JP3438690B2 - 弾性表面波装置の周波数調整方法 - Google Patents
弾性表面波装置の周波数調整方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＨタイプの表面
波を利用した弾性表面波装置の周波数調整方法に関し、
より詳細には、表面波基板上に高分子膜を形成すること
により周波数調整をはかる弾性表面波装置の周波数調整
方法に関する。
波を利用した弾性表面波装置の周波数調整方法に関し、
より詳細には、表面波基板上に高分子膜を形成すること
により周波数調整をはかる弾性表面波装置の周波数調整
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】弾性表面波共振子や弾性表面波フィルタ
などの弾性表面波装置では、目的とする特性に応じて共
振周波数や中心周波数が調整される。周波数調整方法と
しては、圧電基板材料を選択したり、インターデジタル
トランスデューサ（ＩＤＴ）の構造を変更したりする方
法が挙げられる。しかしながら、これらの方法では、様
々な要求特性に応えることは困難であった。
などの弾性表面波装置では、目的とする特性に応じて共
振周波数や中心周波数が調整される。周波数調整方法と
しては、圧電基板材料を選択したり、インターデジタル
トランスデューサ（ＩＤＴ）の構造を変更したりする方
法が挙げられる。しかしながら、これらの方法では、様
々な要求特性に応えることは困難であった。
【０００３】レイリー波を利用したトランスバーサル型
弾性表面波フィルタでは、圧電基板上にポリイミド膜を
形成し、それによって周波数調整を行う方法が知られて
いる。レイリー波を利用したトランスバーサル型弾性表
面波フィルタでは、損失が比較的大きく、従ってポリイ
ミド膜を被覆したとしても、フィルタ特性への影響は少
ない。従って、上記ポリイミド膜の膜厚を調整すること
により、細やかに周波数調整が行われ得る。
弾性表面波フィルタでは、圧電基板上にポリイミド膜を
形成し、それによって周波数調整を行う方法が知られて
いる。レイリー波を利用したトランスバーサル型弾性表
面波フィルタでは、損失が比較的大きく、従ってポリイ
ミド膜を被覆したとしても、フィルタ特性への影響は少
ない。従って、上記ポリイミド膜の膜厚を調整すること
により、細やかに周波数調整が行われ得る。
【０００４】近年、ＢＧＳ波やラブ波などのＳＨタイプ
の表面波を利用した表面波装置が、損失が小さいため注
目されている。このようなＳＨタイプの表面波を利用し
た表面波装置は、例えば、特開平５−１４５３６８号公
報などに開示されている。
の表面波を利用した表面波装置が、損失が小さいため注
目されている。このようなＳＨタイプの表面波を利用し
た表面波装置は、例えば、特開平５−１４５３６８号公
報などに開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＳＨタイプの表面波を
利用した表面波装置においても、様々な要求特性に応じ
て周波数調整を高精度にかつ容易に行い得ることが強く
求められている。しかしながら、ＳＨタイプの表面波を
利用した表面波装置は、損失が小さいため、表面波基板
上に高分子膜を形成した場合、特性が大きく低下し、こ
のような方法により周波数調整を行うことはできないと
考えられていた。
利用した表面波装置においても、様々な要求特性に応じ
て周波数調整を高精度にかつ容易に行い得ることが強く
求められている。しかしながら、ＳＨタイプの表面波を
利用した表面波装置は、損失が小さいため、表面波基板
上に高分子膜を形成した場合、特性が大きく低下し、こ
のような方法により周波数調整を行うことはできないと
考えられていた。
【０００６】本発明の目的は、ＳＨタイプの表面波を利
用した表面波装置において、表面波基板上に高分子膜を
形成し、該高分子膜の膜厚をコントロールすることによ
り周波数調整を高精度に行うことを可能とする表面波装
置の周波数調整方法を提供することにある。
用した表面波装置において、表面波基板上に高分子膜を
形成し、該高分子膜の膜厚をコントロールすることによ
り周波数調整を高精度に行うことを可能とする表面波装
置の周波数調整方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述したように、従来、
ＳＨタイプの表面波を利用した表面波装置において表面
波基板上に高分子膜を形成することにより周波数調整を
行おうとした場合、特性が大きく低下するため、このよ
うな周波数調整方法は採用できないと考えられていた。
ＳＨタイプの表面波を利用した表面波装置において表面
波基板上に高分子膜を形成することにより周波数調整を
行おうとした場合、特性が大きく低下するため、このよ
うな周波数調整方法は採用できないと考えられていた。
【０００８】しかしながら、本願発明者らは、上記課題
を達成すべく鋭意検討した結果、特定の表面波基板を用
いた場合、ＳＨタイプを利用した表面波装置において
も、高分子膜を形成し、該高分子膜の膜厚を調整するこ
とにより、共振特性や帯域特性などをあまり損なうこと
なく、中心周波数や共振周波数を調整し得ることを見出
し、本発明な成すに至った。
を達成すべく鋭意検討した結果、特定の表面波基板を用
いた場合、ＳＨタイプを利用した表面波装置において
も、高分子膜を形成し、該高分子膜の膜厚を調整するこ
とにより、共振特性や帯域特性などをあまり損なうこと
なく、中心周波数や共振周波数を調整し得ることを見出
し、本発明な成すに至った。
【０００９】すなわち、本発明に係る表面波装置の周波
数調整方法は、比誘電率εS ／ε0＝（ε11 S ・
ε33 S ）1/2 が３０以上であり、かつ電気機械結合係数
Ｋが２０％以上である表面波基板と、前記表面波基板上
に形成された少なくとも１つのＩＤＴとを備えるＳＨタ
イプの表面波を利用した弾性表面波装置の周波数調整方
法であって、前記表面波板上に高分子膜を形成し、該高
分子膜の膜厚を調整することにより周波数を調整するこ
とを特徴とする。
数調整方法は、比誘電率εS ／ε0＝（ε11 S ・
ε33 S ）1/2 が３０以上であり、かつ電気機械結合係数
Ｋが２０％以上である表面波基板と、前記表面波基板上
に形成された少なくとも１つのＩＤＴとを備えるＳＨタ
イプの表面波を利用した弾性表面波装置の周波数調整方
法であって、前記表面波板上に高分子膜を形成し、該高
分子膜の膜厚を調整することにより周波数を調整するこ
とを特徴とする。
【００１０】本発明に係る表面波装置の周波数調整方法
では、好ましくは、高分子膜として比誘電率が基板のそ
れよりも小さいもの、例えばポリイミド系樹脂膜が用い
られる。
では、好ましくは、高分子膜として比誘電率が基板のそ
れよりも小さいもの、例えばポリイミド系樹脂膜が用い
られる。
【００１１】また、本発明に係る表面波装置の周波数調
整方法では、表面波装置として、好ましくは、端面反射
型表面波装置が用いられる。さらに、上記端面反射型表
面波装置としては、対向２端面を有する表面基板と、表
面波基板の上面に形成された１つのＩＤＴとを有し、Ｉ
ＤＴの電極指が端面と平行に延ばされており、かつ表面
波伝搬方向最外側の電極指が、一対の端面の一方の端面
と表面波基板の上面とのなす端縁に沿うように形成され
ている、端面反射型表面波共振子が用いられる。
整方法では、表面波装置として、好ましくは、端面反射
型表面波装置が用いられる。さらに、上記端面反射型表
面波装置としては、対向２端面を有する表面基板と、表
面波基板の上面に形成された１つのＩＤＴとを有し、Ｉ
ＤＴの電極指が端面と平行に延ばされており、かつ表面
波伝搬方向最外側の電極指が、一対の端面の一方の端面
と表面波基板の上面とのなす端縁に沿うように形成され
ている、端面反射型表面波共振子が用いられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施例を
挙げることにより、本発明を明らかにする。図１（ａ）
及び（ｂ）は、本発明の一実施例としての弾性表面波装
置の周波数調整方法に用いられる端面反射型表面波共振
子を示す平面図及び模式的正面断面図である。
挙げることにより、本発明を明らかにする。図１（ａ）
及び（ｂ）は、本発明の一実施例としての弾性表面波装
置の周波数調整方法に用いられる端面反射型表面波共振
子を示す平面図及び模式的正面断面図である。
【００１３】端面反射型表面波共振子１は、矩形の表面
波基板２を用いて構成されている。表面波基板２は、対
向し合う一対の端面２ａ，２ｂを有する。表面波基板２
は、圧電単結晶や圧電セラミックスにより構成すること
ができ、圧電セラミックスにより構成されている場合に
は、後述のＩＤＴ３の電極指の延びる方向と平行な方向
に分極処理される。また、表面波基板２は、圧電基板上
にＺｎＯ薄膜などの圧電薄膜を積層することにより構成
されてもよく、その場合、後述のＩＤＴ３は、圧電薄膜
の上面に形成されてもよく、圧電薄膜と圧電基板との間
に形成されていてもよい。
波基板２を用いて構成されている。表面波基板２は、対
向し合う一対の端面２ａ，２ｂを有する。表面波基板２
は、圧電単結晶や圧電セラミックスにより構成すること
ができ、圧電セラミックスにより構成されている場合に
は、後述のＩＤＴ３の電極指の延びる方向と平行な方向
に分極処理される。また、表面波基板２は、圧電基板上
にＺｎＯ薄膜などの圧電薄膜を積層することにより構成
されてもよく、その場合、後述のＩＤＴ３は、圧電薄膜
の上面に形成されてもよく、圧電薄膜と圧電基板との間
に形成されていてもよい。
【００１４】もっとも、表面波基板２は、その比誘電率
εS ／ε0 が３０以上であり、かつ電気機械結合係数Ｋ
が２０％以上であることが必要である。ここで、比誘電
率ε S ／ε0 ＝（ε11 S ・ε33 S ）1/2 であり、ε11 S
はＳ（歪み）一定とした場合の１１方向に沿う比誘電率
を示し、ε33 S は歪み一定の場合の３３方向に沿う比誘
電率を示す。
εS ／ε0 が３０以上であり、かつ電気機械結合係数Ｋ
が２０％以上であることが必要である。ここで、比誘電
率ε S ／ε0 ＝（ε11 S ・ε33 S ）1/2 であり、ε11 S
はＳ（歪み）一定とした場合の１１方向に沿う比誘電率
を示し、ε33 S は歪み一定の場合の３３方向に沿う比誘
電率を示す。
【００１５】上記比誘電率εS ／ε0 が３０未満の場
合、並びに電気機械結合係数Ｋが２０未満の場合には、
後述の実験例から明らかなように、高分子膜を形成して
周波数調整を行おうとしても挿入損失が大きくなり、良
好な特性を有する表面波装置を提供することができなく
なる。
合、並びに電気機械結合係数Ｋが２０未満の場合には、
後述の実験例から明らかなように、高分子膜を形成して
周波数調整を行おうとしても挿入損失が大きくなり、良
好な特性を有する表面波装置を提供することができなく
なる。
【００１６】上記のように比誘電率εS ／ε0 が３０以
上であり、電気機械結合係数Ｋが２０以上である表面波
基板材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛、ＬｉＴａＯ
3 、ＬｉＮｂＯ3 などを挙げることができる。また、Ｌ
ｉＮｂＯ3 基板上にＺｎＯ薄膜を積層してなる表面波基
板を挙げることができる。また、本発明において用いる
ことができない表面波基板材料としては水晶を挙げるこ
とができる。これらの表面波基板のεS ／ε0 と、電気
機械結合係数Ｋを下記の表１に示す。
上であり、電気機械結合係数Ｋが２０以上である表面波
基板材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛、ＬｉＴａＯ
3 、ＬｉＮｂＯ3 などを挙げることができる。また、Ｌ
ｉＮｂＯ3 基板上にＺｎＯ薄膜を積層してなる表面波基
板を挙げることができる。また、本発明において用いる
ことができない表面波基板材料としては水晶を挙げるこ
とができる。これらの表面波基板のεS ／ε0 と、電気
機械結合係数Ｋを下記の表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】上記表面波基板２には、ＩＤＴ３が形成さ
れている。ＩＤＴ３は、一対のくし歯電極４，５を有す
る。くし歯電極４，５は、それぞれ、複数本の電極指４
ａ，４ｂ及び５ａ，５ｂを有する。電極指４ａ，４ｂ及
び５ａ，５ｂは互いに間挿し合うように配置されてい
る。なお、電極指４ａ，５ｂは、ＩＤＴ３における表面
波伝搬方向最外側の電極指に相当し、電極指４ａ，５ｂ
は、その幅が約λ／８とされている。他の電極指４ｂ，
５ａは、その幅がλ／４とされており、かつ電極指間の
表面波伝搬方向と直交する方向のギャップの幅はλ／４
とされている。
れている。ＩＤＴ３は、一対のくし歯電極４，５を有す
る。くし歯電極４，５は、それぞれ、複数本の電極指４
ａ，４ｂ及び５ａ，５ｂを有する。電極指４ａ，４ｂ及
び５ａ，５ｂは互いに間挿し合うように配置されてい
る。なお、電極指４ａ，５ｂは、ＩＤＴ３における表面
波伝搬方向最外側の電極指に相当し、電極指４ａ，５ｂ
は、その幅が約λ／８とされている。他の電極指４ｂ，
５ａは、その幅がλ／４とされており、かつ電極指間の
表面波伝搬方向と直交する方向のギャップの幅はλ／４
とされている。
【００１９】また、最外側の電極指４ａ，５ｂは、端面
２ａ，２ｂと上面２ｃとのなす端縁に沿うように形成さ
れている。なお、表面波基板２として、前述したよう
に、圧電基板と圧電薄膜とを積層したものを用いる場合
には、上記ＩＤＴ３は、圧電薄膜の下面または上面に形
成される。
２ａ，２ｂと上面２ｃとのなす端縁に沿うように形成さ
れている。なお、表面波基板２として、前述したよう
に、圧電基板と圧電薄膜とを積層したものを用いる場合
には、上記ＩＤＴ３は、圧電薄膜の下面または上面に形
成される。
【００２０】上記端面反射型表面波共振子１の周波数調
整にあたっては、図１（ｂ）に示すように、ポリイミド
膜６を表面波基板２上に形成することにより行われる。
このポリイミド膜６の厚みを調整することにより、共振
周波数を調整することができる。なお、高分子膜として
は、表面波基板の比誘電率εS ／ε0 よりも比誘電率が
小さいものが好ましく、上記のようにポリイミド膜６が
好適に用いられるが、ポリイミド膜６に代えて、ポリア
ミド、フッ化ポリイミドなどの他の高分子からなる膜を
形成してもよい。
整にあたっては、図１（ｂ）に示すように、ポリイミド
膜６を表面波基板２上に形成することにより行われる。
このポリイミド膜６の厚みを調整することにより、共振
周波数を調整することができる。なお、高分子膜として
は、表面波基板の比誘電率εS ／ε0 よりも比誘電率が
小さいものが好ましく、上記のようにポリイミド膜６が
好適に用いられるが、ポリイミド膜６に代えて、ポリア
ミド、フッ化ポリイミドなどの他の高分子からなる膜を
形成してもよい。
【００２１】端面反射型表面波共振子１では、くし歯電
極４，５間に交流電圧を印加することによりＳＨタイプ
の表面波としてのＢＧＳ波が励振され、該ＢＧＳ波が端
面２ａ，２ｂ間に閉じ込められて、共振特性が取り出さ
れる。
極４，５間に交流電圧を印加することによりＳＨタイプ
の表面波としてのＢＧＳ波が励振され、該ＢＧＳ波が端
面２ａ，２ｂ間に閉じ込められて、共振特性が取り出さ
れる。
【００２２】次に、具体的な実施例につき説明する。
（実施例１）実施例１として、１．７ｍｍ×１．７ｍｍ
×厚み０．５ｍｍの４１°Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＮｂＯ
3 基板からなる表面波基板を用い、電極指の対数が１
２．５、交叉幅が１０λである端面反射型表面波共振子
１を作製した。この端面反射型表面波共振子１上に、ス
ピンコーティング法により、図１（ｂ）に示すポリイミ
ド膜６を種々の厚みで形成し、種々の端面反射型表面波
共振子を得た。
×厚み０．５ｍｍの４１°Ｙ回転Ｘ方向伝搬ＬｉＮｂＯ
3 基板からなる表面波基板を用い、電極指の対数が１
２．５、交叉幅が１０λである端面反射型表面波共振子
１を作製した。この端面反射型表面波共振子１上に、ス
ピンコーティング法により、図１（ｂ）に示すポリイミ
ド膜６を種々の厚みで形成し、種々の端面反射型表面波
共振子を得た。
【００２３】これらの端面反射型表面波共振子につい
て、共振特性を測定した。結果を図２及び図３に示す。
図２は、ポリイミド膜６の膜厚Ｈ／λ（但し、Ｈはポリ
イミド膜の膜厚を、λは表面波の波長を示す）と、共振
周波数変化率Δｆ／ｆ（ｐｐｍ）との関係を示す。な
お、共振周波数変化率Δｆ／ｆにおけるｆはポリイミド
膜を形成しない場合の共振周波数であり、Δｆはポリイ
ミド膜を形成した場合の共振周波数をｆｒとした場合、
Δｆ＝ｆｒ−ｆで表される値である。すなわち、ポリイ
ミド膜を形成したことによる共振周波数変動分のポリイ
ミド膜を形成していない場合の共振周波数ｆに対する割
合である。
て、共振特性を測定した。結果を図２及び図３に示す。
図２は、ポリイミド膜６の膜厚Ｈ／λ（但し、Ｈはポリ
イミド膜の膜厚を、λは表面波の波長を示す）と、共振
周波数変化率Δｆ／ｆ（ｐｐｍ）との関係を示す。な
お、共振周波数変化率Δｆ／ｆにおけるｆはポリイミド
膜を形成しない場合の共振周波数であり、Δｆはポリイ
ミド膜を形成した場合の共振周波数をｆｒとした場合、
Δｆ＝ｆｒ−ｆで表される値である。すなわち、ポリイ
ミド膜を形成したことによる共振周波数変動分のポリイ
ミド膜を形成していない場合の共振周波数ｆに対する割
合である。
【００２４】また、図３は、これらの端面反射型表面波
共振子におけるポリイミド膜の膜厚と、反共振抵抗Ｚａ
の共振抵抗Ｚｒに対する比Ｚａ／Ｚｒとの関係を示す。
図２から明らかなように、ポリイミド膜を形成すること
により、共振周波数が低下し、従って、ポリイミド膜を
形成し、かつその膜厚を調整することにより共振周波数
を低める方向で周波数調整し得ることがわかる。また、
図３から明らかなように、ポリイミド膜を形成した場合
であっても、Ｚａ／Ｚｒはさほど変化せず、従って共振
特性にはあまり影響のないことがわかる。
共振子におけるポリイミド膜の膜厚と、反共振抵抗Ｚａ
の共振抵抗Ｚｒに対する比Ｚａ／Ｚｒとの関係を示す。
図２から明らかなように、ポリイミド膜を形成すること
により、共振周波数が低下し、従って、ポリイミド膜を
形成し、かつその膜厚を調整することにより共振周波数
を低める方向で周波数調整し得ることがわかる。また、
図３から明らかなように、ポリイミド膜を形成した場合
であっても、Ｚａ／Ｚｒはさほど変化せず、従って共振
特性にはあまり影響のないことがわかる。
【００２５】（実施例２）表面波基板２をチタン酸ジル
コン酸鉛系圧電セラミックスを用いて構成したこと、Ｉ
ＤＴ３における電極指の対数を２３．５としたことを除
いては、実施例１と同様にして端面反射型表面波共振子
１を得た。この端面反射型表面波共振子１において、表
面波基板２上に、実施例１と同様に種々の膜厚でポリイ
ミド膜を形成し、得られた各端面反射型表面波共振子１
の共振特性を測定した。結果を図４及び図５に示す。
コン酸鉛系圧電セラミックスを用いて構成したこと、Ｉ
ＤＴ３における電極指の対数を２３．５としたことを除
いては、実施例１と同様にして端面反射型表面波共振子
１を得た。この端面反射型表面波共振子１において、表
面波基板２上に、実施例１と同様に種々の膜厚でポリイ
ミド膜を形成し、得られた各端面反射型表面波共振子１
の共振特性を測定した。結果を図４及び図５に示す。
【００２６】図４は、ポリイミド膜の膜厚と、共振周波
数変化割合Δｆ／ｆ（ｐｐｍ）との関係を示し、図５
は、ポリイミド膜の膜厚とＺａ／Ｚｒとの関係を示す図
である。
数変化割合Δｆ／ｆ（ｐｐｍ）との関係を示し、図５
は、ポリイミド膜の膜厚とＺａ／Ｚｒとの関係を示す図
である。
【００２７】図４から明らかなように、チタン酸ジルコ
ン酸鉛系圧電セラミックスを表面波基板材料として用い
た実施例２においても、ポリイミド膜の膜厚が厚くなる
に従って共振周波数が低下し、従ってポリイミド膜６を
形成し、かつその膜厚を調整することにより共振周波数
を低めるように周波数調整を行い得ることがわかる。ま
た、図５から明らかなように、この場合においても、反
共振抵抗の共振抵抗に対する割合はあまり変化せず、従
って共振特性に影響をほとんど与えないことがわかる。
ン酸鉛系圧電セラミックスを表面波基板材料として用い
た実施例２においても、ポリイミド膜の膜厚が厚くなる
に従って共振周波数が低下し、従ってポリイミド膜６を
形成し、かつその膜厚を調整することにより共振周波数
を低めるように周波数調整を行い得ることがわかる。ま
た、図５から明らかなように、この場合においても、反
共振抵抗の共振抵抗に対する割合はあまり変化せず、従
って共振特性に影響をほとんど与えないことがわかる。
【００２８】（実施例３）実施例３においては、図６に
示すＢＧＳ波を利用した端面反射型表面波共振子１１を
作製した。端面反射型表面波共振子１１では、１．５ｍ
ｍ×１．０ｍｍ×厚み０．５ｍｍの３６°Ｙ回転Ｘ方向
伝搬のＬｉＴａＯ3 基板が表面波基板１２として用いら
れている。
示すＢＧＳ波を利用した端面反射型表面波共振子１１を
作製した。端面反射型表面波共振子１１では、１．５ｍ
ｍ×１．０ｍｍ×厚み０．５ｍｍの３６°Ｙ回転Ｘ方向
伝搬のＬｉＴａＯ3 基板が表面波基板１２として用いら
れている。
【００２９】表面波基板１２の上面１２ｃ上には、Ａｌ
からなる薄膜をパターニングすることにより、ＩＤＴ１
３が形成されている。ＩＤＴ１３は、一対のくし歯電極
１４，１５を有し、くし歯電極１４，１５は、互いに間
挿し合う複数本の電極指１４ａ，１５ａ〜１５ｃを有す
る。電極指１５ａ，１５ｂは、上面１２ｃと、端面１２
ａ，１２ｂとのなす端縁に沿うように形成されている表
面波伝搬方向最外側の電極指であり、その幅は約λ／８
とされている。残りの電極指１４ａ，１５ｃは、その幅
がλ／４とされており、かつ電極指間の表面波伝搬方向
に沿うギャップの幅はλ／４とされている。また、ＩＤ
Ｔ１３における電極指の対数は１８対とした。
からなる薄膜をパターニングすることにより、ＩＤＴ１
３が形成されている。ＩＤＴ１３は、一対のくし歯電極
１４，１５を有し、くし歯電極１４，１５は、互いに間
挿し合う複数本の電極指１４ａ，１５ａ〜１５ｃを有す
る。電極指１５ａ，１５ｂは、上面１２ｃと、端面１２
ａ，１２ｂとのなす端縁に沿うように形成されている表
面波伝搬方向最外側の電極指であり、その幅は約λ／８
とされている。残りの電極指１４ａ，１５ｃは、その幅
がλ／４とされており、かつ電極指間の表面波伝搬方向
に沿うギャップの幅はλ／４とされている。また、ＩＤ
Ｔ１３における電極指の対数は１８対とした。
【００３０】端面反射型表面波共振子１１においても、
表面波基板１２上に、ＩＤＴ１３を形成した後、種々の
膜厚でポリイミド膜をスピンコート法により形成し、そ
の共振特性を測定した。結果を図７及び図８に示す。
表面波基板１２上に、ＩＤＴ１３を形成した後、種々の
膜厚でポリイミド膜をスピンコート法により形成し、そ
の共振特性を測定した。結果を図７及び図８に示す。
【００３１】図７は、ポリイミド膜の膜厚Ｈ／λと、共
振周波数変化率Δｆ／ｆ（ｐｐｍ）との関係を示し、図
８は、ポリイミド膜の膜厚Ｈ／λと、挿入損失との関係
を示す。
振周波数変化率Δｆ／ｆ（ｐｐｍ）との関係を示し、図
８は、ポリイミド膜の膜厚Ｈ／λと、挿入損失との関係
を示す。
【００３２】図７から明らかなように、実施例３におい
ても、ポリイミド膜の膜厚Ｈ／λを厚くするにつれて、
共振周波数が低くなるように共振周波数を調整し得るこ
とがわかる。また、図８から明らかなように、ポリイミ
ド膜の膜厚を高めた場合であっても、挿入損失はさほど
変化しないことがわかる。
ても、ポリイミド膜の膜厚Ｈ／λを厚くするにつれて、
共振周波数が低くなるように共振周波数を調整し得るこ
とがわかる。また、図８から明らかなように、ポリイミ
ド膜の膜厚を高めた場合であっても、挿入損失はさほど
変化しないことがわかる。
【００３３】（比較例）実施例３と同様にして、但し表
面波基板１２を水晶で構成したことを除いては、実施例
３と同様にして端面反射型表面波装置を構成した。この
端面反射型表面波共振子においても、表面波基板上に種
々の膜厚でポリイミド膜をスピンコーティングにより形
成した。得られた各端面反射型表面波共振子の共振特性
を測定した。結果を図９及び図１０に示す。
面波基板１２を水晶で構成したことを除いては、実施例
３と同様にして端面反射型表面波装置を構成した。この
端面反射型表面波共振子においても、表面波基板上に種
々の膜厚でポリイミド膜をスピンコーティングにより形
成した。得られた各端面反射型表面波共振子の共振特性
を測定した。結果を図９及び図１０に示す。
【００３４】図９は、このようにして得られた水晶を利
用した端面反射型表面波共振子におけるポリイミド膜の
膜厚Ｈ／λと共振周波数変化率Δｆ／ｆとの関係を示
し、図１０は、ポリイミド膜の膜厚Ｈ／λと挿入損失と
の関係を示す。
用した端面反射型表面波共振子におけるポリイミド膜の
膜厚Ｈ／λと共振周波数変化率Δｆ／ｆとの関係を示
し、図１０は、ポリイミド膜の膜厚Ｈ／λと挿入損失と
の関係を示す。
【００３５】図９から明らかなように、水晶を用いた場
合にも、ポリイミド膜の膜厚が厚くなるにつれて共振周
波数が低くなることがわかる。しかしながら、水晶を用
いた場合には、図１０から明らかなように、挿入損失が
ポリイミド膜の膜厚の増加につれて大きく変化し、挿入
損失が大きくなりすぎるため、所望とする特性の得られ
ないことがわかる。
合にも、ポリイミド膜の膜厚が厚くなるにつれて共振周
波数が低くなることがわかる。しかしながら、水晶を用
いた場合には、図１０から明らかなように、挿入損失が
ポリイミド膜の膜厚の増加につれて大きく変化し、挿入
損失が大きくなりすぎるため、所望とする特性の得られ
ないことがわかる。
【００３６】上記実施例３及び比較例の差は、表面波基
板材料に依存する。すなわち、εS／ε0 ＝４．５であ
り、電気機械結合係数Ｋが３．５％である水晶の場合に
は、上記のようにポリイミド膜を形成すると挿入損失が
非常に大きくなり、使用に耐え得なくなる。これに対し
て、εS ／ε0 ＝３５．２以上であり、電気機械結合係
数Ｋが２２％以上である実施例１〜３の各端面反射型表
面波共振子では、挿入損失や山谷比（反共振抵抗Ｚａの
共振抵抗Ｚｒに対する比）などの特性にほとんど影響を
与えることなく、ポリイミド膜の膜厚調整により共振周
波数を調整し得ることがわかる。
板材料に依存する。すなわち、εS／ε0 ＝４．５であ
り、電気機械結合係数Ｋが３．５％である水晶の場合に
は、上記のようにポリイミド膜を形成すると挿入損失が
非常に大きくなり、使用に耐え得なくなる。これに対し
て、εS ／ε0 ＝３５．２以上であり、電気機械結合係
数Ｋが２２％以上である実施例１〜３の各端面反射型表
面波共振子では、挿入損失や山谷比（反共振抵抗Ｚａの
共振抵抗Ｚｒに対する比）などの特性にほとんど影響を
与えることなく、ポリイミド膜の膜厚調整により共振周
波数を調整し得ることがわかる。
【００３７】また、本願発明者らの実験によれば、Ｌｉ
ＮｂＯ3 基板上にＺｎＯ薄膜を形成し、両者の間にＩＤ
Ｔを構成してなる表面波装置においても、同様に共振特
性に影響を与えることなく周波数調整を行い得ることが
確かめられた。
ＮｂＯ3 基板上にＺｎＯ薄膜を形成し、両者の間にＩＤ
Ｔを構成してなる表面波装置においても、同様に共振特
性に影響を与えることなく周波数調整を行い得ることが
確かめられた。
【００３８】従って、本発明のように、εS ／ε0 が３
０以上、かつ電気機械結合係数Ｋが２０％以上である表
面波基板を用いれば、上記実施例１〜３と同様に、共振
特性に影響を与えることなくポリイミド膜の膜厚調整に
より周波数調整を行い得ることがわかる。
０以上、かつ電気機械結合係数Ｋが２０％以上である表
面波基板を用いれば、上記実施例１〜３と同様に、共振
特性に影響を与えることなくポリイミド膜の膜厚調整に
より周波数調整を行い得ることがわかる。
【００３９】なお、上記実施例１〜３では、端面反射型
表面波共振子に適用した場合を例にとり説明したが、本
発明は、端面反射型表面波共振子だけでなく、端面反射
型表面波フィルタや、端面反射型ではないＳＨタイプの
表面波を利用した弾性表面波装置にも適用することがで
きる。
表面波共振子に適用した場合を例にとり説明したが、本
発明は、端面反射型表面波共振子だけでなく、端面反射
型表面波フィルタや、端面反射型ではないＳＨタイプの
表面波を利用した弾性表面波装置にも適用することがで
きる。
【００４０】
【発明の効果】本発明に係る弾性表面波装置の周波数調
整方法では、比誘電率εS ／ε0 が３０以上であり、か
つ電気機械結合係数Ｋが２０％以上である特定の表面波
基板を用いているため、該表面波基板上に高分子膜を形
成し、該高分子膜の膜厚をコントロールすることによ
り、帯域特性などの表面波装置の基本的な特性にあまり
影響を与えることなく、中心周波数や共振周波数を高精
度に調整することが可能となる。従って、損失が小さ
く、小型化が容易であるというＳＨタイプの表面波を利
用した表面波装置の利点を活かしつつ、かつ要求特性に
応じて周波数調整を容易にかつ高精度に調整することが
可能となる。
整方法では、比誘電率εS ／ε0 が３０以上であり、か
つ電気機械結合係数Ｋが２０％以上である特定の表面波
基板を用いているため、該表面波基板上に高分子膜を形
成し、該高分子膜の膜厚をコントロールすることによ
り、帯域特性などの表面波装置の基本的な特性にあまり
影響を与えることなく、中心周波数や共振周波数を高精
度に調整することが可能となる。従って、損失が小さ
く、小型化が容易であるというＳＨタイプの表面波を利
用した表面波装置の利点を活かしつつ、かつ要求特性に
応じて周波数調整を容易にかつ高精度に調整することが
可能となる。
【００４１】上記高分子膜の比誘電率εが表面波基板の
比誘電率εS ／ε0 よりも小さい場合、電気信号が確実
に表面波基板を通過するため、周波数調整を確実に行う
ことができる。
比誘電率εS ／ε0 よりも小さい場合、電気信号が確実
に表面波基板を通過するため、周波数調整を確実に行う
ことができる。
【００４２】上記高分子膜として、ポリイミド系樹脂膜
を用いた場合には、前述した実施例から明らかなよう
に、高分子膜をスプレーコーティングやスピンコーティ
ングなどの様々な膜形成方法により所望の膜厚となるよ
うに容易に形成することができ、かつ弾性表面波装置の
中心周波数や共振周波数を高精度に調整することができ
る。
を用いた場合には、前述した実施例から明らかなよう
に、高分子膜をスプレーコーティングやスピンコーティ
ングなどの様々な膜形成方法により所望の膜厚となるよ
うに容易に形成することができ、かつ弾性表面波装置の
中心周波数や共振周波数を高精度に調整することができ
る。
【００４３】また、端面反射型の表面波装置とした場合
には、反射器を必要としないので、小型の弾性表面波装
置を構成することができ、従って小型であり、目的とす
る周波数特性に応じた表面波装置を容易に提供すること
が可能となる。
には、反射器を必要としないので、小型の弾性表面波装
置を構成することができ、従って小型であり、目的とす
る周波数特性に応じた表面波装置を容易に提供すること
が可能となる。
【００４４】端面反射型表面波装置として、対向２端面
を有する表面波基板上に１つのＩＤＴを形成してなる端
面反射型表面波共振子とした場合、共振周波数を要求特
性に応じて容易に調整することができる小型の表面波共
振子を提供することが可能となる。
を有する表面波基板上に１つのＩＤＴを形成してなる端
面反射型表面波共振子とした場合、共振周波数を要求特
性に応じて容易に調整することができる小型の表面波共
振子を提供することが可能となる。
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施
例において周波数調整される端面反射型表面波共振子を
説明するための平面図及び模式的正面断面図。
例において周波数調整される端面反射型表面波共振子を
説明するための平面図及び模式的正面断面図。
【図２】実施例１におけるポリイミド膜の膜厚Ｈ／λ
と、共振周波数変化率Δｆ／ｆ（ｐｐｍ）との関係を示
す図。
と、共振周波数変化率Δｆ／ｆ（ｐｐｍ）との関係を示
す図。
【図３】実施例１におけるポリイミド膜の膜厚Ｈ／λ
と、山谷比Ｚａ／Ｚｒとの関係を示す図。
と、山谷比Ｚａ／Ｚｒとの関係を示す図。
【図４】実施例２におけるポリイミド膜の膜厚Ｈ／λ
と、共振周波数変化率Δｆ／ｆ（ｐｐｍ）との関係を示
す図。
と、共振周波数変化率Δｆ／ｆ（ｐｐｍ）との関係を示
す図。
【図５】実施例２におけるポリイミド膜の膜厚Ｈ／λ
と、山谷比Ｚａ／Ｚｒとの関係を示す図。
と、山谷比Ｚａ／Ｚｒとの関係を示す図。
【図６】実施例３で周波数調整される端面反射型表面波
共振子を説明するための平面図。
共振子を説明するための平面図。
【図７】実施例３におけるポリイミド膜の膜厚Ｈ／λ
と、共振周波数変化率Δｆ／ｆ（ｐｐｍ）との関係を示
す図。
と、共振周波数変化率Δｆ／ｆ（ｐｐｍ）との関係を示
す図。
【図８】実施例３におけるポリイミド膜の膜厚Ｈ／λと
挿入損失との関係を示す図。
挿入損失との関係を示す図。
【図９】比較のために用意した水晶を用いた端面反射型
表面波共振子におけるポリイミド膜の膜厚Ｈ／λと共振
周波数変化率Δｆ／ｆとの関係を示す図。
表面波共振子におけるポリイミド膜の膜厚Ｈ／λと共振
周波数変化率Δｆ／ｆとの関係を示す図。
【図１０】比較のために用意した水晶を用いた端面反射
型表面波共振子におけるポリイミド膜の膜厚Ｈ／λと挿
入損失との関係を示す図。
型表面波共振子におけるポリイミド膜の膜厚Ｈ／λと挿
入損失との関係を示す図。
１…端面反射型表面波共振子
２…表面波基板
３…ＩＤＴ
４，５…くし歯電極
４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ…電極指
６…ポリイミド膜
１１…端面反射型表面波共振子
１２…表面波基板
１３…ＩＤＴ
１４，１５…くし歯電極
１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ…電極指
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 堀内 秀哉
京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株
式会社村田製作所内
(72)発明者 伊藤 吉博
京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株
式会社村田製作所内
(72)発明者 岡本 義宣
京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株
式会社村田製作所内
(56)参考文献 特開 平９−199966（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−162880（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−208916（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−214279（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−94910（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−27090（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−42420（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−239210（ＪＰ，Ａ)
米国特許4435441（ＵＳ，Ａ)
小峰賢二、荒木信成、上野寛樹、宝川
幸司，フッ素化ポリイミド材料のＳＡＷ
素子への適用，電子情報通信学会技術研
究報告，1994年 ６月22日，Ｖｏｌ.
94，Ｎｏ．105，ｐ．15−20
Ｓａｔｏｒｕ Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ,
ＡＮ ＯＶＥＲＶＩＥＷ ＯＦ ＪＡＰ
ＡＮＥＳＥ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮ
Ｇ ＯＦ ＳＡＷ ＤＥＶＩＣＥＳ,
1986 ＩＥＥＥ ＭＴＴ−Ｓ ｄｉｇｅ
ｓｔ，1986年，ｐ．561−564
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03H 3/10
H03H 9/145
H03H 9/25
Claims (5)
- 【請求項１】 比誘電率εS ／ε0 ＝（ε11 S ・
ε33 S ）1/2 が３０以上であり、かつ電気機械結合係数
Ｋが２０％以上である表面波基板と、 前記表面波基板に形成された少なくとも１つのインター
デジタルトランスデューサとを備えるＳＨタイプの表面
波を利用した弾性表面波装置の周波数調整方法であっ
て、 前記表面波基板上に高分子膜を形成し、該高分子膜の膜
厚を調整することにより周波数を調整することを特徴と
する、弾性表面波装置の周波数調整方法。 - 【請求項２】 前記高分子膜の比誘電率εが、表面波基
板の比誘電率εS ／ε0 よりも小さい、請求項１に記載
の弾性表面波装置の周波数調整方法。 - 【請求項３】 前記高分子膜として、ポリイミド系樹脂
膜を用いることを特徴とする、請求項１または２に記載
の弾性表面波装置の周波数調整方法。 - 【請求項４】 前記弾性表面波装置が、端面反射型表面
波装置である、請求項１〜３のいずれかに記載の弾性表
面波装置の周波数調整方法。 - 【請求項５】 前記表面波基板が対向し合う一対の端面
を有し、該表面波基板上に１つのインターデジタルトラ
ンスデューサが形成されており、該インターデジタルト
ランスデューサの電極指が前記端面と平行な方向に延
び、かつ表面波伝搬方向最外側の電極指が前記一対の端
面のうち一方の端面と表面波基板の上面とのなす端縁に
沿うように形成されている、端面反射型表面波共振子で
ある、請求項４に記載の弾性表面波装置の周波数調整方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000006640A JP3438690B2 (ja) | 1999-01-22 | 2000-01-14 | 弾性表面波装置の周波数調整方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1457599 | 1999-01-22 | ||
| JP11-14575 | 1999-01-22 | ||
| JP2000006640A JP3438690B2 (ja) | 1999-01-22 | 2000-01-14 | 弾性表面波装置の周波数調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000278068A JP2000278068A (ja) | 2000-10-06 |
| JP3438690B2 true JP3438690B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=26350539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000006640A Expired - Fee Related JP3438690B2 (ja) | 1999-01-22 | 2000-01-14 | 弾性表面波装置の周波数調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3438690B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7019605B2 (en) * | 2003-10-30 | 2006-03-28 | Larson Iii John D | Stacked bulk acoustic resonator band-pass filter with controllable pass bandwidth |
| WO2007088788A1 (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | National University Corporation Chiba University | 弾性表面波装置 |
-
2000
- 2000-01-14 JP JP2000006640A patent/JP3438690B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ｓａｔｏｒｕ Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ，ＡＮ ＯＶＥＲＶＩＥＷ ＯＦ ＪＡＰＡＮＥＳＥ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＯＦ ＳＡＷ ＤＥＶＩＣＥＳ，１９８６ ＩＥＥＥ ＭＴＴ−Ｓ ｄｉｇｅｓｔ，１９８６年，ｐ．５６１−５６４ |
| 小峰賢二、荒木信成、上野寛樹、宝川幸司，フッ素化ポリイミド材料のＳＡＷ素子への適用，電子情報通信学会技術研究報告，１９９４年 ６月２２日，Ｖｏｌ．９４，Ｎｏ．１０５，ｐ．１５−２０ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000278068A (ja) | 2000-10-06 |
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