CN1725637A

CN1725637A - 表面声波元件

Info

Publication number: CN1725637A
Application number: CNA2005100875057A
Authority: CN
Inventors: 米谷克朗
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2025-07-20
Also published as: US7321279B2; EP1619794A1; KR20060053975A; CN100481724C; KR100652985B1; US20060017524A1

Abstract

本发明提供插入损耗小且具有宽通带的表面声波元件。表面声波元件(10)具有：一对梳状电极(20、30)，与表面声波的传播方向相平行地并设；以及反射器(18)，设置在这些梳状电极(20、30)的两侧；将构成前述各梳状电极(20、30)的一个电极部的多个电极指(22、32)的一端相互连接的连接部(24、34)被共用，并且前述各电极指(22、32)由与前述连接部交叉的多个直线部(28、38)以及设置在这些直线部(28、38)之间的折曲部(26、36)构成。

Description

表面声波元件

技术领域

本发明涉及表面声波元件，具体涉及具有宽通带的多模滤波器。

背景技术

表面声波(SAW)元件具有在传输电路中被用作频率选择元件的SAW滤波器、以及输出恒定谐振频率的SAW谐振器等。而且，SAW滤波器在例如便携电话等的移动通信终端中被用作中频(IF)滤波器和射频滤波器等。特别在SAW滤波器中，横向多模SAW滤波器也被广泛用作IF滤波器。

另外，由于近年的通信系统采用数字通信方式，因而需要具有较宽通带的IF滤波器。图3示出现有技术的SAW滤波器的概略平面图。图3所示的SAW滤波器1采用以下结构，即：将2个SAW谐振器3与表面声波的传播方向平行地邻近设置在压电基板2上。各SAW谐振器3包括梳状电极(IDT)4和反射器5等，前述IDT 4采用以下结构，即：具有沿着表面声波的传播方向的多个供电导体6(6a、6b)，从中央的供电导体6a朝两侧的供电导体6b延伸设置有电极指7a，并从两侧的供电导体6b朝中央的供电导体6a延伸设置有电极指7b。根据该构成，使通宽变宽，并实现了小型化(例如参照专利文献1)。

[专利文献1]国际公开第00/67374号

在上述SAW滤波器中，供电导体的宽度D和带宽具有图4所示的关系。该关系表明，供电导体的宽度D越窄，带宽就越宽。因此，为了使滤波器的通带成为宽频带，必须使供电导体的宽度D变窄。

图5示出供电导体的宽度D和电阻分量的关系。该关系表明，供电导体的宽度和电阻分量具有反比关系，当使供电导体的宽度D变窄时，供电导体内产生的电阻分量就增大。并且，图6示出电阻分量和滤波器损耗的关系。该关系表明，当供电导体内产生的电阻分量增大时，滤波器损耗就增大。因此，当为了使滤波器的通带成为宽频带而使供电导体的宽度D变窄时，结果，使供电导体的电阻损耗增大，进而使滤波器的插入损耗增大。

并且，对于中央部的供电导体，由于该供电导体的宽度D窄，并且沿着表面声波的传播方向从IDT的一端引导到另一端，而且该供电导体通过连接导体与输入端子连接，所以结果是供电导体的电阻损耗进一步增大，滤波器的插入损耗也进一步增大。

发明内容

本发明的目的是提供插入损耗小且具有宽通带的表面声波元件。

为了达到上述目的，本发明的表面声波元件，具有：一对梳状电极，与表面声波的传播方向平行并设；以及反射器，设置在这些梳状电极的两侧，其特征在于，将构成前述各梳状电极的一个电极部的多个电极指的一端相互连接的连接部被共用，并且前述各电极指由与前述连接部交叉的多个直线部以及设置在这些直线部之间的折曲部构成。在此情况下，可构成为在一个梳状电极内形成的折曲部的折曲方向和在另一个梳状电极内形成的折曲部的折曲方向朝同一方向折曲。一个梳状电极为输入电极，另一个梳状电极为输出电极。由于该梳状电极被构成为具有折曲部，因而可减小连接部的电阻损耗，从而减小表面声波元件的插入损耗。

并且，其特征在于，形成于前述梳状电极的前述折曲部，在该折曲部的一端侧和另一端侧偏移λ/2(λ：前述表面声波的波长)，在与前述一端侧连接的前述直线部和与前述另一端侧连接的前述直线部之间形成λ/2的间隔。这样，当把电信号提供给输入电极时，激励出表面声波，并且由于声耦合在输出电极也激励出表面声波。此时，由于在梳状电极的电极指内设置有折曲部，因而可产生夹持折曲部反转了180°的驱动电场。因此，可在表面声波元件上激励出S1模式和A1模式的表面声波。

并且，其特征在于，前述梳状电极的前述连接部被共用的部分与前述反射器电连接。这样可在表面声波元件上激励出S1模式和A1模式的表面声波。

附图说明

图1是根据本实施方式的表面声波元件的概略平面图。

图2是根据本实施方式的表面声波元件和表面声波的说明图。

图3是根据现有技术的表面声波滤波器的概略平面图。

图4是示出供电导体的宽度D和带宽的关系的图。

图5是示出供电导体的宽度D和电阻分量的关系的图。

图6是示出电阻分量和滤波器损耗的关系的图。

具体实施方式

以下，对本发明的表面声波元件的优选实施方式进行说明。图1示出表面声波元件的概略平面图。表面声波(SAW)元件10的主要构成是在压电基板12上具有输入电极14、输出电极16以及反射器18。

前述输入电极14由一对梳状电极(IDT)20形成。各IDT 20形成为具有多个电极指22，其中使各电极指22的一端在连接部24(24a、24b)短路。然后，通过交错接合各IDT 20的电极指22来形成一对IDT 20。在各电极指22形成有折曲部26，使该折曲部26距IDT 20的连接部24侧边沿有一恒定距离，并相对电极指22延伸的方向倾斜弯折，在该折曲部26的两端形成有直线部28(28a、28b)。该折曲部26在各电极指22按同一方向折曲，所折曲的距离是通过向IDT 20提供电信号而在压电基板12上激励的表面声波的波长λ的一半。因此，各电极指22中的直线部28a与直线部28b的在电极指接合方向上的间隔相隔λ/2。

前述输出电极16相对表面声波的传播方向与输入电极14平行地形成。该输出电极16由一对IDT 30形成，各IDT 30形成为使多个电极指32的一端在连接部34(34a、34b)短路。在各电极指32上形成有折曲部36，该折曲部36距IDT 30的连接部34的侧边沿有一恒定距离，并按与设置在输入电极14的折曲部26的折曲方向相同的方向折曲。该折曲部36相对电极指32延伸的方向倾斜折曲，所折曲的距离是在压电基板12上激励的表面声波的波长λ的一半。在该折曲部36的两端形成有直线部38(38a、38b)，各电极指32中的直线部38a和直线部38b在电极指接合方向上的间隔相隔λ/2。然后，沿着输入电极14和输出电极16中的电极指22、32的接合方向的各直线部28、38成为表面声波的传播路径。

然后，配置在输出电极16侧的输入电极14的连接部24a和配置在输入电极14侧的输出电极16的连接部34a被共通地形成。即，输入电极14和输出电极16具有根据压电基板12的切割角按规定方向取向并且平行地形成的3个连接部24b、24a(34a)、34b，并从中央的连接部24a(34a)朝两侧的连接部24b、34b延伸设置多个电极指22、32，并从两侧的连接部24b、34b朝中央的连接部24a(34a)延伸设置多个电极指22、32，而且在距离中央的连接部24a(34a)的两侧边缘一定距离的位置处设置折曲部26、36。因此，输入电极14和输出电极16是以中央的连接部24a(34a)为基准的线对称形状。

前述反射器18在分别形成各IDT 20、30的电极指22、32的接合方向上形成于输入电极14和输出电极16的两侧，并具有多个电极指40。然后，输入电极14和输出电极16共用的连接部，即中央的连接部24a(34a)，其两端被延伸设置为与反射器18电连接。该反射器18被电接地。

这种SAW元件10按如下方式制作。首先，采用溅镀等的成膜法使形成IDT 20、30和反射器18等的电极的金属，例如铝系的金属等在压电晶片上形成金属膜。然后，在该金属膜上涂敷光刻胶。然后，使用曝光装置把在光掩模和刻线上所描绘的电极图案转印到光刻胶上之后，对光刻胶进行显影。之后，去除电极图案形成部分以外的部分中的光刻胶。然后，把剩余的光刻胶作为掩模对金属膜进行刻蚀，去除电极图案形成部分以外的部分的前述金属膜。之后，如果去除用作掩模的光刻胶，则在压电晶片上形成前述电极，然后进行小片切割而切割成各芯片，从而制成SAW元件10。

然后，当向上述SAW元件10的输入电极14提供电信号时，由于压电基板12的压电效应而在输入电极14的各直线部28发生周期性机械应变，从而激励在电极指22的接合方向上传播的表面声波。然后，由于该声耦合而在输出电极16上使在电极指32的接合方向传播的表面声波受到激励，由于压电效应而从输出电极16输出电信号。此时，对于SAW元件10激励的表面声波，图2所示的S1模式(一次对称模式)和A1模式(一次斜对称模式)受到激励。具体来说，在输入电极14和输出电极16的各直线部28、38中，在位于外侧的直线部28b、38b和位于内侧的直线部28a、38a反向地产生激励电场。另外，在图2中，激励电场由箭头表示，并示出在位于外侧的直线部28b、38b向左产生激励电场、在位于内侧的直线部28a、38a中向右产生激励电场的状态。使用这种相互颠倒180°的驱动电场，产生S1模式和A1模式的振动位移。然后，对于S1模式和A1模式，在输入电极14和输出电极16中的各折曲部26、36中，位移量大致为零，这样可实现S1模式和A1模式的高效激励。

这样，由于在SAW元件10的输入电极14和输出电极16中设置有折曲部26、36，因而可在压电基板12上激励的表面声波中形成反转结构。这样，可形成激励一次表面声波(S1模式、A1模式)的横向耦合多模滤波器。并且该结构除了在电极指22、32中设置有折曲部26、36以外，与激励基波的表面声波(S0模式、A0模式)的横向耦合多模滤波器的结构相同。因此，由于本实施方式的SAW元件10没有必要为了激励一次表面声波(S1模式、A1模式)而如同现有技术的SAW元件那样在构成输入电极和输出电极的各IDT的中央部设置供电导体，因而可防止在该供电导体内由电阻分量所产生的损耗，与现有技术的SAW元件相比，可减小滤波器的插入损耗。

另外，当把本实施方式的SAW元件10和现有技术的SAW元件的滤波器的插入损耗进行比较时，本实施方式的SAW元件10的插入损耗是3dB左右，现有技术的SAW元件的插入损耗是5dB左右。在此情况下，把IDT的对数和反射器的电极指的根数、以及这些电极的宽度、长度和高度等设定成相同，从而把所输出的谐振频率设定成相同。从该结果可知，本实施方式的SAW元件10由于电阻损耗减小，因而滤波器的插入损耗也减小。并且，本实施方式的SAW元件10，由于没有在输入电极14和输出电极16的各自的中央部设置连接部，因而SAW元件10中的连接部整体的宽度与现有技术的SAW元件的供电导体整体的宽度相比变窄。因此，根据图4所示的关系，本实施方式的SAW元件10可使通带的带宽变宽。即，对于本实施方式的SAW元件10，滤波器的插入损耗小且具有宽的通带。

并且通常情况下，在具有宽通宽的滤波器中使用机电耦合系数大的压电基板。然而，对于本实施方式的SAW元件10，即使使用机电械耦合系数较小的压电基板，例如晶体等，也能获得宽通带的滤波器。

在上述实施方式中，对在输入电极和输出电极的各电极指设置1个折曲部、形成2个直线部的方式作了说明，然而不限于该方式。即，也能在各电极指设置多个折曲部、形成多个直线部。这样可形成利用更高次的表面声波的SAW元件。

Claims

1、一种表面声波元件，具有：一对梳状电极，与表面声波的传播方向相平行地并设；以及反射器，设置在这些梳状电极的两侧，其特征在于，

将构成前述各梳状电极的一个电极部的多个电极指的一端相互连接的连接部被共用，并且

前述各电极指由与前述连接部交叉的多个直线部以及设置在这些直线部之间的折曲部构成。

2、根据权利要求1所述的表面声波元件，其特征在于，形成在前述梳状电极的前述折曲部，在该折曲部的一端侧和另一端侧偏移λ/2，在与前述一端侧相连接的前述直线部和与前述另一端侧相连接的前述直线部之间形成λ/2的间隔，λ为前述表面声波的波长。

3、根据权利要求1或2所述的表面声波元件，其特征在于，前述梳状电极的前述连接部被共用的部分与前述反射器电连接。