JP2004274696A - 弾性表面波装置および弾性表面波装置の温度特性調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の弾性表面波素子を同一基板上に並列関係に接続されて配置した弾性表面波装置を小型化するとともに、広い温度範囲において温度特性を良好にする。
【解決手段】 オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））で切り出された水晶板の主表面上に複数の弾性表面波素子が、各々の伝搬方向ψが互いに異なるように配置される。そして、前記オイラー角を（０°，θ，ψ）とした場合、各々の前記伝搬角度ψを０．３２９５θ＋３．３３１８°±１．１２５°の範囲内に設定すれば、前記伝搬方向の差を小さくすることが可能になる。これにより、弾性表面波素子のなす角度が小さくなり、弾性表面波装置の小型化が達成される。
【選択図】 図１５

Description

本発明は、弾性表面波装置に係り、特に水晶板を用い、温度に対する周波数の変動を低減させるようにした弾性表面波装置および温度特性調整方法に関する。

従来、水晶片に代表される圧電体平板の主表面にＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極を設け、高周波領域を安定して発振させる弾性表面波装置が知られている。そして前述した弾性表面波装置では、温度変化に対する周波数の変動を低減させる目的から圧電体平板にＳＴカット水晶板を用い、当該ＳＴカット水晶板のＸ軸方向（電気軸方向）を弾性表面波の伝搬方向とし、弾性表面波の一種であるＲａｙｌｅｉｇｈ波を励振させるＳＴカット弾性表面波装置が知られている。

この温度変化に対する周波数の変動を一層低減させる目的から、ＳＴカット水晶板上に複数の弾性表面波素子を、各々の弾性表面波素子から得られる弾性表面波の伝搬方向を互いに異ならせて配置する場合や、ＩＤＴ電極の電極厚みを互いに異ならせて配置する場合がある（例えば、特許文献１）。

また、ＳＴカット水晶板をＺ’軸まわりに回転させ、このＺ’軸まわりに面内回転させたＳＴカット水晶板（以下、面内回転ＳＴカット水晶板という）上に一つの弾性表面波素子を配置（以下、面内回転ＳＴカット弾性表面波装置という）する場合がある（例えば、特許文献２）。

特開昭５３−１４５５９５号公報

特公昭６３−１８８９２号公報 箕輪・十文字、「水晶板を用いた弾性表面波素子の中心周波数とその温度特性」、信学技報、社団法人電子情報通信学会、１９７６年７月、Ｖｏｌ．７６、Ｎｏ．７８、ｐ．９−１６、ＵＳ７６−２３

しかしながら、伝搬方向に対するＳＴカット弾性表面波装置の温度特性（温度変化に対する周波数変動特性）の頂点温度（周波数の極値を与える温度）の変化は小さく、伝搬方向が１０°変わっても頂点温度の変化は２０℃以下である（例えば、非特許文献１参照）。このため、複数の弾性表面波素子を同一のＳＴカット水晶板上に配置しようとした場合、各々の弾性表面波素子のなす角度を大きくする必要がある。特に配置する弾性表面波素子の数を多くして、広い温度範囲における周波数の変動を小さくしようとする場合には、最小の頂点温度を与える弾性表面波素子と最大の頂点温度を与える弾性表面波素子とのなす角度は大きくならざるを得ない。このため、同一のＳＴカット水晶板上に複数の弾性表面波素子を、各々の弾性表面波素子から得られる弾性表面波の伝搬方向を互いに異ならせて配置した弾性表面波装置は、小型化が困難という問題点があった。さらに、斜めに配置されたＩＤＴ電極は高周波になるに従い、次の問題点も持つ。

ＩＤＴ電極は通常フォトマスクを用いてそのパターンを形成する。このフォトマスクにおける斜めの直線は、短い直線を階段状に並べた直線群により形成される。高周波になるに従い細線化するＩＤＴ電極では、この階段状に並べられた直線群の階段状態が無視できなくなり、斜めに配置されたＩＤＴ電極が滑らか（ＩＤＴ電極の電極幅が一定）とは見なせなくなってしまう。そしてＩＤＴ電極が滑らかではない場合には不要振動が発生することがあり、不良の原因となり得る。

一方、同一のＳＴカット水晶板上に、ＩＤＴ電極の電極厚みが互いに異なる複数の弾性表面波素子を配置する場合は、ＩＤＴ電極を平行に配置できる。しかし、同一の水晶板上に複数の電極厚みを形成する必要があり、製造プロセスが複雑になってしまうという問題点があった。

面内回転ＳＴカット弾性表面波装置は、ＳＴカット弾性表面波装置に比べて温度特性が非常に良い。しかし、一つの弾性表面波素子から得られる温度特性では、使用温度範囲を広げた場合に、周波数の変動は大きくなる一方であり、精度としては不十分なものになってしまうという問題点があった。

本発明は、上記従来の問題点に着目し広い温度範囲において温度特性が良好で小型な弾性表面波装置を提供することを目的とする。また、本発明は、弾性表面波装置の温度特性調整方法を提供することを目的とする。

本発明の弾性表面波装置は、オイラー角（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））で切り出された水晶板の主表面上に、Ｒａｙｌｅｉｇｈ波を励振するための少なくとも一対のＩＤＴ電極を配置してなる複数ｎ個の弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎが、互いに並列関係に接続され、当該弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎから各々得られる弾性表面波の伝搬方向ψ１〜ψｎの中で、少なくとも複数の前記伝搬方向が互いに異なるように配置されてなる弾性表面波装置であって、前記オイラー角を（０°，θ，ψ）とした場合、前記伝搬方向ψ１〜ψｎが、
ψ１〜ψｎ＝０．３２９５θ＋３．３３１８°±１．１２５°
の範囲内であることを特徴とする。

上記構成によれば、前記伝搬方向ψ１〜ψｎを互いに大きく異ならせることなく頂点温度を変化させることができるという効果を有する。

また、本発明の弾性表面波装置は、オイラー角（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））で切り出された水晶板の主表面上に、Ｒａｙｌｅｉｇｈ波を励振するための少なくとも一対のＩＤＴ電極を配置してなる複数ｎ個の弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎが、互いに並列関係に接続され、前記弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎの前記ＩＤＴ電極から各々得られる電極幅／電極ピッチη１〜ηｎの中で、少なくとも複数の前記電極幅／電極ピッチ が互いに異なるように配置されてなる弾性表面波装置であって、前記オイラー角を（０°，θ，ψ）とした場合、
ψ１〜ψｎ＝０．３２９５θ＋３．３３１８°±１．１２５°
の範囲内であることを特徴とする。

上記構成によれば、広い温度範囲において良好な温度特性を持つことができ、前記ＩＤＴ電極を平行に配置することができるという効果を有する。

さらに、本発明の弾性表面波装置は、オイラー角（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））で切り出された水晶板の主表面上に、Ｒａｙｌｅｉｇｈ波を励振するための少なくとも一対のＩＤＴ電極を配置してなる複数ｎ個の弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎが、互いに並列関係に接続され、前記弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎの前記ＩＤＴ電極から各々得られる電極幅／電極ピッチη１〜ηｎの中で、少なくとも複数の前記電極幅／電極ピッチが互いに異なるように配置されてなる弾性表面波装置であって、かつ、当該弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎから各々得られる弾性表面波の伝搬方向ψ１〜ψｎの中で、少なくとも複数の前記伝搬方向が互いに異なるように配置されてなる弾性表面波装置であって、前記オイラー角を（０°，θ，ψ）とした場合、前記伝搬方向ψ１〜ψｎが、
ψ１〜ψｎ＝０．３２９５θ＋３．３３１８°±１．１２５°
の範囲内であることを特徴とする弾性表面波装置。

上記構成によれば、前記伝搬方向ψ１〜ψｎを互いに大きく異ならせることなく頂点温度を変化させることができるとともに、広い温度範囲において良好な温度特性を持つことができるという効果を有する。

また、本発明の弾性表面波装置は、前記弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎから各々得られる温度特性の頂点温度Ｔｐ１〜Ｔｐｎのうち少なくとも一つが、使用温度範囲外にあることを特徴とする。

上記構成によれば、製造上の誤差により前記弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎの各々から得られる温度特性の頂点温度Ｔｐ１〜Ｔｐｎが所望の値からずれた場合においても、使用温度範囲において良好な温度特性を持つことができるという効果を有する。

また、本発明の弾性表面波装置は、オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））で切り出された前記水晶板に前記弾性表面波装置を配置する角度を調整することにより温度特性を調整することを特徴とする。

上記構成によれば、製造工程より前記弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎの各々から得られる温度特性の頂点温度Ｔｐ１〜Ｔｐｎが所望の値からずれた場合においても、使用温度範囲において良好な温度特性を持つことができるという効果を有する。さらに、使用温度範囲が変更になった場合においても、良好な温度特性を持つ温度範囲を容易に変更することができるという効果を有する。

以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施例に示す構成のすべてが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。

以下、本発明を具体化した実施例１を図面に基づいて説明する。

図１は、水晶のカット角の説明図である。圧電振動子を水晶から切り出す場合、カットの方向によって温度特性が変動することが知られている。図１に示すように、水晶の結晶軸は、電気軸（Ｘ軸）、機械軸（Ｙ軸）、光軸（Ｚ軸）によって定義されるが、ＳＴカットといわれるものはオイラー角（φ，θ，ψ）が（０°，０°，０°）の水晶Ｚ板２を、電気軸（Ｘ軸）まわりにθ＝１１３〜１３５°回転させて得られるＳＴカット水晶板１の新しい座標軸（Ｘ，Ｙ’，Ｚ’）に沿って切り出されるものである。このＳＴカット水晶板１のＺ’軸まわりにさらにψ＝±（４０〜４９）°回転させ、弾性表面波の伝播方向がこの方向となるように作製された圧電振動子が面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３といわれるものである。そしてこの面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３は、温度特性が極めてよいことが知られており、その温度特性は、ＳＴカットの一種であることから、２次関数の温度特性であると思われていた。しかし、発明者が検討を行ってみると、実際は温度特性の変曲点が１１０℃近辺にある３次関数の温度特性であることが判明した。１１０℃を大きく超えて温度特性を測定することは通常行わないため、面内回転ＳＴカット水晶板９を用いた面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の温度特性が３次関数であることがこれまで確認されなかった。

図２は、極値を有する温度特性曲線図を示す図である。面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の温度特性は変曲点温度が約１１０℃であり、例えば使用温度範囲がそれより低い温度領域−４０〜８５℃とした場合、３次関数の温度特性曲線のうち、変曲点より低い温度領域に位置する極大値（Ｔｐ）を有する領域を使用する（図２において四角で囲んだ部分）。

図３は、オイラー角が（０°、１１３〜１３５°、±（４０〜４９°））にある面内回転ＳＴカット水晶板９において、極値を有する温度特性曲線を容易に見つけることが可能な、範囲を示すグラフである。

発明者は種々の検討を繰り返し、３次関数の温度特性を有する同グラフの範囲において、トランスバーサル型の弾性表面波装置が−４０〜８５℃の温度範囲で極値（極大値もしくは極小値）を有する温度特性曲線を容易に見つけることが可能なθとψとの範囲を見いだした。この範囲を同グラフにおけるハッチング部５に示す。

一方、同グラフにおけるハッチング部４は、共振子型の弾性表面波装置において、温度特性曲線が上記の温度範囲で極値（極大値もしくは極小値）を有する温度特性曲線を容易に見つけることが可能なθとψとの範囲のうち、ハッチング部５の範囲外にある範囲であり、電極が形成されている分ハッチング５の領域に比較して、ψの値が小さくなっている。そして同グラフにおけるハッチング部４とハッチング部５を合わせた領域は、下記の数式によって定義される。
（数１）
ψ＝０．３２９５θ＋３．３３１８°±１．１２５°
そしてハッチング部４とハッチング部５に示される領域内で、Ｚ’軸まわりに面内回転を行わせることで容易に極値（極大値と極小値）を有する周波数温度特性曲線を見つけることができる。

発明者は、上記ハッチング部４とハッチング部５の境界領域において、温度特性の検証を行い、前記ハッチング部４とハッチング部５の範囲の正当性についてそれぞれ確認をおこなった。

また本実施例において、面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３とは、トランスバーサル型のＳＡＷフィルタと、共振子型ＳＡＷデバイス（ＳＡＷ共振子、共振子型ＳＡＷフィルタを含む）の双方を含むものと定義する。

図９〜図１２は、オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））にある面内回転ＳＴカット水晶板９を用いたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、３次関数の極値の有無を検証したグラフである。

これらの図から、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタの弾性表面波装置が−４０〜８５℃の温度範囲で極値（極大値もしくは極小値）を有する温度特性を容易に見つけることが可能なθとψの範囲を見いだした。その範囲が図３のハッチング部５であり、下記の数式によって定義される。
（数２）
ψ＝０．３２９５θ＋３．８３１８°±０．６２５°
ところで発明者は、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタの温度特性だけに留まらず、さらに共振子型ＳＡＷデバイスの温度特性についても検討を重ね、種々の規則性を見いだした。すなわちトランスバーサル型ＳＡＷフィルタは、圧電材料となる水晶基板の表面に、発信側のＩＤＴ電極（くし歯電極）と受信側のＩＤＴ電極がある間隔をもって配置された形態となっている。このようなＳＡＷフィルタにおいてはＩＤＴ電極間には何も形成されないため、電極の幅、厚み等の要素によって周波数の温度特性の変化が小さい（電極の形状を変化させても温度特性があまり変化しない）。これに対し共振子型ＳＡＷデバイスでは、圧電材料となる水晶基板の表面にＩＤＴ電極が形成され、このＩＤＴ電極を挟むように反射器電極が形成された形態となっており、このＩＤＴ電極の幅、厚み等の要素によって温度特性が変化する。

図４は、オイラー角が（０°、１２３°、±（４０〜４９°））にある面内回転ＳＴカット水晶板９を用いた共振子型ＳＡＷデバイスにおいて、３次関数の温度特性について−４０〜８５℃の温度範囲において極値の有無を検証したグラフであり、電極膜厚Ｈと弾性表面波波長λの比（以下、Ｈ／λ）は０．０３である。なお、ＩＤＴ電極の電極膜厚Ｈ、弾性表面波波長λは、弾性表面波素子の断面図である図２５に示してある。図４に示すように、図３におけるハッチング部４の範囲より面内回転角ψを小さくした条件では、−４０〜８５℃の温度範囲において温度特性に極値を有しないことが解る。また図３のハッチング部４の範囲より面内回転角ψを大きくした条件においては極値を有することが解る。例えば、図４のグラフにおいて、ψ＝４４°の場合、約−３０°で極値を有している。このψ＝４４°の場合、ハッチング部５に含まれている。

図４と図１０はオイラー角（０°、θ、ψ）のうち、θが同一でも電極の有無により、類似した温度特性曲線を与えるψが異なることを示す。例えば、極値を有する境界となるψを見ると、図１０ではψ＝４３．７°であるのに対し、図４ではψ＝４２．７°と１度小さくなっている。即ち、電極があることにより、図３のハッチング部５で定義されるψの範囲内だけでは−４０〜８５℃の温度範囲で極値（極大値もしくは極小値）を有する温度特性を見つけることは容易ではなくなる。そこで図３のハッチング部５の範囲のψを１度小さい方に広げた範囲（これがハッチング部４）とハッチング部５を合わせた範囲を定義すれば電極の有無に関らず、−４０〜８５℃の温度範囲で極値（極大値もしくは極小値）を有する温度特性を容易に見つけることが可能となる。そしてハッチング部４とハッチング部５を合わせた範囲は、数式１によって定義される。

図５〜図８にはオイラー角（０°、１１７°、ψ）、（０°、１２９°、ψ）、（０°、１３５°、ψ）における共振子型ＳＡＷデバイスの温度特性を示している。これらの図より、図３のハッチング部５で定義されるψの範囲内だけでは−４０〜８５℃の温度範囲で極値（極大値もしくは極小値）を有する温度特性を見つけることは容易ではなくなるが、ハッチング部４とハッチング部５を合わせた範囲内であれば、−４０〜８５℃の温度範囲で極値（極大値もしくは極小値）を有する温度特性を容易に見つけることが可能となる。

図１３は、このように数式１のオイラー角の範囲において、極値を室温付近に設定した面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の温度特性曲線と、オイラー角が（０°，１２３°，０°）であるＳＴカット弾性表面波装置の温度特性曲線を示している。この図に示すように、数式１に記載したオイラー角の範囲とすることで、ＳＴカット弾性表面波装置と比較して、極値（極大値もしくは極小値）を有する良好な温度特性を容易に得ることができる。

図１５は、本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の実施例１を示す図である。面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３は、面内回転ＳＴカット水晶板９をベース基板としている。そして前記面内回転ＳＴカット水晶板９の主表面上に２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２が、各々から得られる弾性表面波の伝搬方向ψ１、ψ２が互いに異なるように配置されている。そして前記２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２には、ＩＤＴ電極６が設けられている。これらＩＤＴ電極６には、高周波電界を加えるための電気端子７、８が結線されている。前記電気端子７、８は、図１５に示すような端子位置に限定するものではない。例えば、図２７に示すような位置に、電気端子７，８がＩＤＴ電極６に結線されていてもよい。以下、後述する実施例２〜６においても同様である。

図２６は、本実施の形態に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３において、上述したオイラー角の範囲における、弾性表面波の伝搬角度と頂点温度の関係の一例を示している。

例えば、図１５においてＨ／λ＝０．０３である２つの弾性表面波素子を電気的に並列に接続し、図１８に示すように各々の頂点温度を約５０℃と約１０℃にすることで広い温度範囲において良好な温度特性を得ようとする場合、図２６より２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２の伝搬角度は各々（０°，１２３°，４３°）、（０°，１２３°，４３．４°）とすれば良い。すなわち、２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２のなす角度は０．４°と非常に小さい。

このように数式１のオイラー角の範囲内では、僅かな伝搬方向の変更にて温度特性の頂点温度を変化させることができる。すなわち、同一の面内回転ＳＴカット水晶板９上に配置された２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２のなす角度を小さくすることが可能になる。

図２４は、面内回転ＳＴカット水晶板９上に、２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２が配置された面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の温度特性において、この場合の使用温度範囲０〜６０℃に対して、頂点温度が１０℃と５０℃の場合を示すグラフである。例えば、製造工程により、各々の頂点温度が低い値になる傾向にある場合、図２６より、２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２を面内回転ＳＴカット水晶板９上に配置する角度を予定角度より小さくすることにより、各々の頂点温度を高くして適切な値にすることができる。また、例えば、図２４における使用温度範囲が高温側に変更になった場合は、２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２を面内回転ＳＴカット水晶板９上に配置する角度を予定角度より大きくすることにより、容易に対応することができる。

すなわち、製造工程により前記２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２の各々の温度特性の頂点温度Ｔｐ１、Ｔｐ２が所望の値からずれた場合においても、使用温度範囲において良好な温度特性とすることが可能になる。さらに、使用温度範囲が変更になった場合においても、良好な温度特性となる温度範囲を容易に変更が可能である。

この第１の実施例によれば以下の効果を得ることができる。

（１）面内回転ＳＴカット水晶板９上に、弾性表面波の伝搬方向を互いに異なるように配置したことによって、弾性表面波素子のなす角度を小さくすることが可能になる。従って、弾性表面波素子が配置された面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３を小型化することができる。

（２）製造誤差や製造工程による温度特性のずれ、使用温度範囲の変更にも容易に対処することができる。

（３）広い温度範囲において、良好な温度特性を得ることができる。

次に、本発明を具体化した実施例２を図面に基づいて説明する。

図１９は、本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の実施例２を示す図である。面内回転ＳＴカット水晶板９の主表面上には、３つの弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３が配置されている点で実施例１と異なっている。さらに、前記３つの弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３は、各々から得られる弾性表面波の伝搬方向ψ１〜ψ３が互いに異なるように配置されている。

図１９において、Ｈ／λ＝０．０３である３つの弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３を電気的に並列に接続する。このとき、図２２に示すように各々の頂点温度を約７０℃、約３０℃、約−１０℃にすることでさらに広い温度範囲において良好な温度特性を得ようとする場合、図２６より、３つの弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３の伝搬角度は各々（０°，１２３°，４２．８°）、（０°，１２３°，４３．２°）、（０°，１２３°，４３．６°）とすれば良い。すなわち、最小の頂点温度を与える弾性表面波素子と最大の頂点温度を与える弾性表面波素子のなす角度は０．８°と非常に小さくすることが可能になる。

このように数式１のオイラー角の範囲内では、僅かな伝搬方向の変更にて温度特性の頂点温度を変化させることができる。すなわち、同一の面内回転ＳＴカット水晶板９上に配置された複数の弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎのなす角度を小さくすることが可能となる。

図２３は、面内回転ＳＴカット水晶板９上に３つの弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３が配置された面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の温度特性において、頂点温度の最大値が使用温度範囲外にある場合を示すグラフである。この場合の使用温度範囲−２０℃〜６０℃に対して、頂点温度の最大値は７０℃であるため、製造上の誤差により、例えば各々の頂点温度が２０℃下がっても、使用温度範囲内における周波数偏差の最大値と最小値にはほとんど影響がない。この結果、製造上の誤差により前記弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３の各々の温度特性の頂点温度Ｔｐ１〜Ｔｐ３が所望の値からずれた場合においても、使用温度範囲での良好な温度特性を得ることができる。

すなわち、製造工程により前記弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎの各々の温度特性の頂点温度Ｔｐ１〜Ｔｐｎが所望の値からずれた場合においても、使用温度範囲において良好な温度特性とすることができる。さらに、使用温度範囲が変更になった場合においても、良好な温度特性となる温度範囲を容易に変更できる。

以上詳述したように本実施例によれば、前記実施例１における効果（１）〜（２）が同様に得られる他、以下の効果を得ることができる。
（４）本実施例によれば、より広い使用温度範囲において、良好な温度特性を得ることができるとともに、より広い変更にも容易に対処ができる。

次に、本発明を具体化した実施例３を図面に基づいて説明する。
図１６は、本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の実施例３を示す図である。面内回転ＳＴカット水晶板９の主表面上には、２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２が配置されている。前記２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２から得られる弾性表面波の伝搬方向が、互いに同じ方向に配置されている点で実施例１〜２と異なっている。

図２５は、２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２の断面図である。面内回転ＳＴカット水晶板９の主表面上にはＩＤＴ電極６が配置され、ＩＤＴ電極６の電極幅ｔ、電極ピッチＰをそれぞれ示している。前記２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２から得られるＩＤＴ電極の電極幅／電極ピッチη１、η２（η＝電極幅／電極ピッチ）が互いに異なる点においても実施例１、２と異なっている。

本実施例３では、電極ピッチＰが同一で電極幅ｔが異なる例を示したが、これを電極ピッチＰが異なり電極幅ｔが同一でもよい。また、電極ピッチＰと電極幅ｔの両方が異なっていてもよい。

図１４は、本実施例３に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３において、数式１のオイラー角の範囲における、ＩＤＴ電極の電極幅／電極ピッチηと頂点温度の関係の一例と、オイラー角が（０°，１２３°，０°）であるＳＴカット弾性表面波装置のＩＤＴ電極の電極幅／電極ピッチηと頂点温度の関係の一例を示している。この図に示すように、面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３は、ＳＴカット弾性表面波装置に比較して、電極幅／電極ピッチηによる頂点温度の変動が大きい。すなわち、面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の方が、より広い温度範囲にわたって頂点温度を設定することができる。これにより、より広い温度範囲における良好な温度特性を容易に得ることができる。

例えば、図１６においてＨ／λ＝０．０３である２つの弾性表面波素子を電気的に並列に接続し、図１８に示すように各々の頂点温度を約５０℃と約１０℃にすることで広い温度範囲において良好な温度特性を得ようとする場合、図１４のグラフから２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２のＩＤＴ電極のη１、η２は各々約０．４、約０．５５と求めることができる。

このように数式１のオイラー角の範囲において、ηが異なる２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２を同一の面内回転ＳＴカット水晶板９上に配置することで、単一の弾性表面波素子では実現できない、優れた温度特性が実現できる。さらに配置する弾性表面波素子のＩＤＴ電極を斜めではなく、平行に配置することができる。これにより、面内回転ＳＴカット水晶板９上に弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２が配置された面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の小型化を図ることができる。

図２４は、面内回転ＳＴカット水晶板９上に２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２が配置された面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の温度特性において、この場合の使用温度範囲０〜６０℃に対して、頂点温度が１０℃と５０℃の場合を示すグラフである。また、図２６は、本実施例に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３において、数式１のオイラー角の範囲における、ψと頂点温度の関係の一例を示している。

例えば、製造工程により、図２４における各々の頂点温度が低い値になる傾向にある場合、図２６より、２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２を面内回転ＳＴカット水晶板９上に配置する角度を予定角度より小さくすることにより、各々の頂点温度を高くして適切な値にすることができる。また、例えば、図２４における使用温度範囲が高温側に変更になった場合も、同様に２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２を面内回転ＳＴカット水晶板９上に配置する角度を予定角度より大きくすることにより、容易に対応することができる。

すなわち、製造工程により前記２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２の各々の温度特性の頂点温度Ｔｐ１、Ｔｐ２が所望の値からずれた場合においても、使用温度範囲において良好な温度特性とすることが可能になる。さらに、使用温度範囲が変更になった場合においても、良好な温度特性となる温度範囲を容易に変更が可能である。

以上詳述したように本実施例によれば、前記実施例１における効果（１）〜（３）が同様に得られる他、以下の効果を得ることができる。

（５）配置する弾性表面波素子のＩＤＴ電極は、平行に配置することが可能であることから、更に小型化できる。

次に、本発明を具体化した実施例４を図面に基づいて説明する。

図２０は、本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の実施例４を示す図である。面内回転ＳＴカット水晶板９の主表面上には、３つの弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３が配置されている。前記３つの弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３から得られる弾性表面波の伝搬方向が、互いに同じ方向に配置されている。更に、前記３つの弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３から得られるＩＤＴ電極の電極幅／電極ピッチη１〜η３（η＝電極幅／電極ピッチ）が互いに異なっている点で実施例１〜３と異なっている。

図２０において、Ｈ／λ＝０．０３である３つの弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３を電気的に並列に接続し、図２２に示すように各々の頂点温度を約７０℃、約３０℃、約−１０℃にすることでさらに広い温度範囲において良好な温度特性を得ようとする場合、図１４より３つの弾性表面波素子のＩＤＴ電極のη１〜η３は各々０．３２５、０．４７５、０．６２５とすれば良い。

このように数式１のオイラー角の範囲において、ηが異なる３つの弾性表面波素子を同一の面内回転ＳＴカット水晶板９上に配置することで、単一の弾性表面波素子では実現できない、優れた温度特性を得ることが可能になるとともに、配置する３つの弾性表面波素子のＩＤＴ電極を傾けることなく、平行に配置することが可能になる。

すなわち、ηが異なる複数の弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎを同一の面内回転ＳＴカット水晶板９上に配置することで、より優れた温度特性が実現できる。さらに配置する複数の弾性表面波素子Ｍ１〜ＭｎのＩＤＴ電極を斜めではなく、平行に配置することが可能になる。

図２３は、面内回転ＳＴカット水晶板９上に３つの弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３が配置された面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の温度特性において、頂点温度の最大値が使用温度範囲外にある場合を示すグラフである。この場合の使用温度範囲−２０℃〜６０℃に対して、頂点温度の最大値は７０℃であるため、製造上の誤差により、例えば各々の頂点温度が２０℃下がっても、使用温度範囲内における周波数偏差の最大値と最小値にはほとんど影響がない。すなわち、製造上の誤差により複数の弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎの各々の温度特性の頂点温度Ｔｐ１〜Ｔｐｎが所望の値からずれた場合においても、使用温度範囲での良好な温度特性を得ることができる。

以上詳述したように本実施例によれば、前記実施例１〜３における効果（１）、（２）、（４）、（５）が同様に得られる。

次に、本発明を具体化した実施例５を図面に基づいて説明する。

図１７は、本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の実施例５を示す図である。面内回転ＳＴカット水晶板９の主表面上に２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２が、各々から得られる弾性表面波の伝搬方向ψ１、ψ２が互いに異なるように配置されている。更に、前記２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２から得られるＩＤＴ電極６の電極幅／電極ピッチη１、η２（η＝電極幅／電極ピッチ）が互いに異なるように配置されている点で実施例１〜４と異なっている。

図２６のグラフに示すように、数式１のオイラー角の範囲内では、僅かな伝搬方向の変更にて温度特性の頂点温度を変化させることができる。すなわち、同一の面内回転ＳＴカット水晶板９上に配置された２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２のなす角度を小さくすることが可能になる。

また、図１４のグラフに示すように、数式１のオイラー角の範囲において、ηが異なる２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２を同一の面内回転ＳＴカット水晶板９上に配置することで、単一の弾性表面波素子では実現できない、優れた温度特性が実現できる。さらに配置する弾性表面波素子のＩＤＴ電極の角度を平行に配置することが可能になる。

本実施例では、上記記載の弾性表面波の伝搬方向ψと、ＩＤＴ電極６のη（η＝電極幅／電極ピッチ）との両方を異ならせることにより、２つの弾性表面波素子Ｍ１、Ｍ２のなす角度は更に小さくすることが可能になるとともに、ＩＤＴ電極６のη（η＝電極幅／電極ピッチ）は極端に大きくしたり、小さくしたりせずに頂点温度を変化させることが可能になる。特に、高周波に伴ってλが小さくなった場合、ηが極端に大きいと、異物によるショートが発生しやすい。一方、ηが極端に小さいと、電極が断線しやすくなる。本実施例ではこれらの不良を低減させる効果がある。

以上詳述したように本実施例によれば、前記実施例１における効果（１）〜（３）が同様に得られる他、以下の効果を得ることができる。

（６）本実施例によれば、高周波数になるに従って電極幅、電極ピッチを小さくしなければならないが、この場合に発生するＩＤＴ電極６のショート、もしくは断線等の不良を低減させることができる。

次に、本発明を具体化した実施例６を図面に基づいて説明する。

図２１は、本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置３の実施例６を示す図である。面内回転ＳＴカット水晶板９の主表面上には、３つの弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３が配置されている。前記３つの弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３から得られる弾性表面波の伝搬方向ψ１〜ψ３が互いに異なるように配置されている。更に、前記弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３から得られるＩＤＴ電極の電極幅／電極ピッチη１〜η３（η＝電極幅／電極ピッチ）が互いに異なるように配置されている点で実施例１〜５と異なっている。

本実施例では、上記記載の弾性表面波の伝搬方向ψと、ＩＤＴ電極６のη（η＝電極幅／電極ピッチ）との両方を異ならせることにより、３つの弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍ３のなす角度は更に小さくすることが可能になるとともに、ＩＤＴ電極６のη（η＝電極幅／電極ピッチ）は極端に大きくしたり、小さくしたりせずに頂点温度を変化させることが可能になる。すなわち、複数の弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎのなす角度は小さくすることが可能になるとともに、複数のＩＤＴ電極６の電極幅／電極ピッチη１〜ηｎ（η＝電極幅／電極ピッチ）は、極端に大きくしたり、小さくしたりせずに頂点温度を変化させることが可能になる。

以上詳述したように本実施例によれば、前記実施例１、２、５における効果（１）、（２）、（４）、（６）を同様に得ることができる。

水晶のカット角の説明図である。 極値を有する温度特性曲線図である。 オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））にある面内回転ＳＴカット水晶板において極値を有する温度特性曲線を容易に見つけることが可能な範囲を示すグラフである。 オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））にある面内回転ＳＴカット水晶板を用いた共振子型ＳＡＷデバイスにおいて、３次関数の極値の有無を検証したグラフである。 オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））にある面内回転ＳＴカット水晶板を用いた共振子型ＳＡＷデバイスにおいて、３次関数の極値の有無を検証したグラフである。 オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））にある面内回転ＳＴカット水晶板を用いた共振子型ＳＡＷデバイスにおいて、３次関数の極値の有無を検証したグラフである。 オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））にある面内回転ＳＴカット水晶板を用いた共振子型ＳＡＷデバイスにおいて、３次関数の極値の有無を検証したグラフである。 オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））にある面内回転ＳＴカット水晶板を用いた共振子型ＳＡＷデバイスにおいて、３次関数の極値の有無を検証したグラフである。 オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））にある面内回転ＳＴカット水晶板を用いたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、３次関数の極値の有無を検証したグラフである。 オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））にある面内回転ＳＴカット水晶板を用いたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、３次関数の極値の有無を検証したグラフである。 オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））にある面内回転ＳＴカット水晶板を用いたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、３次関数の極値の有無を検証したグラフである。 オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））にある面内回転ＳＴカット水晶板を用いたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、３次関数の極値の有無を検証したグラフである。 オイラー角が（０°，１２３°，０°）のＳＴカット弾性表面波装置の温度特性曲線と面内回転ＳＴカット弾性表面波装置の温度特性曲線を比較したグラフである。 オイラー角が（０°，１２３°，０°）と実施の形態に係る（０°，１２３°、４３．２）であって、Ｈ／λ＝０．０３のときの、ηと頂点温度の関係を示す図である。 本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置の第１の実施例を示す図である。 本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置の第３の実施例を示す図である。 本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置の第５の実施例を示す図である。 本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置の実施例における温度特性を示す図である。 本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置の第２の実施例を示す図である。 本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置の第４の実施例を示す図である。 本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置の第６の実施例を示す図である。 本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置の実施例における温度特性を示す図である。 本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置の実施例における温度特性を示す図である。 本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置の実施例における温度特性を示す図である。 電極幅／電極ピッチ、Ｈ／λの説明図であって、弾性表面波素子の断面図である。 実施の形態に係るオイラー角が（０°，１２３°、ψ）であって、Ｈ／λ＝０．０３および０．０４、η＝０．５のときの、ψと頂点温度の関係を示す図である。 本発明に係る面内回転ＳＴカット弾性表面波装置の第１の実施例を示す図である。

符号の説明

１・・・ＳＴカット水晶板
２・・・水晶Ｚ板
３・・・面内回転ＳＴカット弾性表面波装置である弾性表面波装置
４・・・ハッチング部
５・・・ハッチング部
６・・・ＩＤＴ電極
７・・・電気端子
８・・・電気端子
９・・・面内回転ＳＴカット水晶板

Claims (5)

1. オイラー角（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））で切り出された水晶板の主表面上に、Ｒａｙｌｅｉｇｈ波を励振するための少なくとも一対のＩＤＴ電極を配置してなる複数ｎ個の弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎが、互いに並列関係に接続され、当該弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎから各々得られる弾性表面波の伝搬方向ψ１〜ψｎの中で、少なくとも複数の前記伝搬方向が互いに異なるように配置されてなる弾性表面波装置であって、前記オイラー角を（０°，θ，ψ）とした場合、前記伝搬方向ψ１〜ψｎが、
   ψ１〜ψｎ＝０．３２９５θ＋３．３３１８°±１．１２５°
   の範囲内であることを特徴とする弾性表面波装置。
2. オイラー角（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））で切り出された水晶板の主表面上に、Ｒａｙｌｅｉｇｈ波を励振するための少なくとも一対のＩＤＴ電極を配置してなる複数ｎ個の弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎが、互いに並列関係に接続され、前記弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎの前記ＩＤＴ電極から各々得られる電極幅／電極ピッチη１〜ηｎの中で、少なくとも複数の前記電極幅／電極ピッチが互いに異なるように配置されてなる弾性表面波装置であって、前記オイラー角を（０°，θ，ψ）とした場合、
   ψ＝０．３２９５θ＋３．３３１８°±１．１２５°
   の範囲内であることを特徴とする弾性表面波装置。
3. オイラー角（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））で切り出された水晶板の主表面上に、Ｒａｙｌｅｉｇｈ波を励振するための少なくとも一対のＩＤＴ電極を配置してなる複数ｎ個の弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎが、互いに並列関係に接続され、前記弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎの前記ＩＤＴ電極から各々得られる電極幅／電極ピッチη１〜ηｎの中で、少なくとも複数の前記電極幅／電極ピッチが互いに異なるように配置されてなる弾性表面波装置であって、かつ、当該弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎから各々得られる弾性表面波の伝搬方向ψ１〜ψｎの中で、少なくとも複数の前記伝搬方向が互いに異なるように配置されてなる弾性表面波装置であって、前記オイラー角を（０°，θ，ψ）とした場合、前記伝搬方向ψ１〜ψｎが、
   ψ１〜ψｎ＝０．３２９５θ＋３．３３１８°±１．１２５°
   の範囲内であることを特徴とする弾性表面波装置。
4. 前記弾性表面波素子Ｍ１〜Ｍｎから各々得られる温度特性の頂点温度Ｔｐ１〜Ｔｐｎのうち少なくとも１つが、使用温度範囲外にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の弾性表面波装置。
5. オイラー角が（０°，１１３〜１３５°，±（４０〜４９°））で切り出された前記水晶板に前記弾性表面波装置を配置する角度を調整することにより温度特性を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか1つに記載の弾性表面波装置の温度特性調整方法。
   
   

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