JP2006157307A

JP2006157307A - 弾性表面波装置

Info

Publication number: JP2006157307A
Application number: JP2004343097A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Yamamoto; 大輔山本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-06-15
Anticipated expiration: 2024-11-26
Also published as: JP4557691B2

Abstract

【課題】弾性表面波の漏洩を低減した弾性表面波装置を提供する。
【解決手段】圧電基板上に、複数の電極指と一対のバスバー電極とを有するＩＤＴを形成するとともに、該ＩＤＴの弾性表面波の伝搬方向の両側に、一対の反射器を形成してなる弾性表面波装置において、バスバー電極のそれぞれに、少なくとも一本のスリットを電極指と垂直に形成したことを特徴とする弾性表面波装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば携帯電話等の移動体通信機器や車載用機器、医療用機器等に用いられる弾性表面波装置に関するものである。

弾性表面波共振器や弾性表面波フィルタ等の弾性表面波装置には様々な形態が存在するが、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に沿って一対の反射器を形成し、その反射器の間にＩＤＴ（インターデジタルトランスデューサ）を形成したものが多用されている。このタイプの弾性表面波装置においては、ＩＤＴによって励振された弾性表面波を、その両側に配置された反射器の間で多重反射させて閉じ込めることができるため、Ｑの高い弾性表面波共振器や低損失の弾性表面波フィルタが構成できる。
特開２００２−７６８１８号公報

しかしながら、上述した従来の弾性表面波装置においては、ＩＤＴで発生した弾性表面波の一部が回折によって伝搬方向が変化し、弾性表面波装置の外へ漏洩するという問題があった。これによって弾性表面波装置の弾性表面波エネルギーの閉じ込めが完全ではなく、これに起因する弾性表面波共振器のＱの低下や弾性表面波フィルタの挿入損失の低下が存在していた。

本発明は上記欠点に鑑み案出されたものであり、弾性表面波の漏洩を低減した弾性表面波装置を提供することにある。

本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って等間隔に配設した複数の電極指の一端をバスバー電極で接続してなる一対の櫛歯状電極を、前記電極指が互いに噛み合うように対向させてなるＩＤＴを形成するとともに、該ＩＤＴの弾性表面波の伝搬方向の両側に、弾性表面波の伝搬方向に沿って等間隔に配設した複数の反射電極の両端を共通電極で接続してなる一対の反射器を形成してなる弾性表面波装置において、前記一対のバスバー電極のそれぞれに、少なくとも一本のスリットを、前記複数の電極指と垂直に形成したことを特徴とするものである。

また、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って等間隔に配設した複数の電極指の一端をバスバー電極で接続してなる一対の櫛歯状電極を、前記電極指が互いに噛み合うように対向させてなるＩＤＴを形成するとともに、該ＩＤＴの弾性表面波の伝搬方向の両側に、弾性表面波の伝搬方向に沿って等間隔に配設した複数の反射電極の両端を共通電極で接続してなる一対の反射器を形成してなる弾性表面波装置において、前記一対の共通電極のそれぞれに、少なくとも一本のスリットを、前記複数の電極指と垂直に形成したことを特徴とするものである。

更に、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って等間隔に配設した複数の電極指の一端をバスバー電極で接続してなる一対の櫛歯状電極を、前記電極指が互いに噛み合うように対向させてなるＩＤＴを形成するとともに、該ＩＤＴの弾性表面波の伝搬方向の両側に、弾性表面波の伝搬方向に沿って等間隔に配設した複数の反射電極の両端を共通電極で接続してなる一対の反射器を形成してなる弾性表面波装置において、前記一対のバスバー電極と前記一対の共通電極のそれぞれに、少なくとも一本のスリットを、前記複数の電極指と垂直に形成したことを特徴とするものである。

また更に、本発明の弾性表面波装置は、前記スリットの幅が前記電極指の配列ピッチの１／２より小さくされていることを特徴とするものである。

更にまた、本発明の弾性表面波装置は、前記スリットがそれぞれの前記バスバー電極及び／又は前記共通電極に複数本形成されており、その配列ピッチが前記電極指の配列ピッチより小さくされていることを特徴とするものである。

本発明の弾性表面波装置によれば、前記一対のバスバー電極のそれぞれに、少なくとも一本のスリットを、前記複数の電極指と垂直に形成している。よって、回折により進行方向がずれてバスバー電極を通過して漏れていく弾性表面波を、スリットで反射させて弾性表面波装置内に戻すことが可能となり、弾性表面波エネルギーの閉じ込めに優れた高性能の弾性表面波装置とすることが出来る。

また、本発明の弾性表面波装置によれば、前記一対の共通電極のそれぞれに、少なくとも一本のスリットを、前記複数の電極指と垂直に形成している。よって、回折により進行方向がずれて共通電極を通過して漏れていく弾性表面波を、スリットで反射させて弾性表面波装置内に戻すことが可能となり、弾性表面波エネルギーの閉じ込めに優れた高性能の弾性表面波装置とすることが出来る。

更に、本発明の弾性表面波装置によれば、前記一対のバスバー電極と前記一対の共通電極のそれぞれに、少なくとも一本のスリットを、前記複数の電極指と垂直に形成している。よって、回折により進行方向がずれてバスバー電極を通過して漏れていく弾性表面波と共通電極を通過して漏れていく弾性表面波の両方を、スリットで反射させて弾性表面波装置内に戻すことが可能となり、弾性表面波エネルギーの閉じ込めに更に優れた更に高性能の弾性表面波装置とすることが出来る。

また更に、本発明の弾性表面波装置によれば、前記スリットの幅が前記電極指の配列ピッチの１／２より小さくされている。よって、回折により進行方向がずれて漏れていく弾性表面波の一部において、スリットの両側面で反射した波が同相となり、より効率的にスリットで弾性表面波を反射させることが可能となるため、弾性表面波エネルギーの閉じ込めに更に優れた高性能の弾性表面波装置とすることが出来る。

更にまた、本発明の弾性表面波装置によれば、前記スリットがそれぞれの前記バスバー電極及び／又は前記共通電極に複数本形成されており、その配列ピッチが前記電極指の配列ピッチより小さくされている。よって、回折により進行方向がずれて漏れていく弾性表面波の一部を複数本のスリットによってブラッグ反射させることができ、より効率的にスリットで弾性表面波を反射させることが可能となるため、弾性表面波エネルギーの閉じ込めに更に優れた高性能の弾性表面波装置とすることが出来る。

以下、本発明の弾性表面波装置を図面に基づいて詳説する。

図１は本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置を模式的に示す外観斜視図である。同図に示す弾性表面波装置は、圧電基板１０の上面に、弾性表面波の伝搬方向に沿って配置される一対の反射器２０、及びその間に配置されるＩＤＴ３０、更にＩＤＴ３０と接続されて外部との電気的接続に供されるパッド電極４０等から成る各種電極を形成した構造を有している。

圧電基板１０は、例えば、水晶、タンタル酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム単結晶、四ホウ酸リチウム単結晶等の圧電性の単結晶、或いはチタン酸鉛、ジルコン酸鉛等の圧電セラミックスから成り、その上面で上記各種電極を支持する支持母材として機能するとともに、ＩＤＴ３０を介して圧電基板１０に電気信号が印加されると、その一主面で所定の弾性表面波を発生させる作用を為す。

ＩＤＴ３０は、弾性表面波の伝搬方向に沿って等間隔に配設した複数の電極指３１の一端を帯状のバスバー電極３２で接続してなる一対の櫛歯状電極を、それぞれの電極指３１が弾性表面波の伝搬方向に交互に配置されるようにかみ合わせた状態で対向配置させて構成されている。そして、外部から所定の電気信号が印加されると、圧電基板１０の上面に電極指３１の配列ピッチに対応した所定の弾性表面波を発生させる作用を為す。

一方、反射器２０は、弾性表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ３０の電極指３１とほぼ同じピッチで等間隔に配設した複数の反射電極２１の両端を、共通電極２２で接続して構成されている。そして、ＩＤＴ３０の形成領域で発生する弾性表面波を反射して、一対の反射器２０の間に閉じ込める作用を為す。

そして、パッド電極４０は、外部との電気的接続をなす金属細線やバンプが接合される部分であり、ＩＤＴ３０と電気的に接続されている。

尚、上記各種電極は、例えば、アルミニウムやアルミニウムを主成分とする合金等の金属材料から成り、蒸着やスパッタリングによって圧電基板１０上に形成した電極膜上にレジストをスピンコートし、ステッパー装置などを用いて露光・現像した後に、ＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）装置などを用いてエッチングすることによって形成される。パッド電極４０については、金属細線やバンプとの接合性を向上させるために、上面をＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ等で被覆するとよく、厚みも他の電極よりも厚い方がよい。

こうして、一対の反射器２０と、その間に配置されるＩＤＴ３０とで弾性表面波共振器が構成されている。

本実施形態の特徴的なところは、電極指３１と垂直な複数のスリット３３を、ＩＤＴ３０のバスバー電極３２に等間隔に形成し、また、電極指３１と垂直な複数のスリット２３を、反射器２０の共通電極２２に等間隔に形成したことである。

上述したような弾性表面波装置においては、ＩＤＴ３０で発生した弾性表面波の大部分は、電極指３１と垂直な方向（電極指３１の配列方向）に伝搬し、一対の反射器２０間で多重反射して閉じ込められる。ところが、一部の弾性表面波は回折によってその伝搬方向が変化し、ＩＤＴ３０のバスバー電極３２や反射器２０の共通電極２２を通過して、弾性表面波装置の外部へ漏洩してしまい、弾性表面波装置の電気特性を劣化させていた。

本実施形態の弾性表面波装置においては、バスバー電極３２にスリット３３を、共通電極２２にスリット２３をそれぞれ形成しているので、外部へ漏洩しようとする弾性表面波をスリット２３、３３で反射して弾性表面波装置内に閉じ込めることが可能となる。

スリット２３、３３における弾性表面波の反射は、反射電極２１における反射と同様のメカニズムによってスリット２３、３３の両側面で発生する。よって反射量を向上させるためには多数のスリット２３、３３を形成すれば良く、また、スリット１本あたりの反射量を増加させるためには、バスバー電極３２及び共通電極２２の厚みを厚くするのが望ましい。

また、スリット２３、３３の配列ピッチは電極指３１の配列ピッチとほぼ同程度とすれば良く、スリット２３、３３の幅は電極指３１の配列ピッチの１／２とほぼ同程度とすれば良いが、更に望ましくは、スリット２３、３３の配列ピッチを電極指３１の配列ピッチよりも小さくし、スリット２３、３３の幅はスリット２３、３３の配列ピッチのほぼ1／２とする。（スリット２３、３３の幅は電極指３１の配列ピッチの１／２よりも小さくする。）
これは、スリット２３、３３に対して斜めに入射して来る弾性表面波を効率よく反射させるためである。例えば、スリット２３、３３に垂直な方向に対して角度Ａで入射する弾性表面波をブラッグ反射させるためには、スリット２３、３３の配列ピッチは電極指３１の配列ピッチの１／ｃｏｓＡ、スリット２３、３３の幅は電極指３１の配列ピッチの１／（２ｃｏｓＡ）とすればよい。弾性表面波はスリット２３、３３に対して様々な角度で入射して来るために全ての弾性表面波をブラッグ反射させる事は不可能であるが、スリット２３、３３の配列ピッチを電極指３１の配列ピッチよりも小さくしておくことにより、ある特定の角度で入射して来る弾性表面波をブラッグ反射させることができ、弾性表面波を効率的に反射することが可能となる。

スリット２３、３３に対する弾性表面波の入射角度の分布は、圧電基板１０の材質や、ＩＤＴ３０の電極指３１の対数、交差幅、配列ピッチ、開口長など、及び、反射器２０の反射電極２１の本数、開口長、配列ピッチなど各種設計事項によって変化するので、スリット２３、３３の配列ピッチ及び幅については、それに応じて適切な値に設定する。

また、ＩＤＴ３０におけるスリット３３に対する弾性表面波の入射角度の分布と、反射器２０におけるスリット２３に対する弾性表面波の入射角度の分布とは異なるので、スリット３３の配列ピッチ及び幅とスリット２３の配列ピッチ及び幅とを異ならせる事により、より効率的に弾性表面波を反射させることが可能となる。一般的には、ＩＤＴ３０のスリット３３に対する弾性表面波の入射角度よりも、反射器２０のスリット２３に対する弾性表面波の入射角度の方が深くなりやすい。よって、反射器２０のスリット２３の配列ピッチ及び幅を、ＩＤＴ３０のスリット３３の配列ピッチ及び幅よりも小さくすることによって、より効率的に弾性表面波を反射させることができる。

尚、スリット２３、３３の形成は、前述した、蒸着やスパッタリングによって圧電基板１０上に形成した電極膜上にレジストをコートし、露光、現像、エッチングして各種電極を形成するときに同時に行えばよく、これによって製造設備や製造工程が増加することはない。

次に本発明の他の実施形態に係る弾性表面波装置について図２を用いて説明する。尚、本実施形態においては先に述べた実施形態と異なる点についてのみ説明し、同様の構成要素については同一の参照符を用いて重複する説明を省略するものとする。

図２は本実施形態の弾性表面波装置を模式的に示す外観斜視図である。本実施形態の弾性表面波装置が先に述べた実施形態の弾性表面波装置と異なる点は、ＩＤＴ３０に形成された個々のスリット３３が、電極指３１と垂直な複数のスリット片３３ａをその長辺方向に一列状に配列して構成されていることである。このような構造とすることによって、それぞれの電極指３１とパッド電極４０とを接続する電気的経路が増加し、電気抵抗による損失を低減することができる。

尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良が可能である。

例えば、上述した弾性表面波装置においては、圧電基板１０及び上記各種電極の上に被覆層が形成されていない例を示したが、絶縁材料もしくは半導電性材料からなる被覆層を形成しても構わない。

また、上述した実施形態においては弾性表面波共振器を構成した例を示したが、弾性表面波フィルタや、それを用いたデュプレクサなど、他の弾性表面波装置においても本発明を適用できることは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置を模式的に示す外観斜視図である。本発明の別の実施形態に係る弾性表面波装置を模式的に示す外観斜視図である。

符号の説明

１０・・・圧電基板
２０・・・反射器
２１・・・反射電極
２２・・・共通電極
３０・・・ＩＤＴ
３１・・・電極指
３２・・・バスバー電極
２３、３３・・・スリット
３３ａ・・・スリット片
４０・・・パッド電極

Claims

圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って等間隔に配設した複数の電極指の一端をバスバー電極で接続してなる一対の櫛歯状電極を、前記電極指が互いに噛み合うように対向させてなるＩＤＴを形成するとともに、該ＩＤＴの弾性表面波の伝搬方向の両側に、弾性表面波の伝搬方向に沿って等間隔に配設した複数の反射電極の両端を共通電極で接続してなる一対の反射器を形成してなる弾性表面波装置において、
前記一対のバスバー電極のそれぞれに、少なくとも一本のスリットを、前記複数の電極指と垂直に形成したことを特徴とする弾性表面波装置。
圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って等間隔に配設した複数の電極指の一端をバスバー電極で接続してなる一対の櫛歯状電極を、前記電極指が互いに噛み合うように対向させてなるＩＤＴを形成するとともに、該ＩＤＴの弾性表面波の伝搬方向の両側に、弾性表面波の伝搬方向に沿って等間隔に配設した複数の反射電極の両端を共通電極で接続してなる一対の反射器を形成してなる弾性表面波装置において、
前記一対の共通電極のそれぞれに、少なくとも一本のスリットを、前記複数の電極指と垂直に形成したことを特徴とする弾性表面波装置。
圧電基板上に、弾性表面波の伝搬方向に沿って等間隔に配設した複数の電極指の一端をバスバー電極で接続してなる一対の櫛歯状電極を、前記電極指が互いに噛み合うように対向させてなるＩＤＴを形成するとともに、該ＩＤＴの弾性表面波の伝搬方向の両側に、弾性表面波の伝搬方向に沿って等間隔に配設した複数の反射電極の両端を共通電極で接続してなる一対の反射器を形成してなる弾性表面波装置において、
前記一対のバスバー電極と前記一対の共通電極のそれぞれに、少なくとも一本のスリットを、前記複数の電極指と垂直に形成したことを特徴とする弾性表面波装置。
前記スリットの幅が前記電極指の配列ピッチの１／２より小さくされていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の弾性表面波装置。
前記スリットがそれぞれの前記バスバー電極及び／又は前記共通電極に複数本形成されており、その配列ピッチが前記電極指の配列ピッチより小さくされていることを特徴とする請求項１乃至４に記載の弾性表面波装置。