可取得很大。


圖1為本發(fā)明的一實施方式的SAW濾波器的分解立體圖。
圖2A為示出本發(fā)明的一實施方式的SAW濾波器的封裝的俯視圖。
圖2B為示出本發(fā)明的一實施方式的SAW濾波器的封裝的剖視圖。
圖3為示出本發(fā)明的一實施方式的SAW濾波器通孔部分的放大圖。
圖4為示出本發(fā)明的一實施方式的SAW濾波器通孔部分的放大圖。
圖5為示出本發(fā)明的一實施方式的SAW濾波器通孔部分的放大圖。
圖6為示出本發(fā)明的一實施方式的SAW濾波器電路圖。
圖7為示出本發(fā)明的一實施方式的SAW濾波器頻率特性圖。
圖8為示出本發(fā)明的一實施方式的SAW濾波器封裝部分的頻率特性圖。
圖9為示出本發(fā)明的另一實施方式的連接通孔部分的放大圖。
圖10為示出本發(fā)明的另一實施方式的連接通孔部分的放大圖。
圖11為示出本發(fā)明的另一實施方式的連接通孔部分的放大圖。
圖12為示出本發(fā)明的另一實施方式的連接通孔部分的放大圖。
圖13為示出本發(fā)明的另一實施方式的封裝部分的頻率特性圖。
圖14為示出現(xiàn)有例的分解立體圖。
圖15為現(xiàn)有例的封裝部分的頻率特性圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的表面聲波濾波器(以下稱其為SAW濾波器)，由于在一端與表面聲波元件連接，另一端接地的多個傳輸線路之間夾著接地，端子間的隔離可以取得很大，可以使濾波特性提高。
另外，本發(fā)明的SAW濾波器，是由串聯(lián)的SAW諧振器和并聯(lián)的SAW諧振器進行梯形連接構(gòu)成的梯型濾波器，并且SAW濾波器的設計自由度可以提高。
另外，本發(fā)明的SAW濾波器，是在至少一個或一個以上的電介質(zhì)層上形成傳輸線路，因為可以使傳輸線路成為多層結(jié)構(gòu)，可以使傳輸線路的設計的自由度提高。
另外，本發(fā)明的SAW濾波器，因為采用使連接通孔的直徑比連接的傳輸線路的線寬小的結(jié)構(gòu)，因為不需要用來將連接通孔連接到傳輸線路的焊盤電極，可以使傳輸線路的設計的自由度提高。此處，所謂的連接通孔，是內(nèi)部實施了電鍍的通孔及填充導電性材料的通孔等，用于進行層疊的層間的連接。
另外，本發(fā)明的SAW濾波器，以金屬板覆蓋表面聲波元件，借助對表面聲波元件進行氣密密封，可以使濾波器的可靠性提高。
另外，本發(fā)明的SAW濾波器，是由接地層夾持形成傳輸線路的層，由連接通孔連接各個接地層的器件，由于可以強化接地，可以得到更大的隔離。
另外，本發(fā)明的SAW濾波器，是以小于等于使用頻率的波長的間隔接地的傳輸線路具有至少大于等于一個的分支的器件，通過以小于等于使用頻率的波長的間隔由接地的傳輸線路分隔的區(qū)域為大于等于3個，可以增加可使隔離提高的端子間隔。
另外，本發(fā)明的SAW濾波器，是以小于等于使用頻率的波長的間隔接地的傳輸線路具有至少大于等于一個彎曲部的器件。彎曲的角度為45°或90°是優(yōu)選。采用本結(jié)構(gòu)，在形成傳輸線路時容易導入絲網(wǎng)印刷，作為結(jié)果容易減小線寬。
另外，通過使上述彎曲部經(jīng)連接通孔與接地電極相連接可以使具有角度的部分接地。在傳輸線路中具有角度的部分，因為具有與直線部分不同的阻抗，耦合條件不同，但采用本結(jié)構(gòu)，可以維持與直線部分相同的耦合條件。
另外，本發(fā)明的SAW濾波器，具有將發(fā)送端子、接收端子及天線端子以小于等于使用頻率的波長的間隔由接地的傳輸線路進行分隔的結(jié)構(gòu)，發(fā)送端子、接收端子及天線端子的各個端子間的隔離可取得很大。
下面利用附圖對本發(fā)明的一實施方式具體地進行說明。
如圖1所示，在一實施方式中，SAW濾波器具有第1電介質(zhì)層5、第2電介質(zhì)層12、空腔14及金屬板15。第1電介質(zhì)層5，下面具有發(fā)送端子1、接收端子2、天線端子3及第1接地電極4，上面具有傳輸線路6、7、8、9、10及11。與傳輸線路6、7、8、9、10及11對置的第2電介質(zhì)層12，上面具有第2接地電極13?？涨?4，配置于第2接地電極13的對面，中央形成開口部，具有筒形形狀。通過在空腔14的上側(cè)焊接金屬板81使空腔14的開口部密閉構(gòu)成封裝。
另外，在第2接地電極13的上面安裝有表面聲波元件16，此表面聲波元件16的結(jié)構(gòu)為與空腔14及金屬板15不相接觸。
如圖2A所示，空腔14具有包圍在中央的開口部中設置的表面聲波元件16的結(jié)構(gòu)，電極焊盤17a～171配置成為夾持表面聲波元件16。另外，如圖2B的剖視圖所示，空腔14的內(nèi)周的兩邊形成階梯形狀，在其一個階梯面上設置有電極焊盤17a、17b、17c、17d、17e及17f，在另一階梯面上設置有電極焊盤17g、17h、17i、17j、17k及171。
圖3為圖1的第1電介質(zhì)層5及第2電介質(zhì)層12及空腔14附近部分的放大圖。另外，圖4為圖1的第1接地電極4及第1電介質(zhì)層5附近部分的放大圖。圖3的傳輸線路6的一端經(jīng)同圖所示的連接通孔18與電極焊盤17c相連接，另一方面，其另一端經(jīng)圖4所示的連接通孔23與第1接地電極4相連接。同樣，傳輸線路7的一端經(jīng)連接通孔19與電極焊盤17d相連接，其另一端經(jīng)連接通孔24與第1接地電極4相連接。傳輸線路8的一端經(jīng)連接通孔20與電極焊盤17i相連接，其另一端經(jīng)連接通孔25與第1接地電極4相連接。傳輸線路9的一端經(jīng)連接通孔21與電極焊盤17j相連接，另一端經(jīng)連接通孔26與第1接地電極4相連接。傳輸線路10的一端經(jīng)連接通孔22及在空腔14內(nèi)形成的傳輸線路(未圖示)與電極焊盤17a相連接，并且利用27與天線端子3相連接，其另一端經(jīng)連接通孔28與第1接地電極4相連接。另外，連接通孔22，如圖1所示，是從天線端子3的位置在鉛直方向上延伸的通孔。
圖5為圖1的第1接地電極4及第1電介質(zhì)層5附近部分的放大圖。在上述結(jié)構(gòu)中，最重要的是在第1電介質(zhì)層5的上面形成傳輸線路11。此傳輸線路11具有一個分支點，成為具有3個端部的形狀。3個端部經(jīng)連接通孔29、30及31與第1接地電極4相連接。同時，傳輸線路11，在端部和端部之間，經(jīng)連接通孔32、33、34及35與第1接地電極4相連接。由此，傳輸線路11，以小于等于使用頻率的波長的間隔與第1接地電極4相連接。其中，連接通孔33，與傳輸線路11分支點相連接，而連接通孔35與傳輸線路11彎曲成直角的點相連接。
下面對本實施方式的SAW濾波器的工作予以說明。作為一個示例，對形成圖6所示的電路場合予以詳述。
電路的結(jié)構(gòu)如下述所示在表面聲波元件16的表面上形成輸入端子36，此輸入端子36與第1串聯(lián)SAW諧振器37的一端及第1并聯(lián)SAW諧振器38的一端相連接。第1串聯(lián)SAW諧振器37的另一端與第2串聯(lián)SAW諧振器39的一端及第2并聯(lián)SAW諧振器40的一端端相連接。第2串聯(lián)SAW諧振器39的另一端和在表面聲波元件16的表面上形成的輸出端子41相連接。
輸入端子36與圖2A所示的電極焊盤17e電連接。另外，電極焊盤17e與發(fā)送端子1相連接、輸出端子41與電極焊盤17a相連接。第1并聯(lián)SAW諧振器38的另一端與電極焊盤17c相連接，并且第2并聯(lián)SAW諧振器40的另一端與電極焊盤17d相連接。其中，圖6的第1電感器42，與圖1的傳輸線路10相對應。因為第2電感器43與傳輸線路6相對應，第1并聯(lián)SAW諧振器38的另一端，從電極焊盤17c經(jīng)連接通孔23連接到第1接地電極4。另外，因為第3電感器44與傳輸線路7相對應，第2并聯(lián)SAW諧振器40的另一端，從電極焊盤17d起經(jīng)連接通孔24與第1接地電極4相連接。
由于以上的結(jié)構(gòu)，在輸入端子36和輸出端子41之間，第1串聯(lián)SAW諧振器37和第2串聯(lián)SAW諧振器39串聯(lián)，第1并聯(lián)SAW諧振器37和第2并聯(lián)SAW諧振器39并聯(lián)。因此，本實施方式的SAW濾波器，串聯(lián)的兩個SAW諧振器和并聯(lián)的兩個SAW諧振器構(gòu)成梯形連接的梯型濾波器。
如上形成的SAW濾波器的發(fā)送端子1和天線端子3之間的頻率特性如圖7所示。在從1.92GHz到1.98GHz示出損失很小的通過特性，在其兩側(cè)為示出衰減量的特性。特別是，在從1.92GHz到2.17GHz的頻帶中衰減量很大是最大的特點。之所以可以得到這樣大的衰減量的理由，利用圖8予以說明。
圖8的B線為本實施方式的SAW濾波器的單純封裝部分的發(fā)送端子1和天線端子3之間的頻率特性，即示出去掉本實施方式之中的表面聲波元件16時的隔離特性的曲線圖。另一方面，A線為示出圖15所示的現(xiàn)有例的封裝隔離特性的示圖。
如利用圖1所說明的，傳輸線路6和傳輸線路10是在第1電介質(zhì)層5上形成的，其間的電場耦合，在兩者的距離最短時最大。傳輸線路11在第1電介質(zhì)層5上形成將傳輸線路6和傳輸線路10隔開。另外，因為利用圖5所示的連接通孔29、30、31、32、33、34、35與第1接地電極4相連接，傳輸線路11的電位變成相當?shù)偷臓顟B(tài)。所以，傳輸線路11具有使傳輸線路6和傳輸線路10之間的電場耦合減弱的作用，結(jié)果可以使發(fā)送端子1和天線端子3之間的隔離加大。
第1電介質(zhì)層5、第2電介質(zhì)層12及空腔14是使用以氧化鋁為主要成分的介電常數(shù)為7.8的低溫燒結(jié)陶瓷制作的，構(gòu)成形狀為3.8mm×3.8mm×1.3mm的封裝。傳輸線路6、傳輸線路10及傳輸線路11為采用以銀為主要成分的導體形成線寬100μm的線路。傳輸線路6和傳輸線路10制成為最短距離200μm。傳輸線路11、傳輸線路6和傳輸線路10設置于距離最短的位置處，制作成為包含由傳輸線路6和傳輸線路10夾持處的中央部分兩者完全隔開。各連接通孔，利用以銀為主要成分的導體制作成為直徑100μm，在各連接通孔和傳輸線路的連接部分形成的傳輸線路的線寬為200μm。
此外，以連接通孔29～35將傳輸線路11連接到第1接地電極4，間隔為小于等于2.17GHz的波長。由此，連接通孔連接間的阻抗相對使用頻率變小，此傳輸線路11的阻抗變成為可以忽略不計的大小。
在將如此構(gòu)成的封裝的發(fā)送端子1和天線端子3之間的電場耦合表示為電容時，在2.17GHz中成為約0.00095pF，與現(xiàn)有例的約0.0012pF相比較，降低約20％。衰減量的頻率特性如圖8的B線所示。從B線可知，2.17GHz的衰減量是58.8dB。此值，也超過在圖7及圖8中以虛線M表示的SAW濾波器的最大衰減量57.68dB。所以，在從2.11GHz至2.17GHz的頻帶中從發(fā)送端子1經(jīng)封裝傳播到天線端子3的信號，比從發(fā)送端子1經(jīng)表面聲波元件16傳播到天線端子3的信號少。其結(jié)果，本結(jié)構(gòu)的封裝，可以構(gòu)成圖7所示的特性的SAW濾波器。
本實施方式的表面聲波元件16，可以使用鉭酸鋰制作。在此場合，很容易構(gòu)成元件的截止角的自由度大，損失低的濾波器。本實施方式的表面聲波元件16的截止角為39°。
另外，在上述實施方式中，在與連接通孔29、30、31相連接的部分中，加大傳輸線路11的線寬而形成接觸電極100。這是因為在連接部形成的傳輸線路的寬度比連接通孔的直徑大之故。另外，也可以使連接通孔的直徑形成為比傳輸線路11的線寬小。在此場合，因為不需要構(gòu)成用來將連接通孔29～35與傳輸線路11相連接的接觸電極100，可以使傳輸線路11的設計的自由度提高。
另外，在上述實施方式中，傳輸線路11在一點彎曲成為直角，但是也可以是45°。這可以使在形成傳輸線路11的絲網(wǎng)印刷中對線寬的管理變得容易，結(jié)果，即使是在進一步減小線寬形成細線的場合，對特性也不會有什么影響，可以使SAW濾波器小型化。
另外，在上述實施方式中，傳輸線路11是在第1電介質(zhì)層5上形成的，但也可以將一個傳輸線路分割為多層。圖9為示出在第1接地電極4和第1電介質(zhì)層5之間插入第3電介質(zhì)層45的示例。圖9示出的是在第3電介質(zhì)層45上形成傳輸線路46，傳輸線路46的一端經(jīng)連接通孔47與傳輸線路7的另一端相連接，傳輸線路46的另一端經(jīng)連接通孔48與第1接地電極4相連接的結(jié)構(gòu)的示例。采用這種結(jié)構(gòu)，可以提高所形成的傳輸線路的設計的自由度。就是說，因為可以增大傳輸線路的阻抗分量，在濾波器設計中易于利用。
另外，如上所述，在分割為多層的傳輸線路數(shù)大于等于2時，如圖10所示，在第3電介質(zhì)層45上形成傳輸線路49，將傳輸線路經(jīng)連接通孔50、51、52、53、54、55及56連接到傳輸線路11及第1接地電極4時，可以防止隔離劣化。
另外，在上述實施方式中，第1接地電極4和第2接地電極13不相連接，但也可以如圖11所示經(jīng)連接通孔57、58、59及60將兩者連接。通過連接兩者使接地強化，可以得到更大的隔離。
另外，在上述實施方式中，圖5所示的傳輸線路11是經(jīng)連接通孔29、30、31、32、33、34及35與第1接地電極4相連接的示例。與此相對，如圖12所示，傳輸線路11也可以是經(jīng)連接通孔61、62、63、64、65、66及67與第2接地電極13相連接的結(jié)構(gòu)。在此場合，具有進一步減弱傳輸線路6和傳輸線路10之間的電場耦合的效果。此時的封裝的發(fā)送端子1和天線端子3之間的電場耦合表示為電容時，在2.17GHz中成為約0.00076pF，與現(xiàn)有例相比較，降低約36％。將其表示為衰減量如圖13的C線所示。在2.17GHz的衰減量是60.7dB，變得還大1.9dB。
另外，在上述實施方式中，是對發(fā)送端子1和天線端子3之間在從1.92GHz到1.98GHz的60MHz之間具有通頻帶，在從2.11GHz到2.17GHz的60MHz之間具有衰減帶的濾波器進行說明的。但也還可以添加在接收端子2和天線端子3之間在從1.92GHz到1.98GHz的60MHz之間具有衰減帶，在從2.11GHz到2.17GHz的60MHz之間具有通頻帶的濾波器。此時，因為發(fā)送端子1、接收端子2和天線端子3之間由傳輸線路11分隔，可以使各端子間的隔離特性提高。在任何場合都可以使用與通頻帶相比衰減帶高的頻率。
另外，在需要更寬頻帶的場合，在大于等于60MHz時，也可以具有1GHz的通頻帶或衰減帶。
本發(fā)明的SAW濾波器，是在100MHz至5GHz的頻帶中可以發(fā)揮優(yōu)異特性的濾波器，特別適用于射頻頻帶。
本發(fā)明的SAW濾波器可對使用于便攜式電話等移動通信設備內(nèi)的射頻電路中的發(fā)送信號和接收信號的分波。對構(gòu)成所謂的共用器適用。特別是對應用于近年的具有大容量的數(shù)據(jù)通信的寬通頻帶及及衰減帶的CDMA方式等系統(tǒng)中使用的共用器適用。
權(quán)利要求
1.一種表面聲波濾波器，其特征在于包括在下面具有第1接地，上面具有多個傳輸線路的第1電介質(zhì)層；設置在上述第1電介質(zhì)層的上面并且在上面具有第2接地的第2電介質(zhì)層；設置在上述第2電介質(zhì)層12上面的表面聲波元件；以及設置在上述第2電介質(zhì)層12上面并且包圍上述表面聲波元件的空腔；上述多個傳輸線路，一端與上述表面聲波元件相連接，另一端與上述第1或第2接地相連接，具有由上述多個傳輸線路中的相鄰的兩個傳輸線路所夾持的添加的傳輸線路；上述添加的傳輸線路以小于等于使用頻率的波長的間隔與上述第1或第2接地相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于上述表面聲波元件，在表面上具有輸入端子、連接端子及至少兩個或兩個以上的串聯(lián)諧振器及至少兩個或兩個以上的并聯(lián)諧振器。
3.如權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于還具有一個或一個以上的具有上述傳輸線路的電介質(zhì)層。
4.如權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于還具有覆蓋上述空腔的金屬板。
5.如權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于還具有在導體內(nèi)部的連接通孔；上述連接通孔連接上述第一接地和上述第二接地。
6.如權(quán)利要求5所述的表面聲波濾波器，其特征在于還具有與上述傳輸線路相連接的上述連接通孔；上述連接通孔的直徑比所連接的上述傳輸線路的線寬小。
7.如權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于上述添加的傳輸線路具有至少一個或一個以上的分支。
8.如權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于上述添加的傳輸線路具有至少一個或一個以上的彎曲部。
9.如權(quán)利要求8所述的表面聲波濾波器，其特征在于上述彎曲部的角度為45°或90°。
10.如權(quán)利要求8所述的表面聲波濾波器，其特征在于上述添加的傳輸線路，在上述彎曲部經(jīng)連接通孔與上述第一或第二接地相連接。
11.如權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于在上述第一電介質(zhì)的下面還具有發(fā)送端子、接收端子及天線端子；具有與上述發(fā)送端子相連接的上述傳輸線路；與上述接收端子相連接的上述傳輸線路；與上述天線端子相連接的上述傳輸線路；上述添加的傳輸線路夾持于上述三個傳輸線路之中任意兩個相鄰的傳輸線路之間。
12.如權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于通頻帶或衰減帶中的至少一個大于等于60MHz。
13.如權(quán)利要求1所述的表面聲波濾波器，其特征在于上述添加的傳輸線路可抑制上述相鄰的兩個傳輸線路之間的電場耦合。
14.一種表面聲波濾波器，包括表面聲波元件、發(fā)送端子、接收端子及天線端子；具有形成有連接上述發(fā)送端子和上述表面聲波元件的第一傳輸線路、連接上述接收端子和上述表面聲波元件的第二傳輸線路及連接上述天線端子和上述表面聲波元件的第三傳輸線路的電介質(zhì)層；其特征在于上述電介質(zhì)層還具有夾持于上述第一、第二及第三傳輸線路之中相鄰的兩個傳輸線路之間的添加的傳輸線路；上述添加的傳輸線路以小于等于使用頻率的波長的間隔與接地連接而抑制上述相鄰的兩個傳輸線路之間的電場耦合。
全文摘要
一種一端與表面聲波元件相連接，另一端接地的至少大于等于一個傳輸線路以小于等于使用頻率的波長的間隔由接地的傳輸線路將與接地的傳輸線路進行分隔的表面聲波元件。采用這種結(jié)構(gòu)，由于在多個傳輸線路之間存在接地，端子間的隔離可取得很大，可使濾波特性提高。
文檔編號H03H9/64GK1701509SQ200480000929
公開日2005年11月23日 申請日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月25日
發(fā)明者櫛谷洋, 中谷忍, 安保武雄 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社