滤波器装置的制作方法

1.本发明涉及包含梯型电路的滤波器装置。


背景技术：

2.以往，弹性波装置被广泛用于便携式电话机的滤波器等。在下述的专利文献1记载了对串联臂谐振器以及并联臂谐振器使用了弹性波装置的梯型滤波器的一个例子。在该梯型滤波器中，在两个端子之间相互串联地连接有五个串联臂谐振器。在两端的串联臂谐振器与两个端子之间分别连接有电感器。两端的串联臂谐振器的各谐振频率与上述两端的串联臂谐振器以外的三个串联臂谐振器的谐振频率不同。由此，谋求梯型滤波器的通带的扩大以及通带外的衰减量的增大。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2019-068295号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.在梯型滤波器中，相对带宽的值小的弹性波谐振器有时用于提高通带的端部处的陡峭性。另一方面，相对带宽的值大的弹性波谐振器有时用于扩大通带。为了实现高的陡峭性以及宽的通带，需要相对带宽的值小的弹性波谐振器以及相对带宽的值大的弹性波谐振器这两者。
8.在此，为了增大弹性波谐振器的相对带宽的值，有时在弹性波谐振器连接电感器。通过提高电感器的电感，从而能够增大相对带宽的值。然而，若提高电感器的电感，则电感器变得大型，作为滤波器装置整体也往往变得大型。
9.本发明的目的在于，提供一种能够使通带变宽并且能够发展小型化的滤波器装置。
10.用于解决问题的技术方案
11.本发明涉及的滤波器装置具备：多个谐振器，包含至少一个串联臂谐振器以及至少一个并联臂谐振器，所述多个谐振器包含：第1谐振器，在所述多个谐振器之中相对带宽的值最大；以及所述第1谐振器以外的至少一个第2谐振器，所述滤波器装置还具备：电感器，与所述第1谐振器串联地连接。
12.发明效果
13.根据本发明涉及的滤波器装置，能够使通带变宽，并且能够发展小型化。
附图说明
14.图1是本发明的第1实施方式涉及的滤波器装置的电路图。
15.图2是示出由于在第2谐振器连接了电感器而造成的相对带宽的变化的图。
16.图3是示出由于在第1谐振器连接了电感器而造成的相对带宽的变化的图。
17.图4是示出在谐振器连接了电感器的情况下的电感器的电感和谐振频率的变化幅度的关系的图。
18.图5是本发明的第1实施方式中的第1谐振器的俯视图。
19.图6是沿着图5中的i-i线的剖视图。
20.图7是示出本发明的第1实施方式以及比较例的衰减量频率特性的图。
21.图8是本发明的第1实施方式涉及的滤波器装置的简图式主视剖视图。
22.图9是本发明的第1实施方式的第1变形例涉及的滤波器装置的简图式主视剖视图。
23.图10是本发明的第1实施方式的第2变形例涉及的滤波器装置的电路图。
24.图11是本发明的第1实施方式的第3变形例中的第1谐振器的主视剖视图。
25.图12是本发明的第1实施方式的第4变形例中的第1谐振器的主视剖视图。
26.图13是本发明的第2实施方式中的第1谐振器的俯视图。
27.图14是本发明的第2实施方式中的第2谐振器的俯视图。
28.图15是本发明的第2实施方式的变形例中的第1idt电极的俯视图。
29.图16是本发明的第3实施方式中的第2idt电极的俯视图。
30.图17是本发明的第5实施方式中的第2idt电极的俯视图。
31.图18是本发明的第5实施方式的变形例中的第2idt电极的俯视图。
32.图19是本发明的第6实施方式中的第1谐振器以及第2谐振器的主视剖视图。
具体实施方式
33.以下，参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明，由此明确本发明。
34.另外，需要指出，在本说明书记载的各实施方式是例示性的，能够在不同的实施方式间进行结构的部分置换或组合。
35.图1是本发明的第1实施方式涉及的滤波器装置的电路图。
36.滤波器装置1具有第1信号端子9a以及第2信号端子9b和多个谐振器。具体地，多个谐振器包含多个串联臂谐振器和多个并联臂谐振器。多个串联臂谐振器是串联臂谐振器s1、串联臂谐振器s2、串联臂谐振器s3、串联臂谐振器s4以及串联臂谐振器s5。多个并联臂谐振器是并联臂谐振器p1、并联臂谐振器p2、并联臂谐振器p3以及并联臂谐振器p4。在本实施方式中，多个谐振器均为弹性波谐振器。具体地，多个谐振器是声表面波谐振器。不过，多个谐振器也可以是体波谐振器。
37.在本实施方式中，第1信号端子9a是天线端子。即，第1信号端子9a与天线连接。第1信号端子9a以及第2信号端子9b可以设置为电极焊盘，或者也可以设置为布线。
38.串联臂谐振器s1、串联臂谐振器s2、串联臂谐振器s3、串联臂谐振器s4以及串联臂谐振器s5在第1信号端子9a与第2信号端子9b之间相互串联地连接。在串联臂谐振器s1与串联臂谐振器s2之间的连接点和接地电位之间，连接有并联臂谐振器p1。在串联臂谐振器s2与串联臂谐振器s3之间的连接点和接地电位之间，连接有并联臂谐振器p2。在串联臂谐振器s3与串联臂谐振器s4之间的连接点和接地电位之间，连接有并联臂谐振器p3。在串联臂谐振器s4与串联臂谐振器s5之间的连接点和接地电位之间，连接有并联臂谐振器p4。另外，
滤波器装置1的多个谐振器只要包含至少一个串联臂谐振器和至少一个并联臂谐振器即可。滤波器装置1只要包含梯型电路即可。滤波器装置1例如也可以包含纵向耦合谐振器型弹性波滤波器。
39.在此，多个谐振器包含第1谐振器和多个第2谐振器。第1谐振器的相对带宽的值在多个谐振器的相对带宽的值之中最大。第2谐振器是第1谐振器以外的全部的谐振器。在本实施方式中，第1谐振器是并联臂谐振器p4。第2谐振器是串联臂谐振器s1、串联臂谐振器s2、串联臂谐振器s3、串联臂谐振器s4以及串联臂谐振器s5、和并联臂谐振p1、并联臂谐振器p2以及并联臂谐振器p3。另外，在本说明书中，相对带宽是指各个谐振器的相对带宽。即，在将相对带宽设为δf，将谐振频率设为fr，将反谐振频率设为fa时，δf＝(|fa-fr|/fr)
×
100[％]。第1谐振器的相对带宽为5％。另一方面，各第2谐振器的相对带宽分别为3％。不过，第1谐振器以及第2谐振器的相对带宽并不限定于上述相对带宽。
[0040]
滤波器装置1具有第1电感器以及第2电感器。第1电感器是与第1谐振器串联地连接的电感器。第2电感器是与第2谐振器连接的电感器。具体地，第1电感器是电感器l。第2电感器是电感器m。电感器l连接在作为第1谐振器的并联臂谐振器p4与接地电位之间。另外，电感器l不经由其它谐振器而与并联臂谐振器p4连接。电感器m连接在并联臂谐振器p2与接地电位之间。
[0041]
电感器l是用于增大并联臂谐振器p4的相对带宽的值的电感器。由此，能够使滤波器装置1的通带变宽。另一方面，电感器m是阻抗匹配用的电感器。
[0042]
本实施方式的特征在于，在作为第1谐振器的并联臂谐振器p4串联地连接有作为第1电感器的电感器l。如上所述，第1谐振器的相对带宽的值在多个谐振器的相对带宽的值之中最大。因此，能够使增大第1谐振器的相对带宽的值所需的第1电感器的电感变小。由此，能够使第1电感器变得小型。因此，能够使滤波器装置1的通带变宽，并且能够有效地发展小型化。以下，对此进行详细说明。
[0043]
若在弹性波谐振器连接电感器，则一方面谐振频率变低，另一方面反谐振频率不变化。由此，相对带宽的值变大。在此，在对第1谐振器以及第2谐振器各自连接了电感器的情况下，对使谐振频率降低50mhz所需的电感器的电感进行了比较。在该比较中，与第1实施方式同样地，将第1谐振器的相对带宽设为5％，将第2谐振器的相对带宽设为3％。进而，使降低谐振频率的幅度在10mhz以上且100mhz以下的范围内以10mhz的步长变化，并进行了与上述同样的比较。
[0044]
图2是示出由于在第2谐振器连接了电感器而造成的相对带宽的变化的图。图3是示出由于在第1谐振器连接了电感器而造成的相对带宽的变化的图。图4是示出在谐振器连接了电感器的情况下的电感器的电感和谐振频率的变化幅度的关系的图。
[0045]
如图2以及图3所示，在第1谐振器以及第2谐振器各自中，谐振频率降低了50mhz。此时，如图2所示，连接于第2谐振器的电感器的电感为1.67nh。另一方面，如图3所示，连接于第1谐振器的电感器的电感为1.18nh。进而，如图4所示，在谐振频率的变化幅度为50mhz以外的情况下，连接于第1谐振器的电感器的电感也比连接于第2谐振器的电感器的电感小。像这样，在第1谐振器中，能够高效地增大相对带宽的值。另外，在表1示出图4的结果。
[0046]
[表1]
[0047][0048]
像以上那样，可知在第1谐振器中增大相对带宽的值所需的电感器的电感比在第2谐振器中增大相对带宽的值所需的电感器的电感小。因而，在使滤波器装置的通带变宽的情况下，能够使连接于第1谐振器的电感器变得小型。
[0049]
另外，在本实施方式中，作为第2电感器的电感器m的电感比作为第1电感器的电感器l的电感小。因而，能够更可靠地发展滤波器装置1的小型化。
[0050]
如图1所示，电感器l优选连接在并联臂谐振器p4与接地电位之间。由此，能够容易地进行阻抗匹配。不过，电感器l也可以连接在串联臂谐振器s4与串联臂谐振器s5之间的连接点和并联臂谐振器p4之间。即，第1电感器也可以连接在与第1谐振器连接的第2谐振器彼此的连接点和第1谐振器之间。
[0051]
另外，在滤波器装置具有多个第1谐振器的情况下，优选在任一个第1谐振器串联地连接有第1电感器。
[0052]
以下，示出本实施方式的滤波器装置1的详细结构。
[0053]
图5是第1实施方式中的第1谐振器的俯视图。
[0054]
作为第1谐振器的并联臂谐振器p4具有压电性基板2。在压电性基板2上设置有idt电极3。通过对idt电极3施加交流电压，从而激励声表面波。在压电性基板2上的idt电极3的弹性波传播方向两侧，设置有一对反射器8a以及反射器8b。
[0055]
idt电极3具有第1汇流条16以及第2汇流条17和多个第1电极指18以及多个第2电极指19。第1汇流条16以及第2汇流条17相互对置。多个第1电极指18的一端分别与第1汇流条16连接。多个第2电极指19的一端分别与第2汇流条17连接。多个第1电极指18以及多个第2电极指19彼此相互交错对插。idt电极3、反射器8a以及反射器8b可以包含单层的金属膜，也可以包含层叠金属膜。另外，以下有时将第1电极指18以及第2电极指19统一记载为电极指。
[0056]
在压电性基板2上设置有电介质膜，使得覆盖idt电极3。由此，idt电极3不易破损。作为电介质膜的材料，例如，能够使用氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等。
[0057]
图6是沿着图5中的i-i线的剖视图。
[0058]
本实施方式的压电性基板2具有作为高声速材料层的高声速支承基板5、低声速膜6、以及压电体层7。更具体地，在高声速支承基板5上设置有低声速膜6。在低声速膜6上设置有压电体层7。压电体层7具有主面7a。在压电体层7的主面7a设置有idt电极3、反射器8a以及反射器8b。
[0059]
作为压电体层7的材料，例如，能够使用钽酸锂、铌酸锂、氧化锌、氮化铝、石英、或pzt(锆钛酸铅)等。
[0060]
高声速材料层是相对高声速的层。更具体地，在高声速材料层传播的体波的声速比在压电体层7传播的弹性波的声速高。在本实施方式中，高声速材料层是高声速支承基板5。作为高声速材料层的材料，例如，能够使用硅、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英、矾土、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石、氧化镁、dlc(类金刚石碳)膜或金刚石等、以上述材料为主成分的介质。
[0061]
低声速膜6是相对低声速的膜。更具体地，在低声速膜6传播的体波的声速比在压电体层7传播的体波的声速低。作为低声速膜6的材料，例如，能够使用以玻璃、氧化硅、氮氧化硅、氧化锂、五氧化钽、或者氧化硅中添加了氟、碳、硼的化合物为主成分的材料。
[0062]
在本实施方式中，依次层叠有作为高声速材料层的高声速支承基板5、低声速膜6以及压电体层7。由此，能够将弹性波的能量有效地封闭在压电体层7侧。不过，压电性基板2的结构并不限定于上述结构。
[0063]
与并联臂谐振器p4同样地，其它谐振器也具有idt电极以及一对反射器。在滤波器装置1中，全部的谐振器共有压电性基板2。不过，也可以是，至少一个谐振器具有与其它谐振器不同的压电性基板。
[0064]
如上所述，通过在并联臂谐振器p4连接电感器l，从而能够使滤波器装置1的通带变宽。对此，通过对本实施方式以及比较例进行比较来示出。比较例与第1实施方式的不同点在于，不具有电感器l。滤波器装置1中的压电性基板2以及idt电极3的结构和电感器l以及电感器m的电感设为如下。除了电感器l以外，比较例中的各参数也与以下的各参数相同。
[0065]
高声速支承基板5：材料为si，厚度为25μm
[0066]
低声速膜6：材料为sio2，厚度为670nm
[0067]
压电体层7：材料为litao3，厚度为600nm
[0068]
idt电极3：层叠构造，从压电体层7侧起为ti层/alcu层，厚度从压电体层7侧起为12nm/162nm
[0069]
电感器l：电感为3nh
[0070]
电感器m：电感为0.3nh
[0071]
图7是示出第1实施方式以及比较例的衰减量频率特性的图。
[0072]
如图7所示，可知与比较例的通带相比，第1实施方式的通带宽。图7中所示的频带w示出band41的通带。具体地，band41的通带为2496mhz～2690mhz。在比较例的滤波器装置中，在2496mhz附近，插入损耗大。相对于此，在第1实施方式中，在并联臂谐振器p4连接有电感器l。由此，滤波器装置1的通带变宽，在2496mhz～2690mhz中，插入损耗小。因而，还能够将滤波器装置1应用于像band41那样的宽的频带。并且，如上所述，能够使用于使通带变宽的电感器l变得小型，能够发展滤波器装置1的小型化。
[0073]
图8是第1实施方式涉及的滤波器装置的简图式主视剖视图。在图8中，通过在矩形
中添加了两条对角线的简图示出构成谐振器的电极。
[0074]
滤波器装置1具有安装基板10。滤波器装置1的多个谐振器配置在安装基板10。在本实施方式中，在构成作为第1谐振器的并联臂谐振器p4的电极与安装基板10之间设置有电感器l。
[0075]
在压电体层7的主面7a设置有多个谐振器的多个idt电极。进而，在主面7a设置有多个端子。多个端子包含多个接地端子9c和上述第1信号端子9a以及上述第2信号端子9b。
[0076]
进而，在主面7a设置有支承构件11。支承构件11设置为覆盖多个端子的至少一部分。支承构件11具有开口部11a。开口部11a包围多个谐振器的多个idt电极。设置有覆盖构件12，使得与压电体层7一起夹着支承构件11。覆盖构件12覆盖支承构件11的开口部11a。由此，设置有被压电性基板2、支承构件11以及覆盖构件12包围的中空空间。多个idt电极配置在该中空空间内。
[0077]
在覆盖构件12内设置有作为第1电感器的电感器l。电感器l由布线构成。更具体地，电感器l具有布线电极la以及布线电极lb和过孔电极lc。布线电极la和布线电极lb与过孔电极lc连接。由此，构成了电感器l。上述第2电感器也与电感器l同样地构成。另外，各电感器中的布线的引绕的形状没有特别限定。各电感器的布线电极以及过孔电极的个数也没有特别限定。
[0078]
设置有多个第1贯通电极，使得贯通支承构件11。多个第1贯通电极包含第1贯通电极13a以及第1贯通电极13b。第1贯通电极13a的一端与接地端子9c连接。第1贯通电极13a的另一端与布线电极la连接。在覆盖构件12设置有多个第1连接端子14a。布线电极lb与第1连接端子14a连接。像这样，第1贯通电极13a经由电感器l与第1连接端子14a连接。
[0079]
另一方面，第1贯通电极13b贯通覆盖构件12。第1贯通电极13b的一端与接地端子9c连接。第1贯通电极13b的另一端与第1连接端子14a连接。
[0080]
在安装基板10的一个主面设置有多个第2连接端子14b。在安装基板10的另一个主面设置有多个第3连接端子14c。进而，设置有多个第2贯通电极13c，使得贯通安装基板10。第2贯通电极13c的一端与第2连接端子14b连接。第2贯通电极13c的另一端与第3连接端子14c连接。
[0081]
设置有凸块15，使得将安装基板10的第2连接端子14b和多个谐振器侧的第1连接端子14a连接。并联臂谐振器p4经由接地端子9c、第1贯通电极13a、电感器l、第1连接端子14a、凸块15、第2连接端子14b、第2贯通电极13c以及第3连接端子14c与接地电位连接。在多个第2谐振器之中，例如，并联臂谐振器p3经由接地端子9c、第1贯通电极13b、第1连接端子14a、凸块15、第2连接端子14b、第2贯通电极13c以及第3连接端子14c与接地电位连接。像以上那样，滤波器装置1的多个谐振器是wlp(wafer level package，晶片级封装)构造。不过，多个谐振器并不限定于wlp构造。
[0082]
可是，在电感器由布线构成的情况下，布线电极或过孔电极的长度越长，电感越大。因而，所需的电感越大，电感器就变得越大型。相对于此，在本实施方式中，即使电感器l的电感小，也能够增大并联臂谐振器p4的相对带宽的值。因而，在电感器l由布线构成的情况下，本发明是优选的。
[0083]
电感器l也可以设置在覆盖构件12以外的部分。例如，在图9所示的第1变形例中，电感器l设置在安装基板10内。电感器l通过过孔电极23a与第2连接端子14b连接。进而，电
感器l通过过孔电极23b与第3连接端子14c连接。另外，电感器l并不限于设置在覆盖构件12内、安装基板10内，也可以设置在覆盖构件12、安装基板10的表面。或者，电感器l也可以设置在压电性基板2上。
[0084]
在第1实施方式中，第1谐振器是并联臂谐振器。不过，第1谐振器也可以是串联臂谐振器。例如，在图10所示的第2变形例中，多个谐振器中的串联臂谐振器s23的相对带宽的值最大。即，串联臂谐振器s23是第1谐振器，包含并联臂谐振器p24的其它谐振器是多个第2谐振器。在串联臂谐振器s2和并联臂谐振器p2的连接点与串联臂谐振器s23之间连接有作为第1电感器的电感器l。电感器l与串联臂谐振器s2串联地连接。另外，电感器l也可以连接在串联臂谐振器s4和并联臂谐振器p3的连接点与串联臂谐振器s23之间。与第1实施方式同样地，在本变形例中，也能够发展滤波器装置的小型化。
[0085]
不过，优选地，第1谐振器是并联臂谐振器，第1电感器与该并联臂谐振器串联地连接。由此，不易产生滤波器装置的插入损耗的劣化。
[0086]
如图6所示，在本实施方式的压电性基板2中，压电体层7隔着低声速膜6间接地设置在作为高声速材料层的高声速支承基板5上。不过，压电性基板2的结构并不限定于上述结构。以下，示出仅压电性基板的结构与第1实施方式不同的第1实施方式的第3变形例以及第4变形例。与第1实施方式同样地，在第3变形例以及第4变形例中，也能够发展滤波器装置的小型化。除此以外，与第1实施方式同样地，设置有包含高声速材料层以及压电体层的层叠构造，因此能够将弹性波的能量有效地封闭在压电体层侧。
[0087]
在图11所示的第3变形例中，压电性基板22a具有高声速支承基板5和压电体层7。压电体层7直接设置在作为高声速材料层的高声速支承基板5上。
[0088]
在图12所示的第4变形例中，压电性基板22b具有支承基板24、作为高声速材料层的高声速膜25、低声速膜6、以及压电体层7。更具体地，在支承基板24上设置有高声速膜25。在高声速膜25上设置有低声速膜6。在低声速膜6上设置有压电体层7。
[0089]
作为支承基板24的材料，例如，能够使用氧化铝、钽酸锂、铌酸锂、石英等压电体、矾土、蓝宝石、氧化镁、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石等各种陶瓷、金刚石、玻璃等电介质、硅、氮化镓等半导体或树脂等。
[0090]
另外，压电性基板也可以是支承基板24、高声速膜25以及压电体层7的层叠体。或者，压电性基板也可以是仅包含压电体层的压电基板。
[0091]
在第1实施方式及其变形例中，压电体层7包含设置有idt电极3的部分在内被其它层支承。不过，压电体层7也可以在俯视下与idt电极3的至少一部分重叠的部分不被其它层支承。更具体地，也可以在压电体层7以外的层的在俯视下与idt电极3的至少一部分重叠的部分，设置有空洞部。在该情况下，空洞部只要在压电体层7侧开口即可。空洞部可以仅设置在一层，也可以跨越多个层进行设置。空洞部可以是凹部，也可以是贯通孔。在设置有这样的空洞部的情况下，谐振器优选利用板波。
[0092]
在此，将第1谐振器的idt电极设为第1idt电极，将第2谐振器的idt电极设为第2idt电极。以下，示出仅第1idt电极或第2idt电极的结构与第1实施方式不同的第2实施方式～第5实施方式。与第1实施方式同样地，在第2实施方式～第5实施方式中，也在第1谐振器连接有电感器l。因而，能够使滤波器装置的通带变宽，且能够发展滤波器装置的小型化。
[0093]
图13是第2实施方式中的第1谐振器的俯视图。图14是第2实施方式中的第2谐振器
的俯视图。
[0094]
如图13所示，在本实施方式中，第1谐振器的第1idt电极33a的结构与第1实施方式不同。第1谐振器是利用活塞模式的声表面波谐振器。如图14所示，在本实施方式中，第2谐振器的第2idt电极33b的结构也与第1实施方式不同。第2idt电极33b是倾斜型的idt电极。以下，对第1idt电极33a以及第2idt电极33b的结构进行详细说明。
[0095]
如图13所示，从弹性波传播方向观察，相邻的第1电极指18以及第2电极指19相互重叠的区域为交叉区域a。交叉区域a具有中央区域c和第1边缘区域引以及第2边缘区域e2。在此，将多个第1电极指18以及多个第2电极指19延伸的方向设为电极指延伸方向。另外，在本实施方式中，电极指延伸方向和弹性波传播方向正交。中央区域c是在交叉区域a中位于电极指延伸方向上的中央侧的区域。另一方面，第1边缘区域e1以及第2边缘区域e2配置为在电极指延伸方向上夹着中央区域c。第1边缘区域e1位于第1汇流条16侧。第2边缘区域e2位于第2汇流条17侧。进而，第1idt电极33a具有第1缝隙区域g1以及第2缝隙区域g2。第1缝隙区域g1位于第1边缘区域e1与第1汇流条16之间。第2缝隙区域g2位于第2边缘区域e2与第2汇流条17之间。
[0096]
第1边缘区域e1以及第2边缘区域e2中的声速比中央区域c中的声速低。另一方面，第1缝隙区域g1以及第2缝隙区域g2中的声速比中央区域c中的声速高。由此，活塞模式成立，可抑制横模。
[0097]
更具体地，在本实施方式的第1idt电极33a中，在第1边缘区域e1中，在多个第1电极指18上以及多个第2电极指19上设置有质量附加膜35a。同样地，在第2边缘区域e2中，在多个第1电极指18上以及第2电极指19上设置有质量附加膜35b。质量附加膜35a以及质量附加膜35b包含适当的电介质。
[0098]
质量附加膜35a以及质量附加膜35b具有带状的形状。由此，质量附加膜35a跨越多个第1电极指18上以及多个第2电极指19上和压电性基板2上的位于电极指间的部分而进行设置。质量附加膜35b也是同样的。由此，第1边缘区域e1以及第2边缘区域e2中的声速变低。
[0099]
在本实施方式中，在层叠有多个电极指和质量附加膜35a的部分，按压电性基板2、多个电极指以及质量附加膜35a的顺序进行层叠。另外，质量附加膜35a也可以设置在压电性基板2与多个第1电极指18以及多个第2电极指19之间。即，也可以是，在层叠有多个电极指以及质量附加膜35a的部分，按压电性基板2、质量附加膜35a以及多个电极指的顺序进行层叠。质量附加膜35b也是同样的。
[0100]
另外，质量附加膜35a以及质量附加膜35b也可以不设置为跨越多个电极指上。也可以是，多个质量附加膜35a以及多个质量附加膜35b与各第1电极指18以及各第2电极指19层叠。在该情况下，多个质量附加膜35a以及多个质量附加膜35b可以由金属构成，也可以由电介质构成。质量附加膜35a或质量附加膜35b只要在第1边缘区域e1以及第2边缘区域e2中的至少一者中与多个第1电极指18以及多个第2电极指19中的至少一根电极指层叠即可。不过，优选质量附加膜35a以及质量附加膜35b在第1边缘区域e1以及第2边缘区域e2这两者中与多个电极指层叠。
[0101]
在第1缝隙区域g1中，仅设置有多个第1电极指18以及多个第2电极指19中的多个第1电极指18。因而，第1缝隙区域g1中的声速高。同样地，在第2缝隙区域g2中，仅设置有多个第1电极指18以及多个第2电极指19中的多个第2电极指19。因而，第2缝隙区域g2中的声
速高。
[0102]
将中央区域c中的声速设为v1，将第1边缘区域e1以及第2边缘区域e2中的声速设为v2，将第1缝隙区域g1以及第2缝隙区域g2中的声速设为v3，此时，v2《v1《v3。将上述那样的各声速的关系示于图13。另外，在图13中的示出声速的关系的部分，如箭头v所示，示出各声速的高低的线越位于靠左侧，表示声速越高。
[0103]
在本实施方式中，第1idt电极33a具有上述那样的结构，因此在第1谐振器中，能够增大相对带宽相对于电容之比。因此，能够在不使第1谐振器变得大型的情况下更加增大相对带宽的值。而且，能够更加减小用于进一步增大第1谐振器的相对带宽的值的第1电感器的电感。因此，能够使滤波器装置的通带变宽，且能够更加发展滤波器装置的小型化。
[0104]
另一方面，如图14所示，第2idt电极33b是倾斜型idt电极。更具体地，在将通过连结多个第1电极指18的前端而形成的假想线设为第1包络线b1时，第1包络线b1相对于弹性波传播方向倾斜。同样地，在将通过连结多个第2电极指19的前端而形成的假想线设为第2包络线b2时，第2包络线b2相对于弹性波传播方向倾斜。由此，能够抑制起因于横模的杂散。
[0105]
另外，在第2idt电极33b中，第1汇流条36以及第2汇流条37相对于弹性波传播方向倾斜地延伸。不过，并不限定于此。
[0106]
图15是第2实施方式的变形例中的第1idt电极的俯视图。
[0107]
在本变形例中，也与第2实施方式同样地，第1谐振器利用了活塞模式。更具体地，第1idt电极43a的多个第1电极指48具有位于第1边缘区域e1的宽宽度部48a。进而，多个第1电极指48具有位于第2边缘区域e2的宽宽度部48b。第1电极指48的宽宽度部48a以及宽宽度部48b中的宽度比第1电极指48的中央区域c中的宽度宽。另外，电极指的宽度是电极指的沿着弹性波传播方向的尺寸。同样地，多个第2电极指49在第1边缘区域e1中具有宽宽度部49a。多个第2电极指49在第2边缘区域e2中具有宽宽度部49b。由此，能够降低第1边缘区域e1以及第2边缘区域e2中的声速。不过，只要多个第1电极指48以及多个第2电极指49中的至少一根电极指在第1边缘区域e1以及第2边缘区域e2中的至少一个区域中具有宽宽度部即可。
[0108]
即使在该情况下，也能够在使用了第1idt电极43a的第1谐振器中增大相对带宽相对于电容之比。不过，与使用了本变形例的第1idt电极43a的谐振器的上述比相比，使用了图13所示的第1idt电极33a的谐振器的上述比大。因而，优选在第1谐振器中使用第1idt电极33a。
[0109]
图16是第3实施方式中的第2idt电极的俯视图。
[0110]
本实施方式与第2实施方式的不同点在于，第2idt电极53b的交叉区域a被加权。除上述的方面以外，本实施方式的滤波器装置具有与第2实施方式的滤波器装置同样的结构。本实施方式的第1谐振器具有图13所示的第1idt电极33a。
[0111]
第2idt电极53b具有多个第1虚设电极指58以及多个第2虚设电极指59。多个第1虚设电极指58的一端分别与第1汇流条56连接。多个第1虚设电极指58的另一端分别与多个第2电极指19对置。多个第2虚设电极指59的一端分别与第2汇流条57连接。多个第2虚设电极指59的另一端分别与多个第1电极指18对置。
[0112]
在此，将交叉区域a的沿着电极指延伸方向的尺寸设为交叉宽度d。在第2idt电极53b中，在弹性波传播方向上，交叉宽度d变化。更具体地，随着从第2idt电极53b的弹性波传
播方向上的中央朝向外侧，交叉宽度d变窄。在本实施方式中，在俯视下，交叉区域a具有大致菱形的形状。
[0113]
不过，交叉区域a的俯视下的形状并不限定于上述形状。例如，交叉区域a的电极指延伸方向上的端缘部也可以包含曲线状的形状。或者，例如也可以是，交叉宽度d在弹性波传播方向上周期性地变化。更具体地，也可以具有交叉宽度d随着从弹性波传播方向上的一侧朝向另一侧而变宽的多个部分和交叉宽度d随着从弹性波传播方向上的一侧朝向另一侧而变窄的多个部分。
[0114]
另外，第2idt电极53b的交叉区域a只要具有交叉宽度d在弹性波传播方向上变化的部分即可。例如，第2idt电极53b也可以具有交叉宽度在弹性波传播方向上固定的部分。
[0115]
在本实施方式中，第1汇流条56以及第2汇流条57具有相对于弹性波传播方向倾斜地延伸的部分。第1汇流条56具有弯曲部56a。第2汇流条57具有弯曲部57a。不过，第1汇流条56以及第2汇流条57的形状并不限定于上述形状。例如，第1汇流条56以及第2汇流条57也可以是与弹性波传播方向平行地延伸的直线状的形状。在该情况下，只要多个第1电极指18以及多个第2电极指19和多个第1虚设电极指58以及多个第2虚设电极指59的长度在弹性波传播方向上变化，由此交叉宽度d在该方向上变化即可。另外，电极指的长度是电极指的沿着电极指延伸方向的尺寸。
[0116]
如上所述，在第3实施方式中，第1谐振器具有与第2实施方式同样的第1idt电极33a。使用了第1idt电极33a的谐振器中的相对带宽相对于电容之比大于使用了第2idt电极53b的谐振器中的相对带宽相对于电容之比。因而，与第2实施方式同样地，能够使用于使滤波器装置的通带变宽的第1电感器变得小型，能够发展滤波器装置的小型化。
[0117]
第4实施方式与第2实施方式的不同点在于，第2idt电极具有与图15所示的第1idt电极43a同样的结构。除了上述的方面以外，本实施方式的滤波器装置具有与第2实施方式的滤波器装置同样的结构。本实施方式的第1谐振器具有图13所示的第1idt电极33a。在本实施方式中，第1谐振器以及第2谐振器这两者利用活塞模式。
[0118]
如上所述，使用了第1idt电极33a的谐振器中的相对带宽相对于电容之比大于使用了第1idt电极43a的谐振器中的相对带宽相对于电容之比。因而，与第2实施方式同样地，能够使用于使滤波器装置的通带变宽的第1电感器变得小型，能够发展滤波器装置的小型化。
[0119]
图17是第5实施方式中的第2idt电极的俯视图。
[0120]
在本实施方式中，第2idt电极63b的结构与第1实施方式不同。除了上述的方面以外，本实施方式的滤波器装置具有与第1实施方式的滤波器装置1同样的结构。
[0121]
在本实施方式中，交叉区域具有第1部分a1以及第2部分a2。在第1部分a1中，第1电极指18以及第2电极指19交替地排列。即，在第1部分a1中，相邻的电极指各自的一端与相互不同的汇流条连接。在本实施方式中，在第1部分a1中，电极指间距是固定的。所谓电极指间距，是相邻的电极指彼此的中心间距离。另外，上述各实施方式中的第1idt电极以及第2idt电极仅包含第1部分a1。
[0122]
在此，在第1部分a1中，将连续的三根电极指中的两端的电极指的中心间距离设为1λ。例如，按照第1电极指18、第2电极指19以及第1电极指18的顺序排列的部分中的第1电极指18彼此的中心间距离为1λ。另一方面，在第2部分a2中，连续的三根电极指按照第1电极指
18、第2电极指19以及第2电极指19的顺序排列。或者，在第2部分a2中，连续的三根电极指全部为第2电极指19。像这样，在第2部分a2中，在沿着弹性波传播方向的距离为1λ的范围内，第1电极指18以及第2电极指19不会交替地配置有三根以上。即，在上述范围内，一端与相互不同的汇流条连接的相邻的电极指连续地配置的根数为两根以下。
[0123]
在本实施方式中，在第2部分a2中，在弹性波传播方向上连续地排列有三根第2电极指19。不过，在第2部分a2中，只要在弹性波传播方向上连续的两根以上的电极指的一端与相同的汇流条连接即可。第2部分a2也可以周期性地配置。
[0124]
另一方面，第1谐振器具有图5所示的作为第iidt电极的idt电极3。在idt电极3的交叉区域a中，相邻的电极指各自的一端与相互不同的汇流条连接。
[0125]
使用了第1idt电极3a的谐振器中的相对带宽相对于电容之比大于使用了第2idt电极63b的谐振器中的相对带宽相对于电容之比。因而，与第1实施方式同样地，能够使用于使滤波器装置的通带变宽的第1电感器变得小型，能够发展滤波器装置的小型化。像这样，在设置有图5所示的结构的idt电极以及图17所示的结构的idt电极这两者的情况下，优选在第1idt电极中采用图5所示的结构。
[0126]
另外，在第2idt电极63b的第2部分a2中，与相同的汇流条连接的电极指也可以不连续地配置。在图18所示的第5实施方式的变形例中，第2部分a2中的第2电极指69的宽度比第1部分a1中的第2电极指19的宽度宽。更具体地，第2电极指69相当于在第5实施方式中连续地配置有两根第2电极指19的情况下将该两根第2电极指19设为一体的电极指。该排列有一根第2电极指69和一根第1电极指18的部分相当于第1部分a1中的排列有三根电极指的部分。因此，在第2部分a2中，在沿着弹性波传播方向的距离为1λ的范围内配置的电极指变得仅有一根第1电极指18以及一根第2电极指69。因而，在上述范围内，一端与相互不同的汇流条连接的相邻的电极指连续地配置的根数为两根以下。
[0127]
如上所述，在本变形例中，第2电极指69相当于将两根第2电极指19设为一体的电极指。因此，第2部分a2中的第2电极指69的宽度相当于在第1部分a1中的第2电极指19的宽度的2倍加上了电极指间的部分的宽度的宽度。因而，第2部分a2中的第2电极指69的宽度比第1部分a1中的第2电极指19的宽度的2倍宽。另外，第2电极指69也可以相当于将三根以上的连续的第2电极指19设为一体的电极指。与第5实施方式同样地，在本变形例中，也能够发展滤波器装置的小型化。
[0128]
图19是第6实施方式中的第1谐振器以及第2谐振器的主视剖视图。
[0129]
本实施方式与第1实施方式的不同点在于，第1谐振器具有电介质膜78a，第2谐振器具有电介质膜78b。在图19中，示出了作为第1谐振器的并联臂谐振器p74以及作为第2谐振器的并联臂谐振器p73。除了上述的方面以外，本实施方式的滤波器装置具有与第1实施方式的滤波器装置1同样的结构。另外，第1谐振器的idt电极是第1idt电极3a，第2谐振器的idt电极是第2idt电极3b。
[0130]
电介质膜78a设置在压电性基板2与第1idt电极3a之间。电介质膜78b设置在压电性基板2与第2idt电极3b之间。在本实施方式中，电介质膜78a的厚度比电介质膜78b的厚度薄。在该情况下，能够增大第1谐振器的相对带宽的值。因而，与上述各实施方式同样地，能够更可靠地使滤波器装置的通带变宽，能够更可靠地发展滤波器装置的小型化。
[0131]
在本实施方式中，电介质膜78a以及电介质膜78b设置为一体，且厚度相互不同。不
过，电介质膜78a以及电介质膜78b也可以设置为不同的个体。
[0132]
附图标记说明
[0133]
1：滤波器装置；
[0134]
2：压电性基板；
[0135]
3：idt电极；
[0136]
3a、3b：第lidt电极、第2idt电极；
[0137]
5：高声速支承基板；
[0138]
6：低声速膜；
[0139]
7：压电体层；
[0140]
7a：主面；
[0141]
8a、8b：反射器；
[0142]
9a、9b：第1信号端子、第2信号端子；
[0143]
9c：接地端子；
[0144]
10：安装基板；
[0145]
11：支承构件；
[0146]
11a：开口部；
[0147]
12：覆盖构件；
[0148]
13a、13b：第1贯通电极；
[0149]
13c：第2贯通电极；
[0150]
14a、14b、14c：第1连接端子、第2连接端子、第3连接端子；
[0151]
15：凸块；
[0152]
16、17：第1汇流条、第2汇流条；
[0153]
18、19：第1电极指、第2电极指；
[0154]
22a、22b：压电性基板；
[0155]
23a、23b：过孔电极；
[0156]
24：支承基板；
[0157]
25：高声速膜；
[0158]
33a、33b：第1idt电极、第2idt电极；
[0159]
35a、35b：质量附加膜；
[0160]
36、37：第1汇流条、第2汇流条；
[0161]
43a：第1idt电极；
[0162]
48、49：第1电极指、第2电极指；
[0163]
48a、48b、49a、49b：宽宽度部；
[0164]
53b：第2idt电极；
[0165]
56、57：第1汇流条、第2汇流条；
[0166]
56a、57a：弯曲部；
[0167]
58、59：第1虚设电极指、第2虚设电极指；
[0168]
63b：第2idt电极；
[0169]
69：第2电极指；
[0170]
78a、78b：电介质膜；
[0171]
a：交叉区域；
[0172]
a1、a2：第1部分、第2部分；
[0173]
c：中央区域；
[0174]
e1、e2：第1边缘区域、第2边缘区域；
[0175]
g1、g2：第1缝隙区域、第2缝隙区域；
[0176]
l：电感器；
[0177]
la、lb：布线电极；
[0178]
lc：过孔电极；
[0179]
m：电感器；
[0180]
p1～p4、p24、p73、p74：并联臂谐振器；
[0181]
s1～s5、s23：串联臂谐振器。

技术特征：
1.一种滤波器装置，具备：多个谐振器，包含至少一个串联臂谐振器以及至少一个并联臂谐振器，所述多个谐振器包含：第1谐振器，在所述多个谐振器之中相对带宽的值最大；以及所述第1谐振器以外的至少一个第2谐振器，所述滤波器装置还具备：电感器，与所述第1谐振器串联地连接。2.根据权利要求1所述的滤波器装置，其中，所述第1谐振器是所述串联臂谐振器以及所述并联臂谐振器中的所述并联臂谐振器。3.根据权利要求1或2所述的滤波器装置，其中，所述电感器是第1电感器，所述滤波器装置还具备：至少一个第2电感器，与所述多个谐振器中的所述至少一个第2谐振器连接，所述第2电感器的电感比所述第1电感器的电感小。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的滤波器装置，其中，所述第1谐振器具有第1idt电极，所述第2谐振器具有第2idt电极，所述第1idt电极以及所述第2idt电极分别包含一对汇流条和多个电极指，在所述第1idt电极中，相邻的所述电极指在从弹性波传播方向观察时相互重叠的区域为交叉区域，所述交叉区域包含：中央区域，位于所述多个电极指延伸的方向上的中央；一对边缘区域，配置为在所述多个电极指延伸的方向上夹着所述中央区域；以及一对缝隙区域，位于所述一对汇流条与所述一对边缘区域之间，所述一对边缘区域中的声速比所述中央区域中的声速低，所述一对缝隙区域中的声速比所述中央区域中的声速高，在所述第2idt电极中，在将通过将一端与一个所述汇流条连接的所述多个电极指的另一端连结而形成的假想线、以及通过将一端与另一个所述汇流条连接的所述多个电极指的另一端连结而形成的假想线设为一对包络线时，所述一对包络线相对于弹性波传播方向倾斜。5.根据权利要求1～3中的任一项所述的滤波器装置，其中，所述第1谐振器具有第1idt电极，所述第2谐振器具有第2idt电极，所述第1idt电极以及所述第2idt电极分别包含一对汇流条和多个电极指，在所述第1idt电极以及所述第2idt电极各自中，相邻的所述电极指在从弹性波传播方向观察时相互重叠的区域为交叉区域，在所述第1idt电极中，所述交叉区域包含：中央区域，位于所述多个电极指延伸的方向上的中央；一对边缘区域，配置为在所述多个电极指延伸的方向上夹着所述中央区域；以及
一对缝隙区域，位于所述一对汇流条与所述一对边缘区域之间，所述一对边缘区域中的声速比所述中央区域中的声速低，所述一对缝隙区域中的声速比所述中央区域中的声速高，在所述第2idt电极中，在将所述交叉区域的沿着所述多个电极指延伸的方向的尺寸设为交叉宽度时，所述交叉区域具有所述交叉宽度在弹性波传播方向上变化的部分。6.根据权利要求1～3中的任一项所述的滤波器装置，其中，所述第1谐振器具有第1idt电极，所述第2谐振器具有第2idt电极，所述第1idt电极以及所述第2idt电极分别包含一对汇流条和多个电极指，在所述第1idt电极以及所述第2idt电极各自中，相邻的所述电极指在从弹性波传播方向观察时相互重叠的区域为交叉区域，各所述交叉区域包含：中央区域，位于所述多个电极指延伸的方向上的中央；以及一对边缘区域，配置为在所述多个电极指延伸的方向上夹着所述中央区域，在所述第1idt电极的所述一对边缘区域各自中，设置有质量附加膜，使得在俯视时与所述多个电极指中的至少一根重叠，所述第2idt电极的所述多个电极指中的至少一根的、所述一对边缘区域中的一个中的宽度比所述中央区域中的宽度宽，所述多个电极指中的至少一根的、所述一对边缘区域中的另一个中的宽度比所述中央区域中的宽度宽。7.根据权利要求1～3中的任一项所述的滤波器装置，其中，所述第1谐振器具有第1idt电极，所述第2谐振器具有第2idt电极，所述第1idt电极以及所述第2idt电极分别包含一对汇流条和多个电极指，在所述第1idt电极以及所述第2idt电极各自中，相邻的所述电极指在从弹性波传播方向观察时相互重叠的区域为交叉区域，在所述第1idt电极的所述交叉区域中，相邻的所述电极指各自的一端与相互不同的所述汇流条连接，所述第2idt电极的所述交叉区域具有相邻的所述电极指各自的一端与相互不同的所述汇流条连接的第1部分，在所述第1部分中，在将连续的三根所述电极指中的两端的电极指的中心间距离设为1λ时，所述第2idt电极的所述交叉区域还具有第2部分，在所述第2部分中，在沿着弹性波传播方向的距离为1λ的范围内，一端与相互不同的汇流条连接的相邻的所述电极指连续地配置的根数为两根以下。8.根据权利要求1～7中的任一项所述的滤波器装置，其中，所述第1谐振器以及所述第2谐振器分别包含：压电体层；idt电极，设置在所述压电体层上；以及电介质膜，设置在所述压电体层与所述idt电极之间，所述第1谐振器的所述电介质膜的厚度比所述第2谐振器的所述电介质膜的厚度薄。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的滤波器装置，其中，所述多个谐振器包含：高声速材料层；压电体层，设置在所述高声速材料层上；以及idt电极，设置在所述压电体层上，在所述高声速材料层传播的体波的声速比在所述压电体层传播的弹性波的声速高。10.根据权利要求9所述的滤波器装置，其中，所述高声速材料层为高声速支承基板。11.根据权利要求9所述的滤波器装置，其中，还具备支承基板，所述高声速材料层为设置在所述支承基板上的高声速膜。12.根据权利要求9～11中的任一项所述的滤波器装置，其中，还具备：低声速膜，设置在所述高声速材料层与所述压电体层之间，在所述低声速膜传播的体波的声速比在所述压电体层传播的体波的声速低。13.根据权利要求1～12中的任一项所述的滤波器装置，其中，所述电感器由布线构成，并具有至少一个布线电极。14.根据权利要求13所述的滤波器装置，其中，所述电感器具有：多个所述布线电极；以及过孔电极，将所述布线电极彼此连接。15.根据权利要求13或14所述的滤波器装置，其中，所述多个谐振器包含：压电体层；idt电极，设置在所述压电体层上；支承构件，设置在所述压电体层上，且具有包围各所述idt电极的开口部；以及覆盖构件，设置在所述支承构件上，使得覆盖所述开口部，所述电感器设置在所述覆盖构件。16.根据权利要求13或14所述的滤波器装置，其中，还具备：安装基板，配置有所述多个谐振器，所述电感器设置在所述安装基板。

技术总结
本发明提供一种能够使通带变宽并且能够发展小型化的滤波器装置。本发明的滤波器装置(1)具备包含至少一个串联臂谐振器以及至少一个并联臂谐振器的多个谐振器。多个谐振器包含多个谐振器之中相对带宽的值最大的作为第1谐振器的并联臂谐振器(P4)和第1谐振器以外的至少一个第2谐振器。滤波器装置(1)还具备与并联臂谐振器(P4)(第1谐振器)串联地连接的电感器(L)。(L)。(L)。


技术研发人员：谷口康政
受保护的技术使用者：株式会社村田制作所
技术研发日：2021.12.23
技术公布日：2023/8/28