JP2001068960A - Ｓａｗ共振子及びこれを用いたｓａｗデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来より小型のＳＡＷ共振子及びＳＡＷデバ
イスを得る。 【解決手段】 ＩＤＴ１０と反射器１２との間を接続す
る電極１８と、反射器１２と他の回路素子との間を接続
する電極２０又はパッドとを、圧電性基板の表面に設け
る。必要に応じ、反射器１２をメアンダ状のインダクタ
として設計する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電性基板上に形
成されたＳＡＷ（表面弾性波）共振子及びこれを用いた
ＳＡＷデバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＳＡＷデバイスの一種として、その直列
腕及び並列腕のうち少なくとも一方にＳＡＷ共振子が配
置されたＳＡＷ共振子フィルタが知られている。ＳＡＷ
共振子は、一般に、圧電性基板の表面にＩＤＴ（インタ
ーディジタルトランスデューサ）や反射器を配置形成し
た構成を有する。従って、ＳＡＷ共振子フィルタは、圧
電性基板から切り出された複数のチップを、その導体パ
ターン同士、ワイヤ等で相互に導電接続して、構成する
こともできる。しかし、圧電性基板から切り出された単
一のチップ上に形成する方が、小型化や集積化の面で、
望ましい。

【０００３】図６に示されるように、ＳＡＷ共振子フィ
ルタは直列型、並列型及びラダー型に分類できる。図６
（１）に示す直列型のＳＡＷ共振子フィルタは、直列腕
にＳＡＷ共振子Ｒｓ１及びＲｓ２を、並列腕にキャパシ
タＣｐ１、Ｃｐ２及びＣｐ３を、それぞれ配置した構成
を有している。図６（２）に示す並列型のＳＡＷ共振子
フィルタは、直列腕にキャパシタＣｓ１及びＣｓ２を、
並列腕にＳＡＷ共振子Ｒｐ１、Ｒｐ２及びＲｐ３を、そ
れぞれ配置した構成を有している。そして、図６（３）
に示すラダー型のＳＡＷ共振子フィルタは、直列腕にＳ
ＡＷ共振子Ｒｓ１及びＲｓ２を、並列腕にＳＡＷ共振子
Ｒｐ１、Ｒｐ２及びＲｐ３を、それぞれ配置した構成を
有している。

【０００４】図７に、ＳＡＷ共振子の一例を示す。この
ＳＡＷ共振子は、１個のＩＤＴ１０、２個の反射器１２
及び１対のポート１４を、圧電性基板の表面に形成した
構成を有する。

【０００５】まず、ＩＤＴ１０は、圧電性基板の表面に
表面弾性波を励振するための電極であり、図７（３）に
示すように１対の電極１０ａからそれぞれ多数の電極指
１０ｂを延長した指交差状電極配置を有している。表面
弾性波の伝搬方向は図中左右方向となる。ポート１４
は、図示されているＳＡＷ共振子を他の回路素子と接続
するための配線又はパッドである。図７（３）中上下に
示されている電極１０ａはそれぞれ異なるポート１４に
導電接続される。

【０００６】次に、反射器１２は、図７（１）に示すよ
うに、ＩＤＴ１０にて励振された表面弾性波の伝搬方向
（図中左右方向）に沿って、ＩＤＴ１０を挟むよう配置
形成された電極である。図７（４）の例では、反射器１
２は、一対の共通電極１２ａの間を多数の反射電極１２
ｂにより接続した梯子状電極配置を有している。反射器
１２は、ＩＤＴ１０により励振された表面弾性波を反射
させ、反射器１２と反射器１２の間に定在波を発生させ
る。

【０００７】図７（１）に示したＳＡＷ共振子の特性
は、圧電性基板の材質等の他、ＩＤＴ１０及び反射器１
２における電極配置、電極寸法等により定まる。ＳＡＷ
共振子は、一般に、図７（２）に示す如く、共振周波数
及び反共振周波数を有する回路として等価回路表現でき
る。

【０００８】なお、図６は一例であり、フィルタ次数等
を始めとする各種の特性設計的要素については適宜定め
ることができる。図７（３）及び（４）は、それぞれ、
ＩＤＴ１０又は反射器１２の一部を拡大しかつ簡略化し
て示したものである。そして、本願では、圧電性基板の
種類や表面弾性波の種類・モードについては特に限定し
ない。従って、本願で言うところの「表面弾性波」「Ｓ
ＡＷ」にはバルク波成分を含むものも含まれることに留
意されたい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したＳＡＷ共振子
は、一般に、その共振周波数と反共振周波数が非常に近
いという特質を有している。この特質が使用上の制限に
なることもある一方、逆にこれを利用することも可能で
ある。即ち、従来から、この特質により課せられる制限
を緩和する技術と、この特質を成功裡に利用する技術と
が、共に検討されてきた。

【００１０】まず、上述の特質により生じる制限を緩和
する方法としては図７（１）に示したＳＡＷ共振子にイ
ンダクタ１６を追加し、図８（２）及び（３）に示すイ
ンダクタ付ＳＡＷ共振子を構成する方法がある。インダ
クタ１６の一例としては、図８（１）に示すように、圧
電性基板の表面にメアンダ状の導体を配置形成した平面
型インダクタがある。このような平面型インダクタをイ
ンダクタ１６として用いることにより、特に製造工程を
増加させないで（例えばワイヤインダクタを用いない
で）圧電性基板上にインダクタ付ＳＡＷ共振子を形成で
き、また上述の特質に起因した設計上の制限を緩和でき
る（入出力マッチングを容易に確保できまた静電破壊を
好適に防止できる）。反面、図８（４）に示すように、
インダクタ１６により無視し得ない基板面積が占有され
てしまう。これは、ＳＡＷ共振子及びこれを用いたＳＡ
Ｗデバイスの小型化上、支障となる。

【００１１】次に、その共振周波数と反共振周波数が非
常に近いという特質を利用する例としては、遮断特性等
の点で優れた前述のＳＡＷ共振子フィルタを構成する、
という例がある。しかし、例えば図６（３）に示したラ
ダー型のＳＡＷ共振子フィルタを構成する場合、図９に
示すように、ＳＡＷ共振子同士を接続するため圧電性基
板表面に形成する導体の配置に、問題が生じる。より具
体的には、図９中、ＳＡＷ共振子Ｒｓ１及びＲｐ２とＳ
ＡＷ共振子Ｒｓ２とを接続する導体の配線長が他の配線
より長くなる。また、この導体と、ＳＡＷ共振子Ｒｓ２
を接地用のパッドＧＮＤに接続するための導体とが、相
近接した位置関係とならざるを得ない。これら、長い配
線長を有する導体や相近接した位置関係を有する複数の
導体は、所期の特性を得る上で支障となりやすく、電極
配置設計上の制約となりやすく、また、小型化の上で支
障となる。

【００１２】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、ＳＡＷ共振子及び
これを用いたＳＡＷデバイスについて、反射器の構造上
の工夫によってその設計上の制限の緩和、小型化等を達
成することを、その目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
べく、本発明は、（１）圧電性基板と、（２）対をなす
電極からそれぞれ複数の電極指を指交差状に延長したす
だれ状構造を有し圧電性基板の表面に形成されたＩＤＴ
と、（３）このＩＤＴの電極指と平行な複数の反射電極
を有しＩＤＴを挟むよう表面弾性波伝搬方向に沿い圧電
性基板の表面に形成された複数の反射器と、を備え、
（４）ＩＤＴにより圧電性基板の表面に励振された表面
弾性波を各反射器にて反射させ反射器間に定在波を発生
させるＳＡＷ共振子において、（５）上記複数の反射器
のうち少なくとも１個が、一方ではＩＤＴに、他方では
他の回路素子との導電接続のための素子間接続部材に、
導電接続されていることを特徴とする。

【００１４】従来においては、ＳＡＷ共振子を構成する
反射器は、ＩＤＴから電気的に分離されていた。本発明
においては、この反射器を、ＩＤＴと他の回路素子との
電気的接続に使用する。例えば、ＩＤＴ及び素子間接続
部材に導電接続された反射器を、上記複数の反射電極を
メアンダ状に導電接続した平面インダクタ構造を有する
電極構造とする。即ち、この反射器を、ＩＤＴにより励
振された表面弾性波を反射する反射器としても、また、
ＩＤＴと素子間接続部材（ひいては他の回路素子）との
間を接続するインダクタとしても、機能させる。これに
より、平面型インダクタを別途設ける必要がなくなるた
め、従来より小型のＳＡＷ共振子ひいてはこれを用いた
従来より小型のＳＡＷデバイスを実現できるようにな
る。更に、この反射器兼用の平面インダクタ構造におい
て、複数の反射電極のうち一部を相互に並列接続した部
分を設ける、といった工夫により、インダクタンス値を
設計的に自在に決定できる等の利点も生じる。

【００１５】本発明に係るＳＡＷ共振子を用いて、ＳＡ
Ｗデバイス例えばＳＡＷフィルタを構成することができ
る。その場合、当該ＳＡＷデバイスを構成するＳＡＷ共
振子のうち少なくとも１個を、本発明に係るＳＡＷ共振
子とし、当該少なくとも１個のＳＡＷ共振子を、素子間
接続部材を介し、ＳＡＷデバイスの一部を構成する他の
回路素子と導電接続するか、或いは当該ＳＡＷデバイス
の外部と接続する。或いは、ＳＡＷ共振子のうち少なく
とも２個を本発明に係るＳＡＷ共振子とし、当該少なく
とも２個のＳＡＷ共振子を素子間接続部材により互いに
導電接続する。ＳＡＷ共振子フィルタ等のフィルタを構
成する場合、その直列腕及び並列腕のうち少なくとも一
方に本発明に係るＳＡＷ共振子を配置する。素子間接続
部材の形態としては、圧電性基板の表面に形成された配
線用の電極、圧電性基板の表面に形成されたボンディン
グ用の導電性のパッド等の形態がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。なお、図６乃至図９に示し
た従来技術と同様の又は対応する部材については、同一
の符号を付し、重複する説明を省略する。

【００１７】図１に、本発明における反射器１２の構造
上の特徴を、例を用いて示す。まず、図１（１）に示す
例では、ＩＤＴ１０の電極１０ａと反射器１２の電極１
２ａとを接続する電極１８及び反射器１２の電極１２ａ
を図示しない回路素子に接続する電極２０が、設けられ
ている。従来はＩＤＴ１０と反射器１２とを接続する導
体が設けられていなかったことに留意されたい。図１
（２）に示す例では、更に、反射器１２の電極１２ａ
が、メアンダ状の平面インダクタ構造が形成されるよ
う、上下交互にかつ１本毎に、反射電極１２ｂ相互を接
続している。更に、図１（３）に示す例では、電極１２
ａが所定ピッチ毎に切れており、その結果、複数の反射
電極１２ｂがいわば束ねられた形で、メアンダ状の平面
インダクタ構造が形成されている。この構造は、反射電
極１２ｂを束ねる本数を変更するだけでインダクタンス
値を変更設定できる等の利点を有している。なお、図１
（１）及び（２）は、導体配置の一部を拡大して描いた
図であり、図１（３）は、図示の簡便化のため各電極１
２ａ及び各反射電極１２ｂを１本の線としてかつ一部を
省略して描いた図である。

【００１８】また、図１に示した構造を、図２に示す如
く、ＩＤＴ１０の左右に存する２個の反射器１２双方に
適用することができる。この図の例では、ＩＤＴ１０を
構成する電極１０ａのうち図中上側の電極１０ａを右側
の反射器１２の電極１２ａに、下側の電極１０ａを左側
の反射器１２の電極１２ａに、それぞれ接続している。
更に、配線２０に代えて、図３に示す如く、パッド２２
を設けてもよい。

【００１９】図４に、上述した構造的特徴を有する反射
器１２を用いてＳＡＷ共振子フィルタを構成した場合の
電極配置の一例を、圧電性基板表面の占有位置・面積の
関係によって、示す。この図の例は、図６（３）に示し
たラダー型のフィルタである。図中「配線占有部位」と
して示されているのは図１又は図２に示した電極１８又
は２０により占有されている部位であり、「パッド占有
部位」として示されているのは図３に示したパッド２２
により占有されている部位である。ＩＮは信号入力用
の、ＯＵＴは信号出力用の、ＧＮＤは接地用のパッド２
２である。この図と従来技術に係る図９との対比から明
らかなように、本実施形態においては、従来技術で共振
子間に設けざるを得なかった長い配線長の電極や、当該
共振子間の接続のための電極同士の近接配置は、用いら
れていない。これに伴い、主として共振子間隔が狭まっ
た結果として、全体としての圧電性基板表面の占有面積
も小さくなっている。また、共振子間の接続のための電
極の位置、寸法等の設計は、従来に比べ容易である。

【００２０】図５に、図１（２）又は（３）に示した構
造を有する反射器１２を用いてインダクタ付ＳＡＷ共振
子を構成した例を、圧電性基板表面の占有位置・面積の
関係によって、示す。図中、「反射器（兼インダクタ）
占有部位」として示されているのは図１（２）又は
（３）に示した構造により占有されている部位であり、
「パッド及び配線占有部位」は図１乃至図３に示した配
線２０又はパッド２２により占有されている部位であ
る。図８（３）に示した従来技術との比較から明らかな
如く、本実施形態においては、別途平面型インダクタを
設ける必要がないため小型なＳＡＷ共振子を提供でき
る。なお、この図に示すＳＡＷ共振子を、図４中のいず
れかの共振子として用いることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明における反射器の構造上の特徴を例示
する図であり、（１）はＩＤＴ及び他の回路素子との接
続を示す一部省略拡大平面図、（２）はそのインダクタ
としての使用を示す一部省略拡大平面図、（３）は複数
の反射電極を束ねた状態を示す概念的平面図である。

【図２】 ＩＤＴとその左右に存する反射器との接続を
示す一部省略拡大平面図である。

【図３】 反射器とパッドとの接続を示す一部省略拡大
平面図である。

【図４】 ラダー型ＳＡＷ共振子フィルタの一例、特に
その電極占有部位相互の位置関係を示す平面図である。

【図５】 インダクタ付ＳＡＷ共振子の一例、特にその
電極占有部位相互の位置関係を示す平面図である。

【図６】 ＳＡＷ共振子フィルタの類型を示す図であ
り、（１）は直列型を、（２）は並列型を、（３）はラ
ダー型をそれぞれ示す回路図である。

【図７】 従来におけるＳＡＷ共振子の一例を示す図で
あり、（１）はその電極構成を概念的に示す図、（２）
は等価回路図、（３）はＩＤＴの構造を示す一部省略拡
大平面図、（４）は反射器の構造を示す一部省略拡大平
面図である。

【図８】 従来におけるインダクタ付ＳＡＷ共振子の一
例を示す図であり、（１）はインダクタの電極配置を示
す一部省略拡大平面図、（２）はその電極構成を概念的
に示す図、（３）は等価回路図、（４）はその電極占有
部位相互の位置関係を示す平面図である。

【図９】 従来におけるラダー型ＳＡＷ共振子フィルタ
の一例、特にその電極占有部位相互の位置関係を示す平
面図である。

【符号の説明】

１０ ＩＤＴ、１０ｂ 電極指、１２ 反射器、１２ｂ
反射電極、１８，２０ 電極、２２ パッド、Ｒｓ
１，Ｒｓ２，Ｒｐ１，Ｒｐ２，Ｒｐ３ ＳＡＷ共振子。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電性基板と、対をなす電極からそれぞ
   れ複数の電極指を指交差状に延長したすだれ状構造を有
   し圧電性基板の表面に形成されたＩＤＴと、このＩＤＴ
   の電極指と平行な複数の反射電極を有しＩＤＴを挟むよ
   う表面弾性波伝搬方向に沿い圧電性基板の表面に形成さ
   れた複数の反射器と、を備え、ＩＤＴにより圧電性基板
   の表面に励振された表面弾性波を各反射器にて反射させ
   反射器間に定在波を発生させるＳＡＷ共振子において、 上記複数の反射器のうち少なくとも１個が、一方ではＩ
   ＤＴに、他方では他の回路素子との導電接続のための素
   子間接続部材に、導電接続されていることを特徴とする
   ＳＡＷ共振子。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＳＡＷ共振子において、 上記素子間接続部材が、圧電性基板の表面に形成された
   配線用の電極又はボンディング用の導電性のパッドであ
   ることを特徴とするＳＡＷ共振子。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のＳＡＷ共振子にお
   いて、 ＩＤＴ及び素子間接続部材に導電接続された反射器が、
   ＩＤＴにより励振された表面弾性波を反射する反射器と
   してもＩＤＴと素子間接続部材との間を接続するインダ
   クタとしても機能するよう、上記複数の反射電極をメア
   ンダ状に導電接続した平面インダクタ構造を有すること
   を特徴とするＳＡＷ共振子。
4. 【請求項４】 請求項３記載のＳＡＷ共振子において、 平面インダクタ構造が、上記複数の反射電極のうち一部
   を相互に並列接続した部分を含むことを特徴とするＳＡ
   Ｗ共振子。
5. 【請求項５】 １個又は複数個のＳＡＷ共振子を備える
   ＳＡＷデバイスにおいて、 ＳＡＷ共振子のうち少なくとも１個が、請求項１乃至４
   のいずれかに記載のＳＡＷ共振子であり、当該少なくと
   も１個のＳＡＷ共振子が、上記素子間接続部材を介し、
   上記ＳＡＷデバイスの一部を構成する他の回路素子と導
   電接続され又は上記ＳＡＷデバイスの外部と接続される
   ことを特徴とするＳＡＷデバイス。
6. 【請求項６】 請求項５記載のＳＡＷデバイスにおい
   て、 ＳＡＷ共振子のうち少なくとも２個が、請求項１乃至４
   のいずれかに記載のＳＡＷ共振子であり、当該少なくと
   も２個のＳＡＷ共振子が、上記素子間接続部材により互
   いに導電接続されたことを特徴とするＳＡＷデバイス。
7. 【請求項７】 請求項５又は６記載のＳＡＷデバイスに
   おいて、 フィルタを構成するようその直列腕及び並列腕のうち少
   なくとも一方にＳＡＷ共振子が配置されたことを特徴と
   するＳＡＷデバイス。