JP4467296B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
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図1に示すように、多重モード共振器型の弾性表面波フィルタは、圧電基板1上に弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指を複数本備えたIDT電極(IDT電極31〜52)を3つ以上配設してなり、これらIDT電極のうち1以上のIDT電極の電極指ピッチが一定(この例では、全IDT電極において、1つのIDT電極内では電極指ピッチが一定(等ピッチ))であるとともに、両端に位置するIDT電極(IDT電極31と33,34と38,39と41,42と44,45と49,50と52)が互いに電気的に接続され、かつ隣合うIDT電極が電気的に接続されない電極群を1つ以上備えている。すなわち、電極群21(IDT電極31,32,33により構成(電気的に接続されたIDT電極31,33からなるIDT電極群と分離電極であるIDT電極32により構成))、電極群22(IDT電極34,35,36,37,38により構成(IDT電極34,36,38からなるIDT電極群と分離電極であるIDT電極35,37により構成))、電極群23(IDT電極39,40,41により構成(IDT電極39,41からなるIDT電極群と分離電極であるIDT電極40により構成))、電極群24(IDT電極42,43,44により構成(IDT電極42、44からなるIDT電極群と分離電極であるIDT電極43により構成))、電極群25(IDT電極45,46,47,48,49より構成(IDT電極45,47,49からなるIDT電極群と分離電極であるIDT電極46,48により構成))および電極群26(IDT電極50,51,52より構成(IDT電極50,52からなるIDT電極群と分離電極であるIDT電極51により構成))を備えている。また、IDT電極群の一方の端または両端に位置するIDT電極(IDT電極33,34,38,39,44,45,49,50)の平均電極指ピッチ(=隣合う電極指において、一方の電極指の中心位置から他方の電極指の中心位置までの距離の平均)が、他の全ての電極、すなわち1つの電極群のうち他の全ての電極の平均電極指ピッチより小さい。
図2は上記実施形態1の変形例を説明する図である。全体的に図1と同様な構成を有しているが、1段目の弾性表面波素子と2段目の弾性表面波素子における段間の接続構造のみが異なり、それを特徴としている。
図3に示す弾性表面波フィルタの構造では、図1の電極構造を基本構造として、電極群のうち間に位置する分離電極のIDT電極に置き換えて反射器電極61,62,63,64,65,66,67,68をそれぞれ各IDT電極群に対して隣接配置させている。また、図1と同様に、圧電基板1上に弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指を複数本備えたIDT電極を3つ以上配設してなり(IDT電極31,33,34,36,37,39,41,42,44,45,47,49,50,52)、これらIDT電極のうち1以上のIDT電極の電極指ピッチが一定(全IDT電極と反射器電極において、1つのIDT電極内と1つの反射器電極内では電極指ピッチが一定)あるとともに、両端に位置するIDT電極が互いに電気的に接続され、かつ隣合うIDT電極または反射器電極が電気的に接続されないIDT電極群を1つ以上備えている。すなわち、電極群21(IDT電極31,33と反射器電極61により構成)、電極群22(IDT電極34,36,38と反射器電極62,63により構成)、電極群23(IDT電極39,41と反射器電極64により構成)、電極群24(IDT電極42,44と反射器電極65により構成)、電極群25(IDT電極45,47,49と反射器電極66,67より構成)および電極群26(IDT電極50,52と反射器電極68より構成)を備えており、1つのIDT電極群おいて、一方の端または両端に位置するIDT電極の平均電極指ピッチが、それ以外の全ての電極の平均電極指ピッチより小さい。
図4に示す弾性表面波フィルタは、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指を複数本備えたIDT電極(IDT電極71〜85)を3つ以上配設してなり、これらIDT電極のうち1以上のIDT電極の電極指ピッチが一定(実施形態4では、IDT電極71,74,77,78,81,82,85において、1つのIDT電極内では電極指ピッチが一定)であるとともに、両端に位置するIDT電極(IDT電極72と76,79と81,82と84)が互いに電気的に接続され、かつ隣合うIDT電極が電気的に接続されない電極群を1以上備え(電極群27(IDT電極72〜76により構成)、電極群28(IDT電極79,80,81により構成)、電極群29(IDT電極82,83,84により構成)、IDT電極群(IDT電極72,74,76で構成される電極群、IDT電極79,81で構成される電極群、およびIDT電極82,84で構成される電極群)の一方の端または両端に位置するIDT電極(電極群27におけるIDT電極72,76、電極群28におけるIDT電極79および電極群29におけるIDT電極84)の平均電極指ピッチが、端部以外のIDT電極の平均電極指ピッチより小さい。
図6は上記実施形態4の変形例を説明する図である。全体的に図4と同様な構成を有しており、1段目の弾性表面波素子と2段目の弾性表面波素子における段間の接続方法のみが異なり、その構成を特徴としている。
図7に示す弾性表面波フィルタの構造では、図4の電極構造を基本構造として、IDT電極群のうち間に位置するIDT電極に置き換えて反射器電極91,92,93,94をそれぞれ隣接配置させている。図4と同様に、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指を複数本備えたIDT電極(IDT電極71,72,74,76,77,78,79,81,82,84,85)を3つ以上配設してなり、これらIDT電極のうち1以上のIDT電極の電極指ピッチが一定(実施形態5では、IDT電極71,74,77,78,81,82,85において、1つのIDT電極内では電極指ピッチが一定)であるとともに、両端に位置するIDT電極(IDT電極72と76,79と81,82と84)が互いに電気的に接続され、かつ隣合うIDT電極または反射器電極が電気的に接続されないIDT電極群を1以上備え(電極群27(IDT電極群(IDT電極72,74,76で構成)と反射器電極91,92とにより構成)、電極群28(IDT電極群(IDT電極79,81で構成)と反射器電極93とにより構成)、電極群29(IDT電極群(IDT電極82,84で構成)と反射器電極94とにより構成))、これらIDT電極群の一方の端または両端に位置するIDT電極(電極群27におけるIDT電極72,76、電極群28におけるIDT電極79および電極群29におけるIDT電極84)の平均電極指ピッチが、それ以外のIDT電極または反射器電極の平均電極指ピッチより小さく(1段目の弾性表面波素子において、IDT電極72の平均電極指ピッチがIDT電極74,76と反射器電極91,92の平均電極指ピッチより小さい。また、IDT電極76の平均電極指ピッチがIDT電極72,74と反射器電極93,94の平均電極指ピッチより小さい。さらに、2段目の弾性表面波素子において、IDT電極79の平均電極指ピッチがIDT電極81と反射器電極93の平均電極指ピッチより小さい。また、IDT電極84の平均電極指ピッチがIDT電極83と反射器電極94の平均電極指ピッチより小さい。)、隣合うIDT電極が電気的に接続されない非接続となっている。
図8は上記実施形態1の変形例を示す図である。図1が2段縦続接続された弾性表面波フィルタであるのに対して、図8は1段で弾性表面波フィルタを構成している。実施形態1の1段目と同様な構造を有しており、IDT電極群の一方の端または両端に位置するIDT電極(IDT電極33,34,38,39)の平均電極指ピッチが、IDT電極群端部以外のIDT電極の平均電極指ピッチより小さい。すなわち、IDT電極33の平均電極指ピッチがIDT電極31,32の平均電極指ピッチより小さい。また、IDT電極34の平均電極指ピッチがIDT電極35,36,37,38の平均電極指ピッチより小さい。また、IDT電極38の平均電極指ピッチがIDT電極34,35,36,37の平均電極指ピッチより小さい。また、IDT電極39の平均電極指ピッチがIDT電極40,41の平均電極指ピッチより小さい。また、隣合うIDT電極は、電気的に接続されていない。また、両端には電極指ピッチが同一の反射器電極2,3が配設されている。
図9は上記実施形態4の変形例を示す図である。図4が2段縦続接続された弾性表面波フィルタであるのに対して、図9は1段で弾性表面波フィルタを構成している。実施形態4の1段目と同様な構造を有しており、IDT電極群の両端に位置するIDT電極(IDT電極72,76)の平均電極指ピッチが、電極群の端部以外のIDT電極の平均電極指ピッチより小さい。すなわち、IDT電極72の平均電極指ピッチがIDT電極73,74,75,76の平均電極指ピッチより小さい。また、IDT電極76の平均電極指ピッチがIDT電極72、73,74,75,の平均電極指ピッチより小さい。また、隣合うIDT電極は、電気的に接続されていない。また、電極群27は電極指ピッチが一定であるIDT電極(IDT電極74)を1以上含み、電極指ピッチが一定であるIDT電極以外のIDT電極(電極群27におけるIDT電極72,73,75,76)が、IDT電極群の一方の端または両端に向かう方向へ漸次電極指ピッチが短くなっている。また、両端には電極指ピッチが同一の反射器電極2,3が配設されている。
図10は上記実施形態8の変形例を示す図である。図8の電極群27が5つのIDT電極により構成されているのに対して、図10の変形例では9つのIDT電極により構成されている。電極群201の両端に位置するIDT電極(IDT電極302,310)の平均電極指ピッチが、電極群の端部以外のIDT電極の平均電極指ピッチより小さい。すなわち、IDT電極302の平均電極指ピッチがIDT電極303〜310の平均電極指ピッチより小さい。また、IDT電極310の平均電極指ピッチがIDT電極302〜309の平均電極指ピッチより小さい。また、隣合うIDT電極は、電気的に接続されていない。また、両端には電極指ピッチが同一の反射器電極2,3が配設されている。なお、実施形態9では、実施形態1と同様に全IDT電極において、1つのIDT電極内では電極指ピッチが一定であっても、実施形態4と同様にIDT電極群は電極指ピッチが一定であるIDT電極を1以上含み、電極指ピッチが一定であるIDT電極以外のIDT電極が、IDT電極群の一方の端または両端に向かう方向へ漸次電極指ピッチが短くなっていてもよい。IDT電極群を構成するIDT電極は、IDT電極群以外のIDT電極と電気的に接続されている。電極群201を構成するIDT電極303と305は、電極群201以外のIDT電極301と接続されており、さらに、電極群201を構成するIDT電極307と309は、電極群201以外のIDT電極311と接続されている。
図11は上記実施形態9の変形例を示す図である。弾性表面波フィルタは、図10と同様に9つのIDT電極により構成されている。図10と同様の構造を有するが、電極群201を構成するIDT電極は、電極群201以外のIDT電極と電気的に接続されていおり、かつ電極群201内で電気的に接続されておらず、浮いている状態のIDT電極が配置されている。すなわち、電極群201を構成するIDT電極303は、電極群201以外のIDT電極301と接続されており、さらに、電極群201を構成するIDT電極309は、電極群201以外のIDT電極311と接続されている。また、IDT電極305と307は電気的に接続されておらず、電気的に浮いた状態になっている。
図13に示す弾性表面波フィルタの構造では、図3の電極構造を基本構造として、さらに2段目の共振器型弾性表面波フィルタの中央に位置するIDT電極47のうち、IDT電極を構成する一方の櫛歯状電極を2分割して、平衡入出力に対応させるようにしたことを特徴としている。なお、図中の10,11は出力端子または入力端子である。
図14に示す弾性表面波フィルタは、図3の電極構造を基本構造として、2段の弾性表面波素子を縦続接続して配置して成るとともに、2段の弾性表面波素子の共振器電極パターンは、共に略同一の電極指の繰り返し形状をなすことを特徴とする。つまり、1段目の弾性表面波素子の共振器電極パターンから成る電極群(弾性表面波共振子)の電極指の配置と2段目の弾性表面波素子の共振器電極パターンから成る電極群(弾性表面波共振子)の電極指の配置が平行移動することによりほぼ一致する同一構造になっている。
図15に示す共振器型弾性表面波フィルタは、図13に示す2段目の弾性表面波フィルタにおいて、IDT電極に対して直列または並列に、1つ以上のモード共振を発生させるIDT電極と該IDT電極を挟む反射器電極とから成る共振子12,13を接続したものである。
パッケージ内に接着した。その後、N2雰囲気中でベーキングを行ない、弾性表面波フィルタを完成した。パッケージは2.5×2.0mm角の積層構造のものを用いた。比較用サンプルとして、図19に示すような微細電極パターンも上記と同様な工程で作製を行なった。IDT電極204の対数は19対、IDT電極203,205,206,207,208の対数はいずれも10対である。IDT電極203,204,205,206,207および208の平均電極指ピッチ(隣り合う電極指の平均中心間距離)は、それぞれ2.28μm,2.10μm,2.28μm,2.28μm,2.10μmおよび2.10μmとした。また、IDT電極の両側に配設した反射器電極210,211,212,213の平均周期長はいずれも2.33μmとした。
21〜29:電極群
31〜47,50〜52,71〜85,203〜209,301〜311:IDT電極
2〜5,61〜68,91〜94,210〜213:反射器電極
12,13:共振子
6,9,215:入力端子
7,8,10,11,216,217:出力端子
Claims (8)
- 圧電基板と、
前記圧電基板上に配置される入力端子と、
前記入力端子と電気的に接続され、且つ弾性表面波の伝搬方向に沿って順に並んだ第1、第2、第3のIDT電極と、前記第1のIDT電極と前記第2のIDT電極の間に配置され、且つ電気的に浮き状態とされたIDT電極または接地された反射器電極からなる第1の分離電極と、前記第2のIDT電極と前記第3のIDT電極の間に配置され、且つ電気的に浮き状態とされたIDT電極または接地された反射器電極からなる第2の分離電極と、を含む第1の電極群と、前記第1のIDT電極の前記第1の分離電極が配置された側と反対側で該第1のIDT電極に隣接配置され、且つ前記第1のIDT電極と非接続とされているIDT電極を含む第2の電極群と、前記第3のIDT電極の前記第2の分離電極が配置された側と反対側で該第3のIDT電極に隣接配置され、且つ前記第3のIDT電極と非接続とされているIDT電極を含む第3の電極群と、を有する第1の弾性表面波素子と、を備え、
前記第1乃至第3のIDT電極の内1つ以上の電極指ピッチが一定であり、
前記第1のIDT電極の平均電極指ピッチが、前記第1の電極群から前記第1のIDT電極を除いた他のIDT電極と分離電極とからなる電極群の平均電極指ピッチより狭く、
前記第3のIDT電極の平均電極指ピッチが、前記第1の電極群から前記第3のIDT電極を除いた他のIDT電極と分離電極とからなる電極群の平均電極指ピッチより狭いことを特徴とする弾性表面波装置。 - 前記圧電基板上に配置された出力端子と、
前記出力端子と電気的に接続された第4のIDT電極を含む第4の電極群を有する第2の弾性表面波素子と、をさらに備え、
前記第1の弾性表面波素子と前記第2の弾性表面波素子とが縦続接続されていることを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波装置。 - 前記第1の電極群は、前記第1の電極群の一方の端から他方の端へ向かって、平均電極指ピッチが狭い1つ以上の電極で構成される狭ピッチ電極グループと、平均電極指ピッチが広い1つ以上の電極で構成される広ピッチ電極グループとが隣合う領域を有していることを特徴とする請求項1または2に記載の弾性表面波装置。
- 前記第2の弾性表面波素子は、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って前記第4の電極群の一方側に隣接配置されるIDT電極を含む第5の電極群と、前記弾性表面波の伝搬方向に沿って前記第4の電極群の他方側に隣接配置されるIDT電極を含む第6の電極群と、を有することを特徴とする請求項2に記載の弾性表面波装置。
- 前記第1の電極群を構成する前記IDT電極に対して、直列、並列または直並列に、1つ以上のモード共振を発生させる弾性表面波共振子を電気的に接続したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の弾性表面波装置。
- 前記第4の電極群は、電気的に浮き状態とされたIDT電極または接地された反射器電極からなる第3の分離電極を含むことを特徴とする請求項2に記載の弾性表面波装置。
- 前記第2のIDT電極と電気的に接続された出力端子をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波装置。
- 前記第1乃至第3の電極群からなる電極群の一方端側には、電極指ピッチが一定の反射器電極が配置され、前記第1乃至第3の電極群からなる電極群の他方端側には、電極指ピッチが一定で且つ前記反射器電極と電極指ピッチが等しい反射器電極が配置されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の弾性表面波装置。
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