JP7165247B2 - バルク波共振子および帯域通過フィルタ - Google Patents
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Description
バルク波を用いたバルク波共振子であって、
支持基板と、
音響インピーダンスが異なる複数種類の誘電体が前記支持基板上に積層された音響多層膜と、
前記音響多層膜上に積層された圧電層と、
前記圧電層における前記音響多層膜とは反対側の面上に間隔を空けて対向配置され、前記バルク波を前記圧電層に発生させる電圧が印加される第1電極および第2電極と、
を備え、
前記圧電層の前記面に対して平行な方向のうち、前記第1電極と前記第2電極とが対向する方向を、第1方向としたとき、
前記第1電極および前記第2電極に対する電圧の印加により、前記圧電層の内部に前記第1方向の平行電界励振による厚みすべり振動を発生させ、前記厚みすべり振動による前記第1方向の前記バルク波をメインモードとして用い、
前記圧電層における前記音響多層膜側の面には電極が配置されておらず、
前記圧電層は、タンタル酸リチウムの単結晶のY軸に直交する面をX軸を中心軸として80°~160°の範囲内で1回回転し、1回回転後の面をZ軸を中心軸として-35°~35°の範囲内で2回回転した面に沿って切り出された回転Yカット板からなり、
電気機械結合係数が0.1以上であり、
前記圧電層における前記第1電極および前記第2電極が配置される面上に、前記第1電極と前記第2電極とが対向する前記第1方向に対して交差する第2方向に対向配置される第1抑制電極および第2抑制電極をさらに備え、
前記第1抑制電極および前記第2抑制電極は、前記第1電極と前記第2電極との隙間を挟みこむように前記第2方向に対向配置される、バルク波共振子が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、
バルク波を用いたバルク波共振子であって、
支持基板と、
音響インピーダンスが異なる複数種類の誘電体が前記支持基板上に積層された音響多層膜と、
前記音響多層膜上に積層された圧電層と、
前記圧電層における前記音響多層膜とは反対側の面上に間隔を空けて対向配置され、前記バルク波を前記圧電層に発生させる電圧が印加される第1電極および第2電極と、
を備え、
前記圧電層の前記面に対して平行な方向のうち、前記第1電極と前記第2電極とが対向する方向を、第1方向としたとき、
前記第1電極および前記第2電極に対する電圧の印加により、前記圧電層の内部に前記第1方向の平行電界励振による厚みすべり振動を発生させ、前記厚みすべり振動による前記第1方向の前記バルク波をメインモードとして用い、
前記圧電層における前記音響多層膜側の面には電極が配置されておらず、
前記圧電層は、タンタル酸リチウムの単結晶のY軸に直交する面をX軸を中心軸として80°~160°の範囲内で1回回転し、1回回転後の面をZ軸を中心軸として-35°~35°の範囲内で2回回転した面に沿って切り出された回転Yカット板からなり、
電気機械結合係数が0.1以上であり、
前記圧電層は、焦電処理、Feドープ処理およびMgドープ処理のうち少なくともいずれかの処理がなされた前記タンタル酸リチウムの単結晶からなる、バルク波共振子が提供される。
前記第2電極上に配置される第2負荷と、
をさらに備えるようにしてもよい。
前記第1抑制電極および前記第2抑制電極は、前記第1電極と前記第2電極との隙間を挟みこむように前記第2方向に対向配置されるようにしてもよい。
前記単結晶のY軸に直交する面をX軸を中心軸として80°~160°の範囲内で1回回転し、1回回転後の面をZ軸を中心軸として-35°~35°の範囲内で2回回転した面に沿って切り出された回転Yカット板を前記圧電層に適用したとしてもよい。
前記単結晶のY軸に直交する面をX軸を中心軸として60°~170°の範囲内で1回回転し、1回回転後の面をZ軸を中心軸として-35°~35°の範囲内で2回回転した面に沿って切り出された回転Yカット板を前記圧電層に適用したとしてもよい。
上記バルク波共振子を複数備える、帯域通過フィルタが提供される。
図1は、本発明の第1実施形態に係るバルク波共振子10の構成を示す概略断面図である。図2は、同実施形態に係るバルク波共振子10の概略平面図である。バルク波共振子10は、支持基板12、音響多層膜14、圧電層16、第1電極18および第2電極20を含む。バルク波共振子10は、支持基板12上に音響多層膜14が積層され、音響多層膜14上に圧電層16が積層され、圧電層16上に第1電極18および第2電極20が設置されて構成されている。
次に、本発明の第2実施形態に係るバルク波共振子について説明する。第2実施形態では、第1実施形態のバルク波共振子10の圧電層16に適用される圧電体の結晶の回転Yカット板のカット角の範囲を詳細に設定する。
図16は、本発明の第3実施形態に係るバルク波共振子110の構成を示す概略断面図である。図17は、第3実施形態に係るバルク波共振子110の概略平面図である。第3実施形態のバルク波共振子110は、第1負荷130および第2負荷132を有する点において第1実施形態のバルク波共振子10と異なり、他の構成については、第1実施形態のバルク波共振子10と共通している。以下では、第1実施形態と共通する構成については説明を省略し、異なる構成について詳述する。なお、圧電層16については、第2実施形態の構成が適用されてもよい。
図20は、本発明の第4実施形態に係るバルク波共振子210の構成を示す概略断面図である。図21は、第4実施形態に係るバルク波共振子210の概略平面図である。第4実施形態のバルク波共振子210は、第1抑制電極240および第2抑制電極242を有する点において第1実施形態のバルク波共振子10と異なり、他の構成については、第1実施形態のバルク波共振子10と共通している。以下では、第1実施形態と共通する構成については説明を省略し、異なる構成について詳述する。なお、圧電層16については、第2実施形態の構成が適用されてもよい。
次に、上記実施形態に係る複数のバルク波共振子で構成される帯域通過フィルタについて説明する。図24は、第1実施形態のバルク波共振子10を複数備える帯域通過フィルタ500の一例を示す回路図である。図24では、複数のバルク波共振子10が、所謂、ラダー型(はしご型)に接続された帯域通過フィルタ500を示している。
図28は、第1実施形態のバルク波共振子10を複数備える帯域通過フィルタ600の他の一例を示す回路図である。図28では、複数のバルク波共振子10が、所謂、ラティス型に接続された帯域通過フィルタ600を示している。
12 支持基板
14 音響多層膜
16 圧電層
16a 上面
16b 下面
18 第1電極
18a、20a、130a、132a 端面
20 第2電極
130 第1負荷
132 第2負荷
240 第1抑制電極
242 第2抑制電極
500、600 帯域通過フィルタ
Claims (7)
- バルク波を用いたバルク波共振子であって、
支持基板と、
音響インピーダンスが異なる複数種類の誘電体が前記支持基板上に積層された音響多層膜と、
前記音響多層膜上に積層された圧電層と、
前記圧電層における前記音響多層膜とは反対側の面上に間隔を空けて対向配置され、前記バルク波を前記圧電層に発生させる電圧が印加される第1電極および第2電極と、
を備え、
前記圧電層の前記面に対して平行な方向のうち、前記第1電極と前記第2電極とが対向する方向を、第1方向としたとき、
前記第1電極および前記第2電極に対する電圧の印加により、前記圧電層の内部に前記第1方向の平行電界励振による厚みすべり振動を発生させ、前記厚みすべり振動による前記第1方向の前記バルク波をメインモードとして用い、
前記圧電層における前記音響多層膜側の面には電極が配置されておらず、
前記圧電層は、タンタル酸リチウムの単結晶のY軸に直交する面をX軸を中心軸として80°~160°の範囲内で1回回転し、1回回転後の面をZ軸を中心軸として-35°~35°の範囲内で2回回転した面に沿って切り出された回転Yカット板からなり、
電気機械結合係数が0.1以上であり、
前記圧電層における前記第1電極および前記第2電極が配置される面上に、前記第1電極と前記第2電極とが対向する前記第1方向に対して交差する第2方向に対向配置される第1抑制電極および第2抑制電極をさらに備え、
前記第1抑制電極および前記第2抑制電極は、前記第1電極と前記第2電極との隙間を挟みこむように前記第2方向に対向配置される、バルク波共振子。 - バルク波を用いたバルク波共振子であって、
支持基板と、
音響インピーダンスが異なる複数種類の誘電体が前記支持基板上に積層された音響多層膜と、
前記音響多層膜上に積層された圧電層と、
前記圧電層における前記音響多層膜とは反対側の面上に間隔を空けて対向配置され、前記バルク波を前記圧電層に発生させる電圧が印加される第1電極および第2電極と、
を備え、
前記圧電層の前記面に対して平行な方向のうち、前記第1電極と前記第2電極とが対向する方向を、第1方向としたとき、
前記第1電極および前記第2電極に対する電圧の印加により、前記圧電層の内部に前記第1方向の平行電界励振による厚みすべり振動を発生させ、前記厚みすべり振動による前記第1方向の前記バルク波をメインモードとして用い、
前記圧電層における前記音響多層膜側の面には電極が配置されておらず、
前記圧電層は、タンタル酸リチウムの単結晶のY軸に直交する面をX軸を中心軸として80°~160°の範囲内で1回回転し、1回回転後の面をZ軸を中心軸として-35°~35°の範囲内で2回回転した面に沿って切り出された回転Yカット板からなり、
電気機械結合係数が0.1以上であり、
前記圧電層は、焦電処理、Feドープ処理およびMgドープ処理のうち少なくともいずれかの処理がなされた前記タンタル酸リチウムの単結晶からなる、バルク波共振子。 - 前記圧電層と前記支持基板との間に空間が形成されることなく、前記圧電層が前記音響多層膜を介して前記支持基板に支持されるSMR型のバルク波共振子である、請求項1または2に記載のバルク波共振子。
- 前記第1電極上に配置される第1負荷と、
前記第2電極上に配置される第2負荷と、
をさらに備える、
請求項1~3のいずれか1項に記載のバルク波共振子。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載のバルク波共振子を複数備える、帯域通過フィルタ。
- 複数の前記バルク波共振子がラダー型に接続された、請求項5に記載の帯域通過フィルタ。
- 複数の前記バルク波共振子がラティス型に接続された、請求項5に記載の帯域通過フィルタ。
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