JPWO2016063718A1 - 弾性波共振子及びラダー型フィルタ - Google Patents
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Abstract
小型化を図ることができ、かつ低損失とすることを可能とする、弾性波共振子を提供する。直列分割された複数の分割共振子が圧電基板2上に設けられた弾性波共振子1であって、第1,第2の外側バスバー7,8と、第1の段間バスバー9と、第1〜第4の電極指3a,3b,4a,4bと、第1,2のダミー電極指12,13とを備え、第1の段間バスバー9の第2,第3の電極指3b,4aが設けられている側の少なくとも一方に、第3のダミー電極指が設けられておらず、又は、第1,第2のダミー電極指12,13の長さより長さが短い複数本の第3のダミー電極指14を有し、第2の電極指3bの延びる延長上に、第3の電極指4aが配置され、第1,第2の電極指3a,3bが互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチが、第3,第4の電極指4a,4bが互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチと等しい、弾性波共振子1。
Description
本発明は、直列に分割された複数の分割共振子により構成されている弾性波共振子及び該弾性波共振子を有するラダー型フィルタに関する。
従来、携帯電話機の帯域フィルタなどに、複数の弾性波共振子により構成された弾性波フィルタが広く用いられている。
下記の特許文献1には、このような弾性波フィルタを構成する弾性波共振子が開示されている。特許文献1では、弾性波共振子を構成するIDT電極が、電極指の延びる方向において、直列に分割されている。
また、下記の特許文献2には、複数の弾性波共振子を有するラダー型フィルタが開示されている。特許文献2では、直列分割されていないIDT電極にダミー電極指が設けられている構成が記載されている。
特許文献1のように、直列に分割されたIDT電極を備える弾性波共振子では、耐電力性を高めることができる。しかしながら、弾性波が共振子の外に漏洩すると、損失が大きくなり易かった。
特許文献2のように、IDT電極にダミー電極指を設けた場合、弾性波の漏洩を抑制することができる。しかしながら、特許文献1に記載の直列に分割されたIDT電極に、特許文献2に記載のダミー電極指を設けた場合、小型化を図ることが困難であった。
本発明の目的は、小型化を図ることができ、かつ低損失とすることを可能とする、弾性波共振子及びラダー型フィルタを提供することにある。
本願の第1の発明に係る弾性波共振子は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、直列に分割された複数の分割共振子が圧電基板上に設けられており、上記複数の分割共振子がそれぞれIDT電極を有する弾性波共振子であって、弾性波伝搬方向と直交する方向において、最も外側に位置している両側のバスバーである第1,第2の外側バスバーと、弾性波伝搬方向と直交する方向において、隣接する2つの上記IDT電極を電気的に接続している第1の段間バスバーと、一端が上記第1の外側バスバーに接続された複数本の第1の電極指と、一端が上記第1の段間バスバーに接続されており、上記複数本の第1の電極指と互いに間挿し合っている複数本の第2の電極指と、一端が上記第1の段間バスバーの上記複数本の第2の電極指が設けられている側とは反対側に接続されている複数本の第3の電極指と、上記複数本の第3の電極指と互いに間挿し合っている複数本の第4の電極指と、一端が上記第1の外側バスバーに接続されており、上記複数本の第2の電極指と隙間を隔てて対向して配置される複数本の第1のダミー電極指と、一端が上記第2の外側バスバーに接続された複数本の第2のダミー電極指とを備え、上記第1の段間バスバーの上記第2の電極指が設けられている側と上記第3の電極指が設けられている側との少なくとも一方に、一端が上記第1の段間バスバーに接続されている複数本の第3のダミー電極指が設けられておらず、又は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、上記複数本の第1,第2のダミー電極指の長さより長さが短い上記複数本の第3のダミー電極指をさらに有しており、弾性波伝搬方向と直交する方向において、上記第2の電極指の延びる延長上に、上記第1の段間バスバーを介して、上記第3の電極指が配置されており、上記第1,第2の電極指が互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチが、上記第3,第4の電極指が互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチと等しくされている。
本願の第1の発明に係る弾性波共振子のある特定の局面では、上記第1の外側バスバーが設けられている上記IDT電極を第1のIDT電極とし、弾性波伝搬方向に直交する方向において、上記第1のIDT電極に隣接している上記IDT電極を第2のIDT電極としたときに、上記第1のIDT電極により伝搬される弾性波と、上記第2のIDT電極により伝搬される弾性波との位相及び波長が等しくされている。
本願の第2の発明に係る弾性波共振子は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、直列に分割された複数の分割共振子が圧電基板上に設けられており、上記複数の分割共振子がそれぞれIDT電極を有する弾性波共振子であって、弾性波伝搬方向と直交する方向において、最も外側に位置している両側のバスバーである第1,第2の外側バスバーと、弾性波伝搬方向と直交する方向において、隣接する2つの上記IDT電極を電気的に接続している第1の段間バスバーと、一端が上記第1の外側バスバーに接続された複数本の第1の電極指と、一端が上記第1の段間バスバーに接続されており、上記複数本の第1の電極指と互いに間挿し合っている複数本の第2の電極指と、一端が上記第1の段間バスバーの上記複数本の第2の電極指が設けられている側とは反対側に接続されている複数本の第3の電極指と、上記複数本の第3の電極指と互いに間挿し合っている複数本の第4の電極指と、一端が上記第1の外側バスバーに接続されており、上記複数本の第2の電極指と隙間を隔てて対向して配置される複数本の第1のダミー電極指と、一端が上記第2の外側バスバーに接続された複数本の第2のダミー電極指とを備え、上記第1の段間バスバーの上記第2の電極指が設けられている側と上記第3の電極指が設けられている側との少なくとも一方に、一端が上記第1の段間バスバーに接続されている複数本の第3のダミー電極指が設けられておらず、又は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、上記複数本の第1,第2のダミー電極指の長さより長さが短い上記複数本の第3のダミー電極指をさらに有しており、上記第1の外側バスバーが設けられている上記IDT電極を第1のIDT電極とし、弾性波伝搬方向に直交する方向において、上記第1のIDT電極に隣接している上記IDT電極を第2のIDT電極としたときに、上記第1のIDT電極により伝搬される弾性波と、上記第2のIDT電極により伝搬される弾性波との位相及び波長が等しくされている。
本願の第2の発明に係る弾性波共振子のある特定の局面では、弾性波伝搬方向と直交する方向において、上記第2の電極指の延びる延長上に、上記第1の段間バスバーを介して、上記第3の電極指が配置されており、上記第1,第2の電極指が互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチが、上記第3,第4の電極指が互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチと等しくされている。
以下、第1,第2の発明を総称して、本発明と総称する場合があるものとする。
本発明に係る弾性波共振子の別の特定の局面では、上記第1の段間バスバーの上記第2の電極指が設けられている側と上記第3の電極指が設けられている側との双方に、一端が上記第1の段間バスバーに接続されている上記複数本の第3のダミー電極指が設けられていない。
本発明に係る弾性波共振子の他の特定の局面では、上記第1の段間バスバーの上記第2の電極指が設けられている側と上記第3の電極指が設けられている側との一方に、一端が上記第1の段間バスバーに接続されている上記複数本の第3のダミー電極指が設けられており、上記第1の段間バスバーの上記第2の電極指が設けられている側と上記第3の電極指が設けられている側との他方に、上記複数本の第3のダミー電極指が設けられていない。
本発明に係る弾性波共振子のさらに別の特定の局面では、上記第1の段間バスバーの上記第2の電極指が設けられている側と上記第3の電極指が設けられている側との双方に、一端が上記第1の段間バスバーに接続されている上記複数本の第3のダミー電極指が設けられており、弾性波伝搬方向と直交する方向において、上記複数本の第3のダミー電極指の長さが、上記複数本の第1,第2のダミー電極指の長さより短い。
本発明に係る弾性波共振子のさらに他の特定の局面では、上記複数本の第4の電極指の一端が、上記第2の外側バスバーに接続されており、上記複数本の第2のダミー電極指の上記第2の外側バスバーと接続されていない側の他端が、上記複数本の第3の電極指と隙間を隔てて対向して配置されている。
本発明に係る弾性波共振子のさらに他の特定の局面では、上記複数本の第4の電極指の一端が接続されており、弾性波伝搬方向と直交する方向において、隣接する2つの上記IDT電極を電気的に接続している第2の段間バスバーと、一端が上記第2の段間バスバーの上記複数本の第4の電極指が設けられている側とは反対側に接続されている複数本の第5の電極指と、上記複数本の第5の電極指と互いに間挿し合っている複数本の第6の電極指をさらに備え、上記第2の段間バスバーの上記第4の電極指が設けられている側と、上記第5の電極指が設けられている側との少なくとも一方に、一端が上記第2の段間バスバーに接続されている複数本の第4のダミー電極指が設けられておらず、又は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、上記複数本の第1,第2のダミー電極指の長さより長さが短い上記複数本の第4のダミー電極指をさらに有する。
本発明に係る弾性波共振子のさらに他の特定の局面では、弾性波伝搬方向と直交する方向において、上記第4の電極指の延びる延長上に、上記第2の段間バスバーを介して、上記第5の電極指が配置されており、上記第3,第4の電極指が互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチが、上記第5,第6の電極指が互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチと等しくされている。
本発明に係る弾性波共振子のさらに他の特定の局面では、上記第1の外側バスバーが設けられている上記IDT電極を第1のIDT電極とし、弾性波伝搬方向に直交する方向において、上記第1のIDT電極に隣接している上記IDT電極を第2のIDT電極とし、弾性波伝搬方向に直交する方向において、上記第2のIDT電極の上記第1のIDT電極と隣接している側とは反対側に隣接している上記IDT電極を第3のIDT電極としたときに、上記第2のIDT電極により伝搬される弾性波と、上記第3のIDT電極により伝搬される弾性波との位相及び波長が等しくされている。
本発明に係る弾性波共振子のさらに他の特定の局面では、上記複数本の第6の電極指の一端が、上記第2の外側バスバーに接続されており、上記複数本の第2のダミー電極指の上記第2の外側バスバーと接続されていない側の他端が、上記複数本の第5の電極指と隙間を隔てて対向して配置されている。
本発明に係るラダー型フィルタは、入力端子及び出力端子を結ぶ直列腕に設けられた複数の直列腕共振子と、上記直列腕とグラウンド電位とを結ぶ複数の並列腕にそれぞれ設けられた複数の並列腕共振子とを備え、上記複数の直列腕共振子及び上記複数の並列腕共振子のうち少なくとも1つの共振子が、上記本発明に係る弾性波共振子である。
本発明によれば、小型化を図ることができ、かつ低損失とすることを可能とする弾性波共振子及びラダー型フィルタを提供することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波共振子の模式的平面図である。図1に示すように、弾性波共振子1は、矩形板状の圧電基板2を有する。圧電基板2は、LiTaO3やLiNbO3のような圧電単結晶基板からなる。圧電基板2は、圧電セラミックスにより形成されていてもよい。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波共振子の模式的平面図である。図1に示すように、弾性波共振子1は、矩形板状の圧電基板2を有する。圧電基板2は、LiTaO3やLiNbO3のような圧電単結晶基板からなる。圧電基板2は、圧電セラミックスにより形成されていてもよい。
圧電基板2の主面上には、第1,第2の分割共振子1A,1Bが設けられている。第1,第2の分割共振子1A,1Bは、弾性波伝搬方向と直交する方向において、直列に分割されている。より詳細には、第2の分割共振子1Bは、弾性波伝搬方向に直交する方向において第1の分割共振子1Aに直列に接続されている。
第1の分割共振子1Aは、第1のIDT電極3と、第1のIDT電極3の弾性波伝搬方向両側に配置された反射器5,6とにより形成されている。第2の分割共振子1Bは、第2のIDT電極4と、第2のIDT電極4の弾性波伝搬方向両側に配置された反射器5,6とにより形成されている。第1,第2のIDT電極3,4は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、隣接している。反射器5,6は、第1,第2の分割共振子1A,1Bで、共有されている。第1,第2のIDT電極3,4及び反射器5,6は、圧電基板2の主面上に形成されている。
第1,第2のIDT電極3,4は、Al、Cu、Pt、Au、Ag、Ti、Ni、Cr、Mo、Wまたはこれらの金属のいずれかを主体とする合金などの適宜の金属材料により形成することができる。第1,第2のIDT電極3,4は、単層であってもよいし、2種以上の金属層が積層された積層体であってもよい。
第1のIDT電極3は、複数本の第1の電極指3aと、複数本の第2の電極指3bとを有する。複数本の第1の電極指3a及び複数本の第2の電極指3bは、弾性波伝搬方向と直交する方向に延びている。複数本の第1の電極指3aと、複数本の第2の電極指3bとは、互いに間挿し合っている。
複数本の第1の電極指3aの一端は、第1の外側バスバー7に接続されている。第1の外側バスバー7は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、最も外側に位置している両側のバスバーのうちの一方側のバスバーである。
第1の外側バスバー7には、複数本の第1のダミー電極指12の一端が接続されている。複数本の第1のダミー電極指12の他端は、第1のIDT電極3の複数本の第2の電極指3bと、隙間を隔てて対向して配置されている。複数本の第1のダミー電極指12を設けることにより、後述する弾性波の外部への漏洩を効果的に防止することができる。
複数本の第2の電極指3bの一端は、第1の段間バスバー9に接続されている。第1の段間バスバー9は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、隣接している2つの分割共振子を構成している第1のIDT電極3と第2のIDT電極4とを電気的に接続している1つの共通のバスバーとして一体に設けられている。
第2のIDT電極4は、複数本の第3の電極指4aと、複数本の第4の電極指4bとを有する。複数本の第3の電極指4a及び複数本の第4の電極指4bは、弾性波伝搬方向と直交する方向に延びている。複数本の第3の電極指4aと、複数本の第4の電極指4bとは、互いに間挿し合っている。
複数本の第3の電極指4aの一端は、第1の段間バスバー9の複数本の第2の電極指3bが設けられている側とは反対側に接続されている。
また、複数本の第4の電極指4bの一端は、第2の外側バスバー8に接続されている。第2の外側バスバー8は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、最も外側に位置している両側のバスバーのうち、第1の外側バスバー7とは異なる側のバスバーである。
第2の外側バスバー8に、複数本の第2のダミー電極指13の一端が接続されている。複数本の第2のダミー電極指13の他端は、第2のIDT電極4の複数本の第3の電極指4aと、隙間を隔てて対向している。複数本の第2のダミー電極指13を設けることにより、弾性波の外部への漏洩を抑制することができる。
本実施形態においては、第1のIDT電極3の電極指の対数及び交叉幅が、第2のIDT電極4の電極指の対数及び交叉幅と同じとなるように構成されている。もっとも、本発明においては、第1,第2のIDT電極3,4で電極指の対数及び交叉幅が異なるように形成されていてもよいが、本実施形態のように第1,第2のIDT電極3,4で電極指の対数及び交叉幅が同じとなるように構成されていることが望ましい。それによって、容量のばらつきを抑制し、各段において加わる電力を等しくすることができ、より一層耐電力性を高められるためである。
図1に示すように、第1のIDT電極3の第2の電極指3bの延びる延長上に、第1の段間バスバー9を介して、第2のIDT電極4の第3の電極指4aが配置されている。本実施形態においては、第1の段間バスバー9を対称軸として、第1のIDT電極3の第2の電極指3bと、第2のIDT電極4の第3の電極指4aとが、線対称となるように配置されている。
第1の段間バスバー9の幅としては、特に限定されないが、1λ以下であることが好ましい。なお、IDT電極のピッチにより定まる波長の長さをλとするものとする。第1の段間バスバー9の幅が、1λを超えると、振動が減衰することがある。より一層小型化を図る観点から、第1の段間バスバー9の幅は、λ/3以下であることがより好ましく、λ/4以下であることがさらに好ましい。また、第1の段間バスバー9の幅が、第1,2の外側バスバー7,8の幅以下であることが好ましい。第1の段間バスバー9の幅が、第1,第2の外側バスバー7,8の幅より小さいことがさらに好ましい。
第1の実施形態では、上述したように、第1のIDT電極3の第2の電極指3bの延びる延長上に、第2のIDT電極4の第3の電極指4aが配置されている。また、図1に示すように、第1,第2の電極指3a,3bが互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチが、第3,第4の電極指4a,4bが互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチと等しくされている。このように、本明細書におけるピッチとは、IDT電極において、電極指が互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチのことをいうものとする。上記のように電極指のピッチが等しくされている場合、隣接する第1,第2の分割共振子1A,1Bを励振させることができるため、低損失とすることができる。
また、第1,第2の外側バスバー7,8には、第1,第2のダミー電極指12,13が設けられている。そのため、弾性波の外部への漏洩を防止することができ、低損失とすることが可能となる。
なお、上記のように、第2の電極指3bの延びる延長上に、第3の電極指4aを配置し、かつ隣り合う第1,第2のIDT電極3,4の電極指のピッチが等しくされている構成を備えてなくとも、第1のIDT電極3により伝搬される弾性波と、第2のIDT電極4により伝搬される弾性波との位相及び波長が等しければ、低損失とすることが可能となる。なお、弾性波の波長は、上記電極指のピッチによって定まるものとする。
さらに、第1の実施形態においては、第1の段間バスバー9の第2の電極指3bが設けられている側と、第3の電極指4aが設けられている側との双方に、一端が第1の段間バスバー9に接続されている複数本の第3のダミー電極指が設けられていない。従って、小型化を図ることが可能となる。もっとも、第1の段間バスバー9に上記複数本の第3のダミー電極指が設けられていない場合、損失が大きくなるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、上述した図1の構成を採ることにより低損失とされている。よって、小型化を図りつつ、損失を小さくすることが可能となる。
具体的には、第1のIDT電極3で励振された弾性波と、第1のIDT電極3から第1の段間バスバー9を越えて第2のIDT電極4に弾性波が伝搬されるときに、第2のIDT電極4によって励振される弾性波とが、その波長と位相がそろっている。これにより、弾性波のエネルギー損失を抑制することができる。
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態に係る弾性波共振子の模式的平面図である。第2の実施形態に係る弾性波共振子21では、第1の段間バスバー9の第2の電極指3bが設けられている側に、一端が第1の段間バスバー9に接続された複数本の第3のダミー電極指14が設けられている。第3のダミー電極指14の他端は、第1のIDT電極3の第1の電極指3aと隙間を隔てて対向して配置されている。なお、第2の実施形態においては、第1の段間バスバー9の第3の電極指4aが設けられている側には、一端が第1の段間バスバー9に接続された複数本の第3のダミー電極指が設けられていない。その他の点は、第1の実施形態と同様である。
図2は、本発明の第2の実施形態に係る弾性波共振子の模式的平面図である。第2の実施形態に係る弾性波共振子21では、第1の段間バスバー9の第2の電極指3bが設けられている側に、一端が第1の段間バスバー9に接続された複数本の第3のダミー電極指14が設けられている。第3のダミー電極指14の他端は、第1のIDT電極3の第1の電極指3aと隙間を隔てて対向して配置されている。なお、第2の実施形態においては、第1の段間バスバー9の第3の電極指4aが設けられている側には、一端が第1の段間バスバー9に接続された複数本の第3のダミー電極指が設けられていない。その他の点は、第1の実施形態と同様である。
第2の実施形態においては、上記のように第1の段間バスバー9の第2の電極指3bが設けられている側に、第3のダミー電極指14が設けられているため、より一層低損失化を図ることができる。他方、第1の段間バスバー9の第3の電極指4aが設けられている側には、第3のダミー電極指が設けられていないため、小型化を図ることが可能となる。よって、小型化を図りつつ低損失とすることが可能となる。なお、第1の段間バスバー9の第2の電極指3bが設けられている側に配置する第3のダミー電極指14を部分的に設けないこともできる。
(第3の実施形態)
図3は、本発明の第3の実施形態に係る弾性波共振子の模式的平面図である。第3の実施形態に係る弾性波共振子31では、第1の段間バスバー9の第3の電極指4aが設けられている側に、一端が第1の段間バスバー9に接続された複数本の第3のダミー電極指14が設けられている。第3のダミー電極指14の他端は、第2のIDT電極4の第4の電極指4bと隙間を隔てて対向して配置されている。なお、第3の実施形態においては、第1の段間バスバー9の第2の電極指3bが設けられている側には、一端が第1の段間バスバー9に接続された複数本の第3のダミー電極指が設けられていない。その他の点は、第1の実施形態と同様である。
図3は、本発明の第3の実施形態に係る弾性波共振子の模式的平面図である。第3の実施形態に係る弾性波共振子31では、第1の段間バスバー9の第3の電極指4aが設けられている側に、一端が第1の段間バスバー9に接続された複数本の第3のダミー電極指14が設けられている。第3のダミー電極指14の他端は、第2のIDT電極4の第4の電極指4bと隙間を隔てて対向して配置されている。なお、第3の実施形態においては、第1の段間バスバー9の第2の電極指3bが設けられている側には、一端が第1の段間バスバー9に接続された複数本の第3のダミー電極指が設けられていない。その他の点は、第1の実施形態と同様である。
第3の実施形態においては、上記のように第1の段間バスバー9の第3の電極指4aが設けられている側に、第3のダミー電極指14が設けられているため、より一層低損失化を図ることができる。また、第1の段間バスバー9の第2の電極指3bが設けられている側には、第3のダミー電極指が設けられていないため、小型化を図ることが可能となる。よって、小型化を図りつつ低損失とすることが可能となる。
(第4の実施形態)
図4は、本発明の第4の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。第4の実施形態に係る弾性波共振子41では、第1の段間バスバー9の第2の電極指3bが設けられている側と、第3の電極指4aが設けられている側との双方に、一端が第1の段間バスバー9に接続されている複数本の第3のダミー電極指14,14が設けられている。複数本の第3のダミー電極指14,14の他端は、複数本の第1の電極指3a又は複数本の第4の電極指4bと、隙間を隔てて対向して配置されている。弾性波伝搬方向と直交する方向において、第3のダミー電極指14,14の長さは、第1,第2のダミー電極指12,13の長さより短い。その他の点は、第1の実施形態と同様である。なお、第3のダミー電極指14,14を部分的に設けない構成と組み合わすこともできる。
図4は、本発明の第4の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。第4の実施形態に係る弾性波共振子41では、第1の段間バスバー9の第2の電極指3bが設けられている側と、第3の電極指4aが設けられている側との双方に、一端が第1の段間バスバー9に接続されている複数本の第3のダミー電極指14,14が設けられている。複数本の第3のダミー電極指14,14の他端は、複数本の第1の電極指3a又は複数本の第4の電極指4bと、隙間を隔てて対向して配置されている。弾性波伝搬方向と直交する方向において、第3のダミー電極指14,14の長さは、第1,第2のダミー電極指12,13の長さより短い。その他の点は、第1の実施形態と同様である。なお、第3のダミー電極指14,14を部分的に設けない構成と組み合わすこともできる。
第4の実施形態においては、上記のように、第1の段間バスバー9の第2の電極指3bが設けられている側と、第3の電極指4aが設けられている側との双方に、複数本の第3のダミー電極指14,14が設けられているため、より一層低損失化を図ることができる。また、弾性波伝搬方向と直交する方向において、第3のダミー電極指14,14の長さは、第1,第2のダミー電極指12,13の長さより短いため、小型化を図ることができる。よって、小型化を図りつつ、低損失とすることが可能となる。
(第5の実施形態)
図5は、本発明の第5の実施形態に係る弾性波共振子の模式的平面図である。第5の実施形態に係る弾性波共振子51では、弾性波伝搬方向と直交する方向において、第2の分割共振子1Bに、さらに第3の分割共振子1Cが直列に接続されている。すなわち、第5の実施形態では、弾性波伝搬方向と直交する方向において、直列に分割された第1〜第3の分割共振子1A〜1Cが圧電基板2上に設けられている。
図5は、本発明の第5の実施形態に係る弾性波共振子の模式的平面図である。第5の実施形態に係る弾性波共振子51では、弾性波伝搬方向と直交する方向において、第2の分割共振子1Bに、さらに第3の分割共振子1Cが直列に接続されている。すなわち、第5の実施形態では、弾性波伝搬方向と直交する方向において、直列に分割された第1〜第3の分割共振子1A〜1Cが圧電基板2上に設けられている。
第3の分割共振子1Cは、第3のIDT電極11と、第3のIDT電極11の弾性波伝搬方向両側に配置された反射器5,6とにより形成されている。第3のIDT電極11は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、第2のIDT電極4の第1のIDT電極3と隣接している側とは反対側に隣接している。反射器5,6は、第1,第2の分割共振子1A,1Bと共有されている。第3のIDT電極11及び反射器5,6は、圧電基板2上に形成されている。
第3のIDT電極11は、複数本の第5の電極指11aと、複数本の第6の電極指11bとを有する。複数本の第5の電極指11a及び複数本の第6の電極指11bは、弾性波伝搬方向と直交する方向に延びている。複数本の第5の電極指11aと、複数本の第6の電極指11bとは、互いに間挿し合っている。
図5に示すように、本実施形態においては、複数本の第4の電極指4bの一端が第2の外側バスバー8に接続されていない。複数本の第4の電極指4bの一端は、第2の段間バスバー10に接続されている。第2の段間バスバー10は、弾性波伝搬方向に直交する方向において、隣接している第2,第3のIDT電極4,11を電気的に接続している。
複数本の第5の電極指11aは、一端が第2の段間バスバー10の複数本の第4の電極指4bが設けられている側とは反対側に接続されている。
本実施形態においては、第2の段間バスバー10の第4の電極指4bが設けられている側と、第5の電極指11aが設けられている側との双方に、一端が第2の段間バスバー10に接続されている複数本の第4のダミー電極指が設けられていない。従って、より一層小型化を図ることが可能となる。
複数本の第6の電極指11bの一端は、第2の外側バスバー8に接続されている。第2の外側バスバー8は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、最も外側に位置している両側のバスバーのうち、第1の外側バスバー7とは異なる側のバスバーである。
第2の外側バスバー8に、複数本の第2のダミー電極指13の一端が接続されている。複数本の第2のダミー電極指13の他端は、第3のIDT電極11の複数本の第5の電極指11aと、隙間を隔てて対向して配置されている。複数本の第2のダミー電極指13を設けることにより、弾性波の外部への漏洩を抑制することができる。
図5に示すように、第2のIDT電極4の第4の電極指4bの延びる延長上に、第2の段間バスバー10を介して、第3のIDT電極11の第5の電極指11aが配置されている。また、第3,第4の電極指4a,4bが互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチが、第5,第6の電極指11a,11bが互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチと等しくされている。この場合、隣接する第1,第2の分割共振子1A,1Bに加えて、隣接する第2,第3の分割共振子1B,1Cをも励振させることができるため、低損失とすることができる。
なお、上記のように、第4の電極指4bの延びる延長上に第5の電極指11aを配置し、かつ隣り合う第2,第3のIDT電極4,11の電極指のピッチが等しくされている構成を備えてなくとも、第2のIDT電極4により伝搬される弾性波と、第3のIDT電極11により伝搬される弾性波との位相及び波長が等しければ、低損失とすることが可能となる。その点は、第1の実施形態と同様である。
また、第5の実施形態においても、第1,第2の外側バスバー7,8に、第1,第2のダミー電極指12,13が設けられている。そのため、弾性波の外部への漏洩を防止することができ、低損失とすることが可能となる。
さらに、第5の実施形態においては、第2の段間バスバー10の第4の電極指4bが設けられている側と、第5の電極指11aが設けられている側との双方に、複数本の第4のダミー電極指が設けられていない。従って、第5の実施形態においては、第1,第2の段間バスバー9,10のいずれにも、ダミー電極指が設けられていないこととなり、より一層小型化を図ることができる。もっとも、第1,第2の段間バスバー9,10にダミー電極指が設けられていない場合、損失が大きくなるおそれがある。しかしながら、上述したように本実施形態においては、図5の構成を採ることにより低損失とされている。よって、小型化を図りつつ、低損失とすることが可能となる。
(ラダー型フィルタ)
図6は、本発明の一実施形態に係るラダー型フィルタの回路図である。図6に示すラダー型フィルタでは、入力端子15と出力端子16とを結ぶ直列腕に、直列腕共振子S1〜S5が設けられている。直列腕共振子S1は、直列分割されている。すなわち、直列腕共振子S1は、2個の分割共振子S1a,S1bに分割されている。同様にして、直列腕共振子S2は、2個の分割共振子S2a,S2bに分割されており、直列腕共振子S3は、2個の分割共振子S3a,S3bに分割されている。また、直列腕共振子S4は、2個の分割共振子S4a,S4bに分割されており、直列腕共振子S5は、3個の分割共振子S5a〜S5cに分割されている。
図6は、本発明の一実施形態に係るラダー型フィルタの回路図である。図6に示すラダー型フィルタでは、入力端子15と出力端子16とを結ぶ直列腕に、直列腕共振子S1〜S5が設けられている。直列腕共振子S1は、直列分割されている。すなわち、直列腕共振子S1は、2個の分割共振子S1a,S1bに分割されている。同様にして、直列腕共振子S2は、2個の分割共振子S2a,S2bに分割されており、直列腕共振子S3は、2個の分割共振子S3a,S3bに分割されている。また、直列腕共振子S4は、2個の分割共振子S4a,S4bに分割されており、直列腕共振子S5は、3個の分割共振子S5a〜S5cに分割されている。
直列腕共振子S1と直列腕共振子S2との間の接続点と、グラウンド電位とを結ぶ並列腕においては、並列腕共振子P1が設けられている。並列腕共振子P1は、2個の分割共振子P1a,P1bに分割されている。
並列腕共振子P2は、直列腕共振子S2と直列腕共振子S3との間の接続点に一端が電気的に接続されており、他端が並列腕共振子P3,P4と共通接続されている。並列腕共振子P3の一端は、直列腕共振子S3,S4間の接続点に接続されており、他端が並列腕共振子P2,P4と共通接続されている。並列腕共振子P4の一端は、直列腕共振子S4,S5間の接続点に接続されており、他端が並列腕共振子P2,P3と共通接続されている。並列腕共振子P2〜P4の共通接続されている部分と、グラウンド電位との間にインダクタンスLが接続されている。
並列腕共振子P2は、2個の分割共振子P2a,P2bに分割されている。同様にして、並列腕共振子P3は、2個の分割共振子P3a,P3bに分割されており、並列腕共振子P4は、2個の分割共振子P4a,P4bに分割されている。
本実施形態においては、直列腕共振子S1〜S5及び並列腕共振子P1〜P4の全てが、本発明に係る弾性波共振子により構成されている。より具体的には、直列腕共振子S1〜S4及び並列腕共振子P1〜P4に上記第1の実施形態の弾性波共振子1が適用されており、直列腕共振子S5に、上記第5の実施形態に係る弾性波共振子51が適用されている。従って、本実施形態に係るラダー型フィルタは、小型化を図りつつ低損失とすることができる。以下、図7を参照して、より詳細に説明する。
図7は、ラダー型フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。図7中、実線で上記本発明の一実施形態に係るラダー型フィルタの実験例の結果を示しており、破線で比較例の結果を示している。
実験例においては、図6に示すラダー型フィルタにおいて、直列腕共振子S1〜S4及び並列腕共振子P1〜P4に上記第1の実施形態の弾性波共振子1を適用し、直列腕共振子S5に、上記第5の実施形態に係る弾性波共振子51を適用した。
他方、比較例においては、段間バスバーの両側にダミー電極指が設けられた弾性波共振子を、図6に示すラダー型フィルタの全ての共振子に適用した。
より具体的には、図8に示す段間バスバーの両側にダミー電極指が設けられた弾性波共振子を、図6に示すラダー型フィルタの直列腕共振子S1〜S4及び並列腕共振子P1〜P4に適用した。また、図示していないが直列腕共振子S5には、隣接する3つのIDT電極を電気的に接続する2つの段間バスバーにおいて、それぞれ段間バスバーの両側にダミー電極指が設けられた弾性波共振子を適用した。各段間バスバーに設けられたダミー電極指14は、外側バスバーに設けられたダミー電極指12,13よりも長い。なお、本実験例及び比較例において、IDT電極としては以下のものを用いた。以下に、本発明を実施した直列共振子のパラメータの一部を示す。
IDT電極の交叉幅:42μm
IDT電極の対数:196対
電極指のピッチ:1.97μm
デューティ:0.58
周波数帯:Band1(1950MHz帯)
IDT電極の対数:196対
電極指のピッチ:1.97μm
デューティ:0.58
周波数帯:Band1(1950MHz帯)
図7に示すように、本実施形態に係るラダー型フィルタでは、全ての段間バスバーにダミー電極指を設けることなく小型化を図っているにもかかわらず、全ての段間バスバーの両側にダミー電極指を設けた比較例とほぼ同じ減衰量周波数特性を示していることがわかる。このことから、本実施形態に係るラダー型フィルタでは、小型化を図ることができ、かつ低損失とされていることが確認できた。
なお、本実験例においては、上記のようにラダー型フィルタの全ての共振子に本発明に係る弾性波共振子を適用したが、ラダー型フィルタの少なくとも1つの共振子に本発明に係る弾性波共振子を適用すれば、本発明の効果を得ることができる。
1,21,31,41,51…弾性波共振子
1A,1B,1C…第1,第2,第3の分割共振子
2…圧電基板
3,4…第1,第2のIDT電極
3a…第1の電極指
3b…第2の電極指
4a…第3の電極指
4b…第4の電極指
5,6…反射器
7,8…第1,第2の外側バスバー
9,10…第1,第2の段間バスバー
11…第3のIDT電極
11a…第5の電極指
11b…第6の電極指
12〜14…第1〜第3のダミー電極指
15…入力端子
16…出力端子
P1〜P4…並列腕共振子
S1〜S5…直列腕共振子
S1a,S1b,S2a,S2b,S3a,S3b,S4a,S4b,S5a〜S5c,P1a,P1b,P2a,P2b,P3a,P3b,P4a,P4b…分割共振子
1A,1B,1C…第1,第2,第3の分割共振子
2…圧電基板
3,4…第1,第2のIDT電極
3a…第1の電極指
3b…第2の電極指
4a…第3の電極指
4b…第4の電極指
5,6…反射器
7,8…第1,第2の外側バスバー
9,10…第1,第2の段間バスバー
11…第3のIDT電極
11a…第5の電極指
11b…第6の電極指
12〜14…第1〜第3のダミー電極指
15…入力端子
16…出力端子
P1〜P4…並列腕共振子
S1〜S5…直列腕共振子
S1a,S1b,S2a,S2b,S3a,S3b,S4a,S4b,S5a〜S5c,P1a,P1b,P2a,P2b,P3a,P3b,P4a,P4b…分割共振子
Claims (13)
- 弾性波伝搬方向と直交する方向において、直列に分割された複数の分割共振子が圧電基板上に設けられており、前記複数の分割共振子がそれぞれIDT電極を有する弾性波共振子であって、
弾性波伝搬方向と直交する方向において、最も外側に位置している両側のバスバーである第1,第2の外側バスバーと、
弾性波伝搬方向と直交する方向において、隣接する2つの前記IDT電極を電気的に接続している第1の段間バスバーと、
一端が前記第1の外側バスバーに接続された複数本の第1の電極指と、
一端が前記第1の段間バスバーに接続されており、前記複数本の第1の電極指と互いに間挿し合っている複数本の第2の電極指と、
一端が前記第1の段間バスバーの前記複数本の第2の電極指が設けられている側とは反対側に接続されている複数本の第3の電極指と、
前記複数本の第3の電極指と互いに間挿し合っている複数本の第4の電極指と、
一端が前記第1の外側バスバーに接続されており、前記複数本の第2の電極指と隙間を隔てて対向して配置される複数本の第1のダミー電極指と、
一端が前記第2の外側バスバーに接続された複数本の第2のダミー電極指とを備え、
前記第1の段間バスバーの前記第2の電極指が設けられている側と前記第3の電極指が設けられている側との少なくとも一方に、一端が前記第1の段間バスバーに接続されている複数本の第3のダミー電極指が設けられておらず、又は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、前記複数本の第1,第2のダミー電極指の長さより長さが短い前記複数本の第3のダミー電極指をさらに有しており、
弾性波伝搬方向と直交する方向において、前記第2の電極指の延びる延長上に、前記第1の段間バスバーを介して、前記第3の電極指が配置されており、
前記第1,第2の電極指が互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチが、前記第3,第4の電極指が互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチと等しくされている、弾性波共振子。 - 前記第1の外側バスバーが設けられている前記IDT電極を第1のIDT電極とし、弾性波伝搬方向に直交する方向において、前記第1のIDT電極に隣接している前記IDT電極を第2のIDT電極としたときに、前記第1のIDT電極により伝搬される弾性波と、前記第2のIDT電極により伝搬される弾性波との位相及び波長が等しくされている、請求項1に記載の弾性波共振子。
- 弾性波伝搬方向と直交する方向において、直列に分割された複数の分割共振子が圧電基板上に設けられており、前記複数の分割共振子がそれぞれIDT電極を有する弾性波共振子であって、
弾性波伝搬方向と直交する方向において、最も外側に位置している両側のバスバーである第1,第2の外側バスバーと、
弾性波伝搬方向と直交する方向において、隣接する2つの前記IDT電極を電気的に接続している第1の段間バスバーと、
一端が前記第1の外側バスバーに接続された複数本の第1の電極指と、
一端が前記第1の段間バスバーに接続されており、前記複数本の第1の電極指と互いに間挿し合っている複数本の第2の電極指と、
一端が前記第1の段間バスバーの前記複数本の第2の電極指が設けられている側とは反対側に接続されている複数本の第3の電極指と、
前記複数本の第3の電極指と互いに間挿し合っている複数本の第4の電極指と、
一端が前記第1の外側バスバーに接続されており、前記複数本の第2の電極指と隙間を隔てて対向して配置される複数本の第1のダミー電極指と、
一端が前記第2の外側バスバーに接続された複数本の第2のダミー電極指とを備え、
前記第1の段間バスバーの前記第2の電極指が設けられている側と前記第3の電極指が設けられている側との少なくとも一方に、一端が前記第1の段間バスバーに接続されている複数本の第3のダミー電極指が設けられておらず、又は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、前記複数本の第1,第2のダミー電極指の長さより長さが短い前記複数本の第3のダミー電極指をさらに有しており、
前記第1の外側バスバーが設けられている前記IDT電極を第1のIDT電極とし、弾性波伝搬方向に直交する方向において、前記第1のIDT電極に隣接している前記IDT電極を第2のIDT電極としたときに、前記第1のIDT電極により伝搬される弾性波と、前記第2のIDT電極により伝搬される弾性波との位相及び波長が等しくされている、弾性波共振子。 - 弾性波伝搬方向と直交する方向において、前記第2の電極指の延びる延長上に、前記第1の段間バスバーを介して、前記第3の電極指が配置されており、
前記第1,第2の電極指が互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチが、前記第3,第4の電極指が互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチと等しくされている、請求項3に記載の弾性波共振子。 - 前記第1の段間バスバーの前記第2の電極指が設けられている側と前記第3の電極指が設けられている側との双方に、一端が前記第1の段間バスバーに接続されている前記複数本の第3のダミー電極指が設けられていない、請求項1〜4のいずれか1項に記載の弾性波共振子。
- 前記第1の段間バスバーの前記第2の電極指が設けられている側と前記第3の電極指が設けられている側との一方に、一端が前記第1の段間バスバーに接続されている前記複数本の第3のダミー電極指が設けられており、前記第1の段間バスバーの前記第2の電極指が設けられている側と前記第3の電極指が設けられている側との他方に、前記複数本の第3のダミー電極指が設けられていない、請求項1〜4のいずれか1項に記載の弾性波共振子。
- 前記第1の段間バスバーの前記第2の電極指が設けられている側と前記第3の電極指が設けられている側との双方に、一端が前記第1の段間バスバーに接続されている複数本の第3のダミー電極指が設けられており、
弾性波伝搬方向と直交する方向において、前記複数本の第3のダミー電極指の長さが、前記複数本の第1,第2のダミー電極指の長さより短い、請求項1〜4のいずれか1項に記載の弾性波共振子。 - 前記複数本の第4の電極指の一端が、前記第2の外側バスバーに接続されており、
前記複数本の第2のダミー電極指の前記第2の外側バスバーと接続されていない側の他端が、前記複数本の第3の電極指と隙間を隔てて対向して配置されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の弾性波共振子。 - 前記複数本の第4の電極指の一端が接続されており、弾性波伝搬方向と直交する方向において、隣接する2つの前記IDT電極を電気的に接続している第2の段間バスバーと、
一端が前記第2の段間バスバーの前記複数本の第4の電極指が設けられている側とは反対側に接続されている複数本の第5の電極指と、
前記複数本の第5の電極指と互いに間挿し合っている複数本の第6の電極指をさらに備え、
前記第2の段間バスバーの前記第4の電極指が設けられている側と、前記第5の電極指が設けられている側との少なくとも一方に、一端が前記第2の段間バスバーに接続されている複数本の第4のダミー電極指が設けられておらず、又は、弾性波伝搬方向と直交する方向において、前記複数本の第1,第2のダミー電極指の長さより長さが短い前記複数本の第4のダミー電極指をさらに有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の弾性波共振子。 - 弾性波伝搬方向と直交する方向において、前記第4の電極指の延びる延長上に、前記第2の段間バスバーを介して、前記第5の電極指が配置されており、
前記第3,第4の電極指が互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチが、前記第5,第6の電極指が互いに間挿し合っている部分の電極指のピッチと等しくされている、請求項9に記載の弾性波共振子。 - 前記第1の外側バスバーが設けられている前記IDT電極を第1のIDT電極とし、弾性波伝搬方向に直交する方向において、前記第1のIDT電極に隣接している前記IDT電極を第2のIDT電極とし、弾性波伝搬方向に直交する方向において、前記第2のIDT電極の前記第1のIDT電極と隣接している側とは反対側に隣接している前記IDT電極を第3のIDT電極としたときに、前記第2のIDT電極により伝搬される弾性波と、前記第3のIDT電極により伝搬される弾性波との位相及び波長が等しくされている、請求項9又は10に記載の弾性波共振子。
- 前記複数本の第6の電極指の一端が、前記第2の外側バスバーに接続されており、
前記複数本の第2のダミー電極指の前記第2の外側バスバーと接続されていない側の他端が、前記複数本の第5の電極指と隙間を隔てて対向して配置されている、請求項9〜11のいずれか1項に記載の弾性波共振子。 - 入力端子及び出力端子を結ぶ直列腕に設けられた複数の直列腕共振子と、前記直列腕とグラウンド電位とを結ぶ複数の並列腕にそれぞれ設けられた複数の並列腕共振子とを備え、
前記複数の直列腕共振子及び前記複数の並列腕共振子のうち少なくとも1つの共振子が、請求項1〜12のいずれか1項に記載の弾性波共振子である、ラダー型フィルタ。
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