JPH03190411A - 弾性表面波素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 弾性表面波素子の構造に関し、 弾性表面波素子、とくに、弾性表面波共振子を複合化し
て小形化するとともに、周波数調整を容易にし、かつ、
その調整精度を向上させることを目的とし、 １枚の圧電体基板の上に、第１の櫛形駆動電極とその両
側に配設された２つのショートストリップ型反射電極か
らなる第１の表面波共振子と、第２の櫛形駆動電極とそ
の両側に配設された２つのショートストリップ型反射電
極からなる第２の表面波共振子とを近接して設け、前記
第１および第２の櫛形駆動電極の各接地側電極指をたが
いに電気的に接続し、かつ、前記第１および第２の表面
波共振子のそれぞれの２つのショートストリップ型反射
電極のうちの少なくとも各一方のショートストリップ型
反射電極を前記接地側電極指に電気的に接続して弾性表
面波素子を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は弾性表面波素子、とくに、共振子型フィルタに
用いる複合された弾性表面波共振子の構造に関する。

最近の情報処理機器９通信機器の高速化にともなって、
高周波での信号発生やフィルタリングなどが必要となり
、これらの用途に弾性表面波素子が使用されはじめてい
るが、その小形化と高精度化への要求がますます強くな
ってきている。

〔従来の技術〕

最近の高周波域における共振子型フィルタの例として、
２個の表面波共振子と２個の負荷容量と１個の結合容量
から構成されるものがよく知られている。

第５図は共振子型フィルタの等何回路を示す図で、図中
、５０．６０はそれぞれ表面波共振子、４１，４２はそ
れぞれ負荷容量、４０は結合容量、１１０′は入力端、
２ＩＯ゛は出力端、１３０’　、　２３０’　は接地端
である。

第６図は従来の表面波共振子の例を示す平面図である。

図中、３は基板で、たとえば、ＬｉＴａＯ３基板である
。３■は櫛形駆動電極で、たとえば、ＡＩ！からなる櫛
形電極３１ａおよび３１ｂが交互に差し挟まれており、
それぞれに設けられた外部リード導出部３１０および３
２０に接続された。こ＼には図示してない高周波電源に
より交流電圧が印加されるようになっている。

３２および３３は、たとえば、同じ＜　Ａｌからなる反
射電極で、複数の電極指を並列に形成しそれら電極指の
両端部を連結導体で接続した。いわゆる、ショートスト
リップ型と呼ばれる形状にしである。

こ＼で、ｄｏは櫛形駆動電極３１および２つの反射電極
３２．３３の各電極指の巾と電極指間のスペスで、櫛形
駆動電極３１の最外側の電極指と反射電極３２．３３の
櫛形駆動電極３１に対面した最外側の電極指との距離も
同じくｄ。にし、かつ、ｄｏ”λ／４にする。すなわち
、櫛形駆動電極と２つの反射電極の全ての電極指のピッ
チをλ／２とする。

いわゆる、連続等ピッチのエネルギー閉じ込め構造の電
極配置を用いたもので、多重共振モードその他に起因す
るスプリアスの発生を防止できるようにしたものでしる
。

具体的には、たとえば、共振周波数１５５ＭＨｚを得る
ために、前記基板３のＸ伝播表面波の音速４０９０ｍ／
ｓからλ＝　２６．３μｍとして電極が形成されている
。

第７図は従来の共振子型フィルタの実装状態を示す斜視
図で、キャップを外した状態を示している。図中、４５
゛　はステムのベースで、その上にプリント回路基板４
４′が載置されている。表面波共振子５０．６０はプリ
ント回路基板４４”上に、たとえば、エポキシ系のＡｇ
ペーストでグイボンディングされ、外部リード導出部３
１０および３２０はプリント回路基板４４′のこ＼には
図示してないポンディングパッドにワイヤ４３でボンデ
ィングされている。

結合容量４０および負荷容量４１，４２．たとえば、チ
ップコンは同じ（プリント回路基板４４°上にダイボン
ディングされ、最終的には表面波共振子５０．６０の周
波数調整をし試験を行ったのち、こ＼には図示してない
キャップを施して共振子型フィルタが形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来の共振子型フィルタでは２つの表面波
共振子を使用しており、その周波数調整にあたってそれ
ぞれ別々に行わなければならない。

第８図は従来の表面波共振子を用いたフィルタの周波数
調整法を示す図で、図中、５１および５２は表面波共振
子５０および６０の電極エリアをあけた蒸着マスク、５
５は周波数調整用の蒸着源、たとえば、Ｔａ２ｅｓであ
る。実際に周波数調整を行うには、たとえば、それぞれ
の表面波共振子５０および６０を所定の周波数よりもや
＼高めの周波数にしておき、たとえば、先ず表面波共振
子５０をマスク５１を用いてＴａｘｅｓを蒸着すると、
表面波の伝播速度が遅（なるので共振周波数は低下する
。所定の周波数に達したらマスク５１を閉じ、次に、マ
スク５２を用いて同様のプロセスにより、もう一方の表
面波共振子６０の周波数調整を行っていた。

通常、上記表面波共振子５０および６０は別々に製作さ
れているために、その共振周波数はかなり異なっており
、したがって、上記のごと（周波数調整は２回に分けて
行わなければならない。また、素子の搭載作業も２回行
う必要があるため製作工数が多くか＼す、さらに、表面
波共振子２個分のスペースを要することになるので、結
局、共振子型フィルタの小形化の障害にもなるなどの諸
問題があり、それらの解決が求められていた。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、１枚の圧電体基板３の上に、第１の櫛形
駆動電極１１とその両側に配設された２つのショートス
トリップ型反射電極１２．１３からなる第１の表面波共
振子ｌと、第２の櫛形駆動電極２１とその両側に配設さ
れた２つのショートストリップ型反射電極２２．２３か
らなる第２の表面波共振子２とを近接して設け、前記第
１および第２の櫛形駆動電極１１および２１の接地側電
極指１１ａ、　２１ａをたがいに電気的に接続し、かつ
、前記第１および第２の表面波共振子ｌおよび２のそれ
ぞれの２つのショートストリップ型反射電極のうちの少
なくとも各一方のショートストリップ型反射電極を前記
接地側電極指１１ａ、２１ａに電気的に接続して弾性表
面波素子を構成することより解決することができる。

〔作用〕

本発明の弾性表面波素子は、１枚の基板３上に２つの表
面波共振子を近接して設け、かつ、両表面波共振子の各
櫛形駆動電極１１および２１の接地側電極指１１ａ、　
２１ａをたがいに電気的に接続し、また、それぞれの２
つのショートストリップ型反射電極のうちの少なくとも
各一方のショートストリップ型反射電極を前記接地側電
極指１１ａ、　２１ａに電気的に接続して構成されてい
るので、両表面波共振子の共振周波数は製作段階におい
て、すでに互いに近い値を持っており、周波数調整は１
枚のマスクで同時に１回で済ませてしまうことができる
。さらに、２つの表面波共振子が同一基板上に集積され
ているので全体が小形化され、しかも、そのプリント回
路基板４４への搭載作業も１回で済ませることが可能と
なる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す図である。

図中、３は３６°Ｙカット−Ｘ伝播ＬｉＴａ０ｓ（３６
゜Ｙ　　Ｘ　ＬｉＴａ０ｓ）からなる１枚の基板で、た
とえば、寸法は厚さ０．３５ｍ　ｍ　、巾３．５ｍｍ、
長さ６ｍｍ、表面は平滑に研磨しである。表面波はＸ方
向に伝播するように電極を配置した。１１および２１は
第１および第２の櫛形駆動電極で、それぞれ５０本の櫛
歯を有する一対の櫛形電極１１ａとｌｌｂ、および２１
ａと２１ｂとが互いに櫛歯を差し挟んで配置されている
。１２．１３および２２．２３は反射電極で、それぞれ
１００本のストリップ状の電極指を並列に形成し、それ
ら電極指の両端部を連結導体で接続した。

いわゆる、ショートストリップ型のものである。

これら電極パターンの形成は、具体的には前記基板ｌ上
に約６５０ｎｍの一定膜厚のＡＩ！膜、または、電極の
マイグレーションを抑えるように若干のＣＵを混入した
ＡＩ膜を真空蒸着し、通常のホトリソグラフィ法で前記
櫛形駆動電極１１．２１と反射電極１２．１３および２
２．２３を同時形成した。

電極巾と電極間隔（電極間スペース）は櫛形駆動電極と
各反射電極の間も含めて全てλ／４（ｄ。

＝λ／４）、すなわち、いずれも連続等ピツチ配置にな
るように形成した。

なお、共振周波数１５５ＭＨｚを得るために、前記基板
３のＸ伝播表面波の音速４０９０ｍ／ｓからλ＝　２６
．３μｍを算出し、電極ピッチをλ／２．電極巾および
電極間（スペース）をλ／４として設計した。

なお、第１の表面波共振子ｌと第２の表面波共振子２と
は近接して、たとえば、図中のＸ−Ｘ軸に対して鏡面対
称に配置し、第１および第２の櫛形駆動電極１１および
２１の接地側電極指１１ａ、２１ａをたがいに電気的に
接続し、かつ、前記第１および第２の表面波共振子ｌお
よび２のそれぞれの２つのショートストリップ型反射電
極も同様に接地側電極指１１ａ、２１ａに電気的に接続
されるように、同じＡＩ膜からホトリソグラフィ法で前
記櫛形駆動電極１１．２１や反射電極１２．１３および
２２．２３と同時形成した。１１０は入力端、２１０は
出力端、１２０．１３０゜２２０、２３０は接地端であ
る。接地端はｌ箇所ないし２箇所でもよいが、どこから
でもワイヤボンディングできるようにするという実装上
の利便から４隅に接地端用ポンディングパッドを設けた
ものである。

以上のごと（複合集積して形成された第１および第２の
表面波共振子ｌおよび２の周波数調整前の共振周波数の
差は、はゾ±５００　ｐｐｍ以内に収まっており、前記
従来の個別素子の場合の周波数バラツキ±２５００ｐｐ
ｍに比較して、１１５と大巾に改善された。また、素子
面積は従来の２個分に比較して３０％の減少となった。

なお、必要により表面波共振子の温度特性を改善するた
めに、公知の技術である５ｉ０２膜を電極基板面全体に
、たとえば、表面波波長λの２０％前後の厚さにプラズ
マＣＶＤ法で生成してもよい。

第２図は本発明実施例を使用した共振子型フィルタの斜
視図で、ＩＯは本発明の弾性表面波素子。

すなわち、表面波共振子である。４５はステムのベスで
、その上にプリント回路基板４４が載置されている。表
面波共振子１０はプリント回路基板４４上にグイボンデ
ィングされ、外部リード導出部１１０および２１０はプ
リント回路基板４４のこ＼には図示してないポンディン
グパッドにワイヤ４３でボンディングされている。

なお、前記諸図面で説明したものと同等の部分について
は同一符号を付し、かつ、同等部分についての説明は省
略する。

上記実施例の場合、素子面積の減少、ボンディングワイ
ヤ本数の減少などの効果により、プリント回路基板の面
積は従来の約１／２に縮小され、それにともない共振子
フィルタの外形寸法も大巾に小形化された。

第３図は本発明の実施例素子を用いたフィルタの周波数
調整法を示す図で、５３はは本発明の弾性表面波素子Ｉ
Ｏの電極エリアをあけた蒸着マスク、５５は周波数調整
用の蒸着源、たとえば、Ｔａ２０５である。実際に周波
数調整を行うには、たとえば、弾性表面波素子１０の２
つの表面波共振子ｌおよび２を所定の周波数よりもや＼
高めの周波数に予め作製しておく。このとき各共振周波
数はすてに述べたごとく±５００ｐｐｍ以内に形成され
ているので、１つのマスク５３を用いて、公知の方法、
たとえば、Ｔａ２０５を蒸着すると、ＩＡ当たり約２０
〜３０ｐｐｍだけ共振周波数が低下する。したがって所
定の周波数に達したらマスク５３を閉じれば、１回の操
作で周波数調整作業を完了することができる。

第４図は本発明の他の実施例を示す図である。

なお、前記の諸図面で説明したものと同等の部分につい
ては同一符号を付し、かつ、同等部分についての説明は
省略する。

前記第１図の実施例が２つの表面波共振子を並列に配置
しているのに対し、本実施例では第１の表面波共振子１
と第２の表面波共振子２を表面波の伝播方向、すなわち
、Ｘ−Ｘ方向に直列に配置し、接地側、すなわち、結合
容量４０に接続される側の櫛形駆動電極の電極指１１ａ
、２１ａをたがいに電気的に接続し、かつ、前記第１お
よび第２の表面波共振子ｌおよび２のそれぞれ内側のシ
ョートストリップ型反射電極１３．２３を同様に接地側
電極指１１ａ。

２１ａに電気的に接続している。本実施例の場合には、
入力端１１０．出力端２１０を同一方向から取り出すこ
とが可能であり、実装上の都合により前記実施例と適宜
使い分けをすればよい。その他本実施例もまた前記実施
例と同様の効果を有することは極めて明白である。

なお、２つの表面波共振子間でたがいに他の共振子から
放射される表面波は、それぞれの反射電極の中で減衰し
各共振子の特性に影響を与えることはない。

上記実施例では共振周波数１５５ＭＨｚの場合について
示したが、その他の周波数帯の弾性表面波素子であって
も同様の効果が得られることは言うまでもない。

以上述べた実施例は一例を示したもので、本発明の趣旨
に添うものである限り、使用する素材や構成など適宜好
ましいもの、あるいはその組み合わせを用いもよいこと
は勿論である。

〔発明の効果〕

以上詳しく述べたように、本発明によれば１枚の基板３
上に２つの表面波共振子を近接して設け。

かつ、両表面波共振子の各櫛形駆動電極１１および２１
の接地側電極指１１ａ、２１ａをたがいに電気的に接続
し、また、それぞれの２つのショートストリップ型反射
電極のうちの少なくとも各一方のショートストリップ型
反射電極を前記接地側電極指１１ａ。

２１ａに電気的に接続して構成されているので、両表面
波共振子の共振周波数は製作段階において、すでに互い
に近い値を持っており、周波数調整は１枚のマスクで同
時に１回で済ませてしまうことができる。さらに、２つ
の表面波共振子が同一基板上に集積されているので全体
が小形化され、しかも、そのプリント回路基板４４への
搭載作業も１回で済ませることが可能となり、弾性表面
波素子の性能９品質の向上および小形化と価格の低下に
寄与するところが極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、 第２図は本発明実施例を使用した共振子型フィルタの斜
視図、 第３図は本発明の実施例素子を用いたフィルタの周波数
調整法を示す図、 第４図は本発明の他の実施例を示す図、第５図は共振子
型フィルタの等価回路を示す図、第６図は従来の表面波
共振子の例を示す平面図、第７図は従来の共振子型フィ
ルタの実装状態を示す斜視図、 第８図は従来の表面波共振子を用いたフィルタの周波数
調整法を示す図である。 図において、 ■は第１の表面波共振子、 ２は第２の表面波共振子、 ３は基板、 １１は第１の櫛形駆動電極、 ２１は第２の櫛形駆動電極、 １２、１３は第１の表面波共振子の反射電極、２２、２
３は第２の表面波共振子の反射電極、１１ａ、１１ｂは
第１の櫛形駆動電極の電極指、２１ａ、２１ｂは第２の
櫛形駆動電極の電極指である。 本発日月実、吉芭イダＪＬ使田し托ｊも撒手型、１しり
の余斗杉し口笛　２　図 ４（４１同じδ・１ｙ１−フイノ℃で７のう宍トイ６丁
ＩＦ巨〕芹１１示Ｔｎン］紙　５図 ィ芝釆の表面３皮削良テハイチ１はネす千面閏第ら図 イ足来の共４に千梨フィＪレタの喫古しＡ較熊、夏示す
件Ｉ匙図Ｙ　　７　　図 不を来でＡ１面ば皮長狛良各１田いヒ珈、しりの固夕皮
１匁も同タヲ友計１口笛 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　１枚の圧電体基板（３）の上に、 第１の櫛形駆動電極（１１）とその両側に配設された２
   つのショートストリップ型反射電極（１２、１３）から
   なる第１の表面波共振子（１）と、第２の櫛形駆動電極
   （２１）とその両側に配設された２つのショートストリ
   ップ型反射電極（２２、２３）からなる第２の表面波共
   振子（２）とを近接して設け、 前記第１および第２の櫛形駆動電極（１１および２１）
   の接地側電極指（１１ａ、２１ａ）をたがいに電気的に
   接続し、 かつ、前記第１および第２の表面波共振子（１および２
   ）のそれぞれの２つのショートストリップ型反射電極の
   うちの少なくとも各一方のショートストリップ型反射電
   極を前記接地側電極指（１１ａ、２１ａ）に電気的に接
   続することを特徴とした弾性表面波素子。