JP2021193818A - 弾性波素子、フィルタ素子および通信装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本開示の一実施形態に係る弾性波(SAW:Surface Acoustic Wave)素子1の構成を示す平面図である。図2(a)は図1のII−II線における要部拡大断面図であり、図2(b)は、図2(a)のIDT電極3をさらに拡大した図である。SAW素子1は、図1に示すように、圧電基板2、圧電基板2の上面2Aに設けられた励振(IDT:Interdigital Transducer)電極3、反射器4、および下地層6を有している。
ー31a,第2バスバー31b)と、各バスバー31から他のバスバー31側へ延びる複数の電極指32(第1バスバー31aに接続される第1電極指32a、第2バスバー31bに接続される第2電極指32b)とを有している。そして、1対の櫛歯電極30は、第1電極指32aと第2電極指32bが、SAWの伝搬方向に互いに噛み合うように(交差するように)配置されている。
SAWの伝搬方向において、電極指32の交差幅が長い部分と重なるバスバー31の一部を切り抜くように開口部31xを設けている。2山のアポタイズが施されたIDT電極3においては、2つの電極指32の交差幅が長い部分(山の部分)の間(谷部)において、定在波がたつ。この定在波の振動は、SAWの伝搬方向から見て電極指の配列周期に応じて大きくなる位置がある。そして、谷部にバスバー31が存在する場合には、この定在波の振動が大きい位置においてマイグレーションが発生してしまう。
するように配置される。第2バスバー31bに接続される補助電極指32cは、第2電極指32bの延長線上に位置するように配置される。このような構成にすることで、横方向に漏洩する信号を取り出すことができる。
ることができる。
ら幅をもって続く領域である。主部32yは、平面視で、外周部32xの内側に位置するものであり、例えば電極指32の幅の中央近傍、長さの中央近傍を含む。この例では、電極指32のうち、バスバー31に接続される部分を除き、主部32yの全領域を囲むように外周部32xが設けられている。
領域6yの厚みを薄くしても最大応力が変化することなく、耐電力性を高めることができることを確認した。
上述の例では、第1領域6xの厚みは一様である場合を例示したが、この例に限定されない。例えば、図6(a)に示すように、外縁32zに重なる位置から内側に向かうにつれて徐々に厚みが薄くなるようなテーパー状であってもよい。この場合には、第1領域6xと第2領域6yにおける下地層6の厚みは、各領域の平均で比較すればよい。なお、第2領域6yにおける厚みも一定である必要はなく、例えば、厚み方向における断面視において、下地層6の形状をV字状としてもよい。また、下地層6の上面を形成する部位は、断面視で直線状に限定されることはなく、曲線で形成されていてもよい。すなわち、すり鉢状であったり、円弧状の曲線部を有していたりしてもよい。
上述した下地層6の形状は電極指32の位置により異なっていてもよい。例えば、複数の電極指32のうち振動強度が大きい部位に位置する電極指32について、下地層6を図2に示す形状とし、振動強度の小さい部位に位置する電極指32については、一様な厚みの下地層6としてもよい。具体的には、振動の中心となる2つの反射器4の間の中心付近では図2に示す形状の下地層6を用い、反射器4に近い側では、一様な厚みとして、その厚みは第2領域6yと同等としてもよい。
層6を一様な厚みとしてもよい。
上述の例では、電極指32の下面全面に下地層6が配置されていたが、この形状に限定されない。図7に示すSAW素子1Aのように、電極指32の主部32yは直接圧電基板2の上面に配置され、外周部32xの下面にのみ下地層6が配置されていてもよい。図8に、図7に示すSAW素子1Aの電極指32について、高周波信号を入力した際の面方向における応力分布をシミュレーションした結果を示す。下地層6の厚みは1000Åとし、幅20%としている。図8からも明らかなように、電極指32の主部32yにおいて下地層6が介在していなくても、電極指32に加わる最大応力が悪化することなく、SAW素子1Aの耐電力性を高めることができることを確認した。
図9に示すように、電極指32は積層構造であってもよく、各層間に下地層6を介在させてもよい。下地層6の形状は図2に示す形状でもよいし、図6や図7に示す形状でもよい。電極指32の厚みの途中に強度の高い下地層6を設ける場合には、より信頼性の高いSAW素子を提供することができる。ここで、複数の下地層6のうち、第1領域6xの厚みは、圧電基板2との距離が小さい側の下地層6の方が、大きい側の下地層6よりも薄くしてもよい。
上述の例では、下地層6は1層で構成されていたが、2層以上で構成されていてもよい。例えば、2層で構成する場合には、いずれも電極指32を構成する材料よりも強度が高いことは満たしているが、厚みの厚い方の層の電気抵抗を他方の層に比べて低くしてもよい。具体的には、Ti層とCu合金層との積層構造としてもよい。また、圧電基板2の側から順に、強度の高い層を配置してもよい。
を構成している。第1下地層61は、Tiからなり、圧電基板2との密着層としても機能する。第2下地層62は、第1下地層61に比べ厚みが厚く、かつ、導電率の高い材料で構成されている。例えば、Cu、Cu合金等を用いることができるが、この例では、CuAl2合金の多結晶体もしくはアモルファスを用いる。
図10は、本開示の実施形態に係る通信装置101の要部を示すブロック図である。通信装置101は、電波を利用した無線通信を行うものである。分波器7は、通信装置101において送信周波数の信号と受信周波数の信号とを分波する機能を有している。
2 圧電基板
3 励振(IDT)電極
32 電極指(第1電極指32a、第2電極指32b)
32x 外周部
32y 主部
6 下地層
6x 第1領域
6y 第2領域
101 通信装置
103 RF−IC
109 アンテナ
Claims (12)
- 圧電基板と、
該圧電基板上に配置された、複数の電極指を有する励振電極と、
前記電極指と前記圧電基板との間に位置する下地層と、を有し、
前記電極指は、平面視で、前記電極指の最外周部を含む外周部と前記外周部よりも内側に位置する主部と、を有し、
少なくとも一部の前記下地層は、平面視で、前記外周部と重なる第1領域と、前記主部と重なる第2領域とを備え、
少なくとも一部の前記第1領域における前記下地層の厚みは、前記第2領域における厚みよりも厚い、
弾性波素子。 - 平面視で、前記第1領域は、バスバーに接続される部分を除き、前記第2領域を囲む、
請求項1に記載の弾性波素子。 - 前記第1領域は、平面視で、前記外周部のうち、複数の前記電極指の配列方向と交差する方向に伸びる部分と重なる部分に配置されている、
請求項1または2に記載の弾性波素子。 - 前記第1領域の上面から前記外周部の上面までの距離は、前記第2領域の上面から前記主部の上面までの距離に比べて小さい、
請求項1乃至3のいずれかに記載の弾性波素子。 - 前記下地層は、前記電極指よりもヤング率の大きい材料を含み、
前記電極指は、前記下地層よりも電気抵抗率が小さい材料を含む、
請求項1乃至4のいずれかに記載の弾性波素子。 - 前記電極指の配列方向において、前記励振電極を挟む位置に、対向する2つの反射器を有し、
前記2つの反射器間の中央近傍に位置する前記下地層は、前記第1領域の厚みが、前記第2領域の厚みより厚く、
前記反射器の近傍に位置する前記下地層は、厚みが一様である、
請求項1乃至5のいずれかに記載の弾性波素子。 - 前記電極指は、長さ方向において、前記電極指の先端近傍に位置する先端領域と、バスバーの近傍に位置するバスバー側領域と、前記先端領域と前記バスバー側領域との間に位置する中央領域と、を有し、
前記中央領域に接する前記下地層は、前記第1領域の厚みが、前記第2領域の厚みより厚く、
前記先端領域と前記バスバー側領域に接する前記下地層の厚みは一様である、
請求項1乃至6のいずれかに記載の弾性波素子。 - 前記下地層は、樹脂を含む、
請求項1乃至7のいずれかに記載の弾性波素子。 - 前記下地層は、半導体を含む、
請求項1乃至8のいずれかに記載の弾性波素子。 - 前記下地層は、前記圧電基板に近い側に位置する第1下地層と、前記第1下地層よりも前
記電極指側に位置する第2下地層とを含み、
前記第1下地層は厚みが一様であり、
前記第2下地層は、平面視で、前記外周部と重なる部分における厚みは、前記主部と重なる部分における厚みよりも厚い、
請求項1乃至9のいずれかに記載の弾性波素子。 - 少なくとも1つの請求項1〜10のいずれかに記載された弾性波素子がフィルタを構成する共振子に用いられた、フィルタ素子。
- アンテナと、
該アンテナに電気的に接続された請求項11に記載のフィルタ素子と、
該フィルタ素子に電気的に接続されたRF−ICとを備える通信装置。
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