CN1578133A - 弹性表面波装置及使用该装置的通信装置 - Google Patents

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Abstract

在压电基板(1)上，沿着弹性表面波输送方向，配置IDT电极(2、3、4)，在IDT电极之间配置反射器(5、6)，所述反射器具有沿与所述输送方向正交的方向延伸的4根以上的电极指。所述反射器k的电极指间距a，从该反射器的两端向中央部分逐渐变短。通过改变所述电极指间距，可以控制带通的频率，可以实现具有宽频带传送特性的弹性表面波装置。

Description

弹性表面波装置及使用该装置的通信装置
技术领域
本发明涉及弹性表面波装置及使用该装置的移动电话机等通信装置。
背景技术
搭载弹性表面波(Acoustic Surface Wave)滤波器的弹性表面波装置应用于各种通信装置。
近年来，随着通信装置向小型化、高频化、高功能化发展，对于将弹性表面波滤波器形成宽频带的要求也日益增大。例如，作为应用于1.9GHz频带的移动电话机中的滤波器，希望是等效通频带宽度也为80MHz或其以上(带宽率约为4％或其以上)的高功能宽频带滤波器(此处所说的“带宽率”是指用通过中心频率除以等效通频带宽度的值)。
为了实现这种宽频带化，提出一种例如在压电基板上设置3个IDT(Inter Digital Transducer)电极，利用纵向1次模式和纵向3次模式的双模式弹性表面波谐振器滤波器。
图22中示出了现有的谐振器型弹性表面波滤波器的电极结构的俯视图。配置在压电基板201上的IDT电极202、203、204，由彼此相对向的一对梳齿状电极构成，对这一对梳齿状电极施加电场，使其产生弹性表面波。通过从与中央IDT电极203的一方的梳齿状电极连接的输入端子210输入信号，从而被激励的弹性表面波输送给配置在IDT电极203两侧的IDT电极202、204。从分别构成IDT电极202、204的一方的梳齿状电极，通过电极206、208及IDT电极207，向输出端子213传递信号，并输出。这样，通过使谐振器型电极图案进行二级纵向连接，可提高滤波器特性的频带外衰减量。而且，图中205、209是设在IDT电极外侧的反射器，211是接地端子。
图23和图22一样，使表示现有的弹性表面波滤波器的电极结构的俯视图，在压电基板101上配置了IDT电极102、103、104和反射器107。此外，图中105、106是相邻的IDT电极之间的电极间部位，108是IDT电极103、104和反射器107之间的电极间部位，111是输入端子，112是接地端子，113是输出端子。
在这里，通过将信号输入与IDT电极102连接的输入端子111，从而激励振动弹性表面波，该弹性表面波输送到位于IDT电极102两侧的IDT电极103、104，信号从与IDT电极103、104连接的输出端子113输出。另外，利用位于两端的反射器107反射弹性表面波，形成驻波。
在该驻波的模式中，由于存在3个IDT电极102、103、104，所以含有1次模式和其高次(3次)模式。由于利用这些模式产生的谐振，可以获得通过特性，故通过控制这些模式中产生的谐振频率彼此的间隔，可以扩大通频带。
以往，为了控制谐振频率的间隔，在全部IDT电极102、103、104中，将相邻电极指的中心间距离(间距L)形成同样大小，而且，通过控制相邻IDT电极间的间距d，来控制谐振频率的间隔。
由此，在现有的双模式弹性表面波谐振器型滤波器中，作为压电基板，使用LiTaO3基板时，带宽率只获得约0.40％(参照特开平1-231417号公报)，或者带宽率最高可达到2％(特开平4-40705号公报)。虽然最大的带宽得到过3.7％(参照特开平7-58581号公报)，但是，作为滤波器，必须考虑到温度变动，另外由于所制造出的电极形状的偏差导致频率变动，故没有理由讲可适用于需要宽的通频带宽的移动电话机等通信装置。
进而，尝试通过在相邻IDT电极端部设置电极指的狭窄间距部分(图23中所示的相邻IDT电极间的电极间部位105、105)，从而降低IDT电极间中的体波放射损耗；通过控制谐振模式的状态，从而改善宽频带化、插入损耗(参照特开2002-009587号公报、特表2002-528987号公报)。
然而，伴随着制造过程中的温度变动，由于压电基板的热电性，电荷会集中在IDT电极的狭窄间距部分。在这狭窄的间距部分内，由于电极指间产生电位差的原因，而引起放电，存在所谓IDT电极损伤的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种插入损耗少、通带宽度宽、具有优良滤波器特性的弹性表面波装置及使用该装置的通信装置。
本发明的弹性表面波装置，其特征在于，在压电基板上，沿着在该压电基板上输送的弹性表面波的输送方向，排列多个IDT电极，所述IDT电极具备多个沿与该输送方向正交的方向延伸的带状线电极指(以下单称“电极指”)。也可将排列了多个所述IDT电极的段，平行配置以一段或二段以上。进而，在所述输送方向上邻接的一对IDT电极之间，配置具有4个以上沿与输送方向正交的方向延伸的电极指的反射器。该反射器的相邻电极指的中心间距离(图1中的间距a，以下称“电极指间距”)，从位于所述反射器两端部的电极指，向着位于中央部分的电极指，逐渐变短。
另外，本发明的弹性表面波装置，其特征在于，在压电基板上，沿着在该压电基板上输送的弹性表面波的输送方向，排列多个IDT电极，所述IDT电极具备多个沿与该输送方向正交的方向延伸的电极指。也可将排列了多个所述IDT电极的段，平行配置一段或二段以上。在所述输送方向上邻接的一对IDT电极之间，配置具有沿与输送方向正交的方向延伸的电极指的反射器。所述IDT电极的电极指间距，从远离所述反射器的区域向靠近所述反射器的区域，逐渐变短。
此外，本发明的弹性表面波装置，包括5个或其以上的IDT电极，其具有沿与弹性表面波的输送方向正交的方向延伸的电极指，和反射器，其配置于沿着所述弹性表面波的输送方向邻近的一对IDT电极之间，且具有4条或其以上的沿与所述输送方向正交的方向延伸的电极指，所述5个以上的IDT电极中、位于中央的IDT电极和最外侧的IDT电极的电极指间距相等，位于所述中央的IDT电极和最外端的IDT电极之间的IDT电极(称作“第2 IDT电极”)的电极指间距，比位于所述中央位置的IDT电极和最外侧的IDT电极的电极指间距还小，而且，从所述第2 IDT电极的两端部向中央部分逐渐变短。
根据以上所述的本发明弹性表面波装置，对由IDT电极激励的弹性表面波的驻波模式，通过改变IDT电极或插入IDT电极间的反射器的电极指间距，从而可以控制带通的频率。即，利用本发明的结构，能够微调1次模式的频率、3次模式的频率、这些模式之间的频率，从而实现具有宽频带传送特性的弹性表面波装置。
另外，在本发明中还具有以下效果。
作为参考例，图24A中示出在图22的IDT电极间插入具有相等电极指间距的反射器的谐振器型弹性表面波滤波器的驻波的能量分布；图24B中示出本发明的谐振器型弹性表面波滤波器的驻波的能量分布。以参考例示出的谐振器型弹性表面波滤波器的谐振器型电极图案内的驻波能量E的分布，如图24A所示，存在很多峰值部分(凹凸)。这种能量E的分布凹凸表示相邻的IDT电极之间、从压电基板的表面向内部，从表面波向体波的放射损耗的发生。一方面，在本发明中，通过在相邻的IDT电极之间配置反射器(图24B中以“R”表示)，改变该反射器R和/或IDT电极的电极指间距，从而使驻波能量E的分布变得比较平坦，如图24B中所示。其结果是产生了将弹性表面波的能量封闭在压电基板的表面上的效果，并能防止从弹性表面波的表面波向体波的放射损耗。即，可以实现具有低损耗的传送特性的弹性表面波装置。
再有，在本发明中，通过在反射器内或IDT电极内的区域中内改变电极指的间距，从而可以形成不存在IDT电极内的电极指间极端狭窄部位的结构。因此，不易产生因电极指间的电场强度增大而引起放电，IDT电极也很少受到热电破坏。
根据本发明的一个方面，在所述输送方向上相邻反射器和IDT电极中，若使所述反射器的电极指间距最大值比所述IDT电极的电极指间距的平均值还小，则可以提供具有更优良的传送特性的弹性表面波装置。而且，可以实现将滤波器特性的通频带宽度形成宽频带的、质量优良的弹性表面波滤波器。
在平行设置多段谐振器型电极图案时，可以实现插入损耗小，振幅平衡、相位平衡都优良，通频带宽度形成为宽频带的优良弹性表面波装置。
若将所述输送方向上相邻的反射器和IDT电极进行电连接，则以多重反射的驻波模式中心为对称地激励电荷，可得到更好的传送特性。
另外，对于谐振器型电极图案，串联或并联地连接由使1个或其以上模式谐振产生的IDT电极和夹持该IDT电极的反射器构成的其他谐振器型电极图案，则可以使滤波器特性的通频带宽度宽频带化，可以实现插入损耗小、质量优良的弹性表面波滤波器。尤其是，通过构成梯型电路，从而可以取得输入输出之间的阻抗匹配，可以形成衰减极，可以提供频带外衰减量高的、优良的弹性表面波装置。
进而，将构成IDT电极的多条相对的梳齿状电极内、一方的梳齿状电极进行分割，通过将分割的梳齿状电极形成向输入或输出的平衡信号连接的电极，从而可以提供具有不平衡—平衡信号的转换器功能的弹性表面波装置。
还有，本发明的通信装置，通过搭载了以上所说明的弹性表面波装置，并具备接收电路和/或发送电路，从而构成信号的分离度非常优良的通信装置。
附图说明
图1是示意性地表示多重模式谐振器型弹性表面波装置的电极结构实例的俯视图，其中反射器的电极指间距，从位于该反射器两端部的电极指向位于中央部分的电极指逐渐变短。
图2是示意性地表示电连接反射器5、6和IDT电极3的电极结构实例的俯视图。
图3是示意性地表示电连接反射器5、6和IDT电极2、3、4的电极结构实例的俯视图。
图4是示意性地表示将构成中央IDT电极13的一方梳齿状电极进行分割，以进行平衡输入输出的电极结构实例的俯视图。
图5是示意性地表示电连接反射器和IDT电极，再将构成中央IDT电极13的一方的梳齿状电极进行分割，以形成平衡输入输出的电极结构实例的俯视图。
图6是示意性地表示将构成中央的IDT电极13的梳齿状电极分别作为平衡输入输出部分的电极结构示例的俯视图。
图7是示意性地表示串联地附加产生模式谐振的梯形弹性表面波谐振子20，并联地附加相同的梯形弹性表面波谐振子21的电极结构示例的俯视图。
图8是示意性地表示将反射器的电极指与相邻的IDT电极连接的电极结构示例的俯视图。
图9是示意性地表示将反射器的电极指与相邻的IDT电极连接的另一电极结构示例的俯视图。
图10是示意性地表示将构成中央IDT电极3的一方梳齿状电极进行分割，以平衡输入输出的电极结构示例的俯视图。
图11是示意性地表示改变IDT电极2、3、4内的电极指间距的电极结构示例的俯视图。
图12是示意性地表示改变IDT电极2、3、4内的电极指间距的另一电极结构示例的俯视图。
图13是示意性地表示改变IDT电极2、3、4内的电极指间距，以将反射器的电极指连接在相邻的IDT电极上的电极结构示例的俯视图。
图14是示意性表示将反射器5和6与相邻的中央IDT电极3及外侧IDT电极2、4连接的电极结构示例的俯视图。
图15是示意性地表示将构成中央IDT电极3的一方梳齿状电极进行分割，以进行平衡输入输出的电极结构示例的俯视图。
图16是示意性地表示反射器的电极指间距，从位于该反射器两端部的电极指向位于中央部分的电极指逐渐变短的电极结构示例的俯视图。
图17是示意性地表示使IDT电极的电极指间距向着反射器逐渐减小的电极结构示例的俯视图。
图18A是示意性表示使IDT电极304、305、404、405的电极指间距P2比位于中央的IDT电极302、402及最外侧IDT电极301、303、401、403的电极指间距P1还小的电极结构示例的俯视图。
图18B是表示除了图18A的构成以外，使反射器306、307、308、309、406、407、408、409的电极指间距可变的谐振器型电极图案的结构的俯视图。
图18C是表示除了图18B的构成外，使反射器301、302、303、401、402、403的电极指间距可变的谐振器型电极图案的结构的俯视图。
图19A是表示本发明的实施例及比较例的弹性表面波滤波器的通频带附近的插入损耗的频率依存性的曲线图。
图19B是表示本发明的实施例的通频带附近，及将作为比较例而做成的电极指间距一定的反射器插入IDT电极间的弹性表面波滤波器的通频带附近的插入损耗的频率依存性的曲线图。
图19C是表示本发明的实施例的通频带附近及图18A所示的比较例的通频带附近的插入损耗的频率依存性的曲线图。
图19D是表示本发明的实施例的通频带附近及图18B所示的比较例的通频带附近的插入损耗的频率依存性的曲线图。
图20是表示图7所示弹性表面波滤波器的通频带附近的插入损耗的频率依存性的曲线图。
图21是表示图11所示弹性表面波滤波器的通频带附近的插入损耗的频率依存性的曲线图。
图22是示意性地表示现有的弹性表面波装置的电极结构示例的俯视图。
图23是示意性地表示现有的弹性表面波装置的电极结构的另一示例的俯视图。
图24A是表示现有的弹性表面波滤波器的驻波的能量分布曲线图。
图24B是表示本发明的弹性表面波滤波器的驻波的能量分布曲线图。
具体实施方式
以下针对本发明的弹性表面波装置，以谐振器型的弹性表面波滤波器为例进行说明。在以下说明的附图中，对同一构成付与同一符号。
图1是示意性地表示本发明的多重模式谐振器型的弹性表面波装置的电极结构示例的俯视图。
如图1所示，弹性表面波滤波器在压电基板1上，沿着在该压电基板1上输送弹性表面波的输送方向具有IDT电极，所述IDT电极具有多个沿与该输送方向正交的方向延伸的电极指。
IDT电极为多段(图中示出二段)，分别用IDT电极2、3、4、IDT电极12、13、14表现。
在所述输送方向上相邻的一对IDT电极之间(IDT电极2与IDT电极3之间、IDT电极3与IDT电极4之间、IDT电极12与IDT电极13之间、IDT电极13与IDT电极14之间)配置反射器，所述反射器是具有4个或其以上的向与所述输送方向正交的方向延伸的电极指的电极。即，在IDT电极2与IDT电极3之间配置反射器5；在IDT电极3与IDT电极4之间配置反射器6；在IDT电极12与IDT电极13之间配置反射器15；在IDT电极13与IDT电极14之间配置反射器16。
进而，将第一段的IDT电极2、4与第二段的IDT电极12、14连接。而且，9为输入端子，10为接地端子，11为输出端子。
如图所示，在反射器5、6、15、16中的至少1个反射器内，电极指间距a从位于该反射器的两端部的电极指向位于中央部分的电极指逐渐变短。
另外，在这些谐振器型电极图案的两端上，配置有电极指间距为相同结构的反射器7、8、17、18。
此外，在所述输送方向上相邻的反射器和IDT电极中，使该反射器的电极指间距a的最大值，比IDT电极指间距b还小。即，谐振器中a的最大值(Max of{a}in the resonator)＜b。
如以上所说明的，在本发明的结构中，通过在IDT电极间插入反射器，从而实现多重反射。
在设于IDT电极间的反射器中的至少1个反射器中，电极指间距a从位于该反射器两端部的电极指向中央部分的电极指逐渐变短。由此，可以减少向体波的放射损耗，结果，可以使滤波器特性的通频带宽度宽频带化。进而可以改善滤波器的插入损耗。因此，可以实现质量上也优良的弹性表面波滤波器。
在弹性表面波的输送方向上相邻反射器和IDT电极中，在反射器的最大电极指间距a比该反射器相邻的IDT电极的电极指间距b还小的情况下，这种作用和效果变得更加显著。
通过二段地连接谐振器型电极图案彼此之间，从而可以形成衰减极，通过调整电极指间距，从而可以控制所期望的滤波器特性，以满足所要求的标准。再有，通过将多个谐振器型电极图案设计为不同的电极指间距，从而可以形成多个衰减极或可以控制其形成，并能设计出满足更高要求的标准。
由于IDT电极2、3、4、12、13、14、反射器7、8、17、18以及配置在IDT电极间的反射器5、6、15、16的电极指的根数，可达到几根～几百根，故为了简化起见，附图中只以它们的简化形状示出。对于以下所说明的和表示弹性表面波滤波器的图1相同的附图，和图1同样地进行简化。
在图2所示弹性表面波滤波器中，相对图1的弹性表面波滤波器，电连接在弹性表面波的输送方向上相邻反射器5、6和IDT电极3的接地电极。
具体地讲，在压电基板1上，第一段的谐振器型电极图案备有IDT电极2、3、4，第二段的谐振器型电极图案备有IDT电极12、13、14。另外，在IDT电极2与IDT电极3之间及IDT电极3与IDT电极4之间，配置具有沿与弹性表面波输送方向正交的方向延伸的电极指的反射器5及6，在IDT电极12与IDT电极13之间及IDT电极13与IDT电极14之间，配置具有在与弹性表面波输送方向正交的方向上长的电极指的反射器15及16。
还有，和图1同样，形成使多重反射的反射器5、6、15、16的电极指间距a，从反射器的电极指群的端部向位于中央部分逐渐变短的结构，在驻波模式的中心对称地激励电荷。
而且，在第一段的谐振器型电极图案中，将反射器5、6的电极指，分别连接与它们相邻的、与构成位于中央的IDT电极3的各电极指连接的接地侧汇流条(bus bar)。在第二段的谐振器型电极图案中，将反射器15，16分别连接与它们相邻的、位于中央的IDT电极13输出端子侧的汇流条。
图3是说明上述图2的变形例的图。整体构成与图2同样，但在第一段的谐振器电极图案中，配置在IDT电极2与IDT电极3之间的反射器5，不仅与IDT电极3连接，也与IDT电极2的汇流条进行电连接。同样，配置在IDT电极3IDT电极4之间的反射器6，不仅与IDT电极3连接，也与IDT电极4的汇流条形成电连接。
再有，在第二段的谐振器型电极图案中，与图2的情况不同，配置在IDT电极12与IDT电极13之间的反射器15，不与IDT电极13连接，只与IDT电极12形成电连接。同样，配置在IDT电极13与IDT电极14之间的反射器16，不与IDT电极13连接，而只与IDT电极14形成电连接。进而，具有使多重反射的反射器5，6，15，16的电极指间距，从反射器端部向位于中央的电极指逐渐变短的结构。
而且，反射器5、6、15、16与IDT电极的汇流条的连接方法，只要接地端子和输入输出端子不短路，就可以形成与IDT电极的一方或双方连接的结构，连接方法，在第一段和第二段中，可以相同也可以不同，都无妨。
在图4所示的弹性表面波滤波器结构中，其特征在于，将图1的电极结构作为基本结构，进而，将第二段的谐振器型弹性表面波滤波器的中央IDT电极13中、构成IDT电极的一方梳齿状电极进行分割，以形成平衡输入输出。图中的19是与输出端子11成对的输出端子。
图5是说明上述图4的变形例的图。在该弹性表面波滤波器中，与图4的弹性表面波滤波器同样，构成为将构成第二段谐振器型电极图案的中央IDT电极13中、一方的梳齿状电极进行分割，以形成平衡的输入输出。
与图4的弹性表面波滤波器不同之处在于，将第一段的谐振器型电极图案中的反射器5和6的电极指，与相邻的中央IDT电极3和端部的IDT电极2、4的汇流条连接，以便以驻波模式的中心为对称地激励电荷。另外，将第二段的谐振器型电极图案中的反射器15、16的电极指，分别连接相邻的IDT电极12、14的汇流条。
在图6所示的弹性表面波滤波器中，虽然将图1的电极结构作为基本结构，但与图1的电极指的排列比较，存在以下不同之处。
将由二段构成中的、位于一方的谐振器型电极图案中央的IDT电极3，作为不平衡输入部或输出部，将不平衡输入输出端子9与接地端子10连接。另外，将位于另一方的谐振器型电极图案中央的IDT电极13作为平衡输入部或平衡输出部，将第1平衡输入输出端子11与第2平衡输入输出端子19连接。
在为图6所示弹性表面波滤波器时，由于谐振器型电极图案也由二段构成，所以在可以得到高衰减量的滤波器特性方面是有利的。此外，通过平行地设置多段谐振器型电极图案，从而比现有结构的谐振器型弹性表面波滤波器，改善了振幅平衡和相位平衡。
图7表示由IDT电极和被该IDT电极夹持的反射器构成的一段弹性表面波滤波器。该弹性表面波滤波器，串联地附加使模式谐振产生的梯形弹性表面波谐振子20，并联地附加相同的梯形弹性表面波谐振子21。
作为梯形弹性表面波谐振子的附加方法，不仅仅是图7所示的串联·并联的组合，可以全部并联地附加，或者完全以串联方式附加。另外，在所述结构中，虽然是在梯形电路中附加了弹性表面波谐振子的梯形弹性表面波谐振子，但也可以是形成X型电路的X型弹性表面波谐振子。
图7的弹性表面波滤波器，具体地讲是在压电基板1上配置3个或其以上的IDT电极2、3、4，且在IDT电极2与IDT电极3之间及IDT电极3与IDT电极4之间配置反射器5、6，所述反射器5、6是具有沿与弹性表面波输送方向正交的方向延伸的电极指的电极。成为使反射器5、6的电极指间距，从各反射器5、6的电极指群的端部向位于中央的部分，逐渐狭窄的结构。
根据所述谐振器型电极图案的结构，通过用配置在IDT电极间的电极指间距可变型的反射器，使弹性表面波形成多重反射，从而可以减小向体波的放射损耗，同时可以使滤波器特性的通频带宽度宽频带化。进而，可以提供能改善插入损耗、质量优良的弹性表面波滤波器。
通过串联及并联地附加梯形弹性表面波谐振子20、21，从而可以在输入和输出之间取得阻抗匹配。此外，通过连接弹性表面波谐振子20、21，从而能形成衰减极，可以控制特性，以满足对大的频带外衰减量要求的标准。
图8所示的弹性表面波滤波器，具有和图7的电极结构大致相同的结构。与图7的电极结构不同之处，是将反射器5及6的电极指与相邻的IDT电极2及IDT电极4的汇流条进行连接，以便以驻波模式的中心为对称地激励电荷。
图9是表示上述图8的变形例的俯视图。与图8不同之处在于，将反射器5和6的电极指，与相邻的中央IDT电极3及外侧IDT电极2、4的汇流条进行连接，以便按驻波模式的中心对称地激励电荷。
图10的弹性表面波滤波器，其结构和图8相同，将反射器5和6的电极指与相邻IDT电极2和IDT电极4的汇流条连接，以便以驻波模式的中心为对称地激励电荷。在该图10的结构中，将谐振器型弹性表面波滤波器的中央IDT电极3中、构成IDT电极的一方梳齿状电极进行分割，以平衡输入输出。
图11的弹性表面波滤波器，虽然和图7所示的弹性表面波滤波器构成同样，但其特征还有如下构成。
即，在压电基板1上，沿着在该压电基板1上输送的弹性表面波的输送方向配置一段或其以上的多个IDT电极(IDT电极2，3，4)，所述IDT电极具备多个沿与输送方向正交的方向延伸的电极指。再有，在IDT电极2与IDT电极3之间及IDT电极3与IDT电极4之间配置反射器5及6，所述反射器具有多个沿与弹性表面波的输送方向正交的方向延伸的电极指。图中的7、8是配置在IDT电极外侧的反射器，9是输入信号端子，10是接地端子，11、19是输出信号端子。
而且，在从远离反射器5一方的端部到靠近反射器5一方的端部的区域内，所述IDT电极2的电极指间距，即电极指间距逐渐变短。在从远离反射器6一方的端部到靠近反射器6一方的端部的区域内，所述IDT电极4的电极指间距，即电极指间距逐渐变短。在从中心部分到靠近反射器5，6一方的两个端部的区域内，由反射器5、6夹持的所述IDT电极3的电极指间距，即电极指间距逐渐变短。
另外，特征在于，所述反射器电极指间距的最大值，比与该反射器相邻的IDT电极的电极指间距的平均值还小。
利用这种结构，可以更有效地降低向体波的放射损耗，由此可以实现宽频带化，并改善滤波器的插入损耗。
图12所示的弹性表面波滤波器，其结构与图11大体一致，但不同之处如下。在图12中，在IDT电极2与IDT电极3之间及IDT电极3与IDT电极4之间，配置具有沿与弹性表面波输送方向正交的方向延伸的多个电极指的反射器5及6，但反射器5、6的电极指间距比与该反射器相邻的IDT电极的电极指间距的平均值还小，而且，使反射器5，6的电极指间距恒定不变。
图13所示的弹性表面波滤波器基本上与图11的结构相同，但不同点是将反射器5及6的电极指与相邻的外侧IDT电极2、4的汇流条连接，以便以驻波模式的中心为对称地激励电荷。
图14所示的弹性表面波滤波器基本上与图11的结构相同，不同之处是将反射器5及6的电极指与相邻的中央IDT电极3及外侧IDT电极2、4的汇流条进行连接，以便以驻波模式的中心为对称地激励电荷。
图15所示的弹性表面波滤波器与图10的弹性表面波滤波器相同，在中央的IDT电极3中，将构成IDT电极的一方梳齿状电极进行分割，以平衡输入输出，但不同是将反射器5及6的电极指与相邻的外侧IDT电极2、4的汇流条连接。
图16的弹性表面波滤波器与图7的弹性表面波滤波器同样，其结构是在压电基板1上设置3个或其以上的IDT电极2、3、4，在IDT电极2与IDT电极3之间及IDT电极3与IDT电极4之间配置反射器5、6，所述反射器沿与弹性表面波的输送方向正交的方向延伸，但与图7的结构不同之处如下。
在反射器5的区域R2、R3和反射器6的区域R5、R6中，其特征在于，使电极指间距的最大值a比IDT电极2、3、4的电极指的平均间距还小。由此，可以进一步减小插入损耗，可以扩大通频带宽度。
图17所示的弹性表面波滤波器与图11的弹性表面波滤波器同样，其结构是沿着弹性表面波输送方向并设3个IDT电极，以夹持这些IDT电极的方式配置反射器，使IDT电极的电极指间距向着反射器逐渐减小。
与图11的结构不同之处是二段连接谐振器型电极图案。由此，在能取得高衰减的滤波器特性方面是有利的。通过平行地设置谐振器型电极图案，从而与现有结构的谐振器型弹性表面波滤波器相比，改善了振幅平衡、相位平衡。
图18A～图18C是表示沿着压电基板1上的弹性表面波的输送方向配置的谐振器型电极图案的俯视图。虽然谐振器型电极图案由二段构成，但由于二段是相同的图案，所以只对上段构成进行说明。
首先，对图18A的谐振器型电极图案进行说明。所述谐振器型电极图案，包括：具备沿与弹性表面波的输送方向正交的方向延伸的电极指的5个IDT电极301～305；和配置在沿所述弹性表面波的输送方向相邻的一对IDT电极之间的4个反射器306～309。再有，在最外侧的IDT电极外侧分别设有反射器310、311。而且，9表示输入端子，10表示接地端子，11、22表示输出端子。
所述5个IDT电极301～305中、位于中央的IDT电极302和最外侧IDT电极301，303的电极指间距相等，将这些距离记作P1。
将配置在IDT电极301、302、303之间的IDT电极304、305的电极指间距记作P2。所述电极指间距P2比所述电极指间距P1还小。即，
P2＜P1。
另外，在该图18A的结构中，电极指间距P2在从IDT电极304、305的两端部至中央部分的区域内逐渐变短。
图18A的曲线示出了这种电极指间距P1、P2的关系。
这样，通过设定IDT电极的电极指间距的关系，从而在谐振器型电极图案中，能够对1次模式、3次模式和它们的高谐波模式之间的频率进行微调，进而可以实现宽频带且低损耗、具有良好传送特性的滤波器。
图18B是表示所述反射器306、307、308、309的电极指间距可变的谐振器型电极图案的结构的图。
将所述反射器306、307、308、309的电极指间距记作P3。根据该结构，电极指间距P3比位于中央的IDT电极302和最外侧IDT电极301、303的电极指间距P1还小，而且，比配置在这些IDT电极间的IDT电极304、305的电极指间距P2还大。即，满足
P2＜P3＜P1的关系。
进而，反射器306、307的电极指间距P3，随着从远离IDT电极304的区域靠近IDT电极304而逐渐变短。反射器308、309的电极指间距P3，随着从远离IDT电极305的区域靠近IDT电极305而逐渐变短。
图18B的曲线示出了电极指间距P1、P2、P3的这种关系。与图18A的曲线比较，IDT电极306、307、308、309的电极指间距P3，随着靠近IDT电极304、305，而逐渐变短。
这样，通过设定IDT电极和反射器的电极指间距的关系，从而实现比所述图18A更宽频带且损耗更低、具有良好传送特性的滤波器。
图18C是表示使IDT电极301、302、303的电极指间距P1可变的谐振器型电极图案的俯视图。
在该谐振器型电极图案中，IDT电极301、303的电极指间距P1向着反射器306、309各自逐渐变短，而IDT电极302的电极指间距P1，从中央部分向着反射器307、308逐渐变短。
图18C的曲线示出了电极指间距P1、P2、P3的这种关系。在图18B的曲线中，IDT电极301、302、303的电极指间距P1是恒定的，但在图18C中，IDT电极301、302、303的电极指间距P1，随着靠近反射器306、307、308、309，而逐渐变短。
这样，通过设定IDT电极和反射器的电极指间距的关系，从而可以实现比所述图18A、图18B更宽频带且损耗更小、具有良好传送特性的滤波器。
以上所说明的图1～图18C所示弹性表面波滤波器的电极结构，并不只限于图示的形态，本发明，只要是构成为：配置至少3个IDT电极，以便与2个反射器邻接，同时将这3个IDT电极中、位于中央的IDT电极作为不平衡输入部或不平衡输出部，且将位于两端的IDT电极作为平衡输出部或平衡输入部，就不限于二段，也可由更多段构成。
接着，对以上所说明的图1～图18C所示的弹性表面波滤波器的制造方法进行简要说明。
作为弹性表面波滤波器使用的压电基板1，例如可以采用36°±3°Y切X输送的钽酸锂单晶体、42°±3°Y切X输送的钽酸锂单晶体、64°±3°Y切X输送的铌酸锂单晶体、41°±3°Y切X输送的锂单晶体、45°±3°X切Z输送的四硼酸锂单晶体。由于这些材料的机电耦合系数大且频率温度系数小，最适宜作压电基板。另外，在这些热电性压电单晶体中，只要是对氧进行还原处理的基板或利用Fe等固溶而显著减小热电性的基板，装置就具有良好的可靠性。压电基板的厚度优选为0.1～0.5mm，小于0.1mm，压电基板变得脆弱，大于0.5mm，材料成本和零件尺寸就会增大，无法使用。
IDT电极2、3、4、12、13、14和反射器5、6、7、8、15、16、17、18，可由Al或Al合金(Al-Cu系、Al-Ti系)制成，可利用蒸镀法、溅射法或CVD法等薄膜形成法来形成。电极厚度为0.1μm～0.5μm，在能得到作为弹性表面波滤波器的特性方面是优选的。
还有，也可以在本发明的弹性表面波滤波器的电极及压电基板上的弹性表面波输送部，将Si、SiO2、SiNx、Al2O3形成保护膜，进行防止导电性杂质导致的导电或耐电性的提高。
本发明的弹性表面波滤波器可适用于通信装置。即，在至少具有接收电路或发送电路中一方或双方的通信装置中，作为这些电路所含的带通滤波器，可使用本发明的弹性表面波滤波器。
而且，所述通信装置，例如可以是如下通信装置，即，(1)包括发送电路的通信装置，所述发送电路是用混频器将发送信号载置于载波频率中，用带通滤波器将不要的信号衰减，然后由功率放大器将发送信号放大，通过双工器(duplexer)而由天线发送。(2)包括接收电路的通信装置，所述接收电路是由天线接收接收信号，通过双工器，由低噪声放大器将接收信号放大，然后由带通滤波器将不要的信号衰减，由混频器将信号从载波频率中分离出来，从而接收该信号。若这些通信装置中采用本发明的弹性表面波装置，则可以提供一种灵敏度提高的优质通信装置。
实施例
(实施例1)
具体地试作图1所示的弹性表面波滤波器。在38.7°Y切的LiTaO3单晶体压电基板上，利用Al(99重量％)-Cu(1重量％)合金形成微细电极图案。
IDT电极2、12的对数分别为17对，IDT电极3、4、13、14的对数分别为13对。IDT电极2、3、4、12、13、14的电极指间距都为2.25μm。
反射器5、6的电极指根数为6根，同样，反射器15、16的电极指分数也为5根，反射器5及6的电极指间距(称作“电极指间距”)为2.14μm、2.0μm、1.97μm、2.0μm、2.14μm。即，向着位于反射器15、16的中央的部分，电极指间距逐渐变短。这些电极指间距的平均值为2.05μm。
配置在IDT电极2、4、12、14两侧的反射器7、8、17、18的电极指间距为2.29μm。
在图案形成中，可利用溅射装置、缩小投影曝光机(步进曝光装置，stepper)及RIE(Reacelve Ion Etchlng)装置，进行光刻蚀。
首先，利用丙酮·IPA等，对基板材料进行超声波清洗，除掉有机成分。接着利用净化炉(clean oven)，对基板进行充分干燥后，进行电极的成膜。在电极成膜中使用溅射装置，可使用由Al(99重量％)-Cu(1重量％)合金形成的材料。这时的电极膜厚约为0.3μm。
接着，旋转涂布光致抗蚀膜，厚度约为0.5μm，利用缩小投影曝光装置(步进曝光装置)形成所要求形状的图案，在显影装置中，用碱性显影液溶解不需要部分的光致抗蚀膜，显露出所要图案后，利用RIE装置进行电极膜的蚀刻，图案形成结束。由此得到构成弹性表面波滤波器的弹性表面波谐振器的电极图案。
随后，在所述电极的所定区域上制作保护膜，即，利用CVD(ChemicalVapor Deposition)装置，在电极图案和压电基板上形成约0.02μm厚的SiO2。之后，利用光刻蚀法进行光致抗蚀膜的图案形成，使用RIE装置进行腐蚀，开出电极片窗口部分。接着，使用溅射装置成膜以Al为主体的电极。此时的电极膜厚约为1.0μm。然后利用提离(lift off)法，同时除去光致抗蚀膜和不需要部位的Al，完成形成倒装用凸起的电极片。
接下来，使用凸起焊接装置，在所述电极片上形成由Au构成的倒装用凸起。凸起的直径约为80μm，其高度约为30μm。
接着，沿着划线(die sinking line)，对基板实施划线加工，按每个芯片进行分割。随后，使用倒装安装装置，将电极形成面作为下面，将各芯片粘接在封装内。之后，在N2气体环境中进行焙烘，完成弹性表面波滤波器。封装使用2.5×2.0mm方形的积层结构。
作为比较例1，以和所述同样的工序，制作图22所示的微细电极图案。IDT电极203、207的对数为17对，IDT电极202、204、206、208的对数为15对，IDT电极202、203、204、206、207、208的电极指间距都为2.25μm。配置在IDT电极两侧的反射器205、209的电极指间距为2.29μm。
作为比较例2，如图24A所示，也制作在相邻IDT电极间插入电极指间距恒定的反射器的电极图案。
作为比较例3，如图18A所示，也制作如下形式的电极图案。即，位于中央的IDT电极302和最外侧IDT电极301、303的电极指间距P1，和配置在IDT电极301、302、303之间的IDT电极304、305的电极指间距P2，为P2＜P1的关系，在从IDT电极304、305的两端部至中央部的区域内，电极指间距P2逐渐变短。
作为比较例4，如图18B所示，也制作如下的电极图案，即，所述反射器306、307、308、309的电极指间距P3比位于中央的IDT电极302和最外侧IDT电极301、303的电极指间距P1还小，比配置在这些IDT电极间的IDT电极304、305的电极指间距P2还大(P2＜P3＜P1)，而且平缓地变化。
接下来，进行本实施例和所述4个比较例的弹性表面波滤波器的特性测定。在从输入端子输入频率为782～982MHz的、0dBm信号，将测定点取为800点的条件下进行测定，样品数为30个，测定设备是AgilentTechnologies()社制的多端口网络分析器(multiport network analyzer)E5071A。
图19A中表示本实施例中的滤波器的插入损耗的频率依存性。
本发明制品的滤波器特性，在图19A～19D中以实线示出(图19A、图19B的实线是相同的)。在本发明制品中，通频带宽度比较宽，通频带内的最大插入损耗约为2.3dB。用网络分析器测定的带宽率为4.2％。
与其相对，作为比较例1的样品而做成的反射器没有的现有结构的弹性表面波滤波器，如图19A中虚线所示，通频带宽度狭窄，通频带的最大插入损耗约为2.8dB。用网络分析器测定的带宽率在比较例时为3.8％。
作为比较例2而做成的将电极指间距恒定的反射器插入IDT电极间的弹性表面波滤波器，如图19B中虚线所示，通频带宽度更加狭窄。
作为比较例3而做成的弹性表面波滤波器，如图19C中虚线所示，通频带宽度和比较例2一样狭窄。
作为比较例4而做成的弹性表面波滤波器，如图19D中虚线所示，通频带宽度比比较例3还狭窄。
这样，在本实施例1中，可以实现滤波器特性的宽频带化和低损耗化。
(实施例2)
以下对图7所示的弹性表面波滤波器的实施例进行说明。在由38.7°Y切的LiTaO3单晶体构成的压电基板1上，如图7所示，利用Al(99重量％)-Cu(1重量％)合金形成了微细电极图案。
IDT电极2的对数为16对，IDT电极3、4的对数分别为12对。IDT电极2、3、4的电极指间距都为1.0μm。另外，反射器5和6的电极根数取为6根，这些反射器5、6的电极指间距，从端部向位于中央的部分逐渐变短。即，构成反射器5、6的各电极指间距为0.97、0.90、0.87、0.97μm。这些电极指间距的平均值为0.922μm。配置在IDT电极两侧的反射器7、8的电极指间距为1.02μm。
关于弹性表面波滤波器的制造方法，与实施例1大致相同。不同之处是电极膜厚不为0.3μm，而约为0.15μm。
作为比较用样品，如图22所示，以和实施例1相同的工序制作微细电极图案。IDT电极203、207的对数为16对，IDT电极202、204、206、208的对数分别为12对，IDT电极的电极指间距都为1.0μm。配置在IDT电极两侧的反射器205、209的平均电极指间距为1.02μm。
接着，进行本实施例的弹性表面波滤波器的特性测定。在图20中示出通频带附近的频率特性曲线。因此，图20是表示滤波器的插入损耗的频率依存性的曲线。在输入频率为1760-2160MHz的0dBm信号，测定点数为800个点的条件下进行测定。样品数为30个，图20中示出其传送特性的一例。
本发明制品的滤波器特性，如图20的实线所示，为宽频带，通频带1930～1990MHz内的插入损耗约为3.0dB，为低损耗。
与其相对，作为比较例的样品而做成的现有结构的弹性表面波滤波器，如图20的虚线所示，通频带稍窄，频带1930～1990MHz内的插入损耗约为3.6dB。
另外，对于本实施例和比较例，和上述同样，用网络分析器测定的带宽率，本实施例的情况为4.2％，比较例的情况为3.8％。这样，本实施例2也可以实现宽频带化和低损耗化。
(实施例3)
以下对图11所示的弹性表面波滤波器的实施例进行说明。
在38.7°Y切的LiTaO3单晶体压电基板上，利用Al(99重量％)-Cu(1重量％)合金形成图11所示的微细电极图案。IDT电极3的对数为16对，IDT电极2、4的对数为12对，IDT电极2、3、4和反射器5、6，逐渐改变其电极指间距。IDT电极2的电极指间距随着从中央部分接近反射器5而逐渐减小，为1.02、1.01、0.99μm，IDT电极的电极指间距也随着从中央部分接近反射器5而逐渐减小，为1.02、1.01、0.99μm。IDT电极2、3与反射器5之间的电极指间距都为0.97μm。反射器5内的电极指间距，两端部为0.90μm，中央部分为0.87μm。另外，IDT电极3、4的电极指间距分别随着从中央部分接近反射器6而逐渐减小，为1.02、1.01、0.99μm。IDT电极3、4与反射器6之间的电极指间距都为0.97μm。反射器6内的电极指间距，两端部为0.90μm，中央部分为0.87μm。
由于该弹性表面波滤波器的制作方法和实施例2相同，故省略其说明。
比较用样品，直接使用实施例2所使用的。接着，进行本实施例中的弹性表面波滤波器的特性测定。在输入频率为782～982MHz的0dBm信号，测定点数为800个点的条件下进行测定。样品数为30个。
在图21中表示通频带附近的频率特性曲线。在这里，图21是表示滤波器传送特性的插入损耗的频率依存性的曲线。
本发明制品的滤波器特性，如图21的实线所示，通频带1930～1990MHz内的插入损耗约为2.8dB。实现低损耗、良好的特性。
与其相对，作为比较样品而做成的现有结构的弹性表面波滤波器，如图21的虚线所示，通频带1930～1990MHz内的插入损耗约为3.6dB。
此外，对于本实施例和比较例，和上述同样，用网络分析器测定的带宽率，本实施例的情况为4.2％，比较例的情况为3.8％。这样在本实施例3中也可以实现宽频带化和低损耗化。

Claims (20)

1.一种弹性表面波装置，其具备：沿着压电基板上的弹性表面波的输送方向配置了1段或多段的谐振器型电极图案；和与所述谐振器型电极图案连接的输入输出端子，其特征在于，
所述谐振器型电极图案具有：
多个IDT电极，其具备向相对于所述弹性表面波的输送方向正交的方向延伸的电极指；和
反射器，其配置于沿着所述弹性表面波的输送方向的一对IDT电极之间，
所述反射器，由向相对所述弹性表面波的输送方向正交的方向延伸的4根或其以上的电极指并联构成，而且电极指间距，从所述反射器的两端部向所述反射器的中央部分逐渐变短。
2.根据权利要求1所述的弹性表面波装置，其中，所述反射器的电极指间距最大值，比与该反射器邻接的所述IDT电极的电极指间距的平均值还小。
3.根据权利要求1所述的弹性表面波装置，其中，将所述输送方向上相邻的所述反射器和所述IDT电极的汇流条进行电连接。
4.根据权利要求1所述的弹性表面波装置，其中，相对于所述谐振器型电极图案，串联或并联地连接使1个或其以上模式谐振产生的其他谐振器型电极图案。
5.根据权利要求1所述的弹性表面波装置，其中，与所述反射器邻接的所述IDT电极的电极指间距，随着从远离所述反射器的区域向所述反射器靠近，而逐渐变短。
6.根据权利要求5所述的弹性表面波装置，其中，在存在多个所述反射器、所述IDT电极夹持在一对反射器之间的结构中，所述IDT电极的电极指间距，随着从所述IDT电极的中央区域向所述IDT电极两端靠近，而分别逐渐变短。
7.根据权利要求5所述的弹性表面波装置，其中，在所述输送方向上相邻的所述反射器和所述IDT电极中，所述IDT电极的电极指间距的平均值，比所述反射器的电极指间距最大值还大。
8.一种弹性表面波装置，其中具备：沿着压电基板上的弹性表面波的输送方向配置了1段或多段的谐振器型电极图案；和与所述谐振器型电极图案连接的输入输出端子，其特征在于，
所述谐振器型电极图案包括：
多个IDT电极，其具备向相对于所述弹性表面波的输送方向正交的方向延伸的电极指；和
反射器，其配置于沿着所述弹性表面波的输送方向的一对IDT电极之间，
与所述反射器邻接的所述IDT电极的电极指间距，随着从远离所述反射器的区域靠近所述反射器，而逐渐变短。
9.根据权利要求8所述的弹性表面波装置，其中，在存在多个所述反射器、所述IDT电极夹持在一对反射器之间的结构中，所述IDT电极的电极指间距，随着从所述IDT电极的中央区域向所述IDT电极的两端靠近，而分别逐渐变短。
10.根据权利要求8所述的弹性表面波装置，其中，在所述弹性表面波的输送方向上相邻的所述反射器和所述IDT电极中，所述IDT电极的电极指间距平均值，比所述反射器的电极指间距最大值还大。
11.根据权利要求8所述的弹性表面波装置，其中，将所述弹性表面波的输送方向上相邻的所述反射器和所述IDT电极的汇流条进行电连接。
12.根据权利要求8所述的弹性表面波装置，其中，相对于所述谐振器型电极图案，串联或并联地连接使1个或其以上模式谐振产生的其他谐振器型电极图案。
13.一种弹性表面波装置，其中具备：沿着压电基板上的弹性表面波的输送方向配置了1段或多段的谐振器型电极图案；和与所述谐振器型电极图案连接的输入输出端子，其特征在于，
所述谐振器型电极图案包括：
5个或其以上的IDT电极，其具备向相对所述弹性表面波输送方向正交的方向延伸的电极指；和
反射器，其配置在沿着所述弹性表面波输送方向的一对IDT电极之间，且具有相对于所述输送方向正交的方向延伸的4条或其以上的电极指，
所述5个或其以上的IDT电极中、位于中央的IDT电极和最外端的IDT电极的电极指间距相等，位于所述中央的IDT电极和所述最外端的IDT电极之间的IDT电极(以下称为“第2 IDT电极”)的电极指间距，比位于所述中央的IDT电极和所述最外侧IDT电极的电极指间距还小，而且从所述第2 IDT电极的两端部向着中央部分逐渐变短。
14.根据权利要求13所述的弹性表面波装置，其中，所述反射器的电极指间距，随着从远离与该反射器邻接的所述第2 IDT电极的区域、向所述第2 IDT电极靠近，而逐渐变短。
15.根据权利要求13所述的弹性表面波装置，其中，所述中央的IDT电极及最外端IDT电极的电极指间距，随着从远离与这些IDT电极邻接的所述反射器的区域、向所述反射器靠近，而逐渐变短。
16.根据权利要求15所述的弹性表面波装置，其中，所述中央的IDT电极的电极指间距，随着从所述IDT电极的中央区域向所述IDT电极的两端靠近，而分别逐渐变短。
17.根据权利要求15所述的弹性表面波装置，其中，所述第2 IDT电极的电极指间距最大值，比与其邻接的反射器电极指间距的平均值还小。
18.根据权利要求13所述的弹性表面波装置，其中，将在所述弹性表面波的输送方向上相邻的所述反射器和所述IDT电极的汇流条进行电连接。
19.根据权利要求13所述的弹性表面波装置，其中，相对于所述谐振器型电极图案，串联或并联地连接使1个或其以上的模式谐振产生的其他谐振器型电极图案。
20.一种通信装置，其特征在于，具备接收电路及发送电路，其中至少一方或双方包括权利要求1、权利要求8或13中任一项所述的弹性表面波装置。
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