特許 7606306 マルチプレクサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-17

(45)【発行日】2024-12-25

(54)【発明の名称】マルチプレクサ

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/72 20060101AFI20241218BHJP

   H03H 9/64 20060101ALI20241218BHJP

   H03H 9/25 20060101ALI20241218BHJP

   H03H 9/02 20060101ALI20241218BHJP

   H03H 9/70 20060101ALI20241218BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20241218BHJP

【ＦＩ】

H03H9/72

H03H9/64 Z

H03H9/25 A

H03H9/02 J

H03H9/70

H03H9/17 F

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020162308

(22)【出願日】2020-09-28

(65)【公開番号】P2022054986

(43)【公開日】2022-04-07

【審査請求日】2023-07-03

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004370

【氏名又は名称】弁理士法人片山特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井坂 史章

【審査官】福田 正悟

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／１４４０３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１１５８７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１６３８４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１５２６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０４８２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｈ ９／７２

Ｈ０３Ｈ ９／６４

Ｈ０３Ｈ ９／２５

Ｈ０３Ｈ ９／０２

Ｈ０３Ｈ ９／７０

Ｈ０３Ｈ ９／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面と前記第１面に対向する第２面を有する基板と、
前記基板の第２面に設けられた共通端子、第１信号端子、および第２信号端子と、
前記基板の第１面に設けられ、前記共通端子と前記第１信号端子との間に接続された第１フィルタと、
前記基板を貫通し前記第１フィルタと前記第１信号端子を接続する第１信号ビア配線と、
前記基板の第１面に設けられ、前記共通端子と前記第２信号端子との間に接続された第２フィルタと、
前記基板を貫通し前記第２フィルタと前記第２信号端子を接続する第２信号ビア配線と、
前記基板の第１面に設けられ、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタを囲む環状金属層と、
前記基板の第２面に設けられた接地端子と、
前記第１フィルタが設けられた領域と前記第２フィルタが設けられた領域の間に設けられ、前記基板を貫通し、前記環状金属層と前記接地端子とを接続する接地ビア配線と、
前記環状金属層上に設けられ、前記環状金属層と電気的に接続し、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタを空隙に封止する金属リッドと、
を備え、
前記第１信号端子および前記第２信号端子は、平面視において前記環状金属層に重ならずに前記第２面に設けられ、
前記環状金属層の平面形状は略矩形であり、前記第１信号ビア配線および前記第２信号ビア配線は、前記略矩形の１つの辺のそれぞれ両端近傍に設けられ、前記接地ビア配線は前記環状金属層の前記１つの辺を前記接地端子に接続し、
前記第１フィルタおよび前記第２フィルタは前記空隙を介して前記金属リッドに直接対向するマルチプレクサ。

【請求項2】

前記接地ビア配線は、前記第１面において前記第１フィルタおよび前記第２フィルタと非接続である請求項１に記載のマルチプレクサ。

【請求項3】

前記第２面に設けられた第１接地端子および第２接地端子と、
前記基板を貫通し、前記１つの辺に対向する辺の両端近傍において前記環状金属層と前記第１接地端子および前記第２接地端子とをそれぞれ接続する第１接地ビア配線および第２接地ビア配線を備える請求項１または２に記載のマルチプレクサ。

【請求項4】

前記第１フィルタは第１直列共振器と第１並列共振器を備えるラダー型フィルタであり、前記第１接地端子は前記第１並列共振器のうち前記共通端子に最も電気的に近い第１並列共振器に接続され、
前記第２フィルタは第２直列共振器と第２並列共振器を備えるラダー型フィルタであり、前記第２接地端子は前記第２並列共振器のうち前記共通端子に最も電気的に近い第２並列共振器に接続されている請求項３に記載のマルチプレクサ。

【請求項5】

前記環状金属層は、前記接地ビア配線、前記第１接地ビア配線および前記第２接地ビア配線のみを介し接地される請求項３または４に記載のマルチプレクサ。

【請求項6】

前記基板は、支持基板と、前記支持基板上に設けられた圧電層と、を備え、
前記環状金属層は、前記圧電層が除去された前記支持基板上に設けられ、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタは前記圧電層上に設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載のマルチプレクサ。

【請求項7】

前記第１フィルタおよび前記第２フィルタは、単一の前記圧電層上に設けられている請求項６に記載のマルチプレクサ。

【請求項8】

前記第１フィルタの通過帯域と前記第２フィルタの通過帯域は重ならない請求項１から７のいずれか一項に記載のマルチプレクサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マルチプレクサに関し、例えば複数のフィルタを有するマルチプレクサに関する。

【背景技術】

【0002】

基板上に設けられたフィルタを囲むように枠体を設け、枠体上にリッドを設けることで、フィルタを空隙に封止する弾性波デバイスが知られている（例えば特許文献１）。送信フィルタが設けられた基板と受信フィルタが設けられた基板を、フィルタが設けられた面が空隙を挟み対向するように接合することが知られている。送信フィルタが設けられた面において、送信フィルタと、受信信号を伝送するパッドとの間にグランドパターンを設けることが知られている（例えば特許文献２）。多層基板上に送信フィルタと受信フィルタを実装したマルチプレクサが知られている（例えば特許文献３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１５２６１２号公報

【文献】特開２０１７－２０４８２７号公報

【文献】特開２０１９－２０５０６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

マルチプレクサにおいて、例えば送信端子と受信端子との間のアイソレーションを向上させることが求められている。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、アイソレーション特性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、第１面と前記第１面に対向する第２面を有する基板と、前記基板の第２面に設けられた共通端子、第１信号端子、および第２信号端子と、前記基板の第１面に設けられ、前記共通端子と前記第１信号端子との間に接続された第１フィルタと、前記基板を貫通し前記第１フィルタと前記第１信号端子を接続する第１信号ビア配線と、前記基板の第１面に設けられ、前記共通端子と前記第２信号端子との間に接続された第２フィルタと、前記基板を貫通し前記第２フィルタと前記第２信号端子を接続する第２信号ビア配線と、前記基板の第１面に設けられ、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタを囲む環状金属層と、前記基板の第２面に設けられた接地端子と、前記第１フィルタが設けられた領域と前記第２フィルタが設けられた領域の間に設けられ、前記基板を貫通し、前記環状金属層と前記接地端子とを接続する接地ビア配線と、前記環状金属層上に設けられ、前記環状金属層と電気的に接続し、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタを空隙に封止する金属リッドと、を備え、前記第１信号端子および前記第２信号端子は、平面視において前記環状金属層に重ならずに前記第２面に設けられ、前記環状金属層の平面形状は略矩形であり、前記第１信号ビア配線および前記第２信号ビア配線は、前記略矩形の１つの辺のそれぞれ両端近傍に設けられ、前記接地ビア配線は前記環状金属層の前記１つの辺を前記接地端子に接続し、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタは前記空隙を介して前記金属リッドに直接対向するマルチプレクサである。

【0008】

上記構成において、前記接地ビア配線は、前記第１面において前記第１フィルタおよび前記第２フィルタと非接続である構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記第２面に設けられた第１接地端子および第２接地端子と、前記基板を貫通し、前記１つの辺に対向する辺の両端近傍において前記環状金属層と前記第１接地端子および前記第２接地端子とをそれぞれ接続する第１接地ビア配線および第２接地ビア配線を備える構成とすることができる。

【0011】

上記構成において、前記第１フィルタは第１直列共振器と第１並列共振器を備えるラダー型フィルタであり、前記第１接地端子は前記第１並列共振器のうち前記共通端子に最も電気的に近い第１並列共振器に接続され、前記第２フィルタは第２直列共振器と第２並列共振器を備えるラダー型フィルタであり、前記第２接地端子は前記第２並列共振器のうち前記共通端子に最も電気的に近い第２並列共振器に接続されている構成とすることができる。

【0012】

前記環状金属層は、前記接地ビア配線、前記第１接地ビア配線および前記第２接地ビア配線のみを介し接地される構成とすることができる。

【0013】

上記構成において、前記基板は、支持基板と、前記支持基板上に設けられた圧電層と、を備え、前記環状金属層は、前記圧電層が除去された前記支持基板上に設けられ、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタは前記圧電層上に設けられている構成とすることができる。

【0014】

上記構成において、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタは、単一の前記圧電層上に設けられている構成とすることができる。

【0015】

上記構成において、前記第１フィルタの通過帯域と前記第２フィルタの通過帯域は重ならない構成とすることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、アイソレーション特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、実施例１に係るマルチプレクサの回路図である。

【図2】図２（ａ）および図２（ｂ）は、実施例１に係るマルチプレクサの平面図である。

【図3】図３は、図２（ａ）および図２（ｂ）のＡ－Ａ断面図である。

【図4】図４（ａ）は、実施例１における弾性波共振器の平面図であり、図４（ｂ）は、実施例１における別の弾性波共振器の断面図である。

【図5】図５は、比較例１に係るマルチプレクサの断面図である。

【図6】図６は、サンプルＡにおけるマルチプレクサの平面図である。

【図7】図７（ａ）から図７（ｃ）は、それぞれサンプルＢからＤにおけるマルチプレクサの平面図である。

【図8】図８は、サンプルＡおよびＢにおけるアイソレーション特性を示す図である。

【図9】図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれサンプルＡおよびＢにおけるリッドの下面における電流密度を上から見た図である。

【図10】図１０は、サンプルＡからＣにおけるアイソレーション特性を示す図である。

【図11】図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、それぞれサンプルＡおよびＣにおけるリッドの下面における電流密度を上から見た図である。

【図12】図１２は、サンプルＡ、ＢおよびＤにおけるアイソレーション特性を示す図である。

【図13】図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、それぞれサンプルＡおよびＤにおけるリッドの下面における電流密度を上から見た図である。

【図14】図１４は、サンプルＥにおけるマルチプレクサの平面図である。

【図15】図１５は、サンプルＥおよびＦにおけるアイソレーション特性を示す図である。

【図16】図１６（ａ）は、実施例１の変形例１に係るマルチプレクサの回路図、図１６（ｂ）は、実施例１の変形例１に係るマルチプレクサの平面図である。

【図17】図１７（ａ）は、実施例１の変形例２に係るマルチプレクサの回路図、図１７（ｂ）は、実施例１の変形例２に係るマルチプレクサの平面図である。

【図18】図１８は、実施例１の変形例３に係るマルチプレクサの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。

【実施例1】

【0019】

図１は、実施例１に係るマルチプレクサの回路図である。図１に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ３０が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ３２が接続されている。送信フィルタ３０は送信端子Ｔｘに入力した高周波信号のうち通過帯域の信号を共通端子Ａｎｔに通過させ他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ３２は共通端子Ａｎｔに入力した高周波信号のうち通過帯域の信号を受信端子Ｒｘに通過させ他の周波数の信号を抑圧する。

【0020】

図２（ａ）および図２（ｂ）は、実施例１に係るマルチプレクサの平面図である。図３は、図２（ａ）および図２（ｂ）のＡ－Ａ断面図である。図２（ａ）は、基板１０、配線１３ａ～１３ｃ、１４ａ～１４ｃ、ビア配線１５ａ～１５ｃ、１６ａ～１６ｃ、環状金属層２０、送信フィルタ３０および受信フィルタ３２を図示している。図２（ｂ）は、基板１０の下面を上から透視した平面図であり、基板１０、ビア配線１５ａ～１５ｃ、１６ａ～１６ｃおよび端子１８を図示している。基板１０の法線方向をＺ方向とし、送信フィルタ３０および受信フィルタ３２の配列方向をＸ方向、Ｘ方向とＹ方向に直交する方向をＹ方向とする。

【0021】

図２（ａ）から図３に示すように、基板１０は、支持基板１０ｂと支持基板１０ｂ上に直接または間接的に接合された圧電層１０ａとを有する。圧電層１０ａはビア配線１５ａ～１５ｃおよび１６ａ～１６ｃが設けられた領域および環状金属層２０が設けられた領域には設けられていない。圧電層１０ａ上に弾性波共振器１２ａおよび１２ｂが設けられている。弾性波共振器１２ａおよび１２ｂはそれぞれ送信フィルタ３０および受信フィルタ３２を形成する。基板１０上に配線１３ａ～１３ｃおよび１４ａ～１４ｃおよび環状金属層２０が設けられている。配線１４ａは送信フィルタ３０に電気的に接続され、配線１４ｂは受信フィルタ３２に電気的に接続され、配線１４ｃは送信フィルタ３０および受信フィルタ３２に電気的に接続されている。配線１３ａ～１３ｃは環状金属層２０に電気的に接続されている。

【0022】

支持基板１０ｂを貫通するようにビア配線１５ａ～１５ｃおよび１６ａ～１６ｃが設けられている。基板１０の下面に端子１８が設けられている。端子１８は、共通端子Ａｎｔ、送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘおよび接地端子Ｇｎｄ１～Ｇｎｄ５を含む。ビア配線１５ａは配線１４ａと送信端子Ｔｘを接続し、ビア配線１５ｂは配線１４ｂと受信端子Ｒｘとを接続し、ビア配線１５ｃは配線１４ｃと共通端子Ａｎｔとを接続する。ビア配線１５は送信フィルタ３０および受信フィルタ３２のグランドと接地端子Ｇｎｄ２～Ｇｎｄ５とを接続する。ビア配線１６ａ～１６ｃはそれぞれ配線１３ａ～１３ｃと接地端子Ｇｎｄ１～Ｇｎｄ３とを接続する。リッド２２は、環状金属層２０上に接合され、送信フィルタ３０および受信フィルタ３２を空隙２４に封止する。

【0023】

基板１０および環状金属層２０の平面形状は略矩形である。送信端子Ｔｘおよび受信端子Ｒｘは環状金属層２０の矩形の４辺のうち１辺６０の両端近傍に設けられている。共通端子Ａｎｔは矩形の４辺のうち辺６０に対向する辺６２の中心近傍に設けられている。このように、送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘおよび共通端子Ａｎｔを三角形の頂点の位置に配置することで、各端子間のアイソレーション特性が向上する。配線１３ａは環状金属層２０における辺６０の中央付近に接続されている。これにより、ビア配線１６ａは環状金属層２０における辺６０の中央付近と接地端子Ｇｎｄ１とを電気的に接続する。配線１３ｂおよび１３ｃは環状金属層２０における辺６２の両端近傍に接続されている。これにより、ビア配線１６ｂおよび１６ｃは環状金属層２０における辺６２の両端近傍と接地端子Ｇｎｄ２およびＧｎｄ３とをそれぞれ電気的に接続する。

【0024】

支持基板１０ｂは、例えばサファイア基板、スピネル基板、アルミナ基板、ガラス基板、水晶基板またはシリコン基板である。圧電層１０ａは、例えばタンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板または水晶基板等の圧電基板である。配線１３ａ～１３ｃ、１４ａ～１４ｃ、ビア配線１５ａ～１５ｃ、１６ａ～１６ｃ、端子１８、環状金属層２０は、例えば銅層、金層、アルミニウム層またはニッケル層の金属層である。リッド２２は、例えばコバール等の金属板である。

【0025】

支持基板１０ｂと圧電層１０ａの間には別の絶縁層が設けられていてもよい。例えば、支持基板１０ｂと圧電層１０ａとの間に、弾性定数の温度係数に符号が圧電層１０ａの弾性定数の温度係数の符号と反対の温度補償膜が設けられていてもよい。支持基板１０ｂと温度補償膜との間に、バルク波の音速が温度補償膜のバルク波の音速より速い境界層が設けられていてもよい。温度補償膜は例えば酸化シリコン膜であり、境界層は例えば酸化アルミニウム膜である。

【0026】

図４（ａ）は、実施例１における弾性波共振器の平面図であり、図４（ｂ）は、実施例１における別の弾性波共振器の断面図である。図４（ａ）の例では、弾性波共振器１２ａおよび１２ｂは弾性表面波共振器である。基板１０の上面にＩＤＴ（Interdigital Transducer）４０と反射器４２が設けられている。ＩＤＴ４０は、互いに対向する１対の櫛型電極４０ａを有する。櫛型電極４０ａは、複数の電極指４０ｂと複数の電極指４０ｂを接続するバスバー４０ｃとを有する。反射器４２は、ＩＤＴ４０の両側に設けられている。ＩＤＴ４０が基板１０に弾性表面波を励振する。基板１０は、図３のような支持基板１０ｂおよび圧電層１０ａでもよいし、圧電基板でもよい。ＩＤＴ４０および反射器４２は例えばアルミニウム膜、銅膜またはモリブデン膜により形成される。基板１０上にＩＤＴ４０および反射器４２を覆うように保護膜または温度補償膜が設けられていてもよい。弾性波共振器１２ａおよび１２ｂは弾性境界波共振器またはＬａｍｂ波共振器でもよい。

【0027】

図４（ｂ）の例では、弾性波共振器１２ａおよび１２ｂは圧電薄膜共振器である。基板１０上に圧電膜４６が設けられている。圧電膜４６を挟むように下部電極４４および上部電極４８が設けられている。下部電極４４と基板１０との間に空隙４５が形成されている。圧電膜４６の少なくとも一部を挟み下部電極４４と上部電極４８とが対向する領域が共振領域４７である。共振領域４７内の下部電極４４および上部電極４８は圧電膜４６内に、厚み縦振動モードの弾性波を励振する。基板１０は、例えばサファイア基板、スピネル基板、アルミナ基板、ガラス基板、水晶基板またはシリコン基板である。下部電極４４および上部電極４８は例えばルテニウム膜等の金属膜である。圧電膜４６は例えば窒化アルミニウム膜である。空隙４５の代わりに音響反射膜が設けられていてもよい。

【0028】

［比較例１］
図５は、比較例１に係るマルチプレクサの断面図であり、図２（ａ）および図２（ｂ）のＡ－Ａ断面に相当する断面図である。図５に示すように、比較例１ではビア配線１６ａが設けられていない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0029】

比較例１では、基板１０を挟んだ送信端子Ｔｘと環状金属層２０との容量結合に起因し、図５の矢印５０のように送信端子Ｔｘから基板１０を介し環状金属層２０に送信信号が漏れる。矢印５１のように送信信号は環状金属層２０からリッド２２に漏れる。リッド２２が金属板のとき、矢印５２のようにリッド２２に送信信号が伝搬する。空隙２４を挟んだ送信フィルタ３０とリッド２２との間の容量結合に起因し、矢印５３のように、送信フィルタ３０から空隙２４を介しリッド２２に信号が漏れる。空隙２４を挟んだリッド２２と受信フィルタ３２との容量結合に起因し、矢印５６のように、リッド２２を伝搬する高周波信号は受信フィルタ３２に漏れる。リッド２２の信号は矢印５７のように環状金属層２０に漏れ、矢印５８のように基板１０を介し受信端子Ｒｘに漏れる。リッド２２が絶縁板のとき、リッド２２を伝搬する高周波信号の強度は小さいが、高周波信号は環状金属層２０を介し送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘに至る。これにより、送信端子Ｔｘに入力した送信信号の一部が受信端子Ｒｘに漏れ、アイソレーション特性が劣化する。特に、マルチプレクサの小型化のため、支持基板１０ｂの厚さは例えば１００μｍ以下、空隙２４の厚さは例えば１００μｍ以下となると、基板１０および空隙２４を挟んだ容量結合が大きくなり、アイソレーション特性は特に劣化する。

【0030】

実施例１では、図３のように、送信フィルタ３０と受信フィルタ３２との間の環状金属層２０が配線１３ａを介し接地されている。これにより、矢印５４のように、リッド２２を伝搬する高周波信号は環状金属層２０を介し配線１３ａに至り、矢印５５のようにビア配線１６ａを介し接地端子Ｇｎｄ１に至る。また、リッド２２が絶縁板の場合、環状金属層２０を伝搬する高周波信号は配線１３ａおよびビア配線１６ａを介し接地端子Ｇｎｄ１に至る。これにより、送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘに漏れる高周波信号が小さくなり、アイソレーション特性が改善する。

【0031】

［シミュレーション］
サンプルＡ～Ｄについてアイソレーション特性をシミュレーションした。図６は、サンプルＡにおけるマルチプレクサの平面図である。図６に示すように、送信フィルタ３０は、ラダー型フィルタであり、直列共振器Ｓ１１～Ｓ１３および並列共振器Ｐ１１～Ｐ１４を備えている。直列共振器Ｓ１１～Ｓ１３は共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間の直列経路に設けられている。並列共振器Ｐ１１～Ｐ１４は一端が直列経路に接続され、他端が接地端子Ｇｎｄ２およびＧｎｄ４に接続されている。直列共振器Ｓ１１～Ｓ１３および並列共振器Ｐ１１～Ｐ１４は、図４（ａ）において示した弾性波共振器１２ａであり、配線１４ａにより互いに接続されている。

【0032】

受信フィルタ３２は、ラダー型フィルタであり、直列共振器Ｓ２１～Ｓ２５および並列共振器Ｐ２１～Ｐ２４を備えている。直列共振器Ｓ２１～Ｓ２５は共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間の直列経路に設けられている。並列共振器Ｐ２１～Ｐ２４は一端が直列経路に接続され、他端が接地端子Ｇｎｄ３およびＧｎｄ５に接続されている。直列共振器Ｓ２１～Ｓ２５および並列共振器Ｐ２１～Ｐ２４は、図４（ａ）において示した弾性波共振器１２ｂであり、配線１４ｂにより接続されている。直列共振器Ｓ１１～Ｓ１３、Ｓ２１～Ｓ２５、並列共振器Ｐ１１～Ｐ１４およびＰ２１～Ｐ２４の弾性波の伝搬方向はＸ方向である。

【0033】

ビア配線１６ａは、送信フィルタ３０が設けられた領域と受信フィルタ３２が設けられた領域の間において、環状金属層２０に接続された配線１３ａと接地端子Ｇｎｄ１とを接続する。ビア配線１６ｂは環状金属層２０の角（辺６２の＋Ｘ端部）に接続された配線１３ｂと接地端子Ｇｎｄ２とを接続する。接地端子Ｇｎｄ２は並列共振器Ｐ１１～Ｐ１４のうち共通端子Ａｎｔに最も近い並列共振器Ｐ１１が接続されている。ビア配線１６ｃは環状金属層２０の角（辺６２の－Ｘ端部）に接続された配線１３ｃと接地端子Ｇｎｄ３とを接続する。接地端子Ｇｎｄ３は並列共振器Ｐ２１～Ｐ２４のうち共通端子Ａｎｔに最も近い並列共振器Ｐ２１が接続されている。

【0034】

ビア配線１５ａは送信フィルタ３０に接続された配線１４ａを送信端子Ｔｘに接続する。ビア配線１５ｂは受信フィルタ３２に接続された配線１４ｂを受信端子Ｒｘに接続する。ビア配線１５ｃは送信フィルタ３０および受信フィルタ３２に接続された配線１４ｃを共通端子Ａｎｔに接続する。ビア配線１５は並列共振器Ｐ１１～Ｐ１４およびＰ２１～Ｐ２４の一端を接地端子Ｇｎｄ２～Ｇｎｄ５に接続する。

【0035】

図７（ａ）から図７（ｃ）は、それぞれサンプルＢからＤにおけるマルチプレクサの平面図である。図７（ａ）に示すように、サンプルＢでは、ビア配線１６ａが設けられていない。その他の構成はサンプルＡと同じである。図７（ｂ）に示すように、サンプルＣでは、ビア配線１６ｂが設けられていない。その他の構成はサンプルＡと同じである。図７（ｃ）に示すように、サンプルＤでは、ビア配線１６ｃが設けられていない。その他の構成はサンプルＡと同じである。サンプルＢは比較例に相当し、サンプルＡ、ＣおよびＤは実施例１に相当する。

【0036】

シミュレーションの条件は以下である。
マルチプレクサ：ＬＴＥ（Long Term Evolution）バンド７用マルチプレクサ
支持基板１０ｂ：厚さが７０μｍのサファイア基板
圧電層１０ａ：厚さが２．４μｍの４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム
配線１３ａ～１３ｃ、１４ａ～１４ｃ：基板１０側から厚さ５０ｎｍのチタン膜、厚さ１００ｎｍのアルミニウム膜、厚さ２００ｎｍのチタン膜および厚さ１μｍの金膜
ビア配線１５、１５ａ～１５ｃ、１６ａ～１６ｃ：径が４０μｍの銅層
環状金属層２０：基板１０側から厚さ２．５μｍのニッケル層、厚さ１７．５μｍおよび幅２３μｍの銅層
リッド２２：厚さ３０μｍのコバール

【0037】

図８は、サンプルＡおよびＢにおけるアイソレーション特性を示す図である。図８に示すように、ＬＴＥバンド７の送信帯域３４は２５００ＭＨｚ～２５７０ＭＨｚであり、受信帯域３６は２６２０ＭＨｚ～２６９０ＭＨｚである。２４７０ＭＨｚより低い帯域、送信帯域３４、受信帯域３６および２７５０ＭＨｚより高い帯域においてサンプルＡのアイソレーション特性はサンプルＢより良好である。送信端子Ｔｘに電圧が１Ｖであり周波数が２４００ＭＨｚ（破線３８ａ）の高周波電力を印加し、リッド２２の下面における電流密度をシミュレーションした。

【0038】

図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれサンプルＡおよびＢにおけるリッドの下面における電流密度を上から見た図である。高周波電力の電流密度が７．２Ａ／ｍ以上の領域を濃いハッチで示し、電流密度が１．７ｍ／Ａ～７．２Ａ／ｍの間の領域をやや濃いハッチで示し、電流密度が０．４２Ａ／ｍ～１．７Ａ／ｍの領域を薄いハッチで示し、電流密度が０．４２Ａ／ｍ以下の領域を白で示す。送信フィルタ３０および受信フィルタ３２を細実線で図示している。以下の図も同様である。

【0039】

図９（ｂ）に示すように、サンプルＢでは、送信端子Ｔｘに供給された高周波電力は、送信フィルタ３０内を共通端子Ａｎｔに向けて伝搬する。送信フィルタ３０の送信端子Ｔｘから共通端子Ａｎｔにかけての領域に重なるリッド２２に高周波電力が漏洩し、リッド２２における高周波電力が大きくなる。さらに、矢印５２ａ～５２ｃのように、高周波電力はリッド２２の全体に伝搬する。これにより、リッド２２全体の高周波電力が大きくなる。

【0040】

図９（ａ）に示すように、サンプルＡでは、ビア配線１６ａが設けられている。このため、矢印５２ｄのように受信端子Ｒｘに向かう高周波電力はビア配線１６ａおよびその近傍の環状金属層２０を介し接地される。これにより、矢印５２ｂのように送信端子Ｔｘからリッド２２を対角線上に伝搬する高周波電力が小さくなる。これにより、領域６４のように、受信フィルタ３２と重なるリッド２２の領域における高周波電力が小さくなる。よって、サンプルＡでは、サンプルＢに比べリッド２２および環状金属層２０を介し受信端子Ｒｘに至る高周波電力が小さくなり、アイソレーション特性が改善すると考えられる。

【0041】

図１０は、サンプルＡからＣにおけるアイソレーション特性を示す図である。図１０に示すように、２４７０ＭＨｚより低い帯域および送信帯域３４において、サンプルＣのアイソレーション特性はサンプルＡと同程度である。２７５０ＭＨｚより高い帯域において、サンプルＣのアイソレーション特性はサンプルＡよりややよい。受信帯域３６においてサンプルＣのアイソレーション特性はサンプルＡよりやや悪い。送信端子Ｔｘに電圧が１Ｖであり周波数が２７００ＭＨｚ（破線３８ｂ）の高周波電力を印加し、リッド２２の下面における高周波電力の電流密度をシミュレーションした。

【0042】

図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、それぞれサンプルＡおよびＣにおけるリッドの下面における電流密度を上から見た図である。図１１（ａ）に示すように、サンプルＡでは、図９（ａ）と同様に、受信フィルタ３２と重なるリッド２２の領域６４における高周波電力を抑制できる。図１１（ｂ）に示すように、サンプルＣでは、矢印５２ｂのように高周波電力はリッド２２を送信端子Ｔｘから対角線上に伝搬する。これにより、受信フィルタ３２に重なるリッド２２の領域における高周波電力が大きくなり、アイソレーション特性が劣化する。

【0043】

図１０のように、サンプルＣはサンプルＢよりアイソレーション特性が良いが、図１１（ａ）および図１１（ｂ）のように、受信フィルタ３２と重なる領域への高周波電力の漏れがあり、サンプルＡより受信帯域３６におけるアイソレーション特性がやや悪くなる。

【0044】

図１２は、サンプルＡ、ＢおよびＤにおけるアイソレーション特性を示す図である。図１２に示すように、２４７０ＭＨｚより低い帯域、受信帯域３６および２７５０ＭＨｚより高い帯域において、サンプルＤのアイソレーション特性はサンプルＡと同程度である。送信帯域３４において、サンプルＤのアイソレーション特性はサンプルＢと同程度でありサンプルＡより悪い。送信端子Ｔｘに電圧が１Ｖであり周波数が２５５０ＭＨｚ（破線３８ｃ）の高周波電力を印加し、リッド２２の下面における高周波電力の電流密度をシミュレーションした。

【0045】

図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、それぞれサンプルＡおよびＤにおけるリッドの下面における電流密度を上から見た図である。図１３（ａ）と図１３（ｂ）を比較すると、サンプルＤでは、矢印５２ｅのように共通端子Ａｎｔ付近から受信端子Ｒｘ付近に高周波電力が伝搬する。これにより、受信端子Ｒｘ付近のリッド２２の高周波電力はサンプルＡの領域６４より大きい。

【0046】

図１２のように、サンプルＤはサンプルＢよりアイソレーション特性が良いが、図１３（ａ）および図１３（ｂ）のように、受信フィルタ３２と重なる領域への高周波電力の漏れがあり、サンプルＡより送信帯域３４でのアイソレーション特性が悪くなる。

【0047】

以上のシミュレーションのサンプルＡ、ＣおよびＤのように、送信フィルタ３０と受信フィルタ３２との間にビア配線１６ａを設けることで、サンプルＢに比べアイソレーション特性を改善できる。ビア配線１６ｂおよび１６ｃは設けなくてもよいが、設けることでアイソレーション特性をより向上できる。

【0048】

図１４は、サンプルＥにおけるマルチプレクサの平面図である。図１４に示すように、送信フィルタ３０では、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に直列共振器Ｓ１１～Ｓ１３が直列に接続され、並列共振器Ｐ１１～Ｐ１４が並列に接続されている。受信フィルタ３２では、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に直列共振器Ｓ２１～Ｓ２５が直列に接続され、並列共振器Ｐ２１～Ｐ２４が並列に接続されている。直列共振器Ｓ１１～Ｓ１３、Ｓ２１～Ｓ２５、並列共振器Ｐ１１～Ｐ１４およびＰ２１～Ｐ２４の弾性波の伝搬方向はＹ方向である。その他の構成はサンプルＡと同じである。サンプルＦとして、ビア配線１６ａを設けない以外はサンプルＥと同じサンプルについてもシミュレーションした。サンプルＦは比較例１に相当する。

【0049】

図１５は、サンプルＥおよびＦにおけるアイソレーション特性を示す図である。図１５に示すように、送信帯域３４において、サンプルＥのアイソレーション特性はサンプルＦより良好である。サンプルＥおよびＦのように、チップ内の配置を変えても、実施例１は比較例１に比べアイソレーション特性が向上する。

【0050】

［実施例１の変形例１］
図１６（ａ）は、実施例１の変形例１に係るマルチプレクサの回路図である。図１６（ａ）に示すように、実施例１の変形例１では、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘ１との間に送信フィルタ３０ａが接続され、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘ２との間に送信フィルタ３０ｂが接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間の受信フィルタ３２が接続されている。送信フィルタ３０ａおよび３０ｂはそれぞれ例えばＬＴＥバンド１３およびＬＴＥバンド１７の送信フィルタである。受信フィルタ３２は例えばＬＴＥバンド１３およびＬＴＥバンド１７の共用の受信フィルタである。

【0051】

図１６（ｂ）は、実施例１の変形例１に係るマルチプレクサの平面図である。図１６（ｂ）に示すように、送信フィルタ３０ａは辺６２側に設けられ、送信フィルタ３０ｂは辺６０側に設けられている。送信フィルタ３０ａと送信端子Ｔｘ1とを接続する配線１４ｄおよびビア配線１５ｄは辺６０と６２との間の＋Ｘ側の辺６１の中央部近傍に設けられている。送信フィルタ３０ｂと送信端子Ｔｘ２とを接続する配線１４ａおよびビア配線１５ａは辺６０と６１の端部近傍に設けられている。配線１４ｃは送信フィルタ３０ａ、３０ｂおよび受信フィルタ３２を接続する。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例１のように、マルチプレクサはトリプレクサでもよい。

【0052】

［実施例１の変形例２］
図１７（ａ）は、実施例１の変形例２に係るマルチプレクサの回路図である。図１７（ａ）に示すように、実施例１の変形例２では、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘ１との間に送信フィルタ３０ａが接続され、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘ２との間に送信フィルタ３０ｂが接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘ１との間の受信フィルタ３２ａが接続され、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘ２との間に受信フィルタ３２ｂが接続されている。送信フィルタ３０ａおよび３０ｂはそれぞれ例えばＬＴＥバンド１３およびＬＴＥバンド１７の送信フィルタである。受信フィルタ３２ａおよび３２ｂはそれぞれ例えばＬＴＥバンド１３およびＬＴＥバンド１７の受信フィルタである。

【0053】

図１７（ｂ）は、実施例１の変形例２に係るマルチプレクサの平面図である。図１７（ｂ）に示すように、受信フィルタ３２ａは辺６２側に設けられ、受信フィルタ３２ｂは辺６０側に設けられている。受信フィルタ３２ａと受信端子Ｒｘ１とを接続する配線１４ｅおよびビア配線１５ｅは辺６０と６２との間の－Ｘ側の辺６３の中央部近傍に設けられている。受信フィルタ３２ｂと受信端子Ｒｘ２とを接続する配線１４ｂおよびビア配線１５ｂは辺６０と６３の端部近傍に設けられている。配線１４ｃは送信フィルタ３０ａ、３０ｂ、受信フィルタ３２ａおよび３２ｂを接続する。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例２のように、マルチプレクサはクワッドプレクサでもよい。

【0054】

［実施例１の変形例３］
図１８は、実施例１の変形例３に係るマルチプレクサの断面図である。図１８に示すように、基板１０上に送信フィルタ３０を形成する弾性波共振器１２ａおよび受信フィルタ３２を形成する弾性波共振器１２ｂが設けられている。弾性波共振器１２ａおよび１２ｂは、図４（ｂ）において示した圧電薄膜共振器である。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例３のように、弾性波共振器１２ａおよび１２ｂは圧電薄膜共振器でもよい。

【0055】

実施例１およびその変形例によれば、基板１０の上面（第１面）に、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘ（第１信号端子）との間に接続された送信フィルタ３０（第１フィルタ）と、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘ（第２信号端子）との間に接続された受信フィルタ３２（第２フィルタ）と、が設けられている。環状金属層２０は、基板１０の第１面に設けられ、送信フィルタ３０および受信フィルタ３２を囲む。ビア配線１６ａ（接地ビア配線）は送信フィルタ３０が設けられた領域と受信フィルタ３２が設けられた領域の間に設けられ、基板１０を貫通し、環状金属層２０と基板１０の下面（第２面）に設けられた接地端子Ｇｎｄ１とを接続する。これにより、送信端子Ｔｘに入力した高周波信号が環状金属層２０を介し受信端子Ｒｘに漏洩することを抑制でき、アイソレーション特性を改善できる。

【0056】

リッド２２は、環状金属層２０上に設けられ、環状金属層２０と電気的に接続し、送信フィルタ３０および受信フィルタ３２を空隙２４に封止する。リッド２２が金属リッドの場合、送信フィルタ３０からリッド２２に漏洩した高周波信号がリッド２２を伝搬し、受信端子Ｒｘに至るとアイソレーション特性の劣化となる。シミュレーションのサンプルＡ、ＣおよびＤのように、ビア配線１６ａを設けることで、送信フィルタ３０からリッド２２に漏洩し、リッド２２から受信フィルタ３２に漏洩する高周波信号を抑制できる。よって、アイソレーション特性をより向上できる。

【0057】

ビア配線１６ａは、基板１０の上面（送信フィルタ３０および受信フィルタ３２が設けられた面）において送信フィルタ３０および受信フィルタ３２と非接続である。これにより、送信フィルタ３０のグランドから受信フィルタ３２のグランドに配線１３ａを介して高周波信号が漏洩することを抑制できる。

【0058】

ビア配線１５ａ（第１信号ビア配線）は、基板１０を貫通し送信フィルタ３０と送信端子Ｔｘを接続する。ビア配線１５ｂ（第２信号ビア配線）は、基板１０を貫通し、受信フィルタ３２と受信端子Ｒｘとを接続する。環状金属層２０は略矩形であり、ビア配線１５ａおよび１５ｂは、略矩形の辺６０のそれぞれ両端近傍に設けられ、ビア配線１６ａは環状金属層２０の辺６０を接地端子Ｇｎｄ１に接続する。これにより、送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘに環状金属層２０を介し漏洩する高周波信号をビア配線１６ａを介し接地できる。また、リッド２２を伝搬する高周波信号を環状金属層２０の辺６０を介し接地できる。よって、アイソレーション特性をより改善できる。なお、環状金属層２０の平面形状が略矩形とは、角が曲線であることおよび辺が製造誤差程度に湾曲することを許容する。また、辺６０の両端近傍とは、辺６０の端から辺６０の長さの１／４程度離れることを許容する。

【0059】

ビア配線１６ｂ（第１接地ビア配線）およびビア配線１６ｃ（第２接地ビア配線）は、辺６０に対向する辺６２の両端近傍において、環状金属層２０と接地端子Ｇｎｄ２（第１接地端子）および接地端子Ｇｎｄ３（第２接地端子）をそれぞれ接続する。これにより、ビア配線１６ａから離れた位置で環状金属層２０を接地できる。このため、環状金属層２０およびリッド２２を伝搬する高周波信号を接地でき、アイソレーション特性を向上できる。なお、辺６２の両端近傍とは、辺６２の端より辺６２の長さの１／４程度離れることを許容する。

【0060】

送信フィルタ３０は直列共振器Ｓ１１～Ｓ１３（第１直列共振器）と並列共振器Ｐ１１～Ｐ１４（第１並列共振器）を備えるラダー型フィルタであり、接地端子Ｇｎｄ２は共通端子Ａｎｔに最も電気的に近い並列共振器Ｐ１１に接続されている。受信フィルタ３２は直列共振器Ｓ２１～Ｓ２５（第２直列共振器）と並列共振器Ｐ２１～Ｐ２４（第２並列共振器）を備えるラダー型フィルタであり、接地端子Ｇｎｄ３は共通端子Ａｎｔに最も電気的に近い並列共振器Ｐ２１に接続されている。ビア配線１６ｂにより、送信端子Ｔｘから共通端子Ａｎｔに漏れる高周波信号を接地できる。また、ビア配線１６ｃにより、送信端子Ｔｘから共通端子Ａｎｔを介し受信端子Ｒｘに漏れる高周波信号を接地できる。

【0061】

環状金属層２０に接続されたビア配線を多く設けるとマルチプレクサが大型化する。そこで、実施例１のサンプルＡおよびＥ、実施例１の変形例１～３のように、環状金属層２０は、基板１０を貫通するビア配線のうちビア配線１６ａ～１６ｃのみを介し接地される。これにより、アイソレーション特性を向上させるために最も有効な箇所にビア配線を設けることができ、アイソレーション特性を改善できる。アイソレーション特性の改善にあまり効果のない箇所にビア配線を設けないため、小型化が可能となる。

【0062】

実施例１およびその変形例１および２のように、基板１０は、支持基板１０ｂと支持基板１０ｂ上に設けられた圧電層１０ａを備える。環状金属層２０は、圧電層１０ａが除去された支持基板１０ｂ上に設けられ、送信フィルタ３０および受信フィルタ３２は圧電層１０ａ上に設けられている。これにより、環状金属層２０の応力により圧電層１０ａが破壊されることを抑制できる。送信フィルタ３０および受信フィルタ３２は、単一の圧電層１０ａ上に設けられている。これにより、マルチプレクサを小型化できる。実施例１の変形例３のように、弾性波共振器１２ａおよび１２ｂは圧電薄膜共振器もよい。また、基板１０は圧電基板でもよい。

【0063】

送信フィルタ３０の通過帯域と受信フィルタ３２の通過帯域は重ならない。この場合、通過帯域間のアイソレーションが問題となる。よって、ビア配線１６ａを設けることが好ましい。

【0064】

実施例１およびその変形例では、マルチプレクサが送信フィルタと受信フィルタとを有する例を説明したが、マルチプレクサは複数の送信フィルタのみまたは複数の受信フィルタのみを有してもよい。マルチプレクサは、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式のバンド用のフィルタおよびＴＤＤ（Time Division Duplex）方式のバンド用のフィルタの少なくとも一方のフィルタを有してもよい。送信フィルタ３０および受信フィルタ３２は多重モードフィルタでもよい。

【0065】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0066】

１０ 基板
１０ａ 圧電層
１０ｂ 支持基板
１２ａ、１２ｂ 弾性波共振器
１３ａ～１３ｃ、１４ａ～１４ｅ 配線
１５ａ～１５ｅ、１６ａ～１６ｃ ビア配線
１８ 端子
２０ 環状金属層
２２ リッド
３０、３０ａ、３０ｂ 送信フィルタ
３２、３２ａ、３２ｂ 受信フィルタ
６０～６３ 辺

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】