专利名称：平衡输出滤波器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及平衡输出滤波器，更具体地，涉及一种幅值平衡特性和相位平衡特性都很优异的平衡输出滤波器。
背景技术：
移动电话终端的接收电路所使用的级间滤波器通常采用平衡输出滤波器，其能够降低噪音，并能够与外部IC直接相连。例如，利用表面声波(下文中称为SAW)的平衡输出滤波器能够同时实现低的插入损耗和高的抑制(suppression)。因此，在多数情况下，将前述的平衡滤波器一体化在市场上所销售的移动电话终端内。这种平衡滤波器的结构可以分为几类，其中一类是“并联平衡滤波器”。
图1是表示并联平衡滤波器的代表性结构的示意图。滤波器101a的输入端子102a与另一滤波器101b的另一输入端子102b相连。输入端子102a和102b与非平衡外部输入端子104相连。滤波器101a的输出端子103a和滤波器101b的输出端子103b为平衡输出端子。这些滤波器之一是同相滤波器(101a)，并被设计为使得输入信号和输出信号的相位在中心频率周围大体相等(同相)。另一个滤波器是反相滤波器(101b)，并被设计为使得输入信号和输出信号的相位在中心频率周围大致相反(反相)180度。平衡输出是可以在同相滤波器101a的输出端子103a(第一平衡输出端子)和反相滤波器101b的输出端子103b(第二平衡输出端子)处获得的输出。并联平衡滤波器的另一种结构可以包括多个同相滤波器和反相滤波器，并且其输入端子和输出端子都彼此相连。
通带中的低插入损耗和阻带中的高抑制是平衡滤波器的特性中特别重要的功能。另外，幅值平衡和相位平衡也很重要。将幅值平衡特性和相位平衡特性简称为平衡特性。幅值平衡由从同相滤波器的输出端子(第一平衡输出端子)输出的一个信号幅值以及从反相滤波器的输出端子(第二平衡输出端子)输出的另一信号幅值之间的差异来限定。一般认为，该差异越接近于0，幅值平衡越优异。通常将dB用作为幅值平衡的单位。另一方面，相位平衡由从第一平衡输出端子输出的一个信号相位以及从第二平衡输出端子输出的另一信号相位之间的差异来限定。一般认为，该差异越接近于180度，相位平衡越优异。上述平衡特性取决于频率。通过幅值平衡有多接近0dB，以及相位平衡有多接近180度，来在平衡输出滤波器的通带中评估平衡特性。
图2表示其上具有SAW滤波器的并联平衡滤波器的结构示例。包括在该并联平衡滤波器中的同相滤波器和反相滤波器是双模SAW(以下称为DMS)滤波器。在DMS滤波器中很容易选择性地使用同相或反相，所以通常将DMS滤波器用作平衡滤波器。在此，同相滤波器还被称为同相DMS，而反相滤波器还被称为反相DMS。
同相DMS 201a和反相DMS 201b设置在压电基板200上。同相DMS201a包括输入IDT(叉指式换能器)205a、分别设置在该输入IDT 205a两侧的输出IDT 206a1和206a2。在输出IDT 206a1和206a2的外侧分别设置有一对反射器207a1和207a2。输入接地端子209a与输入IDT 205a的接地电极指相连。输出接地端子208a1和208a2与输出IDT 206a和206a2的接地电极指相连。同样，反相DMS 201b包括输入IDT(叉指式换能器)205b、分别设置在该输入IDT 205b两侧的输出IDT 206b1和206b2。在输出IDT 206b1和206b2的外侧分别设置有一对反射器207b1和207b2。输入接地端子209b与输入IDT 205b的接地电极指相连。输出接地端子208b1和208b2与输出IDT 206b1和206b2的接地电极指相连。通过分别设置的输入端子202a和202b将从非平衡外部输入端子204输入的信号输入到同相DMS 201a和反相DMS 201b中，并将其从平衡输出端子203a和203b输出。
通过反转输入IDT或者输出IDT的电极指的极性、改变输入IDT的电极指的数量，或者改变输入IDT与输出IDT之间的间隙，可以在上述并联平衡滤波器中选择性地连接同相DMS或反相DMS。上述SAW滤波器芯片容纳在陶瓷封装或塑料封装中。该SAW滤波器芯片通过焊线、Au凸点(bump)或焊球与该封装电连接。近年来，主要采用了倒装(facedown)结构，因为倒装结构可以减小尺寸，从而减小整个SAW器件的厚度。
图3A和3B是传统的平衡输出SAW滤波器的视图，其中SAW滤波器芯片倒装接合在封装210上。SAW芯片形成在压电基板200上。图3A详细示出了用于将该SAW滤波器芯片安装在封装上的各个组件。图3B是该封装的小片(die)安装表面的俯视图。该封装由设置为底层的第一层和设置为顶层的第二层的叠层体构成。该小片安装表面构成第一层的上表面。SAW滤波器芯片由同相DMS 201a和反相DMS 201b构成。同相DMS 201a和反相DMS 201b在压电基板200上并联连接。同相DMS201a包括输入端子202a、输入接地端子209a、输出接地端子208a1和208a2，以及平衡输出端子203a。反相DMS 201b包括输入端子202b、输入接地端子209b、输出接地端子208b1和208b2，以及平衡输出端子203b。输入端子202a和202b与设置在压电基板200上的外部输入端子204相连。
参照图3B，封装210的小片安装表面(SAW滤波器芯片的安装表面)具有输入端子211、接地端子212、第一平衡输出端子213a，以及第二平衡输出端子213a。在滤波器芯片上设置Au凸点(或者焊球)214a至214i，以接合并连接上述端子和封装210。设置在输入端子211上的Au凸点214a与SAW滤波器芯片的输入端子204相连。设置在第一平衡输出端子213a上的Au凸点214b与SAW滤波器芯片的同相DMS 201a的平衡输出端子203a相连。设置在第二平衡输出端子213b上的Au凸点214c与SAW滤波器芯片的反相DMS 201b的平衡输出端子203b相连。设置在接地端子212上的Au凸点214d至214i被分为两组。四个Au凸点214d至214g与SAW滤波器芯片的输出接地端子208a1、208a2、208b1以及208b2相连。两个Au凸点214h和214i与输入接地端子209a和209b相连。
也就是说，在封装210的小片安装表面上的金属图案上连接有输入接地端子209a和209b以及输出接地端子208a1、208a2、208b1和208b2，这些端子随后通过第一通路215a和第二通路215b与第一接地引脚(footpad)216a和第二接地引脚216b相连接。第一接地引脚216a和第二接地引脚216b设置在封装210的背面。设置在小片安装表面上的输入端子211、第一平衡输出端子213a，以及第二平衡输出端子213b分别通过第三通路215c、第四通路215d以及第五通路215e与对应的引脚相连。这些对应的引脚是输入引脚217、第一平衡输出引脚218a以及第二平衡输出引脚218b。
图4A和4B表示具有上述结构的平衡输出SAW滤波器的平衡特性的示例。图4A表示幅值平衡特性。图4B表示相位平衡特性。在图4A和4B中，横轴表示频率(MHz)。图4A中的纵轴通过dB表示幅值平衡。图4B中的纵轴通过度表示相位平衡。这些附图表示在评价平衡特性时，幅值平衡为±0.9dB或更小，而相位平衡为180±5度。
日本专利申请公报No.2003-273707公开了一种具有平衡能力的弹性波器件。该弹性波器件没有通过与外部阻抗芯片相连而连接到外界，并且该弹性波器件在通带中的幅值平衡特别优异。日本专利申请公报No.9-116377公开了一种弹性波器件，其具有能够获得高衰减特性的封装结构。然而，为了提高移动电话终端内的电路设计的灵活性，要求在目前的移动电话终端中使用的平衡输出滤波器具有更加优异的平衡特性。要求幅值平衡接近于0dB，并且相位平衡接近于180度。
发明内容
鉴于以上事实而提出了本发明，本发明提供了一种用于显著改善平衡输出滤波器的幅值平衡和相位平衡的特性的技术。
优选地，根据本发明的一个方面，提供了一种平衡滤波器，其包括封装，该封装具有输入接地金属图案和输出接地金属图案；以及滤波器芯片，该滤波器芯片具有同相滤波器和反相滤波器，这些滤波器安装在该封装上，同相滤波器和反相滤波器中的至少一个具有与输入接地金属图案相连的输入接地端子，以及与输出接地金属图案相连的输出接地端子，同相滤波器和反相滤波器中的所述至少一个的输入和输出接地端子在滤波器芯片上彼此分离。
由此可以减小(或消除)公共接地电感，并因此提供了幅值特性和相位特性都得到很大改善的平衡滤波器。
下面将参照附图来说明本发明的优选实施例，附图中图1是并联平衡滤波器的代表性结构的示意图；图2表示其上具有SAW滤波器的并联平衡滤波器的结构示例；图3A和3B表示传统的平衡输出SAW滤波器，其具有倒装接合到封装上的SAW滤波器芯片；图4A和4B是表示该平衡输出SAW滤波器的平衡特性的曲线图；图5A和5B示意性地表示了用于仿真的电路模型，其提供了本发明的基础；图6A和6B是根据图5A和5B所示电路模型的、具有传统结构的平衡SAW滤波器的平衡特性的仿真结果；图7A和7B表示通过改变作为参数的公共接地电感Lg3而获得的平衡特性的仿真结果；图8A至8D表示根据本发明第一实施例的平衡输出滤波器的结构；图9A和9B表示本发明的平衡输出SAW滤波器与传统的平衡输出SAW滤波器之间的平衡特性的比较；图10A至10D表示根据本发明第二实施例的平衡输出滤波器的结构；图11A和11B表示本发明第一实施例与第二实施例的平衡输出SAW滤波器之间的平衡特性的比较的曲线图；图12A至12D表示根据本发明第三实施例的平衡输出滤波器的结构；图13A至13D表示根据本发明第四实施例的平衡输出滤波器的结构；图14A至14D表示根据本发明第五实施例的平衡输出滤波器的结构；图15A至15D表示根据本发明第六实施例的平衡输出滤波器的结构；以及图16A和16B表示要安装到根据本发明第七实施例的平衡输出滤波器上的FBAR芯片的结构。
具体实施例方式
下面将参照附图来说明本发明的实施例。本发明的平衡输出滤波器包括形成在封装中的金属图案，以使安装在封装上的“公共接地电感”Lg3小于传统滤波器的“公共接地电感”。公共接地电感Lg3与添加在公共接地端子和外部接地端子之间的电感相对应。公共接地端子与输入接地端子和输出接地端子的连接点相对应。
具体地，将金属图案构造为使得公共接地端子尽可能地接近外部接地端子，以减小公共接地电感Lg3。公共接地端子是输入接地端子和输出接地端子的连接点。另选地，将接地图案构造为使得输入接地端子和输出接地端子完全分离，而不提供公共接地图案。具有上述金属图案的封装结构减小了公共接地电感Lg3，或者将公共接地电感Lg3设置为零。平衡输出滤波器的平衡特性由此得到了显著的改善。
形成金属图案的想法基于以下的研究。本发明的发明人为了改善平衡输出滤波器的平衡特性，尝试了通过仿真来识别影响平衡特性的因素。
图5A和5B示意性地示出了用于仿真的电路模型，其提供了本发明的基础。在该电路模型中，安装在封装上的滤波器包括一个同相DMS和一个反相DMS。图5A中所示的同相DMS和图5B中所示的反相DMS是独立的滤波器。这些滤波器的各个电路都包括输入电容Cin、输入电感Lin、输出电容Cout、输出电感Lout、输入和输出之间的耦合电容Cc、输出接地电感Lg1、输入接地电感Lg2以及公共接地电感Lg3。通过如此设置的参数来进行仿真。
在仿真中，首先根据公知的“模式耦合理论”来分别计算同相DMS和反相DMS的滤波器特性。然后，为了简化，将滤波器中的插入损耗的差异和通带相位的差异作为幅值平衡和相位平衡，并评估平衡特性。平衡特性的仿真结果与通过实验获得的结果吻合得很好。由此确认了图5A和5B中所示的电路模型的有效性。
图6A和6B表示根据图5A和5B所示的电路模型的、具有传统结构的平衡SAW滤波器的平衡特性的仿真结果。图6A表示幅值平衡特性。图6B表示相位平衡特性。在图6A和6B中，横轴表示频率(MHz)。图6A中的纵轴通过dB表示幅值平衡。图6B中的纵轴通过度来表示相位平衡。图6A和6B中所示的平衡特性与图4A和4B中所示的不同，因为该平衡特性是仿真的，并没有连接同相DMS和反相DMS的输入端子。上述差异并不妨碍评价各个参数如何影响平衡特性。可以认为该电路模型是足够用的。
作为对图5A和5B中所示的电路模型中所使用的参数(输入电容Cin、输入电感Lin、输出电容Cout、输出电感Lout、输入和输出之间的耦合电容Cc、输出接地电感Lg1、输入接地电感Lg2以及公共接地电感Lg3)的研究结果，耦合电容Cc和公共接地电感Lg3降低了平衡特性。已经证明了其它参数根本不影响平衡特性。更具体地，随着耦合电容Cc和公共接地电感Lg3两者越接近零，平衡特性越优异。
对于耦合电容Cc和公共接地电感Lg3的上述两个发现，这些发现之一是公知的，即随着耦合电容Cc越接近于零，平衡特性越优异。通常，将SAW滤波器芯片或封装上产生的耦合电容Cc设计得尽可能的小。然而，本发明的发明人首次获得了另一发现，即随着公共接地电感Lg3越接近于零，平衡特性越优异。
如上所述，公共接地电感Lg3与添加在公共接地端子和外部接地端子之间的电感相对应。公共接地端子与输入接地端子和输出接地端子之间的连接点相对应。再次参照图3A和3B，小片安装表面上的接地端子212与公共接地端子相对应。第一接地引脚216a和第二接地引脚216b与外部接地端子相对应。第一通路215a和第二通路215b的电感元件与公共接地电感Lg3相对应。第一通路215a和第二通路215b分别设置在接地端子212与第一和第二接地引脚216a和126b之间。
图7A和7B表示通过作为参数来改变公共接地电感Lg3而获得的平衡特性的仿真结果。图7A中的纵轴通过dB表示幅值平衡。图7B中的纵轴通过度表示相位平衡。这里，通过将输入和输出之间的耦合电容Cc设置为零(0pf)来进行仿真。仿真结果表示当公共接地电感Lg3为零(0nH)时，幅值平衡与相位平衡均处于理想状态。随着公共接地电感Lg3增大，幅值平衡和相位平衡都发生了劣化。这证明了为了改善平衡输出滤波器的平衡特性，必须将耦合电容Cc和公共接地电感Lg3尽可能的小。
在下述发现的基础上提出了本发明随着平衡输出滤波器的公共接地电感Lg3越接近于零，平衡特性越优异，从而本发明的目的是实现该优异的平衡特性。作为平衡输出滤波器安装的滤波器芯片并不限于采用由一个输入IDT和两个输出IDT构成的双模SAW滤波器。可以将本发明应用于采用各种SAW滤波器的其它类型的平衡输出滤波器，例如由一个输入IDT和一个输出IDT构成的另一类型的双模SAW滤波器、具有由多个输入IDT和多个输出IDT构成的多个电极的SAW滤波器等。另外，本发明并不限于SAW滤波器，还可以将本发明应用于采用诸如FBAR(薄膜腔声谐振器)滤波器、BAW(体声波)滤波器、电介质滤波器等的各种滤波器的其它平衡输出滤波器。下面将详细说明本发明的实施例。
(第一实施例)图8A至8D表示根据本发明第一实施例的平衡输出滤波器的结构。图8A是SAW滤波器芯片的立体图。图8B表示与图3A和3B所示的封装相似的封装的第一层的结构。图8C是该封装的小片安装表面的俯视图。图8D表示设置在该封装的背面(第一层)上的引脚的布局。
该平衡输出滤波器包括同相滤波器(同相DMS)11a和反相滤波器(反相DMS)11b，这些滤波器中的每一个都是具有一个输入IDT和两个输出IDT的双模SAW滤波器。参照图8A，同相DMS 11a和反相DMS11b在压电基板10上并联连接。与图3A和3B相同，该SAW滤波器芯片倒装接合在该封装的小片安装表面上。同相DMS 11a包括输入端子12a、输入接地端子19a、输出接地端子18a1和18a2，以及平衡输出端子13a。反相DMS 11b包括输入端子12b、输入接地端子19b、输出接地端子18b1和18b2，以及平衡输出端子13b。输入端子12a和12b与为压电基板10设置的外部输入端子14相连。
该封装的小片安装表面(SAW滤波器芯片的安装表面)具有输入端子21、接地端子22a和22b、第一平衡输出端子23a，以及第二平衡输出端子23b。Au凸点(或焊球)24a至24i设置在前述端子上。设置在输入端子21上的Au凸点24a与SAW滤波器芯片的输入端子14相连。设置在第一平衡输出端子23a上的Au凸点24b与SAW滤波器芯片的同相DMS 11a的平衡输出端子13a相连。设置在第二平衡输出端子23b上的Au凸点24c与SAW滤波器芯片的反相DMS 11b的平衡输出端子13b相连。设置在接地端子22a上的Au凸点24d至24g与SAW滤波器芯片的输出接地端子18a1、18a2、18b1和18b2相连。设置在接地端子22b上的两个Au凸点24h和24i与输入接地端子19a和19b相连，并且随后通过第一通路25a和第二通路25b分别与第一接地引脚26a和第二接地引脚26b相连。第一接地引脚26a和第二接地引脚26b设置在封装的背面上。设置在小片安装表面上的输入端子21、第一平衡输出端子23a，以及第二平衡输出端子23b分别通过第三通路25c、第四通路25d，以及第五通路25e与对应的引脚相连。这些对应的引脚是输入引脚27、第一平衡输出引脚28a，以及第二平衡输出引脚28b。
也就是说，根据传统的平衡输出滤波器，SAW滤波器芯片的输入和输出接地端子(图案)在封装的小片安装表面上相连或合为一体，并分别与设置在封装背面上的第一接地引脚和第二接地引脚相连。相反地，本发明的平衡输出滤波器在小片安装表面上具有输入和输出接地金属图案两个部分。输入接地金属图案与SAW滤波器芯片的输入接地端子相连，而输出接地金属图案与SAW滤波器芯片的输出接地端子相连。
本发明的这种结构不包括作为DMS滤波器的输入接地和输出接地的连接点的“公共接地端子”。也就是说，图5A和5B中的电路模型中所示的公共接地电感Lg3等于零。因此，与传统的平衡输出滤波器相比，平衡特性得到了显著改善。
图9A和9B是表示本发明的平衡输出SAW滤波器与传统的平衡输出SAW滤波器之间的平衡特性的比较的曲线图。在图9A和9B中，横轴表示频率(MHz)，图9A中的纵轴通过dB表示幅值平衡。图9B中的纵轴通过度表示相位平衡。这些附图表示与传统的平衡输出SAW滤波器相比，幅值平衡和相位平衡得到了极大改善。由于耦合电容不等于零，所以平衡特性不如图7A和7B(其中仿真结果Lg3等于3nH)中所示的优异。
(第二实施例)图10A至10D表示根据本发明第二实施例的平衡输出滤波器的结构。图10A是SAW滤波器芯片的立体图。图10B表示封装的第一层的结构。该第一层的结构与图3A和3B中所示的相同。图10C是该封装的小片安装表面的俯视图。图10D表示设置在该封装的背面(第一层)上的引脚的布局。
该平衡输出滤波器还包括同相滤波器(同相DMS)11a和反相滤波器(反相DMS)11b，这些滤波器中的每一个都是具有一个输入IDT和两个输出IDT的双模SAW滤波器。参照图10A，同相DMS 11a和反相DMS 11b在压电基板10上并联连接。与图3A和3B相同，该SAW滤波器芯片倒装接合在封装的小片安装表面上。同相DMS 11a包括输入端子12a、输入接地端子19a、输出接地端子18a1和18a2、以及平衡输出端子13a。反相DMS 11b包括输入端子12b、输入接地端子19b、输出接地端子18b1和18b2，以及平衡输出端子13b。输入端子12a和12b与设置在压电基板10上的外部输入端子14相连。
该封装的小片安装表面(SAW滤波器芯片的安装表面)具有输入端子21、接地端子22a1、22a2、22b1以及22b2、第一平衡输出端子23a，以及第二平衡输出端子23b。Au凸点(或焊球)24a至24i设置在前述端子上。设置在输入端子21上的Au凸点24a与SAW滤波器芯片的输入端子14相连接。设置在第一平衡输出端子23a上的Au凸点24b与SAW滤波器芯片的同相DMS 11a的平衡输出端子13a相连。设置在第二平衡输出端子23b上的Au凸点24c与SAW滤波器芯片的反相DMS 11b的平衡输出端子13b相连。设置在接地端子22a1上的Au凸点24d和24e与SAW滤波器芯片的输出接地端子18a1和18a2相连。设置在接地端子22a2上的两个Au凸点24f和24g与输出接地端子18b1和18b2相连。设置在接地端子22b1上的Au凸点24h与输入接地端子19a相连。设置在接地端子22b2上的Au凸点24i与SAW滤波器芯片的输入接地端子19b相连。
接地端子22a1、22a2、22b1以及22b2经由通路25a1、25a2、25b1和25b2连接到封装的背面。接地端子22a1和22b1与第一接地引脚26a相连。接地端子22a2和22b2与第二接地引脚26b相连。设置在小片安装表面上的输入端子21、第一平衡输出端子23a，以及第二平衡输出端子23b分别经由通路25c、25d，以及25e与对应的引脚(输入引脚27、第一平衡输出引脚28a，以及第二平衡输出引脚28b)相连。
根据本发明第一实施例的平衡输出滤波器在小片安装表面上具有两个接地端子。输入接地金属图案与SAW滤波器芯片的输入接地端子相连，而输出接地金属图案与SAW滤波器芯片的输出接地金属图案相连。根据本发明的第二实施例，设置了四个接地金属图案。这四个接地金属图案分别与同相DMS的输入接地端子和输出接地端子以及反相DMS的输入接地端子和输出接地端子相连。于是，同相DMS的输入接地端子和输出接地端子与第一接地引脚26a相连。反相DMS的输入接地端子和输出接地端子与第二接地引脚26b相连。第一和第二接地引脚还用作外部接地端子。该同相DMS和反相DMS的公共接地电感Lg3等于零。因此，平衡特性得到了显著改善。
图11A和11B是表示本发明第一实施例与本发明第二实施例的平衡输出SAW滤波器之间的平衡输出滤波器的平衡特性的比较的曲线图。在图11A和11B中，横轴表示频率(MHz)，图11A中的纵轴通过dB表示幅值平衡。图11B中的纵轴通过度来表示相位平衡。该平衡输出滤波器被构造为使得可以根据本发明的实施例来分别提供同相DMS和反相DMS的接地。因此，平衡特性，尤其是幅值平衡特性得到了显著改善。
(第三实施例)图12A至12D表示根据本发明第三实施例的平衡输出滤波器的结构。图12A是SAW滤波器芯片的立体图。图12B表示封装的第一层的结构。该第一层的结构与图3A和3B中所示的相同。图12C是该封装的小片安装表面的俯视图。图12D表示设置在该封装的背面(第一层)上的引脚的布局。
根据本发明第三实施例的平衡输出滤波器被构造为使得同相DMS11a的输出接地端子18a2与SAW滤波器芯片上的输出接地端子18b2相连。Au凸点18ab设置在该连接点上。另外，在第一接地端子22a上设置了三个Au凸点。除了前述结构以外，根据本发明第三实施例的平衡输出滤波器与本发明第一实施例的相同，所以在此省略了详细的说明。
通过前述结构，使接合所需的Au凸点的数量减少了1个，从而可以降低制造成本。该结构还使得可以保持公共接地电感Lg3等于零，如本发明第一实施例那样。平衡特性可以得到显著改善。
(第四实施例)图13A至13D表示根据本发明第四实施例的平衡输出滤波器的结构。图13A是SAW滤波器芯片的立体图。图13B表示封装的第一层的结构。该第一层的结构与图3A和3B中所示的相同。图13C是该封装的小片安装表面的俯视图。图13D表示设置在该封装的背面(第一层)上的引脚的布局。
根据本发明第四实施例的平衡输出滤波器被构造为还包括设置在封装的小片安装表面与引脚表面之间的金属层29。该金属层29用作公共接地端子。除了该金属层29以外，根据本发明第四实施例的结构与本发明第一实施例的相同。所以此处省略了详细的说明。
第一接地端子22a经由根据本发明第四实施例的平衡输出滤波器的通路25a1与公共接地端子(金属层29)相连。第二接地端子22b经由通路25b1与公共接地端子(金属层29)相连。公共接地端子29经由通路25a2和25b2与接地引脚26a相连。
通路25a2和25b2的电感元件与图13A至13D中所示的结构中的公共接地电感Lg3相对应。由于与图3A和3B中所示的传统结构的公共接地电感Lg3相比，该通路的长度较短，所以该电感的值变得较小。传统结构的公共接地电感Lg3与通路215a和215b的电感元件相对应。也就是说，公共接地电感Lg3设置在公共接地端子(金属层29)与外部接地端子(接地引脚26a和26b)之间，并且小于传统结构的公共接地电感。因此，与传统的平衡输出滤波器相比，平衡特性可以得到极大的改善。
(第五实施例)图14A至14D表示根据本发明第五实施例的平衡输出滤波器的结构。图14A是SAW滤波器芯片的立体图。图14B表示该封装的第一层的结构。该第一层的结构与图3A和3B中所示的相同。图14C是该封装的小片安装表面的俯视图。图14D表示设置在该封装的背面(第一层)上的引脚的布局。
根据本发明第五实施例的平衡输出滤波器被构造为使得第一接地引脚26a和第二接地引脚26b用作单个接地引脚30。除此之外，该结构与本发明第一实施例的结构相同，所以此处省略了详细的说明。通过这种结构，接地引脚30形成了输入接地端子和输出接地端子的连接点，即，公共接地端子。接地引脚30用作外部接地端子。因此，图5A和5B中所示的电路模型的公共接地电感Lg3等于零。与传统的并联平衡输出滤波器相比，可以更多地改善平衡特性。
(第六实施例)图15A至15D表示根据本发明第六实施例的平衡输出滤波器的结构。图15A是SAW滤波器芯片的立体图。图15B表示封装的第一层的结构。该第一层的结构与图3A和3B中所示的相同。图15C是该封装的小片安装表面的俯视图。图15D表示设置在该封装的背面(第一层)上的引脚的布局。
根据本发明第六实施例的平衡输出滤波器被构造为将表面声波谐振器(单端口SAW谐振器)31与根据本发明第一实施例的平衡输出滤波器的SAW滤波器芯片上的输入端子14相连。该单端口SAW谐振器31形成在压电基板10上。该单端口SAW谐振器31的一个端子与输入端子14串联连接，而另一端子用作为新的输入端子14′。该新的输入端子14′与封装的输入端子(未示出)相连。除了前述结构以外，根据本发明第六实施例的平衡输出滤波器与本发明第一实施例的相同，所以此处省略了详细的说明。
通过这种结构，根据本发明第六实施例的平衡输出滤波器能够获得与本发明第一实施例相同的特性改善效果。通过连接单端口SAW谐振器31，可以获得具有在阻带方面的经改善的抑制的滤波器特性。不必如图15A至15D所示串联连接单端口SAW谐振器31。可以并联连接单端口SAW谐振器31。此外，可以串联或并联连接多个单端口SAW谐振器31。
(第七实施例)以上所述的平衡输出滤波器是通过将形成在压电基板上的SAW滤波器芯片安装在封装上而获得的。本发明并不限于前述SAW滤波器。还可以将本发明应用于其它平衡滤波器，例如FBAR滤波器、BAR滤波器，以及电介质滤波器。
图16A和16B示意性地表示了安装在本发明的平衡输出滤波器上的FBAR芯片的结构。图16A为示意性剖视图。图16B为示意性俯视图。两个FBAR包括压电薄膜32a和32b、输入电极33a和33b、输出电极34a和34b、输入接地电极35a和35b、输出接地电极36a和36b、输入接地端子37a和37b、输出接地端子38a和38b、第一平衡输出端子40a，以及第二平衡输出端子40b。这两个FBAR并联连接，并向输入端子39施加信号。后缀为a(或b)的一个FBAR被构造为同相FBAR，而后缀为b(或a)的另一FBAR被构造为反相FBAR。FBAR芯片倒装接合在具有小片安装表面的封装上，该小片安装表面与本发明第一至第六实施例的相同。
换句话说，输入端子21、接地端子22a和22b，以及第二和第二平衡输出端子23a和23b设置在该小片安装表面(FBAR滤波器芯片的安装表面)上。为前述端子设置Au凸点(或焊球)24a至24i。设置在输入端子21上的Au凸点24a与该FBAR滤波器芯片的输入端子39相连。设置在第一平衡输出端子23a上的Au凸点24b与同相FBAR的平衡输出端子40a或40b相连。设置在第二平衡输出端子23b上的Au凸点24c与FBAR滤波器芯片的反相FBAR的平衡输出端子40b或40a相连。设置在接地端子22a上的Au凸点24d至24g与FBAR滤波器芯片的输出接地端子38a和38b相连。Au凸点24h和24i与FBAR滤波器芯片的输入接地端子37a和37b相连。
可以使用图5A和5B中所示的电路模型来仿真FBAR芯片的上述特性。如第一至第六实施例中所述，可以通过减小根据本发明第七实施例的电路模型的公共接地电感Lg3，来改善平衡特性。
(第八实施例)可以将本发明的平衡输出滤波器应用于双工器。当在双工器中使用该平衡输出滤波器时，发送滤波器可以采用梯型滤波器(非平衡输出)，而接收滤波器可以采用该平衡输出滤波器(平衡输出)。此外，发送滤波器可以采用该平衡输出滤波器(平衡输出)，而接收滤波器可以采用梯型滤波器(非平衡输出)。另外，发送滤波器和接收滤波器可以都采用该平衡输出滤波器(平衡输出)。
本发明提供了用于显著改善平衡输出滤波器的幅值平衡和相位平衡的技术。
本发明并不限于上述实施例，而是可以在不脱离本发明的范围的前提下进行其它的实施、变化和修改。
本发明基于2004年4月28日提交的日本专利申请No.2004-134388，在此通过引用并入其全部内容。
权利要求
1.一种平衡滤波器，其包括封装，其具有输入接地金属图案和输出接地金属图案；以及滤波器芯片，其具有同相滤波器和反相滤波器，这些滤波器安装在所述封装上，所述同相滤波器和反相滤波器中的至少一个具有与所述输入接地金属图案相连的输入接地端子，以及与所述输出接地金属图案相连的输出接地端子，所述同相滤波器和反相滤波器中的所述至少一个的输入和输出接地端子在所述滤波器芯片上彼此分离。
2.根据权利要求1所述的平衡滤波器，其中所述滤波器芯片倒装接合在所述封装的小片安装表面上，在该小片安装表面上设置有所述输入和输出接地金属图案。
3.根据权利要求1所述的平衡滤波器，其中所述滤波器芯片具有压电基板，所述同相和反相滤波器形成在该压电基板上；并且所述同相和反相滤波器中的每一个都具有分别与所述输入和输出接地端子相连的输入和输出IDT。
4.根据权利要求1所述的平衡滤波器，其中所述同相和反相滤波器具有在所述滤波器芯片上彼此分离的输入接地端子，以及在所述滤波器芯片上彼此分离的输出接地端子。
5.根据权利要求1所述的平衡滤波器，其中所述同相和反相滤波器具有连接在所述滤波器芯片上的输入接地端子。
6.根据权利要求1所述的平衡滤波器，其中所述同相和反相滤波器具有连接在所述滤波器芯片上的输出接地端子。
7.根据权利要求1所述的平衡滤波器，其中所述输入接地金属图案包括彼此分离的第一部分和第二部分，该第一部分与所述同相滤波器的输入接地端子耦接，该第二部分与所述反相滤波器的输入接地端子耦接。
8.根据权利要求4所述的平衡滤波器，其中所述输出接地金属图案包括彼此分离的第三部分和第四部分，该第三部分与所述同相滤波器的输出接地端子耦接，该第四部分与所述反相滤波器的输出接地端子耦接。
9.根据权利要求1所述的平衡滤波器，其中第一金属图案包括第一部分和与该第一部分分离的第二部分；并且第二金属图案包括第三部分和与该第三部分分离的第四部分，所述第一部分与所述同相滤波器的输入接地端子耦接，所述第二部分与所述反相滤波器的输入接地端子耦接，所述第三部分与所述同相滤波器的输出接地端子耦接，所述第四部分与所述反相滤波器的输出接地端子耦接。
10.根据权利要求2所述的平衡滤波器，其中所述同相和反相滤波器中的另一个具有分别与在所述滤波器芯片上彼此分离的输入和输出接地金属图案相连的输入和输出接地端子。
11.根据权利要求9所述的平衡滤波器，其中所述第一、第二、第三和第四部分中的至少两个连接在所述封装的所述小片安装表面以外的部分中。
12.根据权利要求9所述的平衡滤波器，其中所述第一、第二、第三和第四部分中的至少两个连接在所述封装的背面上。
13.根据权利要求2所述的平衡滤波器，其中所述封装的小片安装表面上的所述输入和输出接地金属图案在所述封装内彼此隔离。
14.根据权利要求1所述的平衡滤波器，其中所述同相和反相滤波器包括与各自的输入端子相连的相应表面声波谐振器。
15.根据权利要求3所述的平衡滤波器，其中所述同相和反相滤波器中的至少一个是具有一个输入IDT和两个输出IDT的双模表面声波滤波器。
全文摘要
平衡输出滤波器。一种平衡滤波器，其包括封装，该封装具有输入接地金属图案和输出接地金属图案；以及滤波器芯片，其具有同相滤波器和反相滤波器，这些滤波器安装在所述封装上，同相滤波器和反相滤波器中的至少一个具有与所述输入接地金属图案相连的输入接地端子，以及与所述输出接地金属图案相连的输出接地端子，同相滤波器和反相滤波器中的所述至少一个的输入和输出接地端子在所述滤波器芯片上彼此分离。
文档编号H03H9/64GK1691499SQ200510067940
公开日2005年11月2日 申请日期2005年4月28日 优先权日2004年4月28日
发明者井上将吾, 田岛基行, 山地隆行, 兼田泰文, 川内治, 上田政则 申请人:富士通媒体部品株式会社, 富士通株式会社