阅读说明：本技术 复用器 (Multiplexer ) 是由 桑原英司 于 2019-07-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及复用器。该复用器包括：第一端子；第二端子；第三端子；第一滤波器,其连接在所述第一端子和所述第二端子之间,包括第一电容器、第一电感器以及一个或更多个第一声波谐振器,并且具有第一通带；第二滤波器,其连接在所述第一端子和所述第三端子之间,包括第二电容器、第二电感器以及一个或更多个第二声波谐振器,并且具有比所述第一通带高的第二通带；基板,其具有表面,所述一个或更多个第一声波谐振器中的至少一个第一声波谐振器以及所述一个或更多个第二声波谐振器中的至少一个第二声波谐振器位于该表面上；以及金属结构,其位于所述表面上并且位于所述至少一个第一声波谐振器和所述至少一个第二声波谐振器之间。(The present invention relates to multiplexers. The multiplexer includes: a first terminal; a second terminal; a third terminal; a first filter connected between the first terminal and the second terminal, including a first capacitor, a first inductor, and one or more first acoustic wave resonators, and having a first pass band; a second filter connected between the first terminal and the third terminal, including a second capacitor, a second inductor, and one or more second acoustic resonators, and having a second pass band higher than the first pass band; a substrate having a surface on which at least one of the one or more first acoustic resonators and at least one of the one or more second acoustic resonators are located; and a metallic structure located on the surface and between the at least one first acoustic resonator and the at least one second acoustic resonator.)

复用器

技术领域

本发明的特定方面涉及复用器。

背景技术

已知给由电容器和电感器形成的LC电路设置声波谐振器的滤波器，如在例如日本专利申请公开No.2018-129680和No.2018-129683中公开的(下文中，被分别称为专利文献1和2)。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种复用器，该复用器包括：第一端子；第二端子；第三端子；第一滤波器，该第一滤波器连接在所述第一端子和所述第二端子之间，包括第一电容器、第一电感器以及一个或更多个第一声波谐振器，并且具有第一通带；第二滤波器，该第二滤波器连接在所述第一端子和所述第三端子之间，包括第二电容器、第二电感器以及一个或更多个第二声波谐振器，并且具有比所述第一通带高的第二通带；基板，该基板具有表面，所述一个或更多个第一声波谐振器中的至少一个第一声波谐振器以及所述一个或更多个第二声波谐振器中的至少一个第二声波谐振器位于该表面上；以及金属结构，该金属结构位于所述表面上，并且位于所述至少一个第一声波谐振器和所述至少一个第二声波谐振器之间。

附图说明

图1A是按照第一实施方式的复用器的框图，并且图1B是第一实施方式中的基板的平面图；

图2A是第一实施方式中的声波谐振器的平面图，并且图2B是第一实施方式中的另一声波谐振器的剖视图；

图3A是按照第一实施方式的复用器的剖视图，并且图3B是第一实施方式中的封装的剖视图；

图4是第一实施方式的示例性电路的电路图；

图5例示了图4中例示的示例性电路的传输特性；

图6A和图6B分别是样本A和B的平面图；

图7A和图7B分别是样本C和D的平面图；

图8是样本E的平面图；

图9A例示了样本A和B的隔离特性，并且图9B例示了样本A和C的隔离特性；

图10A例示了样本A和D的隔离特性，并且图10B例示了样本A和E的隔离特性；

图11例示了样本A至E的隔离特性；

图12是第一实施方式的第一变形形式的示例性电路的电路图；以及

图13是第一实施方式的第二变形形式的示例性电路的电路图。

具体实施方式

当给LC电路设置声波谐振器时，通带和保护带之间的衰减陡度得以改善。然而，当在复用器中使用具有声波谐振器的滤波器时，隔离特性会劣化。

下文中，将参照附图给出对本发明的实施方式的描述。

第一实施方式

图1A是按照第一实施方式的复用器的框图。如图1A中例示的，端子Ta联接到天线48。滤波器40连接在端子Ta和端子T1之间。滤波器42连接在端子Ta和端子T2之间。滤波器44连接在端子Ta和端子T3之间。滤波器42包括LC电路41和声波谐振器46。滤波器44包括LC电路43和声波谐振器47。LC电路41和43中的每个都是由电容器和电感器形成的电路，并且不包括声波谐振器。LC电路41电连接到声波谐振器46，并且LC电路43电连接到声波谐振器47。声波谐振器46和47位于单个基板10上。

滤波器40是允许处于低频带的信号从中通过的滤波器，滤波器42是允许处于中频带的信号从中通过的滤波器，并且滤波器44是允许处于高频带的信号从中通过的滤波器。滤波器40、42和44是带通滤波器。滤波器40可以是低通滤波器。滤波器44可以是高通滤波器。滤波器40允许处于低频带的信号从中通过，并且抑制处于中频带和高频带的信号。滤波器42允许处于中频带的信号从中通过，并且抑制处于低频带和高频带的信号。滤波器44允许处于高频带的信号从中通过，并且抑制处于低频带和中频带的信号。

低频带是700MHz至960MHz的频带，中频带是1710MHz至2200MHz的频带，并且高频带是2300MHz至2690MHz的频带。低频带、中频带和高频带中的每个包括支持与长期演进(LTE)对应的频带标准(E-UTRA操作频带)的多个频带。

滤波器42的通带比中频带宽，并且滤波器44的通带比高频带宽。中频带和高频带的通带宽度为300MHz或更大。具有此宽频带的滤波器42和44由LC电路形成。然而，中频带的通带和高频带的通带之间的间隙为100MHz。因此，需要滤波器42和44实现通带和保护带之间的衰减陡度。然而，当滤波器由LC电路形成时，陡度不足。因此，声波谐振器46和47分别联接到LC电路41和43。该结构改善了滤波器42和44中的陡度。

图1B是第一实施方式中的基板的平面图。如图1B中例示的，声波谐振器46和47位于基板10的上表面上。金属图案15直接位于基板10的上表面上且在声波谐振器46和47之间，或者隔着绝缘膜位于基板10的上表面上且在声波谐振器46和47之间。金属图案15是诸如但不限于铜膜、金膜、铝膜或镍膜的金属膜。当声波谐振器46和47位于单个基板10上时，复用器的尺寸减小。然而，声波谐振器46和47通过基板10彼此干扰，由此，滤波器42和44之间的隔离特性劣化。在第一实施方式中，金属图案15的设置改善了滤波器42和44之间的隔离特性。

图2A是第一实施方式中的示例性声波谐振器的平面图，并且图2B是第一实施方式中的另一示例性声波谐振器的剖视图。图2A例示了声波谐振器46和47是表面声波谐振器的情况。叉指式换能器(IDT)50和反射器52位于基板10的上表面上。IDT 50具有彼此面对的一对梳形电极50a。梳形电极50a包括多个电极指50b和连接电极指50b的汇流条50c。反射器52位于IDT 50的两侧。IDT 50激励基板10上的表面声波。基板10是诸如但不限于钽酸锂基板、铌酸锂基板或晶体基板的压电基板。基板10可以是具有以下结构的复合基板：压电基板被结合在诸如但不限于蓝宝石基板、尖晶石基板、氧化铝基板、晶体基板或硅基板的支撑基板上。IDT 50和反射器52由例如铝膜或铜膜形成。保护膜或温度补偿膜可以位于基板10上，以覆盖IDT 50和反射器52。

图2B例示了声波谐振器46和47是压电薄膜谐振器的情况。压电膜56位于基板10上。下电极54和上电极58被定位成夹住压电膜56。在下电极54和基板10之间形成气隙55。下电极54和上电极58隔着压电膜56的至少一部分彼此面对的区域是谐振区域57。谐振区域57中的下电极54和上电极58在压电膜56中以厚度扩展模式激励声波。例如，基板10是蓝宝石基板、尖晶石基板、氧化铝基板、玻璃基板、晶体基板或硅基板。下电极54和上电极58由诸如但不限于钌膜的金属膜形成。压电膜56是例如氮化铝膜。

图3A是按照第一实施方式的复用器的剖视图。如图3A中例示的，LC电路41和43以及封装45被安装在基板36和封盖38之间。端子35位于基板36的下表面上。LC电路41和43是其中电容器和电感器由多层主体形成的电介质滤波器，其中电介质层层叠在所述多层主体中。电介质层是例如陶瓷层。LC电路41和43可以由芯片电容器和芯片电感器形成。封装45是其中安装有基板10的封装。基板36是例如印刷板，并且封盖38是例如诸如但不限于树脂板的绝缘板。端子35是端子Ta和T1至T3，并且电连接到LC电路41和43以及封装45。

图3B是第一实施方式中的封装的剖视图。如图3B中例示的，基板10安装在电路板20上。电路板20包括层叠的多个绝缘层20a和20b。绝缘层20a和20b是例如树脂层或陶瓷层。布线层24a和环形金属层32位于电路板20的上表面上。布线层24b位于绝缘层20b上。设置穿透绝缘层20a的穿透电极26a和穿透绝缘层20b的穿透电极26b。端子28位于电路板20的下表面上。布线层24a和24b、穿透电极26a和26b以及端子28由诸如但不限于铜层、金层、铝层或镍层的金属层形成。

声波谐振器12和布线14位于基板10的下表面上。声波谐振器12是图2A和图2B中例示的声波谐振器46和47。布线14由诸如但不限于铜层、金层和铝层的金属层形成。布线14和布线层24a通过凸块16结合。凸块16是诸如但不限于金凸块、铜凸块或焊料凸块的金属凸块。基板10利用凸块16通过倒装芯片方式安装在电路板20上，使得声波谐振器12隔着气隙18面对电路板20。端子28通过穿透电极26a、布线层24b、穿透电极26b、布线层24a、凸块16和布线14电连接到声波谐振器12。

密封部30被定位成包围基板10。密封部30的下表面结合到环形金属层32。密封部30由诸如焊料的金属或诸如树脂的绝缘材料制成。封盖34位于基板10和密封部30的上表面上。封盖34是金属板或绝缘板。

图4是第一实施方式的示例性电路的电路图。如图4中例示的，滤波器40包括电容器C11至C13和电感器L11和L12。电感器L11和L12串联连接在端子Ta和T1之间。电容器C11与电感器L12并联连接。电容器C12和C13分路连接在端子Ta和T1之间。

滤波器42包括电容器C21至C23、电感器L21和L22以及声波谐振器R21。电容器C21至C23串联连接在端子Ta和T2之间。电感器L21与电容器C22和C23并联连接。电感器L22和声波谐振器R21分路连接在端子Ta和T2之间。

滤波器44包括电容器C31至C33、电感器L31至L33以及声波谐振器R31。电容器C31至C33串联连接在端子Ta和T3之间。电感器L31与电容器C31和C32并联连接，并且电感器L32与电容器C33并联连接。电感器L33和声波谐振器R31分路连接在端子Ta和T3之间。

滤波器40、42和44共同联接到节点N1。滤波器42和44在节点N1和节点N2之间具有作为公共电路的电容器C01和电感器L01。电容器C01和电感器L01串联连接在节点N1和节点N2之间。滤波器40充当低通滤波器，并且滤波器42和44充当带通滤波器。

图5例示了图4中例示的示例性电路的传输特性。实线指示滤波器42的传输特性(从T2到Ta的传输特性)，并且虚线指示滤波器44的传输特性(从T3到Ta的传输特性)。如图5中例示的，滤波器42的通带包括处于中频带MB的频带，并且滤波器44的通带包括处于高频带HB的频带。在中频带MB和高频带HB之间的频带中，滤波器42和44的衰减陡然改变。

当如图1B中例示地声波谐振器46和47形成在单个基板10上时，复用器的尺寸减小。然而，从端子T2输入的处于滤波器44的通带的信号通过声波谐振器46和47泄漏到端子T3。另外，从端子T3输入的处于滤波器42的通带的信号通过声波谐振器46和47泄漏到端子T2。因此，复用器的隔离特性劣化。因此，模拟了声波谐振器46和47之间的隔离。

模拟

图6A至图8分别是样本A至E的平面图。样本A对应于比较例，并且样本B至E对应于第一实施方式。如图6A中例示的，在样品A中，声波谐振器46和47以及布线14位于基板10上。布置声波谐振器46和47的电极指的布置方向(声波传播的传播方向)被定义为X方向，电极指延伸的延伸方向被定义为Y方向并且垂直于基板10的方向被定义为Z方向。

声波谐振器46和47是例如图4中的声波谐振器R21和R31。布线14联接到声波谐振器46和47。如图3B中例示的，凸块16位于布线14上。凸块16包括联接到地的接地凸块Bg、联接到LC电路41的凸块B2以及联接到LC电路43的凸块B3。用D1表示基板10的Y方向上的尺寸，并且用D2表示基板10的X方向上的尺寸。用D4表示地和声波谐振器R21之间的布线14a的宽度，并且用D5表示地和声波谐振器R31之间的布线14b的宽度，并且用D3表示布线14a和14b之间的距离。

如图6B中例示的，在样本B中，多个金属图案15位于基板10上且在布线14a和14b之间。与声波谐振器46和47中的任一者都不电连接的虚设凸块Bg0位于一个金属图案15上。用D11表示相邻金属图案15之间的Y方向上的距离，用D12表示相邻金属图案15之间的X方向上的距离，用D13表示布线14a和与布线14a相邻的金属图案15之间的距离，并且用D14表示布线14b和与布线14b相邻的金属图案15之间的距离。用D15表示金属图案15的X方向上的宽度。其他结构和尺寸与样本A的其他结构和尺寸相同。

如图7A中例示的，在样本C中，一个金属图案15位于声波谐振器46和47之间。金属图案15没有电连接到图3B中例示的封装45中的声波谐振器R21和R31中的任一者。用D21表示布线14a和金属图案15之间的距离，并且用D22表示布线14b和金属图案15之间的距离。用D23表示金属图案15的Y方向上的宽度。其他结构和尺寸与样本B的其他结构和尺寸相同，因此省略对其的描述。

如图7B中例示的，在样本D中，接地凸块Bga位于金属图案15上。接地凸块Bga电连接到封装45中的接地凸块Bg。其他结构与样本C的其他结构相同，因此省略对其的描述。

如图8中例示的，在样本E中，接地凸块Bgb位于金属图案15上。接地凸块Bgb与封装45和复用器中的接地凸块Bg(即，滤波器40、42和44的地)电气独立。接地凸块Bg通过端子28联接到其上安装有封装45的电路板(例如，图3A中的基板36)的地。其他结构与样本C的其他结构相同，因此省略对其的描述。

通过结合除声波谐振器R21和R31之外的封装的电磁场模拟的结果以及声波谐振器R21和R31的S参数进行模拟。计算出的从端子T2到端子T3的隔离被模拟为从凸块B2所联接的端子28到凸块B3所联接的端子28的隔离。

模拟条件如下：

声波谐振器46：谐振频率为2.26GHz的表面声波谐振器；

声波谐振器47：谐振频率为2.27GHz的表面声波谐振器；

基板10：厚度为150μm的旋转42°Y切X传播钽酸锂基板；

电路板20：厚度为140μm的陶瓷基板；

尺寸：D1＝870μm、D2＝630μm、D3＝210μm、D4＝D5＝50μm、D11＝30μm、D12＝36μm、D13＝51μm、D14＝34μm、D15＝36μm、D21＝51μm、D22＝34μm且D23＝125μm。

图9A至图10B分别例示了样本A和样本B至E中的每个的隔离特性。如图9A中例示的，在1GHz至大约2.2GHz的范围A1以及大约2.5GHz至大约5.7GHz的范围A2中，样本B的隔离优于样本A的隔离。在大约2.2GHz至大约2.5GHz的范围A3中，样本A和B的隔离大致相同。

如图9B中例示的，在1GHz至大约2.1GHz的范围A1以及大约2.3GHz至大约4.8GHz的范围A2中，样本C的隔离优于样本A的隔离。然而，在大约2.1GHz至大约2.3GHz的范围A3中，样本A的隔离优于样本C的隔离。

如图10A中例示的，在1GHz至大约2.1GHz的范围A1以及大约2.3GHz至4.8GHz的范围A2中，样本D的隔离优于样本A的隔离。然而，在大约2.1GHz至大约2.3GHz的范围A3中，样本A的隔离优于样本D的隔离。

如图10B中例示的，在1GHz至大约2.1GHz的范围A1以及大约2.3GHz至大约5.8GHz的范围A2中，样本E的隔离优于样本A的隔离。然而，在大约2.1GHz至大约2.3GHz的范围A3中，样本A的隔离优于样本E的隔离。

图11例示了样本A至E的隔离特性。如图11中例示的，在大约2.3GHz至大约5GHz的范围A2中，样本C至E的隔离优于样本B的隔离。然而，在大约2.1Ghz到大约2.3GHz的范围A3中，样品C至E的隔离比样本A的隔离劣化更多，而样本B的隔离没有劣化。如以上所见，在样本B中，范围A3中的隔离没有劣化，并且在范围A1和A2中，样本B的隔离得以改善。在样本C至E中，在范围A3中，隔离劣化，但是在范围A2中，相比于样本B的隔离，隔离得以改善。如上所见，适当地选择金属图案15的布置，以改善隔离。

第一实施方式的第一变形形式

图12是第一实施方式的第一变形形式的示例性电路的电路图。如图12中例示的，滤波器40包括电容器C11至C13和电感器L11和L12。滤波器42包括电容器C21至C24、电感器L21至L24以及声波谐振器R21和R22。滤波器44包括电容器C31至C33、电感器L31至L35以及声波谐振器R31和R32。滤波器42和44共用电容器C01。与第一实施方式中一样，声波谐振器R21、R22、R31和R32位于图3B中例示的单个基板10上。

第一实施方式的第二变形形式

图13是第一实施方式的第二变形形式的示例性电路的电路图。如图13中例示的，电容器C01和C02以及电感器L01至L03连接在端子Ta和节点N1之间。滤波器40包括电容器C11和C12和电感器L11至L13。滤波器42包括电容器C21、电感器L21至L23以及声波谐振器R21至R25。滤波器44包括电容器C31至C34、电感器L31至L34以及声波谐振器R31至R33。滤波器42和44共用电容器C03至C07和电感器L04至L06。

如在第一实施方式的第一变形形式和第二变形形式中，滤波器42可以包括多个声波谐振器46。滤波器44可以包括多个声波谐振器47。另外，声波谐振器46可以串联连接在端子Ta和T2之间。声波谐振器47可以串联连接在端子Ta和T3之间。如果多个声波谐振器46中的至少一个谐振器和多个声波谐振器47中的至少一个谐振器位于图3B中例示的单个基板10上，就足够了。

在第一实施方式及其变形形式中，滤波器42(第一滤波器)连接在端子Ta(第一端子)和端子T2(第二端子)之间，并且包括第一电容器、第一电感器和一个或更多个第一声波谐振器。滤波器44(第二滤波器)连接在端子Ta和端子T3(第三端子)之间，并且包括第二电容器、第二电感器和一个或更多个第二声波谐振器。滤波器44的通带(第二通带)高于滤波器42的通带(第一通带)。

一个或更多个声波谐振器46(一个或更多个第一声波谐振器)中的至少一个声波谐振器以及一个或更多个声波谐振器47(一个或更多个第二声波谐振器)中的至少一个声波谐振器位于基板10的上表面(表面)上。金属图案15(金属结构)位于基板10的上表面上，并且位于所述至少一个声波谐振器46和所述至少一个声波谐振器47之间。

与模拟的样本B至E一样，与没有金属图案15的样本A相比，该结构改善了隔离。

金属结构是位于基板10的表面上的诸如金属图案15的金属膜。这种结构改善了隔离。

如在样本B中一样，设置了多个金属图案15(金属膜)，并且金属图案15布置在与从至少一个声波谐振器46到至少一个声波谐振器47的方向交叉的方向上。这种结构改善了隔离。

如在样品C至E中一样，在从至少一个声波谐振器46观察至少一个声波谐振器47时，金属图案15(金属膜)被定位成完全覆盖至少一个声波谐振器47。这种结构改善了隔离。

如在样本B和C中一样，金属图案15可以浮置在滤波器42和滤波器44上方。也就是说，金属图案15没有电连接到滤波器42和44以及基板10的表面上的其他导电图案中的任一者。如在样本D中一样，金属图案15可以电连接到复用器中的滤波器42和滤波器44的地。如在样品E中一样，金属图案15可以不电连接到复用器中的滤波器42和滤波器44中的任一者，并且可以电连接到与滤波器42和滤波器44独立的地。

如图4、图12和图13中例示的，在滤波器42中，在端子Ta和T2之间，电容器串联连接和/或分路连接，电感器串联连接和/或分路连接，并且一个或更多个声波谐振器46串联连接和/或分路连接。在滤波器44中，在端子Ta和T3之间，电容器串联连接和/或分路连接，电感器串联连接和/或分路连接，并且一个或更多个声波谐振器47串联连接和/或分路连接。这种结构允许滤波器42和44形成带通滤波器、低通滤波器或高通滤波器。

滤波器42和44的通带宽度为300MHz或更大。仅利用声波谐振器难以形成具有此宽通带的滤波器。因此，滤波器42和44由电容器、电感器和声波谐振器构成。因此，通带被加宽。

滤波器42的通带的至少一部分与滤波器44的保护带(第二保护带)的至少一部分重叠。滤波器44的通带的至少一部分与滤波器42的保护带(第一保护带)的至少一部分重叠。在这种滤波器42和44中，需要改善通带和保护带之间的衰减的陡度。因此，使用声波谐振器46和47。然而，声波谐振器46和47之间的隔离劣化使滤波器42和44之间的隔离劣化。因此，优选地设置金属图案15。

滤波器42的通带和滤波器44的保护带比1700MHz至2200MHz的频带宽，并且滤波器44的通带和滤波器42的保护带比2300MHz至2690MHz的频带宽。在这种情况下，特别地，需要改善通带和保护带之间的衰减的陡度。因此，使用声波谐振器46和47。然而，声波谐振器46和47之间的隔离劣化使滤波器42和44之间的隔离劣化。因此，优选地设置金属图案15。

已描述了滤波器42是带通滤波器的情况，但是滤波器42可以是低通滤波器。已描述了滤波器44是带通滤波器的情况，但是滤波器44可以是高通滤波器。已描述了复用器包括三个滤波器40、42和44的情况，但是复用器可以仅包括两个滤波器，或者可以包括四个或更多个滤波器。

虽然已经详细描述了本发明的实施方式，但是要理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种改变、替换和更改。