复合滤波器装置的制作方法

文档序号:11290529阅读:195来源:国知局
复合滤波器装置的制造方法
本发明涉及复合滤波器装置。
背景技术
:过去,复合滤波器装置广泛运用在便携电话机等中。例如在下述的专利文献1中公开了具有3个以上的带通型滤波器的多工器。在专利文献1的多工器中,在天线端子公共连接3个以上的带通型滤波器。现有技术文献专利文献专利文献1:jp特开2013-62556号公报技术实现要素:发明要解决的课题但在专利文献1的多工器中,各带通型滤波器的电导分量使公共连接的其他带通型滤波器的插入损耗增大。考虑将全部带通型滤波器的压电基板设为损耗小的linbo3基板,来减小插入损耗。但若使用linbo3,就会有成本变高的问题。本发明的目的在于,提供插入损耗小且低成本的复合滤波器装置。用于解决课题的手段本发明所涉及的复合滤波器装置具备:第1滤波器;和通频带不同的多个第2滤波器,所述第1滤波器以及所述多个第2滤波器的一端公共连接,所述第1滤波器具有:由linbo3构成的压电基板;设于所述压电基板上的idt电极;和在所述压电基板上覆盖所述idt电极而设的电介质层,所述第1滤波器利用瑞利波的基波,所述第1滤波器的通频带配置在比所述多个第2滤波器的任何通频带都低的频率带。在本发明所涉及的复合滤波器装置的某特定的局面下,还具备天线端子,所述第1滤波器以及所述多个第2滤波器的所述一端在所述天线端子公共连接。在本发明所涉及的复合滤波器装置的其他特定的局面下,所述第1滤波器的所述压电基板由切割角为110°以上且150°以下的旋转y切割的linbo3构成。在该情况下,能适于利用瑞利波的基波。在本发明所涉及的复合滤波器装置的再其他特定的局面下,所述idt电极具有由密度大于7.87×103kg/m3的金属构成的金属层。在该情况下,第1滤波器能在大的范围内减小体波辐射。在本发明所涉及的复合滤波器装置的另外特定的局面下,所述idt电极的所述金属层由cu、fe、mo、pt、w、pd、ta、au以及ag当中至少1种金属构成。在该情况下,第1滤波器能在大的范围内减小体波辐射。本发明所涉及的复合滤波器装置的另外的特定的局面下,所述多个第2滤波器的通频带配置在比所述第1滤波器的瑞利波的纵波的频率低的频率带。在该情况下,能有效果地减小插入损耗。在本发明所涉及的复合滤波器装置的再另外的特定的局面下,若将所述idt电极的厚度设为h,将密度设为ρ,将由所述idt电极规定的波长设为λ,将所述第1滤波器的通频带的中心频率设为f,将ρ×h/λ设为x,将以所述f标准化的频率设为y,则所述多个第2滤波器的通频带配置在满足下述的式(1)的频率带。式(1)1<y<2.392×10-4×x+1.6246。在该情况下,能有效果地减小插入损耗。在本发明所涉及的复合滤波器装置的再另外的特定的局面下,所述多个第2滤波器的通频带配置在比所述第1滤波器的瑞利波的快的横波的频率低的频率带。在该情况下,能有效果第减小插入损耗。在本发明所涉及的复合滤波器装置的再另外的特定的局面下,所述多个第2滤波器的通频带配置在满足下述的式(2)的频率带。式(2)1<y<1.7358×10-4×x+1.1781。在该情况下,能有效果地减小插入损耗。在本发明所涉及的复合滤波器装置的再另外的特定的局面下,所述多个第2滤波器的通频带配置在比所述第1滤波器的瑞利波的快的横波的频率高的频率带。在该情况下,能有效果地减小插入损耗。在本发明所涉及的复合滤波器装置的再另外的特定的局面下,所述多个第2滤波器的通频带配置在满足下述的式(3)的频率带。式(3)2.0032×10-4×x+1.2138<y<2.392×10-4×x+1.6246。在该情况下,能有效果地减小插入损耗。在本发明所涉及的复合滤波器装置的再另外的特定的局面下,所述多个第2滤波器当中至少1个的第2滤波器的通频带配置在比所述第1滤波器的瑞利波的快的横波的频率低的频率带,剩余的所述第2滤波器的通频带配置在比所述第1滤波器的瑞利波的快的横波的频率高的频率带。在该情况下,能有效果地减小插入损耗。在本发明所涉及的复合滤波器装置的再另外特定的局面下,所述多个第2滤波器当中至少1个的第2滤波器的通频带配置在满足下述的式(2)的频率带。式(2)1<y<1.7358×10-4×x+1.1781。剩余的所述第2滤波器的通频带配置在满足下述的式(3)的频率带。式(3)2.0032×10-4×x+1.2138<y<2.392×10-4×x+1.6246。在该情况下,能有效果地减小插入损耗。在本发明所涉及的复合滤波器装置的再另外的特定的局面下,所述多个第2滤波器当中至少1个的第2滤波器具有由litao3构成的压电基板。在该情况下,能减小插入损耗,且能减低成本。发明的效果根据本发明,能提供插入损耗小且低成本的复合滤波器装置。附图说明图1是本发明的第1实施方式所涉及的复合滤波器装置的框图。图2是本发明的第1实施方式中的第1滤波器的电路图。图3中图3(a)是本发明的第1实施方式中的第1滤波器中所用的第1串联臂谐振器的俯视图,图3(b)是图3(a)中的沿着i-i线的部分的截面图。图4是表示本发明的第1实施方式的第1变形例中的第1滤波器的放大主视截面图。图5是本发明的第1实施方式中的多个第2滤波器当中的1个第2滤波器中所用的声表面波谐振器的放大主视截面图。图6是表示作为本发明的第1实施方式中的第1滤波器中所用的声表面波谐振器的一例的第1串联臂谐振器的阻抗特性的图。图7是表示作为本发明的第1实施方式中的第1滤波器中所用的声表面波谐振器的一例的第1串联臂谐振器的瑞利波的相位与频率的关系的图。图8是表示作为本发明的第1实施方式中的第1滤波器中所用的声表面波谐振器的一例的第1串联臂谐振器的瑞利波的各频率与idt电极的ρ×h/λ的关系的图。图9是表示idt电极的厚度分别不同的第1实施方式中的各第1串联臂谐振器的阻抗特性的图。图10是表示idt电极的厚度分别不同的第1实施方式中的各第1串联臂谐振器的瑞利波的相位与频率的关系的图。图11是表示将本发明的第1实施方式中的第1滤波器中所用的第1串联臂谐振器以及第1并联臂谐振器的瑞利波的各频率用第1滤波器的通频带的中心频率标准化的各标准化频率与idt电极的ρ×h/λ的关系的图。具体实施方式以下参考附图来说明本发明的具体的实施方式,由此使本发明变得明了。另外指出,本说明书所记载的各实施方式都是例示,在不同的实施方式间能进行构成的部分的置换或组合。图1是本发明的第1实施方式所涉及的复合滤波器装置的框图。复合滤波器装置1具有第1滤波器2和通频带不同的多个第2滤波器12a、12b。多个第2滤波器12a、12b的个数并没有特别限定。复合滤波器装置1具有天线端子17。第1滤波器2以及多个第2滤波器12a、12b的一端在天线端子17公共连接。图2是第1实施方式中的第1滤波器的电路图。第1滤波器2是梯型滤波器。第1滤波器2具有输入端子2a以及输出端子2b。在输入端子2a与输出端子2b之间连接第1~第4串联臂谐振器s1~s4。在第1串联臂谐振器s1与第2串联臂谐振器s2之间的连接点和接地电位之间连接第1并联臂谐振器p1。在第2串联臂谐振器s2与第3串联臂谐振器s3之间的连接点和接地电位之间连接第2并联臂谐振器p2。在第3串联臂谐振器s3与第4串联臂谐振器s4之间的连接点和接地电位之间连接第3并联臂谐振器p3。在第4串联臂谐振器s4与输出端子2b之间的连接点和接地电位之间连接第4并联臂谐振器p4。另外,第1滤波器2的电路构成并不限定于上述。第1~第4串联臂谐振器s1~s4以及第1~第4并联臂谐振器p1~p4由声表面波谐振器构成。图3(a)是第1实施方式中的第1滤波器中所用的第1串联臂谐振器的俯视图,图3(b)是图3(a)中的沿着i-i线的部分的截面图。第1串联臂谐振器s1具有压电基板3。压电基板3由旋转y切割的linbo3构成。第1滤波器2利用瑞利波的基波。压电基板3的linbo3的切割角只要能利用瑞利波的基波即可,期望例如为110°以上且150°以下。优选地,更进一步期望压电基板3的linbo3的切割角为126°以上且130°以下。在压电基板3上设置有idt电极4。在idt电极4的声表面波传播方向上的两侧设置有反射器5。idt电极4由pt所形成的金属层构成。idt电极4优选由密度大的金属构成。由此能使瑞利波的基波更加进一步良好地激振。另外,idt电极4具有密度ρ大于7.87×103kg/m3的金属所构成的金属层即可。例如优选具有cu、fe、mo、pt、w、pd、ta、au以及ag当中至少1种金属所构成的金属层。也可以如图4所示的变形例那样,第1滤波器的idt电极24具有多个金属层24a~24d。另外,金属层的层数并没有特别限定。回到图3(b),在压电基板3上设置有电介质层6以覆盖idt电极4。电介质层6是为了能在第1串联臂谐振器s1中利用瑞利波而设。电介质层6由sio2构成。另外,电介质层6也可以由sio2以外的适宜的电介质构成。另外,第2~第4串联臂谐振器s2~s4以及第1~第4并联臂谐振器p1~p4具有与第1串联臂谐振器s1同样的构成,构成在相同的压电基板3上。第1~第4串联臂谐振器s1~s4以及第1~第4并联臂谐振器p1~p4,分别具有适宜的idt电极的厚度以及idt电极的电极指间距离等,构成图1所示的第1滤波器2。本实施方式的多个第2滤波器12a、12b也是用多个声表面波谐振器构成的梯型滤波器。图5是本发明的第1实施方式中的多个第2滤波器当中的1个第2滤波器中所用的声表面波谐振器的放大主视截面图。第2滤波器12a中所用的声表面波谐振器具有由litao3构成的压电基板13,利用漏波(leakywave)。另外,上述声表面波谐振器也可以具有由litao3以外的压电单晶或压电陶瓷等构成的压电基板。第2滤波器12b中所用的声表面波谐振器也具有与第2滤波器12a中所用的声表面波谐振器同样的结构。第1滤波器2的通频带配置在比多个第2滤波器12a、12b的任何通频带都低的频率带。图6是表示作为本发明的第1实施方式中的第1滤波器中所用的声表面波谐振器的一例的第1串联臂谐振器的阻抗特性的图。可知在虚线a、b、d以及e所示的频率下瑞利波的强度大幅变化。虚线a以及b所示的频率相当于图2所示的第1串联臂谐振器s1的谐振频率以及反谐振频率。虚线d所示的频率相当于瑞利波的快的横波的频率。虚线e所示的频率相当于瑞利波的纵波的频率。另外,虚线c所示的频率相当于瑞利波的慢的横波的频率。另外,第2~第4串联臂谐振器s2~s4以及第1~第4并联臂谐振器p1~p4也分别具有谐振频率、反谐振频率、瑞利波的慢的横波的频率、瑞利波的快的横波的频率以及瑞利波的纵波的频率的同样的关系。在本实施方式中,图1所示的多个第2滤波器12a、12b的任意一者的通频带都配置在低于第1~第4串联臂谐振器s1~s4以及第1~第4并联臂谐振器p1~p4的瑞利波的纵波的频率、且为快的横波的频率以外的频率带。进而多个第2滤波器12a、12b的通频带配置在高于第1滤波器2的通频带的频率带。由此能减小插入损耗。以下对其进行说明。图7是表示作为第1实施方式中的第1滤波器中所用的声表面波谐振器的一例的第1串联臂谐振器的瑞利波的相位与频率的关系的图。可知在虚线d以及e所示的快的横波的频率以及纵波的频率下,瑞利波的相位大幅变化。进而可知在高于纵波的频率的频率带,瑞利波的相位也大幅变化。相位的变化大表示体波辐射大。即,瑞利波的体波辐射,在快的横波的频率以及纵波的频率以上的频率带大。换言之,只要是纵波的频率以下且为快的横波的频率以外的频率,瑞利波的体波辐射就小。第1滤波器2中所用的其他声表面波谐振器的瑞利波的体波辐射也同样。如此第1滤波器2能在宽的范围中减小体波辐射。然而复合滤波器装置中的滤波器中所用的谐振器的体波辐射,减小公共连接的其他滤波器的电导。由此插入损耗变大。在现有的复合滤波器装置中,由于各个滤波器的电导因多个滤波器中所用的谐振器的体波辐射而减小,因此插入损耗增大。例如,过去,复合滤波器装置由使用了利用在litao3基板中传播的漏波的声表面波谐振器的滤波器、或使用了利用在linbo3基板中传播的勒夫波的声表面波谐振器的滤波器构成。在上述复合滤波器装置中的声表面波谐振器中,在高于谐振频率的频率带、或者高于慢的横波的频率带,体波辐射大。因而滤波器的通频带越高,则滤波器的插入损耗越大。与此相对,在本实施方式的第1滤波器2中,只要是第1滤波器2中所用的各声表面波谐振器的瑞利波的纵波的频率以下且为快的横波的频率以外的频率,就能减小各声表面波谐振器的瑞利波的体波辐射。多个第2滤波器12a、12b的通频带均配置在第1~第4串联臂谐振器s1~s4以及第1~第4并联臂谐振器p1~p4的瑞利波的纵波的频率以下且快的横波的频率以外的频率带。由此,多个第2滤波器12a、12b难以受到第1~第4串联臂谐振器s1~s4以及第1~第4并联臂谐振器p1~p4的体波辐射的影响。因此能有效果地减小多个第2滤波器12a、12b的插入损耗。进而多个第2滤波器12a、12b分别具有由litao3构成的压电基板,并利用了漏波。使用litao3基板的声表面波谐振器的漏波的体波辐射,在比上述声表面波谐振器的谐振频率低的频率带中极小。在本实施方式中,第1滤波器2的通频带位于比多个第2滤波器12a、12b的任一者的通频带都低的频率带。因而还能有效果地减小第1滤波器2的插入损耗。多个第2滤波器12a、12b的任一者的压电基板都是成本低的litao3基板。因而,能有效果地减低第1滤波器2以及多个第2滤波器12a、12b的插入损耗,且能降低成本。图8是表示作为本发明的第1实施方式中的第1滤波器中所用的声表面波谐振器的一例的第1串联臂谐振器的瑞利波的各频率与idt电极的ρ×h/λ的关系的图。实线表示纵波的频率,周期短的虚线表示快的横波的频率,一点划线表示慢的横波的频率,二点划线表示反谐振频率,周期长的虚线表示谐振频率。另外,ρ是构成idt电极的金属的密度,h是idt电极的厚度,λ是idt电极所激振的波的波长。图3(b)所示的第1串联臂谐振器s1的idt电极4的ρ×h/λ越大,第1串联臂谐振器s1的反谐振频率以及谐振频率就越小。另一方面,纵波、快的横波以及慢的横波的频率,与ρ×h/λ的值无关而固定。由此,idt电极4的ρ×h/λ越大,就能使第1串联臂谐振器s1的反谐振频率以及谐振频率与纵波的频率之差越大。在第1滤波器2中所用的其他声表面波谐振器中也同样。因而通过在各声表面波谐振器使用ρ×h/λ大的idt电极,能加大第1滤波器2的通频带与各声表面波谐振器的纵波的频率之差。由此能扩大能配置多个第2滤波器12a、12b的通频带的区域。因此能更加扩大多个第2滤波器12a、12b的通频带,还能配置更多的第2滤波器的通频带。图9是表示idt电极的厚度分别不同的第1实施方式中的各第1串联臂谐振器的阻抗特性的图。图10是表示idt电极的厚度分别不同的第1实施方式中的各第1串联臂谐振器的瑞利波的相位与频率的关系的图。x1~x10表示idt电极的厚度分别不同的各第1串联臂谐振器。在x1~x10中,分别仅使idt电极的厚度不同。各个h/λ如下述的表1所示那样。[表1]如表1所示那样,x1的h/λ最小,从x1到x10将h/λ依次设为从小到大的值。在x1~x10中,由于分别仅idt电极的厚度不同,因此各个ρ×h/λ也是在x1最小,从x1到x10依次设为从小到大的值。如图9以及图10所示那样可知,x1中的第1串联臂谐振器的反谐振频率以及谐振频率与纵波的频率之差最小,从x1到x10使上述频率的差依次变大。因而可知,第1串联臂谐振器中所用的idt电极的ρ×h/λ越大,纵波与反谐振频率以及谐振频率的频率之差就越大。另外,在如图4所示的变形例那样具有4层的金属层24a~24d的情况下,ρ×h/λ能如以下所示的算式那样求取。另外,将金属层24a~24d各自的厚度设为h1~h4。ρ×h/λ=ρ1×h1/λ+ρ2×h2/λ+ρ3×h3/λ+ρ4×h4/λ金属层为4层以外的多层的其也与上述同样,算出各金属层中的密度与以第1滤波器的波长标准化的厚度之积,将全部金属层中的上述积加在一起,能求得idt电极的ρ×h/λ。图11是表示将本发明的第1实施方式中的第1滤波器中所用的第1串联臂谐振器以及第1并联臂谐振器的瑞利波的各频率用第1滤波器的通频带的中心频率标准化的各标准化频率与idt电极的ρ×h/λ的关系的图。将三角形的标绘连起来的实线表示串联臂谐振器的纵波,将圆形的标绘连起来的实线表示并联臂谐振器的纵波,将三角形的标绘连起来的虚线表示串联臂谐振器的快的横波,将圆形的标绘连起来的虚线表示并联臂谐振器的快的横波,将三角形的标绘连起来的一点划线表示串联臂谐振器的慢的横波,将圆形的标绘连起来的一点划线表示并联臂谐振器的慢的横波。图2所示的第1串联臂谐振器s1中的各标准化频率与第1串联臂谐振器的idt电极的ρ×h/λ成正比。第1并联臂谐振器p1中的各标准化频率与第1并联臂谐振器的idt电极的ρ×h/λ成正比。同样地,第2~第4串联臂谐振器s2~s4以及第2~第4并联臂谐振器p2~p4的各标准化频率,也与各个idt电极的ρ×h/λ成正比。第1串联臂谐振器s1中的各标准化频率在第1~第4串联臂谐振器s1~s4以及第1~第4并联臂谐振器p1~p4中,在任何的ρ×h/λ下都为最高。第1并联臂谐振器p1中的各标准化频率在第1~第4串联臂谐振器s1~s4以及第1~第4并联臂谐振器p1~p4中,在任何的ρ×h/λ下都为最低。第1串联臂谐振器s1以及第1并联臂谐振器p1的纵波、快的横波以及慢的横波的各标准化频率与ρ×h/λ的关系式,如下述的表2所示那样。[表2]串联臂谐振器的纵波2.762×10-4×x+1.6739并联臂谐振器的纵波2.392×10-4×x+1.6246串联臂谐振器的快的横波2.0032×10-4×x+1.2138并联臂谐振器的快的横波1.7358×10-4×x+1.1781串联臂谐振器的慢的横波1.6996×10-4×x+1.0299并联臂谐振器的慢的横波1.4723×10-4×x+0.9995如上述那样,通过将多个第2滤波器12a、12b的通频带配置在比第1滤波器2中所用的第1~第4串联臂谐振器s1~s4以及第1~第4并联臂谐振器p1~p4的任何的瑞利波的纵波的标准化频率都低、且比第1滤波器2的通频带高的频率带,能有效果地减低插入损耗。该条件由下述的式(1)示出。另外,将ρ×h/λ设为x,将通过第1滤波器2的通频带的中心频率f标准化的标准化频率设为y。式(1)1<y<2.392×10-4×x+1.6246通过让多个第2滤波器12a、12b的通频带配置在满足式(1)的条件的频率带,能有效果地减小插入损耗。如上述那样,通过多个第2滤波器12a、12b的通频带配置在比第1滤波器2中所用的第1~第4串联臂谐振器s1~s4以及第1~第4并联臂谐振器p1~p4的任何的瑞利波的纵波的标准化频率都低、且与快的横波的标准化频率不同的频率带,能有效果地减小插入损耗。该条件由下述的式(2)以及式(3)示出。在多个第2滤波器12a、12b的通频带配置在比第1~第4串联臂谐振器s1~s4以及第1~第4并联臂谐振器p1~p4的任何的快的横波的标准化频率都低的频率带的情况下,通过下述的式(2)表示。式(2)1<y<1.7358×10-4×x+1.1781在多个第2滤波器12a、12b的通频带配置在比第1~第4串联臂谐振器s1~s4以及第1~第4并联臂谐振器p1~p4的任何的快的横波的标准化频率都高的频率带的情况下,通过下述的式(3)表示。式(3)2.0032×10-4×x+1.2138<y<2.392×10-4×x+1.6246既可以全部第2滤波器12a、12b的通频带都满足式(2)的条件,也可以全部第2滤波器12a、12b的通频带都满足式(3)的条件。或者可以多个第2滤波器12a、12b当中至少1个第2滤波器12a满足式(2)的条件,剩余的第2滤波器12b满足式(3)的条件。不管在上述的哪种情况下,都能有效果地减小插入损耗。标号的说明1复合滤波器装置2第1滤波器2a输入端子2b输出端子3压电基板4idt电极5反射器6电介质层12a、12b第2滤波器13压电基板17天线端子24idt电极24a~24d金属层s1~s4第1~第4串联臂谐振器p1~p4第1~第4并联臂谐振器当前第1页12
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