CN1870425B - 弹性表面波谐振器、弹性表面波装置以及通信设备 - Google Patents

Abstract

在压电基板(1)上，沿着在压电基板(1)上传播的弹性表面波的传播方向设置有多个IDT电极(2)～(7)，上述多个IDT电极(2)～(7)具有沿与传播方向垂直的方向延伸的多条电极指，同时，在多个IDT电极(2)～(7)中相邻两个IDT电极，分别由可变间距部分与固定间距部分来构成，可变间距部分的电极指间距趋向相邻两个IDT电极的边界逐渐变短，在两个可变间距部分中电极指间距的最小部位于从边界偏移单侧。从而，可以提供通频带宽较宽、插入损失较小、并且改善通频带的平坦性的弹性表面波装置。

Description

弹性表面波谐振器、弹性表面波装置以及通信设备

技术领域

本发明涉及使用于弹性表面波滤波器等的弹性表面波装置以及具备弹性表面波装置的通信设备(communications equipment)。

背景技术

以前，弹性表面波滤波器作为用于携带电话以及车载电话等移动体通信设备的RF段的频率选择滤波器，被广泛应用。通常，要求频率选择滤波器具有，宽通频带、低损耗、高衰减量等诸多特性。

近年来，特别为了实现在移动体通信设备上的接收灵敏度的提高、以及低消电化，而对弹性表面波滤波器的低损失化的要求正在提高。其理由为，近年来，在移动体通信设备中，为了追求小型化，天线由以往的鞭状天线转变为使用电介质陶瓷等的内置天线，因此，难以得到充分的天线增益，从而对弹性表面波滤波器进一步改善插入损耗的需求正在增加。

还有，近年来，实现小型化、无调节化的弹性表面波滤波器在各种通信设备中使用，随着通信设备的高频化、高性能化的发展，对弹性表面波滤波器的宽带化的要求越来越高。例如，期望的1.9GHz频段的携带电话用滤波器为，实际带宽为80MHz以上，相对带宽(fractional bandwidth)(相对带宽定义为(带宽/中心频率)：fractional bandwidth＝bandwidth/center frequency)为4％以上的高性能宽带滤波器。

为了实现这样的宽带化，提出例如，在压电基板上设有3个IDT电极(Inter Digital Transducer)，并且利用纵1次模式与纵3次模式的双重模式弹性表面波谐振器滤波器。

图12表示有关以往谐振器式弹性表面波滤波器的电极构造的平面图。另外，图13为，表示在图12中谐振器式弹性表面波滤波器的各电极位置(横轴)与电极指的间距(纵轴)之间关系的图。

具有在压电基板202上设置有的多个电极指的IDT电极204，由相互对向的同时相互啮合状态的一对梳状电极构成，在该一对梳状电极上施加电场使得产生弹性表面波。通过从连接在IDT电极204的一个梳状电极上的输入端子215输入电信号，而被激励的弹性表面波传播在设置于IDT电极204两侧上的IDT电极203、205上。还有，从分别构成IDT电极203、205的各部分一个梳状电极开始经过IDT电极206、209向输出端子216、217输出电信号。

并且，在图12中的210、211、212、213为各个反射器电极。弹性表面波被位于两端的反射器电极210、211、212、213反射，在两端的反射器电极210、211、212、213之间成为驻波。

从而，通过使谐振器电极图案2级级联连接，以及第1级驻波与第2级驻波的相互干涉，使通频带外衰减量成为高衰减化，可以提高滤波特性的通频带外衰减量。即，具有同样特性的弹性表面波滤波器构成2级级联连接，则在第1级中衰减的信号在第2级中更加衰减，因此可以将通频带外衰减量提高为2倍。

以往，在作为用于减少弹性表面波滤波器的插入损耗、实现宽带化的方法中，将相邻的IDT之间的距离变短，或在IDT电极的端部上设有窄间距部，然而，仅仅使用将电极指间距较窄的部分设置在IDT电极的端部上的方法，来将在通频带上产生的共振模式不能调整为最合适的模式，因此在通频带上作为重要滤波特性的带宽虽然仍旧保持宽带状态，然而不能充分的改善插入损耗以及平坦性。

发明内容

本发明鉴于此，其目的在于提供一种不引起插入损耗的增大、具有较宽通频带的优秀滤波特性、也发挥高品质的平衡型弹性表面波滤波器作用的弹性表面波谐振器、弹性表面波装置以及使用这些装置的通信设备。

本发明的弹性表面波谐振器，具备多个IDT电极，在压电基板上，沿着在该压电基板上传播的弹性表面波的传播方向设置有上述多个IDT电极，上述多个IDT电极具有多条沿沿与传播方向垂直的方向延伸的电极指，上述多个IDT电极中相邻两个IDT电极，均由靠近相邻的对方侧的IDT电极端部的部分的、其电极指间距不相同的可变间距部分，以及所述可变间距部分以外的电极指间距一定的固定间距部分构成，所述相邻的两个IDT电极的上述可变间距部分的电极指间距趋向上述相邻两个IDT电极的相邻的边界，整体上变短，在上述相邻两个IDT电极上的所述可变间距部分上电极指间距的最小部位于从上述相邻的边界偏离的一侧。

通过该结构，在IDT电极的相邻处，可以防止弹性表面波的体声波模式变换的发射损耗，同时，可以微调1次模式与3次模式的这些高谐波模式之间的频率差，进而实现宽带并且具有低损耗的良好电特性的弹性表面波装置。

并且，在两个可变间距部分中的电极指间距最小部位于偏离边界的一侧上，进而可以适当地设置弹性表面波的谐振模式，并且可以空出某程度以上的频率间距设置谐振频率。因此容易地设置适合宽带特性的谐振频率，其结果有利于宽带化。还有，可以抑制或者增加特定的弹性表面波的振幅分布的出现，因此可以通过控制在通频带上将谐振峰值设置在最佳位置上，结果可以进行实现宽带化、改善平坦性、以及减少插入损耗的滤波器特性的控制。

还有，在上述结构中，如果其中一个IDT电极的可变间距部分的电极指间距的平均值，比另一个IDT电极的可变间距部分的电极指间距的平均值小，则在相邻IDT电极之间，可以通过控制适当地设置产生的弹性表面波的谐振峰值，还可以最佳地防止弹性表面波向体声波模式变换时的发射损耗，可以在通频带的滤波器特性方面实现宽带化、同时改善平坦性、减少插入损耗。

还有，在上述结构中，如果在相邻两个IDT电极中，其中一个IDT电极的固定间距部分的电极指间距比另一个IDT电极的固定间距部分的电极指间距宽，则在相邻IDT电极之间，既可以通过控制适当地设置产生的弹性表面波的谐振峰值，又可以最佳地防止弹性表面波向体声波的模式变换时的发射损耗，从而可以在通频带的滤波器特性方面实现宽带化、改善平坦性、以及减少插入损耗。

另外，在上述结构中，优选采用的结构为，在相邻两个IDT电极中，其中一个IDT电极的固定间距部分的电极指间距比另一个IDT电极的固定间距部分的电极指间距宽，其中一个IDT电极的可变间距部分的电极指间距的平均值比另一个IDT电极的可变间距部分的电极指间距的平均值小。此时，在相邻IDT电极之间，还可以将产生的多个弹性表面波的谐振峰值设置在最佳频率，从而可以在通频带的滤波器特性方面实现宽带化、同时改善平坦性以及减少插入损耗。

还有，通过两个可变间距部分具备多个电极指间距的极少部，可以在相邻IDT电极之间产生多个弹性表面波的谐振模式，进而可以适当地设置调整该弹性表面波的谐振模式，并且可以空出某程度以上的频率间距设置谐振频率。即容易地设置适合宽带特性的谐振频率，结果有利于宽带化。还有可以抑制或者增加特定的弹性表面波的振幅分布，因此可以将通频带中的多个谐振峰值设置在最佳频率位置，结果可以进行实现宽带化同时改善平坦性、减少插入损耗的滤波器特性的控制。

还有，在上述结构中，在两个可变间距部分中的电极指间距的最小部，位于从相邻两个IDT电极的边界偏离的单侧，由此，在相邻IDT电极之间，可以将产生的弹性表面波的谐振峰值设置在适当的频率，从而在通频带的滤波器特性方面可以实现宽带化同时改善平坦性、以及减少插入损耗。

还有，在两个IDT电极之一方IDT电极的可变间距部分具备电极指间距比该一方IDT电极的固定间距部分的电极指间距宽的‘宽间距区域’，通过该结构，可以将弹性表面波的谐振模式设置在适当的频率，并且可以空出某程度以上的频率间距设置谐振频率，即容易地设置适合宽带特性的谐振频率，结果有利于宽带化。

还有，可以抑制或者增加特定的弹性表面波的振幅分布的出现，因此可以将通频带中的谐振峰值控制设置在最佳频率位置，结果可以进行实现宽带化同时改善平坦性、减少插入损耗的滤波器特性的控制。

上述宽间距区域，位于上述可变间距部分中的与固定间距部分之间的边界侧的位置上，因此同样，通过增加谐振峰值设置的选择性、以及将谐振峰值设置在适当的频率位置，可以减少插入损耗。

还有，本发明的弹性表面波装置，具有上述的弹性表面波谐振器、以及与该弹性表面波谐振器连接的输入输出端子。

在上述结构上，由对构成弹性表面波谐振器的IDT电极，串联或者并联的IDT电极与夹住该IDT电极的反射器电极来构成，并且产生1个以上模式谐振的弹性表面波谐振子，则通过该结构，可以取得阻抗匹配，通过连接弹性表面波谐振器来形成衰减极，进而可以控制滤波器特性以实现宽带化通频带的平坦性、减少插入损耗、同时满足频带外衰减量成为高衰减如此所要求的规格。

还有，通过将上述结构的弹性表面波谐振器进行2级级联连接，例如可以增加从第1级连接到第2级的路径，将产生的弹性表面波的谐振模式叠加增加设计通频带的自由度，可以使频带外衰减量成为高衰减，进而可以更有效地保持通频带的带宽、同时改善平坦性以及插入损耗。

还有，例如，通过将在弹性表面波元件部中的IDT电极的一部分的共同电极进行分割，将各自作为分别与输出的平衡信号连接中的电极来使用，进而可以提供具有不平衡-平衡信号变换器功能的弹性表面波装置。

本发明的通信设备，具有上述的本发明的弹性表面波谐振器与弹性表面波装置中的任意一个装置，并且具备至少一个接收电路或者发送电路，通过该结构，可以满足以前所要求的严格插入损耗，可以实现耗电减少、灵敏度格外良好的通信设备。

下面参考附图将说明本发明实施方式，进而更加明确在本发明中的上述的、或者进一步的其他的优点、特征、以及效果。

附图说明

图1是表示有关本发明的实施方式的弹性表面波装置的电极图案的平面图。

图2是表示在相邻IDT电极中的电极指间距的分布的图。

图3是表示有关本发明的其他实施方式的弹性表面波装置的电极图案的平面图。

图4是表示有关本发明的另外其他实施方式的弹性表面波装置的电极图案的平面图。

图5是表示在相邻IDT电极中的电极指间距的分布的图。

图6是表示在相邻IDT电极中的电极指间距的分布的图。

图7是表示在相邻IDT电极中的电极指间距的分布的图。

图8是表示在相邻IDT电极中的电极指间距的分布的图。

图9是分别表示关于本发明的实施例以及比较例的在通频带及其附近中的插入损耗的频率特性的图。

图10是分别表示关于本发明的实施例以及比较例的在通频带及其附近中的插入损耗的频率特性的图。

图11是分别表示关于本发明的实施例以及比较例的在通频带及其附近中的插入损耗的频率特性的图。

图12是表示以往的弹性表面波装置的电极图案的平面图。

图13是表示以往的弹性表面波装置的电极指间距的分布的图。

具体实施方式

为了对各电极的大小、电极之间的距离、电极指的条数、电极指的间距等进行说明，示意地表示以下说明的图。

图1是，表示本发明的弹性波表面波装置的电极构造的平面图。

弹性表面波装置，在压电基板1上，设置有上下2级弹性表面波谐振器。

在各级弹性表面波谐振器上，沿着在压电基板1上传播的弹性表面波的传输方向F，分别设置有具有多条沿相对该传播方向F垂直的方向延伸的电极指的多个IDT电极2～4、IDT电极5～7。还有，设置从两侧夹住IDT电极2～4的反射器电极8与9、以及从两侧夹住IDT电极5～7的反射器电极10与11。13为与IDT电极3连接的输入信号端子，而14为与IDT电极6连接的输出信号端子。

另外，第1级弹性表面波谐振器的两个IDT电极2、4，分别与第2级弹性表面波谐振器的两个IDT电极5、7级联连接，从而成为2级结构。

还有，IDT电极2～7、反射器电极8～11的电极指的条数可达到几条～几百条之多，但在图中将其简略化地表示。

图2是表示，作为其中一例，在该弹性表面波谐振器的IDT电极3、4之间连接的部分A中的、IDT电极的电极指间距的变化的线型图。在横轴上，选定沿着弹性表面波的传播方向F的位置X，中央的一条点划线，表示相邻IDT电极3、4的边界。

IDT电极2～7，由电极指间距为可变的‘可变间距部分’与电极指间距为固定的‘固定间距部分’来构成。

可变间距部分，存在于在相邻IDT电极(IDT电极2与3、IDT电极3与4、IDT电极6与7)各自的、距对方侧的IDT电极的端部较近的部分中。

例如关注IDT电极3、4，如图2所示，离相邻的两个IDT电极3、4的边界较近的L2部分与L3部分相当于可变间距部分，而远离边界的图2中的L1部分与L4部分相当于固定间距部分。

在本实施方式中，可变间距部分的电极指间距的平均值，比固定间距部分的电极指间距窄。在图2的例中，在可变间距部分L2中的电极指间距的平均，比在固定间距部分L1中的电极指间距窄，在可变间距部分L3中的电极指间距的平均，比在固定间距部分L4中的电极指间距窄。与此同时，如图2所示，可变间距部分L2、L3的电极指间距趋向边界逐渐变短。

因此，在IDT电极相邻处(在图2的例中，IDT电极3与IDT电极4之间)中，可以调整电极指所占的压电基板1中的面积。并且，可以微调谐振1次模式与谐振3次模式的其高次谐波模式之间的频率差。

通过上述方式，在相邻IDT电极之间，将产生的弹性表面波的多个谐振峰值可以按照最佳频率来设置，并且可以防止基于弹性表面波向体声波模式变换的发射损耗。从而，可以实现具有宽带且低损耗的良好电特性的弹性表面波装置。

还有，电极指间距的最小部，在偏离边界的单侧上。具体地说，如图2所示，电极指间距的最小部B在偏离IDT电极3与IDT电极4的边界的L2部分。

通过该结构，可变间距部分中的电极指间距，利用宽区域与在偏离相邻两个IDT电极的边界的单侧中的最小部B，空出某程度以上的间距将在通频带中的谐振峰值可以设置在最佳位置，并且可以抑制或者增加特定弹性表面波的振幅分布的出现。从而，可以实现通频特性的宽带化、以及平稳化，而且可以减少插入损耗。

在多个IDT电极之中至少一组相邻的两个IDT电极(例如，IDT电极3、4的一组)中，可以采用在上面说明过的结构(可变间距部分的电极指间距趋向边界变短，并且电极指间距的最小部在偏离边界的单侧中的结构。以下将该结构称为‘结构A’)。

不过，使弹性表面波装置具有良好的电特性对称性的基础上，在一个弹性表面波谐振器中，对多个IDT电极之中所有组的相邻的两个IDT电极(例如，第1级弹性表面波谐振器的IDT电极2、3以及IDT电极3、4)，优选采用结构A。

还有，在相邻两个IDT电极(IDT电极2与3、IDT电极3与4、IDT电极5与6、以及IDT电极6与7)中，可以优选采用，上述电极指间距的最小部B在一个IDT电极侧，同时，上述一个IDT电极的固定间距部分的电极指间距比另一个IDT电极的固定间距部分的电极指间距更宽的结构。

在图2的例中，IDT电极3侧的固定间距部分的L1部分，比IDT电极4侧的固定间距部分的L4部分，其电极指间距更宽。通过将此与电极指间距最小部B在一个IDT电极3侧的结构相结合，在相邻IDT电极之间中，将产生的弹性表面波的谐振峰值可以进一步合适地设置，还有可以实现通频带的宽带化、平稳化以及减少插入损耗的滤波特性的改善。

还有，在上述相邻的两个IDT电极中，优选采用，一个IDT电极的上述固定间距部分的电极指间距比另一个IDT电极的上述固定间距部分的电极指间距更宽，上述一个IDT的上述可变间距部分的电极指间距的平均值，比上述另一个IDT电极的上述可变间距部分的电极指间距的平均值更窄的结构。

在图2的例中，IDT电极3侧的固定间距部分的L1部分，比IDT电极4侧的固定间距部分的L4部分，其电极指间距更宽。还有，IDT电极3侧的可变间距部分L2的电极指间距平均值，比在IDT电极4侧的可变间距部分L3中的电极指间距的平均值窄。

通过上述结构，在相邻IDT电极之间，将产生的弹性表面波的谐振峰值可以进一步合适地设置，还有可以实现通频带的宽带化、平稳化以及减少插入损耗的滤波特性的改善。

其次，在图3中，表示有关本发明的弹性表面波装置的变形例的电极结构的平面图。该弹性表面波装置，在压电基板1上，设置有上下2级的弹性表面波谐振器。

如图3所示，下级的弹性表面波谐振器，由对IDT电极3，串联或者并联(在图3的例中为串联)配置的IDT电极2、4、和夹住这些IDT电极2～4的反射器电极8、9来构成。产生一个以上的模式谐振的上级弹性表面波谐振器(谐振子)12，由IDT电极、以及夹住IDT电极的方式配置的反射器电极来构成。IDT电极3，与谐振子12连接。

在下级弹性表面波谐振器上，相邻两个IDT电极(IDT电极2与3、IDT电极3与4)中至少其中一个IDT电极，具有上面说明的‘结构A’。

根据该结构的弹性表面波装置，得到输入信号端子13与输出信号端子14的阻抗匹配，并且通过连接谐振子(弹性表面波谐振子)12来可以形成衰减极，可以改善宽带化、通频带的平稳化以及插入损耗，并且可以控制特性使得满足要求频带外衰减量为高衰减的规格。即，在本发明的图1的结构效果(插入损耗的改善、宽带化)上，还要加上，频带外衰减量成为高衰减的效果。

还有，在图4中，表示关于本发明的弹性表面波装置的另外其他的电极结构的平面图。该弹性表面波装置，在压电基板1上，设置有上下2级的弹性表面波谐振器。在上下2级弹性表面波谐振器中，将第2级弹性表面波谐振器中央的IDT电极6分割为两个电极，作为与两个平衡输出端子14、15连接的电极。

通过将弹性表面波谐振器进行2级级联连接，例如可以增加从第一级到第二级的连接路径，叠加产生的弹性表面波的谐振模式进而可以提高设计通频带的自由度，并可以使频带外衰减量成为高衰减，可以更有效地保持着宽的带宽、改善平坦性以及插入损耗。

还有，例如，将在第2级的弹性表面波谐振器中的IDT电极的一部分的共同电极进行分割，以便将各自作为连接到平衡输出信号14、15的电极，进而可以提供具有不平衡-平衡信号变换器功能的弹性表面波装置。

总之，同样，在本发明的在图1中结构的效果(插入损耗的改善、宽带化)上，还加上，频带外衰减量成为高衰减的效果、以及不平衡-平衡输入输出变换功能的增加。

图5为，表示在弹性表面波装置的电极结构中的IDT电极的电极指间距的其他变化例的线型图。该弹性表面波装置的结构，与图1的弹性表面波装置的结构基本上相同。

如图5所示，可变间距部分L2、L3的电极指间距的平均值形成比固定间距部分L1、L4的电极指间距窄的情况，以及可变间距部分L2、L3的电极指间距向相邻两个IDT电极3、4的边界逐渐变短的情况，与图2所示的情况相同。

不同点在于，在两个可变间距部分L2、L3中具备多个电极指间距的极小部。即，如图5所示，电极指间距的极小部C横跨IDT电极3、4而且存在多个。还有，在本发明中，电极指间距的多个极小部C也可以存在于IDT电极3、4的一个电极中。

将电极指间距的极小部C的极小部数量、以及电极指间距，优选设定为最佳值。具体的话，优选采用极小部数量为2～4个的方式，在通频带内适当地设置谐振峰值，实现宽带化、减少插入损失。

另外通过本实施方式，在两个可变间距部分中的电极指间距的多个极小部中的最小部，在从相邻两个IDT电极的边界偏离的单侧。具体的话，如图5所示，最小部B，在IDT电极3侧。

通过该结构，可以产生多个弹性表面波的谐振模式，按照这些弹性表面波的谐振模式设置在最佳频率，并且空出某程度以上的频率间距设置谐振频率。即，容易地设置适合宽带特性的谐振频率，结果有利于在弹性表面波装置上实现宽带化。

还有，图6为，表示在弹性表面波谐振器的电极结构A部分IDT电极的电极指间距的、更多其他的变化例的线型图。

与图5的结构不同点为，在两个可变间距部分L2、L3中，电极指间距的极小部C1、C2横跨IDT电极3侧与IDT电极4侧而存在多个，同时，在最小部B的两侧上有极小部C1、C2。

通过该结构，在相邻的两个IDT电极之间上产生多个弹性表面波谐振模式，适当地设置调整该弹性表面波的谐振模式，空出某程度以上的频率间距而可以设置谐振频率。即容易地设置适合宽带特性的谐振频率，结果有利于实现宽带化。

还有，可以抑制或增加特定的弹性表面波的振幅分布的出现，因此，可以以将通频带中的多个谐振峰值配置在最佳频率的位置的方式进行控制，其结果，可以进行实现宽带化、以及改善平坦性与插入损耗这样的滤波特性的控制。

即，与上述的最小间距部分偏离边界部分的效果相同，通过设置多个电极指间距的极小部来增加谐振峰值的设置的选择性，通过将谐振峰值设置在适当的频率位置，可以提高插入损耗。

还有图7为，表示在该弹性表面波谐振器的电极结构A部分中的IDT电极的电极指间距的再另一个变形例的线型图。

与图2所示的结构关系相同，可变间距部分L2、L3的电极指间距的平均值，分别比的固定间距部分L1、L4的电极指间距窄，同时，可变间距部分L2、L3的电极指间距向相邻两个IDT电极3、4的边界逐渐变窄。

与图2所示的结构不同点在于，在两个可变间距部分L2、L3的单侧(可变间距部分L3)中，具备电极指间距比固定间距部分L4的电极指间距宽的宽间距区域。即，如图7所示，在IDT电极4的可变间距部分L3中的D部，成为电极指间距比固定间距部分L4部的电极指间距宽的宽间距区域D。

通过该结构，可以将弹性表面波的谐振模式进行适当地设置调整，并且空出某程度以上的频率间距设置谐振频率。即容易地设置适合宽带特性的谐振频率，其结果有利于宽带化。还有，可以抑制或增加特定的弹性表面波的振幅分布的出现。

从而，可以通过控制将在通频带中的谐振峰值设置在最佳的位置上，结果，可以进行通频带的宽带化、平坦化以及减少插入损耗的滤波特性的控制。

该宽间距区域D，如后述的图8的D2所示，也可以位于与可变间距部分L2中的固定间距部分L1之间的边界侧的部位(接近边界的部位)。通过在电极指的可变间距部分(L2部、L3部)的端部上介入宽间距区域D，与上述内容相同，增加谐振峰值的设置的选择性，将谐振峰值设置在适当的频率位置上，进而可以减少插入损耗。

图8为，表示在两个可变间距部分L2、L3双方中，具备电极指间距比固定间距部分L1、L4的电极指间距更宽的宽间距区域D1、D2的电极指间距的变形例的线型图。

如图8所示，在IDT电极4的可变间距部分L3中，具备电极指间距比固定间距部分L4部的电极指间距宽的宽间距区域D1，在IDT电极3的可变间距部分L2中，具备电极指间距比固定间距部分L1的电极指间距宽的宽间距区域D2。

在窄间距部的可变间距部分L2、L3中，边插入宽间距区域D1、D2边在最佳频率位置设置在可变间距部分L2、L3中的电极指间距最小部B。通过该结构，可以抑制或增加特定弹性表面波的振幅分布的出现。

因此，进一步，通过控制使通频带中的多个谐振峰值设置在最佳频率位置，并且可以控制产生的弹性表面波谐振峰值的数量及其强度分布，结果可以进一步进行通频带的宽带化、通频带的平坦化以及减少插入损耗这样的滤波特性的控制。

沿着弹性表面波的传播方向的宽间距区域D的长度，可以为一个可变间距部分的长度的8～35％左右的长度。如果超过该范围时，可认为减少插入损耗的效果将会降低。

还有，宽间距区域D，其优选为固定间距部分的电极指间距的1.1～1.5倍左右的宽间距。如果超过该范围，可认为减少插入损耗的效果将会降低。

其次，说明与本发明实施方式相关的的弹性表面波装置的材料、制造方法。

弹性表面波滤波器用压电基板1，优选采用，36°±3°Y切(cut)X传播钽酸锂单晶体、42°±3°Y切(cut)X传播钽酸锂单结晶、64°±3°Y切(cut)X传播铌酸锂单晶体、41°±3°Y切(cut)X传播钽酸锂单晶体、45°±3°X切(cut)Z传播四硼酸锂单晶体，机电耦合系数较大，并且频率温度系数较小。

压电基板1的厚度，优选为0.1～0.5mm左右。压电基板1，在厚度达不到0.1mm则变得脆弱，厚度超过0.5mm则由于材料成本与部件尺寸较大而不适于使用。

IDT电极2～7以及反射器电极8～11，由Al或者Al合金(Al-Cu系、Al-Ti系)来构成，镀膜方法、溅射方法、或者CVD方法等薄膜形成方法来在压电基板1上形成。在电极的厚度优选为0.1～0.5μm，这可以得到合适的弹性表面波滤波器的特性。

并且，在IDT电极2～7以及反射器电极8～11以及在压电基板1上的弹性表面波传播部中，形成SiO₂、SiN_x、Si、Al₂O₃作为保护膜，可以实现防止由导电性异物导致的通电以及提高耐功率能力。

另外，由这些压电单晶体中，如果是由通过氧气缺陷以及Fe等明显减少热电性后的单晶体来构成压电基板1，可使装置具有良好的可靠性。

在本发明的弹性表面波装置，可以适用于通信设备。

通信设备，可以是具备通过混频器将发送信号载置到在载波上，并且通过带通滤波器衰减无用信号，其后，通过功率放大器放大发送信号，进而通过双工器由天线来发送信号的发送电路，或者，也可以是具备通过天线接收接收信号，经过双工器后的接收信号由低噪声放大器来放大，其后，通过带通滤波器衰减无用信号，通过混频器将信号从载频中分离，进而传送到获取该信号的接收电路的接收电路。

本发明的弹性表面波装置，可以作为搭载在上述接收电路或者发送电路中的带通滤波器来使用。如果采用本发明的弹性表面波装置，可以提供改善选择性以及灵敏度的优秀的通信设备。

并且，在上述的实施方式中，为了表示简单，例示了在弹性表面波谐振器的每一级，沿着在压电基板1上传播的弹性表面波的传播方向，设置具有多条在相对该传播方向垂直的方向延伸的电极指的3个IDT电极的例子，，但是，不局限于此，在弹性表面波谐振器的每一级，可以设置有两个或者4个以上的IDT电极。对其他结构，不脱离本发明的要旨的范围内可以适当地进行改变。

以下将说明有关本发明的实施例。

<实施例1>

对具体的制作在图1中表示的弹性表面波装置的实施例进行说明。

该弹性表面波装置，相邻两个IDT电极3、4，分别由自对方侧开始的端部的一部分的、电极指间距与剩余部分的电极指间距不相同的可变间距部分L2、L3，以及剩余部分的、电极指间距一定的固定间距部分L1、L4来构成，如图2所示，可变间距部分L2、L3的电极指间距趋向边界变窄，并且电极指间距的最小部B位于偏离边界的单侧。

在38.7°Y切(cut)X方向传播LiTaO₃单晶体的压电基板1上，形成了由Al(质量百分比为99％)-Cu(质量百分比为1％)合金构成的微细电极图案。

在相邻IDT电极3、4之间的边界部附近上IDT电极3、4的电极指间距，具有如图2所示的分布。

在各相邻IDT电极3侧的可变间距部分L2的电极指间距的平均值为2.15μm，固定间距部分L1的电极指间距为2.28μm。

还有，IDT电极4侧的可变间距部分L3的电极指间距的平均值为2.20μm，固定间距部分L4部的电极指间距为2.25μm。

在两个可变间距部分L2、L3中的电极指间距的最小部B，位于从可变间距部分L2、L3的边界偏离4.00μm距离的一侧(L2部侧)。最小部B的电极指间距为1.97μm。

还有，在各个弹性表面波谐振器的两侧上设置有的反射器电极8～11的平均电极指间距为2.13μm。

在各电极的图案的制作中，通过溅射装置、步进曝光装置(stepper)、以及RIE(Reactive Ion Etching)装置实施光刻而进行。

首先，通过丙酮、IPA(异丙基乙醇)对压电基板1进行超音波清洁、以及除去有机成分。其后，通过清洁烤炉对压电基板1进行充分的干燥操作之后，进行成为各电极的金属层的成膜。在金属层的成膜中使用溅射装置，并且作为金属层的材料使用了Al(99质量％)-Cu(1质量％)合金。此时的金属层的膜厚度为大约0.33μm。

其次，在金属曾上旋转涂抹大约0.5μm厚度的光致抗蚀剂，通过步进曝光装置(stepper)，按照所期望的形状来形成图案，并且由显影装置将无用部分的光致抗蚀剂用碱性显影液来溶解，表露出所期望的图案。其后，通过RIE装置进行金属层的蚀刻，完成图案形成，得到构成弹性表面波装置的各个电极的图案。

之后，在电极的指定区域上形成保护膜。即，通过CVD(Chemical VaporDeposition)装置，在各个电极的图案以及压电基板1上形成大约0.02μm厚度的SiO₂膜。

其后，通过光刻法进行图案形成，并且通过RIE装置等来进行倒装片用开口部的蚀刻。其后，使用溅射装置，对以Al为主体的焊盘电极进行成膜。此时焊盘电极的膜厚度为大约1.0μm。其后，通过提离方法同时去除光致抗蚀剂以及无用的Al，并且形成焊盘电极，焊盘电极用于形成导体凸块，导体凸块用于将弹性表面波装置倒装在外部电路基板等中。

接着，利用凸块焊接装置，在上述焊盘电极上形成有，由Au构成的倒装用导体凸块。导体凸块的直径为大约80μm，其高度为大约30μm。

接着，在压电基板1上沿着分割线实施切割加工，分割成各个弹性表面波装置(芯片)。其后，通过倒装安装装置以电极焊盘的形成面作为下面，将各个芯片收纳在封装中并粘接。其后，在N₂气体气氛中进行烘焙处理，进而完成封装化的弹性表面波装置。封装，利用了将陶瓷层多层层叠而形成的2.5×2.0mm方形(俯视)的层叠结构。

还有，作为比较例，通过与上述工序相同的工序来制作弹性表面波装置，在该弹性表面波装置上如图1所示的相邻两个IDT电极，没有分别由可变间距部分与固定间距部分构成，而且在IDT电极中的电极指间距固定。IDT电极2、4、5、7的电极指间距为2.20μm，IDT电极3、6的电极指间距为2.28μm。

其次，进行了在本实施例、以及比较例中的弹性表面波装置的特性测定。输入0dBm信号、频率780～960MHz、将测定点定为800点的条件下进行测定。样本数量为30个，测定装置使用了多通道网络测定仪器(安捷伦科技有限公司(AGILENT TECHNOLOGIES INC)制‘E5071A’)。

在图9中表示在该弹性表面波装置中的通频带附近的频率特性图。图9是表示，滤波器传输特性的插入损失的频率依赖性的图。在本实施例中的弹性表面波装置的滤波特性非常良好。即，如图9中的实线部分所示，在本实施例中的弹性表面波装置的插入损失为1.76dB、波动(ripple)为1.80dB、相对带宽为4.9％。

另一方面，如在图9中的虚线部分所示，在比较例中的弹性表面波装置的插入损失为2.00dB、波动(ripple)为1.80dB、相对带宽为3.8％。

从而，在本实施例中，可以实现将通频带保持在宽频带上同时具有通频带的平坦性以及减少插入损失的弹性表面波装置。

<实施例2>

接着，制作了与实施例1相同的弹性表面波装置。

与实施例1不同点在于，在实施例2的弹性表面波装置的弹性表面波谐振器中，在各个相邻IDT电极3、4之间的边界部分附近中的IDT电极3、4的电极指间距，具有如图5所示的分布。即，在如图5所示的两个可变间距部分L2、L3上，电极指间距的极小部C具有3个极小位置。

IDT电极3侧的可变间距部分L2的电极指间距的平均值为，2.01μm，固定间距部分L1的电极指间距为2.12μm。

并且，IDT电极4侧的可变间距部分L3的电极指间距的平均值为2.05μm，固定部分L4部的电极指间距为2.10μm。

还有，在上述极小部C中的最小部，位于从相邻两个IDT电极3、4边界偏移1.94μm距离的单侧IDT电极3中。

在图10中表示在该弹性表面波装置中，通频带附近的频率特性的曲线。图10是表示，滤波器传输特性的插入损耗的频率依赖性的图。在本实施例中的弹性表面波装置的滤波特性非常良好。即，如图10中的实线部分所示，在本实施例中的弹性表面波装置的插入损失为1.74dB、波动(ripple)为0.20dB、相对带宽为4.9％。

一方面，如在图10中的虚线部分所示，在比较例中的弹性表面波装置的插入损失为2.00dB、波动(ripple)为1.80dB、相对带宽为3.6％。

从而，在本实施例中，可以实现将通频带保持在宽频带上同时具有通频带的平坦性以及减少插入损失的弹性表面波装置。

<实施例3>

接着，制作了与实施例1相同的弹性表面波装置。

以实施例1不同点在于，在弹性表面波谐振器的、位于相邻IDT电极3、4之间的边界附近的IDT电极3、4的电极指间距，具有如图7所示的分布。

即，该弹性表面波谐振器，在IDT电极4侧的可变间距部分L3上具有宽间距区域D。还有，在两个可变间距部分L2、L3中的电极指间距的最小部B，位于从相邻两个IDT电极3、4边界偏移4.05μm距离的单侧IDT电极3中。

在图11中表示通频带附近的频率特性图。图11是表示，滤波器传输特性的插入损耗的频率依赖性的图。在本实施例中的弹性表面波装置的滤波特性非常良好。即，如图11中的实线部分所示，在本实施例中的弹性表面波装置的插入损失为1.79dB、波动(ripple)为0.20dB、相对带宽为4.9％。

另一方面，如在图11中的虚线部分所示，在比较例中的弹性表面波装置的插入损失为2.00dB、波动(ripple)为1.80dB、相对带宽为3.8％。

从而，在本实施例中，可以实现将通频带保持在宽频带上同时具有通频带的平坦性以及减少插入损失的弹性表面波装置。

Claims (12)

1.一种弹性表面波谐振器，具备多个IDT电极，该多个IDT电极在压电基板上，沿着在该压电基板上传播的弹性表面波的传播方向设置，所述多个IDT电极具有沿垂直于该传播方向的方向延伸的多条电极指，

所述多个IDT电极中相邻的两个IDT电极，均由靠近相邻的对方侧的IDT电极端部的部分的、电极指间距不同的可变间距部分，和所述可变间距部分以外的电极指间距一定的固定间距部分构成，

所述相邻的两个IDT电极的所述可变间距部分的电极指间距趋向所述相邻的两个IDT电极的相邻的边界，整体地变窄，

在所述相邻的两个IDT电极上的所述可变间距部分中的电极指间距的最小部位于从所述相邻的边界偏离的单侧。

2.如权利要求1所述的弹性表面波谐振器，其特征在于：

相邻的两个IDT电极中，每一个IDT电极的所述可变间距部分的电极指间距的平均值，均形成比所述固定间距部分的电极指间距窄。

3.如权利要求1所述的弹性表面波谐振器，其特征在于：

在所述相邻的两个IDT电极中，其中一方IDT电极的所述固定间距部分的电极指间距比另一方IDT电极的所述固定间距部分的电极指间距宽，在所述可变间距部分中的所述电极指间距的最小部位于所述一方IDT电极侧。

4.如权利要求1所述的弹性表面波谐振器，其特征在于：

在所述相邻的两个IDT电极中，其中一方IDT电极的所述固定间距部分的电极指间距比另一方IDT电极的所述固定间距部分的电极指间距宽，所述一方IDT电极的所述可变间距部分的电极指间距的平均值，比所述另一方IDT电极的所述可变间距部分的电极指间距的平均值小。

5.如权利要求1所述的弹性表面波谐振器，其特征在于：

在所述相邻的两个可变间距部分中存在多个电极指间距极小部。

6.如权利要求5所述的弹性表面波谐振器，其特征在于：

在所述多个极小部中的最小部，位于从所述相邻两个IDT电极的边界偏离的单侧。

7.如权利要求1所述的弹性表面波谐振器，其特征在于：

在所述相邻的两个IDT电极中，至少一方IDT电极的可变间距部分备有电极指间距比该一方IDT电极的所述固定间距部分的电极指间距宽的宽间距区域。

8.如权利要求7所述的弹性表面波谐振器，其特征在于：

所述宽间距区域，位于所述可变间距部分中的与固定间距部分之间的边界侧的部位。

9.一种弹性表面波装置，

具有：

权利要求1所述的弹性表面波谐振器；和

输入输出端子，其与该弹性表面波谐振器连接。

10.一种弹性表面波装置，对权利要求1所述的弹性表面波谐振器连接产生一个以上模式谐振的弹性表面波谐振子。

11.一种弹性表面波装置，

级联连接了2级权利要求1所述的弹性表面波谐振器。

12.一种通信设备，具备接收电路以及发送电路中的至少一方，

搭载了权利要求1所述的弹性表面波谐振器。

Images