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JP2019004364A - Elastic wave filter and multiplexer - Google Patents

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JP2019004364A
JP2019004364A JP2017118584A JP2017118584A JP2019004364A JP 2019004364 A JP2019004364 A JP 2019004364A JP 2017118584 A JP2017118584 A JP 2017118584A JP 2017118584 A JP2017118584 A JP 2017118584A JP 2019004364 A JP2019004364 A JP 2019004364A
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JP
Japan
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parallel arm
wave filter
elastic wave
inductor
resonator
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JP2017118584A
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Japanese (ja)
Inventor
直 山崎
Sunao Yamazaki
直 山崎
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

To provide an elastic wave filter capable of improving an attenuation characteristics.SOLUTION: A ladder type elastic wave filter 10 includes three or more parallel arm circuits connected between a connection path connecting a first output terminal 20 and a second output terminal 21 and ground. The three or more parallel arm circuits each include a parallel arm resonator and an inductor connected in series. The parallel resonance is constituted of a substrate having a piezoelectric layer and an IDT electrode formed on the substrate, the three or more parallel arm circuits including the parallel arm resonators each with the IDT electrode. Repetition pitches P of a plurality of electrodes constituting the IDT electrode are different from each other, and an inductance value of an inductor L4 connected to a parallel arm resonator P4 having a repetition pitch largest among that of the parallel arm resonators included in the three or more parallel arm circuits.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、弾性波フィルタ及びマルチプレクサに関する。   The present invention relates to an acoustic wave filter and a multiplexer.

近年の携帯電話には、一端末で複数の周波数帯域及び複数の無線方式で同時に送受信すること、いわゆるキャリアアグリゲーション(CA)化に対応すること、が要求されている。これに対応すべく、1つのアンテナの直下には、複数の無線搬送周波数を有する高周波信号を分波するマルチプレクサ(分波器)が配置される。マルチプレクサは、複数の帯域通過フィルタから構成される。当該複数の帯域通過フィルタとしては、例えば通過帯域内における低損失性及び通過帯域周辺における急峻な通過特性等のフィルタ特性を有する、弾性波共振子から構成される弾性波フィルタ等が用いられる。   Recent mobile phones are required to simultaneously transmit and receive in a plurality of frequency bands and a plurality of wireless systems in one terminal, that is, to support so-called carrier aggregation (CA). In order to cope with this, a multiplexer (demultiplexer) for demultiplexing high-frequency signals having a plurality of radio carrier frequencies is arranged immediately below one antenna. The multiplexer is composed of a plurality of band pass filters. As the plurality of band pass filters, for example, an elastic wave filter composed of an elastic wave resonator having filter characteristics such as low loss in the pass band and steep pass characteristics around the pass band is used.

特許文献1には、このような弾性波フィルタ(例えばSAW(Surface Acoustic Wave)フィルタ)に関する技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses a technique related to such an acoustic wave filter (for example, a SAW (Surface Acoustic Wave) filter).

特開2000−201053号公報JP 2000-201053 A

ところで、弾性波フィルタを構成する弾性波共振子には、上述したフィルタ特性を実現するための主モード以外に、高次モード等の不要モードも同時に発生する。弾性波共振子に高次モードが発生することで、当該弾性波共振子のインピーダンス特性が減衰帯域における特定の周波数で局所的に変化してスプリアスが発生し、弾性波フィルタの減衰特性が劣化する。これにより、例えば、スプリアスが発生した周波数と他のフィルタの通過帯域とが重複した場合、当該他のフィルタの通過帯域における通過特性が劣化することがある。   By the way, in the elastic wave resonator which comprises an elastic wave filter, unnecessary modes, such as a high-order mode, generate | occur | produce simultaneously simultaneously with the main mode for implement | achieving the filter characteristic mentioned above. When a higher-order mode is generated in the elastic wave resonator, the impedance characteristic of the elastic wave resonator is locally changed at a specific frequency in the attenuation band, spurious is generated, and the attenuation characteristic of the elastic wave filter is deteriorated. . Thereby, for example, when the frequency at which the spurious occurs and the pass band of another filter overlap, the pass characteristic in the pass band of the other filter may be deteriorated.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、減衰特性を改善できる弾性波フィルタ及びマルチプレクサを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an elastic wave filter and a multiplexer that can improve attenuation characteristics.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性波フィルタは、ラダー型の弾性波フィルタであって、第1入出力端子と第2入出力端子とを結ぶ経路とグランドとの間に接続された並列腕回路を3つ以上備え、前記3つ以上の並列腕回路はそれぞれ、直列に接続された並列腕共振子とインダクタとを有し、前記並列腕共振子は、圧電体層を有する基板と当該基板上に形成されたIDT電極とで構成され、前記3つ以上の並列腕回路が有する並列腕共振子のそれぞれの前記IDT電極を構成する複数の電極指の繰り返しピッチは、互いに異なり、前記3つ以上の並列腕回路が有する並列腕共振子のうち前記繰り返しピッチが最も大きい並列腕共振子に接続されたインダクタのインダクタンス値は、前記3つ以上の並列腕回路が有するインダクタのインダクタンス値の中で最も小さい。   In order to achieve the above object, an elastic wave filter according to an aspect of the present invention is a ladder-type elastic wave filter between a path connecting a first input / output terminal and a second input / output terminal and a ground. Three or more parallel arm circuits connected to each other, each of the three or more parallel arm circuits having a parallel arm resonator and an inductor connected in series, wherein the parallel arm resonator includes a piezoelectric layer. The repetition pitch of the plurality of electrode fingers constituting each of the IDT electrodes of the parallel arm resonator included in the three or more parallel arm circuits is configured by a substrate having the IDT and an IDT electrode formed on the substrate. The inductance values of the inductors connected to the parallel arm resonator having the largest repetition pitch among the parallel arm resonators of the three or more parallel arm circuits, which are different from each other, The smallest in the inductance value of Kuta.

並列腕共振子のIDT電極を構成する複数の電極指の繰り返しピッチは、並列腕共振子の波長に対応しており、弾性波フィルタの通過帯域の低域側を規定する。また、並列腕共振子に直列に接続されたインダクタによって、当該並列腕共振子の共振周波数を低域側へ移動させることができ、通過帯域の帯域幅を調整できる。このとき、並列腕共振子の繰り返しピッチによって、弾性波フィルタの高次モードの周波数も決まり、繰り返しピッチが大きい並列腕共振子に直列に接続されたインダクタは、高次モードによるスプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度に、より大きな影響を与える。つまり、繰り返しピッチが大きい並列腕共振子に直列に接続されたインダクタのインダクタンス値が大きい場合、スプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度が低くなってしまい(言い換えると、スプリアスの裾が広がってしまい)、弾性波フィルタの減衰特性が劣化してしまう。これに対して、繰り返しピッチが最も大きい並列腕共振子に接続されたインダクタのインダクタンス値は、3つ以上の並列腕回路が有するインダクタのインダクタンス値の中で最も小さいことで、スプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度を高くすることができる。   The repetition pitch of the plurality of electrode fingers constituting the IDT electrode of the parallel arm resonator corresponds to the wavelength of the parallel arm resonator, and defines the low frequency side of the passband of the elastic wave filter. In addition, the inductor connected in series to the parallel arm resonator can move the resonance frequency of the parallel arm resonator to the low frequency side, and the bandwidth of the pass band can be adjusted. At this time, the frequency of the higher-order mode of the elastic wave filter is determined by the repetition pitch of the parallel arm resonator, and the inductor connected in series to the parallel arm resonator having a large repetition pitch is connected to the low-frequency side of the spurious due to the higher-order mode. This has a greater effect on the steepness of the slope of the slope. In other words, when the inductance value of the inductor connected in series with the parallel arm resonator having a large repetition pitch is large, the steepness of the attenuation slope on the low-frequency side of the spurious is low (in other words, the spurious tail is widened). In other words, the attenuation characteristic of the elastic wave filter is deteriorated. On the other hand, the inductance value of the inductor connected to the parallel arm resonator having the largest repetition pitch is the smallest among the inductance values of the inductors of three or more parallel arm circuits. The steepness of the attenuation slope can be increased.

また、3つ以上の並列腕回路が有する並列腕共振子のそれぞれのIDT電極を構成する複数の電極指の繰り返しピッチが同じ場合、各並列腕共振子の反共振周波数は重なってしまい、それに伴い、高次モードの周波数が一点に集中するためスプリアスが大きくなってしまう。これに対して、各並列腕共振子の繰り返しピッチが異なるため、高次モードの周波数が一点に集中しにくくなりスプリアスを小さくすることができる。   In addition, when the repetition pitch of the plurality of electrode fingers constituting each IDT electrode of the parallel arm resonators included in three or more parallel arm circuits is the same, the anti-resonance frequencies of the parallel arm resonators overlap, and accordingly The spurious is increased because the high-order mode frequencies are concentrated at one point. On the other hand, since the repetition pitches of the parallel arm resonators are different, it is difficult for the higher-order mode frequencies to concentrate on one point, and spurious can be reduced.

このように、高次モードによるスプリアスを小さくでき、かつ、スプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度を高くすることができるため、弾性波フィルタの減衰特性を改善できる。   Thus, since the spurious due to the higher order mode can be reduced and the steepness of the attenuation slope on the low frequency side of the spurious can be increased, the attenuation characteristic of the elastic wave filter can be improved.

また、前記3つ以上の並列腕回路において、前記繰り返しピッチが大きい並列腕共振子ほど、インダクタンス値の小さいインダクタが接続されてもよい。   In the three or more parallel arm circuits, an inductor having a smaller inductance value may be connected to a parallel arm resonator having a larger repetition pitch.

3つ以上の並列腕回路が有する並列腕共振子において、繰り返しピッチPが大きい並列腕共振子ほど、高次モードによるスプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度に影響を与えやすい。例えば、3つ以上の並列腕回路が有する並列腕共振子のうち2番目に繰り返しピッチの大きい並列腕共振子に接続されたインダクタは、高次モードによるスプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度に影響を与えやすい。しかし、当該インダクタのインダクタンス値は、繰り返しピッチの大きさが3番目以降の並列腕共振子に接続されたインダクタのインダクタンス値よりも小さいため、スプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度への影響を抑制でき、弾性波フィルタの減衰特性をより改善できる。   In parallel arm resonators having three or more parallel arm circuits, parallel arm resonators having a larger repetition pitch P are more likely to affect the steepness of the attenuation slope on the low-frequency side of the spurious due to higher-order modes. For example, the inductor connected to the parallel arm resonator having the second largest repetition pitch among the parallel arm resonators of three or more parallel arm circuits has a steepness of the attenuation slope on the low-frequency side of the spurious due to the higher order mode. It is easy to influence. However, since the inductance value of the inductor is smaller than the inductance value of the inductor connected to the third and subsequent parallel arm resonators, the effect on the steepness of the attenuation slope on the low frequency side of the spurious is low. Can be suppressed, and the attenuation characteristics of the elastic wave filter can be further improved.

また、前記弾性波フィルタは、LiNbOからなる前記圧電体層を伝搬するレイリー波、又は、LiNbOからなる前記圧電体層を伝搬するラブ波を弾性表面波として利用してもよい。 Further, the elastic wave filter, Rayleigh waves propagating through the piezoelectric layer made of LiNbO 3, or may utilize a Love wave propagating through the piezoelectric layer made of LiNbO 3 as a surface acoustic wave.

これにより、本発明の一態様に係る弾性波フィルタによれば、レイリー波又はラブ波により発生する高次モードによる減衰特性の劣化を抑制できる。   Thereby, according to the elastic wave filter which concerns on 1 aspect of this invention, degradation of the attenuation | damping characteristic by the higher mode generated by a Rayleigh wave or a Love wave can be suppressed.

また、本発明の一態様に係るマルチプレクサは、上記の弾性波フィルタと、共通接続点である前記第1入出力端子で前記弾性波フィルタに接続され、前記弾性波フィルタの通過帯域よりも高い周波数を通過帯域とするフィルタと、を備える。   The multiplexer according to one aspect of the present invention is connected to the elastic wave filter at the first input / output terminal that is a common connection point with the elastic wave filter, and has a frequency higher than the passband of the elastic wave filter. And a filter having a pass band.

これにより、弾性波フィルタの減衰特性を改善できるマルチプレクサを提供できる。具体的には、弾性波フィルタの減衰特性が改善されることで、共通接続点で当該弾性波フィルタに接続され、当該弾性波フィルタの通過帯域よりも高い周波数を通過帯域とするフィルタの通過特性を改善できる。   Thereby, the multiplexer which can improve the attenuation | damping property of an elastic wave filter can be provided. Specifically, the pass characteristics of a filter that is connected to the elastic wave filter at a common connection point and has a higher passband than the passband of the elastic wave filter by improving the attenuation characteristic of the elastic wave filter. Can be improved.

本発明に係る弾性波フィルタ及びマルチプレクサによれば、減衰特性を改善できる。   According to the elastic wave filter and the multiplexer according to the present invention, the attenuation characteristic can be improved.

図1は、実施の形態に係るマルチプレクサの一例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a multiplexer according to an embodiment. 図2は、実施の形態に係る弾性波フィルタの共振子を模式的に表す平面図及び断面図である。FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view schematically showing the resonator of the acoustic wave filter according to the embodiment. 図3は、比較例1に係る弾性波フィルタの通過特性及び比較例2に係る弾性波フィルタの通過特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the pass characteristic of the elastic wave filter according to Comparative Example 1 and the pass characteristic of the elastic wave filter according to Comparative Example 2. 図4は、実施例に係る弾性波フィルタの通過特性、比較例1に係る弾性波フィルタの通過特性及び比較例3に係る弾性波フィルタの通過特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the pass characteristic of the elastic wave filter according to the example, the pass characteristic of the elastic wave filter according to Comparative Example 1, and the pass characteristic of the elastic wave filter according to Comparative Example 3. 図5は、図4に示すスプリアスの低域側の減衰スロープ周辺を拡大した図である。FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the attenuation slope on the low frequency side of the spurious shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさ、又は大きさの比は、必ずしも厳密ではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する場合がある。また、以下の実施の形態において、「接続される」とは、直接接続される場合だけでなく、他の素子等を介して電気的に接続される場合も含まれる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments described below shows a comprehensive or specific example. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement of constituent elements, connection forms, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. Among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements not described in the independent claims are described as optional constituent elements. In addition, the size of components shown in the drawings, or the ratio of the sizes is not necessarily strict. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the substantially same structure, The overlapping description may be abbreviate | omitted or simplified. In the following embodiments, “connected” includes not only the case of direct connection but also the case of electrical connection via other elements.

(実施の形態)
実施の形態に係るマルチプレクサ1について、図1から図5を用いて説明する。
(Embodiment)
A multiplexer 1 according to an embodiment will be described with reference to FIGS.

[1.マルチプレクサの基本構成]
まず、実施の形態1に係るマルチプレクサ1の構成について図1を用いて説明する。
[1. Basic configuration of multiplexer]
First, the configuration of the multiplexer 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図1は、実施の形態1に係るマルチプレクサ1の一例を示す構成図である。なお、図1には、マルチプレクサ1の共通接続点Nに接続されたアンテナ素子ANT及びインダクタLantも図示されている。アンテナ素子ANTは、高周波信号を送受信する、例えばLTE(Long Term Evolution)等の通信規格に準拠したマルチバンド対応のアンテナである。   FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a multiplexer 1 according to the first embodiment. FIG. 1 also shows an antenna element ANT and an inductor Lant connected to the common connection point N of the multiplexer 1. The antenna element ANT is a multiband antenna that transmits and receives a high-frequency signal and conforms to a communication standard such as LTE (Long Term Evolution).

マルチプレクサ1は、通過帯域が互いに異なる複数のフィルタを備え、これらのフィルタのアンテナANT側の端子が共通接続点である第1入出力端子20に共通に接続された分波・合波器である。本実施の形態では、マルチプレクサ1は、4つのフィルタを備えるクアッドプレクサである。図1に示されるように、マルチプレクサ1は、弾性波フィルタ10、フィルタ100〜300を備える。マルチプレクサ1のアンテナANTとは反対側(図1の右側)には、例えば、スイッチ回路、又は、パワーアンプ、ローノイズアンプ等の増幅回路等を介してRF信号処理回路(RFIC:Radio Frequency Integrated Circuit)が接続される。   The multiplexer 1 is a demultiplexer / multiplexer including a plurality of filters having different passbands, and the terminals on the antenna ANT side of these filters are commonly connected to a first input / output terminal 20 that is a common connection point. . In the present embodiment, the multiplexer 1 is a quadplexer that includes four filters. As shown in FIG. 1, the multiplexer 1 includes an elastic wave filter 10 and filters 100 to 300. An RF signal processing circuit (RFIC: Radio Frequency Integrated Circuit) is provided on the opposite side of the multiplexer 1 from the antenna ANT (right side in FIG. 1) via, for example, a switch circuit or an amplifier circuit such as a power amplifier or a low noise amplifier. Is connected.

弾性波フィルタ10は、ラダー型の弾性波フィルタであって、第1入出力端子20と第2入出力端子21とを結ぶ経路にそれぞれ直列に接続された直列腕共振子S1〜S4と、当該経路とグランドとの間に接続された並列腕回路11〜14を備える。弾性波フィルタ10は、並列腕回路を3つ以上備えていればよく、本実施の形態では4つの並列腕回路を備える。並列腕回路11は、直列に接続された並列腕共振子P1とインダクタL1とを有する。同じように、並列腕回路12は、直列に接続された並列腕共振子P2とインダクタL2とを有し、並列腕回路13は、直列に接続された並列腕共振子P3とインダクタL3とを有し、並列腕回路14は、直列に接続された並列腕共振子P4とインダクタL4とを有する。弾性波フィルタ10は、このようなラダー型のフィルタ構造を有することで、弾性波フィルタ10の通過特性を細かく調整することが可能となる。   The elastic wave filter 10 is a ladder-type elastic wave filter, and series arm resonators S1 to S4 connected in series to a path connecting the first input / output terminal 20 and the second input / output terminal 21, respectively, Parallel arm circuits 11 to 14 connected between the path and the ground are provided. The elastic wave filter 10 only needs to include three or more parallel arm circuits, and in this embodiment, includes four parallel arm circuits. The parallel arm circuit 11 includes a parallel arm resonator P1 and an inductor L1 connected in series. Similarly, the parallel arm circuit 12 has a parallel arm resonator P2 and an inductor L2 connected in series, and the parallel arm circuit 13 has a parallel arm resonator P3 and an inductor L3 connected in series. The parallel arm circuit 14 includes a parallel arm resonator P4 and an inductor L4 connected in series. The elastic wave filter 10 has such a ladder-type filter structure, so that the pass characteristic of the elastic wave filter 10 can be finely adjusted.

直列腕共振子S1〜S4及び並列腕共振子P1〜P4は、例えば、SAW共振子であり、圧電体層を有する基板と当該基板上に形成されたIDT電極とで構成される。各共振子の構造については、後述する図2で詳細に説明する。   The series arm resonators S1 to S4 and the parallel arm resonators P1 to P4 are, for example, SAW resonators, and include a substrate having a piezoelectric layer and an IDT electrode formed on the substrate. The structure of each resonator will be described in detail with reference to FIG.

弾性波フィルタ10は、例えば、バンドパスフィルタ(BPF)であり、LTEのBand3の送信帯域(1710−1785MHz)を通過帯域とするフィルタである。   The elastic wave filter 10 is, for example, a bandpass filter (BPF), and is a filter having a transmission band (1710-1785 MHz) of LTE Band 3 as a pass band.

インダクタL1〜L4は、並列腕共振子P1〜P4に直列に接続されることで、弾性波フィルタ10の通過帯域を調整することが可能となる。具体的には、各並列腕共振子に直列に接続された各インダクタによって、インダクタンス値が大きいほど各並列腕共振子の共振周波数を低域側へ移動させることができ、通過帯域の帯域幅を広くすることができる。   The inductors L1 to L4 are connected in series to the parallel arm resonators P1 to P4, so that the passband of the acoustic wave filter 10 can be adjusted. Specifically, each inductor connected in series with each parallel arm resonator can move the resonance frequency of each parallel arm resonator to the lower side as the inductance value increases, and the bandwidth of the passband can be increased. Can be wide.

フィルタ100は、共通接続点である第1入出力端子20で弾性波フィルタ10を含む他のフィルタに接続され、第1入出力端子20と第3入出力端子22とを結ぶ経路に設けられている。フィルタ100は、弾性波フィルタ10の通過帯域よりも高い周波数を通過帯域とするフィルタである。フィルタ100は、例えば弾性波フィルタであるが、LC共振回路から構成されるフィルタであってもよい。フィルタ100は、例えば、BPFであり、LTEのBand1の受信帯域(2110−2170MHz)を通過帯域とするフィルタである。   The filter 100 is connected to other filters including the acoustic wave filter 10 at the first input / output terminal 20 which is a common connection point, and is provided in a path connecting the first input / output terminal 20 and the third input / output terminal 22. Yes. The filter 100 is a filter whose pass band is higher than the pass band of the elastic wave filter 10. The filter 100 is, for example, an elastic wave filter, but may be a filter composed of an LC resonance circuit. The filter 100 is, for example, a BPF, and is a filter having a reception band (2110-2170 MHz) of LTE Band 1 as a pass band.

フィルタ200は、共通接続点である第1入出力端子20で弾性波フィルタ10を含む他のフィルタに接続され、第1入出力端子20と第4入出力端子23とを結ぶ経路に設けられている。フィルタ200は、例えば弾性波フィルタであるが、LC共振回路から構成されるフィルタであってもよい。フィルタ200は、例えば、BPFであり、LTEのBand1の送信帯域(1920−1980MHz)を通過帯域とするフィルタである。   The filter 200 is connected to other filters including the acoustic wave filter 10 at the first input / output terminal 20 which is a common connection point, and is provided in a path connecting the first input / output terminal 20 and the fourth input / output terminal 23. Yes. The filter 200 is, for example, an elastic wave filter, but may be a filter configured by an LC resonance circuit. The filter 200 is, for example, a BPF and is a filter having a transmission band (1920-1980 MHz) of LTE Band 1 as a pass band.

フィルタ300は、共通接続点である第1入出力端子20で弾性波フィルタ10を含む他のフィルタに接続され、第1入出力端子20と第5入出力端子24とを結ぶ経路に設けられている。フィルタ300は、例えば弾性波フィルタであるが、LC共振回路から構成されるフィルタであってもよい。フィルタ200は、例えば、BPFであり、LTEのBand3の受信帯域(1805−1880MHz)を通過帯域とするフィルタである。   The filter 300 is connected to other filters including the acoustic wave filter 10 at the first input / output terminal 20 which is a common connection point, and is provided in a path connecting the first input / output terminal 20 and the fifth input / output terminal 24. Yes. The filter 300 is, for example, an elastic wave filter, but may be a filter configured by an LC resonance circuit. The filter 200 is, for example, a BPF, and is a filter that uses an LTE Band 3 reception band (1805 to 1880 MHz) as a pass band.

弾性波フィルタ10は、LiNbOからなる圧電体層を伝搬するレイリー波、又は、LiNbOからなる圧電体層を伝搬するラブ波を弾性表面波として利用する。これらの弾性表面波を利用する際に、高次モードも同時に発生する。弾性波共振子に高次モードが発生することで、当該弾性波共振子のインピーダンス特性が弾性波フィルタ10の減衰帯域における特定の周波数で局所的に変化してスプリアスが発生し、弾性波フィルタ10の減衰特性が劣化する。これにより、例えば、スプリアスが発生した周波数と、弾性波フィルタ10の通過帯域よりも高い周波数を通過帯域とするフィルタ(例えばフィルタ100)の通過帯域とが重複した場合、当該フィルタの通過帯域における通過特性が劣化することがある。 Acoustic wave filter 10, the Rayleigh wave propagating piezoelectric layer made of LiNbO 3, or, utilizing Love waves propagating through the piezoelectric layer made of LiNbO 3 as a surface acoustic wave. When these surface acoustic waves are used, higher-order modes are also generated at the same time. By generating a higher-order mode in the elastic wave resonator, the impedance characteristic of the elastic wave resonator is locally changed at a specific frequency in the attenuation band of the elastic wave filter 10, and spurious is generated. The attenuation characteristics of the are deteriorated. Thereby, for example, when the frequency at which the spurious is generated overlaps with the pass band of a filter (for example, the filter 100) whose pass band is higher than the pass band of the elastic wave filter 10, the pass in the pass band of the filter is performed. Characteristics may deteriorate.

インダクタLantは、第1入出力端子20とグランドとの間に接続されている。これにより、アンテナ素子ANTと、弾性波フィルタ10及びフィルタ100〜300とのインピーダンス整合が行われる。   The inductor Lant is connected between the first input / output terminal 20 and the ground. Thereby, impedance matching of the antenna element ANT, the elastic wave filter 10, and the filters 100 to 300 is performed.

[2.共振子の基本構造]
次に、弾性波フィルタ10を構成する各共振子(直列腕共振子及び並列腕共振子)の基本構造について説明する。
[2. Basic structure of resonator]
Next, the basic structure of each resonator (series arm resonator and parallel arm resonator) constituting the acoustic wave filter 10 will be described.

図2は、実施の形態に係る弾性波フィルタ10の共振子を模式的に表す平面図及び断面図である。同図には、弾性波フィルタ10を構成する複数の共振子のうち、並列腕共振子P1の構造を表す平面摸式図及び断面模式図が例示されている。なお、図2に示された並列腕共振子P1は、上記複数の共振子の典型的な構造を説明するためのものであって、電極を構成する電極指の本数や長さなどは、これに限定されない。   FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view schematically showing the resonator of the acoustic wave filter 10 according to the embodiment. In the figure, a schematic plan view and a schematic cross-sectional view showing the structure of the parallel arm resonator P1 among the plurality of resonators constituting the acoustic wave filter 10 are illustrated. The parallel arm resonator P1 shown in FIG. 2 is for explaining a typical structure of the plurality of resonators, and the number and length of electrode fingers constituting the electrode are as follows. It is not limited to.

図2の平面図に示されるように、並列腕共振子P1は、互いに対向する一対の櫛歯状電極11a及び11bを有する。また、図示していないが、並列腕共振子P1は、さらに、一対の櫛歯状電極11a及び11bに対して弾性波の伝搬方向に隣り合って配置された反射器を有する。一対の櫛歯状電極11a及び11bは、IDT電極を構成している。   As shown in the plan view of FIG. 2, the parallel arm resonator P1 has a pair of comb-like electrodes 11a and 11b facing each other. Although not shown, the parallel arm resonator P1 further includes a reflector disposed adjacent to the pair of comb-like electrodes 11a and 11b in the propagation direction of the elastic wave. The pair of comb-like electrodes 11a and 11b constitutes an IDT electrode.

櫛歯状電極11aは、櫛歯形状に配置され、互いに平行な複数の電極指110aと、複数の電極指110aのそれぞれの一端同士を接続するバスバー電極111aとで構成されている。また、櫛歯状電極11bは、櫛歯形状に配置され、互いに平行な複数の電極指110bと、複数の電極指110bのそれぞれの一端同士を接続するバスバー電極111bとで構成されている。複数の電極指110a及び110bは、弾性波伝搬方向の直交方向に延びるように形成されている。   The comb-teeth electrode 11a is arranged in a comb-teeth shape, and includes a plurality of electrode fingers 110a that are parallel to each other and a bus bar electrode 111a that connects one end of each of the plurality of electrode fingers 110a. The comb-like electrode 11b is arranged in a comb-teeth shape and includes a plurality of electrode fingers 110b parallel to each other and a bus bar electrode 111b that connects one end of each of the plurality of electrode fingers 110b. The plurality of electrode fingers 110a and 110b are formed to extend in a direction orthogonal to the elastic wave propagation direction.

なお、櫛歯状電極11a及び11bは、上記構成に限られず、例えば、オフセット電極指を有していてもよい。また、並列腕共振子P1は、バスバー電極111a及び111bが弾性波伝搬方向に対して傾斜している、いわゆる傾斜IDTを有していてもよい。さらには、電極指110a及び110bが所定の間隔で間引かれた、いわゆる間引き電極を有していてもよい。   The comb-shaped electrodes 11a and 11b are not limited to the above configuration, and may include, for example, offset electrode fingers. The parallel arm resonator P1 may have a so-called inclined IDT in which the bus bar electrodes 111a and 111b are inclined with respect to the elastic wave propagation direction. Furthermore, the electrode fingers 110a and 110b may have so-called thinned electrodes thinned at a predetermined interval.

また、複数の電極指110a及び110b、ならびに、バスバー電極111a及び111bで構成されるIDT電極は、図2の断面図に示されるように、密着層51と主電極層52との積層構造となっている。   Further, the IDT electrode composed of the plurality of electrode fingers 110a and 110b and the bus bar electrodes 111a and 111b has a laminated structure of the adhesion layer 51 and the main electrode layer 52 as shown in the sectional view of FIG. ing.

密着層51は、圧電基板50と主電極層52との密着性を向上させるための層であり、材料として、例えば、Tiが用いられる。主電極層52は、材料として、例えば、Cuを1%含有したAlが用いられる。保護層53は、IDT電極を覆うように形成されている。保護層53は、主電極層52を外部環境から保護する、周波数温度特性を調整する、及び、耐湿性を高めるなどを目的とする層であり、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする膜である。   The adhesion layer 51 is a layer for improving the adhesion between the piezoelectric substrate 50 and the main electrode layer 52, and, for example, Ti is used as a material. The main electrode layer 52 is made of, for example, Al containing 1% Cu. The protective layer 53 is formed so as to cover the IDT electrode. The protective layer 53 is a layer for the purpose of protecting the main electrode layer 52 from the external environment, adjusting frequency temperature characteristics, and improving moisture resistance, for example, a film containing silicon dioxide as a main component. .

なお、密着層51、主電極層52及び保護層53を構成する材料は、上述した材料に限定されない。さらに、IDT電極は、上記積層構造でなくてもよい。IDT電極は、例えば、Ti、Al、Cu、Pt、Au、Ag、Pdなどの金属又は合金から構成されてもよく、また、上記の金属又は合金から構成される複数の積層体から構成されてもよい。また、保護層53は、形成されていなくてもよい。   In addition, the material which comprises the contact | adherence layer 51, the main electrode layer 52, and the protective layer 53 is not limited to the material mentioned above. Furthermore, the IDT electrode does not have to have the above laminated structure. The IDT electrode may be composed of, for example, a metal or alloy such as Ti, Al, Cu, Pt, Au, Ag, or Pd, or may be composed of a plurality of laminates composed of the above metals or alloys. Also good. Further, the protective layer 53 may not be formed.

圧電基板50は、IDT電極ならびに反射器が主面上に配置された圧電性基板であり、例えば、LiNbOからなる基板である。 The piezoelectric substrate 50 is a piezoelectric substrate in which an IDT electrode and a reflector are arranged on the main surface, and is, for example, a substrate made of LiNbO 3 .

弾性波共振子の波長とは、図2に示されるIDT電極を構成する複数の電極指110a又は110bの繰り返し周期である波長λで規定される。また、電極指の繰り返しピッチPは、波長λの1/2であり、櫛歯状電極11a及び11bを構成する電極指110a及び110bのライン幅をWとし、隣り合う電極指110aと電極指110bとの間のスペース幅をSとした場合、(W+S)で定義される。   The wavelength of the acoustic wave resonator is defined by a wavelength λ which is a repetition period of the plurality of electrode fingers 110a or 110b constituting the IDT electrode shown in FIG. The electrode finger repetition pitch P is ½ of the wavelength λ, the line width of the electrode fingers 110a and 110b constituting the comb-shaped electrodes 11a and 11b is W, and the adjacent electrode fingers 110a and 110b When the space width between and is S, it is defined by (W + S).

本実施の形態では、3つ以上の並列腕回路(ここでは並列腕回路11〜14)が有する並列腕共振子P1〜P4のそれぞれのIDT電極を構成する複数の電極指の繰り返しピッチPは、互いに異なる。また、3つ以上の並列腕回路(ここでは並列腕回路11〜14)が有する並列腕共振子P1〜P4のうち繰り返しピッチPが最も大きい並列腕共振子に接続されたインダクタのインダクタンス値は、3つ以上の並列腕回路が有するインダクタL1〜L4のインダクタンス値の中で最も小さい。これらについては、後述する図3〜図5で詳細に説明する。   In the present embodiment, the repetition pitch P of the plurality of electrode fingers constituting each IDT electrode of the parallel arm resonators P1 to P4 included in the three or more parallel arm circuits (here, the parallel arm circuits 11 to 14) is: Different from each other. Further, the inductance value of the inductor connected to the parallel arm resonator having the largest repetition pitch P among the parallel arm resonators P1 to P4 included in the three or more parallel arm circuits (here, the parallel arm circuits 11 to 14) is: It is the smallest among the inductance values of the inductors L1 to L4 included in three or more parallel arm circuits. These will be described in detail with reference to FIGS.

[3.弾性波フィルタの通過特性]
次に、比較例1〜3に係る弾性波フィルタと、実施例に係る弾性波フィルタ10の通過特性について説明する。なお、比較例1〜3の弾性波フィルタの回路構成は、図1に示される弾性波フィルタ10の回路構成と同じであり、それぞれ直列腕共振子S1〜S4及び並列腕共振子P1〜P4を備え、並列腕共振子P1〜P4にはインダクタL1〜L4が直列に接続されている。
[3. Passing characteristics of elastic wave filter]
Next, the pass characteristics of the elastic wave filter according to Comparative Examples 1 to 3 and the elastic wave filter 10 according to the example will be described. The circuit configurations of the acoustic wave filters of Comparative Examples 1 to 3 are the same as the circuit configuration of the acoustic wave filter 10 shown in FIG. 1, and the series arm resonators S1 to S4 and the parallel arm resonators P1 to P4 are respectively used. Inductors L1 to L4 are connected in series to the parallel arm resonators P1 to P4.

表1に、比較例1の各共振子の繰り返しピッチ及び比較例2の各共振子の繰り返しピッチを示す。なお、比較例1及び2では、インダクタL1〜L4のインダクタンス値は、全て1.5nHと同じ値である。   Table 1 shows the repetition pitch of each resonator of Comparative Example 1 and the repetition pitch of each resonator of Comparative Example 2. In Comparative Examples 1 and 2, the inductance values of the inductors L1 to L4 are all the same value as 1.5 nH.

Figure 2019004364
Figure 2019004364

表1に示されるように、比較例1では、並列腕共振子P1〜P4のそれぞれのIDT電極を構成する複数の電極指の繰り返しピッチPは、互いに異なる。一方、比較例2では、並列腕共振子P1〜P4のそれぞれのIDT電極を構成する複数の電極指の繰り返しピッチPは、互いに同じである。このときの比較例1に係る弾性波フィルタの通過特性と比較例2に係る弾性波フィルタの通過特性について図3を用いて説明する。   As shown in Table 1, in Comparative Example 1, the repetitive pitch P of the plurality of electrode fingers constituting the IDT electrodes of the parallel arm resonators P1 to P4 is different from each other. On the other hand, in Comparative Example 2, the repetition pitch P of the plurality of electrode fingers constituting each IDT electrode of the parallel arm resonators P1 to P4 is the same. The pass characteristics of the elastic wave filter according to Comparative Example 1 and the pass characteristics of the elastic wave filter according to Comparative Example 2 will be described with reference to FIG.

図3は、比較例1に係る弾性波フィルタの通過特性と比較例2に係る弾性波フィルタの通過特性を示す図である。図3に示されるように、2200−2300MHz付近において高次モードによるスプリアスが発生していることがわかる。図3において丸で囲った箇所に示されるように、比較例2の繰り返しピッチPが互いに同じ場合には、比較例1の互いに異なるときと比べてスプリアスが大きくなっていることがわかる。これは、繰り返しピッチPが互いに同じ場合、並列腕共振子P1〜P4の反共振周波数は重なってしまい、それに伴い、高次モードの周波数が一点に集中するためスプリアスが大きくなってしまうためである。比較例1では、並列腕共振子P1〜P4の繰り返しピッチが互いに異なるため、高次モードの周波数が一点に集中しにくくなりスプリアスを小さくすることができる。   FIG. 3 is a diagram illustrating the pass characteristic of the elastic wave filter according to Comparative Example 1 and the pass characteristic of the elastic wave filter according to Comparative Example 2. As shown in FIG. 3, it can be seen that spurious due to the higher-order mode occurs in the vicinity of 2200-2300 MHz. As shown by the circled portions in FIG. 3, it can be seen that when the repetition pitch P of Comparative Example 2 is the same, the spurious is larger than when the Comparative Example 1 is different from each other. This is because when the repetition pitch P is the same, the anti-resonance frequencies of the parallel arm resonators P1 to P4 overlap, and accordingly, the higher-order mode frequencies are concentrated at one point, so that the spurious becomes large. . In Comparative Example 1, since the repetition pitches of the parallel arm resonators P1 to P4 are different from each other, it is difficult for the higher-order mode frequencies to concentrate on one point, and spurious can be reduced.

このように、並列腕回路11〜14が有する並列腕共振子P1〜P4のそれぞれのIDT電極を構成する複数の電極指の繰り返しピッチPが互いに異なることで、高次モードによるスプリアスを小さくでき、弾性波フィルタの減衰特性を改善できる。   As described above, the repetition pitch P of the plurality of electrode fingers constituting the IDT electrodes of the parallel arm resonators P1 to P4 of the parallel arm circuits 11 to 14 is different from each other, so that spurious due to the higher-order mode can be reduced. The attenuation characteristic of the elastic wave filter can be improved.

なお、繰り返しピッチPが互いに異なるとは、例えば、各並列腕共振子のうち、最も小さい繰り返しピッチPに対して最も大きい繰り返しピッチPが0.3%以上異なっており、その範囲内で各並列腕共振子の繰り返しピッチPが互いに異なっていることを意味する。これにより、スプリアスを1.0dB以上小さくすることができる。   The repetition pitch P is different from each other. For example, among the parallel arm resonators, the largest repetition pitch P differs by 0.3% or more with respect to the smallest repetition pitch P, and each parallel element is within the range. This means that the repetitive pitches P of the arm resonators are different from each other. Thereby, spurious can be reduced by 1.0 dB or more.

また、並列腕共振子P1〜P4の繰り返しピッチPが互いに異なるときの影響を説明するために、比較例1及び比較例2では、インダクタL1〜L4のインダクタンス値をそれぞれ同じ値にしている。一方、本実施の形態では、繰り返しピッチPの最も大きい並列腕共振子に直列に接続されたインダクタのインダクタンス値を並列腕回路11〜14が有するインダクタL1〜L4のインダクタンス値の中で最も小さくする。   Further, in order to explain the influence when the repetitive pitches P of the parallel arm resonators P1 to P4 are different from each other, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the inductance values of the inductors L1 to L4 are set to the same value. On the other hand, in the present embodiment, the inductance value of the inductor connected in series to the parallel arm resonator having the largest repetition pitch P is made the smallest among the inductance values of the inductors L1 to L4 included in the parallel arm circuits 11 to 14. .

表2に、実施例、比較例1及び比較例3のインダクタL1〜L4のインダクタンス値を示す。なお、実施例及び比較例3では、各共振子の繰り返しピッチPは、表1に示される比較例1におけるものと同じである。つまり、実施例及び比較例3についても、並列腕共振子P1〜P4のそれぞれのIDT電極を構成する複数の電極指の繰り返しピッチPは、互いに異なる。   Table 2 shows inductance values of the inductors L1 to L4 of the example, the comparative example 1, and the comparative example 3. In Example and Comparative Example 3, the repetition pitch P of each resonator is the same as that in Comparative Example 1 shown in Table 1. That is, also in Example and Comparative Example 3, the repetitive pitch P of the plurality of electrode fingers constituting the IDT electrodes of the parallel arm resonators P1 to P4 is different from each other.

Figure 2019004364
Figure 2019004364

表2に示されるように、実施例では、並列腕共振子P1〜P4のうち繰り返しピッチPが最も大きい並列腕共振子P4に接続されたインダクタL4のインダクタンス値は、並列腕回路11〜14が有するインダクタL1〜L4のインダクタンス値の中で最も小さい。なお、表2における実施例に示されるように、繰り返しピッチPが最も大きい並列腕共振子P4以外にも、インダクタンス値が最も小さいインダクタが接続された並列腕共振子があってもよい。実施例では、並列腕共振子P2およびP3に接続されたインダクタL2およびL3もインダクタンス値が最も小さくなっている。比較例1では、上述したように、インダクタL1〜L4のインダクタンス値は全て同じ値である。比較例3では、並列腕共振子P1〜P4のうち繰り返しピッチPが最も大きい並列腕共振子P4に接続されたインダクタL4のインダクタンス値は、他の並列腕共振子に接続されたインダクタのインダクタンス値よりも大きい。   As shown in Table 2, in the embodiment, the parallel arm circuits 11 to 14 have the inductance value of the inductor L4 connected to the parallel arm resonator P4 having the largest repetition pitch P among the parallel arm resonators P1 to P4. It is the smallest among the inductance values of the inductors L1 to L4. As shown in the embodiment in Table 2, there may be a parallel arm resonator to which an inductor having the smallest inductance value is connected in addition to the parallel arm resonator P4 having the largest repetition pitch P. In the embodiment, the inductors L2 and L3 connected to the parallel arm resonators P2 and P3 also have the smallest inductance value. In Comparative Example 1, as described above, the inductance values of the inductors L1 to L4 are all the same value. In Comparative Example 3, the inductance value of the inductor L4 connected to the parallel arm resonator P4 having the largest repetition pitch P among the parallel arm resonators P1 to P4 is the inductance value of the inductor connected to another parallel arm resonator. Bigger than.

このときの実施例に係る弾性波フィルタ10の通過特性、比較例1に係る弾性波フィルタの通過特性、及び、比較例3に係る弾性波フィルタの通過特性について図4及び図5を用いて説明する。   The pass characteristics of the elastic wave filter 10 according to the example, the pass characteristics of the elastic wave filter according to the comparative example 1, and the pass characteristics of the elastic wave filter according to the comparative example 3 will be described with reference to FIGS. To do.

図4は、実施例に係る弾性波フィルタ10の通過特性、比較例1に係る弾性波フィルタの通過特性及び比較例3に係る弾性波フィルタの通過特性を示す図である。図5は、図4に示すスプリアスの低域側の減衰スロープ周辺を拡大した図である。ここでの減衰スロープは、図4及び図5に示されるように、2200MHz周辺で周波数が低くなるにつれて挿入損失が大きくなっている箇所である。   FIG. 4 is a diagram illustrating the pass characteristic of the elastic wave filter 10 according to the example, the pass characteristic of the elastic wave filter according to Comparative Example 1, and the pass characteristic of the elastic wave filter according to Comparative Example 3. FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the attenuation slope on the low frequency side of the spurious shown in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the attenuation slope here is where the insertion loss increases as the frequency decreases around 2200 MHz.

比較例1では、インダクタL1〜L4のインダクタンス値は全て同じ値である。これに対して、実施例では、インダクタL1のインダクタンス値は2.5nHであり、インダクタL2〜L4のインダクタンス値は1.5nHである。比較例3では、インダクタL4のインダクタンス値は2.5nHであり、インダクタL1〜L3のインダクタンス値は1.5nHである。図5において丸で囲った箇所に示されるように、実施例は、比較例1に比べて減衰スロープの急峻度が高くなっている(言い換えると、スプリアスの裾が狭くなっている)。一方、比較例3は、比較例1に比べて減衰スロープの急峻度が低くなっている(言い換えると、スプリアスの裾が広がっている)。   In Comparative Example 1, the inductance values of the inductors L1 to L4 are all the same value. On the other hand, in the embodiment, the inductance value of the inductor L1 is 2.5 nH, and the inductance values of the inductors L2 to L4 are 1.5 nH. In Comparative Example 3, the inductance value of the inductor L4 is 2.5 nH, and the inductance values of the inductors L1 to L3 are 1.5 nH. As shown by the circled portions in FIG. 5, the steepness of the attenuation slope is higher in the example than in the first comparative example (in other words, the spurious hem is narrower). On the other hand, in Comparative Example 3, the steepness of the attenuation slope is lower than that of Comparative Example 1 (in other words, the spurious tail is widened).

これは、繰り返しピッチPによって、弾性波フィルタの高次モードの周波数が決まり、繰り返しピッチPが大きい(つまり波長が大きい)並列腕共振子に直列に接続されたインダクタは、高次モードによるスプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度に、より大きな影響を与えるためである。つまり、比較例3のように、繰り返しピッチPが大きい並列腕共振子P4に直列に接続されたインダクタL4のインダクタンス値が他の並列腕共振子P1〜P3に直列に接続されたインダクタL1〜L3のインダクタンス値よりも大きい場合、スプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度が低くなってしまい(言い換えると、スプリアスの裾が広がってしまい)、弾性波フィルタの減衰特性が劣化してしまう。これに対して、実施例のように、繰り返しピッチPが最も大きい並列腕共振子P4に接続されたインダクタL4のインダクタンス値は、並列腕回路11〜14が有するインダクタL1〜L4のインダクタンス値の中で最も小さいことで、スプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度を高くすることができる。   This is because the frequency of the higher-order mode of the elastic wave filter is determined by the repetition pitch P, and the inductor connected in series to the parallel arm resonator having a larger repetition pitch P (that is, a larger wavelength) This is to have a greater influence on the steepness of the attenuation slope on the low frequency side. That is, as in Comparative Example 3, the inductance value of the inductor L4 connected in series to the parallel arm resonator P4 having a large repetition pitch P is equal to the inductors L1 to L3 connected in series to the other parallel arm resonators P1 to P3. When the value is larger than the inductance value, the steepness of the attenuation slope on the low-frequency side of the spurious becomes low (in other words, the skirt of the spurious spreads), and the attenuation characteristic of the elastic wave filter deteriorates. On the other hand, as in the embodiment, the inductance value of the inductor L4 connected to the parallel arm resonator P4 having the largest repetition pitch P is the inductance value of the inductors L1 to L4 included in the parallel arm circuits 11 to 14. As a result, the steepness of the attenuation slope on the low frequency side of the spurious can be increased.

このように、並列腕回路11〜14が有する並列腕共振子P1〜P4のうち繰り返しピッチPが最も大きい並列腕共振子P4に接続されたインダクタL4のインダクタンス値が、並列腕回路11〜14が有するインダクタL1〜L4のインダクタンス値の中で最も小さいことで、スプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度を高くすることができるため、弾性波フィルタの減衰特性を改善できる。   Thus, the inductance value of the inductor L4 connected to the parallel arm resonator P4 having the largest repetition pitch P among the parallel arm resonators P1 to P4 included in the parallel arm circuits 11 to 14 is equal to that of the parallel arm circuits 11 to 14. Since the steepness of the attenuation slope on the low frequency side of the spurious can be increased by being the smallest among the inductance values of the inductors L1 to L4, the attenuation characteristics of the acoustic wave filter can be improved.

以上により、並列腕共振子P1〜P4のそれぞれのIDT電極を構成する複数の電極指の繰り返しピッチPが互いに異なることで、共通接続点である第1入出力端子20で弾性波フィルタ10に接続され、弾性波フィルタ10の高次モードによるスプリアスが発生している周波数帯域を通過帯域とするフィルタの通過特性が劣化することを抑制できる。また、並列腕共振子P1〜P4のうち繰り返しピッチPが最も大きい並列腕共振子P4に接続されたインダクタL4のインダクタンス値が、並列腕回路11〜14が有するインダクタL1〜L4のインダクタンス値の中で最も小さいことで、第1入出力端子20で弾性波フィルタ10に接続され、弾性波フィルタ10の高次モードによるスプリアスの低域側の減衰スロープに近い周波数帯域を通過帯域とするフィルタの通過特性が劣化することを抑制できる。例えば、フィルタ100は、LTEのBand1の受信帯域(2110−2170MHz)を通過帯域とするため、当該減衰スロープの急峻度が高くなることで、フィルタ100の通過特性が劣化することを抑制できる。このように、共通接続点である第1入出力端子20で弾性波フィルタ10に接続され、弾性波フィルタ10の通過帯域よりも高い周波数を通過帯域とするフィルタの通過特性が劣化することを抑制できる。また、例えば、当該スプリアスが発生している周波数帯域周辺における他の通信の質が劣化することを抑制できる。   As described above, the repetition pitch P of the plurality of electrode fingers constituting the IDT electrodes of the parallel arm resonators P1 to P4 is different from each other, so that the first input / output terminal 20 which is a common connection point is connected to the elastic wave filter 10. Thus, it is possible to suppress the deterioration of the pass characteristics of the filter whose pass band is the frequency band in which spurious due to the higher-order mode of the elastic wave filter 10 is generated. The inductance value of the inductor L4 connected to the parallel arm resonator P4 having the largest repetition pitch P among the parallel arm resonators P1 to P4 is the inductance value of the inductors L1 to L4 included in the parallel arm circuits 11 to 14. And the first input / output terminal 20 is connected to the elastic wave filter 10 and passes through a filter whose pass band is a frequency band close to the low-side attenuation slope of the spurious due to the higher-order mode of the elastic wave filter 10. It can suppress that a characteristic deteriorates. For example, since the filter 100 uses the LTE Band 1 reception band (2110-2170 MHz) as the pass band, the steepness of the attenuation slope increases, so that the pass characteristic of the filter 100 can be prevented from deteriorating. In this way, it is possible to suppress deterioration of the pass characteristics of a filter that is connected to the elastic wave filter 10 at the first input / output terminal 20 that is a common connection point and has a pass band higher than the pass band of the elastic wave filter 10. it can. Further, for example, it is possible to suppress degradation of the quality of other communication around the frequency band in which the spurious is generated.

なお、並列腕回路11〜14において、繰り返しピッチPが大きい並列腕共振子ほど、インダクタンス値の小さいインダクタが接続されることが好ましい。つまり、弾性波フィルタ10において、繰り返しピッチPが大きい順序は並列腕共振子P4、P2、P3、P1の順序となるため、インダクタL4、L2、L3、L1の順序でインダクタンス値が小さいことが好ましい。これは、並列腕回路11〜14のうち繰り返しピッチPが大きい並列腕共振子ほど、高次モードによるスプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度に影響を与えやすいためである。例えば、並列腕共振子P1〜P4のうち2番目に繰り返しピッチPの大きい並列腕共振子P2に接続されたインダクタL2は、高次モードによるスプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度に影響を与えやすい。したがって、インダクタL2のインダクタンス値は、繰り返しピッチPの大きさが3番目以降の並列腕共振子P3、P1に接続されたインダクタL3、L1のインダクタンス値よりも小さいことで、スプリアスの低域側の減衰スロープの急峻度が低くなることを抑制でき、弾性波フィルタの減衰特性をより改善できる。   In the parallel arm circuits 11 to 14, it is preferable that an inductor having a smaller inductance value is connected to a parallel arm resonator having a larger repetition pitch P. That is, in the acoustic wave filter 10, since the order in which the repetition pitch P is large is the order of the parallel arm resonators P4, P2, P3, and P1, it is preferable that the inductance value is small in the order of the inductors L4, L2, L3, and L1. . This is because the parallel arm resonator having a large repetition pitch P among the parallel arm circuits 11 to 14 is more likely to affect the steepness of the attenuation slope on the low frequency side of the spurious due to the higher order mode. For example, the inductor L2 connected to the parallel arm resonator P2 having the second largest repetition pitch P among the parallel arm resonators P1 to P4 affects the steepness of the attenuation slope on the low frequency side of the spurious due to the higher order mode. Easy to give. Therefore, the inductance value of the inductor L2 is smaller than the inductance values of the inductors L3 and L1 connected to the third and subsequent parallel arm resonators P3 and P1 with the repetition pitch P being larger than that of the spurious low frequency side. The steepness of the attenuation slope can be suppressed from being lowered, and the attenuation characteristic of the elastic wave filter can be further improved.

(その他の実施の形態)
以上、本発明の実施の形態に係る弾性波フィルタ及びマルチプレクサについて、上記実施の形態を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。
(Other embodiments)
As described above, the elastic wave filter and the multiplexer according to the embodiment of the present invention have been described with reference to the above embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment. Another embodiment realized by combining arbitrary constituent elements in the above-described embodiment, and modifications obtained by applying various modifications conceivable by those skilled in the art to the above-described embodiment without departing from the gist of the present invention. Examples are also included in the present invention.

例えば、上記実施の形態では、弾性波フィルタ10は、4つの直列腕共振子S1〜S4を備えたが、1〜3つ又は5つ以上の直列腕共振子を備えていてもよい。また、弾性波フィルタ10は、3つ以上の並列腕回路に加え、インダクタが接続されず並列腕共振子が接続された並列腕を有していてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the acoustic wave filter 10 includes four series arm resonators S1 to S4, but may include one to three or five or more series arm resonators. In addition to the three or more parallel arm circuits, the elastic wave filter 10 may have a parallel arm to which a parallel arm resonator is connected without being connected to an inductor.

また、例えば、弾性波フィルタ10、フィルタ100〜300の通過帯域は、上述した通過帯域に限らない。   Further, for example, the passbands of the acoustic wave filter 10 and the filters 100 to 300 are not limited to the above-described passbands.

また、例えば、マルチプレクサ1は、クアッドプレクサに限らず、少なくとも弾性波フィルタ10及びフィルタ100を備える、デュプレクサ又はトリプレクサ等であってもよい。   Further, for example, the multiplexer 1 is not limited to a quadplexer, and may be a duplexer or a triplexer including at least the elastic wave filter 10 and the filter 100.

また、例えば、弾性波フィルタ10は、マルチプレクサ1に適用されなくてもよい。   For example, the elastic wave filter 10 may not be applied to the multiplexer 1.

また、例えば、上記実施の形態では、弾性波フィルタ10は、レイリー波又はラブ波を弾性表面波として利用したが、リーキー波を利用してもよい。なお、弾性波フィルタ10がリーキー波を利用した場合でも、高次モードが発生するが、本発明によれば、リーキー波により発生する高次モードによる減衰特性の劣化を抑制できる。   For example, in the said embodiment, although the acoustic wave filter 10 utilized the Rayleigh wave or the Love wave as a surface acoustic wave, you may utilize a leaky wave. Even when the acoustic wave filter 10 uses a leaky wave, a higher-order mode is generated. However, according to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the attenuation characteristic due to the higher-order mode generated by the leaky wave.

弾性波フィルタ10がリーキー波を弾性表面波として利用する場合、各共振子を構成する圧電基板50は、高音速支持基板と、低音速膜と、圧電膜とがこの順で積層された積層構造を有する。圧電膜は、例えば、50°YカットX伝搬LiTaO圧電単結晶又は圧電セラミックス(X軸を中心軸としてY軸から50°回転した軸を法線とする面で切断したタンタル酸リチウム単結晶、又はセラミックスであって、X軸方向に弾性表面波が伝搬する単結晶又はセラミックス)からなる。圧電膜は、例えば、厚みが600nmである。高音速支持基板は、低音速膜、圧電膜及びIDT電極を支持する基板である。高音速支持基板は、さらに、圧電膜を伝搬する表面波や境界波の弾性波よりも、高音速支持基板中のバルク波の音速が高速となる基板であり、弾性表面波を圧電膜及び低音速膜が積層されている部分に閉じ込め、高音速支持基板より下方に漏れないように機能する。高音速支持基板は、例えば、シリコン基板であり、厚みは、例えば200μmである。低音速膜は、圧電膜を伝搬するバルク波よりも、低音速膜中のバルク波の音速が低速となる膜であり、圧電膜と高音速支持基板との間に配置される。この構造と、弾性波が本質的に低音速な媒質にエネルギーが集中するという性質とにより、弾性表面波エネルギーのIDT電極外への漏れが抑制される。低音速膜は、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする膜であり、厚みは、例えば670nmである。この積層構造によれば、圧電基板50を単層で使用している構造と比較して、共振周波数及び反共振周波数におけるQ値を大幅に高めることが可能となる。すなわち、Q値が高い弾性表面波共振子を構成し得るので、当該弾性表面波共振子を用いて、挿入損失が小さいフィルタを構成することが可能となる。 When the acoustic wave filter 10 uses a leaky wave as a surface acoustic wave, the piezoelectric substrate 50 constituting each resonator has a stacked structure in which a high sound speed support substrate, a low sound speed film, and a piezoelectric film are stacked in this order. Have The piezoelectric film is, for example, a 50 ° Y-cut X-propagating LiTaO 3 piezoelectric single crystal or a piezoelectric ceramic (a lithium tantalate single crystal cut along a plane whose normal is an axis rotated about 50 ° from the Y axis with the X axis as the central axis, Alternatively, it is made of ceramic and is made of a single crystal or ceramic in which surface acoustic waves propagate in the X-axis direction. The piezoelectric film has a thickness of 600 nm, for example. The high sound velocity support substrate is a substrate that supports the low sound velocity film, the piezoelectric film, and the IDT electrode. The high-sonic support substrate is a substrate in which the acoustic velocity of the bulk wave in the high-sonic support substrate is higher than that of the surface wave or boundary wave that propagates through the piezoelectric film. It functions in such a way that it is confined in the portion where the sonic film is laminated and does not leak below the high sonic support substrate. The high sound speed support substrate is, for example, a silicon substrate, and has a thickness of, for example, 200 μm. The low acoustic velocity film is a membrane in which the acoustic velocity of the bulk wave in the low acoustic velocity film is lower than the bulk wave propagating through the piezoelectric membrane, and is disposed between the piezoelectric membrane and the high acoustic velocity support substrate. Due to this structure and the property that energy is concentrated in a medium where acoustic waves are essentially low in sound velocity, leakage of surface acoustic wave energy to the outside of the IDT electrode is suppressed. The low acoustic velocity film is, for example, a film mainly composed of silicon dioxide and has a thickness of, for example, 670 nm. According to this laminated structure, the Q value at the resonance frequency and the anti-resonance frequency can be significantly increased as compared with the structure in which the piezoelectric substrate 50 is used as a single layer. That is, since a surface acoustic wave resonator having a high Q value can be configured, a filter with a small insertion loss can be configured using the surface acoustic wave resonator.

なお、高音速支持基板は、支持基板と、圧電膜を伝搬する表面波や境界波の弾性波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速となる高音速膜とが積層された構造を有していてもよい。この場合、支持基板は、サファイア、リチウムタンタレート、リチュウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、ガラス等の誘電体又はシリコン、窒化ガリウム等の半導体及び樹脂基板等を用いることができる。また、高音速膜は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、DLC膜又はダイヤモンド、上記材料を主成分とする媒質、上記材料の混合物を主成分とする媒質等、様々な高音速材料を用いることができる。   Note that the high sound velocity support substrate has a structure in which a support substrate and a high sound velocity film in which the velocity of the bulk wave propagating is higher than that of the surface wave and boundary wave propagating in the piezoelectric film are stacked. It may be. In this case, the support substrate is a piezoelectric material such as sapphire, lithium tantalate, lithium niobate, crystal, alumina, magnesia, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, steatite, forsterite, etc. Various ceramics, dielectrics such as glass, semiconductors such as silicon and gallium nitride, resin substrates, and the like can be used. In addition, the high sound velocity film includes various materials such as aluminum nitride, aluminum oxide, silicon carbide, silicon nitride, silicon oxynitride, DLC film or diamond, a medium mainly composed of the above materials, and a medium mainly composed of a mixture of the above materials. High sound velocity material can be used.

本発明は、マルチバンドシステムに適用できる弾性波フィルタ及びマルチプレクサとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used for communication devices such as mobile phones as elastic wave filters and multiplexers that can be applied to multiband systems.

1 マルチプレクサ
10 弾性波フィルタ
11〜14 並列腕回路
11a、11b 櫛歯状電極
20 第1入出力端子
21 第2入出力端子
22 第3入出力端子
23 第4入出力端子
24 第5入出力端子
50 圧電基板
51 密着層
52 主電極層
53 保護層
100、200、300 フィルタ
110a、110b 電極指
111a、111b バスバー電極
P1〜P4 並列腕共振子
S1〜S4 直列腕共振子
L1〜L4、Lant インダクタ
ANT アンテナ素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multiplexer 10 Elastic wave filter 11-14 Parallel arm circuit 11a, 11b Comb-shaped electrode 20 1st input / output terminal 21 2nd input / output terminal 22 3rd input / output terminal 23 4th input / output terminal 24 5th input / output terminal 50 Piezoelectric substrate 51 Adhesive layer 52 Main electrode layer 53 Protective layer 100, 200, 300 Filter 110a, 110b Electrode finger 111a, 111b Bus bar electrode P1-P4 Parallel arm resonator S1-S4 Series arm resonator L1-L4, Lant inductor ANT antenna element

Claims (4)

ラダー型の弾性波フィルタであって、
第1入出力端子と第2入出力端子とを結ぶ経路とグランドとの間に接続された並列腕回路を3つ以上備え、
前記3つ以上の並列腕回路はそれぞれ、直列に接続された並列腕共振子とインダクタとを有し、
前記並列腕共振子は、圧電体層を有する基板と当該基板上に形成されたIDT電極とで構成され、
前記3つ以上の並列腕回路が有する並列腕共振子のそれぞれの前記IDT電極を構成する複数の電極指の繰り返しピッチは、互いに異なり、
前記3つ以上の並列腕回路が有する並列腕共振子のうち前記繰り返しピッチが最も大きい並列腕共振子に接続されたインダクタのインダクタンス値は、前記3つ以上の並列腕回路が有するインダクタのインダクタンス値の中で最も小さい、
弾性波フィルタ。
A ladder-type elastic wave filter,
3 or more parallel arm circuits connected between the path connecting the first input / output terminal and the second input / output terminal and the ground,
Each of the three or more parallel arm circuits has a parallel arm resonator and an inductor connected in series,
The parallel arm resonator includes a substrate having a piezoelectric layer and an IDT electrode formed on the substrate.
The repetition pitch of the plurality of electrode fingers constituting each of the IDT electrodes of the parallel arm resonators of the three or more parallel arm circuits is different from each other,
Among the parallel arm resonators included in the three or more parallel arm circuits, the inductance value of the inductor connected to the parallel arm resonator having the largest repetition pitch is the inductance value of the inductor included in the three or more parallel arm circuits. The smallest of the
Elastic wave filter.
前記3つ以上の並列腕回路において、前記繰り返しピッチが大きい並列腕共振子ほど、インダクタンス値の小さいインダクタが接続される、
請求項1に記載の弾性波フィルタ。
In the three or more parallel arm circuits, an inductor having a smaller inductance value is connected to a parallel arm resonator having a larger repetition pitch.
The elastic wave filter according to claim 1.
前記弾性波フィルタは、LiNbOからなる前記圧電体層を伝搬するレイリー波、又は、LiNbOからなる前記圧電体層を伝搬するラブ波を弾性表面波として利用する、
請求項1又は2に記載の弾性波フィルタ。
The elastic wave filter, Rayleigh waves propagating through the piezoelectric layer made of LiNbO 3, or, utilizing Love waves propagating through the piezoelectric layer made of LiNbO 3 as a surface acoustic wave,
The elastic wave filter according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性波フィルタと、
共通接続点である前記第1入出力端子で前記弾性波フィルタに接続され、前記弾性波フィルタの通過帯域よりも高い周波数を通過帯域とするフィルタと、を備える、
マルチプレクサ。
The elastic wave filter according to any one of claims 1 to 3,
A filter connected to the elastic wave filter at the first input / output terminal that is a common connection point, and having a pass band higher than the pass band of the elastic wave filter,
Multiplexer.
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