JP3090218B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
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Description
結晶基板表面に、弾性表面波を励起、受信、反射、伝搬
するための金属膜が形成された弾性表面波装置に関す
る。
属膜の櫛形電極や反射器を圧電基板上に形成し、圧電基
板上に発生する弾性表面波を利用した回路素子である。
弾性表面波装置に使用される圧電基板に重要な性能とし
て弾性表面波の遅延時間温度係数(TCD)と電気機械
結合係数(k2)が挙げられる。遅延時間温度係数はそ
の絶対値が小さいほど望ましく、電気機械結合係数はそ
の値が大きいほど望ましい。
晶基板は、電気機械結合係数が1%程度の値を示し、切
り出し角及び弾性表面波伝搬方向をオイラ角表示で(1
10°、90°、90°)のとき遅延時間温度特性が二
次曲線となり室温付近で遅延時間温度係数が0になるこ
とが知られている。ただし、これは電極の金属膜の膜厚
が0であるとして膜厚の影響を無視した理想的な状態で
の計算値であるが、弾性表面波のエネルギは基板表面に
集中しているので、金属膜の膜厚の影響を大きく受け
る。電極形成前には良好な伝搬特性を示したものであっ
ても、電極を形成すると伝搬特性が劣化してしまう。
囲に応じて、遅延時間温度特性の二次曲線の頂点温度を
制御し、遅延時間温度係数が0になる温度範囲に合致さ
せる必要がある。このためには、四ほう酸リチウム単結
晶からの圧電基板の切り出し角や伝搬方向を変える必要
があるが、そのときの切り出し角や伝搬方向の圧電基板
の電気機械結合係数が必ずしも大きいとは限らず、使用
温度範囲において遅延時間温度係数と電気機械結合係数
が共に良好である切り出し角や伝搬方向を決めるのが困
難であった。本発明の目的は、弾性表面波の伝搬特性を
自由に制御して、使用温度範囲に応じて良好な弾性表面
波の伝搬特性が実現できる弾性表面波装置を提供するこ
とにある。
ウム単結晶基板に金を主成分とする金属膜により電極を
形成したときに、その金属膜の膜厚を厚くすることによ
り遅延時間温度曲線である二次曲線の頂点温度が上昇す
る現象を利用してなされたもので、金属膜の膜厚を変化
させて使用温度範囲の中心温度に頂点温度を合致させる
ことにより、使用温度範囲における遅延時間温度特性の
温度変化を最小にするようにしたものである。
ム単結晶基板表面に、弾性表面波を励起、受信、反射、
伝搬するための金属膜が形成された弾性表面波装置にお
いて、前記四ほう酸リチウム単結晶基板の切り出し角及
び弾性表面波伝搬方向がオイラ角表示で(130°〜1
40°、85°〜95°、85°〜95°)の範囲内で
あり、前記金属膜を金を主成分とする金属により形成
し、前記金属膜の膜厚hを弾性表面波の波長λで規格化
した規格化膜厚h/λが、使用中心温度をTo℃とし
て、 (8.8E−4×To−8.6E−3)−0.004≦
h/λ≦(8.8E−4×To−8.6E−3)+0.
004 の範囲内であることを特徴とする弾性表面波装置によっ
て達成される。
曲線の頂点温度を使用温度範囲の中心温度に合致させ、
遅延時間温度特性の温度変化を最小にすることができ
る。
1乃至図3を用いて説明する。本実施例の弾性表面波装
置は、図1に示すように四ほう酸リチウム単結晶からな
る圧電基板11上にインタディジタル型電極からなる入
力電極12と出力電極13が形成された弾性表面波フィ
ルタである。弾性表面波は入力電極12から出力電極1
3方向に伝搬する。
結晶の切り出し角及び弾性表面波伝搬方向がオイラ角表
示で(135°、90°、90°)である四ほう酸リチ
ウム単結晶基板((110)面、Z伝搬)を用いる。入
力電極12及び出力電極13として金からなる金属膜を
用いる。金属膜の膜厚hを変化させた場合の遅延時間温
度特性を図2に示す。横軸は温度T〔℃〕を示し、縦軸
は20℃の温度における遅延時間τ20を基準として温度
Tに対する遅延時間τT の割合(τT −τ20)/τ20
[ppm]を示している。金属膜の膜厚hを弾性表面波
の波長λで規格化した規格化膜厚h/λを0から0.0
01刻みで0.02まで変化させた場合の遅延時間温度
特性を示した。各膜厚における遅延時間温度特性の二次
曲線が金属膜の膜厚hが増えるにしたがって右方向にシ
フトして、遅延時間温度特性の二次曲線の頂点温度To
が上昇していることがわかる。
二次曲線の頂点温度Toと金属膜の規格化膜厚h/λと
の関係を示すグラフである。横軸は頂点温度To[℃]
を示し、縦軸は規格化膜厚h/λを示している。但し、
頂点温度Toについては5℃毎に量子化しており、10
℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40
℃、50℃における最適な規格化膜厚h/λが示されて
いる。
合には、規格化膜厚h/λを0.007〜0.010の
範囲にすればよいことがわかる。図3における頂点温度
Toと規格化膜厚h/λの関係は、次の近似式 h/λ=8.8E−4×To−8.6E−3 を中心として、±0.004の範囲内(斜線の範囲内)
にあることがわかる。すなわち、金属膜の規格化膜厚h
/λが、使用中心温度をTo℃として、 (8.8E−4×To−8.E−3)−0.004≦h
/λ≦(8.8E−4×To−8.6E−3)+0.0
04 の範囲内になるように金属膜の膜厚hを定めることによ
り、使用温度範囲における遅延時間の温度変化を最小に
することができる。
膜厚を変化させることにより遅延時間温度特性を制御し
て、使用温度範囲における遅延時間の温度変化を最小に
することができる。また、本実施例では金属膜の材料に
金または金を主成分とする合金を用いているので、アル
ミニウムを主成分とする金属の場合に比較して薄くする
ことができる。弾性表面波の周波数が低くなると一般に
金属膜の膜厚を厚くする必要があるが、本実施例のよう
に金を主成分とする合金を用いると金属膜を比較的薄く
形成することができる。
主成分とする合金を用いているので、金を材料とするボ
ンディングワイヤを用いた際に金属膜に確実にボンディ
ングすることができる。本発明は上記実施例に限らず種
々の変形が可能である。例えば、上記実施例では切り出
し角及び弾性表面波伝搬方向がオイラ角表示で(135
°、90°、90°)の四ほう酸リチウム単結晶基板を
用いたが、上記オイラ角表示から約5°程度ずれてもよ
い。
膜を用いたが、圧電基板表面にチタン、タングステン、
モリブデン、アルミニウム等の金属薄膜を形成し、この
金属薄膜上に金または金を主成分とする合金からなる金
属膜を形成してもよい。圧電基板に対する金属膜の密着
性を向上させることができる。さらに、上記実施例では
弾性表面波フィルタを例として説明したが、その他の弾
性表面波素子でもよい。例えば、圧電基板上にインタデ
ィジタル型電極からなる端子電極を一対のグレーティン
グ反射器により挟んで構成した弾性表面波共振子に本発
明と適用してもよい。
ム単結晶基板の切り出し角及び弾性表面波伝搬方向をオ
イラ角表示で(130°〜140°、85°〜95°、
85°〜95°)の範囲内とし、金属膜を金を主成分と
する金属により形成し、金属膜の膜厚hを弾性表面波の
波長λで規格した規格化膜厚h/λを、使用中心温度を
To℃として、 (8.8E−4×To−8.E−3)−0.004≦h
/λ≦(8.8E−4×To−8.6E−3)+0.0
04 の範囲内にしたので、遅延時間温度曲線である二次曲線
の頂点温度が使用温度範囲の中心温度に合致し遅延時間
温度特性の温度変化を最小にすることができる。
図である。
遅延時間温度特性を示すグラフである。
点温度Toと金属膜の規格化膜厚h/λとの関係を示す
グラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 四ほう酸リチウム単結晶基板表面に、弾
性表面波を励起、受信、反射、伝搬するための金属膜が
形成された弾性表面波装置において、 前記四ほう酸リチウム単結晶基板の切り出し角及び弾性
表面波伝搬方向がオイラ角表示で(130°〜140
°、85°〜95°、85°〜95°)の範囲内であ
り、 前記金属膜を金を主成分とする金属により形成し、 前記金属膜の膜厚hを弾性表面波の波長λで規格化した
規格化膜厚h/λが、使用中心温度をTo℃として、 (8.8E−4×To−8.6E−3)−0.004≦
h/λ≦(8.8E−4×To−8.6E−3)+0.
004 の範囲内であることを特徴とする弾性表面波装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03009867A JP3090218B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03009867A JP3090218B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04253412A JPH04253412A (ja) | 1992-09-09 |
JP3090218B2 true JP3090218B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=11732092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03009867A Expired - Lifetime JP3090218B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3090218B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2800905B2 (ja) | 1991-10-28 | 1998-09-21 | 富士通株式会社 | 弾性表面波フィルタ |
USRE40036E1 (en) | 1991-10-28 | 2008-01-29 | Fujitsu Limited | Surface acoustic wave filter |
JPH07283682A (ja) * | 1994-04-13 | 1995-10-27 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波共振子フィルタ |
EP0955726B1 (en) * | 1997-09-02 | 2005-10-26 | TDK Corporation | Surface acoustic wave apparatus |
-
1991
- 1991-01-30 JP JP03009867A patent/JP3090218B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
日本音響学会講演論文集、平成2年3月、p.791〜792(1−P−6) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04253412A (ja) | 1992-09-09 |
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