CN109478875B - 弹性波装置以及梯型滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高耐功率性的弹性波装置。一种弹性波装置(1)，其中，串联地连接有第一弹性波谐振器(S1‑1)～第三弹性波谐振器(S1‑3)，在第二弹性波谐振器(S1‑2)的一侧配置有第一弹性波谐振器(S1‑1)，在另一侧配置有第三弹性波谐振器(S1‑3)。在第一弹性波谐振器(S1‑1)～第三弹性波谐振器(S1‑3)中，第一公共汇流条(22)与第一弹性波谐振器(S1‑1)以及第二弹性波谐振器(S1‑2)中的任一个的反射器(14、16)连接，第二公共汇流条(25)与第二弹性波谐振器(S1‑2)、第三弹性波谐振器(S1‑3)中的任一个的反射器(17、19)连接。

Description

弹性波装置以及梯型滤波器
技术领域
本发明涉及具有多个单端口型弹性波谐振器的弹性波装置以及梯型滤波器。
背景技术
以往，提出了将多个单端口型弹性波谐振器串联连接而成的各种弹性波装置。例如，在下述的专利文献1中，在压电基板上串联地连接有三个单端口型弹性波谐振器。更具体地，三个弹性波谐振器的IDT电极彼此串联地连接。此外，三个弹性波谐振器的在弹性波传播方向上配置在一侧的反射器彼此电连接。在弹性波传播方向上，在另一侧，三个弹性波谐振器的三个反射器也电连接。
另一方面，在各弹性波谐振器中，IDT电极与IDT电极的两侧的反射器空开间隔被隔开。第一个弹性波谐振器的反射器与第一个弹性波谐振器的一个汇流条电连接。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5562063号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1记载的弹性波装置中，三个弹性波谐振器中的位于中央的弹性波谐振器的IDT电极仅是与两侧的弹性波谐振器的IDT电极电连接。另一方面，在弹性波谐振器中，若施加功率，则在IDT电极中温度容易上升。特别是，因为中央的弹性波谐振器的IDT电极被两侧的弹性波谐振器的IDT电极包围，所以热不易扩散。因此，在中央的弹性波谐振器的IDT电极中，温度容易上升，容易产生迁移。因此，存在作为弹性波装置整体的耐功率性下降这样的问题。
本发明的目的在于，提供一种能够提高耐功率性的弹性波装置以及使用了该弹性波装置的梯型滤波器。
用于解决课题的技术方案
本发明涉及的弹性波装置具备：第一弹性波谐振器，具有第一IDT电极和在所述第一IDT电极的弹性波传播方向上配置在两侧的一对反射器；第二弹性波谐振器，与所述第一弹性波谐振器串联地连接，具有第二IDT电极和在所述第二IDT电极的弹性波传播方向上配置在两侧的一对反射器；以及第三弹性波谐振器，与所述第二弹性波谐振器串联地连接，具有第三IDT电极和在所述第三IDT电极的弹性波传播方向上配置在两侧的一对反射器，所述第一IDT电极～所述第三IDT电极分别具有在与弹性波传播方向交叉的方向上对置的一对汇流条，在与所述第二弹性波谐振器的弹性波传播方向交叉的方向上，在一侧配置有所述第一弹性波谐振器，在与该弹性波传播方向交叉的方向上，在另一侧配置有所述第三弹性波谐振器，所述第一IDT电极的另一个汇流条和所述第二IDT电极的一个汇流条被共有化为第一公共汇流条，所述第二IDT电极的另一个汇流条和所述第三IDT电极的一个汇流条被共有化为第二公共汇流条，所述第一公共汇流条与所述第一弹性波谐振器以及所述第二弹性波谐振器中的任一个的反射器连接，所述第二公共汇流条与所述第二弹性波谐振器以及所述第三弹性波谐振器中的任一个的反射器连接。
在本发明涉及的弹性波装置的某个特定的方面中，在与弹性波传播方向交叉的方向上相邻的所述反射器彼此通过沿着各反射器的弹性波传播方向的导电图案连接。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述第一公共汇流条与在弹性波传播方向上配置在一侧的所述反射器连接，所述第二公共汇流条与在弹性波传播方向上配置在另一侧的所述反射器连接。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，在所述第一弹性波谐振器～所述第三弹性波谐振器中，在与弹性波传播方向交叉的方向上，所述各汇流条交替地与在弹性波传播方向上对置的反射器连接。
在本发明涉及的弹性波装置的又一个特定的方面中，至少一个第四弹性波谐振器与所述第三弹性波谐振器串联地连接，所述至少一个第四弹性波谐振器具有第四IDT电极和在所述第四IDT电极的弹性波传播方向上配置在两侧的一对反射器，所述第四IDT电极具有一对汇流条，在所述第三弹性波谐振器与所述第四弹性波谐振器串联连接的部分，连接有所述第三弹性波谐振器的所述反射器和所述第四弹性波谐振器的反射器。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，在所述第一弹性波谐振器～所述第四弹性波谐振器中，所述第一弹性波谐振器～所述第四弹性波谐振器的所述汇流条在与弹性波传播方向交叉的方向上与弹性波传播方向上的一侧的所述反射器或另一侧的所述反射器交替地连接。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，与所述弹性波传播方向交叉的方向是与弹性波传播方向正交的方向。
本发明涉及的梯型滤波器是具有由弹性波谐振器构成的串联臂谐振器以及并联臂谐振器的梯型滤波器，所述串联臂谐振器或并联臂谐振器中的至少一个是按照本发明构成的弹性波装置。
发明效果
根据本发明涉及的弹性波装置以及梯型滤波器，能够提高耐功率性。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式涉及的弹性波装置中的最靠发送端子侧的串联臂谐振器的电极构造的俯视图。
图2是本发明的第一实施方式涉及的弹性波装置的电路图。
图3是本发明的第一实施方式的弹性波装置的俯视图。
图4是示出第一实施方式以及比较例的弹性波装置中的输入功率与输出功率的关系的图。
图5是示出第一实施方式的变形例涉及的弹性波装置中的最靠发送端子侧的串联臂谐振器的电极构造的俯视图。
图6是示出本发明的第二实施方式涉及的弹性波装置中的最靠发送端子侧的串联臂谐振器的电极构造的俯视图。
图7是示出本发明的第三实施方式涉及的弹性波装置中的最靠发送端子侧的串联臂谐振器的电极构造的俯视图。
具体实施方式
以下，通过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。
另外，需要指出的是，在本说明书记载的各实施方式是例示性的，能够在不同的实施方式间进行结构的部分置换或组合。
图1是示出本发明的第一实施方式涉及的弹性波装置中的最靠发送端子侧的串联臂谐振器的电极构造的俯视图。图2是第一实施方式的弹性波装置的电路图，图3是其俯视图。
如图2以及图3所示，弹性波装置1是具有发送滤波器2和接收滤波器3的双工器。如图3所示，弹性波装置1具有压电基板1A。作为压电基板1A的材料，能够使用LiTaO3、LiNbO3等压电单晶或压电陶瓷。
弹性波装置1具有天线端子4。天线端子4是与天线ANT连接的端子。在天线端子4与发送端子5之间连接有发送滤波器2。在天线端子4与接收端子6之间连接有接收滤波器3。在发送滤波器2中，从发送端子5输入发送功率，并经由天线端子4从天线ANT输出发送功率。在接收滤波器3中，从天线ANT输入的信号从接收端子6被导出。
发送滤波器2是梯型滤波器。即，具有多个串联臂谐振器S1～S3以及多个并联臂谐振器P1～P3。另外，在并联臂谐振器P1与接地电位之间连接有电感器L1。此外，并联臂谐振器P2、P3的接地电位侧端部被公共连接，并经由电感器L2与接地电位连接。
如图2中简图所示，串联臂谐振器S1以及串联臂谐振器S3被分割为多个串联臂谐振器S1-1～S1-3、S3-1～S3-3。
图1示出串联连接有串联臂谐振器S1-1～S1-3的部分。串联臂谐振器S1是本发明的一个实施方式涉及的弹性波装置。在此，将串联臂谐振器S1-1～S1-3作为本发明中的作为第一弹性波谐振器～第三弹性波谐振器的第一串联臂谐振器S1-1～第三串联臂谐振器S1-3。
第一串联臂谐振器S1-1～第三串联臂谐振器S1-3分别具有第一IDT电极11～第三IDT电极13。在第一串联臂谐振器S1-1中，在第一IDT电极11的弹性波传播方向上，在两侧设置有反射器14、15。在第二串联臂谐振器S1-2中，在第二IDT电极12的弹性波传播方向上，在两侧设置有反射器16、17。在第三串联臂谐振器S1-3中，在第三IDT电极13的弹性波传播方向上，在两侧设置有反射器18、19。
另一方面，第一IDT电极11具有第一汇流条21和第一公共汇流条22。在第一汇流条21连接有多根第一电极指23。在第一公共汇流条22连接有多根第二电极指24。第一公共汇流条22在第一IDT电极11、第二IDT电极12中被共有化。第二IDT电极12具有与第一公共汇流条22对置的第二公共汇流条25。在第一公共汇流条22连接有多根电极指26，在第二公共汇流条25连接有多根电极指27。
第二公共汇流条25在第二串联臂谐振器S1-2与第三串联臂谐振器S1-3之间被共有化。在第三IDT电极13中，设置有第二汇流条28，使得与第二公共汇流条25对置。在第二公共汇流条25连接有多根电极指29，在第二汇流条28连接有多根电极指30。
作为第一弹性波谐振器～第三弹性波谐振器的第一串联臂谐振器S1-1～第三串联臂谐振器S1-3沿着与弹性波传播方向正交的方向配置。即，在与第二串联臂谐振器S1-2的弹性波传播方向正交的方向上，在一侧配置有第一串联臂谐振器S1-1，在另一侧配置有第三串联臂谐振器S1-3。另外，在该情况下，并不限定于与弹性波传播方向正交的方向。即，也可以在以90°以外的角度与弹性波传播方向交叉的方向上依次配置第一弹性波谐振器～第三弹性波谐振器。
可是，第一串联臂谐振器S1-1～第三串联臂谐振器S1-3串联地连接。因此，第一IDT电极11～第三IDT电极13串联地连接。具体地，第一IDT电极11和第二IDT电极12通过由带状的导电图案构成的第一公共汇流条22连接。第二IDT电极12和第三IDT电极13通过由带状的导电图案构成的第二公共汇流条25连接。
除此以外，在第一公共汇流条22电连接有反射器14、16。反射器15和反射器17也通过带状的导电图案31电连接。即，第一串联臂谐振器S1-1和第二串联臂谐振器S1-2的在与弹性波传播方向正交的方向上相邻的反射器彼此通过第一公共汇流条22或导电图案31连接。
同样地，在第二串联臂谐振器S1-2与第三串联臂谐振器S1-3之间，在与弹性波传播方向正交的方向上相邻的反射器彼此也通过导电图案32或第二公共汇流条25电连接且物理连接。
例如，在从图2的发送端子5对串联臂谐振器S1施加了发送功率的情况下，第一IDT电极11～第三IDT电极13发热。以往，在这种弹性波装置中，热往往集聚在位于中央的IDT电极。
相对于此，在本实施方式中，第二IDT电极12通过第一公共汇流条22与反射器14、16连接。此外，第二IDT电极12通过第二公共汇流条25与反射器17、19连接。因此，即使在第二IDT电极12中温度上升，热也会经由第一公共汇流条22以及第二公共汇流条25被释放到外侧。因而，能够有效地抑制第二IDT电极12的温度上升。因此，不易产生迁移，能够提高耐功率性。
如图2所示，在弹性波装置1中，在最靠近发送端子5的串联臂谐振器S1中采用了本实施方式的构造。如图3所示，图2所示的串联臂谐振器S3同样地被分割为三个串联臂谐振器S3-1、S3-2、S3-3。在该串联臂谐振器S3中，也可以采用与串联臂谐振器S1的情况同样的构造。由此，能够更进一步抑制温度上升。
不过，在发送滤波器2中，施加最大的功率的是最靠近发送端子5的串联臂谐振器S1。因此，像本实施方式这样，通过对串联臂谐振器S1使用本发明的弹性波装置，从而能够有效地提高耐功率性。
另外，也可以代替串联臂谐振器S1而仅对串联臂谐振器S3采用本发明的电极构造。
接收滤波器3具有纵向耦合谐振器型弹性波滤波器41。在天线端子4与纵向耦合谐振器型弹性波滤波器41之间连接有串联臂谐振器42、43。此外，在纵向耦合谐振器型弹性波滤波器41与接收端子6之间的连接点和接地电位之间，连接有并联臂谐振器44。接收滤波器3的电路结构没有特别限定。
另外，虽然在上述实施方式中对串联臂谐振器S1采用了本发明的弹性波装置的电极构造，但是本发明的弹性波装置能够应用于串联地连接有第一弹性波谐振器～第三弹性波谐振器的任意的部分。例如，在图3中，串联臂谐振器S2和串联臂谐振器S3-1、S3-2串联地连接，且在压电基板上相连。在该部分，也可以将串联臂谐振器S3-1作为第二弹性波谐振器，并采用如图1所示的电极构造。
接着，对具体的实验例进行说明。
图4是示出第一实施方式以及比较例的弹性波装置中的输入功率与输出功率的关系的图。另外，所谓第一实施方式的弹性波装置中的输入功率，是来自发送端子5的输入功率，所谓输出功率，是从天线端子4输出的功率。
另外，实施方式具有图1所示的电极构造。相对于此，在比较例的弹性波装置中，虽然与在专利文献1记载的弹性波装置同样地，第一个弹性波谐振器～第三个弹性波谐振器的反射器彼此连接，但是关于第二IDT电极，从两侧的反射器分离。关于其它结构，比较例的弹性波装置设为与第一实施方式的弹性波装置相同。
另外，第一串联臂谐振器S1-1～第三串联臂谐振器S1-3的设计参数设为如下。
压电基板：切割角为42°的LiTaO3基板。利用漏波。
第一IDT电极11～第三IDT电极13的电极指的对数＝100对，电极指间距＝2.634μm，电极指材料以及膜厚＝Ti(6nm)/Al(244nm)。
反射器14、16、18、15、17、19的电极指的对数＝6.5对，电极指间距＝2.634μm。
此外，将上述比较例以及实施方式的输入功率与输出功率的关系示于下述的表1以及表2。表1示出比较例的结果，表2示出实施方式的结果。
[表1]
输入功率(dBm) 输出功率(dBm)
26.0 23.1
26.5 23.2
27.0 23.5
27.4 23.6
27.8 23.7
28.1 23.7
28.5 23.3
28.8 22.6
29.0 19.4
[表2]
输入功率(dBm) 输出功率(dBm)
26.0 23.2
26.5 23.5
27.0 23.8
27.4 24.1
27.8 24.3
28.1 24.5
28.5 24.6
28.8 24.5
29.0 24.3
29.3 23.7
29.5 17.1
如表1以及图4所示，在比较例中，在输入功率比28.0dBm低的区域，输出功率成为峰值，若超过28.0dBm，则输出功率急剧下降。
与此相比，如表2以及图4所示，在实施方式的结果中，可知在逐渐提高了输入功率的情况下，即使超过28.0dBm，输出功率也变高。进而，在输入功率超过28.0dBm的区域，输出功率超过24.0dBm。因此，可知与比较例相比，根据实施方式，散热性提高，或由于施加输入功率而造成的特性的劣化变少，且能够提高发送功率。
此外，在表1以及图4中，在比较例中，之所以未示出输入功率比29.0dBm高的区域，是由于若超过29.0dBm，则会破损，未能导出输出功率。因此，可知与比较例相比，根据实施方式，能够有效地提高耐功率性。
图5是示出第一实施方式的变形例涉及的弹性波装置中的最靠发送端子侧的串联臂谐振器的电极构造的俯视图。在图5所示的变形例中，第一公共汇流条22与作为第一弹性波谐振器的串联臂谐振器S1-1的反射器14连接，不与反射器16连接。此外，第二公共汇流条25与作为第三弹性波谐振器的串联臂谐振器S1-3的反射器19连接，不与反射器17连接。像这样，第一公共汇流条22以及第二公共汇流条25也可以不与第二弹性波谐振器的反射器连接。
本变形例除了上述的方面以外，与第一实施方式的弹性波装置是同样的。
另外，也可以与上述变形例相反，第一公共汇流条22不与反射器14连接，而与反射器16连接。同样地，第二公共汇流条25也可以不与反射器19连接，而与反射器17连接。即，在本发明中，第一公共汇流条只要与第一弹性波谐振器、第二弹性波谐振器中的任一个的反射器连接即可，第二公共汇流条只要与第二弹性波谐振器、第三弹性波谐振器中的任一个的反射器连接即可。
虽然在第一实施方式中串联地连接有三个弹性波谐振器，但是也可以像图6所示的第二实施方式那样，除了第一弹性波谐振器51～第三弹性波谐振器53以外，还串联地连接有第四弹性波谐振器54。像这样，在本发明中，也可以进一步串联地连接有至少一个第四弹性波谐振器54。
在第二实施方式中，第四弹性波谐振器54具有第四IDT电极55和在第四IDT电极55的弹性波传播方向上配置在两侧的反射器56、57。第四IDT电极55具有第三公共汇流条58和汇流条59。第三公共汇流条58在第三IDT电极13和第四IDT电极55中被共有化。
在第二实施方式中，第一IDT电极11通过汇流条21A与反射器14连接。第一IDT电极11通过第一公共汇流条22A与反射器15连接。第二IDT电极12和反射器17通过该第一公共汇流条22A连接。另一方面，第二IDT电极12和反射器16通过第二公共汇流条25A连接。第三IDT电极13和反射器18通过第二公共汇流条25A连接。第三IDT电极13和反射器19通过第三公共汇流条58连接。
因此，在与弹性波传播方向正交的方向上，位于内侧且容易集聚热的第二IDT电极12以及第三IDT电极13分别经由第一公共汇流条22A、第二公共汇流条25A或第二公共汇流条25A、第三公共汇流条58与反射器15、16、17或反射器18、19、57连接。因此，在第二实施方式中，第二IDT电极12以及第三IDT电极13的温度也不易上升，因此能够与第一实施方式同样地有效地提高耐功率性。
在第二实施方式中，在串联地连接有第一弹性波谐振器51～第四弹性波谐振器54的结构中，汇流条21A、第一公共汇流条22A、第二公共汇流条25A、第三公共汇流条58以及汇流条59在与弹性波传播方向正交的方向上，与弹性波传播方向上的一侧的反射器14、16、18、56和另一侧的反射器15、17、19、57交替地连接。因此，像上述的那样，能够有效地抑制第二IDT电极12、第三IDT电极13的温度上升。
图7是示出本发明的第三实施方式涉及的弹性波装置中的最靠发送端子侧的串联臂谐振器的电极构造的俯视图。在第三实施方式的弹性波装置中，在第二实施方式的弹性波装置的第四弹性波谐振器54进一步串联地连接有另一个第四弹性波谐振器61。第四弹性波谐振器61具有IDT电极62和反射器63、64。第四公共汇流条59A在第四弹性波谐振器54与第四弹性波谐振器61之间被共有化。第四IDT电极55通过第三公共汇流条58与反射器19、57连接。此外，IDT电极55通过第四公共汇流条59A与反射器63连接。因此，在第四IDT电极55中，能够抑制温度上升。
另外，第四弹性波谐振器61的IDT电极62以及反射器64通过汇流条65连接。
也可以像图7所示的串联臂谐振器那样，串联地连接有多个第四弹性波谐振器54、61。
附图标记说明
1：弹性波装置；
1A：压电基板；
2：发送滤波器；
3：接收滤波器；
4：天线端子；
5：发送端子；
6：接收端子；
11～13：第一IDT电极～第三IDT电极；
14～19：反射器；
21、21A：汇流条；
22、22A：第一公共汇流条；
23、24、26、27、29、30：电极指；
25、25A：第二公共汇流条；
28：第二汇流条；
31、32：导电图案；
41：纵向耦合谐振器型弹性波滤波器；
42、43：串联臂谐振器；
44：并联臂谐振器；
51～54：第一弹性波谐振器～第四弹性波谐振器；
55：第四IDT电极；
56、57：反射器；
58、59A：第三公共汇流条、第四公共汇流条；
59：汇流条；
61：第四弹性波谐振器；
62：IDT电极；
63、64：反射器；
65：汇流条；
L1、L2：电感器；
S1～S3：串联臂谐振器；
S1-1～S1-3、S3-1～S3-3：第一串联臂谐振器～第三串联臂谐振器；
P1～P3：并联臂谐振器。

Claims (7)

1.一种弹性波装置，具备：
第一弹性波谐振器，具有第一IDT电极和在所述第一IDT电极的弹性波传播方向上配置在两侧的一对反射器；
第二弹性波谐振器，与所述第一弹性波谐振器串联地连接，具有第二IDT电极和在所述第二IDT电极的弹性波传播方向上配置在两侧的一对反射器；以及
第三弹性波谐振器，与所述第二弹性波谐振器串联地连接，具有第三IDT电极和在所述第三IDT电极的弹性波传播方向上配置在两侧的一对反射器，
所述第一IDT电极～所述第三IDT电极分别具有在与弹性波传播方向交叉的方向上对置的一对汇流条，
在与所述第二弹性波谐振器的弹性波传播方向交叉的方向上，在一侧配置有所述第一弹性波谐振器，在与该弹性波传播方向交叉的方向上，在另一侧配置有所述第三弹性波谐振器，
所述第一IDT电极的另一个汇流条和所述第二IDT电极的一个汇流条被共有化为第一公共汇流条，
所述第二IDT电极的另一个汇流条和所述第三IDT电极的一个汇流条被共有化为第二公共汇流条，
所述第一公共汇流条与所述第一弹性波谐振器以及所述第二弹性波谐振器中的任一个的反射器连接，所述第二公共汇流条与所述第二弹性波谐振器以及所述第三弹性波谐振器中的任一个的反射器连接，
在与弹性波传播方向交叉的方向上相邻的所述反射器彼此通过沿着各反射器的弹性波传播方向的导电图案连接。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述第一公共汇流条与在弹性波传播方向上配置在一侧的所述反射器连接，所述第二公共汇流条与在弹性波传播方向上配置在另一侧的所述反射器连接。
3.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在所述第一弹性波谐振器～所述第三弹性波谐振器中，在与弹性波传播方向交叉的方向上，所述各汇流条交替地与在弹性波传播方向上对置的反射器连接。
4.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
至少一个第四弹性波谐振器与所述第三弹性波谐振器串联地连接，所述至少一个第四弹性波谐振器具有第四IDT电极和在所述第四IDT电极的弹性波传播方向上配置在两侧的一对反射器，所述第四IDT电极具有一对汇流条，在所述第三弹性波谐振器与所述第四弹性波谐振器串联连接的部分，连接有所述第三弹性波谐振器的所述反射器和所述第四弹性波谐振器的反射器。
5.根据权利要求4所述的弹性波装置，其中，
在所述第一弹性波谐振器～所述第四弹性波谐振器中，所述第一弹性波谐振器～所述第四弹性波谐振器的所述汇流条在与弹性波传播方向交叉的方向上与弹性波传播方向上的一侧的所述反射器或另一侧的所述反射器交替地连接。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的弹性波装置，其中，
与所述弹性波传播方向交叉的方向是与弹性波传播方向正交的方向。
7.一种梯型滤波器，具有由弹性波谐振器构成的串联臂谐振器以及并联臂谐振器，其中，
所述串联臂谐振器或并联臂谐振器中的至少一个是权利要求1～6中的任一项所述的弹性波装置。
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