KR102132777B1 - 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치 - Google Patents

탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치 Download PDF

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Abstract

이용하는 탄성파를 효과적으로 가둘 수 있으면서, 불요파를 저감할 수 있는 탄성파 장치를 제공한다.
탄성파 장치(1)는 압전기판(2)과 압전기판(2) 상에 마련되어 있는 IDT 전극(3)을 포함한다. IDT 전극(3)은, 탄성파 전파방향에서의 한쪽 단부를 포함하는 제1 단부 영역(C1)과, 다른 쪽 단부를 포함하는 제2 단부 영역(C2)과, 제1, 제2 단부 영역(C1, C2)보다도 탄성파 전파방향 내측에 위치하고 있는 내측 영역(D)을 가지면서, 제1, 제2 고음속 영역(B1, B2)과, 교차 영역(A)에 위치하는 중앙 영역(Aa) 및 제1, 제2 저음속 영역(Ab1, Ab2)을 가진다. 제1 단부 영역(C1)에서의 교차 영역(A) 및/또는 제2 단부 영역(C2)에서의 교차 영역(A)의 IDT 전극(3)의 질량이, 내측 영역(D)에서의 교차 영역(A)의 IDT 전극(3)의 질량보다 작다.

Description

탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치
본 발명은 피스톤 모드를 이용한 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치에 관한 것이다.
종래, 불요파(不要波)를 억제하기 위해, 피스톤 모드를 이용한 탄성파 장치가 제안되고 있다.
예를 들면, 하기의 특허문헌 1에는 피스톤 모드를 이용한 탄성파 장치의 일례가 나타나있다. 이 탄성파 장치는, IDT 전극의 복수개의 제1 전극지(電極指)와 복수개의 제2 전극지가 탄성파 전파방향으로 보았을 때에 겹쳐 있는 교차 영역을 가진다. 교차 영역은, 제1, 제2 전극지가 연장되는 방향에서 중앙에 위치하는 중앙 영역과, 중앙 영역의 제1, 제2 전극지가 연장되는 방향 양측에 마련된 제1, 제2 에지(edge) 영역을 가진다.
제1, 제2 에지 영역에서는 제1, 제2 전극지 상에 유전체막 또는 금속막을 적층하거나, 에지 영역의 전극 폭(듀티)을 크게 하고 있다. 이로써, 제1, 제2 에지 영역에서의 음속이, 중앙 영역 및 제1, 제2 에지 영역 외측의 영역에서의 음속보다도 느리게 되어 있다. 그로써, 탄성파의 에너지를 가두면서, 불요파를 억제하고 있다.
일본 특허공보 특허제5221616호
특허문헌 1에 기재된 바와 같은, 피스톤 모드를 이용하는 탄성파 장치에서는 불요파의 에너지도 압전체의 표면 부근에 갇히기 쉬우므로, 공진 주파수와 반공진 주파수 사이(필터의 경우는 통과대역 내)에 불요파가 크게 발생한다는 과제가 있다.
본 발명의 목적은 이용하는 탄성파를 효과적으로 가둘 수 있으면서 불요파를 저감할 수 있는 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치는, 압전체와, 상기 압전체 상에 마련되어 있는 IDT 전극을 포함하고, 상기 IDT 전극이, 서로 대향하고 있는 제1 버스바(busbar) 및 제2 버스바와, 상기 제1 버스바에 일단(一端)이 접속된 복수개의 제1 전극지와, 상기 제2 버스바에 일단이 접속되어 있으면서 상기 복수개의 제1 전극지와 서로 맞물려 있는 복수개의 제2 전극지를 가지며, 탄성파 전파방향에서의 한쪽 단부(端部)를 포함하는 제1 단부 영역과, 다른 쪽 단부를 포함하는 제2 단부 영역과, 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역보다도 탄성파 전파방향 내측에 위치하고 있는 내측 영역을 가지며, 상기 제1 전극지와 상기 제2 전극지가 탄성파 전파방향에서 서로 겹쳐 있는 부분인 교차 영역을 가지며, 상기 제1 전극지 및 상기 제2 전극지가 연장되는 방향을 길이방향으로 한 경우에, 적어도 상기 내측 영역에서의 상기 교차 영역에서, 상기 길이방향 중앙 측에 위치하고 있는 중앙 영역과, 상기 중앙 영역의 상기 길이방향 양측에 배치되어 있으면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 저속인 제1 저음속 영역 및 제2 저음속 영역을 가지며, 상기 제1 버스바와 상기 제1 저음속 영역 사이에 위치하고 있으면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 고속인 제1 고음속 영역과, 상기 제2 버스바와 상기 제2 저음속 영역 사이에 위치하고 있으면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 고속인 제2 고음속 영역을 가지며, 상기 제1 단부 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량 및/또는 상기 제2 단부 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량이, 상기 내측 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량보다도 작다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 어느 특정 국면에서는, 상기 IDT 전극이, 상기 내측 영역, 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역에서의 상기 교차 영역에서, 상기 중앙 영역과 상기 제1 저음속 영역과 상기 제2 저음속 영역을 가진다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 단부 영역 및/또는 상기 제2 단부 영역에서의 상기 중앙 영역의 듀티가, 상기 내측 영역에서의 상기 중앙 영역의 듀티(IDT 전극의 전극지의 듀티. 이하, 듀티라고만 기재.)보다도 작다. 이 경우에는 불요파를 한층 더 저감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 단부 영역 및/또는 상기 제2 단부 영역에서의 상기 중앙 영역으로서, 상기 제1 저음속 영역 부근 및 상기 제2 저음속 영역 부근의 듀티가, 상기 내측 영역에서의 상기 중앙 영역의 듀티보다도 작다. 이 경우에는 불요파를 한층 더 저감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 IDT 전극에서, 상기 제1 단부 영역 및/또는 상기 제2 단부 영역에서의 상기 중앙 영역의 듀티가 탄성파 전파방향 외측을 향함에 따라 서서히 작아진다. 이 경우에는 불요파를 한층 더 저감시킬 수 있으면서, 레일리파(Rayleigh wave)는 한층 더 누설되기 어렵다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 IDT 전극에서, 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역에서의 상기 제1 저음속 영역의 듀티 및 상기 제2 저음속 영역의 듀티가, 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역에서의 상기 중앙 영역의 듀티보다도 크다. 이 경우에는 제1, 제2 저음속 영역에서의 음속을 알맞게 저속으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 복수개의 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역에서의 상기 제1 저음속 영역 및 상기 제2 저음속 영역에 위치하는 부분에 질량부가막이 적층되어 있다. 이 경우에는 제1, 제2 저음속 영역에서의 음속을 알맞게 저속으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 IDT 전극이, 상기 제1 버스바에 일단이 접속되어 있고, 상기 복수개의 제2 전극지에 갭(gap)을 사이에 두고 대향하고 있으면서 상기 제1 단부 영역 및/또는 상기 제2 단부 영역에 배치되어 있는 복수개의 제1 더미(dummy) 전극지와, 상기 제2 버스바에 일단이 접속되어 있고, 상기 복수개의 제1 전극지에 갭을 사이에 두고 대향하고 있으면서 상기 제1 단부 영역 및/또는 상기 제2 단부 영역에 배치되어 있는 복수개의 제2 더미 전극지를 가지며, 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역에 상기 제1 저음속 영역 및 상기 제2 저음속 영역이 배치되어 있지 않다. 이 경우에는 불요파를 한층 더 저감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 복수개의 제1 전극지와 상기 복수개의 제2 더미 전극지 사이의 갭이, 탄성파 전파방향에서 본 경우에 상기 내측 영역에서의 상기 교차 영역에 겹쳐 있고, 상기 복수개의 제2 전극지와 상기 복수개의 제1 더미 전극지 사이의 갭이, 탄성파 전파방향에서 본 경우에 상기 내측 영역에서의 상기 교차 영역에 겹쳐 있다. 이 경우에는 한층 더 효과적으로 불요파를 저감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 단부 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량 및 상기 제2 단부 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량이, 상기 내측 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량보다도 작고, 상기 제1 더미 전극지 및 상기 제2 더미 전극지가 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역에 배치되어 있으며, 상기 제1 단부 영역에서 상기 복수개의 제1 더미 전극지의 길이가 각각 다르고, 상기 제2 단부 영역에서 상기 복수개의 제1 더미 전극지의 길이가 각각 다르며, 상기 제1 단부 영역에서 상기 복수개의 제2 더미 전극지의 길이가 각각 다르고, 상기 제2 단부 영역에서 상기 복수개의 제2 더미 전극지의 길이가 각각 다르며, 상기 복수개의 제1 더미 전극지의 길이 및 상기 제2 더미 전극지의 길이가 탄성파 전파방향 외측을 향함에 따라 길어진다. 이 경우에는 불요파를 한층 더 저감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 단부 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량 및 상기 제2 단부 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량이, 상기 내측 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량보다도 작다. 이 경우에는 불요파를 한층 더 저감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 단부 영역의 면적 및 상기 제2 단부 영역의 면적이 각각 상기 IDT 전극 면적의 2% 이상, 5% 이하이다. 이 경우에는 불요파를 효과적으로 저감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는 레일리파를 이용하고 있다. 이 경우에는 본 발명을 특히 알맞게 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 고주파 프론트 엔드 회로는 본 발명에 따라 구성된 탄성파 장치와 파워앰프를 포함한다.
본 발명에 따른 통신 장치는 본 발명에 따라 구성된 고주파 프론트 엔드 회로와 RF 신호 처리 회로를 포함한다.
본 발명에 의하면, 이용하는 탄성파를 효과적으로 가둘 수 있으면서, 불요파를 저감할 수 있는 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에서의 IDT 전극의, 제1 단부 영역 부근의 확대 평면도이다.
도 3은 비교예에서의 IDT 전극의, 제1 단부 영역 부근의 확대 평면도이다.
도 4는 비교예의 탄성파 장치의 임피던스 주파수 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는 비교예의 탄성파 장치의 리턴 로스(return loss)를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 리턴 로스를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에서의 IDT 전극의, 제1 단부 영역 부근의 확대 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 탄성파 장치의 리턴 로스를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시형태에서의 IDT 전극의, 제1 단부 영역 부근의 확대 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 탄성파 장치의 리턴 로스를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시형태에서의 IDT 전극의, 제1 단부 영역 부근의 확대 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 탄성파 장치의 리턴 로스를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시형태에서의 IDT 전극의, 제1 단부 영역 부근의 확대 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 탄성파 장치의 리턴 로스를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 제6 실시형태에서의 IDT 전극의, 제1 단부 영역 부근의 확대 평면도이다.
도 18은 본 발명의 제6 실시형태 및 비교예의 탄성파 장치의 임피던스 주파수 특성을 나타내는 도면이다.
도 19는 도 18의 확대도이다.
도 20은 본 발명의 제6 실시형태 및 비교예의 탄성파 장치의 리턴 로스를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명에 따른 통신 장치 및 고주파 프론트 엔드 회로의 구성도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명함으로써 본 발명을 분명하게 한다.
한편, 본 명세서에 기재된 각 실시형태는 예시적인 것이며, 다른 실시형태 간에 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능한 것을 지적해 둔다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다.
탄성파 장치(1)는 압전체로서의 압전기판(2)을 가진다. 압전기판(2)은 128.5° Y커트 X전파 LiNbO3으로 이루어진다. 한편, 압전기판(2)의 커트각은 상기에 한정되지 않는다. 또한, 압전기판(2)의 재료도 상기에 한정되지 않고, LiTaO3 등의 압전 단결정이나 적절한 압전 세라믹스로 이루어져 있어도 된다.
압전기판(2) 상에는 IDT 전극(3)이 마련되어 있다. IDT 전극(3)은 제1, 제2 버스바(3a1, 3b1) 및 복수개의 제1, 제2 전극지(3a2, 3b2)를 가진다. 제1, 제2 버스바(3a1, 3b1)는 서로 대향하고 있다. 복수개의 제1 전극지(3a2)는 각각 일단이 제1 버스바(3a1)에 접속되어 있다. 복수개의 제2 전극지(3b2)는 각각 일단이 제2 버스바(3b1)에 접속되어 있다. 복수개의 제1, 제2 전극지(3a2, 3b2)는 서로 맞물려 있다.
제1, 제2 버스바(3a1, 3b1)는 압전기판(2) 상에 적층된 하층전극과, 하층전극 상에 적층된 상층전극(3c)을 가진다. 그로써, 전기저항을 낮게 할 수 있다. 한편, 제1, 제2 버스바(3a1, 3b1)는 상층전극(3c)을 가지지 않아도 된다.
IDT 전극(3)에 교류 전압을 인가함으로써, 탄성파가 여진(勵振)된다. 탄성파 장치(1)는 특별히 한정되지 않지만, 레일리파를 이용하고 있다. 이 경우에는 본 발명을 특히 알맞게 적용할 수 있다.
IDT 전극(3)의 탄성파 전파방향 양측에는 반사기(4a, 4b)가 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 특별히 한정되지 않지만, 복수개의 제1, 제2 전극지(3a2, 3b2)는 100쌍이며, 반사기(4a, 4b)의 복수개의 전극지는 각각 21개이다. 한편, 도 1에서는 IDT 전극(3) 및 반사기(4a, 4b)를 모식적으로 나타내고 있어, 복수개의 전극지의 쌍수 및 개수는 상기와는 다르다. 후술하는 도 9 및 도 12도 마찬가지이다.
도 1 중의 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이, IDT 전극(3)은, 탄성파 전파방향에서의 한쪽 단부를 포함하는 제1 단부 영역(C1)과, 다른 쪽 단부를 포함하는 제2 단부 영역(C2)을 가진다. IDT 전극(3)은, 제1, 제2 단부 영역(C1, C2)보다도 탄성파 전파방향 내측에 위치하고 있는 내측 영역(D)을 가진다.
보다 구체적으로는, 제1, 제2 단부 영역(C1, C2)은 각각 2쌍의 제1, 제2 전극지(3a2, 3b2)를 포함하는 영역이다. 제1 단부 영역(C1)은 반사기(4a)와 가장 가깝게 위치하고 있는 전극지로부터 5개의 전극지를 포함한다. 제2 단부 영역(C2)은 반사기(4b)와 가장 가깝게 위치하고 있는 전극지로부터 5개의 전극지를 포함한다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 제1, 제2 단부 영역(C1, C2)의 면적은 각각 IDT 전극(3) 면적의 2%이다. 한편, 제1, 제2 단부 영역(C1, C2)의 면적은 각각 IDT 전극(3) 면적의 20% 이하이면 된다.
IDT 전극(3)은, 탄성파 전파방향에서 보아, 제1 전극지(3a2)와 제2 전극지(3b2)가 서로 겹쳐 있는 부분인 교차 영역(A)을 가진다. 여기서, 제1, 제2 전극지(3a2, 3b2)가 연장되는 방향을 길이방향으로 한다. 이 때, 교차 영역(A)은 길이방향에서 중앙 측에 위치하고 있는 중앙 영역(Aa)을 가진다. 교차 영역(A)은 중앙 영역(Aa)의 길이방향 양측에 배치되어 있는 제1, 제2 저음속 영역(Ab1, Ab2)을 가진다. 중앙 영역(Aa)이란, 길이방향에서, 제1 저음속 영역(Ab1)과 제2 저음속 영역(Ab2) 사이의 영역이다. 한편, 제1 저음속 영역(Ab1)과 제2 저음속 영역(Ab2) 사이의 영역은 제1 저음속 영역(Ab1)과 제2 저음속 영역(Ab2)은 포함하지 않는다. 중앙 영역(Aa)에서의 음속(V1)보다도, 제1, 제2 저음속 영역(Ab1, Ab2)에서의 음속(V2)은 저속이다.
IDT 전극(3)은, 제1 버스바(3a1)와 제1 저음속 영역(Ab1) 사이에 위치하고 있는 제1 고음속 영역(B1)을 가진다. 중앙 영역(Aa)에서의 음속(V1)보다도 제1 고음속 영역(B1)에서의 음속(V3)은 고속이다. IDT 전극(3)은 제2 버스바(3b1)와 제2 저음속 영역(Ab2) 사이에 위치하고 있는 제2 고음속 영역(B2)을 가진다. 중앙 영역(Aa)에서의 음속(V1)보다도, 제2 고음속 영역(B2)에서의 음속(V3)은 고속이다.
상기와 같은 각 음속(V1, V2, V3)의 관계를 도 1에 나타낸다. 한편, 도 1에서의 우측을 향함에 따라, 음속이 고속인 것을 나타낸다.
여기서, IDT 전극(3)의 전극지 피치에 의해 규정되는 탄성파의 파장을 λ로 한다. 이때, 탄성파 장치(1)에서는, 제1, 제2 고음속 영역(B1, B2)의 길이방향의 치수는 2λ이다. 한편, 제1, 제2 고음속 영역(B1, B2)의 길이방향의 치수는 상기에 한정되지 않는다.
본 실시형태에서는, 내측 영역(D) 및 제1, 제2 단부 영역(C1, C2)에서, 교차 영역(A)은 중앙 영역(Aa) 및 제1, 제2 저음속 영역(Ab1, Ab2)을 가진다. 한편, 교차 영역(A)은, 적어도 내측 영역(D)에서 중앙 영역(Aa) 및 제1, 제2 저음속 영역(Ab1, Ab2)을 가지고 있으면 된다.
도 2는 제1 실시형태에서의 IDT 전극의, 제1 단부 영역 부근의 확대 평면도이다.
IDT 전극(3)에서는, 제1 저음속 영역(Ab1)의 듀티는 중앙 영역(Aa)의 듀티보다도 크다. 그로써, 제1 저음속 영역(Ab1)에서의 음속을 알맞게 저속으로 할 수 있다. 또한, 복수개의 제1, 제2 전극지(3a2, 3b2)의 제1 저음속 영역(Ab1)에 위치하는 부분에 질량부가막(5)이 적층되어 있다. 그로써, 제1 저음속 영역(Ab1)에서의 음속을 한층 더 저속으로 할 수 있다.
본 실시형태에서는 질량부가막(5)은 적절한 금속으로 이루어진다. 한편, 질량부가막(5)은 유전체 등으로 이루어져 있어도 된다. 질량부가막(5)이 유전체로 이루어지는 경우, 질량부가막(5)은 탄성파 전파방향으로 연장되는 띠 모양의 형상을 가지고 있어도 되고, 서로 이웃하는 전극지 상의 질량부가막(5)이 일체(一體)이어도 된다.
한편, 제1 저음속 영역(Ab1)에서의 음속을 저속으로 하는 구성은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 질량부가막(5)은 마련되어 있지 않아도 된다. 혹은, 질량부가막(5)이 마련되어 있으면서, 제1 저음속 영역(Ab1)의 듀티와 중앙 영역(Aa)의 듀티가 동일하여도 된다.
한편, 복수개의 제1, 제2 전극지(3a2, 3b2)는 제2 저음속 영역에서도 제1 저음속 영역(Ab1)과 마찬가지로 구성되어 있다.
여기서, 제1 단부 영역(C1)에서의 중앙 영역(Aa)의 듀티는 내측 영역(D)에서의 중앙 영역(Aa)의 듀티보다 작다. 보다 구체적으로는, 제1 단부 영역(C1)에서의 중앙 영역(Aa) 전체의 듀티가 내측 영역(D)에서의 중앙 영역(Aa)의 듀티보다 작다. 따라서, 제1 단부 영역(C1)에서의 교차 영역의 IDT 전극(3)의 질량은 내측 영역(D)에서의 교차 영역의 IDT 전극(3)의 질량보다 작다. 즉, 제1 단부 영역(C1)에서의 교차 영역의 전극지의 질량은 내측 영역(D)에서의 교차 영역의 전극지의 질량보다 작다.
한편, IDT 전극(3)에서의 제2 단부 영역은 제1 단부 영역(C1)과 마찬가지로 구성되어 있다. 제2 단부 영역에서의 중앙 영역(Aa)의 듀티도 내측 영역(D)에서의 중앙 영역(Aa)의 듀티보다 작다. 따라서, 제2 단부 영역에서의 교차 영역의 전극지의 질량은 내측 영역(D)에서의 교차 영역의 전극지의 질량보다 작다.
한편, 본 실시형태에서는, 제1 단부 영역(C1) 및 제2 단부 영역에서의 중앙 영역(Aa)의 듀티는 특별히 한정되지 않지만, 0.4이다. 내측 영역(D)에서의 중앙 영역(Aa)의 듀티는 특별히 한정되지 않지만, 0.5이다.
도 1로 되돌아가, 본 실시형태의 특징은 제1, 제2 단부 영역(C1, C2)에서의 교차 영역(A)의 전극지의 질량이 내측 영역(D)에서의 교차 영역(A)의 전극지의 질량보다 작은 것에 있다. 그로써, 이용하는 탄성파를 효과적으로 가둘 수 있으면서, 불요파를 저감할 수 있다. 이를 본 실시형태와 비교예를 비교함으로써 이하에서 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 비교예의 탄성파 장치는, IDT 전극(103)의, 제1 단부 영역(C1) 및 제2 단부 영역에서의 중앙 영역(Aa)의 듀티와, 내측 영역(D)에서의 중앙 영역(Aa)의 듀티가 동일한 점에서 제1 실시형태와 다르다. IDT 전극(103)의 제1 단부 영역(C1) 및 제2 단부 영역에서의 교차 영역의 전극지의 질량은, 내측 영역(D)에서의 교차 영역의 전극지의 질량과 동일하다.
도 4는 비교예의 탄성파 장치의 임피던스 주파수 특성을 나타내는 도면이다. 도 5는 비교예의 탄성파 장치의 리턴 로스를 나타내는 도면이다. 도 6은 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 리턴 로스를 나타내는 도면이다. 도 4~도 6 중의 화살표(X)는 SH파가 발생하는 주파수를 나타낸다. 후술하는 임피던스 주파수 특성을 나타내는 각 도면 및 리턴 로스를 나타내는 각 도면에서도 마찬가지이다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 비교예의 탄성파 장치에서는 공진 주파수와 반공진 주파수 사이에서 불요파인 SH파가 발생해 있는 것을 알 수 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 비교예에서는 SH파의 리턴 로스는 2.05㏈이다.
이에 반해, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태에서는 SH파의 리턴 로스는 1.8㏈이며, 비교예보다도 개선되어 있는 것을 알 수 있다. 제1 실시형태에서는 제1, 제2 단부 영역에서의 전극지의 질량이 작다. 그로 인해, SH파를 압전기판의 두께방향으로 효과적으로 누설시킬 수 있다고 생각된다. 또한, 레일리파의 에너지 밀도는 IDT 전극의 중앙 부근에서 높은 경향이 있다. 따라서, 제1, 제2 단부 영역에서의 전극지의 질량이 작아도 레일리파는 누설되기 어렵다. 이와 같이, 이용하는 탄성파를 효과적으로 가둘 수 있으면서, 불요파를 저감할 수 있다.
한편, 제1 단부 영역의 교차 영역에서의 전극지의 질량 또는 제2 단부 영역의 교차 영역에서의 전극지의 질량이, 내측 영역의 교차 영역에서의 전극지의 질량보다 작으면 된다. 후술하는 제2~제6 실시형태에서도 마찬가지이다. 단, 제1 단부 영역의 교차 영역에서의 전극지의 질량 및 제2 단부 영역의 교차 영역에서의 전극지의 질량이, 내측 영역의 교차 영역에서의 전극지의 질량보다도 작은 것이 바람직하다. 그로써, 불요파를 한층 더 저감할 수 있다.
한편, 제1 실시형태에서는 압전체는 압전기판이지만, 압전체는 압전박막이어도 된다. 예를 들면, 압전박막의 IDT 전극이 마련되어 있는 면과는 반대 측의 면에는 저음속막이 마련되어 있어도 된다. 저음속막의 압전박막 측과는 반대 측의 면에는 고음속 부재가 마련되어 있어도 된다.
여기서, 저음속막이란, 압전박막을 전파하는 탄성파의 음속보다도 전파하는 벌크파의 음속이 저속인 막이다. 저음속막은 예를 들면, 유리, 산질화규소, 산화탄탈 또는 산화규소에 불소, 탄소나 붕소를 첨가한 화합물을 주성분으로 하는 재료 등으로 이루어진다. 한편, 저음속막의 재료는 상대적으로 저음속인 재료이면 된다.
고음속 부재란, 압전박막을 전파하는 탄성파의 음속보다도 전파하는 벌크파의 음속이 고속인 부재이다. 고음속 부재는 예를 들면, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 탄화규소, 산질화규소, DLC막 또는 다이아몬드를 주성분으로 하는 재료 등으로 이루어진다. 한편, 고음속 부재의 재료는 상대적으로 고음속인 재료이면 된다.
고음속 부재는 고음속막이어도 되고, 혹은 고음속 기판이어도 된다. 이와 같이, 저음속막 및 고음속 부재를 가지는 경우, 탄성파의 에너지를 효과적으로 가둘 수 있다.
도 7은 제2 실시형태에서의 IDT 전극의, 제1 단부 영역 부근의 확대 평면도이다.
제2 실시형태에 따른 탄성파 장치는, IDT 전극(13)의 제1 단부 영역(C11) 및 제2 단부 영역에서의 중앙 영역(Aa)의 듀티가 서서히 변화하고 있는 점에서, 제1 실시형태와 다르다. 더욱이, 제1 단부 영역(C11) 및 제2 단부 영역의 면적도 제1 실시형태와 다르다. 상기의 점 이외에는, 제2 실시형태에 따른 탄성파 장치는 제1 실시형태의 탄성파 장치(1)와 동일한 구성을 가진다. 한편, 내측 영역(D10)의 중앙 영역(Aa)의 듀티는 제1 실시형태와 마찬가지로 0.5이다.
보다 구체적으로는, 제1 단부 영역(C11) 및 제2 단부 영역은 각각 11개의 전극지를 포함한다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 제1 단부 영역(C11) 및 제2 단부 영역의 면적은 각각 IDT 전극(13) 면적의 5%이다. 이와 같이, 제1 단부 영역(C11) 및 제2 단부 영역의 면적은 IDT 전극(13) 면적의 5% 이하인 것이 바람직하다. 그로써, 이용하는 탄성파를 효과적으로 가둘 수 있다. 한편, 제1 단부 영역(C11) 및 제2 단부 영역의 면적은 IDT 전극(13) 면적의 2% 이상인 것이 바람직하다. 그로써, 불요파를 효과적으로 저감시킬 수 있다.
IDT 전극(13)의 중앙 영역(Aa)의 듀티는, 제1 단부 영역(C11) 및 제2 단부 영역에서, 탄성파 전파방향 외측을 향함에 따라 서서히 작아진다. 본 실시형태에서는, 탄성파 전파방향에서의 가장 외측에서의 듀티는 0.3이다. 한편, 탄성파 전파방향에서의 가장 외측에서의 듀티는 상기에 한정되지 않는다.
도 8은 제2 실시형태에 따른 탄성파 장치의 리턴 로스를 나타내는 도면이다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 SH파의 리턴 로스를 1.41㏈까지 개선할 수 있게 되어 있다. 이와 같이, SH파를 한층 더 저감할 수 있다.
상술한 바와 같이, 레일리파의 에너지 밀도는 IDT 전극의 중앙 부근에서 높은 경향이 있다. 본 실시형태에서는, 도 7에 나타내는 제1 단부 영역(C11) 및 제2 단부 영역에서, 탄성파 전파방향 내측을 향함에 따라 듀티가 커지고, 전극지의 질량은 커진다. 그로써, 레일리파는 한층 더 누설되기 어렵다. 한편, 제1 단부 영역(C11) 및 제2 단부 영역에서, 탄성파 전파방향 외측을 향함에 따라 듀티가 작아지고, 전극지의 질량은 작아진다. 그로써, SH파는 한층 더 누설되기 쉽다.
도 9는 제3 실시형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다. 도 10은 제3 실시형태에서의 IDT 전극의, 제1 단부 영역 부근의 확대 평면도이다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 탄성파 장치(21)는 IDT 전극(23)의 제1, 제2 단부 영역(C11, C12)의 구성이 제2 실시형태와 다르다. 보다 구체적으로는, 탄성파 장치(21)는, IDT 전극(23)의 제1, 제2 단부 영역(C11, C12)에서, 사선의 해칭(hatching)으로 나타내는 부분만 복수개의 스몰 듀티부(23A)를 가진다. 여기서, 스몰 듀티부(23A)란, 내부영역(D10)에서의 중앙 영역(Aa)의 듀티보다도 듀티가 작은 부분이다. 상기의 점 이외에는, 탄성파 장치(21)는 제2 실시형태의 탄성파 장치와 동일한 구성을 가진다.
IDT 전극(23)은 4개의 스몰 듀티부(23A)를 가진다. 복수개의 스몰 듀티부(23A)는 IDT 전극(23)의 중앙 영역(Aa)의 네 모퉁이에 각각 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 복수개의 스몰 듀티부(23A) 중 하나의 스몰 듀티부(23A)는 제1 단부 영역(C11)에서, 중앙 영역(Aa)의 제1 저음속 영역(Ab1) 측의 단부를 포함하도록 배치되어 있다. 이와 같이, 각 스몰 듀티부(23A)는, 도 9에 나타내는 제1, 제2 단부 영역(C11, C12)에서, 중앙 영역(Aa)의 제1 저음속 영역(Ab1) 측의 단부 또는 제2 저음속 영역(Ab2) 측의 단부를 포함하도록 각각 배치되어 있다.
각 스몰 듀티부(23A)의 길이방향의 치수는 특별히 한정되지 않지만, 본 실시형태에서는 1.4λ이다. 각 스몰 듀티부(23A)에서의 듀티는 0.4이며, 제1 단부 영역(C11)의 복수개의 스몰 듀티부(23A) 이외의 듀티는 내측 영역(D10)과 마찬가지로 0.5이다. 한편, 복수개의 스몰 듀티부(23A)에서의 듀티는 상기에 한정되지 않는다.
도 11은 제3 실시형태에 따른 탄성파 장치의 리턴 로스를 나타내는 도면이다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 SH파의 리턴 로스를 1.41㏈까지 개선할 수 있게 되어 있다. 이와 같이, 도 9에 나타내는 제1, 제2 단부 영역(C11, C12)에서의 중앙 영역(Aa)의 일부 듀티가 내측 영역(D10)의 중앙 영역(Aa)의 듀티보다 작아도 된다. 이 경우에도 제1, 제2 단부 영역(C11, C12)에서의 교차 영역(A)의 전극지의 질량은, 내측 영역(D10)에서의 교차 영역(A)의 전극지의 질량보다 작다. 그로써, 레일리파를 효과적으로 가둘 수 있으면서, 불요파인 SH파를 한층 더 저감할 수 있다.
한편, 복수개의 스몰 듀티부(23A)의 위치는 중앙 영역(Aa)의 네 모퉁이에 한정되지 않는다. 복수개의 스몰 듀티부(23A)는 중앙 영역(Aa)의 제1 저음속 영역(Ab1) 측의 단부를 포함하지 않으면서, 제2 저음속 영역(Ab2) 측의 단부를 포함하지 않아도 된다. 복수개의 스몰 듀티부(23A)가 마련되어 있는 부분도 4군데에 한정되지 않는다.
단, 복수개의 스몰 듀티부(23A)는, 제1, 제2 단부 영역(C11, C12)에서, 중앙 영역(Aa)의 제1, 제2 저음속 영역(Ab1, Ab2) 부근에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 그로써, SH파 등의 불요파를 한층 더 저감시킬 수 있다. 한편, 제1, 제2 저음속 영역(Ab1, Ab2) 부근이란, 본 명세서에서는 중앙 영역(Aa)에서의 제1, 제2 저음속 영역(Ab1, Ab2) 측의 단부로부터, 중앙 영역(Aa)의 길이방향 치수의 1/4 이하의 범위 내를 나타낸다.
보다 바람직하게는, 본 실시형태와 같이, 복수개의 스몰 듀티부(23A)는 중앙 영역(Aa)의 네 모퉁이에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 그로써, SH파 등의 불요파를 한층 더 효과적으로 저감시킬 수 있다.
도 12는 제4 실시형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다. 도 13은 제4 실시형태에서의 IDT 전극의, 제1 단부 영역 부근의 확대 평면도이다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 탄성파 장치(31)는, 제1, 제2 단부 영역(C11, C12)의 구성 이외에는 제2 실시형태의 탄성파 장치와 동일한 구성을 가진다.
보다 구체적으로는, 탄성파 장치(31)에서는, IDT 전극(33)의 제1, 제2 단부 영역(C11, C12)에는 제1, 제2 저음속 영역(Ab1, Ab2)은 배치되어 있지 않다. IDT 전극(33)의 제1, 제2 단부 영역(C11, C12)에서의 교차 영역(A)의 듀티는 내측 영역(D10)에서의 교차 영역(A)의 듀티와 동일하다.
IDT 전극(33)은 제1, 제2 단부 영역(C11, C12)에 배치되어 있는 복수개의 제1, 제2 더미 전극지(33a3, 33b3)를 가진다. 복수개의 제1 더미 전극지(33a3)는, 제1 버스바(3a1)에 일단이 접속되어 있고, 복수개의 제2 전극지(33b2)에 갭(G)을 사이에 두고 대향하고 있다. 복수개의 제2 더미 전극지(33b3)는, 제2 버스바(3b1)에 일단이 접속되어 있고, 복수개의 제1 전극지(33a2)에 갭(G)을 사이에 두고 대향하고 있다.
도 14는 제4 실시형태에 따른 탄성파 장치의 리턴 로스를 나타내는 도면이다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 SH파의 리턴 로스를 1.61㏈로 개선할 수 있게 되어 있다. 도 13에 나타내는 바와 같이, IDT 전극(33)은, 제1 단부 영역(C11)에서 제1 저음속 영역(Ab1) 및 제2 저음속 영역을 가지지 않기 때문에 제1, 제2 전극지(33a2, 33b2)의 선단의 질량이 작다. 제2 단부 영역에서도 마찬가지이다. 그로써, 제1 단부 영역(C11) 및 제2 단부 영역에서 교차 영역의 전극지의 질량을 효과적으로 작게 할 수 있고, SH파를 효과적으로 누설시킬 수 있다. 한편, 레일리파는 누설되기 어렵다.
또한, 교차 영역의 길이방향 외측에는 제1 더미 전극지(33a3) 및 제2 더미 전극지가 마련되어 있다. 이로써, 제1 버스바(3a1) 및 제2 버스바와 교차 영역 사이의 영역에서 전극지의 질량을 크게 할 수 있다. 그로써, SH파가 한층 더 누설되기 쉽다.
도 15는 제5 실시형태에서의 IDT 전극의, 제1 단부 영역 부근의 확대 평면도이다.
제5 실시형태에 따른 탄성파 장치는, IDT 전극(43)에서의, 복수개의 제1 전극지(43a2)와 복수개의 제2 더미 전극지 사이의 갭 및 복수개의 제2 전극지(43b2)와 복수개의 제1 더미 전극지(43a3) 사이의 갭(G)의 위치가 제4 실시형태와 다르다. 상기의 점 이외에는, 제5 실시형태에 따른 탄성파 장치는 제4 실시형태의 탄성파 장치(31)와 동일한 구성을 가진다.
보다 구체적으로는, 탄성파 전파방향에서 보았을 때에, 복수개의 제2 전극지(43b2)와 복수개의 제1 더미 전극지(43a3) 사이의 갭(G)은 내측 영역(D10)에서의 교차 영역에 겹쳐 있다. 마찬가지로, 복수개의 제1 전극지(43a2)와 복수개의 제2 더미 전극지 사이의 갭은 내측 영역(D10)에서의 교차 영역에 겹쳐 있다.
도 16은 제5 실시형태에 따른 탄성파 장치의 리턴 로스를 나타내는 도면이다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 SH파의 리턴 로스를 1.54㏈까지 개선할 수 있게 되어 있다. 이와 같이, SH파를 한층 더 저감시킬 수 있다. 한편, 레일리파는 누설되기 어렵다.
도 17은 제6 실시형태에서의 IDT 전극의, 제1 단부 영역 부근의 확대 평면도이다.
제6 실시형태에 따른 탄성파 장치는, IDT 전극(53)의 제1 단부 영역(C11) 및 제2 단부 영역에서, 제1 더미 전극지(53a3) 및 제2 더미 전극지가 탄성파 전파방향 외측을 향함에 따라 길어지는 점에서, 제4 실시형태와 다르다. 상기의 점 이외에는, 제6 실시형태의 탄성파 장치는 제4 실시형태의 탄성파 장치(31)와 동일한 구성을 가진다.
보다 구체적으로는, 제1 단부 영역(C11)에서 복수개의 제1 더미 전극지(53a3)의 길이가 각각 다르고, 제2 단부 영역에서도 복수개의 제1 더미 전극지(53a3)의 길이가 각각 다르다. 마찬가지로, 제1 단부 영역(C11)에서 복수개의 제2 더미 전극지의 길이가 각각 다르고, 제2 단부 영역에서도 복수개의 제2 더미 전극지의 길이가 각각 다르다. 이 상태에서, 상술한 바와 같이, 제1 단부 영역(C11) 및 제2 단부 영역에서 제1 더미 전극지(53a3) 및 제2 더미 전극지가 탄성파 전파방향 외측을 향함에 따라 길어진다.
복수개의 제2 전극지(53b2)와 복수개의 제1 더미 전극지(53a3) 사이의 각 갭(G)은, 탄성파 전파방향에서 보아, 내측 영역(D10)의 제1 고음속 영역(B1), 교차 영역에 각각 겹쳐 있다. 마찬가지로, 복수개의 제1 전극지(53a2)와 복수개의 제2 더미 전극지 사이의 각 갭은, 탄성파 전파방향에서 보아, 내측 영역(D10)의 제2 고음속 영역, 교차 영역에 각각 겹쳐 있다. 한편, 상기 갭의 위치는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 모든 상기 갭이, 탄성파 전파방향에서 보아, 내측 영역(D10)의 교차 영역에 겹쳐 있어도 된다.
도 18은 제6 실시형태 및 비교예의 탄성파 장치의 임피던스 주파수 특성을 나타내는 도면이다. 도 19는 도 18의 확대도이다. 도 20은 제6 실시형태 및 비교예의 탄성파 장치의 리턴 로스를 나타내는 도면이다. 도 18~도 20에서, 실선은 제6 실시형태의 결과를 나타내고, 파선은 비교예의 결과를 나타낸다. 도 18 및 도 20 중의 화살표(Y)는 공진 주파수를 나타내고, 도 18~도 20 중의 화살표(Z)는 반공진 주파수를 나타낸다. 한편, 제6 실시형태와 비교하고 있는 비교예는 상기에서 제1 실시형태와 비교한 비교예와 동일한 비교예이다.
도 18~도 20에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 비교예보다도 SH파가 저감되어 있는 것을 알 수 있다. 더욱이, 도 20에 나타내는 바와 같이, 공진 주파수와 반공진 주파수 사이의 주파수대역에서, 제6 실시형태 및 비교예에서, 불요파인 SH파 이외의 리턴 로스는 거의 변함없는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서도 이용하고 있는 탄성파를 효과적으로 가둘 수 있으면서, 불요파를 저감할 수 있다.
한편, 본 발명은 러브파(Love wave)의 피스톤 모드를 이용하는 탄성파 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 불요파는 SV파가 된다. 따라서, 러브파의 피스톤 모드를 이용하고, 본 발명을 적용한 탄성파 장치에 의해, 불요파인 SV파의 리턴 로스를 개선할 수 있다.
상기 각 실시형태의 탄성파 장치는 고주파 프론트 엔드 회로의 듀플렉서 등으로 이용할 수 있다. 이 예를 하기에서 설명한다.
도 21은 통신 장치 및 고주파 프론트 엔드 회로의 구성도이다. 한편, 같은 도면에는, 고주파 프론트 엔드 회로(230)와 접속되는 각 구성 요소, 예를 들면, 안테나 소자(202)나 RF 신호 처리 회로(RFIC)(203)도 함께 도시되어 있다. 고주파 프론트 엔드 회로(230) 및 RF 신호 처리 회로(203)는 통신 장치(240)를 구성하고 있다. 한편, 통신 장치(240)는 전원, CPU나 디스플레이를 포함하고 있어도 된다.
고주파 프론트 엔드 회로(230)는 스위치(225)와 듀플렉서(201A, 201B)와 필터(231, 232)와 로우 노이즈 앰프 회로(214, 224)와 파워 앰프 회로(234a, 234b, 244a, 244b)를 포함한다. 한편, 도 21의 고주파 프론트 엔드 회로(230) 및 통신 장치(240)는 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치의 일례이며, 이 구성에 한정되는 것이 아니다.
듀플렉서(201A)는 필터(211, 212)를 가진다. 듀플렉서(201B)는 필터(221, 222)를 가진다. 듀플렉서(201A, 201B)는 스위치(225)를 통해 안테나 소자(202)에 접속된다. 한편, 상기 탄성파 장치는 듀플렉서(201A, 201B)이어도 되고, 필터(211, 212, 221, 222)이어도 된다.
더욱이, 상기 탄성파 장치는, 예를 들면, 3개의 필터의 안테나 단자가 공통화된 트리플렉서나, 6개의 필터의 안테나 단자가 공통화된 헥사플렉서 등, 3 이상의 필터를 포함하는 멀티플렉서에 대해서도 적용할 수 있다.
즉, 상기 탄성파 장치는 탄성파 공진자, 필터, 듀플렉서, 3 이상의 필터를 포함하는 멀티플렉서를 포함한다. 그리고 상기 멀티플렉서는 송신 필터 및 수신 필터 쌍방을 포함하는 구성에 한정되지 않고, 송신 필터만 또는 수신 필터만 포함하는 구성이어도 상관없다.
스위치(225)는, 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 따라, 안테나 소자(202)와 소정 밴드에 대응하는 신호 경로를 접속하고, 예를 들면, SPDT(Single Pole Double Throw)형 스위치에 의해 구성된다. 한편, 안테나 소자(202)와 접속되는 신호 경로는 하나에 한정되지 않고, 복수개이어도 된다. 즉, 고주파 프론트 엔드 회로(230)는 캐리어 어그리게이션(carrier aggregation)에 대응하고 있어도 된다.
로우 노이즈 앰프 회로(214)는 안테나 소자(202), 스위치(225) 및 듀플렉서(201A)를 경유한 고주파 신호(여기서는 고주파 수신 신호)를 증폭시키고, RF 신호 처리 회로(203)에 출력하는 수신 증폭 회로이다. 로우 노이즈 앰프 회로(224)는 안테나 소자(202), 스위치(225) 및 듀플렉서(201B)를 경유한 고주파 신호(여기서는 고주파 수신 신호)를 증폭시키고, RF 신호 처리 회로(203)에 출력하는 수신 증폭 회로이다.
파워 앰프 회로(234a, 234b)는, RF 신호 처리 회로(203)로부터 출력된 고주파 신호(여기서는 고주파 송신 신호)를 증폭시키고, 듀플렉서(201A) 및 스위치(225)를 경유하여 안테나 소자(202)에 출력하는 송신 증폭 회로이다. 파워 앰프 회로(244a, 244b)는, RF 신호 처리 회로(203)로부터 출력된 고주파 신호(여기서는 고주파 송신 신호)를 증폭시키고, 듀플렉서(201B) 및 스위치(225)를 경유하여 안테나 소자(202)에 출력하는 송신 증폭 회로이다.
RF 신호 처리 회로(203)는 안테나 소자(202)로부터 수신 신호 경로를 통해 입력된 고주파 수신 신호를 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리하여 생성된 수신 신호를 출력한다. 또한, RF 신호 처리 회로(203)는 입력된 송신 신호를 업 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리하여 생성된 고주파 송신 신호를 파워 앰프 회로(234a, 234b, 244a, 244b)에 출력한다. RF 신호 처리 회로(203)는 예를 들면, RFIC이다. RF 신호 처리 회로(203)는 예를 들면, 베이스밴드 신호 처리 회로에 접속되어 있다. 이 경우, RF 신호 처리 회로(203)로 처리된 신호는 베이스밴드 신호 처리 회로에 입력된다. 그리고 베이스밴드 신호 처리 회로로 처리된 신호는 예를 들면, 화상 신호로서 화상표시를 위해, 또는 음성 신호로서 통화를 위해 사용된다.
한편, 상기의 경우, 베이스밴드 신호 처리 회로는 통신 장치(240)에 포함된다. 또한, 고주파 프론트 엔드 회로(230)는 상술한 각 구성 요소 사이에 다른 회로 소자를 포함하고 있어도 된다.
한편, 고주파 프론트 엔드 회로(230)는 상기 듀플렉서(201A, 201B)를 대신하여, 듀플렉서(201A, 201B)의 변형예에 따른 듀플렉서를 포함하고 있어도 된다.
한편, 통신 장치(240)에서의 필터(231, 232)는 로우 노이즈 앰프 회로 및 파워 앰프 회로를 사이에 두지 않고, RF 신호 처리 회로(203)와 스위치(225) 사이에 접속되어 있다. 필터(231, 232)도 듀플렉서(201A, 201B)와 마찬가지로 스위치(225)를 통해 안테나 소자(202)에 접속된다.
이상과 같이 구성된 고주파 프론트 엔드 회로(230) 및 통신 장치(240)에 의하면, 본 발명의 탄성파 장치인 탄성파 공진자, 필터, 듀플렉서, 3 이상의 필터를 포함하는 멀티플렉서 등을 포함함으로써, 이용하는 탄성파를 효과적으로 가둘 수 있으면서, 불요파를 저감할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 따른 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치에 대해, 실시형태 및 그 변형예를 들어 설명했는데, 본 발명은 상기 실시형태 및 변형예에서의 임의의 구성 요소를 조합하여 실현되는 다른 실시형태나, 상기 실시형태에 대하여 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해내는 각종 변형을 실시하여 얻어지는 변형예나, 본 발명에 따른 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
본 발명은 탄성파 공진자, 필터, 듀플렉서, 멀티밴드 시스템에 적용할 수 있는 멀티플렉서, 프론트 엔드 회로 및 통신 장치로서, 휴대전화 등의 통신기기에 널리 이용할 수 있다.
1: 탄성파 장치 2: 압전기판
3: IDT 전극 3a1, 3b1: 제1, 제2 버스바
3a2, 3b2: 제1, 제2 전극지 3c: 상층전극
4a, 4b: 반사기 5: 질량부가막
13: IDT 전극 21: 탄성파 장치
23: IDT 전극 23A: 스몰 듀티부
31: 탄성파 장치 33: IDT 전극
33a2, 33b2: 제1, 제2 전극지 33a3, 33b3: 제1, 제2 더미 전극지
43: IDT 전극 43a2, 43b2: 제1, 제2 전극지
43a3: 제1 더미 전극지 53: IDT 전극
53a2, 53b2: 제1, 제2 전극지 53a3: 제1 더미 전극지
103: IDT 전극 201A, 201B: 듀플렉서
202: 안테나 소자 203: RF 신호 처리 회로
211, 212: 필터 214: 로우 노이즈 앰프 회로
221, 222: 필터 224: 로우 노이즈 앰프 회로
225: 스위치 230: 고주파 프론트 엔드 회로
231, 232: 필터 234a, 234b: 파워 앰프 회로
240: 통신 장치 244a, 244b: 파워 앰프 회로
A: 교차 영역 Aa: 중앙 영역
Ab1, Ab2: 제1, 제2 저음속 영역 B1, B2: 제1, 제2 고음속 영역
C1, C11: 제1 단부 영역 C2, C12: 제2 단부 영역
D, D10: 내측 영역 G: 갭

Claims (15)

  1. 압전체와,
    상기 압전체 상에 마련되어 있는 IDT 전극을 포함하고,
    상기 IDT 전극이, 서로 대향하고 있는 제1 버스바(busbar) 및 제2 버스바와, 상기 제1 버스바에 일단(一端)이 접속된 복수개의 제1 전극지(電極指)와, 상기 제2 버스바에 일단이 접속되어 있으면서 상기 복수개의 제1 전극지와 서로 맞물려 있는 복수개의 제2 전극지를 가지며, 탄성파 전파방향에서의 한쪽 단부(端部)를 포함하는 제1 단부 영역과, 다른 쪽 단부를 포함하는 제2 단부 영역과, 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역보다도 탄성파 전파방향 내측에 위치하고 있는 내측 영역을 가지며, 상기 제1 전극지와 상기 제2 전극지가 탄성파 전파방향에서 서로 겹쳐 있는 부분인 교차 영역을 가지며, 상기 제1 전극지 및 상기 제2 전극지가 연장되는 방향을 길이방향으로 한 경우에, 적어도 상기 내측 영역에서의 상기 교차 영역에서, 상기 길이방향 중앙 측에 위치하고 있는 중앙 영역과, 상기 중앙 영역의 상기 길이방향 양측에 배치되어 있으면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 저속인 제1 저음속 영역 및 제2 저음속 영역을 가지며, 상기 제1 버스바와 상기 제1 저음속 영역 사이에 위치하고 있으면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 고속인 제1 고음속 영역과, 상기 제2 버스바와 상기 제2 저음속 영역 사이에 위치하고 있으면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 고속인 제2 고음속 영역을 가지며,
    상기 제1 단부 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량 및 상기 제2 단부 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량 중 어느 하나 또는 양자가 상기 내측 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량보다도 작은 탄성파 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 IDT 전극이, 상기 내측 영역, 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역에서의 상기 교차 영역에서, 상기 중앙 영역과 상기 제1 저음속 영역과 상기 제2 저음속 영역을 가지는 탄성파 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역 중 어느 하나 또는 양자에서의 상기 중앙 영역의 듀티가 상기 내측 영역에서의 상기 중앙 영역의 듀티보다도 작은 탄성파 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역 중 어느 하나 또는 양자에서의 상기 중앙 영역으로서, 상기 제1 저음속 영역 부근 및 상기 제2 저음속 영역 부근의 듀티가 상기 내측 영역에서의 상기 중앙 영역의 듀티보다도 작은 탄성파 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IDT 전극에서, 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역 중 어느 하나 또는 양자에서의 상기 중앙 영역의 듀티가 탄성파 전파방향 외측을 향함에 따라 서서히 작아지는 탄성파 장치.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IDT 전극에서, 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역에서의 상기 제1 저음속 영역의 듀티 및 상기 제2 저음속 영역의 듀티가, 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역에서의 상기 중앙 영역의 듀티보다도 큰 탄성파 장치.
  7. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역에서의 상기 제1 저음속 영역 및 상기 제2 저음속 영역에 위치하는 부분에, 질량부가막이 적층되어 있는 탄성파 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 IDT 전극이, 상기 제1 버스바에 일단이 접속되어 있고, 상기 복수개의 제2 전극지에 갭(gap)을 사이에 두고 대향하고 있으면서 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역 중 어느 하나 또는 양자에 배치되어 있는 복수개의 제1 더미(dummy) 전극지와, 상기 제2 버스바에 일단이 접속되어 있고, 상기 복수개의 제1 전극지에 갭을 사이에 두고 대향하고 있으면서 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역 중 어느 하나 또는 양자에 배치되어 있는 복수개의 제2 더미 전극지를 가지며,
    상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역에 상기 제1 저음속 영역 및 상기 제2 저음속 영역이 배치되어 있지 않은 탄성파 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 전극지와 상기 복수개의 제2 더미 전극지 사이의 갭이, 탄성파 전파방향에서 본 경우에, 상기 내측 영역에서의 상기 교차 영역에 겹쳐 있고,
    상기 복수개의 제2 전극지와 상기 복수개의 제1 더미 전극지 사이의 갭이, 탄성파 전파방향에서 본 경우에, 상기 내측 영역에서의 상기 교차 영역에 겹쳐 있는 탄성파 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 단부 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량 및 상기 제2 단부 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량이, 상기 내측 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량보다도 작고,
    상기 제1 더미 전극지 및 상기 제2 더미 전극지가 상기 제1 단부 영역 및 상기 제2 단부 영역에 배치되어 있으며,
    상기 제1 단부 영역에서 상기 복수개의 제1 더미 전극지의 길이가 각각 다르고, 상기 제2 단부 영역에서 상기 복수개의 제1 더미 전극지의 길이가 각각 다르며, 상기 제1 단부 영역에서 상기 복수개의 제2 더미 전극지의 길이가 각각 다르고, 상기 제2 단부 영역에서 상기 복수개의 제2 더미 전극지의 길이가 각각 다르며, 상기 복수개의 제1 더미 전극지의 길이 및 상기 제2 더미 전극지의 길이가 탄성파 전파방향 외측을 향함에 따라 길어지는 탄성파 장치.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 단부 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량 및 상기 제2 단부 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량이, 상기 내측 영역의 상기 교차 영역에서의 상기 IDT 전극의 질량보다도 작은 탄성파 장치.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 단부 영역의 면적 및 상기 제2 단부 영역의 면적이 각각 상기 IDT 전극 면적의 2% 이상, 5% 이하인 탄성파 장치.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    레일리파(Rayleigh wave)를 이용하고 있는 탄성파 장치.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 탄성파 장치와,
    파워 앰프를 포함하는 고주파 프론트 엔드 회로.
  15. 제14항에 기재된 고주파 프론트 엔드 회로와,
    RF 신호 처리 회로를 포함하는 통신 장치.
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