CN106464229A - 弹性波装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用活塞模式能够有效地抑制高次横模式的弹性波装置。在压电基板(2)上设置有至少一个IDT(3～5)。本发明的弹性波装置(1)，在IDT(3～5)中，传播速度比电极指交叉区域的电极指延伸的方向上的中央区域中的弹性波的传播速度慢的边缘区域在交叉宽度方向上设置在中央区域的两侧，在弹性波传播方向上存在中央区域的传播速度相对快的第一部分和中央区域的传播速度相对慢的第二部分，根据第一部分的中央区域中的传播速度、第二部分中的中央区域的传播速度选择第一部分的边缘区域的宽度和传播速度、以及第二部分的边缘区域的宽度和传播速度，使得激励活塞模式。

Description

弹性波装置
技术领域
本发明涉及利用了声表面波、声边界波的弹性波装置，特别是，涉及利用了活塞模式(piston mode)的弹性波装置。
背景技术
以往，已知有通过激励活塞模式从而能够抑制高次横模式的声表面波装置。例如，在下述的专利文献1中，在IDT电极的电极指的顶端部分层叠有电介质膜。层叠有该电介质膜的部分被称为边缘区域，与电极指彼此交叉的部分的中央区域相比，声速慢。
此外，在下述的专利文献2也示出了用于实现活塞模式的、中央区域与边缘区域的声速关系。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2013-544041号公报
专利文献2：日本特开2011-101350号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1、专利文献2中，通过调整边缘区域的作为沿着弹性波传播方向的尺寸的长度和边缘区域中的声速，从而激励活塞模式。因此，相对于一个弹性波传播速度，用于激励活塞模式的边缘区域的长度、宽度被确定。
另一方面，在具有多个IDT的纵向耦合谐振器型弹性波滤波器、具备具有窄间距电极指部的IDT的弹性波装置中，电极指间距、金属化率在弹性波传播方向上变化。因此，在像专利文献1、专利文献2那样使边缘区域的长度、宽度固定的方法中，对于一个弹性波传播声速是有效的，但是在弹性波的传播速度不同的其它部分中并不有效。因此，未能充分地抑制高次横模式。
本发明的目的在于，提供一种能够有效地抑制高次横模式的、利用了活塞模式的弹性波装置。
用于解决课题的技术方案
本发明涉及的弹性波装置具备：压电基板；以及至少一个IDT，形成在所述压电基板上，所述IDT具有：多个第一电极指；以及多个第二电极指，与该多个第一电极指彼此交叉，在所述多个第一电极指与所述多个第二电极指在弹性波传播方向上交叉的部分，传播速度比中央区域中的弹性波的传播速度慢的边缘区域在所述第一电极指、第二电极指延伸的交叉宽度方向上设置在该中央区域的两侧，在所述弹性波传播方向上，具有：第一部分，所述中央区域的传播速度相对快；以及第二部分，所述中央区域的传播速度相对慢，根据所述第一部分的中央区域中的弹性波的传播速度以及该第二部分中的中央区域的弹性波的传播速度，选择所述第一部分的边缘区域中的弹性波的传播速度和作为沿着所述交叉宽度方向的尺寸的宽度、以及所述第二部分的边缘区域中的弹性波的传播速度和作为沿着所述交叉宽度方向的尺寸的宽度，使得在所述第一部分和所述第二部分中分别激励活塞模式。
在本发明涉及的某个特定的方面中，在所述第一部分和所述第二部分中分别激励所述活塞模式，使得基本横模式的相位旋转量最小的部分存在于所述交叉宽度方向上的中央。
在本发明涉及的弹性波装置的某个特定的方面中，所述基本横模式的相位旋转量为0的部分存在于所述交叉宽度方向上的中央。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述第一部分的所述边缘区域中的弹性波的传播速度和作为沿着所述交叉宽度方向的尺寸的宽度是所述第一部分的所述边缘区域的作为沿着所述交叉宽度方向的尺寸的宽度，所述第二部分的所述边缘区域中的弹性波的传播速度和作为沿着所述交叉宽度方向的尺寸的宽度是所述第二部分的所述边缘区域的作为沿着交叉宽度方向的尺寸的宽度。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述第一部分的所述边缘区域的作为交叉宽度方向上的尺寸的宽度大于所述第二部分的所述边缘区域的作为交叉宽度方向上的尺寸的宽度。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述第一部分中的所述中央区域的所述交叉宽度方向上的尺寸与所述第二部分中的所述中央区域的所述交叉宽度方向上的尺寸不同。
在本发明涉及的弹性波装置的某个特定的方面中，所述第一部分的电极指间距大于所述第二部分的电极指间距。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述第一部分的金属化率大于所述第二部分中的金属化率。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，在所述边缘区域中，在所述第一电极指、第二电极指上设置有质量附加膜，所述第一部分中的质量附加膜的厚度比所述第二部分中的质量附加膜的厚度薄。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，在边缘区域中，将所述第一部分的传播速度设为V’a，将所述第二部分的传播速度设为V’b，将所述第一部分中的一个边缘区域的作为所述电极指延伸的方向上的长度的宽度设为Ea，将所述第二部分中的边缘区域的宽度设为Eb，此时，Ea/V’a＝Eb/V’b。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，选择所述第一部分和所述第二部分的边缘区域的所述宽度，使得成为所述Ea/V’a＝Eb/V’b。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，选择所述第一部分和所述第二部分中的所述边缘区域的金属化率，使得成为所述Ea/V’a＝Eb/V’b。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，在所述第一部分和第二部分中层叠有质量附加膜，使得覆盖所述边缘区域，选择位于所述第一部分和所述第二部分的所述质量附加膜的膜厚，使得成为所述Ea/V’a＝Eb/V’b。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，在所述第一部分和所述第二部分中层叠有质量附加膜，使得覆盖所述边缘区域，选择位于所述第一部分和所述第二部分的边缘宽度、边缘区域的金属化率以及层叠在边缘区域的所述质量附加膜的膜厚中的至少一种，使得成为所述Ea/V’a＝Eb/V’b。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，在所述第一电极指和所述第二电极指的顶端侧设置有宽宽度部，所述宽宽度部的作为沿着弹性波传播方向的尺寸的宽度比所述中央区域中的宽度宽，由该宽宽度部构成所述边缘区域。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，在与设置在所述第二电极指的所述宽宽度部在弹性波传播方向上重叠的位置，在所述第一电极指设置有第二宽宽度部，在与设置在所述第一电极指的所述宽宽度部在弹性波传播方向上重叠的位置，在所述第二电极指设置有第二宽宽度部。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述IDT沿着弹性波传播方向配置有多个，多个所述IDT中的至少一个所述IDT为所述第一部分，剩余的所述IDT中的至少一个所述IDT为所述第二部分。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述弹性波装置是纵向耦合谐振器型弹性波滤波器。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述IDT具有：电极指主体部；以及窄间距电极指部，其电极指间距比所述电极指主体部的电极指间距窄，并设置在弹性波传播方向端部，所述电极指主体部为所述第一部分，所述窄间距电极指部为所述第二部分。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，作为至少一个所述IDT而具有一个IDT，还具备配置在该IDT的弹性波传播方向两侧的反射器，从而构成单端口型弹性波谐振器。
发明效果
根据本发明涉及的弹性波装置，利用了活塞模式，能够有效地抑制高次横模式。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的弹性波装置的示意性俯视图。
图2是用于说明本发明的第二实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。
图3是示出比较例的弹性波装置的电极构造的示意性俯视图。
图4是示出图3所示的比较例的弹性波装置的衰减量频率特性的图。
图5是示出比较例和实施例的弹性波装置中的、边缘区域的宽度与横模式强度的关系的图。
图6是用于说明本发明的变形例涉及的弹性波装置的示意性俯视图。
图7是用于说明本发明的图1所示的第一实施方式的变形例涉及的弹性波装置的示意性俯视图。
图8是用于说明本发明的第一实施方式的另一个变形例涉及的弹性波装置的示意性俯视图。
图9是示出作为本发明的第三实施方式的单端口型弹性波谐振器的示意性俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明，从而明确本发明。
图1是本发明的第一实施方式涉及的弹性波装置的示意性俯视图。
弹性波装置1具有压电基板2。压电基板2由LiTaO3、LiNbO3等压电单晶构成。不过，压电基板2也可以由压电陶瓷构成。此外，压电基板2也可以是在绝缘性基板上层叠了压电膜的压电基板。
在压电基板2的主面上沿着弹性波传播方向依次设置有第一IDT3～第三IDT5。在设置有第一IDT3～第三IDT5的区域的作为纵模式的弹性波传播方向上的两侧设置有反射器6、7。弹性波装置1是具有第一IDT3～第三IDT5的纵向耦合谐振器型弹性波滤波器。
在弹性波装置1中，第一IDT3、第三IDT5为本发明中的第一部分，第二IDT4相当于本发明中的第二部分。即，第一IDT3、第三IDT5的电极指间距大于第二IDT4的电极指间距。因此，由第一IDT3、第三IDT5中的电极指间距确定的波长大于由第二IDT4的电极指间距确定的波长。因此，第一IDT3、第三IDT5中的后面说明的中央区域中的弹性波传播速度相对高，作为第二部分的第二IDT4的中央区域中的弹性波传播速度相对慢。
另外，之所以第一IDT3和第三IDT5的电极指间距与第二IDT4的电极指间距不同，是因为根据所需的衰减量频率特性进行了调整。一般来说，在纵向耦合谐振器型弹性波滤波器中，多个IDT中的电极指间距并不相同，广泛使用根据作为目标的频率特性使多个IDT中的电极指间距不同的结构。
第一IDT3具有一端与汇流条接合的多个第一电极指3a和与第一电极指3a彼此交叉且一端与汇流条接合的多个第二电极指3b。第二IDT4、第三IDT5也同样地，具有多个第一电极指4a、5a和与多个第一电极指4a、5a彼此交叉的多个第二电极指4b、5b。在此，一端与汇流条连接的多个电极指称为梳齿电极。
反射器6、7具有排列在弹性波传播方向上的多个电极指。在实施例中，具有将多个电极指的两端短路的构造。
在弹性波装置1中，为了抑制高次横模式，构成为激励活塞模式。更具体地，以第一电极指3a为例，在位于与汇流条接合的一端侧的相反的另一端侧的、第一电极指3a的顶端设置有宽度比剩余的部分3a2的宽度宽的宽宽度部(wide width portion)3a1。同样地，在第二电极指3b的顶端也设置有宽宽度部3b1。
在第二IDT4中，也在第一电极指4a的顶端设置有宽宽度部4a1，并在第二电极指4b的顶端设置有宽宽度部4b1。在第一电极指5a、第二电极指5b中，也在顶端设置有宽宽度部5a1、5b1。
上述宽宽度部3a1、3b1设置在第一电极指3a与第二电极指3b在弹性波传播方向上重叠的区域，即，设置在交叉区域。在弹性波装置1中，将第一电极指3a、第二电极指3b延伸的方向称为交叉宽度方向。此外，将声表面波沿着压电基板2的主面传播的方向称为弹性波传播方向。在本实施例中，与交叉宽度方向正交的方向和弹性波传播方向相同。
以第一IDT3为例，第一电极指3a和第二电极指3b在弹性波传播方向上重叠。将在该弹性波传播方向上该第一电极指3a与第二电极指3b彼此重叠的区域称为交叉区域。交叉区域包括在交叉宽度方向上位于中央的中央区域和设置在中央区域的交叉宽度方向上的两侧的边缘区域。边缘区域是指，与中央区域相比声表面波的传播速度相对慢的区域。以设置有第一电极指3a的区域为例，设置有上述宽宽度部3a1、3b1的区域构成边缘区域。在交叉区域中，在设置有宽宽度部3a1或3b1的区域和中央区域中，在压电基板上金属所占的比例不同。即，与被图1的单点划线C1和单点划线C2夹着的中央区域相比，在被单点划线C1和单点划线C5围着的区域以及被单点划线C2和单点划线C6围着的区域中，在压电基板上金属所占的比例不同。另外，作为在压电基板上电极指所占的比例，有金属化率。金属化率表示，在与电极指延伸的方向正交的方向上，将电极指的宽度除以电极指的宽度与相邻的电极指的间隙之和的值。
被单点划线C1和单点划线C2围着的区域是在第一IDT3中设置有上述宽宽度部3a1、3b1的部分的内侧的区域，将其称为中央区域。被单点划线C1和单点划线C5夹着的区域是在第一IDT3中存在宽宽度部3b1的区域。此外，被单点划线C2和单点划线C6围着的区域是在第一IDT3中存在宽宽度部3a1的区域。将该被单点划线C1和单点划线C5围着的区域以及被单点划线C2和单点划线C6围着的区域分别称为边缘区域。因此，在中央区域的交叉宽度方向上，边缘区域位于两侧。
与中央区域相比，在边缘区域中，压电基板上的金属所占的比例大，金属化率高。因此，作为以压电基板为介质传播的弹性波的传播速度的声速在边缘区域中比在中央区域低。
在第三IDT5中也与第一IDT3同样地，在中央区域的交叉宽度方向上的两侧形成有边缘区域。
另一方面，在第二IDT4中，虽然设置有宽宽度部4a1、4b1，但是宽宽度部4a1、4b1的交叉宽度方向上的尺寸比宽宽度部3a1、3b1短。因此，在第二IDT4中，中央区域是单点划线C3与单点划线C4之间的区域。边缘区域是单点划线C3与单点划线C5之间的区域以及单点划线C4与单点划线C6之间的区域。
在第二IDT4中，通过使中央区域的交叉宽度方向上的尺寸和边缘区域的交叉宽度方向上的尺寸，与第一IDT3、第三IDT5的情况下的中央区域的交叉宽度方向上的尺寸和边缘区域的交叉宽度方向上的尺寸不同，从而根据本实施方式，能够有效地抑制由横模式造成的脉动。以下对此进行更具体的说明。
如前所述，在纵向耦合谐振器型弹性波滤波器中，多个IDT中的电极指间距并不相同，广泛使用根据作为目标的频率特性使多个IDT中的电极指间距不同的结构。
本申请的发明人对通过激励活塞模式来抑制高次横模式进行了研究，结果发现，使边缘区域的交叉宽度方向上的尺寸、边缘区域中的声速在多个IDT中相同的结构并不适合纵向耦合谐振器型弹性波滤波器。
在弹性波装置1中，第一IDT3、第三IDT5的中央区域中的弹性波传播速度比第二IDT4中的中央区域中的弹性波传播速度高。在弹性波装置1中，第一IDT3、第三IDT5的边缘区域的作为交叉宽度方向上的尺寸的宽度大于第二IDT4的边缘区域的作为交叉宽度方向上的尺寸的宽度。即，第一部分中的边缘区域的宽度与第二IDT4中的边缘区域的宽度不同，因此能够抑制高次横模式，并激励活塞模式。对于这一点，将在后面基于实验例进行说明。
特别是，在弹性波装置1中，将第一IDT3、第三IDT5的中央区域中的声速设为Va，将边缘区域中的声速设为V’a。此外，将第二IDT4的中央区域中的声速设为Vb，将边缘区域中的声速设为V’b。如前所述，因为第二IDT4的电极指间距相对小，所以Va＞Vb且V’a＞V’b。
另一方面，将第一IDT3的边缘区域的宽度设为Ea，将第二IDT4的边缘区域的宽度设为Eb。在弹性波装置1中，根据声速V’a和V’b使边缘区域的宽度Ea与边缘区域的宽度Eb不同，使得Ea/V’a＝Eb/V’b。由此，能够进一步有效地抑制高次横模式。这是因为，V’a＞V’b，且在边缘区域中的声速与边缘区域的宽度之间存在Ea/V’a＝Eb/V’b的关系，因此通过满足上述式，从而基本横模式的相位旋转量存在于第一IDT3、第二IDT4、第三IDT5的中央区域，且不变化。更优选基本横模式的相位旋转量为0的部分存在于中央区域。此时，优选在交叉宽度方向上，相位旋转量在中央区域被设定为0，且边缘区域的相位旋转量为大致π/2。更具体地，优选第一IDT3和第二IDT4的交叉宽度方向上的相位旋转量均为大致π/2。在满足Ea/V’a＝Eb/V’b的关系式的情况下，第一IDT3和第二IDT4的相位旋转量分别为2π×(f/V’a)×Ea和2π×(f/V’b)×Eb，两者相等。优选Ea/V’a＝Eb/V’b＝1/(4×f)。如上所述，通过使配置在弹性波传播速度不同的中央区域的两侧的边缘区域的相位旋转量相等，且使基本横模式的相位旋转量在中央区域中小，从而能够激励活塞模式，并有效地抑制高次横模式。另外，相位旋转量是波数与长度之积的绝对值。f是在交叉宽度方向上传播的基本横模式的弹性波的频率。
如上所述，为了抑制高次横模式并激励理想的活塞模式，在具有第一部分和第二部分的结构中，只要根据第一部分和第二部分中的边缘区域的弹性波传播速度使边缘区域的宽度不同即可。
另外，在弹性波装置1中，通过设置宽宽度部3a1、3b1等构成了边缘区域。不过，也能够像后面说明的第三实施方式那样不设置宽宽度部而构成边缘区域。因此，为了有效地抑制高次横模式，也可以使第一部分的边缘区域中的弹性波的传播速度与第二部分的边缘区域中的弹性波的传播速度不同。或者，也可以使第一部分的边缘区域中的弹性波的传播速度和边缘区域的宽度与第二部分的边缘区域中的弹性波的传播速度和边缘区域的宽度不同。
另外，在第一部分和第二部分中，在中央区域的两侧设置有边缘区域。因此，可以只在两侧的边缘区域中的一方的边缘区域中使第一部分和第二部分的弹性波的传播速度和边缘区域的宽度中的至少一方不同。
因此，在本发明中，只要选择所述第一部分的边缘区域中的弹性波的传播速度和作为沿着交叉宽度方向的尺寸的宽度、和所述第二部分的边缘区域中的弹性波的传播速度和作为沿着交叉宽度方向的尺寸的宽度，使得有效地抑制上述高次横模式并激励活塞模式即可。关于该情况下的作为沿着交叉宽度方向的尺寸的宽度，选择一侧的边缘区域的宽度，或者选择两侧的边缘区域的宽度。
在本实施方式中，第一IDT3、第三IDT5的电极指间距大于第二IDT4的电极指间距，因此构成为第一IDT3、第三IDT5的边缘区域的交叉宽度方向上的尺寸大于第二IDT4的边缘区域的交叉宽度方向上的尺寸，成为下述的式Ea/V’a＝Eb/V’b。由此，能够有效地抑制高次横模式。
图2是用于说明本发明的第二实施方式涉及的弹性波装置的示意性俯视图。图2所示的弹性波装置11与弹性波装置1一样是3IDT型的纵向耦合谐振器型弹性波滤波器。沿着弹性波传播方向设置有第一IDT13、第二IDT14以及第三IDT15。在第一IDT13与第二IDT14相邻的部分，在第一IDT13和第二IDT14设置有窄间距电极指部13a、14a。同样地，在第二IDT14与第三IDT15相邻的部分，第二IDT14具有窄间距电极指部14b，第三IDT15具有窄间距电极指部15a。以第一IDT13为例，第一IDT13具有电极指主体部13A和窄间距电极指部13a。在窄间距电极指部13a中，电极指间距相对变窄。第二IDT14和第三IDT15也同样地具有电极指主体部14A、15A和窄间距电极指部14a、14b、15a。
另外，电极指间距相对窄的窄间距电极指部的声速相对窄。因此，电极指主体部13A、14A、15A相当于本发明的第一部分，窄间距电极指部13a、14a、14b、15a相当于第二部分。即，本发明中的第一部分和第二部分也可以存在于一个IDT内。
省略弹性波装置11的第一IDT13～第三IDT15中的电极指的细节，在图2中示意性地示出设置有上述窄间距电极指部13a、14a、14b、15a以及电极指主体部13A、14A、15A的位置。此外，在弹性波装置11中也与第一实施方式的弹性波装置1同样地，为了激励活塞模式，在中央区域的两侧设置有边缘区域。对此进行更具体的说明。
现在，将电极指主体部13A、电极指主体部14A以及电极指主体部15A的电极指间距设为间距A。另一方面，将窄间距电极指部13a、14a、14b、15a的电极指间距设为间距B。
因此，在设置有该第一IDT13～第三IDT15的部分中，在同一弹性波传播通路上存在电极指间距不同的部分。
中央区域13A1位于虚线d1的下方部分。即，成为交叉宽度方向上的中央侧的区域。该虚线d1与虚线d3之间的区域成为电极指主体部13A的边缘区域。虚线d3的外侧区域为高声速区域。另一方面，在窄间距电极指部13a中，与虚线d2相比靠交叉宽度方向上的中央侧成为中央区域，虚线d2与虚线d3之间为边缘区域。
将电极指主体部13A的中央区域中的声速设为Va，将电极指主体部13A中的边缘区域的声速设为V’a。此外，将窄间距电极指部13a的中央区域中的声速设为Vb，将边缘区域中的声速设为V’b。因为间距A大于间距B，所以Va＞Vb且V’a＞V’b。
另一方面，将电极指主体部13A的边缘区域的交叉宽度方向上的尺寸设为边缘区域的宽度Ea。将窄间距电极指部中的边缘区域的交叉宽度方向上的尺寸，即，将边缘区域的宽度设为Eb。Ea＞Eb。在该情况下，只要满足式Ea/V’a＝Eb/V’b，就能够有效地抑制高次横模式。
因为V’a＞V’b，所以通过将边缘区域的宽度Ea和Eb的大小调整为满足上述式，从而能够使基本横模式的相位旋转量最小的部分存在于中央区域。进而，优选使基本横模式的相位旋转量为0或大致为0的部分存在于中央区域。因此，能够有效地抑制高次横模式，能够在第一部分、第二部分中限定地激励活塞模式。
另外，在图2中以具有窄间距电极指部13a、14a、14b、15a的第一IDT13～第三IDT15为例进行了说明。在此，虽然电极指主体部13A、14A、15A的电极指间距设为固定，但是实际上在纵向耦合谐振器型弹性波滤波器中通常会像第一实施方式那样使中央的第二IDT4的电极指间距与两侧的第一IDT3、第三IDT5的电极指间距不同。因此，即使在不具有窄间距电极指部的纵向耦合谐振器型弹性波滤波器中，在弹性波传播通路上也存在电极指间距不同的部分，因此只要将边缘区域的宽度调整为满足上述式即可。
进而，在第一实施方式的第一IDT3～第三IDT5中像图2所示的那样还设置有窄间距电极指部的结构中，只要将设置有窄间距电极指部的部分也考虑在内对各边缘区域的宽度进行调整即可。即，在存在与3种以上的电极指间距重叠的部分的情况下，也能够应用本发明。
例如，以在弹性波传播方向上存在电极指间距不同的第一部分、第二部分以及第三部分的情况为例，第一部分～第三部分的声速V1～V3为V1＞V2＞V3。在该情况下，第一部分～第三部分的边缘区域的声速也为V’1＞V’2＞V’3。将第一部分～第三部分中的边缘区域的宽度设为E1、E2以及E3。这样，只要将边缘区域的宽度E1～E3调整为E1/V’1＝E2/V’2＝E3/V’3即可。
接着，对具体的实验例进行说明。
准备图3所示的比较例的弹性波装置101。在弹性波装置101中，在弹性波传播方向上配置有第一IDT103～第三IDT105。在第一IDT103～第三IDT105的两侧配置有反射器106、107。使第一IDT103～第三IDT105的全部的宽宽度部的交叉宽度方向上的尺寸相等。例如，使电极指103a的宽宽度部103a1与电极指104a的宽宽度部104a1的交叉宽度方向上的尺寸相等。因此，边缘区域的宽度在弹性波传播方向上固定。此外，第一IDT103～第三IDT105不具有窄间距电极指部。因此，在比较例的弹性波装置101中，全部的边缘区域中的弹性波的传播速度相等。关于其它方面，弹性波装置101构成为与弹性波装置1相同。
作为压电基板，使用LiNbO3，并使第一IDT103～第三IDT105的电极指间距的交叉区域的交叉宽度方向上的尺寸和边缘区域的宽度如下。
第一IDT103、第三IDT105：电极指的对数＝7.5对。电极指间距＝3.81μm。中央区域的交叉宽度方向上的尺寸＝74.78μm。边缘区域的宽度＝1.25μm。在此，一对电极指具有极性彼此不同且彼此交叉的两个电极指。此外，1.5对电极指具有：具有一种极性的两个电极指；以及极性与一种极性不同且与一种极性的两个电极指彼此交叉的一个电极指，一共具有3个电极指。
第二IDT104：电极指的对数＝25对。电极指间距＝3.84μm。中央区域的交叉宽度方向上的尺寸＝74.78μm。边缘区域的宽度＝1.27μm。
反射器106、107的电极指的个数＝40个。电极指间距＝3.88μm。
在图4示出像上述那样准备的比较例的弹性波装置101的衰减量频率特性。根据图4可知，在箭头F1、F2所示的部分，即，在931.24MHz和948.09MHz的部分出现了由横模式造成的脉动。这是由高次横模式造成的脉动。当高次横模式脉动这样大时，通带中的插入损耗会变差。
本申请的发明人为了抑制这种高次横模式脉动，使中央的第二IDT4的边缘区域的宽度在0.2λ至0.4λ的范围内变化。另外，关于两侧的第一IDT3、第三IDT5中的边缘区域的宽度，按其原样为18.23μm。将上述931.24MHz处的横模式脉动与948.09MHz处的横模式脉动的合计作为横模式强度(dB)。在图5示出上述边缘区域的宽度与横模式强度的关系。
为了进行比较，在上述比较例中也使边缘区域的宽度从0.2λ变化至0.4λ。另外，在比较例中，为了使第一IDT103～第三IDT105的边缘区域的宽度全部相等，也使第一IDT103和第三IDT105的边缘区域的宽度与第二IDT104的边缘区域的宽度同样地变化。
图5的实线表示上述实施方式的结果，虚线表示比较例的结果。
根据图5可知，通过调整边缘区域的宽度，从而根据本实施方式，与比较例相比能够充分减小高次横模式强度。即，可知，只要使中央的第二IDT4的边缘区域的宽度Eb为0.29λ以上，就能够与比较例相比充分地抑制高次横模式强度。可知，在比较例中，横模式的强度大，未能激励活塞模式，相对于此，根据上述实施方式，能够充分抑制高次横模式，并能够可靠地激励活塞模式。
另外，在上述实施方式中，基于Ea/V’a＝Eb/V’b的关系调整了第二IDT4的边缘区域的宽度Eb和第一IDT3、第三IDT5的边缘区域的宽度Ea。在本发明中，在弹性波传播通路上存在电极指间距不同的部分的情况下，只要根据该电极指间距的不同方式，即，根据声速的不同方式来调整边缘区域的宽度和/或边缘区域的声速，就能够与上述实施方式同样地有效地抑制高次横模式。因此，能够激励理想的活塞模式。因此，根据电极指间距的变化不仅可以调整边缘区域的宽度，还可以调整边缘区域中的金属化率。
进而，如图6的示意性俯视图所示，已知有如下构造，即，通过在第一电极指3a、4a、5a和第二电极指3b、4b、5b的顶端部分设置电介质膜等的质量附加膜22，而不是设置宽宽度部，从而激励活塞模式。在该变形例的弹性波装置20中，也可以使上述质量附加膜22的膜厚、材质不同。即，可以使电极指间距小的第二IDT4中的质量附加膜22的膜厚、材质与电极指间距大的第一IDT3、第三IDT5中的质量附加膜22的膜厚、材质不同。
即，只要根据电极指间距之差来调整作为用于激励活塞模式的条件的各种要素即可，所述各种要素不仅可以是上述的边缘区域的宽度，还可以是边缘区域中的质量附加膜的厚度、材质、边缘区域中的金属化率等。
图7是示出第一实施方式的变形例涉及的弹性波装置的电极构造的示意性俯视图。在该变形例的弹性波装置41中，第一IDT3～第三IDT5的汇流条3c、3d、4c、4d、5c、5d与第一实施方式的同等的汇流条相比宽度变窄。此外，在该变形例中，在第一IDT3μ第三IDT5中，设置在电极指的宽宽度部不仅设置在顶端侧，还设置在电极指基端侧。
以第一IDT3为例，除了设置在第一电极指3a和第二电极指3b的顶端的宽宽度部3a1、3b1以外，还在基端侧设置有第二宽宽度部3a3、3b3。第二宽宽度部3a3在弹性波传播方向上设置在与设置在第二电极指3b的宽宽度部3b1重叠的位置。另一方面，第二宽宽度部3b3也在弹性波传播方向上设置在与宽宽度部3a1重叠的位置。在第二IDT4、第三IDT5中，也同样地进一步在电极指的基端侧设置有第二宽宽度部。此外，设置在基端侧的第二宽宽度部3a3、3b3的作为沿着弹性波传播方向的尺寸的宽度和作为电极指方向上的尺寸的长度与顶端侧的宽宽度部3a1、3b1的宽度和长度相等。
以第一IDT3为例，上述窄的汇流条3c、3d的宽度，即，与弹性波传播方向正交的方向上的尺寸为0.75μm。位于外侧的汇流条3z1、3z2的宽度为10.00μm。上述汇流条3c、3d以及汇流条3z1、3z2分别由在电极指交叉宽度方向上延伸的汇流条连接部3y连接。该汇流条连接部3y的长度，即，电极指交叉宽度方向上的尺寸为7.48μm。
在本变形例中，在第一电极指、第二电极指的基端侧设置有第二宽宽度部，因此在各第一电极指、第二电极指所位于的部分，在中央区域的两侧由宽宽度部构成边缘区域。因此，能够更可靠地激励活塞模式。
另外，使用了上述宽度窄的汇流条3c、3d、4c、4d、5c、5d的结构也能够应用于第一实施方式。
图8示出本发明的第一实施方式的弹性波装置的另一个变形例的示意性俯视图。图8所示的弹性波装置51相当于第一实施方式的另一个变形例。在本变形例的弹性波装置51中，与图7所示的弹性波装置41同样地，在第一电极指3a、4a、5a和第二电极指3b、4b、5b的基端侧设置有第二宽宽度部3a3、3b3、4a3、4b3、5a3、5b3。其它结构与图1所示的实施方式相同。
此外，在上述各实施方式中，在弹性波传播通路上存在电极指间距变化的部分。进而，在弹性波传播通路上存在金属化率不同的部分的情况下，也可以根据金属化率之差，使上述边缘区域的边缘宽度、边缘区域中的质量附加膜的膜厚、材质、边缘区域的金属化率不同。通过使它们不同，从而能够调整边缘区域的声速。
进而，在设置上述质量附加膜来激励活塞模式的构造中，在弹性波传播通路上存在质量附加膜的膜厚、材质不同的部分的情况下，也可以根据膜厚、材质之差使作为激励活塞模式的条件的边缘区域的宽度、边缘区域的金属化率等变化。由此，能够调整边缘区域的声速。
此外，虽然在上述实施方式中对具有多个IDT的纵向耦合谐振器型弹性波滤波器进行了说明，但是也可以是只具有一个IDT的弹性波装置。例如，也能够像图9所示的第三实施方式那样将本发明应用于单端口型弹性波谐振器。在单端口型弹性波谐振器61中，在IDT62的两侧配置有反射器63、64。IDT62具有窄间距电极指部62a、62b。在该情况下，夹在窄间距电极指部62a、62b之间的电极指主体部62c为第一部分，窄间距电极指部62a、62b为第二部分。
此外，本发明不仅能够应用于利用了声表面波的声表面波装置，还能够应用于利用了声边界波的声边界波装置。
附图标记说明
1：弹性波装置；
2：压电基板；
3：第一IDT；
3a：第一电极指；
3a1：宽宽度部；
3a2：剩余的部分；
3a3：宽宽度部；
3b：第二电极指；
3b1：宽宽度部；
3b3：宽宽度部；
3c、3d：汇流条；
3x：汇流条；
3x1、3x2：汇流条；
3z：汇流条；
3z1、3z2：汇流条；
4：第二IDT；
4a：第一电极指；
4a1：宽宽度部；
4a3：宽宽度部；
4b：第二电极指；
4b1：宽宽度部；
4b3：宽宽度部；
4c、4d：汇流条；
5：第三IDT；
5a：第一电极指；
5a1：宽宽度部；
5a3：宽宽度部；
5b：第二电极指；
5b3：宽宽度部；
5c、5d：汇流条；
6、7：反射器；
13：第一IDT；
13A：电极指主体部；
13A1：中央区域；
13a：窄间距电极指部；
14：第二IDT；
14A：电极指主体部；
14a、14b：窄间距电极指部；
15：第三IDT；
15A：电极指主体部；
15a：窄间距电极指部；
20：弹性波装置；
22：质量附加膜；
41：弹性波装置；
51：弹性波装置；
61：单端口型弹性波谐振器；
62：IDT；
62a、62b：窄间距电极指部；
63、64：反射器；
101：弹性波装置；
103～105：第一IDT～第三IDT；
103a：电极指；
103a1：宽宽度部；
104a：电极指；
104a1：宽宽度部；
106、107：反射器。

Claims (20)

1.一种弹性波装置，具备：
压电基板；以及
至少一个IDT，形成在所述压电基板上，
所述IDT具有：多个第一电极指；以及多个第二电极指，与该多个第一电极指彼此交叉，在所述多个第一电极指与所述多个第二电极指在弹性波传播方向上交叉的部分，传播速度比中央区域中的弹性波的传播速度慢的边缘区域在所述第一电极指、第二电极指延伸的交叉宽度方向上设置在该中央区域的两侧，
在所述弹性波传播方向上，具有：第一部分，所述中央区域的传播速度相对快；以及第二部分，所述中央区域的传播速度相对慢，
根据所述第一部分的中央区域中的弹性波的传播速度以及该第二部分中的中央区域的弹性波的传播速度，选择所述第一部分的边缘区域中的弹性波的传播速度和作为沿着所述交叉宽度方向的尺寸的宽度、以及所述第二部分的边缘区域中的弹性波的传播速度和作为沿着所述交叉宽度方向的尺寸的宽度，使得在所述第一部分和所述第二部分中分别激励活塞模式。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在所述第一部分和所述第二部分中分别激励所述活塞模式，使得基本横模式的相位旋转量最小的部分存在于所述交叉宽度方向上的中央。
3.根据权利要求2所述的弹性波装置，其中，
所述基本横模式的相位旋转量为0的部分存在于所述交叉宽度方向上的中央。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述第一部分的所述边缘区域中的弹性波的传播速度和作为沿着所述交叉宽度方向的尺寸的宽度是所述第一部分的所述边缘区域的作为沿着所述交叉宽度方向的尺寸的宽度，所述第二部分的所述边缘区域中的弹性波的传播速度和作为沿着所述交叉宽度方向的尺寸的宽度是所述第二部分的所述边缘区域的作为沿着所述交叉宽度方向的尺寸的宽度。
5.根据权利要求4所述的弹性波装置，其中，
所述第一部分的所述边缘区域的作为交叉宽度方向上的尺寸的宽度大于所述第二部分的所述边缘区域的作为交叉宽度方向上的尺寸的宽度。
6.根据权利要求5所述的弹性波装置，其中，
所述第一部分中的所述中央区域的所述交叉宽度方向上的尺寸与所述第二部分中的所述中央区域的所述交叉宽度方向上的尺寸不同。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述第一部分的电极指间距大于所述第二部分的电极指间距。
8.根据权利要求1～6中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述第一部分的金属化率大于所述第二部分中的金属化率。
9.根据权利要求1～6中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在所述边缘区域中，在所述第一电极指、第二电极指上设置有质量附加膜，所述第一部分中的质量附加膜的厚度比所述第二部分中的质量附加膜的厚度薄。
10.根据权利要求1～6中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在边缘区域中，将所述第一部分的传播速度设为V’a，将所述第二部分的弹性波的传播速度设为V’b，将所述第一部分中的一个边缘区域的作为所述电极指延伸的方向上的长度的宽度设为Ea，将所述第二部分中的边缘区域的宽度设为Eb，此时，Ea/V’a＝Eb/V’b。
11.根据权利要求10所述的弹性波装置，其中，
选择所述第一部分和所述第二部分的边缘区域的所述宽度，使得成为所述Ea/V’a＝Eb/V’b。
12.根据权利要求10所述的弹性波装置，其中，
选择所述第一部分和所述第二部分中的边缘区域的金属化率，使得成为所述Ea/V’a＝Eb/V’b。
13.根据权利要求10所述的弹性波装置，其中，
在所述第一部分和所述第二部分中层叠有质量附加膜，使得覆盖所述边缘区域，选择位于所述第一部分和所述第二部分的所述质量附加膜的膜厚，使得成为所述Ea/V’a＝Eb/V’b。
14.根据权利要求10所述的弹性波装置，其中，
在所述第一部分和第二部分中层叠有质量附加膜，使得覆盖所述边缘区域，选择位于所述第一部分和所述第二部分的边缘宽度、边缘区域的金属化率以及层叠在边缘区域的所述质量附加膜的膜厚中的至少一种，使得成为所述Ea/V’a＝Eb/V’b。
15.根据权利要求1～14中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在所述第一电极指和所述第二电极指的顶端侧设置有宽宽度部，所述宽宽度部的作为沿着弹性波传播方向的尺寸的宽度比所述中央区域中的宽度宽，由该宽宽度部构成所述边缘区域。
16.根据权利要求15所述的弹性波装置，其中，
在与设置在所述第二电极指的所述宽宽度部在弹性波传播方向上重叠的位置，在所述第一电极指设置有第二宽宽度部，在与设置在所述第一电极指的所述宽宽度部在弹性波传播方向上重叠的位置，在所述第二电极指设置有第二宽宽度部。
17.根据权利要求1～14中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT沿着弹性波传播方向配置有多个，多个所述IDT中的至少一个所述IDT为所述第一部分，剩余的所述IDT中的至少一个所述IDT为所述第二部分。
18.根据权利要求1～17中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置是纵向耦合谐振器型弹性波滤波器。
19.根据权利要求1～16中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT具有：电极指主体部；以及窄间距电极指部，其电极指间距比所述电极指主体部的电极指间距窄，并设置在弹性波传播方向端部，
所述电极指主体部为所述第一部分，所述窄间距电极指部为所述第二部分。
20.根据权利要求1～16中的任一项所述的弹性波装置，其中，
具有一个IDT来作为至少一个所述IDT，还具备配置在该IDT的弹性波传播方向两侧的反射器，从而构成单端口型弹性波谐振器。
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