WO2015151705A1 - 弾性表面波フィルタ - Google Patents

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高峰 裕一
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filter.
  • a longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filter has been widely used as a bandpass filter used in mobile phones and the like.
  • the elastic wave device described in the following Patent Document 2 has a laminate in which a high sound velocity film, a low sound velocity film, and a piezoelectric film are laminated. Thereby, the leakage of the energy of the surface acoustic wave is reduced.
  • An object of the present invention is to provide a surface acoustic wave filter that has a laminate composed of a high sound velocity member, a low sound velocity film, and a piezoelectric film, and that can suppress the occurrence of the spurious.
  • a surface acoustic wave filter according to the present invention is a longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filter, which is provided on a high sound speed member, a low sound speed film provided on the high sound speed member, and the low sound speed film. And a plurality of IDTs each having a plurality of electrode fingers and the IDT are sandwiched from both sides in the surface acoustic wave propagation direction. And a reflector arranged in this manner.
  • the propagation speed of the bulk wave in the high sound velocity member is higher than the propagation speed of the bulk wave in the piezoelectric film.
  • the propagation speed of the bulk wave in the low acoustic velocity film is lower than the propagation speed of the bulk wave in the piezoelectric film.
  • the electrode finger pitch is substantially constant. When the wavelength determined by the electrode finger pitch in the reflector is ⁇ , the electrode finger center distance, which is the distance between each IDT and the adjacent IDT, is 0.25 ⁇ or more and 0.37 ⁇ or less.
  • the high sound speed member is formed of a high sound speed film.
  • a support substrate is provided on the surface of the high sound velocity film opposite to the surface on which the low sound velocity film is provided.
  • the high sound velocity member is formed of a high sound velocity substrate.
  • a surface acoustic wave filter that has a laminate composed of a high sound speed member, a low sound speed film, and a piezoelectric film, and that can suppress the occurrence of spurious.
  • FIG. 1 is a plan view of a surface acoustic wave filter according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front sectional view of the surface acoustic wave filter according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing a portion where IDTs are adjacent to each other in the surface acoustic wave filter according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing a portion where IDTs are adjacent to each other in a conventional surface acoustic wave filter.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of a duplexer using the surface acoustic wave filter according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view of a surface acoustic wave filter according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front sectional view of the surface acoustic wave filter according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view
  • FIG. 6 is a diagram showing attenuation-frequency characteristics of the surface acoustic wave filter according to the embodiment of the present invention and the surface acoustic wave filter according to the comparative example on the high pass band side.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the IDT-IDT interval and the specific bandwidth of the surface acoustic wave filter according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing a portion where IDTs are adjacent to each other in the surface acoustic wave filter according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a front sectional view of a surface acoustic wave filter according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view of a surface acoustic wave filter according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front sectional view of the surface acoustic wave filter according to the first embodiment of the present invention.
  • the surface acoustic wave filter 1 has a support substrate 2.
  • the support substrate 2 is made of Si and has a thickness of 200 ⁇ m.
  • the support substrate 2 may be made of an appropriate material other than Si.
  • the thickness of the support substrate 2 is not specifically limited to the said value.
  • a high sound velocity member 3 is provided on the support substrate 2.
  • the propagation speed of the bulk wave in the high acoustic velocity member 3 is higher than the propagation speed of the bulk wave in the piezoelectric film 5 described later.
  • the high sound speed member 3 is made of a high sound speed film made of an aluminum nitride film and has a thickness of 1345 nm.
  • the high sound speed member 3 may be made of an appropriate high sound speed ceramic other than aluminum nitride, such as silicon nitride.
  • the thickness of the high sound speed member 3 is not specifically limited to the said value.
  • a low sound velocity film 4 is provided on the high sound velocity member 3.
  • the propagation speed of the bulk wave in the low acoustic velocity film 4 is lower than the propagation speed of the bulk wave in the piezoelectric film 5 described later.
  • the low acoustic velocity film 4 is made of silicon oxide and has a thickness of 670 nm. Note that the low acoustic velocity film 4 may be made of an appropriate ceramic other than silicon oxide. Further, the thickness of the low acoustic velocity film 4 is not particularly limited to the above value.
  • a piezoelectric film 5 is provided on the low acoustic velocity film 4.
  • the piezoelectric film 5 is made of LiTaO 3 having a cut angle of 55 ° and has a thickness of 600 nm.
  • the piezoelectric film 5 may be made of an appropriate piezoelectric single crystal other than LiTaO 3 having a cut angle of 55 °.
  • the thickness of the piezoelectric film 5 is not particularly limited to the above value.
  • Three IDTs 6 to 8 and reflectors 9 and 10 are formed on the piezoelectric film 5.
  • a 3IDT type longitudinally coupled resonator type filter is configured.
  • the IDTs 6 to 8 are sequentially arranged along the surface acoustic wave propagation direction.
  • the reflectors 9 and 10 are disposed so as to sandwich the portion where the IDTs 6 to 8 are formed from both sides in the surface acoustic wave propagation direction.
  • bus bar 6b2 of the IDT 6 and the bus bar 8b2 of the IDT 8 are electrically connected to the hot-side terminal 11.
  • the bus bar 7b1 of the IDT 7 is electrically connected to the hot side terminal 12.
  • Bus bar 6b1, bus bar 7b2, and bus bar 8b1 are connected to the ground potential.
  • the IDTs 6 to 8 are made of a laminated metal film. That is, Al containing 1% by weight of Cu is laminated on Ti having a thickness of 12 nm so as to have a thickness of 162 nm.
  • the IDTs 6 to 8 may be constituted by a laminate of other metals or may be constituted by a single metal film.
  • the thicknesses of IDTs 6 to 8 are not limited to the above values. A plurality of IDTs other than three may be formed.
  • Protective film is laminated on IDT6-8.
  • the protective film is made of silicon oxide and has a thickness of 25 nm.
  • the protective film may be made of an appropriate material such as silicon nitride.
  • the thickness of a protective film is not limited to the said value. Further, the protective film may not be provided.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing a portion where IDTs are adjacent to each other in the surface acoustic wave filter according to the first embodiment of the present invention.
  • the electrode finger pitch is constant in IDTs 6 to 8. That is, the narrow pitch portion is not provided.
  • the wavelength of the surface acoustic wave determined by the electrode finger pitch in the reflectors 9 and 10 is ⁇
  • the feature of this embodiment is that the distance A between the electrode fingers is 0. It is in the range of 25 ⁇ or more and 0.37 ⁇ or less.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing a portion where IDTs are adjacent to each other in a conventional surface acoustic wave filter.
  • the IDTs 107 and 108 have a narrow pitch portion B.
  • the wavelength determined by the electrode finger pitch in the narrow pitch portion B is shorter than the wavelength determined by the electrode finger pitch in other portions. Therefore, the response of the surface acoustic wave excited in the narrow pitch portion B appears on the higher frequency side than the pass band. This response is usually very small.
  • the energy of the bulk wave is difficult to leak. For this reason, the response of the surface acoustic wave excited by the narrow pitch portion B becomes large and spurious.
  • the electrode finger pitch of the IDTs 6 to 8 of the surface acoustic wave filter 1 of the present embodiment is constant and does not have the narrow pitch portion B. For this reason, spurious due to the narrow pitch portion B does not occur.
  • the surface acoustic wave filter 1 is constituted by a laminated body including the support substrate 2, the high acoustic velocity member 3, the low acoustic velocity film 4 and the piezoelectric film 5, and the electrode finger center distance A is It is set to 0.25 ⁇ or more and 0.37 ⁇ or less. For this reason, leakage of bulk wave energy is unlikely to occur, the insertion loss can be reduced, and the specific bandwidth can be made sufficiently large.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of a duplexer using the surface acoustic wave filter according to the first embodiment.
  • the transmission filter 13A is configured by a ladder filter.
  • series arm resonators S1a to S1c, S2, S3a to S3c, S4a, S4b, S5a, and S5b are connected in series in this order from the transmission terminal side.
  • the parallel arm resonators P1a and P1b and the inductor L1 are connected between the connection point between the series arm resonator S1c and the series arm resonator S2 and the ground potential.
  • Parallel arm resonators P2a and P2b are connected between a connection point between the series arm resonator S2 and the series arm resonator S3a and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P3 is connected between a connection point between the series arm resonator S3c and the series arm resonator S4a and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P4 is connected between a connection point between the series arm resonator S4b and the series arm resonator S5a and the ground potential.
  • an inductor L2 is connected between the ground potential side ends of the parallel arm resonators P2b, P3, and P4 and the ground potential.
  • the reception filter 13B includes the longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filter 1 according to the present embodiment. Between the surface acoustic wave filter 1 and the antenna terminal 14, series arm resonators S11a to S11c and a series arm resonator S12 are connected in series with each other. The parallel arm resonator P11a and the parallel arm resonator P11b are connected between the connection point between the series arm resonator S11c and the series arm resonator S12 and the ground potential.
  • parallel arm resonators P12a and P12b are connected between the output terminal of the surface acoustic wave filter 1 and the ground potential.
  • a surface acoustic wave filter according to the above embodiment was produced.
  • the design parameters are as follows.
  • Band 25 reception filter; pass band 1930 MHz to 1995 MHz, design parameters are as follows. That is, in the reception filter 13B of the duplexer 13 illustrated in FIG. 5, a 5IDT type longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filter is used as the surface acoustic wave filter 1.
  • the electrode finger crossing width was 50 ⁇ m.
  • the wavelength determined by the electrode finger pitch in the first to fifth IDTs arranged in the elastic wave propagation direction is as shown in Table 1 below.
  • the duty ratios of the first to fifth IDTs and the reflectors are all set to 0.5.
  • the IDT-IDT interval is the distance between the electrode finger centers, and is 0.33 ⁇ between the first and second IDTs and between the fourth and fifth IDTs.
  • the distance between the second and third IDTs and between the third and fourth IDTs was set to 0.30 ⁇ .
  • is the wavelength of the reflector.
  • the number of pairs of electrode fingers was 20 for the first and fifth IDTs, 18 for the second and fourth IDTs, and 25 for the third IDTs.
  • the number of electrode fingers of the reflector was 75.
  • a surface acoustic wave filter was fabricated in substantially the same manner as in the above example except that it had a narrow pitch portion. Note that the wavelength and the number of pairs of electrode fingers determined by the electrode finger pitches of the first to fifth IDTs in the comparative example are as shown in Tables 3 and 4 below.
  • FIG. 6 shows attenuation-frequency characteristics of the surface acoustic wave filter according to the above example and the surface acoustic wave filter according to the comparative example on the high-pass band side.
  • a solid line shows the characteristic of an Example, and a broken line shows the characteristic of a comparative example.
  • the surface acoustic wave filter according to the present invention can be suitably used as a filter for constituting a duplexer.
  • the inventor of the present application manufactured a plurality of surface acoustic wave filters in the same manner as in the above example, except that the distance A between the electrode finger centers was different.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the IDT-IDT interval and the specific bandwidth of the surface acoustic wave filter according to the first embodiment of the present invention.
  • the specific bandwidth is a value (%) obtained by dividing the pass bandwidth by the center frequency.
  • the specific bandwidth generally required for mobile phones is about 3.3%. Therefore, from FIG. 7, the electrode finger center distance A needs to be not less than 0.25 ⁇ and not more than 0.37 ⁇ .
  • the electrode finger center distance A is more preferably 0.27 ⁇ or more and 0.34 ⁇ or less. Thereby, a specific bandwidth of about 3.8% can be secured.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing a portion where IDTs are adjacent to each other in the surface acoustic wave filter according to the second embodiment of the present invention.
  • the bus bar 207 b 2 is electrically connected to the hot-side terminal 212.
  • Bus bar 208b1 is connected to a ground potential. Since the electrode finger center distance C is 0.25 ⁇ , the adjacent electrode fingers 207a and the electrode fingers 208a are in contact with each other. However, the electrode fingers 207a and 208a are disconnected so as not to be connected to the bus bars 207b2 and 208b1, respectively. Other structures are the same as those in the first embodiment. Since the electrode finger 207a and the electrode finger 208a are disconnected, a short circuit between the bus bar 207b2 and the bus bar 208b1 can be prevented.
  • FIG. 9 is a front sectional view of a surface acoustic wave filter according to a third embodiment of the present invention.
  • the surface acoustic wave filter 301 does not have the support substrate 2. Further, a high sonic substrate 303 is used as the high sonic member.
  • the high sonic substrate 303 is made of an appropriate high sonic ceramic.
  • Other structures are the same as those in the first embodiment. Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • SYMBOLS 1 Surface acoustic wave filter 2 ... Support substrate 3 ... High sonic member 4 ... Low sonic film 5 ... Piezoelectric film 6, 7, 8 ... IDT 6b1, 6b2, 7b1, 7b2, 8b1, 8b2 ... busbars 9, 10 ... reflectors 11, 12 ... terminal 13 ... duplexer 13A ... transmission filter 13B ... reception filter 14 ... antenna terminals 15, 16, 17, 18 ... resonator 101 ... Surface acoustic wave filters 107, 108 ... IDT 201 ... surface acoustic wave filters 207, 208 ... IDT 207a, 208a ... electrode fingers 207b2, 208b1 ...
  • bus bar 212 ... terminal 301 ... surface acoustic wave filter 303 ... high acoustic velocity substrate L1, L2 ... inductors P1a, P1b, P2a, P2b, P3, P4 ... parallel arm resonators P11a, P11b, P12a, P12b ... Parallel arm resonators S1a to S1c, S2, S3a to S3c, S4a, S4b, S5a, S5b ... Series arm resonators S11a to S11c, S12 ... Series arm resonators

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Abstract

 高音速部材、低音速膜及び圧電膜からなる積層体を有しており、かつスプリアスの発生を抑制できる、弾性表面波フィルタを提供する。 縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ1であって、高音速部材3と、上記高音速部材3上に設けられた低音速膜4と、上記低音速膜4上に設けられた圧電膜5と、上記圧電膜5上において弾性表面波伝搬方向に沿って形成されており、それぞれ複数本の電極指を有する複数のIDT6~8と、反射器9,10とを備える。上記各IDT6~8において、電極指ピッチは略一定である。上記反射器9,10の電極指ピッチで定まる波長をλとしたとき、上記各IDT6~8と隣り合うIDTとの間隔である、電極指中心間距離は0.25λ以上、0.37λ以下である。

Description

弾性表面波フィルタ
 本発明は、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタに関する。
 従来、携帯電話機などに用いられるバンドパスフィルタとして、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタが広く用いられている。
 下記の特許文献1に記載の縦結合共振子型弾性表面波フィルタでは、IDTとIDTとが隣り合う箇所に、電極指ピッチの小さい狭ピッチ部分が設けられている。それによって、挿入損失を低減させている。
 下記の特許文献2に記載の弾性波装置は、高音速膜、低音速膜及び圧電膜が積層された積層体を有する。それによって、弾性表面波のエネルギーの漏洩を低減させている。
特開2002-009588号公報 WO2012/086639
 しかしながら、特許文献2に記載の弾性波装置において特許文献1のような狭ピッチ部分を設けると、通過帯域の高域側端部の約1.1倍付近の周波数領域にスプリアスが発生することがあった。
 本発明の目的は、高音速部材、低音速膜及び圧電膜からなる積層体を有しており、かつ上記スプリアスの発生を抑制できる、弾性表面波フィルタを提供することにある。
 本発明に係る弾性表面波フィルタは、縦結合共振子型の弾性表面波フィルタであって、高音速部材と、前記高音速部材上に設けられた低音速膜と、前記低音速膜上に設けられた圧電膜と、前記圧電膜上において弾性表面波伝搬方向に沿って形成されており、それぞれ複数本の電極指を有する複数のIDTと、前記IDTを、弾性表面波伝搬方向において両側から挟むように配置された反射器とを備える。前記高音速部材におけるバルク波の伝搬速度は前記圧電膜におけるバルク波の伝搬速度よりも高速である。前記低音速膜におけるバルク波の伝搬速度は前記圧電膜におけるバルク波の伝搬速度よりも低速である。前記各IDTにおいて、電極指ピッチは略一定である。前記反射器における、電極指ピッチで定まる波長をλとしたとき、前記各IDTと隣り合うIDTとの間隔である、電極指中心間距離は、0.25λ以上、0.37λ以下である。
 本発明に係る弾性表面波フィルタのある特定の局面では、前記高音速部材が、高音速膜からなる。前記高音速膜の、前記低音速膜が設けられている面とは反対側の面に支持基板が設けられている。
 本発明に係る弾性表面波フィルタの他の特定の局面では、前記高音速部材が、高音速基板からなる。
 本発明によれば、高音速部材、低音速膜及び圧電膜からなる積層体を有しており、かつスプリアスの発生を抑制できる、弾性表面波フィルタを提供できる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性表面波フィルタの平面図である。 図2は、本発明の第1の実施形態に係る弾性表面波フィルタの正面断面図である。 図3は、本発明の第1の実施形態に係る弾性表面波フィルタにおいてIDT同士が隣り合っている部分を示す略図的平面図である。 図4は、従来の弾性表面波フィルタにおいてIDT同士が隣り合っている部分を示す略図的平面図である。 図5は、本発明の第1の実施形態に係る弾性表面波フィルタを用いたデュプレクサの回路図である。 図6は、本発明の実施例に係る弾性表面波フィルタ及び比較例に係る弾性表面波フィルタの通過帯域高域側における減衰量-周波数特性を示す図である。 図7は、本発明の第1の実施形態に係る弾性表面波フィルタのIDT-IDT間隔と比帯域幅との関係を示す図である。 図8は、本発明の第2の実施形態に係る弾性表面波フィルタにおいてIDT同士が隣り合っている部分を示す略図的平面図である。 図9は、本発明の第3の実施形態に係る弾性表面波フィルタの正面断面図である。
 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。
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性表面波フィルタの平面図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る弾性表面波フィルタの正面断面図である。
 弾性表面波フィルタ1は、支持基板2を有する。本実施形態では、支持基板2はSiからなり、厚みは200μmである。なお、支持基板2は、Si以外の適宜の材料により構成されていてもよい。また、支持基板2の厚みは、上記値に特に限定されない。
 支持基板2上に高音速部材3が設けられている。高音速部材3におけるバルク波の伝搬速度は、後述する圧電膜5におけるバルク波の伝搬速度よりも高速である。本実施形態では、高音速部材3は窒化アルミニウム膜により構成される高音速膜からなり、厚みは1345nmである。なお、高音速部材3は、窒化ケイ素など、窒化アルミニウム以外の適宜の高音速のセラミックスにより構成されていてもよい。また、高音速部材3の厚みは、上記値に特に限定されない。
 高音速部材3上に低音速膜4が設けられている。低音速膜4におけるバルク波の伝搬速度は、後述する圧電膜5におけるバルク波の伝搬速度よりも低速である。本実施形態では、低音速膜4は酸化ケイ素により構成されており、厚みは670nmである。なお、低音速膜4は酸化ケイ素以外の適宜のセラミックスにより構成されていてもよい。また、低音速膜4の厚みは上記値に特に限定されない。
 低音速膜4上に圧電膜5が設けられている。本実施形態では、圧電膜5は、カット角55°のLiTaOにより構成されており、厚みは600nmである。なお、圧電膜5は、カット角55°のLiTaO以外の適宜の圧電単結晶により構成されていてもよい。また、圧電膜5の厚みは上記値に特に限定されない。
 圧電膜5上に3個のIDT6~8及び反射器9,10が形成されている。それによって、3IDT型の縦結合共振子型のフィルタが構成されている。IDT6~8は弾性表面波伝搬方向に沿って順に配置されている。また、反射器9,10は、IDT6~8が形成されている部分を、弾性表面波伝搬方向における両側から挟むように配置されている。
 IDT6のバスバー6b2及びIDT8のバスバー8b2はホット側の端子11に電気的に接続される。IDT7のバスバー7b1はホット側の端子12と電気的に接続される。バスバー6b1、バスバー7b2及びバスバー8b1は、グラウンド電位に接続される。
 本実施形態では、IDT6~8は、積層金属膜からなる。すなわち、厚み12nmのTi上に、Cuを1重量%含有したAlが厚み162nmとなるように積層されている。なお、IDT6~8は、他の金属による積層体により構成されていてもよいし、単一の金属膜により構成されていてもよい。IDT6~8の厚みは上記値に限定されない。また、IDTは、3個以外の複数個形成されていてもよい。
 IDT6~8上に、保護膜が積層されている。本実施形態では、保護膜は酸化ケイ素からなり、厚みは25nmである。なお、保護膜は窒化ケイ素などの適宜の材料により構成されていてもよい。また、保護膜の厚みは、上記値に限定されない。また、保護膜は設けなくてもよい。
 図3は、本発明の第1の実施形態に係る弾性表面波フィルタにおいてIDT同士が隣り合っている部分を示す略図的平面図である。
 図1及び図3に示すように、IDT6~8において電極指ピッチは一定である。すなわち、狭ピッチ部は設けられていない。反射器9,10における、電極指ピッチで定まる弾性表面波の波長をλとすると、本実施形態の特徴は、隣り合うIDTとIDTとの間隔である、電極指中心間距離Aが、0.25λ以上、0.37λ以下とされていることにある。上記構成とすることにより、本実施形態では、スプリアスの発生を低減できる。また、必要な通過帯域幅を確保できる。この理由を以下において説明する。
 図4は、従来の弾性表面波フィルタにおいてIDT同士が隣り合っている部分を示す略図的平面図である。
 弾性表面波フィルタ101においては、IDT107,108は、狭ピッチ部Bを有する。狭ピッチ部Bにおける電極指ピッチで定まる波長は、それ以外の部分の電極指ピッチにより定まる波長より短い。したがって、狭ピッチ部Bにおいて励振された弾性表面波の応答が、通過帯域よりも高域側に現れる。この応答は、通常は、非常に小さい。
 しかしながら、高音速部材、低音速膜及び圧電膜が積層された構造では、バルク波のエネルギーは漏洩し難い。そのため、狭ピッチ部Bにより励振された弾性表面波の応答が大きくなり、スプリアスとなる。
 これに対して、本実施形態の弾性表面波フィルタ1のIDT6~8の電極指ピッチは一定であり、狭ピッチ部Bを有しない。このため、狭ピッチ部Bによるスプリアスが発生しない。また、本発明の実施形態では、弾性表面波フィルタ1は、支持基板2、高音速部材3、低音速膜4及び圧電膜5による積層体により構成されており、かつ電極指中心間距離Aが0.25λ以上、0.37λ以下とされている。そのため、バルク波のエネルギーの漏洩が生じ難く、さらに挿入損失も低減でき、比帯域幅も充分な大きさとすることができる。
 図5は、第1の実施形態に係る弾性表面波フィルタを用いたデュプレクサの回路図である。
 デュプレクサ13では、送信フィルタ13Aは、ラダー型フィルタにより構成されている。このラダー型フィルタでは、直列腕共振子S1a~S1c,S2,S3a~S3c,S4a,S4b,S5a,S5bが、送信端子側からこの順序で直列に接続されている。そして、直列腕共振子S1cと直列腕共振子S2との間の接続点とグラウンド電位との間において、並列腕共振子P1a,P1b及びインダクタL1が接続されている。直列腕共振子S2と直列腕共振子S3aとの間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P2a,P2bが接続されている。直列腕共振子S3cと直列腕共振子S4aとの間の接続点とグラウンド電位との間に並列腕共振子P3が接続されている。直列腕共振子S4bと直列腕共振子S5aとの間の接続点とグラウンド電位との間に並列腕共振子P4が接続されている。さらに、並列腕共振子P2b,P3,P4の各グラウンド電位側端部とグラウンド電位との間にインダクタL2が接続されている。
 受信フィルタ13Bは、本実施形態に係る縦結合共振子型の弾性表面波フィルタ1を有する。弾性表面波フィルタ1とアンテナ端子14との間には、直列腕共振子S11a~S11c及び直列腕共振子S12が互いに直列に接続されている。また、直列腕共振子S11cと直列腕共振子S12との間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P11a及び並列腕共振子P11bが接続されている。
 また弾性表面波フィルタ1の出力端とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P12a,P12bが接続されている。
 以下において、第1の実施形態に係る弾性表面波フィルタの実施例を示す。
 実施例として、上記実施形態に係る弾性表面波フィルタを作製した。設計パラメータは、以下の通りである。
 Band25の受信フィルタ;通過帯域1930MHz~1995MHz、設計パラメータは以下の通りとした。すなわち、図5に示すデュプレクサ13の受信フィルタ13Bにおいて、弾性表面波フィルタ1として5IDT型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタを用いた。電極指交叉幅は50μmとした。また、弾性波伝搬方向に並んでいる第1~第5のIDTにおける電極指ピッチで定まる波長は、以下の表1に示す通りとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 また、第1~第5のIDT及び反射器におけるデューティはいずれも0.5とした。
 IDT-IDT間隔は、電極指中心間距離で、第1,第2のIDT間及び第4,第5のIDT間は、0.33λとした。第2,第3のIDT間及び第3,第4のIDT間は、0.30λとした。なお、λは、反射器の波長である。
 電極指の対数は、第1,第5のIDTにおいては20対、第2,第4のIDTにおいては18対、第3のIDTにおいては25対とした。
 反射器の電極指の本数は75本とした。
 また、図5に示す直列腕共振子S11a~S11c,S12、並列腕共振子P11a,P11b,P12a,P12bの設計パラメータは以下の表2に示す通りとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 また、比較例として、狭ピッチ部を有すること以外は上記実施例とほぼ同様にして、弾性表面波フィルタを作製した。なお、比較例における第1~第5のIDTの電極指ピッチで定まる波長及び電極指の対数は下記の表3及び表4に示す通りとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 図6は、上記実施例に係る弾性表面波フィルタ及び比較例に係る弾性表面波フィルタの通過帯域高域側の減衰量-周波数特性を示す。実線は実施例の特性を示し、破線は比較例の特性を示す。
 本実施例では、通過帯域の1.1倍付近、すなわち周波数2195MHz付近の周波数領域のスプリアスが、比較例に比べて低減していることがわかる。
 したがって、本発明に係る弾性表面波フィルタは、デュプレクサを構成するためのフィルタとして好適に用いることができる。
 また、受信フィルタにおいて必要な通過帯域幅を確保するためには、弾性表面波フィルタにおける図3に示したIDT-IDT間の距離を適正な値にする必要がある。
 本願発明者は、上記実施例と同様にして、ただし、電極指中心間距離Aを異ならせて複数の弾性表面波フィルタを作製した。
 図7は、本発明の第1の実施形態に係る弾性表面波フィルタのIDT-IDT間隔と比帯域幅との関係を示す図である。なお、比帯域幅とは、通過帯域幅を中心周波数で割った値(%)である。
 携帯電話機として一般的に必要な比帯域幅は、約3.3%である。よって、図7より、電極指中心間距離Aは、0.25λ以上、0.37λ以下であることが必要である。
 電極指中心間距離Aは、さらに好ましくは、0.27λ以上、0.34λ以下であることが望ましい。それによって、約3.8%の比帯域幅を確保できる。
 図8は、本発明の第2の実施形態に係る弾性表面波フィルタにおいてIDT同士が隣り合っている部分を示す略図的平面図である。
 弾性表面波フィルタ201においては、バスバー207b2は、ホット側の端子212に電気的に接続される。バスバー208b1は、グラウンド電位に接続される。電極指中心間距離Cが0.25λであるため、隣り合う電極指207aと電極指208aとが接触している。もっとも、電極指207a,208aはそれぞれバスバー207b2,208b1に連ならないように断線されている。その他の構造は第1の実施形態と同様である。電極指207a及び電極指208aが断線されていることより、バスバー207b2とバスバー208b1との短絡を阻止することができる。
 なお、接触している電極指207a及び電極指208aのうちいずれか一方のみが断線されていてもよい。
 図9は、本発明の第3の実施形態に係る弾性表面波フィルタの正面断面図である。
 弾性表面波フィルタ301は、支持基板2を有していない。また、高音速部材として高音速基板303が用いられている。高音速基板303は、適宜の高音速のセラミックスからなる。その他の構造は、第1の実施形態と同様である。本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を得られる。
1…弾性表面波フィルタ
2…支持基板
3…高音速部材
4…低音速膜
5…圧電膜
6,7,8…IDT
6b1,6b2,7b1,7b2,8b1,8b2…バスバー
9,10…反射器
11,12…端子
13…デュプレクサ
13A…送信フィルタ
13B…受信フィルタ
14…アンテナ端子
15,16,17,18…共振子
101…弾性表面波フィルタ
107,108…IDT
201…弾性表面波フィルタ
207,208…IDT
207a,208a…電極指
207b2,208b1…バスバー
212…端子
301…弾性表面波フィルタ
303…高音速基板
L1,L2…インダクタ
P1a,P1b,P2a,P2b,P3,P4…並列腕共振子
P11a,P11b,P12a,P12b…並列腕共振子
S1a~S1c,S2,S3a~S3c,S4a,S4b,S5a,S5b…直列腕共振子
S11a~S11c,S12…直列腕共振子

Claims (3)

  1.  縦結合共振子型の弾性表面波フィルタであって、
     高音速部材と、
     前記高音速部材上に設けられた低音速膜と、
     前記低音速膜上に設けられた圧電膜と、
     前記圧電膜上において弾性表面波伝搬方向に沿って形成されており、それぞれ複数本の電極指を有する複数のIDTと、
     前記IDTを、弾性表面波伝搬方向において両側から挟むように配置された反射器とを備え、
     前記高音速部材におけるバルク波の伝搬速度が前記圧電膜におけるバルク波の伝搬速度よりも高速であり、
     前記低音速膜におけるバルク波の伝搬速度が前記圧電膜におけるバルク波の伝搬速度よりも低速であり、
     前記各IDTにおいて、電極指ピッチが略一定であり、前記反射器における、電極指ピッチで定まる波長をλとしたとき、
     前記各IDTと隣り合うIDTとの間隔である、電極指中心間距離が、0.25λ以上、0.37λ以下である、弾性表面波フィルタ。
  2.  前記高音速部材が、高音速膜からなり、
     前記高音速膜の、前記低音速膜が設けられている面とは反対側の面に支持基板が設けられている、請求項1に記載の弾性表面波フィルタ。
  3.  前記高音速部材が、高音速基板からなる、請求項1に記載の弾性表面波フィルタ。
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