JP2012049764A - Surface acoustic wave filter, electronic apparatus - Google Patents
Surface acoustic wave filter, electronic apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012049764A JP2012049764A JP2010189198A JP2010189198A JP2012049764A JP 2012049764 A JP2012049764 A JP 2012049764A JP 2010189198 A JP2010189198 A JP 2010189198A JP 2010189198 A JP2010189198 A JP 2010189198A JP 2012049764 A JP2012049764 A JP 2012049764A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic wave
- surface acoustic
- wave filter
- saw
- idt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 title claims abstract description 304
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 41
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
Description
本発明は、弾性表面波フィルタ、電子機器に係り、特に基板表面に溝を設けたタイプの弾性表面波フィルタ、電子機器に関する。 The present invention relates to a surface acoustic wave filter and an electronic apparatus, and more particularly to a surface acoustic wave filter of a type in which a groove is provided on a substrate surface and an electronic apparatus.
弾性表面波（ＳＡＷ：surface acoustic wave）装置（例えばＳＡＷ共振子）において、周波数温度特性の変化には、ＳＡＷのストップバンドや水晶基板のカット角、およびＩＤＴ（interdigital transducer）の形成形態等が及ぼす影響が大きい。 In a surface acoustic wave (SAW) device (for example, a SAW resonator), changes in frequency temperature characteristics are affected by the stop band of the SAW, the cut angle of the quartz substrate, the formation form of the IDT (interdigital transducer), and the like. A large impact.
例えば特許文献１には、ＳＡＷのストップバンドの上端モード、下端モードのそれぞれを励起させる構成、およびストップバンドの上端モード、下端モードにおけるそれぞれの定在波の分布などが開示されている。
For example,
また、特許文献２〜５には、ＳＡＷにおけるストップバンドの上端モードの方が、ストップバンドの下端モードよりも周波数温度特性が良好である点が記載されている。そして、特許文献２、３には、レイリー波を利用したＳＡＷ装置において良好な周波数温度特性を得るために、水晶基板のカット角を調整すると共に、電極の基準化膜厚（Ｈ／λ）を０．１程度まで厚くする事が記載されている。
また、特許文献４には、レイリー波を利用したＳＡＷ装置において水晶基板のカット角を調整すると共に、電極の基準化膜厚（Ｈ／λ）を０．０４５程度以上厚くする旨が記載されている。
また、特許文献５には、回転ＹカットＸ伝搬の水晶基板を用い、ストップバンドの上端の共振を利用することで、ストップバンドの下端の共振を用いる場合よりも周波数温度特性が向上する旨が記載されている。
In addition,
また、特許文献６、および非特許文献１には、ＳＴカット水晶基板を用いたＳＡＷ装置において、ＩＤＴを構成する電極指間や反射器を構成する導体ストリップ間に溝（グルーブ）を設けることが記載されている。また非特許文献１には、溝の深さにより周波数温度特性が変化する旨が記載されている。
In
また、特許文献７には、ＬＳＴカットの水晶基板を用いたＳＡＷ装置において、周波数温度特性を示す曲線を三次元曲線とするための構成が記載されていると共に、レイリー波を用いたＳＡＷ装置においては、三次元曲線で示されるような温度特性を持つカット角の基板は発見することができなかった旨が記載されている。
上記のように、周波数温度特性を改善するための要素は多岐に亙り、特にレイリー波を用いたＳＡＷ装置では、ＩＤＴを構成する電極の膜厚を厚くすることが周波数温度特性に寄与する要因の１つであると考えられている。しかし本願出願人は、電極の膜厚を厚くすると、経時変化特性や耐温度衝撃特性等の耐環境特性が劣化することを実験的に見出した。また、周波数温度特性の改善を主目的とした場合には、前述したように電極膜厚を厚くしなければならず、これに伴って経時変化特性や耐温度衝撃特性等の劣化を余儀なくされていた。これはＱ値に関しても当てはめられることであり、電極膜厚を厚くせずに高Ｑ化を実現させることは困難であった。 As described above, there are a variety of factors for improving the frequency temperature characteristics. In particular, in a SAW device using Rayleigh waves, increasing the film thickness of the electrode constituting the IDT is a factor contributing to the frequency temperature characteristics. It is considered one. However, the applicant of the present application has experimentally found that environmental resistance characteristics such as aging characteristics and temperature shock resistance characteristics deteriorate when the electrode thickness is increased. In addition, when the main purpose is to improve the frequency temperature characteristics, the electrode film thickness must be increased as described above, and this has inevitably deteriorates the aging characteristics and the temperature shock resistance characteristics. It was. This is also true for the Q value, and it has been difficult to achieve high Q without increasing the electrode film thickness.
したがって本願発明において弾性表面波フィルタ、電子機器を提供する際の課題は第１に、良好な周波数温度特性の実現、第２に耐環境特性の向上、第３に高いＱ値を得る、というものである。 Therefore, the problems in providing the surface acoustic wave filter and the electronic device in the present invention are, firstly, to realize good frequency temperature characteristics, secondly to improve environmental resistance characteristics, and thirdly to obtain a high Q value. It is.
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］オイラー角（−１．５°≦φ≦１．５°，１１７°≦θ≦１４２°，４１．９°≦｜ψ｜≦４９．５７４９°）の水晶基板上に設けられ、Ａｌ又はＡｌを主体とした合金を用いたストップバンド上端モードの弾性表面波を励振するＩＤＴと、前記ＩＤＴを構成する電極指間に位置する基板を窪ませた電極指間溝を有する弾性表面波共振子を複数接続させたディスクリート型の弾性表面波フィルタであって、前記弾性表面波の波長をλ、前記電極指間溝の深さをＧとした場合に、
このような特徴を持つ弾性表面波フィルタによれば、周波数温度特性の向上を図ることができる。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
Application Example 1 Provided on a quartz substrate with Euler angles (−1.5 ° ≦ φ ≦ 1.5 °, 117 ° ≦ θ ≦ 142 °, 41.9 ° ≦ | ψ | ≦ 49.5749 °). An elastic surface having an IDT that excites a surface acoustic wave of a stop band upper end mode using Al or an alloy mainly composed of Al, and a groove between electrode fingers in which a substrate located between electrode fingers constituting the IDT is recessed A discrete surface acoustic wave filter in which a plurality of wave resonators are connected, where the wavelength of the surface acoustic wave is λ and the depth of the inter-electrode finger groove is G.
According to the surface acoustic wave filter having such characteristics, it is possible to improve frequency temperature characteristics.
［適用例２］適用例１に記載の弾性表面波フィルタであって、前記電極指間溝の深さＧが、
このような特徴を持つ弾性表面波フィルタによれば、電極指間溝の深さＧが製造時の誤差によりずれた場合であっても、個体間における共振周波数のシフトを補正範囲内に抑えることができる。 According to the surface acoustic wave filter having such a feature, even if the depth G of the inter-electrode finger groove is shifted due to an error in manufacturing, the resonance frequency shift between individuals is suppressed within the correction range. Can do.
［適用例３］適用例１または適用例２に記載の弾性表面波フィルタであって、前記ＩＤＴの電極膜厚をＨとした場合に、
このような特徴を有する弾性表面波フィルタによれば、動作温度範囲内において良好な周波数温度特性を示すことを実現することができる。また、このような特徴を有することによれば、電極膜厚の増加に伴う耐環境特性の劣化を抑制することが可能となる。 According to the surface acoustic wave filter having such a feature, it is possible to realize a good frequency temperature characteristic within the operating temperature range. Moreover, according to having such a characteristic, it becomes possible to suppress degradation of the environmental resistance characteristics accompanying the increase in the electrode film thickness.
［適用例４］適用例３に記載の弾性表面波フィルタであって、前記ライン占有率ηが、
適用例３における電極膜厚の範囲内において数式５を満たすようにηを定めることで、二次温度係数を略、±０．０１ｐｐｍ／℃２以内に収めることが可能となる。
Application Example 4 The surface acoustic wave filter according to Application Example 3, wherein the line occupancy η is
By defining η so as to satisfy
［適用例５］適用例３または適用例４に記載の弾性表面波フィルタであって、前記電極指間溝の深さＧと前記電極膜厚Ｈとの和が、
電極指間溝の深さＧと電極膜厚Ｈとの和を数式６のように定めることで、従来の弾性表面波共振子よりも高いＱ値を得ることができる。
Application Example 5 In the surface acoustic wave filter according to Application Example 3 or Application Example 4, the sum of the inter-electrode finger groove depth G and the electrode film thickness H is:
By defining the sum of the inter-electrode finger groove depth G and the electrode film thickness H as shown in
［適用例６］適用例１乃至適用例５のいずれか１例に記載の弾性表面波フィルタであって、前記ψと前記θが、
このような特徴を有するカット角で切り出された水晶基板を用いて弾性表面波フィルタを製造することで、広い範囲で良好な周波数温度特性を示す弾性表面波フィルタとすることができる。 By manufacturing a surface acoustic wave filter using a quartz substrate cut with a cut angle having such characteristics, a surface acoustic wave filter exhibiting good frequency temperature characteristics in a wide range can be obtained.
［適用例７］適用例１乃至適用例６のいずれか１例に記載の弾性表面波フィルタであって、前記ＩＤＴにおけるストップバンド上端モードの周波数をｆｔ２、前記ＩＤＴを弾性表面波の伝搬方向に挟み込むように配置される反射器におけるストップバンド下端モードの周波数をｆｒ１、前記反射器のストップバンド上端モードの周波数をｆｒ２としたとき、
このような特徴を有することにより、ＩＤＴのストップバンド上端モードの周波数ｆｔ２において、反射器の反射係数｜Γ｜が大きくなり、ＩＤＴから励振されたストップバンド上端モードの弾性表面波が、反射器にて高い反射係数でＩＤＴ側に反射されるようになる。そしてストップバンド上端モードの弾性表面波のエネルギー閉じ込めが強くなり、低損失な弾性表面波フィルタを実現することができる。 By having such a feature, the reflection coefficient | Γ | of the reflector increases at the frequency ft2 of the IDT stopband upper end mode, and the stopband upper end mode surface acoustic wave excited from the IDT is generated in the reflector. Therefore, it is reflected to the IDT side with a high reflection coefficient. Further, the energy confinement of the surface acoustic wave in the stop band upper end mode becomes stronger, and a surface acoustic wave filter with low loss can be realized.
［適用例８］適用例１乃至適用例７のいずれか１例に記載の弾性表面波フィルタであって、前記反射器を構成する導体ストリップ間に導体ストリップ間溝を設け、前記電極指間溝よりも前記導体ストリップ間溝の深さの方が浅いことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
[Application Example 8] The surface acoustic wave filter according to any one of Application Examples 1 to 7, wherein a groove between conductor strips is provided between conductor strips constituting the reflector, and the groove between the electrode fingers The surface acoustic wave filter according to
このような特徴を有することで、反射器のストップバンドをＩＤＴのストップバンドよりも高域側へ周波数シフトさせることができる。このため、数式８の関係を実現させることが可能となる。 By having such a feature, the stop band of the reflector can be frequency-shifted to a higher frequency side than the stop band of the IDT. For this reason, the relationship of Formula 8 can be realized.
［適用例９］適用例１乃至適用例８のいずれか１例に記載の弾性表面波フィルタであって、前記弾性表面波フィルタは、前記水晶基板上に複数個の前記弾性表面波共振子を梯子状に接続したラダー型弾性表面波フィルタであることを特徴とする弾性表面波フィルタ。
このような特徴を持つ弾性表面波フィルタによれば、周波数温度特性の向上を図ることができる。また通過域近傍の減衰傾度が急峻な帯域通過特性が得られる。
[Application Example 9] The surface acoustic wave filter according to any one of Application Examples 1 to 8, wherein the surface acoustic wave filter includes a plurality of surface acoustic wave resonators on the quartz substrate. A surface acoustic wave filter, which is a ladder-type surface acoustic wave filter connected in a ladder shape.
According to the surface acoustic wave filter having such characteristics, it is possible to improve frequency temperature characteristics. In addition, a band pass characteristic having a steep attenuation gradient in the vicinity of the pass band can be obtained.
［適用例１０］適用例１乃至適用例８のいずれか１例に記載の弾性表面波フィルタであって、前記弾性表面波フィルタは、前記水晶基板上に複数個の前記弾性表面波共振子を格子状に接続したラチス型弾性表面波フィルタであることを特徴とする弾性表面波フィルタ。
このような特徴を持つ弾性表面波フィルタによれば、周波数温度特性の向上を図ることができる。また平衡型回路とすることができる。
[Application Example 10] The surface acoustic wave filter according to any one of Application Examples 1 to 8, wherein the surface acoustic wave filter includes a plurality of surface acoustic wave resonators on the quartz substrate. A surface acoustic wave filter, which is a lattice type surface acoustic wave filter connected in a lattice pattern.
According to the surface acoustic wave filter having such characteristics, it is possible to improve frequency temperature characteristics. Moreover, it can be set as a balanced circuit.
［適用例１１］適用例１乃至適用例８のいずれか１例に記載の弾性表面波フィルタであって、前記弾性表面波フィルタは、前記水晶基板の弾性表面波の伝搬方向に対して複数個の前記弾性表面波共振子を平行に近接配置した横結合型多重モードフィルタであることを特徴とする弾性表面波フィルタ。
このような特徴を持つ弾性表面波フィルタによれば、周波数温度特性の向上を図ることができる。また伝搬方向に対し垂直方向の音響結合を利用することができる。
Application Example 11 The surface acoustic wave filter according to any one of Application Examples 1 to 8, wherein the surface acoustic wave filter includes a plurality of surface acoustic wave filters in the propagation direction of the surface acoustic wave on the quartz substrate. A surface acoustic wave filter, characterized in that the surface acoustic wave filter is a laterally coupled multimode filter in which the surface acoustic wave resonators of FIG.
According to the surface acoustic wave filter having such characteristics, it is possible to improve frequency temperature characteristics. Also, acoustic coupling in the direction perpendicular to the propagation direction can be used.
［適用例１２］適用例１乃至適用例８のいずれか１例に記載の弾性表面波フィルタであって、前記弾性表面波フィルタは、前記水晶基板の弾性表面波の伝搬方向に沿って複数個のＩＤＴからなる前記弾性表面波共振子を配置した縦結合型多重モードフィルタであることを特徴とする弾性表面波フィルタ。
このような特徴を持つ弾性表面波フィルタによれば、周波数温度特性の向上を図ることができる。また広い通過帯域と低いインピーダンスを実現できる。
Application Example 12 The surface acoustic wave filter according to any one of Application Examples 1 to 8, wherein a plurality of the surface acoustic wave filters are provided along a propagation direction of the surface acoustic wave on the quartz substrate. A surface acoustic wave filter, characterized in that the surface acoustic wave filter is a longitudinally coupled multimode filter in which the surface acoustic wave resonator made of IDT is arranged.
According to the surface acoustic wave filter having such characteristics, it is possible to improve frequency temperature characteristics. A wide passband and low impedance can be realized.
［適用例１３］適用例１乃至適用例１２のいずれか１例に記載の弾性表面波フィルタを備えたことを特徴とする電子機器。
このような特徴を持つ電子機器によれば、周波数温度特性の向上を図ることができる。
Application Example 13 An electronic apparatus comprising the surface acoustic wave filter according to any one of Application Examples 1 to 12.
According to the electronic apparatus having such characteristics, it is possible to improve frequency temperature characteristics.
以下、本発明の弾性表面波フィルタ、電子機器に係る実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図１を参照して、本発明の弾性表面波フィルタ、電子機器に適用する弾性表面波（ＳＡＷ）共振子に係る第１の実施形態について説明する。なお図１において、図１（Ａ）はＳＡＷ共振子の平面図であり、図１（Ｂ）は部分拡大断面図、図１（Ｃ）は同図（Ｂ）における詳細を説明するための拡大図である。
Hereinafter, embodiments of a surface acoustic wave filter and an electronic device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, a first embodiment of a surface acoustic wave (SAW) resonator applied to a surface acoustic wave filter and an electronic apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 1A is a plan view of a SAW resonator, FIG. 1B is a partially enlarged sectional view, and FIG. 1C is an enlarged view for explaining details in FIG. 1B. FIG.
本実施形態に係るＳＡＷ共振子１０は、水晶基板３０と、ＩＤＴ１２、および反射器２０を基本として構成される。水晶基板３０は、結晶軸をＸ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）、およびＺ軸（光軸）で示すものを用いる。
The
本実施形態では水晶基板３０として、オイラー角（−１°≦φ≦１°，１１７°≦θ≦１４２°，４１．９°≦｜ψ｜≦４９．５７°）で表される面内回転ＳＴカット水晶基板を採用した。ここで、オイラー角について説明する。オイラー角（０°，０°，０°）で表される基板は、Ｚ軸に垂直な主面を有するＺカット基板となる。ここで、オイラー角（φ，θ，ψ）のφはＺカット基板の第１の回転に関するものであり、Ｚ軸を回転軸とし、＋Ｘ軸から＋Ｙ軸側へ回転する方向を正の回転角度とした第１回転角度である。オイラー角のθはＺカット基板の第１の回転後に行う第２の回転に関するものであり、第１の回転後のＸ軸を回転軸とし、第１の回転後の＋Ｙ軸から＋Ｚ軸へ回転する方向を正の回転角度とした第２の回転角度である。圧電基板のカット面は、第１回転角度φと第２回転角度θとで決定される。オイラー角のψはＺカット基板の第２の回転後に行う第３の回転に関するものであり、第２の回転後のＺ軸を回転軸とし、第２の回転後の+Ｘ軸から第２の回転後の+Ｙ軸側へ回転する方向を正の回転角度とした第３回転角度である。ＳＡＷの伝搬方向は、第２の回転後のＸ軸に対する第３回転角度ψで表される。
In this embodiment, the
ＩＤＴ１２は、複数の電極指１８の基端部をバスバー１６で接続した櫛歯状電極１４ａ，１４ｂを一対有し、一方の櫛歯状電極１４ａ（または１４ｂ）を構成する電極指１８と他方の櫛歯状電極１４ｂ（または１４ａ）を構成する電極指１８とを所定の間隔をあけて交互に配置している。ここで、電極指１８は、弾性表面波の伝搬方向であるＸ′軸と直交する方向に配置される。このようにして構成されるＳＡＷ共振子１０によって励起されるＳＡＷは、Ｒａｙｌｅｉｇｈ型（レイリー型）のＳＡＷであり、第３の回転後のＺ軸と第３の回転後のＸ軸の両方に振動変位成分を有する。そしてこのように、ＳＡＷの伝搬方向を水晶の結晶軸であるＸ軸からずらすことで、ストップバンド上端モードのＳＡＷを励起することが可能となるのである。
The
ここで、ストップバンド上端モードのＳＡＷと下端モードのＳＡＷの関係について説明する。図２に示すような正規型ＩＤＴ１２（図２に示すのはＩＤＴ１２を構成する電極指１８）によって形成されるストップバンド下端モード、および上端モードのＳＡＷにおいて、それぞれの定在波は、腹（又は節）の位置が互いにπ／２ずれている。図２は、正規型ＩＤＴ１２におけるストップバンド上端モードおよび下端モードの定在波の分布を示す図である。
Here, the relationship between the stop band upper end mode SAW and the lower end mode SAW will be described. In the stop band lower end mode and the upper end mode SAW formed by the
図２によれば上述したように、実線で示すストップバンド下端モードの定在波は、電極指１８の中央位置、すなわち反射中心位置に腹が存在し、一点鎖線で示したストップバンド上端モードの定在波は反射中心位置に節が存在する。
According to FIG. 2, as described above, the standing wave in the stop band lower end mode indicated by the solid line has an antinode at the center position of the
また、反射器２０は、前記ＩＤＴ１２をＳＡＷの伝搬方向に挟み込むように一対設けられる。具体的構成としては、ＩＤＴ１２を構成する電極指１８と平行に設けられる複数の導体ストリップ２２の両端をそれぞれ接続したものである。
なお、水晶基板のＳＡＷ伝搬方向の端面からの反射波を積極的に利用する端面反射型ＳＡＷ共振子や、ＩＤＴの電極指対数を多くすることでＩＤＴ自体でＳＡＷの定在波を励起する多対ＩＤＴ型ＳＡＷ共振子においては、反射器は必ずしも必要ではない。
A pair of
It should be noted that end face reflection type SAW resonators that actively use the reflected wave from the end face of the quartz substrate in the SAW propagation direction, and that the IDT itself excites SAW standing waves by increasing the number of electrode finger pairs of the IDT. In the anti-IDT type SAW resonator, the reflector is not always necessary.
このようにして構成されるＩＤＴ１２や反射器２０を構成する電極膜の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）やＡｌを主体とした合金を用いることができる。なお、電極膜材料として合金を用いる場合、主成分となるＡｌ以外の金属は重量比で１０％以下にすればよい。
As the material of the electrode film constituting the
上記のような基本構成を有するＳＡＷ共振子１０における水晶基板３０は、ＩＤＴ１２の電極指間や反射器２０の導体ストリップ間に溝（電極指間溝）３２を設けている。
The
水晶基板３０に設ける溝３２は、ストップバンド上端モードにおけるＳＡＷの波長をλとし、溝深さをＧとした場合、
また、ライン占有率ηとは図１（Ｃ）に示すように、電極指１８の線幅（水晶凸部のみの場合には凸部の幅をいう）Ｌを電極指１８間のピッチλ／２（＝Ｌ＋Ｓ）で除した値である。したがって、ライン占有率ηは、数式１２で示すことができる。
ここで本実施形態に係るＳＡＷ共振子１０は、ライン占有率ηを数式１３のような範囲で定めると良い。なお、数式１３からも解るようにηは溝３２の深さＧを定めることにより導き出すことができる。
また、本実施形態に係るＳＡＷ共振子１０における電極膜材料（ＩＤＴ１２や反射器２０等）の膜厚は、
さらに、ライン占有率ηについて数式１４で示した電極膜の厚みを考慮した場合、ηは数式１５により求めることができる。
ライン占有率ηは、電極膜厚が厚いほど電気的特性（特に共振周波数）の製造ばらつきが大きくなり、電極膜厚Ｈが数式１４の範囲内においては±０．０４以内の製造ばらつき、Ｈ＞０．０３５λにおいては±０．０４より大きい製造ばらつきが生じる可能性が大きい。しかしながら、電極膜厚Ｈが数式１４の範囲内であり、且つライン占有率ηのばらつきが±０．０４以内であれば、二次温度係数βの小さいＳＡＷデバイスが実現できる。即ちライン占有率ηは、数式１５に±０．０４の公差を加えた数式１６の範囲まで許容できる。
上記のような構成の本実施形態に係るＳＡＷ共振子１０では、二次温度係数βを±０．０１ｐｐｍ／℃２以内とし、望ましくはＳＡＷの動作温度範囲を−４０℃〜＋８５℃とした場合に、当該動作温度範囲内における周波数変動量ΔＦを２５ｐｐｍ以下とすることができる程度まで、周波数温度特性を向上させることを目的としている。なお、二次温度係数βは、ＳＡＷの周波数温度特性を示す曲線の多項式近似における二次係数であるため、二次温度係数の絶対値が小さい事は周波数変動量が小さい事を意味し、周波数温度特性が良好であるということができる。以下は、上記のような構成のＳＡＷデバイスが、本発明の目的を達成することのできる要素を備えていることについてのシミュレーションを用いた証明である。
In the
なお、ＳＴカットと呼ばれる水晶基板を用いて伝搬方向を結晶Ｘ軸方向としたＳＡＷ共振子は、動作温度範囲を同一とした場合、動作温度範囲内における周波数変動量ΔＦは約１１７ｐｐｍとなり、二次温度係数βは、−０．０３０ｐｐｍ／℃２程度となる。また、水晶基板のカット角とＳＡＷ伝搬方向をオイラー角表示で（０，１２３°，４５°）とし、動作温度範囲を同一とした面内回転ＳＴカット水晶基板を用いたＳＡＷ共振子の場合、周波数変動量ΔＦは約６３ｐｐｍ、二次温度係数βは−０．０１６ｐｐｍ／℃２程度となる。 Note that a SAW resonator using a quartz substrate called ST cut and having the propagation direction as the crystal X-axis direction has a frequency fluctuation amount ΔF within the operating temperature range of about 117 ppm when the operating temperature range is the same. The temperature coefficient β is about −0.030 ppm / ° C. 2 . Also, in the case of a SAW resonator using an in-plane rotating ST-cut quartz substrate in which the cut angle and SAW propagation direction of the quartz substrate are set to Euler angles (0, 123 °, 45 °) and the operating temperature range is the same, The frequency fluctuation amount ΔF is about 63 ppm, and the secondary temperature coefficient β is about −0.016 ppm / ° C. 2 .
ＳＡＷ共振子１０の周波数温度特性の変化には上述したように、ＩＤＴ１２における電極指１８のライン占有率ηや電極膜厚Ｈ、及び溝深さＧなどが関係している。そして本実施形態に係るＳＡＷ共振子１０は、ストップバンド上端モードの励振を利用する。
As described above, the change in the frequency temperature characteristic of the
図４は、ライン占有率ηを変化させて水晶基板３０にＳＡＷを伝搬させた場合における二次温度係数βの変化を示すグラフである。図４において図４（Ａ）は溝深さＧを０．０２λとした場合のストップバンド上端モードの共振における二次温度係数βを示し、図４（Ｂ）は溝深さＧを０．０２λとした場合のストップバンド下端モードの共振における二次温度係数βを示す。また、図４において図４（Ｃ）は溝深さＧを０．０４λとした場合のストップバンド上端モードの共振における二次温度係数βを示し、図４（Ｄ）は溝深さＧを０．０４λとした場合のストップバンド下端モードの共振における二次温度係数βを示す。なお、図４に示すシミュレーションは、周波数温度特性を変動させる因子を減らすために、電極膜を設けない水晶基板３０に何らかの形でＳＡＷを伝搬させた場合の例を示すものである。また、水晶基板３０のカット角は、オイラー角（０°，１２３°，ψ）のものを使用した。なお、ψに関しては、二次温度係数βの絶対値が最少となる値を適宜選択している。
FIG. 4 is a graph showing changes in the secondary temperature coefficient β when the SAW is propagated to the
図４からは、ストップバンド上端モードの場合も下端モードの場合も、ライン占有率ηが０．６〜０．７となるあたりで二次温度係数βが大きく変化していることを読み取ることができる。そして、ストップバンド上端モードにおける二次温度係数βの変化とストップバンド下端モードにおける二次温度係数βの変化とを比較すると、次のような事を読み取ることができる。すなわち、ストップバンド下端モードにおける二次温度係数βの変化は、マイナス側からさらにマイナス側へ変化する事により特性が低下している（二次温度係数βの絶対値が大きくなっている）。これに対し、ストップバンド上端モードにおける二次温度係数βの変化は、マイナス側からプラス側へ変化することにより特性が向上している（二次温度係数βの絶対値が小さくなっている）ということである。 From FIG. 4, it can be read that the secondary temperature coefficient β greatly changes when the line occupancy η is 0.6 to 0.7 in both the stop band upper end mode and the lower end mode. it can. When the change in the secondary temperature coefficient β in the stop band upper end mode is compared with the change in the secondary temperature coefficient β in the stop band lower end mode, the following can be read. That is, the characteristic of the change in the secondary temperature coefficient β in the stop band lower end mode is deteriorated by changing from the minus side to the minus side (the absolute value of the secondary temperature coefficient β is increased). On the other hand, the change in the secondary temperature coefficient β in the stop band upper end mode is improved by changing from the minus side to the plus side (the absolute value of the secondary temperature coefficient β is reduced). That is.
このことより、ＳＡＷデバイスにおいて良好な周波数温度特性を得るためには、ストップバンド上端モードの振動を用いることが望ましいということができる。 From this, it can be said that it is desirable to use the vibration in the stop band upper end mode in order to obtain good frequency temperature characteristics in the SAW device.
次に発明者は、溝深さＧを種々変化させた水晶基板においてストップバンド上端モードのＳＡＷを伝搬させた際におけるライン占有率ηと二次温度係数βとの関係について調べた。 Next, the inventor examined the relationship between the line occupancy η and the secondary temperature coefficient β when the stop band upper end mode SAW was propagated in the quartz substrate with various groove depths G.
図５は、溝深さＧを０．０１λ（１％λ）から０．０８λ（８％λ）まで変化させた際のライン占有率ηと二次温度係数βとの関係を示すシミュレーションのグラフである。図５からは、溝深さＧを０．０１２５λ（１．２５％λ）としたあたりからβ＝０となる点、すなわち周波数温度特性を示す近似曲線が三次曲線を示す点が現れ始めていることが読み取れる。そして、図５からは、β＝０となるηがそれぞれ２箇所（ηが大きな方におけるβ＝０となる点（η１）や、ηが小さい方におけるβ＝０となる点（η２））がある。なお図５からは、η２の方が、η１よりも溝深さＧの変化に対するライン占有率ηの変動量が大きいという事も読み取ることができる。 FIG. 5 is a simulation graph showing the relationship between the line occupancy η and the secondary temperature coefficient β when the groove depth G is changed from 0.01λ (1% λ) to 0.08λ (8% λ). It is. From FIG. 5, the point where β = 0 is reached when the groove depth G is 0.0125λ (1.25% λ), that is, the point where the approximate curve indicating the frequency-temperature characteristic shows a cubic curve starts to appear. Can be read. From FIG. 5, there are two η at which β = 0 (point (η1) where β = 0 when η is larger, and point (η2) where β = 0 when η is smaller)). is there. From FIG. 5, it can be read that η2 has a larger fluctuation amount of the line occupation ratio η with respect to the change of the groove depth G than η1.
この点については、図６を参照することによりその理解を深めることができる。図６は、溝深さＧを変えていった場合において二次温度係数βが０となるη１、η２をそれぞれプロットしたグラフである。図６は、溝深さＧが大きくなるにつれて、η１、η２は互いに小さくなるが、η２の方は、溝深さＧ＝０．０４λとなったあたりで０．５λ〜０．９λの範囲で示したグラフをスケールアウトしてしまうほど変動量が大きいということを読み取ることができる。つまり、η２は、溝深さＧの変化に対する変動量が大きいということがいえる。 About this point, the understanding can be deepened by referring to FIG. FIG. 6 is a graph plotting η1 and η2 at which the secondary temperature coefficient β becomes 0 when the groove depth G is changed. FIG. 6 shows that η1 and η2 become smaller as the groove depth G increases, but η2 is in the range of 0.5λ to 0.9λ when the groove depth G = 0.04λ. It can be read that the amount of variation increases as the graph shown is scaled out. That is, it can be said that η2 has a large fluctuation amount with respect to the change of the groove depth G.
図７は、図５における縦軸を二次温度係数βに替えて周波数変動量ΔＦとして示したグラフである。図７からは当然に、β＝０となる２つの点（η１、η２）において、周波数変動量ΔＦが低下する事を読み取ることができる。さらに図７からは、β＝０となる２つの点では、溝深さＧを変えたいずれのグラフにおいても、η１にあたる点の方が、周波数変動量ΔＦが小さく抑えられているということを読み取ることができる。 FIG. 7 is a graph in which the vertical axis in FIG. 5 is replaced with the secondary temperature coefficient β as a frequency variation ΔF. Naturally, it can be seen from FIG. 7 that the frequency variation ΔF decreases at two points (η1, η2) where β = 0. Further, from FIG. 7, it can be read that at two points where β = 0, the frequency fluctuation amount ΔF is suppressed smaller at the point corresponding to η1 in any graph in which the groove depth G is changed. be able to.
上記傾向によると、製造時に誤差が生じ易い量産品に関しては、溝深さＧの変動に対するβ＝０となる点の変動量が少ない方、すなわちη１を採用することが望ましいと考えられる。図３には、各溝深さＧにおいて二次温度係数βが最少となる点（η１）での周波数変動量ΔＦと溝深さＧとの関係のグラフを示す。図３によると、周波数変動量ΔＦが目標値である２５ｐｐｍ以下となる溝深さＧの下限値は、溝深さＧが０．０１λとなり、溝深さＧの範囲はそれ以上、すなわち０．０１≦Ｇということになる。 According to the above tendency, for mass-produced products that are prone to errors during manufacturing, it is considered desirable to adopt η1 that has a smaller fluctuation amount at the point where β = 0 with respect to fluctuations in the groove depth G. FIG. 3 shows a graph of the relationship between the frequency variation ΔF and the groove depth G at the point (η1) at which the secondary temperature coefficient β is minimum at each groove depth G. According to FIG. 3, the lower limit value of the groove depth G at which the frequency fluctuation amount ΔF is 25 ppm or less, which is the target value, is 0.01λ, and the range of the groove depth G is more than that, that is, 0. 01 ≦ G.
なお、図３にはシミュレーションによって、溝深さＧが０．０８以上となる場合の例も追加した。このシミュレーションによれば溝深さＧは、０．０１λ以上で周波数変動量ΔＦが２５ｐｐｍ以下となり、その後、溝深さＧが増す毎に周波数変動量ΔＦが小さくなる。しかし、溝深さＧが約０．０９λ以上となった場合に、周波数変動量ΔＦは再び増加し、０．０９４λを越えると周波数変動量ΔＦが２５ｐｐｍを超えることとなる。 In FIG. 3, an example in which the groove depth G is 0.08 or more is also added by simulation. According to this simulation, when the groove depth G is 0.01λ or more, the frequency variation ΔF is 25 ppm or less, and thereafter, as the groove depth G increases, the frequency variation ΔF decreases. However, when the groove depth G is about 0.09λ or more, the frequency variation ΔF increases again, and when it exceeds 0.094λ, the frequency variation ΔF exceeds 25 ppm.
図３に示すグラフは水晶基板３０上に、ＩＤＴ１２や反射器２０等の電極膜を形成していない状態でのシミュレーションであるが、詳細を以下に示す図１６〜図２１を参照すると解るように、ＳＡＷ共振子１０は電極膜を設けた方が周波数変動量ΔＦを小さくすることができると考えられる。よって溝深さＧの上限値を定めるとすれば電極膜を形成していない状態での最大値、すなわちＧ≦０．０９４λとすれば良く、目標を達成するために好適な溝深さＧの範囲としては、
なお、量産工程において溝深さＧは、最大±０．００１λ程度のバラツキを持つ。よって、ライン占有率ηを一定とした場合において、溝深さＧが±０．００１λだけズレた場合におけるＳＡＷ共振子１０の個々の周波数変動量Δｆについて図８に示す。図８によれば、Ｇ＝０．０４λの場合において、溝深さＧが±０．００１λズレた場合、すなわち溝深さが０．０３９λ≦Ｇ≦０．０４１λの範囲においては、周波数変動量Δｆが±５００ｐｐｍ程度であるということを読み取ることができる。
In the mass production process, the groove depth G has a maximum variation of about ± 0.001λ. Therefore, FIG. 8 shows individual frequency fluctuation amounts Δf of the
ここで、周波数変動量Δｆが±１０００ｐｐｍ未満であれば、種々の周波数微調整手段により周波数調整が可能であると考える。しかし、周波数変動量Δｆが±１０００ｐｐｍ以上となった場合には、周波数の調整によりＱ値、ＣＩ（crystal impedance）値等の静特性や、長期信頼性への影響が生じ、ＳＡＷ共振子１０として良品率の低下へと繋がる。 Here, if the frequency variation Δf is less than ± 1000 ppm, it is considered that the frequency can be adjusted by various frequency fine adjustment means. However, when the frequency fluctuation amount Δf becomes ± 1000 ppm or more, the frequency adjustment affects static characteristics such as Q value and CI (crystal impedance) value and long-term reliability. This leads to a decrease in the yield rate.
図８に示すプロットを繋ぐ直線について、周波数変動量Δｆ［ｐｐｍ］と溝深さＧとの関係を示す近似式を導くと、数式１８を得ることができる。
ここで、Δｆ＜１０００ｐｐｍとなるＧの値を求めると、Ｇ≦０．０６９５λとなる。したがって、本実施形態に係る溝深さＧの範囲として好適には、
次に、図９に、二次温度係数β＝０となるη、すなわち三次温特を示すライン占有率ηと溝深さＧとの関係をグラフに示す。水晶基板３０は、オイラー角を（０°，１２３°，ψ）とした。ここでψについては、周波数温度特性が三次曲線の傾向を示す角度、すなわち二次温度係数β＝０となる角度を適宜選択している。なお、図９と同様な条件において、β＝０となるηを得た際のオイラー角ψと溝深さＧとの関係を図２４に示す。図２４の電極膜厚Ｈ＝０．０２λのグラフにおいて、ψ＜４２°のプロットが表示されていないが、このグラフのη２のプロットはＧ＝０．０３λにてψ＝４１．９°となっている。各電極膜厚における溝深さＧとライン占有率ηとの関係については、詳細を後述する図１２〜図１７に基づいてプロットを得ている。
Next, FIG. 9 is a graph showing the relationship between η at which the secondary temperature coefficient β = 0, that is, the line occupancy η indicating the tertiary temperature characteristic and the groove depth G. The
図９からは、いずれの膜厚においても、上述したように、η１はη２に比べて溝深さＧの変化による変動が少ないということを読み取ることができる。このため、図９におけるそれぞれの膜厚のグラフについて、η１を抜き出し、図１０にまとめた。図１０からは、破線で示すラインの中にη１が集中していることを読み取ることができる。また、図１０によると、ライン占有率ηの上限を示すプロットは、電極膜厚Ｈ＝０．０１λとしたＳＡＷ共振子であり、ライン占有率ηの下限を示すプロットは、電極膜厚Ｈ＝０．０３５λとしたＳＡＷ共振子である。つまり、電極膜厚Ｈを厚くするに従って二次温度係数β＝０とすることのできるライン占有率ηが小さくなるということができる。
これらを踏まえ、ライン占有率ηの上限を示すプロットと下限を示すプロットのそれぞれについて近似式を求めると、数式２０と、数式２１を導くことができる。
Based on these, when the approximate expression is obtained for each of the plot indicating the upper limit and the plot indicating the lower limit of the line occupancy η,
数式２０、数式２１より、図１０において破線で囲った範囲においてηは、数式２２の範囲で定めることができるといえる。
ここで、二次温度係数βを±０．０１ｐｐｍ／℃２以内まで許容する場合、数式１９と数式２２を共に満たすことで、二次温度係数βが±０．０１ｐｐｍ／℃２以内になることを確認した。
また、数式２０〜２２を踏まえて電極膜厚Ｈ≒０、０．０１λ、０．０２λ、０．０３λ、０．０３５λとしたＳＡＷ共振子１０についてそれぞれ、β＝０となる溝深さＧとライン占有率ηとの関係を近似直線で示すと図１１のようになる。なお、電極膜を設けない水晶基板３０における溝深さＧとライン占有率ηとの関係については、図６に示した通りである。
Here, when the secondary temperature coefficient β is allowed to be within ± 0.01 ppm / ° C. 2 , the secondary temperature coefficient β is within ± 0.01 ppm / ° C. 2 by satisfying both Equation 19 and
For the
これら電極膜厚Ｈを踏まえた近似直線を示す近似式に基づいて周波数温度特性が良好となる溝深さＧとライン占有率ηの関係式は、数式２３のようになる。
ライン占有率ηは、電極膜厚が厚いほど電気的特性（特に共振周波数）の製造ばらつきが大きくなり、電極膜厚Ｈが数式１４の範囲内においては±０．０４以内の製造ばらつき、Ｈ＞０．０３５λにおいては±０．０４より大きい製造ばらつきが生じる可能性が大きい。しかしながら、電極膜厚Ｈが数式１４の範囲内であり、且つライン占有率ηのばらつきが±０．０４以内であれば、二次温度係数βの小さいＳＡＷデバイスが実現できる。即ち、ライン占有率の製造ばらつきを考慮した上で二次温度係数βを±０．０１ｐｐｍ／℃２以内とする場合、ライン占有率ηは、数式２３に±０，０４の公差を加えた数式２４の範囲まで許容できる。
図１２〜図１７に、電極膜厚をそれぞれ０．０１λ（１％λ）、０．０１５λ（１．５％λ）、０．０２λ（２％λ）、０．０２５λ（２．５％λ）、０．０３λ（３％λ）、０．０３５λ（３．５％λ）とした場合において、溝深さＧを変化させた場合におけるライン占有率ηと二次温度係数βとの関係のグラフを示す。 12 to 17, the electrode film thicknesses are 0.01λ (1% λ), 0.015λ (1.5% λ), 0.02λ (2% λ), and 0.025λ (2.5% λ, respectively). ), 0.03λ (3% λ), 0.035λ (3.5% λ), and the relationship between the line occupancy η and the secondary temperature coefficient β when the groove depth G is changed. A graph is shown.
また、図１８〜図２３には、図１２〜図１７に対応したＳＡＷ共振子１０におけるライン占有率ηと周波数変動量ΔＦとの関係のグラフを示す。なお、水晶基板はいずれもオイラー角（０°，１２３°，ψ）のものを使用し、ψについては適宜ΔＦが最小となる角度を選択する。
18 to 23 are graphs showing the relationship between the line occupancy η and the frequency variation ΔF in the
ここで、図１２は、電極膜厚Ｈを０．０１λとした場合のライン占有率ηと二次温度係数βとの関係を示す図であり、図１８は電極膜厚Ｈを０．０１λとした場合のライン占有率ηと周波数変動量ΔＦとの関係を示す図である。 Here, FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the line occupancy η and the secondary temperature coefficient β when the electrode film thickness H is 0.01λ, and FIG. 18 shows the electrode film thickness H is 0.01λ. It is a figure which shows the relationship between the line occupation rate (eta) in the case of having performed, and frequency variation amount (DELTA) F.
また、図１３は、電極膜厚Ｈを０．０１５λとした場合のライン占有率ηと二次温度係数βとの関係を示す図であり、図１９は電極膜厚Ｈを０．０１５λとした場合のライン占有率ηと周波数変動量ΔＦとの関係を示す図である。 FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the line occupancy η and the secondary temperature coefficient β when the electrode film thickness H is 0.015λ, and FIG. 19 shows the electrode film thickness H is 0.015λ. It is a figure which shows the relationship between the line occupation rate (eta) in case, and frequency variation amount (DELTA) F.
また、図１４は、電極膜厚Ｈを０．０２λとした場合のライン占有率ηと二次温度係数βとの関係を示す図であり、図２０は電極膜厚Ｈを０．０２λとした場合のライン占有率ηと周波数変動量ΔＦとの関係を示す図である。 FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the line occupancy η and the secondary temperature coefficient β when the electrode film thickness H is 0.02λ, and FIG. 20 shows the electrode film thickness H is 0.02λ. It is a figure which shows the relationship between the line occupation rate (eta) in case, and frequency variation amount (DELTA) F.
また、図１５は、電極膜厚Ｈを０．０２５λとした場合のライン占有率ηと二次温度係数βとの関係を示す図であり、図２１は電極膜厚Ｈを０．０２５λとした場合のライン占有率ηと周波数変動量ΔＦとの関係を示す図である。 FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the line occupancy η and the secondary temperature coefficient β when the electrode film thickness H is 0.025λ, and FIG. 21 shows the electrode film thickness H is 0.025λ. It is a figure which shows the relationship between the line occupation rate (eta) in case, and frequency variation amount (DELTA) F.
また、図１６は、電極膜厚Ｈを０．０３λとした場合のライン占有率ηと二次温度係数βとの関係を示す図であり、図２２は電極膜厚Ｈを０．０３λとした場合のライン占有率ηと周波数変動量ΔＦとの関係を示す図である。 FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the line occupancy η and the secondary temperature coefficient β when the electrode film thickness H is 0.03λ, and FIG. 22 shows the electrode film thickness H is 0.03λ. It is a figure which shows the relationship between the line occupation rate (eta) in case, and frequency variation amount (DELTA) F.
また、図１７は、電極膜厚Ｈを０．０３５λとした場合のライン占有率ηと二次温度係数βとの関係を示す図であり、図２３は電極膜厚Ｈを０．０３５λとした場合のライン占有率ηと周波数変動量ΔＦとの関係を示す図である。 FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the line occupancy η and the secondary temperature coefficient β when the electrode film thickness H is 0.035λ, and FIG. 23 shows the electrode film thickness H is 0.035λ. It is a figure which shows the relationship between the line occupation rate (eta) in case, and frequency variation amount (DELTA) F.
これらの図（図１２〜図２３）においては、いずれのグラフにおいても微差はあるものの、その変化の傾向に関しては、水晶基板３０のみにおけるライン占有率ηと二次温度係数β、およびライン占有率ηと周波数変動量ΔＦの関係を示すグラフである図５、図７と似ていることが解る。
つまり、本実施形態に係る効果は、電極膜を除いた水晶基板３０単体における弾性表面波の伝搬においても奏することができるということが言える。
In these figures (FIGS. 12 to 23), although there is a slight difference in any of the graphs, the line occupancy η, the secondary temperature coefficient β, and the line occupancy of only the
That is, it can be said that the effect according to the present embodiment can also be achieved in the propagation of the surface acoustic wave in the
図２５に、図２４に示すグラフにおけるη１によって得られるψと溝深さＧとの関係をまとめた。なお、η１を選択した理由については上述した通りである。図２５に示すように、電極膜の膜厚が変化した場合であっても、ψの角度には殆ど違いは無く、ψの最適角度は溝深さＧの変動にしたがって変化して行くことが解る。これも、二次温度係数βの変化が水晶基板３０の形態に起因する割合が高いことの裏付けということができる。
FIG. 25 summarizes the relationship between ψ obtained by η1 and the groove depth G in the graph shown in FIG. The reason for selecting η1 is as described above. As shown in FIG. 25, even when the film thickness of the electrode film changes, there is almost no difference in the angle of ψ, and the optimum angle of ψ may change according to the variation of the groove depth G. I understand. This can also be said to support that the ratio of the change in the secondary temperature coefficient β is high due to the form of the
上記と同様にして、二次温度係数β＝−０．０１ｐｐｍ／℃２となるψとβ＝＋０．０１ｐｐｍ／℃２となるψについて溝深さＧとの関係を求め、図２６、図２７にまとめた。これらのグラフ（図２５〜図２７）から−０．０１≦β≦＋０．０１とすることのできるψの角度を求めると、上記条件下における好適なψの角度範囲は４３°＜ψ＜４５°と定めることができ、さらに好適には４３．２°≦ψ≦４４．２と定めることができる。 In the same manner as described above, we obtain the relationship between the secondary temperature coefficient β = -0.01ppm / ℃ 2 become ψ and β = + 0.01ppm / ℃ 2 become grooves for ψ depth G, 26, 27 Summarized in When the angle of ψ that can satisfy −0.01 ≦ β ≦ + 0.01 is obtained from these graphs (FIGS. 25 to 27), the preferable angle range of ψ under the above conditions is 43 ° <ψ <45. It can be defined as °, more preferably 43.2 ° ≦ ψ ≦ 44.2.
次に、図２８にθの角度を振った際の二次温度係数βの変化、すなわちθと二次温度係数βとの関係を示す。ここで、シミュレーションに用いたＳＡＷデバイスは、カット角とＳＡＷ伝搬方向をオイラー角表示で（０，θ，ψ）とし、溝深さＧを０．０４λとした水晶基板であり、電極膜厚Ｈは０．０２λとしている。なお、ψに関しては、θの設定角度に基づいて、上述した角度範囲内において、適宜二次温度係数βの絶対値が最少となる値を選択した。また、ηに関しては、上記数式２３に従って、０．６３８３とした。 Next, FIG. 28 shows a change in the secondary temperature coefficient β when the angle θ is changed, that is, the relationship between θ and the secondary temperature coefficient β. Here, the SAW device used for the simulation is a quartz substrate in which the cut angle and the SAW propagation direction are represented by Euler angles (0, θ, ψ) and the groove depth G is 0.04λ, and the electrode thickness H Is 0.02λ. As for ψ, a value that minimizes the absolute value of the secondary temperature coefficient β was appropriately selected within the above-described angle range based on the set angle of θ. Further, η was set to 0.6383 according to the above equation 23.
このような条件の下、θと二次温度係数βとの関係を示す図２８からは、θが１１７°以上１４２°以下の範囲内であれば、二次温度係数βの絶対値が０．０１ｐｐｍ／℃２の範囲内にある事を読み取ることができる。よって、上記のような設定値において、θを１１７°≦θ≦１４２°の範囲で定めることによれば、良好な周波数温度特性を持ったＳＡＷ共振子１０を構成することができると言える。
Under such conditions, FIG. 28 showing the relationship between θ and the secondary temperature coefficient β shows that the absolute value of the secondary temperature coefficient β is 0. As long as θ is in the range of 117 ° to 142 °. It can be read that it is within the range of 01 ppm / ° C. 2 . Therefore, it can be said that the
図２９は、オイラー角表示で（φ，１２３°，４３．７７°）の水晶基板３０を用い、溝深さＧを０．０４λ、電極膜厚Ｈを０．０２λ、及びライン占有率ηを０．６５とした場合において、φの角度と二次温度係数βとの関係を示すグラフである。
FIG. 29 shows a
図２９からは、φが−２°、＋２°の場合にはそれぞれ二次温度係数βが−０．０１よりも低くなってしまっているが、φが−１．５°から＋１．５°の範囲であれば確実に、二次温度係数βの絶対値が０．０１の範囲内にある事を読み取ることができる。よって、上記のような設定値においてφを−１．５°≦φ≦＋１．５°、好適には−１°≦φ≦＋１°の範囲で定めることによれば、良好な周波数温度特性を持ったＳＡＷ共振子１０を構成することができる。
From FIG. 29, when φ is −2 ° and + 2 °, the secondary temperature coefficient β is lower than −0.01, but φ is −1.5 ° to + 1.5 °. If it is within the range, it can be reliably read that the absolute value of the secondary temperature coefficient β is within the range of 0.01. Therefore, by setting φ within the range of −1.5 ° ≦ φ ≦ + 1.5 °, preferably −1 ° ≦ φ ≦ + 1 ° at the set values as described above, good frequency temperature characteristics can be obtained. The
上記説明では、φ、θ、ψはそれぞれ、一定条件の下に溝深さＧとの関係において最適値の範囲を導き出している。これに対し、図３０では、−４０℃〜＋８５℃における周波数変動量が最小となる非常に望ましいθとψの関係を示しており、その近似式を求めている。図３０によれば、ψの角度は、θの角度上昇に伴って変化し、三次曲線を描くように上昇する。なお、図３０の例では、θ＝１１７°とした場合のψは４２．７９°であり、θ＝１４２°とした場合のψは４９．５７°である。これらのプロットを近似曲線として示すと図３０中破線で示す曲線となり、近似式としては数式２５で示すことができる。
このことより、ψはθが定まることにより定めることができ、θの範囲を１１７°≦θ≦１４２°とした場合におけるψの範囲は４２．７９°≦ψ≦４９．５７°とすることができる。なお、シミュレーションにおける溝深さＧ、電極膜厚Ｈはそれぞれ、Ｇ＝０．０４λ、Ｈ＝０．０２λとした。 From this, ψ can be determined by defining θ, and the range of ψ when the range of θ is 117 ° ≦ θ ≦ 142 ° is 42.79 ° ≦ ψ ≦ 49.57 °. it can. In the simulation, the groove depth G and the electrode film thickness H were G = 0.04λ and H = 0.02λ, respectively.
上記のような理由により、本実施形態において種々定めた条件によりＳＡＷ共振子１０を構成することによれば、目標値を満たす良好な周波数温度特性を実現可能なＳＡＷ共振子とすることができる。
For the reasons described above, by configuring the
また、本実施形態に係るＳＡＷ共振子１０では、数式１４や図１２〜図２３に示したように、電極膜の膜厚Ｈを０＜Ｈ≦０．０３５λの範囲とした上で周波数温度特性の改善を図っている。これは、従来のように膜厚Ｈを極度に厚くして周波数温度特性の改善を図るものとは異なり、耐環境特性を維持したまま周波数温度特性の改善を実現するものである。図３７に、ヒートサイクル試験における電極膜厚（Ａｌ電極膜厚）と周波数変動との関係を示す。なお、図３７に示したヒートサイクル試験の結果は、−５５℃雰囲気下においてＳＡＷ共振子を３０分間晒した上で雰囲気温度＋１２５℃まで上昇させて３０分晒すというサイクルを８回続けた後のものである。図３７からは、電極膜厚Ｈを０．０６λにし、且つ電極指間溝を設けない場合に比べ、本実施形態に係るＳＡＷ共振子１０の電極膜厚Ｈの範囲では、周波数変動（Ｆ変動）が、１／３以下になっていることを読み取ることができる。なお、図３７は何れのプロットもＨ＋Ｇ＝０．０６λとしている。
Further, in the
また、図３７と同じ条件で製造されたＳＡＷ共振子について、１２５℃雰囲気に１０００時間放置する高温放置試験を行ったところ、従来のＳＡＷ共振子（Ｈ＝０．０６λ且つＧ＝０）に比べ、本実施形態に係るＳＡＷ共振子（Ｈ＝０．０３λ且つＧ＝０．０３λ、Ｈ＝０．０２λ且つＧ＝０．０４λ、Ｈ＝０．０１５λ且つＧ＝０．０４５λ、Ｈ＝０．０１λ且つＧ＝０．０５λの４条件）の試験前後の周波数変動量が１／３以下になることを確認した。 In addition, a high-temperature storage test in which the SAW resonator manufactured under the same conditions as in FIG. 37 was left in an atmosphere at 125 ° C. for 1000 hours was compared with a conventional SAW resonator (H = 0.06λ and G = 0). The SAW resonator according to this embodiment (H = 0.03λ and G = 0.03λ, H = 0.02λ and G = 0.04λ, H = 0.015λ, G = 0.045λ, H = 0. It was confirmed that the amount of frequency fluctuation before and after the test (4 conditions of 01λ and G = 0.05λ) was 1/3 or less.
上記のような条件の下、Ｈ＋Ｇ＝０．０６７λ（アルミ膜厚２０００Å、溝深さ４７００Å）、ＩＤＴのライン占有率ηｉ＝０．６、反射器のライン占有率ηｒ＝０．８、オイラー角（０°，１２３°，４３．５°）、ＩＤＴの対数１２０対、交差幅４０λ（λ＝１０μｍ）、反射器本数（片側あたり）７２本（３６対）、電極指の傾斜角度なし（電極指の配列方向とＳＡＷの位相速度方向が一致）、といった条件で製造されたＳＡＷ共振子１０では、図３１に示すような周波数温度特性を示すこととなる。
Under the above conditions, H + G = 0.067λ (aluminum film thickness 2000 mm, groove depth 4700 mm), IDT line occupancy ηi = 0.6, reflector line occupancy ηr = 0.8, Euler angle (0 °, 123 °, 43.5 °), 120 pairs of IDTs, intersection width 40λ (λ = 10 μm), 72 reflectors (per side) (36 pairs), no inclination angle of electrode fingers (electrodes The
図３１は、試験片個数ｎ＝４個による周波数温度特性をプロットしたものである。図３１によれば、これらの試験片による動作温度範囲内における周波数変動量ΔＦは約２０ｐｐｍ以下に抑制されていることを読み取ることができる。 FIG. 31 is a plot of frequency temperature characteristics with the number of test pieces n = 4. According to FIG. 31, it can be read that the frequency fluctuation amount ΔF in the operating temperature range by these test pieces is suppressed to about 20 ppm or less.
本実施形態では溝深さＧや電極膜厚Ｈ等による周波数温度特性への影響を説明してきた。しかし溝深さＧと電極膜厚Ｈを合わせた深さ（段差）は、等価回路定数やＣＩ値等の静特性やＱ値にも影響を与える。例えば図３２、段差を０．０６２λ〜０．０７１λまで変化させた場合における段差とＣＩ値との関係を示すグラフである。図３２によればＣＩ値は、段差を０．０６７λとした時に収束し、段差をそれ以上大きくした場合であっても良化しない（低くならない）ということを読み取ることができる。 In the present embodiment, the influence of the groove depth G and the electrode film thickness H on the frequency temperature characteristics has been described. However, the depth (step) obtained by combining the groove depth G and the electrode film thickness H also affects the static characteristics such as equivalent circuit constants and CI values, and the Q value. For example, FIG. 32 is a graph showing the relationship between the step and the CI value when the step is changed from 0.062λ to 0.071λ. According to FIG. 32, it can be read that the CI value converges when the step is set to 0.067λ, and does not improve (is not lowered) even when the step is further increased.
図３１に示すような周波数温度特性を示すＳＡＷ共振子１０における周波数と等価回路定数、および静特性を図３３にまとめた。ここで、Ｆは周波数、ＱはＱ値、γは容量比、ＣＩはＣＩ（クリスタルインピーダンス：Crystal Impedance）値、Ｍは性能指数（フィギュアオブメリット：Figure of Merit）をそれぞれ示す。
FIG. 33 summarizes the frequencies, equivalent circuit constants, and static characteristics of the
また、図３５には、従来のＳＡＷ共振子と、本実施形態に係るＳＡＷ共振子１０における段差とＱ値との関係を比較するためのグラフを示す。なお、図３５においては、太線で示すグラフが本実施形態に係るＳＡＷ共振子１０の特性を示すものであり、電極指間に溝を設け、且つストップバンド上端モードの共振を用いたものである。細線で示すグラフが従来のＳＡＷ共振子の特性を示すものであり、電極指間に溝を設けずにストップバンド上端モードの共振を用いたものである。図３５から明らかなように、電極指間に溝を設け、且つストップバンド上端モードの共振を用いると、段差（Ｇ＋Ｈ）が０．０４０７λ（４．０７％λ）以上の領域において、電極指間に溝を設けずにストップバンド下端モードの共振を用いた場合よりも高いＱ値が得られる。
FIG. 35 shows a graph for comparing the relationship between the step and the Q value in the conventional SAW resonator and the
なお、シミュレーションに係るＳＡＷ共振子の基本データは以下の通りである。
・本実施形態に係るＳＡＷ共振子１０の基本データ
Ｈ：０．０２λ
Ｇ：変化
ＩＤＴライン占有率ηｉ：０．６
反射器ライン占有率ηｒ：０．８
オイラー角（０°，１２３°，４３．５°）
対数：１２０
交差幅：４０λ（λ＝１０μｍ）
反射器本数（片側あたり）：６０
電極指の傾斜角度なし
・従来のＳＡＷ共振子の基本データ
Ｈ：変化
Ｇ：ゼロ
ＩＤＴライン占有率ηｉ：０．４
反射器ライン占有率ηｒ：０．３
オイラー角（０°，１２３°，４３．５°）
対数：１２０
交差幅：４０λ（λ＝１０μｍ）
反射器本数（片側あたり）：６０
電極指の傾斜角度なし
The basic data of the SAW resonator according to the simulation is as follows.
Basic data H of the
G: Change IDT line occupancy ηi: 0.6
Reflector line occupancy ηr: 0.8
Euler angles (0 °, 123 °, 43.5 °)
Logarithm: 120
Crossing width: 40λ (λ = 10μm)
Number of reflectors (per one side): 60
No inclination angle of electrode fingers Basic data of conventional SAW resonator H: Change G: Zero IDT line occupancy ηi: 0.4
Reflector line occupancy ηr: 0.3
Euler angles (0 °, 123 °, 43.5 °)
Logarithm: 120
Crossing width: 40λ (λ = 10μm)
Number of reflectors (per one side): 60
No electrode finger tilt angle
これらのＳＡＷ共振子の特性を比較するため図３３や図３５を参照すると、本実施形態に係るＳＡＷ共振子１０が、いかに高Ｑ化されているかを理解することができる。このような高Ｑ化は、エネルギー閉じ込め効果の向上によるものであると考えられ、以下の理由による。
Referring to FIGS. 33 and 35 for comparing the characteristics of these SAW resonators, it can be understood how the
ストップバンドの上端モードで励振した弾性表面波を効率良くエネルギー閉じ込めするためには、図３６のように、ＩＤＴ１２のストップバンド上端の周波数ｆｔ２を、反射器２０のストップバンド下端の周波数ｆｒ１と反射器２０のストップバンド上端の周波数ｆｒ２との間に設定すれば良い。即ち、
これに対し、ＩＤＴ１２のストップバンド上端の周波数ｆｔ２と反射器２０のストップバンド下端の周波数ｆｒ１、反射器２０のストップバンド上端の周波数ｆｒ２との関係をｆｔ２＜ｆｒ１の状態やｆｒ２＜ｆｔ２の状態に設定してしまうと、ＩＤＴ１２のストップバンド上端周波数ｆｔ２において反射器２０の反射係数Γが小さくなってしまい、強いエネルギー閉じ込め状態を実現することが困難になってしまう。
On the other hand, the relationship between the frequency ft2 at the upper end of the stop band of the
ここで、数式２６の状態を実現するためには、反射器２０のストップバンドをＩＤＴ１２のストップバンドよりも高域側へ周波数シフトする必要がある。具体的には、ＩＤＴ１２の電極指１８の配列周期よりも、反射器２０の導体ストリップ２２の配列周期を小さくすることで実現できる。また、他の方法としては、ＩＤＴ１２の電極指１８として形成された電極膜の膜厚よりも反射器２０の導体ストリップ２２として形成された電極膜の膜厚を薄くしたり、ＩＤＴ１２の電極指間溝の深さよりも反射器２０の導体ストリップ間溝の深さを浅くすることで実現できる。また、これらの手法を複数組み合わせて適用しても良い。
Here, in order to realize the state of Equation 26, it is necessary to shift the frequency of the stop band of the
なお図３３によれば、高Ｑ化の他、高いフィギュアオブメリットＭを得ることができているということができる。また、図３４は、図３３を得たＳＡＷ共振子におけるインピーダンスＺと周波数との関係を示すグラフである。図３４からは、共振点付近に無用なスプリアスが存在していない事を読み取ることができる。 In addition, according to FIG. 33, it can be said that high figure of merit M can be obtained in addition to high Q. FIG. 34 is a graph showing the relationship between impedance Z and frequency in the SAW resonator obtained in FIG. From FIG. 34, it can be read that there is no useless spurious near the resonance point.
上記実施形態では、ＳＡＷ共振子１０を構成するＩＤＴ１２はすべての電極指が交互に交差しているように示した。しかし、本発明にかかるＳＡＷ共振子１０は、その水晶基板のみによっても相当な効果を奏することができる。このため、ＩＤＴ１２における電極指１８を間引きした場合であっても、同様な効果を奏することができる。
In the above embodiment, the
また、溝３２に関しても、電極指１８間や反射器２０の導体ストリップ２２間に部分的に設けるようにしても良い。特に、振動変位の高いＩＤＴ１２の中央部は周波数温度特性に支配的な影響を与えるため、その部分のみに溝３２を設ける構造としても良い。このような構造であっても、周波数温度特性が良好なＳＡＷ共振子１０とすることができる。
Further, the
また、上記実施形態では、電極膜としてＡｌまたはＡｌを主体とする合金を用いる旨記載した。しかしながら、上記実施形態と同様な効果を奏することのできる金属であれば、他の金属材料を用いて電極膜を構成しても良い。 Moreover, in the said embodiment, it described that the alloy which has Al or Al as a main component was used as an electrode film. However, the electrode film may be configured using other metal materials as long as the metal can achieve the same effect as the above embodiment.
次に、本発明に係るＳＡＷ発振器について、図３８を参照して説明する。本発明に係るＳＡＷ発振器は図３８に示すように、上述したＳＡＷ共振子１０と、このＳＡＷ共振子１０のＩＤＴ１２に電圧を印加して駆動制御するＩＣ（integrated circuit）５０と、これらを収容するパッケージとから成る。なお、図３８において、図３８（Ａ）はリッドを除いた平面図であり、図３８（Ｂ）は、同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
Next, a SAW oscillator according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 38, the SAW oscillator according to the present invention accommodates the above-described
実施形態に係るＳＡＷ発振器１００では、ＳＡＷ共振子１０とＩＣ５０とを同一のパッケージ５６に収容し、パッケージ５６の底板５６ａに形成された電極パターン５４ａ〜５４ｇとＳＡＷ共振子１０の櫛歯状電極１４ａ，１４ｂ、およびＩＣ５０のパッド５２ａ〜５２ｆとを金属ワイヤ６０により接続している。そして、ＳＡＷ共振子１０とＩＣ５０とを収容したパッケージ５６のキャビティは、リッド５８により気密に封止している。このような構成とすることで、ＩＤＴ１２（図１参照）とＩＣ５０、及びパッケージ５６の底面に形成された図示しない外部実装電極とを電気的に接続することができる。
また、上記実施形態はＩＤＴを一つだけ設けた一端子対ＳＡＷ共振子であるが、本発明はＩＤＴを複数設けた二端子対ＳＡＷ共振子にも適用可能である。
In the
Moreover, although the said embodiment is a 1 terminal pair SAW resonator which provided only one IDT, this invention is applicable also to the two terminal pair SAW resonator which provided multiple IDT.
次に上記ＳＡＷ共振子１０を複数備えたディスクリート型のＳＡＷフィルタ（弾性表面波フィルタ）について以下説明する。
図３９は前記ＳＡＷ共振子１０がラダー接続されているラダー型ＳＡＷフィルタの構成外略を示す説明図であり、（ａ）は回路構成図であり、（ｂ）は平面図である。図示のようにラダー型ＳＡＷフィルタ４０では、第１〜第３のＳＡＷ共振子４２，４４，４６を直列、並列、並列と梯子（ラダー）状に配置した構成である。具体的にラダー型ＳＡＷフィルタ４０は（ａ）に示すように入力端子４１及び出力端子４３の間に直列に接続した第１のＳＡＷ共振子４２の入力側と出力側にそれぞれ第２及び第３のＳＡＷ共振子４４，４６を並列に接続させている。また（ｂ）に示すようにラダー型ＳＡＷフィルタ４０は水晶基板４５上に入力端子４１及び出力端子４３の間に直列に接続した第１のＳＡＷ共振子４２を間に挟むように第２及び第３のＳＡＷ共振子４４，４６を接続させている。このようなラダー型ＳＡＷフィルタによれば通過域近傍の減衰傾度が急峻な帯域通過特性が得られる。
このようなラダー型ＳＡＷフィルタ４０は、特定帯域を通過させる帯域通過型のバンドパスフィルタと、特定帯域を阻止する帯域阻止型のバンドリジェクションフィルタとすることができる。
Next, a discrete SAW filter (surface acoustic wave filter) having a plurality of
FIG. 39 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a ladder-type SAW filter in which the
Such a ladder-
図４０は実施形態に係るバンドパスフィルタのフィルタ特性の説明図である。同図４０（ａ）は１つの並列ＳＡＷ共振子Ｘｐと１つの直列ＳＡＷ共振子Ｘｓとで構成されるラダー型ＳＡＷフィルタ１区間（例えば図３９における第１及び第２のＳＡＷ共振子４２，４４）の周波数−インピーダンス特性を示すグラフであり、横軸に周波数（ｆ）、縦軸にインピーダンスＺの絶対値をとっている。並列ＳＡＷ共振子Ｘｐを直列ＳＡＷ共振子Ｘｓよりも低い周波数とし、並列ＳＡＷ共振子Ｘｐの***振周波数ｆａｐと直列ＳＡＷ共振子Ｘｓの共振周波数ｆｒｓを概ね一致させることにより図４０（ｂ）に示すような通過域の両側に並列ＳＡＷ共振子Ｘｐの共振周波数ｆｒｐと直列ＳＡＷ共振子Ｘｓの***振周波数ｆａｓとからなる減衰域を有する帯域通過型のフィルタ特性が得られる。
FIG. 40 is an explanatory diagram of the filter characteristics of the bandpass filter according to the embodiment. FIG. 40A shows one section of a ladder-type SAW filter composed of one parallel SAW resonator Xp and one series SAW resonator Xs (for example, the first and
図４１は実施形態に係るバンドパスフィルタの説明図である。同図（ａ）は回路構成図であり、（ｂ）はフィルタ特性を示す図であり、（ｃ）は周波数温度特性を示す図である。
本実施形態のバンドパスフィルタ５０は、第１及び第２の直列ＳＡＷ共振子５１，５２を入力端子５６及び出力端子５７の間に直列に接続し、入力端子５６と第１の直列ＳＡＷ共振子５１の間に第３の並列ＳＡＷ共振子５３を並列に接続し、第１の直列ＳＡＷ共振子５１と第２の直列ＳＡＷ共振子５２の間に第４の並列ＳＡＷ共振子５４を並列に接続し、第２の直列ＳＡＷ共振子５２と出力端子５７の間に第５の並列ＳＡＷ共振子５５を並列に接続している。
FIG. 41 is an explanatory diagram of a bandpass filter according to the embodiment. FIG. 4A is a circuit configuration diagram, FIG. 4B is a diagram showing filter characteristics, and FIG. 4C is a diagram showing frequency temperature characteristics.
The band-
このとき第１及び第２の直列ＳＡＷ共振子５１，５２は、
対数：２００対、
ＩＤＴの波長：４．５１０３μｍ、
交差幅：４０λ（λ＝１０μｍ）、
ＩＤＴのライン占有率ηｉ：０．６４である。
第３及び第５の並列ＳＡＷ共振子５３，５５は、
対数：２００対、
ＩＤＴの波長：４．５１１４μｍ、
交差幅：４０λ（λ＝１０μｍ）、
ＩＤＴのライン占有率ηｉ：０．６４である。
第４の並列ＳＡＷ共振子５４は、
対数：３２０対、
ＩＤＴの波長：４．５１１６μｍ、
交差幅：５０λ（λ＝１０μｍ）、
ＩＤＴのライン占有率ηｉ：０．６４である。
At this time, the first and second
Logarithm: 200 pairs,
IDT wavelength: 4.5103 μm,
Cross width: 40λ (λ = 10 μm),
The IDT line occupancy ηi is 0.64.
The third and fifth
Logarithm: 200 pairs,
IDT wavelength: 4.5114 μm,
Cross width: 40λ (λ = 10 μm),
The IDT line occupancy ηi is 0.64.
The fourth
Logarithm: 320 pairs,
IDT wavelength: 4.5116 μm,
Cross width: 50λ (λ = 10 μm),
The IDT line occupancy ηi is 0.64.
またＩＤＴのアルミ膜の厚みは、全ての直列ＳＡＷ共振子の平均値と全ての並列のＳＡＷ共振子の平均値を足して平均とした場合、０．０２λである。水晶段差は０．０４８λである。
上記条件で製造されたバンドパスフィルタ５０によれば、略７００Ｈｚを中心とする通過域を有し通過域近傍の減衰傾度が急峻な帯域通過特性が得られる。
The thickness of the IDT aluminum film is 0.02λ when the average value of all series SAW resonators and the average value of all parallel SAW resonators are averaged. The crystal step is 0.048λ.
According to the
図４１（ｃ）は（ｂ）に示すフィルタ特性の通過域の最大値から３ｄＢ下げた２点の周波数の平均値を温度変化させた場合の周波数温度特性を示すグラフである。図示のようにバンドパスフィルタは３次の周波数温度特性を有している。 FIG. 41C is a graph showing the frequency-temperature characteristics when the average value of the frequencies at two points lowered by 3 dB from the maximum value of the pass band of the filter characteristics shown in FIG. As shown in the figure, the bandpass filter has a third-order frequency temperature characteristic.
図４２は実施形態に係るバンドリジェクションフィルタのフィルタ特性の説明図である。同図（ａ）は１つの並列ＳＡＷ共振子Ｘｐと１つの直列ＳＡＷ共振子Ｘｓとで構成されるラダー型ＳＡＷフィルタ１区間の周波数−インピーダンス特性を示すグラフであり、横軸に周波数（ｆ）、縦軸にインピーダンスＺの絶対値をとっている。直列ＳＡＷ共振子Ｘｓを並列ＳＡＷ共振子Ｘｐよりも低い周波数とすると、同図（ｂ）に示すような通過域の間に並列ＳＡＷ共振子Ｘｐの共振周波数ｆｒｐと直列ＳＡＷ共振子Ｘｓの***振周波数ｆａｓとからなる減衰域を有する帯域阻止型のフィルタ特性が得られる。 FIG. 42 is an explanatory diagram of the filter characteristics of the band rejection filter according to the embodiment. FIG. 5A is a graph showing the frequency-impedance characteristics of one section of a ladder-type SAW filter composed of one parallel SAW resonator Xp and one series SAW resonator Xs, and the horizontal axis represents frequency (f). The absolute value of impedance Z is taken on the vertical axis. When the series SAW resonator Xs has a frequency lower than that of the parallel SAW resonator Xp, the resonance frequency frp of the parallel SAW resonator Xp and the anti-resonance of the series SAW resonator Xs during the pass band as shown in FIG. A band rejection type filter characteristic having an attenuation region composed of the frequency fas is obtained.
図４３は実施形態に係るバンドリジェクションフィルタの説明図である。
本実施形態のバンドリジェクションフィルタの回路構成は、図３９（ａ）に示す回路構成と同一である。
このとき第１の直列ＳＡＷ共振子４２は、
対数：２００対、
ＩＤＴの波長：４．５１１４μｍ、
交差幅：４０λ（λ＝１０μｍ）、
ＩＤＴのライン占有率ηｉ：０．６４である。
第２の並列ＳＡＷ共振子４４は、
対数：２００対、
ＩＤＴの波長：４．５１０３μｍ、
交差幅：４０λ（λ＝１０μｍ）、
ＩＤＴのライン占有率ηｉ：０．６４である。
第３の並列ＳＡＷ共振子４６は、
対数：２００対、
ＩＤＴの波長：４．５１００μｍ、
交差幅：４０λ（λ＝１０μｍ）、
ＩＤＴのライン占有率ηｉ：０．６４である。
FIG. 43 is an explanatory diagram of a band rejection filter according to the embodiment.
The circuit configuration of the band rejection filter of this embodiment is the same as the circuit configuration shown in FIG.
At this time, the first
Logarithm: 200 pairs,
IDT wavelength: 4.5114 μm,
Cross width: 40λ (λ = 10 μm),
The IDT line occupancy ηi is 0.64.
The second
Logarithm: 200 pairs,
IDT wavelength: 4.5103 μm,
Cross width: 40λ (λ = 10 μm),
The IDT line occupancy ηi is 0.64.
The third
Logarithm: 200 pairs,
IDT wavelength: 4.5100 μm,
Cross width: 40λ (λ = 10 μm),
The IDT line occupancy ηi is 0.64.
またＩＤＴのアルミ膜の厚みは、直列ＳＡＷ共振子と、全ての並列のＳＡＷ共振子の平均値を足して平均とした場合、０．０２λである。水晶段差は０．０４８λである。
上記条件で製造されたバンドリジェクションフィルタによれば、略７００Ｈｚを中心とする阻止域を有し阻止域近傍の減衰傾度が急峻な帯域阻止特性が得られる。
The thickness of the IDT aluminum film is 0.02λ when the average value of the series SAW resonators and the average values of all parallel SAW resonators is added. The crystal step is 0.048λ.
According to the band rejection filter manufactured under the above conditions, a band rejection characteristic having a rejection band centered at about 700 Hz and having a steep attenuation slope near the rejection band can be obtained.
図４４は実施形態に係るラチス型ＳＡＷフィルタの回路構成図である。ラチス接続されたラチス型ＳＡＷフィルタ６０では、第１のＳＡＷ共振子６１が第１の入力端子６２と第１の出力端子６３の間に挿入され、第２のＳＡＷ共振子６４が第２の入力端子６５と第２の出力端子６６の間に挿入されている。さらに第３のＳＡＷ共振子６７が第１の入力端子６２と第２の出力端子６６の間に挿入され、第４のＳＡＷ共振子６８が第２の入力端子６５と第１の出力端子６３の間に挿入されている。これによりラチス型ＳＡＷフィルタ６０は、第１及び第４のＳＡＷ共振子６１，６８がラダー接続されたＳＡＷフィルタと、第２及び第３のＳＡＷ共振子６４，６７がラダー接続されたＳＡＷフィルタとが合成されたＳＡＷフィルタとなる。上記構成によるラチス型ＳＡＷフィルタ６０は平衡型回路となる。
FIG. 44 is a circuit configuration diagram of the lattice SAW filter according to the embodiment. In the lattice-connected
図４５は実施形態に係る横結合型二重モードＳＡＷフィルタの構成概略を示す図である。横結合型二重モードＳＡＷフィルタ７０は、水晶基板７２上にＳＡＷ共振子７４，７６を伝搬方向に対して平行に近接配置したフィルタである。このような構成により伝搬方向に対し垂直方向の音響結合を利用することができる。
FIG. 45 is a diagram showing a schematic configuration of a laterally coupled double mode SAW filter according to the embodiment. The laterally coupled double
図４６は実施形態に係る縦結合型二重モードＳＡＷフィルタの構成概略を示す図である。縦結合型二重モードＳＡＷフィルタ８０は、水晶基板８２上にＩＤＴ８４，８６からなるＳＡＷ共振子を伝搬方向に沿って配置したフィルタである。このような構成により伝搬方向に対し水平方向の音響結合を利用することができる。また縦結合型二重モードＳＡＷフィルタ８０は、横結合型二重モードＳＡＷフィルタ７０に比べて、広い通過帯域と低いインピーダンスを実現できる。
FIG. 46 is a diagram showing a schematic configuration of a vertically coupled double mode SAW filter according to the embodiment. The longitudinally coupled double
この他さらに高次のモードを利用した多重モードＳＡＷフィルタや、伝搬方向に対し垂直方向、水平方向に双方で音響結合させた多重モードＳＡＷフィルタに適用することもできる。また、パーソナルコンピュータのハードディスク、携帯端末などに、前記ＳＡＷフィルタを搭載すれば電子機器として利用することができる。 In addition, the present invention can also be applied to a multimode SAW filter using higher order modes and a multimode SAW filter acoustically coupled both in the vertical and horizontal directions with respect to the propagation direction. Further, if the SAW filter is mounted on a hard disk or a portable terminal of a personal computer, it can be used as an electronic device.
１０………弾性表面波共振子（ＳＡＷ共振子）、１２………ＩＤＴ、１４ａ，１４ｂ………櫛歯状電極、１６………バスバー、１８………電極指、２０………反射器、２２………導体ストリップ、３０………水晶基板、３２………溝、４０………ラダー型ＳＡＷフィルタ、４１………入力端子、４２………第１のＳＡＷ共振子、４３………出力端子、４４………第２のＳＡＷ共振子、４６………第３のＳＡＷ共振子、５０………バンドパスフィルタ、５１………第１の直列ＳＡＷ共振子、５２………第２の直列ＳＡＷ共振子、５３………第３の並列ＳＡＷ共振子、５４………第４の並列ＳＡＷ共振子、５５………第５の並列ＳＡＷ共振子、５６………入力端子、５７………出力端子、６０………ラチス型ＳＡＷフィルタ、６１………第１のＳＡＷ共振子、６２………第１の入力端子、６３………第１の出力端子、６４………第２のＳＡＷ共振子、６５………第２の入力端子、６６………第２の出力端子、６８………第４のＳＡＷ共振子、７０………横結合型二重モードＳＡＷフィルタ、７２………水晶基板、７４，７６………ＳＡＷ共振子、８０………縦結合型二重モードＳＡＷフィルタ、８２………水晶基板、８４，８６………ＩＤＴ。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記弾性表面波の波長をλ、前記電極指間溝の深さをＧとした場合に、
かつ、前記ＩＤＴのライン占有率をηとした場合に、前記電極指間溝の深さＧと前記ライン占有率ηとが
ことを特徴とする弾性表面波フィルタ。 Provided on a quartz substrate with Euler angles (−1.5 ° ≦ φ ≦ 1.5 °, 117 ° ≦ θ ≦ 142 °, 41.9 ° ≦ | ψ | ≦ 49.57 °) A plurality of surface acoustic wave resonators each having an IDT that excites a surface acoustic wave of a stop band upper end mode using a main alloy and a groove between electrode fingers in which a substrate located between the electrode fingers constituting the IDT is recessed. A discrete type surface acoustic wave filter connected,
When the wavelength of the surface acoustic wave is λ and the depth of the inter-electrode finger groove is G,
Further, when the line occupation ratio of the IDT is η, the depth G of the inter-electrode finger groove and the line occupation ratio η are
前記電極指間溝の深さＧが、
The depth G of the inter-electrode finger groove is
前記ＩＤＴの電極膜厚をＨとした場合に、
When the electrode film thickness of the IDT is H,
前記ライン占有率ηが、
The line occupancy η is
前記電極指間溝の深さＧと前記電極膜厚Ｈとの和が、
The sum of the inter-electrode finger groove depth G and the electrode film thickness H is:
前記ＩＤＴにおけるストップバンド上端モードの周波数をｆｔ２、前記ＩＤＴを弾性表面波の伝搬方向に挟み込むように配置される反射器におけるストップバンド下端モードの周波数をｆｒ１、前記反射器のストップバンド上端モードの周波数をｆｒ２としたとき、
The frequency of the stop band upper end mode in the IDT is ft2, the frequency of the stop band lower end mode in the reflector arranged so as to sandwich the IDT in the propagation direction of the surface acoustic wave is fr1, and the frequency of the stop band upper end mode of the reflector. Is fr2,
前記反射器を構成する導体ストリップ間に導体ストリップ間溝を設け、
前記電極指間溝よりも前記導体ストリップ間溝の深さの方が浅いことを特徴とする弾性表面波フィルタ。 The surface acoustic wave filter according to any one of claims 1 to 7,
A conductor strip groove is provided between conductor strips constituting the reflector;
The surface acoustic wave filter according to claim 1, wherein the groove between the conductor strips is shallower than the groove between the electrode fingers.
前記弾性表面波フィルタは、前記水晶基板上に複数個の前記弾性表面波共振子を梯子状に接続したラダー型弾性表面波フィルタであることを特徴とする弾性表面波フィルタ。 The surface acoustic wave filter according to any one of claims 1 to 8,
The surface acoustic wave filter is a ladder type surface acoustic wave filter in which a plurality of the surface acoustic wave resonators are connected in a ladder shape on the quartz crystal substrate.
前記弾性表面波フィルタは、前記水晶基板上に複数個の前記弾性表面波共振子を格子状に接続したラチス型弾性表面波フィルタであることを特徴とする弾性表面波フィルタ。 The surface acoustic wave filter according to any one of claims 1 to 8,
The surface acoustic wave filter is a lattice type surface acoustic wave filter in which a plurality of surface acoustic wave resonators are connected in a lattice pattern on the quartz crystal substrate.
前記弾性表面波フィルタは、前記水晶基板の弾性表面波の伝搬方向に対して複数個の前記弾性表面波共振子を平行に近接配置した横結合型多重モードフィルタであることを特徴とする弾性表面波フィルタ。 The surface acoustic wave filter according to any one of claims 1 to 8,
The surface acoustic wave filter is a laterally coupled multimode filter in which a plurality of surface acoustic wave resonators are arranged close to each other in parallel to the propagation direction of the surface acoustic wave on the quartz substrate. Wave filter.
前記弾性表面波フィルタは、前記水晶基板の弾性表面波の伝搬方向に沿って複数個のＩＤＴからなる前記弾性表面波共振子を配置した縦結合型多重モードフィルタであることを特徴とする弾性表面波フィルタ。 The surface acoustic wave filter according to any one of claims 1 to 8,
The surface acoustic wave filter is a longitudinally coupled multimode filter in which the surface acoustic wave resonators composed of a plurality of IDTs are arranged along the propagation direction of the surface acoustic wave of the quartz substrate. Wave filter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010189198A JP5737491B2 (en) | 2010-08-26 | 2010-08-26 | Surface acoustic wave filters, electronic equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010189198A JP5737491B2 (en) | 2010-08-26 | 2010-08-26 | Surface acoustic wave filters, electronic equipment |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014238238A Division JP2015073305A (en) | 2014-11-25 | 2014-11-25 | Surface acoustic wave filter, electronic apparatus |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012049764A true JP2012049764A (en) | 2012-03-08 |
| JP2012049764A5 JP2012049764A5 (en) | 2013-10-17 |
| JP5737491B2 JP5737491B2 (en) | 2015-06-17 |
Family
ID=45904148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010189198A Expired - Fee Related JP5737491B2 (en) | 2010-08-26 | 2010-08-26 | Surface acoustic wave filters, electronic equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5737491B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7039371B2 (en) | 2017-11-22 | 2022-03-22 | 株式会社東芝 | Laser-excited ultrasonic generator, laser ultrasonic inspection device, and laser ultrasonic inspection method |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6192011A (en) * | 1984-10-11 | 1986-05-10 | Nec Kansai Ltd | Manufacture of surface acoustic wave element |
| JPH057124A (en) * | 1991-06-26 | 1993-01-14 | Nikko Kyodo Co Ltd | Surface acoustic wave device |
| JP2000216632A (en) * | 1999-01-20 | 2000-08-04 | Kubota Corp | Surface acoustic wave oscillator |
| JP2002330051A (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Murata Mfg Co Ltd | Surface acoustic wave unit and surface acoustic wave device using the same |
| JP2006203408A (en) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Epson Toyocom Corp | Surface acoustic wave device |
| JP2007259414A (en) * | 2006-02-24 | 2007-10-04 | Seiko Epson Corp | Method for fabricating elastic surface wave equipment, method for ajusting its temperature characteristics, and elastic surface wave equipment manufactured thereby |
| JP2007267033A (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Epson Toyocom Corp | Surface acoustic wave element and surface acoustic wave device |
| JP2007288812A (en) * | 2005-09-30 | 2007-11-01 | Epson Toyocom Corp | Surface acoustic wave device, module device, oscillation circuit and method for manufacturing surface acoustic wave device |
| JP2007300287A (en) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Epson Toyocom Corp | Surface acoustic wave element, surface acoustic wave device, and electronic apparatus |
| JP2009225420A (en) * | 2008-02-20 | 2009-10-01 | Epson Toyocom Corp | Surface acoustic wave device and surface acoustic wave oscillator |
-
2010
- 2010-08-26 JP JP2010189198A patent/JP5737491B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6192011A (en) * | 1984-10-11 | 1986-05-10 | Nec Kansai Ltd | Manufacture of surface acoustic wave element |
| JPH057124A (en) * | 1991-06-26 | 1993-01-14 | Nikko Kyodo Co Ltd | Surface acoustic wave device |
| JP2000216632A (en) * | 1999-01-20 | 2000-08-04 | Kubota Corp | Surface acoustic wave oscillator |
| JP2002330051A (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Murata Mfg Co Ltd | Surface acoustic wave unit and surface acoustic wave device using the same |
| JP2006203408A (en) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Epson Toyocom Corp | Surface acoustic wave device |
| JP2007288812A (en) * | 2005-09-30 | 2007-11-01 | Epson Toyocom Corp | Surface acoustic wave device, module device, oscillation circuit and method for manufacturing surface acoustic wave device |
| JP2007259414A (en) * | 2006-02-24 | 2007-10-04 | Seiko Epson Corp | Method for fabricating elastic surface wave equipment, method for ajusting its temperature characteristics, and elastic surface wave equipment manufactured thereby |
| JP2007267033A (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Epson Toyocom Corp | Surface acoustic wave element and surface acoustic wave device |
| JP2007300287A (en) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Epson Toyocom Corp | Surface acoustic wave element, surface acoustic wave device, and electronic apparatus |
| JP2009225420A (en) * | 2008-02-20 | 2009-10-01 | Epson Toyocom Corp | Surface acoustic wave device and surface acoustic wave oscillator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5737491B2 (en) | 2015-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5488825B2 (en) | Surface acoustic wave resonator and surface acoustic wave oscillator | |
| JP5934464B2 (en) | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic device | |
| JP4645923B2 (en) | Surface acoustic wave resonator and surface acoustic wave oscillator | |
| JP5678486B2 (en) | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator and electronic device | |
| JP5652606B2 (en) | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic device | |
| US8471434B2 (en) | Surface acoustic wave device, surface acoustic wave oscillator, and electronic apparatus | |
| JP5737491B2 (en) | Surface acoustic wave filters, electronic equipment | |
| JP4582150B2 (en) | Surface acoustic wave device and module device or oscillation circuit using the same | |
| JP2015073305A (en) | Surface acoustic wave filter, electronic apparatus | |
| JP2015084534A (en) | Two-terminal pair surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic apparatus | |
| JP5850109B2 (en) | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic device | |
| JP5750683B2 (en) | Two-terminal-pair surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator and electronic device | |
| JP5737490B2 (en) | Transversal surface acoustic wave device, surface acoustic wave oscillator and electronic equipment | |
| JP2015084535A (en) | Transversal type surface acoustic wave device, surface acoustic wave oscillator, and electronic apparatus | |
| JP2012049631A (en) | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, electronic apparatus | |
| JP2015029358A (en) | Surface acoustic wave resonator, surface acoustic wave oscillator, and electronic device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130823 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130823 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140220 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140311 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140512 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140924 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141125 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150325 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150407 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5737491 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |