JP2006287782A - Transversal type saw filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電基板上の弾性表面波(SAW)の伝搬方向に沿って3つのIDT電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型SAWフィルタに関する。 The present invention relates to a transversal SAW filter in which three IDT electrodes are arranged at predetermined intervals along the propagation direction of a surface acoustic wave (SAW) on a piezoelectric substrate.
近年、SAWフィルタは通信分野で広く利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を有することから特に携帯電話等に多く用いられる。画像等のデータ通信の需要増により、携帯電話に用いられるIFフィルタには小型で、減衰特性の大きいフィルタ特性が要求され、このような仕様を満たすフィルタとしてはトランスバーサル型SAWフィルタが適している。 In recent years, SAW filters have been widely used in the communication field, and are often used particularly for mobile phones because they have excellent characteristics such as high performance, small size, and mass productivity. Due to the increasing demand for data communications such as images, IF filters used in mobile phones are required to be small and have high attenuation characteristics. Transversal SAW filters are suitable as filters that satisfy these specifications. .
図6は従来のトランスバーサル型SAWフィルタの平面図を示している。圧電基板101の主表面上にSAWの伝搬方向に沿って入力用のIDT電極102と出力用のIDT電極103を所定の間隔をあけて配置すると共に、IDT電極102、103の間に入出力端子間の直達波を遮蔽するためのシールド電極104を配置する。IDT電極102、103は互いに間挿し合う複数の電極指を有する一対のくし形電極より構成されており、IDT電極102の一方のくし形電極を入力端子INに接続すると共に他方のくし形電極を接地し、IDT電極103の一方のくし形電極を接地すると共に他方のくし形電極を出力端子OUTに接続している。また、基板端面からの不要な反射波を抑圧するために、圧電基板101の長辺方向(SAWの伝搬方向)の両端に吸音材105を塗布している。
FIG. 6 shows a plan view of a conventional transversal SAW filter. An
前記トランスバーサル型SAWフィルタは、入力用IDT電極102で励起されたSAWが左右に等しく伝搬されるため、出力用IDT電極103でSAWをピックアップする時点で6dBもの双方向性損失が生じてしまうので、低損失化には不利であることが一般的に知られている。
In the transversal type SAW filter, the SAW excited by the
前記双方向性損失による挿入損失の劣化を避けるために、特開平57−129512号公報等で圧電基板の主表面上にSAWの伝搬方向に沿って3つのIDT電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型SAWフィルタが考えられた。図7は前記トランスバーサル型SAWフィルタの代表的な構造を示しており、IDT電極111の両側にIDT電極112、113を配置し、IDT電極111の一方のくし型電極を入出力端子120に接続し、IDT電極112、113の一方のくし型電極同士をリード電極121で互いに接続すると共に入出力端子122に接続している。そして、IDT電極111〜113の他方のくし型電極をアース端子に接続してトランスバーサル型SAWフィルタを構成している。また、入出力端子間の直達波を防ぐためにIDT電極111とIDT電極112の間、及びIDT電極111とIDT電極113の間にシールド電極114を配置している。なお、図示していないがIDT電極112、113の外側に基板端面からの反射波を吸収するための吸音材、又は反射器等を設けている。
In order to avoid the deterioration of the insertion loss due to the bidirectional loss, three IDT electrodes are arranged at predetermined intervals along the SAW propagation direction on the main surface of the piezoelectric substrate in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-129512. A transversal SAW filter was considered. FIG. 7 shows a typical structure of the transversal SAW filter.
前記トランスバーサル型SAWフィルタのように圧電基板上に3つのIDT電極を配置すると双方向性損失は3dBに減少し、図6の構造と比較して大幅に挿入損失を改善でき、低損失化には非常に有利である。
ところで、図7のトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、IDT電極111に接続した入出力端子120と、IDT電極112、113に接続したリード電極121及び入出力端子122との間で電磁結合が生じ、フィルタの減衰特性が大きく劣化する問題があった。また、入出力端子120とリード電極121の間隙を十分に離せば電磁結合の影響を少なくすることができるが、その分、チップサイズが大きくなってしまうので小型化には不利である。
Incidentally, in the transversal SAW filter of FIG. 7, electromagnetic coupling occurs between the input /
上記問題点を解決すべく、本発明では、圧電基板上のSAWの伝搬方向に沿って3つのIDT電極を配置したトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、デバイスサイズを大きくすることなくフィルタの減衰特性を改善することを目的とする。 In order to solve the above problems, the present invention improves the attenuation characteristics of the transversal SAW filter in which three IDT electrodes are arranged along the SAW propagation direction on the piezoelectric substrate without increasing the device size. The purpose is to do.
上記課題を解決するために本発明に係るトランスバーサルSAWフィルタの請求項1に記載の発明は、圧電基板上の弾性表面波(SAW)の伝搬方向に沿って3つのIDT電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、中央に配置したIDT電極を第1のIDT電極、その両側に配置したIDT電極をそれぞれ第2のIDT電極及び第3のIDT電極とし、第1のIDT電極を構成する一方のくし形電極に入力或いは出力のいずれかの端子を接続し、第2及び第3のIDT電極を構成する一方のくし形電極同士をリード電極により互いに接続すると共に出力或いは入力のいずれかの端子に接続し、第1のIDT電極の一方のくし形電極に接続した端子とリード電極との間隙にアースラインを配置することを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
請求項2に記載の発明は、圧電基板上の弾性表面波(SAW)の伝搬方向に沿って3つのIDT電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、 中央に配置したIDT電極を第1のIDT電極、その両側に配置したIDT電極をそれぞれ第2のIDT電極及び第3のIDT電極とし、第1のIDT電極を構成する一方のくし形電極に入力或いは出力のいずれかの端子を接続し、第2及び第3のIDT電極を構成する一方のくし形電極同士をリード電極により互いに接続すると共に出力或いは入力のいずれかの端子に接続し、第1のIDT電極と第2のIDT電極との間、及び、第1のIDT電極と第3のIDT電極との間にシールド電極を配置すると共にシールド電極同士をアースラインにより互いに接続し、該アースラインを第1のIDT電極の一方のくし形電極に接続した端子とリード電極との間隙に配置することを特徴としている。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、第1のIDT電極に接続した入出力端子とリード電極の間隔をD、アースラインの幅をWとした時にW/D≧0.2とすることを特徴としている。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載のトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、第1〜第3のIDT電極の他方のくし形電極及びシールド電極は共通のアース端子に接続されていることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the transversal SAW filter according to any one of the first to third aspects, the other comb electrode and the shield electrode of the first to third IDT electrodes are connected to a common ground terminal. It is characterized by being connected.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載のトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、入出力端子を平衡−平衡終端、又は不平衡−平衡終端とすることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the transversal SAW filter according to any one of the first to fourth aspects, the input / output terminal is a balanced-balanced termination or an unbalanced-balanced termination.
請求項1に記載の発明によれば、圧電基板上の弾性表面波(SAW)の伝搬方向に沿って3つのIDT電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、第1のIDT電極に接続した入出力端子と、第2及び第3のIDT電極に接続したリード電極との間にアースラインを配置することにより、入出力端子間の電磁結合を抑圧でき、デバイスサイズを大きくすることなく減衰特性を改善することができる。 According to the first aspect of the present invention, in the transversal SAW filter in which three IDT electrodes are arranged at predetermined intervals along the propagation direction of the surface acoustic wave (SAW) on the piezoelectric substrate, the first By arranging a ground line between the input / output terminal connected to the IDT electrode and the lead electrode connected to the second and third IDT electrodes, electromagnetic coupling between the input / output terminals can be suppressed and the device size can be increased. The attenuation characteristics can be improved without doing so.
請求項2に記載の発明によれば、圧電基板上の弾性表面波(SAW)の伝搬方向に沿って3つのIDT電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型SAWフィルタにおいて、各IDT電極の間隙にシールド電極を配置すると共にシールド電極同士をアースラインにより接続し、該アースラインを第1のIDT電極に接続した入出力端子と、第2及び第3のIDT電極を接続するリード電極との間に配置することにより、入出力端子間及びIDT電極間の電磁結合を抑圧でき、デバイスサイズを大きくすることなく減衰特性を更に改善することができる。 According to the second aspect of the present invention, in the transversal SAW filter in which three IDT electrodes are arranged at predetermined intervals along the propagation direction of the surface acoustic wave (SAW) on the piezoelectric substrate, each IDT electrode An input / output terminal connecting the shield line to the first IDT electrode, and a lead electrode connecting the second and third IDT electrodes; By disposing them between the two, the electromagnetic coupling between the input / output terminals and between the IDT electrodes can be suppressed, and the attenuation characteristics can be further improved without increasing the device size.
請求項3に記載の発明によれば、第1のIDT電極に接続した入出力端子とリード電極の間隔をD、アースラインの幅をWとした時にW/D≧0.2とするのが好ましい。 According to the third aspect of the present invention, when the distance between the input / output terminal connected to the first IDT electrode and the lead electrode is D and the width of the ground line is W, W / D ≧ 0.2. preferable.
請求項4に記載の発明によれば、第1〜第3のIDT電極及びシールド電極を共通のアース端子に接続することにより、ボンディングワイヤ又は金属バンプ等の接続部材の数を減らすことができ、SAWフィルタの小型化、低コスト化を実現できる。
According to the invention of
請求項5に記載の発明によれば、良好な平衡度及び減衰特性を有した平衡−平衡終端、又は不平衡−平衡終端のトランスバーサル型SAWフィルタを提供することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to provide a balanced-balanced termination or unbalanced-balanced termination transversal SAW filter having good balance and attenuation characteristics.
以下、本発明を図面に図示した実施の形態例に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施例に係るトランスバーサル型SAWフィルタを示している。圧電基板上にIDT電極1とその両側にIDT電極2、3を配置し、IDT電極1〜3はそれぞれ互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対のくし型電極により構成されており、IDT電極1の一方のくし型電極を入出力端子10に接続し、IDT電極2、3の一方のくし型電極同士をリード電極11により接続すると共に入出力端子12に接続する。そして、IDT電極1〜3の他方のくし型電極をアース端子14に接続する。また、IDT電極1とIDT電極2の間、及びIDT電極1とIDT電極3の間にシールド電極4、4を配置し、アースライン13により互いを接続する。なお、図示していないが、IDT電極2、3の外側に基板端面からの反射波を吸収するための吸音材、又は反射器等を設けている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows a transversal SAW filter according to a first embodiment of the present invention. An
上述のように、本実施例ではIDT電極1とIDT電極2の間、及び、IDT電極1とIDT電極3の間にシールド電極4、4を配置し、且つ、シールド電極4、4同士をアースライン13で接続し、該アースラインを入出力端子10とリード端子11との間に配置することにより、入出力端子間及びIDT電極間の電磁結合を抑圧した。
As described above, in this embodiment, the
図2は、前記トランスバーサル型SAWフィルタにおいて、入出力端子10とリード電極11との間の距離をD、アースライン13の幅をWとして、W/Dを変化させた時の減衰特性の比較を示している。同図のF1に示す特性はD=50μm、W=10μmとしてW/D=0.2としたときのフィルタ特性であり、F2に示す特性はD=50μm、W=30μmとしてW/D=0.6としたときのフィルタ特性を示している。また、F0に示す特性は比較のためのアースラインを設けていない図6の従来例のフィルタ特性を示している。なお、いずれの特性においても、中心周波数foを40(MHz)とし、圧電基板に回転YカットX伝搬LiNbO3基板を用い、IDT電極1の対数を7対、IDT電極2、3の対数を5対とし、各IDT電極の交差幅を7λ(λ:IDT電極の周期)としている。
FIG. 2 shows a comparison of the attenuation characteristics when the distance between the input /
図2に示すように、従来例の特性F0と比較してアースラインを設けた本発明の特性F1、F2の方が通過帯域近傍の減衰特性が大きいことが分かる。また、W/D=0.2としたF1よりもW/D=0.6としたF2の方が減衰特性が大きくなっており、W/D≧0.2とすることにより減衰特性が更に改善されることを確認した。 As shown in FIG. 2, it can be seen that the characteristics F1 and F2 of the present invention in which the ground line is provided have a larger attenuation characteristic in the vicinity of the pass band than the characteristic F0 of the conventional example. Further, F2 with W / D = 0.6 has a larger attenuation characteristic than F1 with W / D = 0.2. By setting W / D ≧ 0.2, the attenuation characteristic is further increased. Confirmed improvement.
図3は本実施例の変形例を示しており、図1との違いはIDT電極1〜3及びシールド電極4、4に接続するアース端子14を共通にした点である。本構造では、アース端子に接続するボンディングワイヤ又は金属バンプ等の接続部材の数を減らすことができるので、SAWフィルタの小型化、低コスト化を実現できる。
FIG. 3 shows a modification of the present embodiment. The difference from FIG. 1 is that the
図4は本実施例の別の変形例を示しており、図1との違いは各IDT電極の間隙にシールド電極を配置せず、アースライン13を入出力端子10とリード電極11との間に配置し、且つ、入出力端子10を取り囲むように独立して配置した点である。本構造では、入出力端子間の電磁結合を抑圧できるので良好な減衰特性が得られ、また、SAWフィルタの小型化を実現できる。
FIG. 4 shows another modification of the present embodiment. The difference from FIG. 1 is that no shield electrode is arranged in the gap between the IDT electrodes, and the
次に、本発明の第2の実施例について図5を用いて説明する。図5は本発明の第2の実施例に係るトランスバーサル型SAWフィルタを示している。圧電基板上にIDT電極21とその両側にIDT電極22、23を配置し、IDT電極21〜23はそれぞれ互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対のくし型電極により構成されており、IDT電極21の一方のくし型電極に平衡用入出力端子30を、他方のくし型電極に平衡用入出力端子40を接続し、IDT電極22、23の一方のくし型電極同士をリード電極31により互いに接続すると共に平衡用入出力端子32に接続し、他方のくし型電極同士をリード電極41により互いに接続すると共に平衡用入出力端子42に接続する。また、IDT電極21とIDT電極22の間、及びIDT電極21とIDT電極23の間にシールド電極24、24を配置し、シールド電極同士をアースライン33、43により互いに接続する。なお、アースライン33は平衡用入出力端子30とリード電極31の間に配置し、アースライン43は平衡用入出力端子40とリード電極41の間に配置している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a transversal SAW filter according to a second embodiment of the present invention. An IDT electrode 21 and IDT electrodes 22 and 23 are arranged on both sides of the piezoelectric substrate, and the IDT electrodes 21 to 23 are each constituted by a pair of comb-shaped electrodes having a plurality of electrode fingers inserted into each other. The balancing input /
本実施例のトランスバーサル型SAWフィルタは、入出力端子を平衡−平衡終端とし、入出力端子とリード電極との間にアースラインを配置することにより、入出力端子間で生じる電磁結合を抑圧したので、良好な平衡度と減衰特性を実現することができる。また、同様に入出力端子を不平衡−平衡終端としたトランスバーサル型SAWフィルタについても本発明を適用できることは言うまでもない。 In the transversal type SAW filter of this embodiment, the input / output terminals are balanced-balanced terminations, and an earth line is disposed between the input / output terminals and the lead electrodes, thereby suppressing electromagnetic coupling between the input / output terminals. Therefore, a good balance and attenuation characteristics can be realized. Similarly, it goes without saying that the present invention can also be applied to a transversal SAW filter whose input / output terminals are unbalanced-balanced termination.
以上の実施例では、圧電基板に回転YカットX伝搬LiNbO3を用いたが、これに限らず水晶、LiTaO3、LBO等の他の圧電基板を用いても良い。また、IDT電極の電極指に重み付けを施したり、一方向性SAW変換器を用いた場合においても同様な効果が得られる。 In the above embodiment, the rotating Y-cut X-propagating LiNbO 3 is used as the piezoelectric substrate, but the present invention is not limited to this, and other piezoelectric substrates such as quartz, LiTaO 3 , and LBO may be used. The same effect can be obtained when the electrode fingers of the IDT electrode are weighted or a unidirectional SAW converter is used.
1、2、3、21、22、23:IDT電極
4、24:シールド電極
10、12:入出力端子
11、31、41:リード電極
13、33、43:アースライン
14:アース端子
30、32、40、42:平衡用入出力端子
1, 2, 3, 21, 22, 23:
Claims (5)
中央に配置したIDT電極を第1のIDT電極、その両側に配置したIDT電極をそれぞれ第2のIDT電極及び第3のIDT電極とし、第1のIDT電極を構成する一方のくし形電極に入力或いは出力のいずれかの端子を接続し、第2及び第3のIDT電極を構成する一方のくし形電極同士をリード電極により互いに接続すると共に出力或いは入力のいずれかの端子に接続し、
第1のIDT電極の一方のくし形電極に接続した端子とリード電極との間隙にアースラインを配置することを特徴としたトランスバーサル型SAWフィルタ。 In a transversal SAW filter in which three IDT electrodes are arranged at predetermined intervals along the propagation direction of a surface acoustic wave (SAW) on a piezoelectric substrate,
The IDT electrode arranged in the center is the first IDT electrode, and the IDT electrodes arranged on both sides thereof are the second IDT electrode and the third IDT electrode, respectively, and input to one of the comb electrodes constituting the first IDT electrode Alternatively, one of the output terminals is connected, and one of the comb electrodes constituting the second and third IDT electrodes is connected to each other by a lead electrode and connected to either the output or input terminal,
A transversal type SAW filter, wherein a ground line is arranged in a gap between a terminal connected to one of the comb electrodes of the first IDT electrode and the lead electrode.
中央に配置したIDT電極を第1のIDT電極、その両側に配置したIDT電極をそれぞれ第2のIDT電極及び第3のIDT電極とし、第1のIDT電極を構成する一方のくし形電極に入力或いは出力のいずれかの端子を接続し、第2及び第3のIDT電極を構成する一方のくし形電極同士をリード電極により互いに接続すると共に出力或いは入力のいずれかの端子に接続し、
第1のIDT電極と第2のIDT電極との間、及び、第1のIDT電極と第3のIDT電極との間にシールド電極を配置すると共にシールド電極同士をアースラインにより互いに接続し、該アースラインを第1のIDT電極の一方のくし形電極に接続した端子とリード電極との間隙に配置することを特徴としたトランスバーサル型SAWフィルタ。 In a transversal SAW filter in which three IDT electrodes are arranged at predetermined intervals along the propagation direction of a surface acoustic wave (SAW) on a piezoelectric substrate,
The IDT electrode arranged in the center is the first IDT electrode, and the IDT electrodes arranged on both sides thereof are the second IDT electrode and the third IDT electrode, respectively, and input to one of the comb electrodes constituting the first IDT electrode Alternatively, one of the output terminals is connected, and one of the comb electrodes constituting the second and third IDT electrodes is connected to each other by a lead electrode and connected to either the output or input terminal,
A shield electrode is disposed between the first IDT electrode and the second IDT electrode and between the first IDT electrode and the third IDT electrode, and the shield electrodes are connected to each other by a ground line, A transversal SAW filter, characterized in that an earth line is disposed in a gap between a terminal connected to one comb electrode of the first IDT electrode and a lead electrode.
5. The transversal SAW filter according to claim 1, wherein the transversal SAW filter has a balanced-balanced termination or an unbalanced-balanced termination as an input / output terminal.
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JP2017204827A (en) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | 太陽誘電株式会社 | Acoustic wave device |
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2005
- 2005-04-04 JP JP2005107395A patent/JP2006287782A/en active Pending
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