JP2003198316A - 携帯電話用弾性表面波共振子フィルタ - Google Patents
携帯電話用弾性表面波共振子フィルタInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】製造が容易でコスト低減を図ることができる弾
性表面波共振子フィルタの提供。 【構成】３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ3基板２上に、
複数組のＩＤＴ４Ａ〜４Ｃを近接配置し、かつＩＤＴ４
Ａ〜４Ｃの両側に反射器３Ａ，３Ｂを配設しており、Ｉ
ＤＴ４Ａ〜４Ｃおよび反射器３Ａ，３Ｂの電極膜厚を
ｈ、当該弾性表面波共振子フィルタで発生する表面波の
波長をλとしたとき、０．０６≦ｈ／λ≦０．１０にし
た弾性表面波共振子フィルタ。なお、さらに、ＩＤＴ４
Ａ〜４Ｃおよび反射器３Ａ，３Ｂの電極指幅をＭ、同電
極指形成ピッチをＰとしたとき、０．６≦Ｍ／Ｐである
のが好ましい。
性表面波共振子フィルタの提供。 【構成】３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ3基板２上に、
複数組のＩＤＴ４Ａ〜４Ｃを近接配置し、かつＩＤＴ４
Ａ〜４Ｃの両側に反射器３Ａ，３Ｂを配設しており、Ｉ
ＤＴ４Ａ〜４Ｃおよび反射器３Ａ，３Ｂの電極膜厚を
ｈ、当該弾性表面波共振子フィルタで発生する表面波の
波長をλとしたとき、０．０６≦ｈ／λ≦０．１０にし
た弾性表面波共振子フィルタ。なお、さらに、ＩＤＴ４
Ａ〜４Ｃおよび反射器３Ａ，３Ｂの電極指幅をＭ、同電
極指形成ピッチをＰとしたとき、０．６≦Ｍ／Ｐである
のが好ましい。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電基板上にＩＤＴと
反射器とを備えてなる携帯電話用弾性表面波共振子フィ
ルタに関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、各種通信機器用に弾性表面波共振
子フィルタが使われるようになってきており、小型化、
無調製化の一役を担っている。 【０００３】ところで、各種通信機器の中でも携帯電話
用の用途では、２５ＭＨｚ以上の広い通過帯域幅を有し
かつ低損失なフィルタが要求される。このような要求
（特に広帯域化）に応える弾性表面波共振子フィルタと
しては、従来から、電気機械結合係数の大きい３６°回
転ＹカットＬｉＴａＯ3基板か、同じく、電気機械結合
係数の大きい６４°回転ＹカットＬｉＮｂＯ3基板か
の、いずれかの基板を用いることが考えられていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３６°
回転ＹカットＬｉＴａＯ 3基板を用いた弾性表面波共振
子フィルタとしては、ラダー型やＩＩＤＴ型等の設計方
法が実用化されているものの、モード結合を利用した一
般的な弾性表面波共振子フィルタでは、帯域幅を比帯域
幅（フィルタの中心周波数に対する通過帯域幅の比）で
約２％程度しか得ることができず、比帯域幅を少なくと
も３％必要な携帯電話用としては実用化に至っていな
い。 【０００５】これに対して、６４°回転ＹカットＬｉＮ
ｂＯ3基板を用いた弾性表面波共振子フィルタでは、比
帯域幅を４％得ることができ、携帯電話用として従来か
ら実用されているものの、製造が容易でなく製造コスト
が高くなるという問題があった。 【０００６】すなわち、携帯電話用の用途で用いられる
弾性表面波共振子フィルタでは、通過帯域の低域側、高
域側、少なくとも一方に阻止域が存在しており、さらに
は、これら阻止域のいずれか一方、もしくは両方におい
て所定の減衰量を得ることが必要とされており、一般
に、この減衰量は２０ｄＢ以上必要とされている。した
がって、減衰量２０ｄＢレベルにおける帯域幅が狭いフ
ィルタほどフィルタのシェイプファクタ（これは通過帯
域幅／減衰帯域幅で表される）が良好で製造しやすくな
る。 【０００７】このことを図７の例で説明する。図７は６
４°回転ＹカットＬｉＮｂＯ3基板を用いた従来のた弾
性表面波共振子フィルタの特性図であり、ＧＳＭ（Grou
p Special Mobil）向けに設計されたものである。この
ＧＳＭシステムでは携帯器の受信回路側に中心周波数ｆ
０が９４７．５ＭＨｚの弾性表面波共振子フィルタが使
われるが、要求される特性として低域側（ｆ０−４５Ｍ
Ｈｚ）の領域に位置する受信側周波数の干渉を阻止する
ために、阻止域（９０２．５ＭＨｚ±１２．５ＭＨｚ、
以下、低域側阻止域Ｃと呼ぶ）での減衰量として、２０
ｄＢ以上が必要とされる。また、同様に高域側４５ＭＨ
ｚでの領域（９９２．５±１２．５ＭＨｚ、以下、高域
側阻止域Ｃ’と呼ぶ）でのイメージ抑圧のために２０ｄ
Ｂ以上の減衰量があることが望ましい。一般に、弾性表
面波共振子フィルタは製造上の下降ばらつきにより、中
心周波数が変化するので、それに伴い減衰量も変動す
る。よって、低域、高域側それぞれに減衰量２０ｄＢ以
上を確保するためには、それに応じた周波数精度が必要
とされる。 【０００８】また、低域側、高域側それぞれに高減衰量
を得るには、図７のように低域側阻止域Ｃと高域側阻止
域Ｃ’とのほぼ中央に弾性表面波共振子フィルタの中心
周波数が位置することが理想的ではあるが、ロス２０ｄ
Ｂの帯域幅Ａが狭いほど弾性表面波共振子フィルタの中
心周波数の変動が大きくても減衰量２０ｄＢ以上が得ら
れることになる。つまり、低域側と高域側とに、それぞ
れ２０ｄＢ以上の減衰量を得るためには弾性表面波共振
子フィルタの減衰量２０ｄＢにおける帯域幅が重要な要
素となる。 【０００９】図７の場合、低域側の製造余裕（周波数変
動の許容幅）は図中、Ｙ点とＸ点の周波数差に相当し、
その値は阻止域と通過域との周波数差Ｂ（４５ＭＨｚ）
からロス２０ｄＢの帯域幅（片側２８ＭＨｚ）と低域側
阻止域Ｃ（片側１２．５ＭＨｚ）を差し引いた値に等し
い。この場合、その値は４．５ＭＨｚになるが、弾性表
面波共振子フィルタは周囲温度により周波数が−２５〜
７５℃の範囲で常温に対し±３ＭＨｚ変動するので、実
用にはこの値を引いて、１．５ＭＨｚが低域側の製造余
裕に相当する。高域側についても全く同様であり説明は
略するが、同様に１．５ＭＨｚの製造余裕となる。 【００１０】しかしながら、フィルタの中心周波数は電
極膜厚や電極線幅に大きく依存するため、片側１．５Ｍ
Ｈｚの製造余裕では、製造ロット毎に電極膜厚や電極線
幅を厳密に管理しなければならず、このことが製造上の
困難さや製造コストを増大さす原因となっていた。 【００１１】したがって、本発明においては、製造が容
易でコスト低減を図ることができる弾性表面波共振子フ
ィルタの提供を目的としている。 【００１２】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明においては、３６°回転ＹカットＬｉ
ＴａＯ3基板上に、複数組のＩＤＴを近接配置し、かつ
前記ＩＤＴの両側に反射器を配設してなる弾性表面波共
振子フィルタであって、前記ＩＤＴおよび前記反射器の
電極膜厚をｈ、当該弾性表面波共振子フィルタで発生す
る表面波の波長をλとしたとき、０．０６≦ｈ／λ≦
０．１０であり、前記ＩＤＴおよび前記反射器の電極指
幅をＭ、同電極指形成ピッチをＰとしたとき、０．６≦
Ｍ／Ｐであることを特徴がある。 【００１３】 【実施例】以下、本発明の第１実施例を図面を参照して
詳細に説明する。 【００１４】図１は、本発明に係る弾性表面波共振子フ
ィルタに共通する構成を示した平面図であり、図２はこ
の弾性表面波共振子フィルタのＩＤＴおよび反射器の要
部を拡大した断面図である。 【００１５】第１実施例の弾性表面波共振子フィルタ１
は３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ3基板２を備え、この
ＬｉＴａＯ3基板表面２上に反射器３Ａ，３Ｂが形成さ
れ、反射器３Ａと反射器３Ｂとの間には３個のＩＤＴ４
Ａ〜４Ｃが形成されている。これらの反射器３Ａ，３Ｂ
およびＩＤＴ４Ａ〜４Ｃは複数の電極指５…を備えてい
る。そして、両側のＩＤＴ４Ａ，４Ｃは電気的に並列接
続され、入出力端子６に接続されている。一方、中央の
ＩＤＴ４Ｂは入出力端子７に接続されている。これらの
反射器３Ａ，３ＢおよびＩＤＴ４Ａ〜４Ｃはすべて３６
°回転ＹカットＬｉＴａＯ3基板２にＡｌの薄膜を成膜
した後、フォトエッチング工程を経て形成されるが、リ
フトオフ法等の手法により選択的に付着形成してもよ
い。 【００１６】この弾性表面波共振子フィルタ１はＩＤＴ
４Ａ〜４Ｃおよび反射器３Ａ，３Ｂの電極膜厚を、この
弾性表面波共振子フィルタ１で発生する弾性表面波の波
長によって規定したことに特徴がある。 【００１７】具体的には、ＩＤＴ４Ａ〜４Ｃおよび反射
器３Ａ，３Ｂの電極指５の膜厚をｈ、この弾性表面波共
振子フィルタ１で発生する弾性表面波の波長をλとした
場合に、波長λに対する電極膜厚ｈの大きさｈ／λ（以
下、電極膜厚比ｈ／λと称す）を０．０６以上、０．１
０以下（０．０６≦ｈ／λ≦０．１０）としており、こ
のようにすることで、製造余裕を拡大して、製造の容易
性とコストダウンを得ている。 【００１８】以下、その理由を説明する。 【００１９】６４°回転ＹカットＬｉＮｂＯ3基板の代
わって、３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ3 基板２を用い
た弾性表面波共振子フィルタは共振子のＱが大きくなっ
て前述したシェイプファクタが向上することはよく知ら
れている。しかしながら、３６°回転ＹカットＬｉＴａ
Ｏ3基板２を用いた弾性表面波共振子フィルタは、従来
例で説明したように、そのままでは、携帯電話用として
十分な通過帯域幅が得られない。したがって、３６°回
転ＹカットＬｉＴａＯ3 基板２を用いた弾性表面波共振
子フィルタでは通過帯域幅を拡大する工夫が必要とな
る。詳細にいえば、ＧＳＭ等の９００ＭＨｚ帯の携帯電
話では、温度変動分を含めて最低でも３０ＭＨｚの通過
帯域幅が必要となる。この必要となる通過帯域幅は、フ
ィルタの中心周波数に対する通過帯域幅の比である比帯
域幅として換算すると、比帯域幅３．３％である。 【００２０】そこで、本願発明者は、ＩＤＴ４Ａ〜４Ｃ
および反射器３Ａ，３Ｂの電極膜厚ｈを厚くすれば、反
射器３Ａ，３Ｂのストップバンド幅が広がり、これによ
って通過帯域幅の拡幅が図れることを見いだし、その比
較実験を行った。その結果を図３に示す。図３は本実施
例の同様の構造を備えた弾性表面波共振子フィルタの電
極膜厚比ｈ／λを変化させた場合の比帯域幅を測定した
実験結果である。 【００２１】従来、弾性表面波共振子フィルタでは、電
極膜厚比ｈ／λを０．０３前後に設定するのが一般的で
あったが、この実験結果から明らかなように、３６°回
転ＹカットＬｉＴａＯ3 基板２を用いた弾性表面波共振
子フィルタでは、携帯電話用として実用上十分なる比帯
域幅３．３％を得るには、電極膜厚比ｈ／λを従来の２
倍以上、すなわち、ｈ／λ≧０．０６とする必要がある
のがわかる。 【００２２】また、電極膜圧比ｈ／λを大きくすれば、
それに応答して比帯域幅も増大するのは、図３の結果か
ら明白であるが、あまり、電極膜厚比ｈ／λを大きくす
ると通過帯域が低域側や高域側の阻止域に重なることに
なり、これでは減衰量が不足する原因となるので望まし
くない。ここで低域側と高域側との阻止域の周波数差は
図７から６５ＭＨｚであるから、比帯域幅に換算して
６．９％以上に拡大することは望ましくなく、図３の結
果から電極膜厚比ｈ／λは０．１０以下とする必要があ
る。 【００２３】次に、このように構成された第１実施例の
弾性表面波共振子フィルタ１の特性を測定した結果を図
４に基づいて説明する。図４は電極膜厚比ｈ／λ＝０．
６として、そのほかの構造を従来例と同様に構成した本
実施例の弾性表面波共振子フィルタ１の特性を測定した
結果を示している。この図から明らかなように、減衰量
２０ｄＢレベルでの帯域幅Ａは４８ＭＨｚとなってお
り、従来例より８ＭＨｚ改善されている。また、従来例
と同様に算出した製造余裕は片側５．５ＭＨｚとなって
おり、従来例の約３．６倍となっている。また、減衰量
の実力値も３０ｄＢ近くまで得られているのがわかる。 【００２４】ところで、ＩＤＴ４Ａ〜４Ｃおよび反射器
３Ａ，３Ｂの電極膜厚ｈを厚くすれば、通過帯域幅の拡
幅を図れるものの、反射器３Ａ，３Ｂの反射率が増大し
てストップバンド幅が大きくなり、それがシェイプファ
クタを悪化させる要因となってしまう。そこで本願発明
者は、ＩＤＴ４Ａ〜４Ｃや反射器３Ａ，３Ｂの電極指線
幅を変化させることによってシェイプファクタが向上す
ることを見いだし、この点に着目して、第２実施例の弾
性表面波共振子フィルタ１０を構成した。 【００２５】この弾性表面波共振子フィルタ１は３６°
回転ＹカットＬｉＴａＯ3基板と、反射器と、ＩＤＴと
を備え、これら反射器およびＩＤＴは複数の電極指を備
えており、これらの基本構成は第１実施例と同様であ
る。 【００２６】この弾性表面波共振子フィルタ１はＩＤＴ
４Ａ〜４Ｃおよび反射器３Ａ，３Ｂの電極膜厚ｈを、こ
の弾性表面波共振子フィルタ１で発生する弾性表面波の
波長λによって規定し（これは第１実施例と同様）、さ
らに、電極指５の線幅を、電極指５の形成ピッチによっ
て規定したことに特徴がある。 【００２７】具体的には、電極膜厚比ｈ／λを０．０６
以上、０．１０以下（０．０６≦ｈ／λ≦０．１０）と
し、さらに、ＩＤＴ４Ａ〜４Ｃおよび反射器３Ａ，３Ｂ
の電極指形成ピッチをＰ、同電極指幅をＭとした場合
に、電極指形成ピッチＰに対する電極指線幅Ｍの大きさ
Ｍ／Ｐ（以下、電極指デューティーＭ／Ｐと称す）を
０．６以上（０．６≦Ｍ／Ｐ）としており、このように
することで、製造余裕を拡大して、製造の容易性とコス
トダウンを得ている。 【００２８】以下、その理由を説明する。 【００２９】図５は、第２実施例と同様の構造を備えた
弾性表面波共振子フィルタの電極指デューティーＭ／Ｐ
を変化させた場合の減衰量２０ｄＢレベルにおける帯域
幅の変動を測定した実験結果である。この実験結果から
明らかなように、電極指デューティーＭ／Ｐの値が大き
いほど減衰量２０ｄＢレベルでの帯域幅が狭くなり、し
たがって、シェイプファクタが向上するのがわかる。さ
らに、詳細に検討すれば、電極指デューティーＭ／Ｐ≧
０．６であれば、最良の効果が得られることがわかる。 【００３０】なお、図５の実験結果より、電極指デュー
ティーＭ／Ｐを０．４以下にしても若干の改善効果が得
られる。しかしながら、この効果はごく僅かであるう
え、電極指１３の幅を狭くすることは、電極指抵抗の増
大を来して挿入損失を悪化させるので、電極指１３の幅
を狭くするは望ましくない。また、電極指デューティー
Ｍ／Ｐの上限は、電極指１３の加工技術（換言すれば、
電極指１３間の隙間形成技術）の限界により決定される
ものであり、特にここで限定する必要はない。 【００３１】次に、このように構成された第２実施例の
弾性表面波共振子フィルタ１０の特性を測定した結果を
図６に基づいて説明する。図６は電極膜厚比ｈ／λ＝
０．６、電極指デューティーＭ／Ｐ＝０．６として、そ
のほかの構造を従来例と同様に構成した本実施例の弾性
表面波共振子フィルタ１０を２セクション縦続接続して
構成したフィルタの特性を測定した結果を示している。 【００３２】この図から明らかなように、減衰量２０ｄ
Ｂレベルでの帯域幅Ａは４０ＭＨｚとなっており、従来
例に比べて１６ＭＨｚ改善されている。また、従来例と
同様に算出した製造余裕は９．５ＭＨｚとなっており、
従来例の約６．３倍となっている。また、減衰量の実力
値も３０ｄＢ以上得られているのがわかる。なお、図６
のデータは本実施例の弾性表面波共振子フィルタ１０を
２セクション縦続接続して構成したものにおけるデータ
であったが、本実施例の弾性表面波共振子フィルタ１０
を１セクション、あるいは３セクション以上縦続接続し
て構成したものであっても、同様の効果を奏することが
できるのはいうまでもない。 【００３３】さらには、これら実施例では、ＩＤＴ４Ａ
〜４Ｃを３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ3基板２上に、
３組備えた弾性表面波共振子フィルタ１において、本発
明を実施していたが、３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ3
基板２上に、ＩＤＴ４Ａ〜４Ｃを２組、あるいは４組以
上備えて構成された弾性表面波共振子フィルタにおいて
も本発明を実施できるのはいうまでもない。 【００３４】 【発明の効果】以上のように、本発明の第１の発明によ
れば、電極膜厚比０．０６≦ｈ／λ≦０．１０とするこ
とで、弾性表面波共振子フィルタを広帯域でしかもシェ
ープフアクタの良好なものとすることができた。そのた
め、減衰量２０ｄＢレベルでの帯域幅が狭くなり、製造
余裕が拡大して製造しやすくなり、その分、コストダウ
ンが図れるようになった。 【００３５】また、従来の同様の製造余裕のもとで、こ
の弾性表面波共振子フィルタを製造すれば、より高い減
衰量が得ることができるという効果もある。 【００３６】さらには、電極指デューティーＭ／Ｐ≧
０．６とすれば、弾性表面波共振子フィルタのシェープ
フアクタはより向上し、その分、さらに、製造余裕が拡
大して、コストダウンが図れるようになるとともに、こ
の弾性表面波共振子フィルタを従来の同様の製造余裕の
もとで製造すれば、さらに高い減衰量が得られるという
効果も発揮できる。
反射器とを備えてなる携帯電話用弾性表面波共振子フィ
ルタに関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、各種通信機器用に弾性表面波共振
子フィルタが使われるようになってきており、小型化、
無調製化の一役を担っている。 【０００３】ところで、各種通信機器の中でも携帯電話
用の用途では、２５ＭＨｚ以上の広い通過帯域幅を有し
かつ低損失なフィルタが要求される。このような要求
（特に広帯域化）に応える弾性表面波共振子フィルタと
しては、従来から、電気機械結合係数の大きい３６°回
転ＹカットＬｉＴａＯ3基板か、同じく、電気機械結合
係数の大きい６４°回転ＹカットＬｉＮｂＯ3基板か
の、いずれかの基板を用いることが考えられていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３６°
回転ＹカットＬｉＴａＯ 3基板を用いた弾性表面波共振
子フィルタとしては、ラダー型やＩＩＤＴ型等の設計方
法が実用化されているものの、モード結合を利用した一
般的な弾性表面波共振子フィルタでは、帯域幅を比帯域
幅（フィルタの中心周波数に対する通過帯域幅の比）で
約２％程度しか得ることができず、比帯域幅を少なくと
も３％必要な携帯電話用としては実用化に至っていな
い。 【０００５】これに対して、６４°回転ＹカットＬｉＮ
ｂＯ3基板を用いた弾性表面波共振子フィルタでは、比
帯域幅を４％得ることができ、携帯電話用として従来か
ら実用されているものの、製造が容易でなく製造コスト
が高くなるという問題があった。 【０００６】すなわち、携帯電話用の用途で用いられる
弾性表面波共振子フィルタでは、通過帯域の低域側、高
域側、少なくとも一方に阻止域が存在しており、さらに
は、これら阻止域のいずれか一方、もしくは両方におい
て所定の減衰量を得ることが必要とされており、一般
に、この減衰量は２０ｄＢ以上必要とされている。した
がって、減衰量２０ｄＢレベルにおける帯域幅が狭いフ
ィルタほどフィルタのシェイプファクタ（これは通過帯
域幅／減衰帯域幅で表される）が良好で製造しやすくな
る。 【０００７】このことを図７の例で説明する。図７は６
４°回転ＹカットＬｉＮｂＯ3基板を用いた従来のた弾
性表面波共振子フィルタの特性図であり、ＧＳＭ（Grou
p Special Mobil）向けに設計されたものである。この
ＧＳＭシステムでは携帯器の受信回路側に中心周波数ｆ
０が９４７．５ＭＨｚの弾性表面波共振子フィルタが使
われるが、要求される特性として低域側（ｆ０−４５Ｍ
Ｈｚ）の領域に位置する受信側周波数の干渉を阻止する
ために、阻止域（９０２．５ＭＨｚ±１２．５ＭＨｚ、
以下、低域側阻止域Ｃと呼ぶ）での減衰量として、２０
ｄＢ以上が必要とされる。また、同様に高域側４５ＭＨ
ｚでの領域（９９２．５±１２．５ＭＨｚ、以下、高域
側阻止域Ｃ’と呼ぶ）でのイメージ抑圧のために２０ｄ
Ｂ以上の減衰量があることが望ましい。一般に、弾性表
面波共振子フィルタは製造上の下降ばらつきにより、中
心周波数が変化するので、それに伴い減衰量も変動す
る。よって、低域、高域側それぞれに減衰量２０ｄＢ以
上を確保するためには、それに応じた周波数精度が必要
とされる。 【０００８】また、低域側、高域側それぞれに高減衰量
を得るには、図７のように低域側阻止域Ｃと高域側阻止
域Ｃ’とのほぼ中央に弾性表面波共振子フィルタの中心
周波数が位置することが理想的ではあるが、ロス２０ｄ
Ｂの帯域幅Ａが狭いほど弾性表面波共振子フィルタの中
心周波数の変動が大きくても減衰量２０ｄＢ以上が得ら
れることになる。つまり、低域側と高域側とに、それぞ
れ２０ｄＢ以上の減衰量を得るためには弾性表面波共振
子フィルタの減衰量２０ｄＢにおける帯域幅が重要な要
素となる。 【０００９】図７の場合、低域側の製造余裕（周波数変
動の許容幅）は図中、Ｙ点とＸ点の周波数差に相当し、
その値は阻止域と通過域との周波数差Ｂ（４５ＭＨｚ）
からロス２０ｄＢの帯域幅（片側２８ＭＨｚ）と低域側
阻止域Ｃ（片側１２．５ＭＨｚ）を差し引いた値に等し
い。この場合、その値は４．５ＭＨｚになるが、弾性表
面波共振子フィルタは周囲温度により周波数が−２５〜
７５℃の範囲で常温に対し±３ＭＨｚ変動するので、実
用にはこの値を引いて、１．５ＭＨｚが低域側の製造余
裕に相当する。高域側についても全く同様であり説明は
略するが、同様に１．５ＭＨｚの製造余裕となる。 【００１０】しかしながら、フィルタの中心周波数は電
極膜厚や電極線幅に大きく依存するため、片側１．５Ｍ
Ｈｚの製造余裕では、製造ロット毎に電極膜厚や電極線
幅を厳密に管理しなければならず、このことが製造上の
困難さや製造コストを増大さす原因となっていた。 【００１１】したがって、本発明においては、製造が容
易でコスト低減を図ることができる弾性表面波共振子フ
ィルタの提供を目的としている。 【００１２】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明においては、３６°回転ＹカットＬｉ
ＴａＯ3基板上に、複数組のＩＤＴを近接配置し、かつ
前記ＩＤＴの両側に反射器を配設してなる弾性表面波共
振子フィルタであって、前記ＩＤＴおよび前記反射器の
電極膜厚をｈ、当該弾性表面波共振子フィルタで発生す
る表面波の波長をλとしたとき、０．０６≦ｈ／λ≦
０．１０であり、前記ＩＤＴおよび前記反射器の電極指
幅をＭ、同電極指形成ピッチをＰとしたとき、０．６≦
Ｍ／Ｐであることを特徴がある。 【００１３】 【実施例】以下、本発明の第１実施例を図面を参照して
詳細に説明する。 【００１４】図１は、本発明に係る弾性表面波共振子フ
ィルタに共通する構成を示した平面図であり、図２はこ
の弾性表面波共振子フィルタのＩＤＴおよび反射器の要
部を拡大した断面図である。 【００１５】第１実施例の弾性表面波共振子フィルタ１
は３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ3基板２を備え、この
ＬｉＴａＯ3基板表面２上に反射器３Ａ，３Ｂが形成さ
れ、反射器３Ａと反射器３Ｂとの間には３個のＩＤＴ４
Ａ〜４Ｃが形成されている。これらの反射器３Ａ，３Ｂ
およびＩＤＴ４Ａ〜４Ｃは複数の電極指５…を備えてい
る。そして、両側のＩＤＴ４Ａ，４Ｃは電気的に並列接
続され、入出力端子６に接続されている。一方、中央の
ＩＤＴ４Ｂは入出力端子７に接続されている。これらの
反射器３Ａ，３ＢおよびＩＤＴ４Ａ〜４Ｃはすべて３６
°回転ＹカットＬｉＴａＯ3基板２にＡｌの薄膜を成膜
した後、フォトエッチング工程を経て形成されるが、リ
フトオフ法等の手法により選択的に付着形成してもよ
い。 【００１６】この弾性表面波共振子フィルタ１はＩＤＴ
４Ａ〜４Ｃおよび反射器３Ａ，３Ｂの電極膜厚を、この
弾性表面波共振子フィルタ１で発生する弾性表面波の波
長によって規定したことに特徴がある。 【００１７】具体的には、ＩＤＴ４Ａ〜４Ｃおよび反射
器３Ａ，３Ｂの電極指５の膜厚をｈ、この弾性表面波共
振子フィルタ１で発生する弾性表面波の波長をλとした
場合に、波長λに対する電極膜厚ｈの大きさｈ／λ（以
下、電極膜厚比ｈ／λと称す）を０．０６以上、０．１
０以下（０．０６≦ｈ／λ≦０．１０）としており、こ
のようにすることで、製造余裕を拡大して、製造の容易
性とコストダウンを得ている。 【００１８】以下、その理由を説明する。 【００１９】６４°回転ＹカットＬｉＮｂＯ3基板の代
わって、３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ3 基板２を用い
た弾性表面波共振子フィルタは共振子のＱが大きくなっ
て前述したシェイプファクタが向上することはよく知ら
れている。しかしながら、３６°回転ＹカットＬｉＴａ
Ｏ3基板２を用いた弾性表面波共振子フィルタは、従来
例で説明したように、そのままでは、携帯電話用として
十分な通過帯域幅が得られない。したがって、３６°回
転ＹカットＬｉＴａＯ3 基板２を用いた弾性表面波共振
子フィルタでは通過帯域幅を拡大する工夫が必要とな
る。詳細にいえば、ＧＳＭ等の９００ＭＨｚ帯の携帯電
話では、温度変動分を含めて最低でも３０ＭＨｚの通過
帯域幅が必要となる。この必要となる通過帯域幅は、フ
ィルタの中心周波数に対する通過帯域幅の比である比帯
域幅として換算すると、比帯域幅３．３％である。 【００２０】そこで、本願発明者は、ＩＤＴ４Ａ〜４Ｃ
および反射器３Ａ，３Ｂの電極膜厚ｈを厚くすれば、反
射器３Ａ，３Ｂのストップバンド幅が広がり、これによ
って通過帯域幅の拡幅が図れることを見いだし、その比
較実験を行った。その結果を図３に示す。図３は本実施
例の同様の構造を備えた弾性表面波共振子フィルタの電
極膜厚比ｈ／λを変化させた場合の比帯域幅を測定した
実験結果である。 【００２１】従来、弾性表面波共振子フィルタでは、電
極膜厚比ｈ／λを０．０３前後に設定するのが一般的で
あったが、この実験結果から明らかなように、３６°回
転ＹカットＬｉＴａＯ3 基板２を用いた弾性表面波共振
子フィルタでは、携帯電話用として実用上十分なる比帯
域幅３．３％を得るには、電極膜厚比ｈ／λを従来の２
倍以上、すなわち、ｈ／λ≧０．０６とする必要がある
のがわかる。 【００２２】また、電極膜圧比ｈ／λを大きくすれば、
それに応答して比帯域幅も増大するのは、図３の結果か
ら明白であるが、あまり、電極膜厚比ｈ／λを大きくす
ると通過帯域が低域側や高域側の阻止域に重なることに
なり、これでは減衰量が不足する原因となるので望まし
くない。ここで低域側と高域側との阻止域の周波数差は
図７から６５ＭＨｚであるから、比帯域幅に換算して
６．９％以上に拡大することは望ましくなく、図３の結
果から電極膜厚比ｈ／λは０．１０以下とする必要があ
る。 【００２３】次に、このように構成された第１実施例の
弾性表面波共振子フィルタ１の特性を測定した結果を図
４に基づいて説明する。図４は電極膜厚比ｈ／λ＝０．
６として、そのほかの構造を従来例と同様に構成した本
実施例の弾性表面波共振子フィルタ１の特性を測定した
結果を示している。この図から明らかなように、減衰量
２０ｄＢレベルでの帯域幅Ａは４８ＭＨｚとなってお
り、従来例より８ＭＨｚ改善されている。また、従来例
と同様に算出した製造余裕は片側５．５ＭＨｚとなって
おり、従来例の約３．６倍となっている。また、減衰量
の実力値も３０ｄＢ近くまで得られているのがわかる。 【００２４】ところで、ＩＤＴ４Ａ〜４Ｃおよび反射器
３Ａ，３Ｂの電極膜厚ｈを厚くすれば、通過帯域幅の拡
幅を図れるものの、反射器３Ａ，３Ｂの反射率が増大し
てストップバンド幅が大きくなり、それがシェイプファ
クタを悪化させる要因となってしまう。そこで本願発明
者は、ＩＤＴ４Ａ〜４Ｃや反射器３Ａ，３Ｂの電極指線
幅を変化させることによってシェイプファクタが向上す
ることを見いだし、この点に着目して、第２実施例の弾
性表面波共振子フィルタ１０を構成した。 【００２５】この弾性表面波共振子フィルタ１は３６°
回転ＹカットＬｉＴａＯ3基板と、反射器と、ＩＤＴと
を備え、これら反射器およびＩＤＴは複数の電極指を備
えており、これらの基本構成は第１実施例と同様であ
る。 【００２６】この弾性表面波共振子フィルタ１はＩＤＴ
４Ａ〜４Ｃおよび反射器３Ａ，３Ｂの電極膜厚ｈを、こ
の弾性表面波共振子フィルタ１で発生する弾性表面波の
波長λによって規定し（これは第１実施例と同様）、さ
らに、電極指５の線幅を、電極指５の形成ピッチによっ
て規定したことに特徴がある。 【００２７】具体的には、電極膜厚比ｈ／λを０．０６
以上、０．１０以下（０．０６≦ｈ／λ≦０．１０）と
し、さらに、ＩＤＴ４Ａ〜４Ｃおよび反射器３Ａ，３Ｂ
の電極指形成ピッチをＰ、同電極指幅をＭとした場合
に、電極指形成ピッチＰに対する電極指線幅Ｍの大きさ
Ｍ／Ｐ（以下、電極指デューティーＭ／Ｐと称す）を
０．６以上（０．６≦Ｍ／Ｐ）としており、このように
することで、製造余裕を拡大して、製造の容易性とコス
トダウンを得ている。 【００２８】以下、その理由を説明する。 【００２９】図５は、第２実施例と同様の構造を備えた
弾性表面波共振子フィルタの電極指デューティーＭ／Ｐ
を変化させた場合の減衰量２０ｄＢレベルにおける帯域
幅の変動を測定した実験結果である。この実験結果から
明らかなように、電極指デューティーＭ／Ｐの値が大き
いほど減衰量２０ｄＢレベルでの帯域幅が狭くなり、し
たがって、シェイプファクタが向上するのがわかる。さ
らに、詳細に検討すれば、電極指デューティーＭ／Ｐ≧
０．６であれば、最良の効果が得られることがわかる。 【００３０】なお、図５の実験結果より、電極指デュー
ティーＭ／Ｐを０．４以下にしても若干の改善効果が得
られる。しかしながら、この効果はごく僅かであるう
え、電極指１３の幅を狭くすることは、電極指抵抗の増
大を来して挿入損失を悪化させるので、電極指１３の幅
を狭くするは望ましくない。また、電極指デューティー
Ｍ／Ｐの上限は、電極指１３の加工技術（換言すれば、
電極指１３間の隙間形成技術）の限界により決定される
ものであり、特にここで限定する必要はない。 【００３１】次に、このように構成された第２実施例の
弾性表面波共振子フィルタ１０の特性を測定した結果を
図６に基づいて説明する。図６は電極膜厚比ｈ／λ＝
０．６、電極指デューティーＭ／Ｐ＝０．６として、そ
のほかの構造を従来例と同様に構成した本実施例の弾性
表面波共振子フィルタ１０を２セクション縦続接続して
構成したフィルタの特性を測定した結果を示している。 【００３２】この図から明らかなように、減衰量２０ｄ
Ｂレベルでの帯域幅Ａは４０ＭＨｚとなっており、従来
例に比べて１６ＭＨｚ改善されている。また、従来例と
同様に算出した製造余裕は９．５ＭＨｚとなっており、
従来例の約６．３倍となっている。また、減衰量の実力
値も３０ｄＢ以上得られているのがわかる。なお、図６
のデータは本実施例の弾性表面波共振子フィルタ１０を
２セクション縦続接続して構成したものにおけるデータ
であったが、本実施例の弾性表面波共振子フィルタ１０
を１セクション、あるいは３セクション以上縦続接続し
て構成したものであっても、同様の効果を奏することが
できるのはいうまでもない。 【００３３】さらには、これら実施例では、ＩＤＴ４Ａ
〜４Ｃを３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ3基板２上に、
３組備えた弾性表面波共振子フィルタ１において、本発
明を実施していたが、３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ3
基板２上に、ＩＤＴ４Ａ〜４Ｃを２組、あるいは４組以
上備えて構成された弾性表面波共振子フィルタにおいて
も本発明を実施できるのはいうまでもない。 【００３４】 【発明の効果】以上のように、本発明の第１の発明によ
れば、電極膜厚比０．０６≦ｈ／λ≦０．１０とするこ
とで、弾性表面波共振子フィルタを広帯域でしかもシェ
ープフアクタの良好なものとすることができた。そのた
め、減衰量２０ｄＢレベルでの帯域幅が狭くなり、製造
余裕が拡大して製造しやすくなり、その分、コストダウ
ンが図れるようになった。 【００３５】また、従来の同様の製造余裕のもとで、こ
の弾性表面波共振子フィルタを製造すれば、より高い減
衰量が得ることができるという効果もある。 【００３６】さらには、電極指デューティーＭ／Ｐ≧
０．６とすれば、弾性表面波共振子フィルタのシェープ
フアクタはより向上し、その分、さらに、製造余裕が拡
大して、コストダウンが図れるようになるとともに、こ
の弾性表面波共振子フィルタを従来の同様の製造余裕の
もとで製造すれば、さらに高い減衰量が得られるという
効果も発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例、第２実施例に係る弾性表
面波共振子フィルタの構造を示す平面図である。 【図２】第１実施例、第２実施例に係る弾性表面波共振
子フィルタのＩＤＴおよび反射器の部分を拡大した断面
図である。 【図３】弾性表面波共振子フィルタにおける電極膜厚比
ｈ／λと通過帯域幅（比帯域幅）との関係を示す線図で
ある。 【図４】第１実施例の弾性表面波共振子フィルタの特性
を示す線図である。 【図５】弾性表面波共振子フィルタにおける電極指デュ
ーティーＭ／Ｐと減衰量２０ｄＢレベルでの帯域幅との
関係を示す線図である。 【図６】第２実施例の弾性表面波共振子フィルタの特性
を示す線図である。 【図７】従来例の弾性表面波共振子フィルタの特性を示
す線図である。 【符号の説明】 ２ ３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ3基板３Ａ，３
Ｂ 反射器 ４Ａ〜４Ｃ ＩＤＴ ｈ 電極膜厚 λ 表面波の波長 Ｍ 電極指幅 Ｐ 電極指形成ピッチ
面波共振子フィルタの構造を示す平面図である。 【図２】第１実施例、第２実施例に係る弾性表面波共振
子フィルタのＩＤＴおよび反射器の部分を拡大した断面
図である。 【図３】弾性表面波共振子フィルタにおける電極膜厚比
ｈ／λと通過帯域幅（比帯域幅）との関係を示す線図で
ある。 【図４】第１実施例の弾性表面波共振子フィルタの特性
を示す線図である。 【図５】弾性表面波共振子フィルタにおける電極指デュ
ーティーＭ／Ｐと減衰量２０ｄＢレベルでの帯域幅との
関係を示す線図である。 【図６】第２実施例の弾性表面波共振子フィルタの特性
を示す線図である。 【図７】従来例の弾性表面波共振子フィルタの特性を示
す線図である。 【符号の説明】 ２ ３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ3基板３Ａ，３
Ｂ 反射器 ４Ａ〜４Ｃ ＩＤＴ ｈ 電極膜厚 λ 表面波の波長 Ｍ 電極指幅 Ｐ 電極指形成ピッチ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ3基板上
に、複数組のＩＤＴを近接配置し、かつ前記ＩＤＴの両
側に反射器を配設してなる弾性表面波共振子フィルタで
あって、前記ＩＤＴおよび前記反射器の電極膜厚をｈ、
当該弾性表面波共振子フィルタで発生する表面波の波長
をλとしたとき、０．０６≦ｈ／λ≦０．１０であり、
前記ＩＤＴおよび前記反射器の電極指幅をＭ、同電極指
形成ピッチをＰとしたとき、０．６≦Ｍ／Ｐであること
を特徴とする携帯電話用弾性表面波共振子フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002355703A JP2003198316A (ja) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | 携帯電話用弾性表面波共振子フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002355703A JP2003198316A (ja) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | 携帯電話用弾性表面波共振子フィルタ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6074830A Division JPH07283682A (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | 弾性表面波共振子フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003198316A true JP2003198316A (ja) | 2003-07-11 |
Family
ID=27606849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002355703A Pending JP2003198316A (ja) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | 携帯電話用弾性表面波共振子フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003198316A (ja) |
-
2002
- 2002-12-06 JP JP2002355703A patent/JP2003198316A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050120 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050215 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050414 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050726 |