滤波器和双工器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的特定方面涉及一种滤波器和一种双工器，并且特别地涉及一种滤波器和一种具有梯型滤波器的双工器。
【背景技术】
[0002]最近，高频通信系统正在被转变为一种能够进行高速且大容量的通信的调制方法，例如W-CDMA (宽带码分多址)或OFDM (正交频分多路复用)。在诸如W-CDMA或OFDM这样的调制方法中，发送信号的峰值电力大于诸如TDMA(时分多址)或FDM(频分多路复用)这样的调制方法中的发送信号的峰值电力。日本专利申请公开号第2013-123184号公开了一种梯型滤波器和一种使用压电薄膜谐振器的双工器。
【发明内容】
[0003]根据本发明的一个方面，提供了一种滤波器，该滤波器包括:一个或多个串联谐振器，该一个或多个串联谐振器串联连接在输入端子和输出端子之间；一个或多个并联谐振器，该一个或多个并联谐振器并联连接在输入端子和输出端子之间；以及横向耦合谐振器，该横向耦合谐振器与该一个或多个串联谐振器中的至少一个并联连接。
[0004]根据本发明的另一个方面，提供了一种双工器，该双工器包括:发送滤波器，该发送滤波器连接在公共端子和发送端子之间；以及接收滤波器，该接收滤波器连接在公共端子和接收端子之间，其中，该发送滤波器和接收滤波器中的至少一个是如下滤波器，该滤波器包括:一个或多个串联谐振器，该一个或多个谐振器串联连接在公共端子与发送端子和接收端子中的至少一个之间；一个或多个并联谐振器，该一个或多个并联谐振器并联连接在公共端子与发送端子和接收端子中的所述至少一个之间；以及横向耦合谐振器，该横向耦合谐振器与该一个或多个串联谐振器中的至少一个并联连接。
[0005]根据本发明的另一个方面，提供了一种双工器，该双工器包括:发送滤波器，该发送滤波器连接在公共端子和发送端子之间；接收滤波器，该接收滤波器连接在公共端子和接收端子之间；以及横向耦合谐振器，该横向耦合谐振器在发送端子和接收端子之间与发送滤波器和接收滤波器并联连接。
【附图说明】
[0006]图1例示了根据第一实施方式的滤波器的电路图；
[0007]图2例示了其中形成有根据第一实施方式的滤波器的芯片的平面图；
[0008]图3A和图3B例示了其中形成有根据第一实施方式的滤波器的芯片的截面图；
[0009]图4A例示了横向耦合谐振器的等效电路；
[0010]图4B例示了相对于横向耦合谐振器的频率的衰减量和相位；
[0011]图5A例示了用于仿真的、根据第一实施方式的滤波器的电路图；
[0012]图5B例示了双工器的电路图
[0013]图6A例示了通过特性；
[0014]图6B例示了隔离度特性；
[0015]图7A和图7B例示了通过第一实施方式的路径52和54的电流的相对于频率的振幅和相位；
[0016]图8A例示了根据第一实施方式的第一修改实施方式的滤波器的平面图；
[0017]图8B例示了沿着线A-A截取的截面图；
[0018]图9例示了根据第一实施方式的第二修改实施方式的滤波器的平面图；
[0019]图10例示了根据第一实施方式的第二修改实施方式的滤波器的平面图；
[0020]图11例示了根据第一实施方式的第三修改实施方式的滤波器的截面图；
[0021]图12A到图12F例示了横向親合谐振器的示例；
[0022]图13A和图13B例示了压电薄膜谐振器的示例；
[0023]图14例示了根据第二实施方式的双工器的电路图；
[0024]图15例示了根据第二实施方式的双工器的平面图；
[0025]图16例示了根据第二实施方式的第一修改实施方式的双工器的电路图。
【具体实施方式】
[0026]例如，当发送信号的峰值电力变大时，由于发送信号向接收频带或另一个频带泄漏，在发送信号和另一个信号之间的干扰，或者另一个信号的噪声的增长是令人烦恼的。因此，在滤波器或双工器中要求具有高衰减特性和/或高隔离度特性。
[0027]梯型滤波器被设计，使得串联谐振器的谐振频率大体上与并联谐振器的反谐振频率一致。串联谐振器的反谐振频率是通带的高频侧的衰减极点。并联谐振器的谐振频率是通带的低频侧的衰减极点。为了使梯型滤波器可以具有高衰减特性和高隔离度特性，电感器可以被串联地设置在并联谐振器和接地之间，或者，并联谐振器的电容值可以大于串联谐振器的电容值。然而，这些方法在滤波器的插入损耗与高衰减和高隔离度特性之间具有折衷关系。
[0028]因此，横向耦合谐振器被认为是与梯型滤波器并联连接的。梯型滤波器在通带之外的频率处具有电容性相位特性。另一方面，横向耦合谐振器在通带的一部分中具有电感相位。在梯型滤波器的通带之外，横向耦合谐振器在其中需要衰减的频带中具有电感相位。因此，通过梯型滤波器的路径的相位与通过横向耦合谐振器的路径的相位相反。从而，频带中的信号被消除。插入损耗没有减少。并且，可以实现高衰减量。
[0029]下文将参考附图对实施方式进行描述。
[0030][第一实施方式]
[0031]图1例示了根据第一实施方式的滤波器的电路图。如图1中所示，滤波器100具有梯型滤波器40和横向耦合谐振器50。梯型滤波器40具有一个或多个串联谐振器SI至S4，以及一个或多个并联谐振器Pl至P3。串联谐振器SI至S4被串联连接在输入端子T2和输出端子Tl之间。并联谐振器Pl至P3被并联连接在输入端子T2和输出端子Tl之间。串联谐振器SI至S4和并联谐振器Pl至P3是压电薄膜谐振器。图1例示了六段阶梯型滤波器的一个例子。然而，可以根据期望的性质来任意地改变串联谐振器SI至S4和并联谐振器Pl至P3的数量及连接关系。
[0032]横向耦合谐振器50在输入端子T2和输出端子Tl之间与梯型滤波器40并联连接。电容器Cl和C2在输出端子Tl和输入端子T2之间与横向耦合谐振器50串联连接。电容器Cl被连接在横向耦合谐振器50和输出端子Tl之间。电容器C2被连接在横向耦合谐振器50和输入端子T2之间。在横向親合谐振器50中，下电极12b和上电极16b将压电膜14b夹在中间。
[0033]图2例示了其中形成有根据第一实施方式的滤波器的芯片的平面图。图3A和图3B例示了其中形成有根据第一实施方式的滤波器的芯片的截面图。图3A例示了沿着图2中的线A-A截取的截面图。图3B例示了沿着图2中的线B-B截取的截面图。如图2到图3B中所示，在梯型滤波器40中，压电膜14a形成在基板10上。下电极12a和上电极16a将压电膜14a夹在中间。其中下电极12a和上电极16a彼此面对并将压电膜14a夹在中间的区域是谐振区域20。谐振区域20具有椭圆形的形状。基板10的上表面是平坦的。下电极12a和基板10共同形成腔体18a。压电膜14a主要用于帮助图3A中用垂直箭头表示的厚度纵向振动。串联谐振器SI至S4被串联连接在输出端子Tl和输入端子T2之间。并联谐振器Pl至P3被并联连接在输出端子Tl和输入端子T2之间。并联谐振器Pl至P3的第一端与接地端子Gnd连接。
[0034]在横向耦合谐振器50中，压电膜14b形成在基板10上。下电极12b和上电极16b将压电膜14b夹在中间。由上文可见，下电极12b被形成为以便覆盖两个上电极16b。上电极16b在横向方向上彼此面对。上电极16b中的一个与输出端子Tl连接。另一个与输入端子T2连接。下电极12b与接地端子Gnd连接。电容器Cl和C2分别具有在横向方向上彼此面对的梳状电极。一对梳状电极的电极指是交替地排列的。该梳状电极是由上电极16b形成的。
[0035]基板10可以是半导体基板，例如硅基板或像玻璃基板这样的绝缘基板。压电膜14及压电膜14a和14b可以是氮化铝膜和氧化锌等。下电极12a和12b以及上电极16a和16b可以是金属薄膜，例如钌、铬或钛。输入端子T2、输出端子Tl和接地端子Gnd可以是凸块，例如焊剂或金。
[0036]图4A例示了横向耦合谐振器的等效电路。图4B例示了相对于横向耦合谐振器的频率的衰减量和相位。如图4A中所示，横向耦合谐振器50的等效电路具有电阻器ROl和R02、电感器LOl至L04、和电容器COl至C04。电阻器RO1、电感器LOl和电容器COl被串联连接在端子TOl和端子T02之间。电阻器R02、电感器L02、电容器C02和电感器L03被串联连接在端子TOl和接地之间。电感器L04被连接在端子T02和接地之间。电容器C03被连接在端子TOl和接地之间。电容器C04被连接在端子T02和接地之间。电阻器ROl、电感器LOl和电容器COl是具有谐振频率frl的串联谐振电路。电阻器R02、电感器L02和电容器C02是具有谐振频率fr2的谐振电路。谐振频率frl和谐振频率fr2彼此不同，并且彼此稍微间隔。两个串联谐振电路通过电感器L03和L04而