JP2002217674A

JP2002217674A - 弾性表面波素子

Info

Publication number: JP2002217674A
Application number: JP2001012115A
Authority: JP
Inventors: Kyoko Kawaguchi; 恭子川口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】製造時の製造誤差を自動的に補うことができ、
素子のインピーダンスを一定に保ち、安定した周波数特
性を得る。【解決手段】弾性表面波素子を形成する櫛型電極と、外
部回路或は接地部へ接続するための電極端子１１ｂ、１
２ｂ、１３ｂ、１４ｂとの間にそれぞれ製造誤差補正パ
ターン２１，２２，２３，２４を設ける。そして製造誤
差補正パターンの形状は、導電ライン部が隣り合う部分
を有するように変形したパターンであって、その隣り合
う部分の間隔が暫時変化しており、製造精度に応じて隣
り合う部分の接触割合が制御されるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、圧電性基板上に
形成された櫛型電極を有する弾性表面波素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波素子（surface acoustic wav
e device）（ＳＡＷデバイスとも称される）は、圧電基
板に櫛歯状電極（comb-like electrodes ）を組み合せ
インターデジタルトランスジューサ（ＩＤＴ）を形成し
ている。

【０００３】この弾性表面波素子は、例えば、電子機器
の周波数フィルタとして利用されている。電子機器とし
ては、テレビジョン受信機、通信機器、携帯電話機等が
ある。

【０００４】図７には、従来のトランスバーサル型の弾
性表面波素子を示している。１０は圧電基板であり、例
えばニオブ酸リチウム（LiNbO₂）、タンタル酸リチウム
(LiTaO₂)等の圧電材料で製造されている。この圧電基板
１０上には、入力トランスジューサ１０１、シールド電
極１０２、出力トランスジューサ１０３が構築されてい
る。

【０００５】ここで入力トランスジューサ１０１は次の
ように構成されている。第1の櫛状電極は第1の共通電極
１１ａと、この第1の共通電極１１ａに接続された電極
指１ａ，１ｂ、１ｃ、…を有する。第２の櫛状電極１２
は第２の共通電極１２ａと、この第２の共通電極１２ａ
に接続された電極指２ａ，２ｂ、２ｃ、…を有する。

【０００６】シールド電極１０２は、入力・出力側のト
ランスジューサを電磁的に遮断する機能を有した一定幅
の導電材パターンである。

【０００７】出力トランスジューサ１０３は、次のよう
に構成されている。第1の櫛状電極は第1の共通電極１３
ａと、この第1の共通電極１３ａに対して接続された電
極指３ａ，３ｂ、３ｃ、…を有する。第２の櫛状電極は
第２の共通電極１４ａと、この第２の共通電極１４ａに
接続された電極指４ａ，４ｂ、４ｃ、…を有する。上記
の電極の材質はアルミニウム（Al）或はアルミニウム合
金が用いられる。

【０００８】さらに上記入力トランスジューサ１０１の
第1、第2の共通電極１１ａ，１２ａ、出力トランスジュ
ーサ１０２の第1、第2の共通電極１３ａ，１４ａには、
外部回路或はアースパターンに接続するための電極端子
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂがそれぞれ設けられて
いる。

【０００９】上記の弾性表面波素子を外部回路に接続し
た際、外部回路とのインピーダンス不整合による損失を
少なくするために、外部回路と電極端子１１ｂ，１２
ｂ，１３ｂ，１４ｂとの間にはインダクタンスやキャパ
シタンスで構成される整合回路を挿入することが多い。

【００１０】上記の弾性表面波素子は、外部回路とのイ
ンピーダンス整合により挿入損失などの特性が変化する
ため、用途・使用条件を考慮したインピーダンス設計が
なされている。

【００１１】弾性表面波素子の量産において、素子のイ
ンピーダンス不整合による特性不良は、電極指の膜厚及
び線幅が設計値から大きくはずれるために生じることが
多い。そのため、弾性表面波素子を製造する上で、電極
指の膜厚・線幅の管理は重要となる。

【００１２】圧電性基板上に形成された膜厚や線幅は、
それぞれX線膜厚装置や光学顕微鏡などにより測定さ
れ、不適切な場合には、再度成膜からやり直す、あるい
は追加エッチングを施すなどの処理を行って所望の素子
特性を得られるようにしている。このとき、膜厚、線幅
の管理基準を厳しくすると、工数が増えて生産性が悪く
なってしまう。一方、管理基準を甘くすると、弾性表面
波素子の特性ばらつきが大きくなり、仕様の厳しい製品
では歩留まりの低下を招く。また、膜厚、線幅管理をど
んなに厳しくしようとしても、電極膜や電極指の形成
は、圧電基板毎の処理をおこなうので、圧電基板内の膜
厚、線幅のばらつきは残ってしまう。圧電基板内の線幅
ばらつきに関しては、素子１つ１つを検査してトリミン
グを行なう方法もあるが、時間がかかり、生産性が悪
い。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、弾性
表面波素子のインピーダンスを一定に保ち、製造時の膜
厚・線幅管理の労力を軽減して生産性を上げるととも
に、より安定した弾性表面波素子を提供することを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、弾性表面波
素子を形成する櫛型電極と外部回路へ接続するための電
極端子との間に接続された、製造誤差補正パターン有
し、この製造誤差補正パターンの形状は、導電ライン部
が隣り合う部分を有するように変形したパターンであっ
て、その隣り合う部分の間隔が暫時変化しており、製造
精度に応じて隣り合う部分の接触割合が制御されるよう
にしたことを特徴とする。

【００１５】この手段によると、製造精度によるばらつ
きで弾性表面波素子の電極指の幅が変化しても、製造誤
差補正パターンの隣り合う部分が誤差量に応じて、電気
的に短絡する割合が変わり、弾性表面波素子のインピー
ダンスの変化を抑圧することが可能となる。またこのよ
うな機能があるために、量産において安定した周波数特
性が得られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１７】１０は圧電基板であり、例えばニオブ酸リ
チウム（LiNbO₂）、タンタル酸リチウム(LiTaO₂)等の圧
電材料で製造されている。この圧電基板１０上には、入
力トランスジューサ１０１、シールド電極１０２、出力
トランスジューサ１０３が構築されている。

【００１８】ここで入力トランスジューサ１０１は次の
ように構成されている。第1の櫛状電極は第1の共通電極
１１ａと、この第1の共通電極１１ａに接続された電極
指１ａ，１ｂ、１ｃ、…を有する。第1の櫛状電極に対
して平行な第２の櫛状電極は、第２の共通電極１２ａ
と、この第２の共通電極１２ａに接続された電極指２
ａ，２ｂ、２ｃ、…を有する。そして第1と第2の共通電
極１１ａ、１２ａから延在した互いの電極指が交互に配
置されている。

【００１９】シールド電極１０２は、入力・出力側のト
ランスジューサを電磁的に遮断する機能をもつもので、
一定幅の導電材パターンである。

【００２０】出力トランスジューサ１０３は、次のよう
に構成されている。第1の櫛状電極は第1の共通電極１３
ａと、この第1の共通電極１３ａに接続された電極指３
ａ，３ｂ、３ｃ、…を有する。第1の櫛状電極に平行な
第２の櫛状電極は、第２の共通電極１４ａと、この第２
の共通電極１４ａに接続された電極指４ａ，４ｂ、４
ｃ、…を有する。そして第1と第2の共通電極１３ａ、１
４ａから延在した互いの電極指が交互に配置されてい
る。これらの電極の材質はアルミニウム（Al）或はアル
ミニウム合金が用いられる。

【００２１】さらに上記入力トランスジューサ１０１の
第1、第2の共通電極１１ａ，１２ａ、出力トランスジュ
ーサ１０３の第1、第2の共通電極１３ａ，１４ａには、
外部回路或はアースパターンに接続するための電極端子
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂがそれぞれ設けられて
いる。

【００２２】ここで、第1の共通電極１１ａと電極端子
１１ｂとの間は、製造誤差補正パターン２１により接続
され、第２の共通電極１２ａと電極端子１２ｂとの間
は、製造誤差補正パターン２２により接続され、第３の
共通電極１３ａと電極端子１３ｂとの間は、製造誤差補
正パターン２３により接続され、第1の共通電極１４ａ
と電極端子１４ｂとの間は、製造誤差補正パターン２４
により接続されている。

【００２３】図２は、第３の共通電極１３ａと電極端子
１３ｂとの間は、製造誤差補正パターン２３部の形状の
例を代表して示している。

【００２４】即ち、この製造誤差補正パターン２３は、
その形状は、導電ライン部が隣り合う部分を有するよう
に変形したパターンであって、その隣り合う部分の間隔
が暫時変化しており、製造精度に応じて隣り合う部分の
接触割合制御されるようになっている。即ち、図２の例
は、変形したパターンは、矩形のジグザグ形状である。
これにより、製造時のエッチングにより僅かにIDTの電
極指の幅が変化しても、その変化と同じようにパターン
２３の導電ラインの幅も変化する。例えば、IDTの電極
指の幅が大きくなると、その割合に応じて、パターン２
３の導電ラインの幅も大きくなる。すると導電ラインの
隣り合う部分の接触割合が大きくなる。

【００２５】IDTは、その電極幅が大きくなると、IDT容
量は大きくなり（ＩＤＴインピーダンス大きくなる）、
電極幅が小さくなるとIDT容量は小さくなる性質がある
（ＩＤＴインピーダンス小さくなる）。

【００２６】一方、製造誤差補正パターン２３は、その
電極幅が大きくなるとインピーダンスが小さくなり（接
触割合が多くなるからである）、その電極幅が小さくな
るとインピーダンスが大きくなる（接触割合が少なくな
るからである）ように、製造精度に応じて隣り合う部分
の接触割合制御される。

【００２７】この結果、IDTのインピーダンスが小さく
なるのに対して、補正パターン２３のインピーダンスが
大きくなり（インダクタンスが大きくなり）、逆にIDT
のインピーダンスが大きくなるのに対して、補正パター
ン２３のインピーダンスが小さくなる（インダクタンス
が小さくなる）という自動補正機能が製造時に得られ
る。

【００２８】よって、全体としてインピーダンスが大き
く変化することがなく、弾性表面波素子としての所望の
特性を設計上の特性に近い形で製造できる。

【００２９】上記のようにIDTの電極幅が大きくなる
と、これに連動して補正パターン２３の電極幅も大きく
なるために、例えば間隔ｔ１の部分（導電ラインの隣合
う部分）が接触して一体化し、この結果、この補正パタ
ーン２３のインピーダンスが低下する。IDTの電極幅が
さらに大きくなると、これに連動して補正パターン２３
の電極幅も大きくなるために、今度は間隔ｔ２の部分
（導電ラインの隣合う部分）も接触して一体化し、この
結果、この補正パターン２３のインピーダンスが低下す
る。

【００３０】よって、全体としてインピーダンスが大き
く変化することがなく、弾性表面波素子としての所望の
特性を設計上の特性に近い形で製造できる。

【００３１】この発明は上記の実施の形態に限定される
ものではない。図２の実施の形態は、補正パターン２３
を形成する導電ラインの隣り合う部分が平行であった。
しかし図３の例は、ジグザグの鋸波状の導電ラインで構
成された補正パターン２３ｂである。このような補正パ
ターン２３ｂであっても、先の実施の形態と同様な効果
を得ることができる。

【００３２】図４はさらにこの発明の別の実施の形態で
ある。この例は、製造誤差補正パターン２３ｃは、電極
端子１３ｂを矩形状に巻いた形状である。

【００３３】また図６はさらにこの発明の別の実施の形
態である。この例は、製造誤差補正パターン２３ｄが、
電極端子１３ｂを渦巻き状に巻いた形状である。

【００３４】図５は、さらにこの発明の別の実施の形態
である。この例では、さらに誘導素子パターン２５、２
６を追加した例である。誘導素子パターン２５は、製造
誤差補正パターン２３ｂと、共通電極１３ａとの間に形
成されている。また誘導素子パターン２６は、製造誤差
補正パターン２４ｂと共通電極１４ｂとの間に形成され
ている。図６は、電極端子１３ｂ、１４ｂ周辺を代表し
て示しているが、その他の電極端子の周辺にも誘導素子
パターンを設けている。

【００３５】この誘導素子パターンは、弾性表面波素子
の周波数通過帯域内で誘導性インピーダンス特性を奏す
る。この誘導素子パターンは、外部回路との整合を得る
上での整合回路として機能する。また、電極端子を接地
する上では、共振周波数を設計する上で自由度が高くな
る。さらに、この誘導素子パターンは、製造誤差補正パ
ターンとは、目的、機能が異なるものであり、製造誤差
により、隣り合う導電ラインの接触割合が変化してはな
らない。これはその機能目的である誘導性インピーダン
スを奏するための条件である。

【００３６】なお上記の説明では、図３に示した形状の
製造誤差補正パターンを代表して示したが、図２、図
４、図５に示したような補正パターンでも良いことは勿
論である。

【００３７】またこの発明は、弾性表面波素子のタイプ
としては図１に示したようなタイプに限らず各種のタイ
プに適用可能であることは勿論のことである。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
製造時の製造誤差を自動的に補うことができ、素子のイ
ンピーダンスを一定に保ち、安定した周波数特性を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示す構成説明図。

【図２】この発明の要部を取り出して示す図。

【図３】この発明の要部の他の例を示す図。

【図４】この発明の要部のさらに他の例を示す図。

【図５】この発明の要部のまた他の例を示す図。

【図６】この発明のさらに他の実施の形態を示す構成説
明図。

【図７】従来の弾性表面波素子を示す図。

【符号の説明】

１０１…入力トランスジューサ，１０２…シールド電
極，１０３…出力トランスジューサ、１１ｂ、１２ｂ，
１３ｂ，１４ｂ…電極端子，２１，２２，２３，２４…
製造誤差補正パターン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】弾性表面波素子を形成する櫛型電極と、
外部回路或は接地部へ接続するための電極端子との間に
接続された、製造誤差補正パターンを有し、前記製造誤差補正パターンの形状は、導電ライン部が隣
り合う部分を有するように変形したパターンであって、
その隣り合う部分の間隔が暫時変化しており、製造状態
に応じて隣り合う部分の接触割合が制御されるようにし
たことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】前記変形したパターンは、ジグザグ形状
であることを特徴とする請求項1記載の弾性表面波素
子。
【請求項３】前記変形したパターンは、矩形のジグザ
グ形状であることを特徴とする請求項２記載の弾性表面
波素子。
【請求項４】前記変形したパターンは、鋸状のジグザ
グ形状であることを特徴とする請求項２記載の弾性表面
波素子。
【請求項５】前記変形したパターンは、前記電極端子
を矩形状に巻いた形状であることを特徴とする請求項1
記載の弾性表面波素子。
【請求項６】前記変形したパターンは、前記電極端子
を渦巻き状に巻いた形状であることを特徴とする請求項
1記載の弾性表面波素子。