JP5704263B2 - フィルタ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、フィルタ装置に関し、特に、弾性表面波共振子を構成するように、圧電基板の主面にIDT(Interdigital Transducer)を形成したフィルタ装置に関する。
従来、携帯電話用のRF(Radio Frequency)フィルタやIF(Intermediate Frequency)フィルタ、VCO(Voltage Controlled Oscillator)用共振子、あるいはテレビジョン用VIF(Video Intermediate Frequency)フィルタなどに、フィルタ装置である弾性表面波装置が用いられている。このような弾性表面波装置の構成が、特開2005−117151号公報(特許文献1)に開示してある。
特許文献1には、圧電基板の主面に形成されるIDT(Interdigital Transducer)と、IDTから伝搬される弾性表面波の伝搬方向においてIDTの両側に配置されたリフレクタと、IDTと電気的に接続され、かつ少なくとも弾性表面波の伝搬方向に配置される配線電極とを含む弾性表面波装置が開示されている。
しかし、特許文献1に開示された弾性表面波装置を含む従来の弾性表面波装置は、IDTに印加する電力や弾性表面波装置の構造などによって、圧電基板の主面を伝搬する弾性表面波が配線電極に振動エネルギーを伝え、配線電極を断線させたり、配線電極を短絡させたりする場合があった。具体的に、従来の弾性表面波装置では、配線電極に振動エネルギーが伝わると、配線電極でマイグレーションまたはウィスカーが生じて、配線電極の断線あるいは他の配線電極との短絡が発生するという問題があった。
たとえば、圧電基板にLT(LiTaO3)基板を用いた弾性表面波装置では、圧電基板の主面を伝搬する弾性表面波としてリーキー波がある。このリーキー波が、IDTの両側に配置されたリフレクタに伝搬した場合、リフレクタの外側に位置する配線電極は、電力印加時に、リフレクタを通過して伝搬するリーキー波による振動エネルギーが加わることで発熱し、断線、または短絡する場合があった。特に、配線電極は、AuやAlなどの金属膜で形成してある場合、圧電基板を伝搬するリーキー波による振動エネルギーよって断線、または短絡が発生することがある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、圧電基板の主面を伝搬する弾性表面波によって、配線電極が断線、または短絡するのを防止することができるフィルタ装置を提供することを目的とする。
本発明のある局面に係るフィルタ装置は、圧電基板と、弾性表面波共振子を構成するように、圧電基板の主面に形成されるIDTと、IDTと電気的に接続される配線電極と、IDTから伝搬される弾性表面波の伝搬方向においてIDTに隣接して設けられたリフレクタと、弾性表面波の伝搬方向においてリフレクタに隣接して設けられ、圧電基板と音響インピーダンスが異なる異音響部とを備え、異音響部は、圧電基板と音響インピーダンスが異なる絶縁材料で形成された音響部材を含み、配線電極のうちの弾性表面波の伝搬方向においてリフレクタに隣接する部分は、異音響部の音響部材上に形成されている。
1つの実施態様では、音響部材は、圧電基板の主面に形成されている。
1つの実施態様では、異音響部は、圧電基板の主面と、主面と同一平面にない面とで構成する段差が形成された部分を含む。
1つの実施態様では、音響部材は、主面と同一平面にない面に形成されている。
1つの実施態様では、異音響部は、圧電基板の主面に形成された溝により形成された段差を含む。
1つの実施態様では、異音響部は、IDTを形成する圧電基板の主面が突起部となるように形成された段差を含む。
1つの実施態様では、圧電基板の前記主面における弾性表面波に対する音響インピーダンスZcと、音響部材の横波音速に対する音響インピーダンスZaとが、Za/Zc<0.17の関係を有する。
本発明によれば、圧電基板と音響インピーダンスが異なる異音響部に、IDT近傍に配置する配線電極を形成する。したがって、IDTから伝搬する弾性表面波を異音響部で減衰することができ、配線電極の断線、短絡を防止することができる。
以下、本発明を実施した好ましい形態について、弾性表面波フィルタ装置(以下、単にフィルタ装置ともいう)である図1〜図21に示すデュプレクサを例に挙げて説明する。ただし、デュプレクサは、単なる例示である。本発明に係るフィルタ装置は、デュプレクサに何ら限定されない。本発明は、たとえば、送信フィルタ、受信フィルタ、ダイプレクサ、トリプレクサ、マルチプレクサなどの、デュプレクサ以外のフィルタ装置にも適用可能である。
なお、以下に説明する実施の形態において、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。また、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。
本実施の形態に係るデュプレクサは、たとえば、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)のようなCDMA(Code Division Multiple Access)方式に対応する携帯電話機などの高周波デバイスに搭載されるものである。デュプレクサは、UMTS−BAND5に対応するデュプレクサである。UMTS−BAND5の送信周波数帯は、824MHz〜849MHzであり、受信周波数帯は、869MHz〜894MHzである。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るデュプレクサ1の構成を示す平面図である。図2は、図1に示すデュプレクサ1のI−I面での断面図である。図3は、本発明の実施の形態1に係るデュプレクサ1の回路構成を示す略図的回路図である。
図1は、本発明の実施の形態1に係るデュプレクサ1の構成を示す平面図である。図2は、図1に示すデュプレクサ1のI−I面での断面図である。図3は、本発明の実施の形態1に係るデュプレクサ1の回路構成を示す略図的回路図である。
まず、図3に示すように、デュプレクサ1は、アンテナに接続されるアンテナ端子11と、送信端子(Tx)12と、受信端子(Rx1,Rx2)13a,13bとを有する。図3に示すように、アンテナ端子11と送信端子12との間に、送信フィルタ20が接続されている。また、アンテナ端子11と受信端子13a,13bとの間に、受信フィルタ30が接続されている。
図3に示すように、送信フィルタ20は、ラダ−型弾性表面波フィルタにより構成されている。送信フィルタ20は、出力端子21と、入力端子22とを有する。出力端子21はアンテナ端子11と接続されており、入力端子22は送信端子12と接続されている。
送信フィルタ20は、出力端子21と入力端子22との間を接続している直列腕23を有する。直列腕23において、直列腕共振子S1〜S4が直列に接続されている。送信フィルタ20は、直列腕23とグラウンドとの間に接続されている並列腕24,25を有する。並列腕24,25には、並列腕共振子P1,P2が設けられている。直列腕共振子S1〜S4および並列腕共振子P1,P2は、それぞれ、弾性表面波共振子により構成されている。
また、並列腕共振子P1,P2とグラウンドG1との間には、インダクタL1が接続されている。
図3に示すように、受信フィルタ30は、縦結合共振子型弾性表面波フィルタにより構成されている。受信フィルタ30は、不平衡入力−平衡出力型のフィルタである。すなわち、受信フィルタ30は、平衡−不平衡変換機能を有するバランス型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタにより構成されている。そのため、受信フィルタ30は、不平衡入力端子31と、第1および第2の平衡出力端子32a,32bとを有する。不平衡入力端子31はアンテナ端子11と接続されており、第1および第2の平衡出力端子32a,32bは受信端子13a,13bと接続されている。受信フィルタ30は、不平衡入力端子31と第1および第2の平衡出力端子32a,32bとの間に接続されている弾性表面波共振子33と、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部34とを有する。
次に、図3に示した回路構成を形成したデュプレクサ1の平面構成について、図1を用いて説明する。図1に示すように、デュプレクサ1は、圧電基板2上に、弾性表面波共振子(直列腕共振子S1〜S4、並列腕共振子P1,P2、弾性表面波共振子33、縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部34を含む)を構成するIDT3を形成してある。IDT3は、圧電基板2上に成膜したTi/AlCu積層膜から形成し、主応答波としてリーキー波を用いる櫛歯電極を有する。
具体的に、IDT3は、所定の周波数で圧電基板2を励振させる複数の電極指3aがバスバー部3bで共通接続される一対の櫛歯電極を有する。それぞれの櫛歯電極の電極指はかみ合わせるように配置される。
なお、デュプレクサ1は、圧電基板2やAlCuのIDT3に限定されるものではない。基板としては圧電性を有する圧電基板であれば、たとえばLN(LiNbO3),水晶,LBO(Li2B4O7)などでもよい。IDT3もAl,Ti,Pt,Cr,W,Cu,Au,Ni,Co,Taなどの金属や合金を単層膜、積層膜から形成してもよい。また、IDT3は、主応答波としてリーキー波に限定されるものではなく、レイリー波やラブ波などの弾性表面波であってもよい。
さらに、デュプレクサ1には、IDT3から伝搬される弾性表面波(たとえば、リーキー波)の伝搬方向においてIDTの両側に、リフレクタ4が配置してある。なお、リフレクタ4は、Al、Pt、Cu、Au、Ti、NiCrなどからなり、たとえばAlおよびTiを含む金属膜から形成されている。
デュプレクサ1は、圧電基板2上に形成したIDT3と電気的に接続するために、それぞれのIDT3のバスバー部3b間に予め定められたパターンの配線電極5が形成してある。なお、配線電極5は、Al、Pt、Cu、Au、Ti、NiCrなどからなり、たとえばAlおよびTiを含む金属膜から形成される。
配線電極5は、IDT3のバスバー部3bと重なり合う部分以外、圧電基板2上に形成されている。しかし、デュプレクサ1は、IDT3の電極指3aから、リフレクタ4の方向あるいはバスバー部3bの方向に弾性表面波が伝搬することがある。伝搬する弾性表面波が配線電極5に達すると配線電極5に振動エネルギーが伝えられる。したがって配線電極5にマイグレーション、またはウィスカーが生じて配線電極5を断線させたり、配線電極5を他の配線電極と短絡させたりする。特に、配線電極5が、AuやAlなどの金属膜で形成してある場合、圧電基板2に伝搬するリーキー波による振動エネルギーよって断線、または短絡しやすくなる。
そこで、本実施の形態1に係るデュプレクサ1では、IDT3の近傍に伝搬する弾性表面波の振動エネルギーを減衰するため、圧電基板2と音響インピーダンスが異なる音響部材6を形成してある。図2に示すように、デュプレクサ1において、IDT3近傍のリフレクタ4に隣接する位置に音響部材6を成膜し、当該音響部材6上に配線電極5を形成している。そのため、リフレクタ4を通過して伝搬する弾性表面波が、配線電極5に直接伝搬することなく、音響部材6で減衰されて配線電極5に伝搬する。よって、配線電極5にマイグレーションが生じることによる配線電極5の断線、またはウィスカーの発生による配線電極5と他の配線電極との短絡を防止することができる。
音響部材6は、圧電基板2の音響インピーダンス(3.13×107kg/m2s)と異なる音響インピーダンスを有し、音響インピーダンスが圧電基板である圧電基板2に対して不整合になる材料である。図4は、各材料に対する横波音速、密度、音響インピーダンスをそれぞれ示した表である。なお、横波音速の単位はm/s、密度の単位はg/cm3、音響インピーダンスの単位は×107kg/m2sである。
図4に示すように、ポリイミド、ポリスチレン、ポリエチレンの音響インピーダンスは、0.01〜0.15×107kg/m2sであり、圧電基板2の音響インピーダンスに比べて小さい。そのため、音響部材6にポリイミド、ポリスチレン、ポリエチレンを用いることで、音響部材6と圧電基板2とで音響インピーダンスの差が大きくなり、圧電基板2に伝搬する弾性表面波を、音響部材6により減衰することができる。
SiO2、Si3N4、Ta2O5の音響インピーダンスは、1.02〜2.06kg/m2sであり、ポリイミド、ポリスチレン、ポリエチレンの音響インピーダンスに比べると大きいが、圧電基板2の音響インピーダンスと差を有している。そのため、音響部材6にポリイミド、ポリスチレン、ポリエチレンを用いた場合に比べて効果は小さくなるが、音響部材6にSiO2、Si3N4、Ta2O5を用いても、圧電基板2に伝搬する弾性表面波を音響部材6で減衰することができる。
前述のように、音響部材6の音響インピーダンスと、圧電基板2の音響インピーダンスとの差が大きくなれば、伝搬する弾性表面波を音響部材6でより減衰することができる。圧電基板2(圧電基板)の主面における弾性表面波に対する音響インピーダンスをZaとし、音響部材6の横波音速に対する音響インピーダンスをZcとする。このとき、圧電基板2から音響部材6に伝わる横波のエネルギー比Eは、次式(1)で表すことができる。
Zc/Za<0.17の関係があれば、伝搬する弾性表面波を音響部材6で効果的に減衰することができ、配線電極5の断線、短絡を確実に防止する効果が実験的に得られている。これは、Zc/Za<0.17またはZc/Za>5.8の範囲であれば、圧電基板2から音響部材6に伝わる横波のエネルギー比Eが半分より小さくなることで、圧電基板2から音響部材6への弾性表面波のエネルギー伝達が抑制できるためだと考えられる。
また、図5は、音響部材の各材料に対するLN基板及び圧電基板の比率と、その場合のエネルギー比Eとを示した表である。図5に示すように、Zc/Za>5.8となる構成は、通常は用いられない。Zc/Za<0.17の範囲である音響インピーダンスを持つ圧電基板2と音響部材6とによる構成は、圧電基板2の音響インピーダンスを、音響部材6の音響インピーダンスに比べてより大きな音響インピーダンスに選択できる。さらにZc/Za<0.1の範囲となる音響部材6としてポリイミド、ポリスチレンまたはポリエチレンなどの樹脂材料を用いれば好ましい。圧電基板上への音響部材6の形状や厚みが比較的自由に形成できる。また、音響部材と圧電基板との音響インピーダンスの差が大きくなりエネルギー比Eも三分の一より小さくなる。これにより、圧電基板2から音響部材6への弾性表面波のエネルギー伝達がさらに抑制できる。
なお、IDT3の近傍に伝搬する弾性表面波の振動エネルギーを減衰するために設ける部材(音響部材)は、音響部材6に限定されるものではなく、圧電基板2と音響インピーダンスが異なる材料であればよい。
次に、本発明の実施の形態1に係るデュプレクサ1の製造方法を説明する。まず、図6は、IDT3およびリフレクタ4を形成した圧電基板2の構成を示す平面図である。図7は、図6に示す圧電基板2のI−I面での断面図である。図6に示すように、圧電基板2にTi/AlCu積層膜を成膜し、フォトリソグラフィ(Photolithography)技術を用いて、IDT3およびリフレクタ4を予め定められた位置に形成する。IDT3およびリフレクタ4を圧電基板2に形成した時点では、図7に示すようにリフレクタ4に隣接する位置には、何も形成されていない。
その後、リフレクタ4に隣接する位置に音響部材6を形成する。図8は、音響部材を形成した圧電基板2の構成を示す平面図である。図9は、図8に示す圧電基板2のI−I面での断面図である。図8および図9に示すように、リフレクタ4に隣接する位置に、圧電基板2に音響部材6として膜厚が2μmのポリイミド膜で絶縁膜を形成する。特に、音響部材6は、リフレクタ4に隣接する位置のうち、配線電極5を引き回す予定の位置に形成する。
音響部材6は、ポリイミド以外の絶縁材料でもよく、前述したように圧電基板2との音響インピーダンスの差が大きくなる材料がより好ましい。そのため、音響部材6は、SiO2やSi3Ni4など無機系の音響部材より、ポリイミド、ポリエレン、ポリスチレンなどの有機系の音響部材の方が望ましい。音響部材6は、リフレクタ4に隣接する位置に形成するだけでなく、他の配線電極同士が立体交差する部分にも形成される。具体的に、弾性表面波共振子33と縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部34とを接続する配線電極と、弾性表面波の伝搬経路上である別の配線電極とが立体交差する位置に、音響部材6aとしてポリイミドなどの有機系の絶縁膜が形成してある。
また、音響部材6は、大電力が印加される送信フィルタ20にのみ、リフレクタ4に隣接する位置に形成してある。しかし、デュプレクサ1が、受信フィルタ30に大きな電力が印加されるフェムトセルなどのシステムであれば、受信フィルタ30のリフレクタ4に隣接する位置に音響部材6を形成することで、受信フィルタ30にも同様の効果が得られる。
その後、図1および図2で示したように、音響部材6を形成した圧電基板2上に、Ti/AlCu積層膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて、配線電極5を予め定められた位置に形成する。さらに、図示していない外部端子の形成や、デュプレクサ1と回路基板との接続などは、公知技術などを用いて、適切な構造、工法で適宜行なわれる。なお、図1,図2,図6〜図9に示した製造方法は、例示であって、前述の製造方法に限定されるものではない。
以上のように、本発明の実施の形態1に係るデュプレクサ1は、IDT3の近傍の圧電基板2に、圧電基板2と音響インピーダンスが異なる音響部材6(異音響部)を形成し、IDT3の近傍に配置する配線電極5を、音響部材6上に形成する。これにより、デュプレクサ1は、IDT3から伝搬する弾性表面波を音響部材6で減衰することができ、配線電極5の断線、短絡を防止することができる。
(実施の形態2)
実施の形態1に係るデュプレクサ1では、IDT3の近傍の圧電基板2に音響部材6を形成して、圧電基板2と音響インピーダンスが異なる異音響部を形成していた。しかし、圧電基板2と音響インピーダンスが異なる異音響部は、音響部材6で形成する場合に限定されるものではなく、圧電基板2の主面(IDT3を形成した面)と、当該主面と同一平面にない面とで構成する段差を形成することでもよい。
実施の形態1に係るデュプレクサ1では、IDT3の近傍の圧電基板2に音響部材6を形成して、圧電基板2と音響インピーダンスが異なる異音響部を形成していた。しかし、圧電基板2と音響インピーダンスが異なる異音響部は、音響部材6で形成する場合に限定されるものではなく、圧電基板2の主面(IDT3を形成した面)と、当該主面と同一平面にない面とで構成する段差を形成することでもよい。
つまり、圧電基板2の主面に段差を形成することで、音響部材6の代わりに、圧電基板2と音響インピーダンスが異なる空気層を形成することができる。そのため、圧電基板2と空気層とで音響インピーダンスが不整合となる部分(異音響部)を形成することができる。具体的には、圧電基板2の主面に溝を形成することで、圧電基板2の主面に段差を形成する。
本発明の実施の形態2に係るデュプレクサ1の製造方法について説明をする。なお、実施の形態1に係る構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。
まず、図10は、溝を形成した圧電基板2の構成を示す平面図である。図11は、図10に示す圧電基板2のI−I面での断面図である。図10に示すように、IDT3およびリフレクタ4が形成された圧電基板2に、Arによるドライエッチング技術を用いて、リフレクタ4に隣接する位置に、深さ0.5μmの溝8を形成する。特に、溝8は、リフレクタ4がIDT3に隣接しない位置のうち、リフレクタ4に隣接する配線電極5を引き回す予定の圧電基板2上の位置に形成する。図11に示すように、弾性表面波の伝搬方向におけるIDTの近傍にあるリフレクタ4の外側に隣接する圧電基板2上に溝8を形成する。これにより、音響インピーダンスが圧電基板2と異なる空気層を、リフレクタ4に隣接する配線電極5が形成される圧電基板2上の位置に形成することができる。そのため、圧電基板2と空気層とで音響インピーダンスが不整合となる部分(異音響部)を、配線電極5が含まれる弾性表面波の伝搬経路上に形成することができる。
その後、配線電極同士が立体交差する部分などに音響部材6を形成する。図12は、音響部材を形成した圧電基板2の構成を示す平面図である。図12に示すように、圧電基板2に膜厚が2μmのポリイミド膜を成膜し、圧電基板2に音響部材6としてポリイミド膜を形成する。
さらに、溝8を形成した圧電基板2上に、配線電極5を形成する。図13は、配線電極5を形成した圧電基板2の構成を示す平面図である。図14は、図13に示す圧電基板2のI−I面での断面図である。図13に示すように、溝8を形成した圧電基板2上に、Ti/AlCu積層膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて、配線電極5を予め定められた位置に形成する。図14に示すように、リフレクタ4に隣接する位置に形成した溝8にも配線電極5が形成される。圧電基板2と配線電極5との間には、溝8を形成することで設けられた空気層8aが存在する。
そのため、デュプレクサ1では、IDT3から伝搬する弾性表面波を、圧電基板2と空気層8aとの音響インピーダンスの不整合により、減衰させることができる。この減衰は反射による減衰を含む。よって、デュプレクサ1での配線電極5の断線、短絡を防止することができる。
なお、溝8は、大電力が印加される送信フィルタ20にのみ、リフレクタ4に隣接する位置に形成してある。しかし、デュプレクサ1が、受信フィルタ30に大きな電力が印加されるフェムトセルなどのシステムであれば、受信フィルタ30のリフレクタ4に隣接する位置に溝を形成することで、受信フィルタ30にも同様の効果が得られる。
その後さらに、図示していない外部端子の形成や、デュプレクサ1と回路基板との接続などは、適切な構造、工法で適宜行なわれる。なお、図10〜図14に示した製造方法は、例示であって、前述の製造方法に限定されるものではない。
以上のように、本発明の実施の形態2に係るデュプレクサ1は、リフレクタ4に隣接する位置に溝8を形成し、当該溝8に、IDT3の近傍に配置する配線電極5を形成する。これにより、デュプレクサ1は、IDT3から伝搬する弾性表面波を溝8によって形成された空気層8aで減衰することができ、配線電極5の断線、短絡を防止することができる。また、本発明の実施の形態2に係るデュプレクサ1は、溝8に形成した配線電極5の部分の高さを低く抑えることができる。
なお、デュプレクサ1は、異音響部として溝8により形成した段差のみ形成する場合に限定されず、異音響部として、段差を形成した部分と、実施の形態1で示した音響部材6を形成した部分とを混在させてもよい。さらに、デュプレクサ1は、溝8を形成した部分に音響部材6を形成し、その音響部材6上に配線電極を形成することで、IDT3から伝搬する弾性表面波をより減衰することができる。
(実施の形態3)
実施の形態2に係るデュプレクサ1では、リフレクタ4に隣接する位置に溝8を形成し、圧電基板2の主面に段差を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の実施の形態3に係るデュプレクサ1では、IDT3を形成する圧電基板2の主面が突起部となるように、段差を形成する。具体的には、IDT3を形成する前の圧電基板2に対して、IDT3を形成する位置の主面が突起部となるように周りに溝を形成することで、圧電基板2の主面に段差を形成する。
実施の形態2に係るデュプレクサ1では、リフレクタ4に隣接する位置に溝8を形成し、圧電基板2の主面に段差を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の実施の形態3に係るデュプレクサ1では、IDT3を形成する圧電基板2の主面が突起部となるように、段差を形成する。具体的には、IDT3を形成する前の圧電基板2に対して、IDT3を形成する位置の主面が突起部となるように周りに溝を形成することで、圧電基板2の主面に段差を形成する。
本発明の実施の形態3に係るデュプレクサ1の製造方法について説明をする。なお、実施の形態1に係る構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。
まず、図15は、溝を形成した圧電基板2の構成を示す平面図である。図16は、図15に示す圧電基板2のII−II面での断面図である。図15に示すように、圧電基板2に、Arによるドライエッチング技術を用いて、IDT3を形成する予定の位置の周りに、深さ0.5μmの溝9を形成する。特に、溝9は、IDT3を形成する予定の位置の周りのうち、配線電極5を引き回す予定の位置に形成する。
図16に示すように、溝9を形成することで、IDT3を形成する予定の位置の主面が突起部9aとなるように形成することができる。そのため、IDT3を形成する位置の圧電基板2の周りに、音響インピーダンスが異なる空気層を設けることができる。圧電基板2と空気層とで音響インピーダンスが不整合となる部分(異音響部)を形成することができる。
その後、溝9を形成した圧電基板2にIDT3およびリフレクタ4を形成する。図17は、IDT3およびリフレクタ4を形成した圧電基板2の構成を示す平面図である。図18は、図17に示す圧電基板2のII−II面での断面図である。図17に示すように、圧電基板2にTi/AlCu積層膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて、IDT3およびリフレクタ4を予め定められた位置に形成する。図18に示すように、IDT3は、圧電基板2の突起部9aに形成してある。
その後、配線電極同士が立体交差する部分などに音響部材6を形成する。図19は、音響部材を形成した圧電基板2の構成を示す平面図である。図19に示すように、圧電基板2に膜厚が2μmのポリイミド膜を成膜し、圧電基板2に音響部材6としてポリイミド膜を形成する。
さらに、IDT3およびリフレクタ4を形成した圧電基板2上に、配線電極5を形成する。図20は、配線電極5を形成した圧電基板2の構成を示す平面図である。図21は、図20に示す圧電基板2のII−II面での断面図である。図20に示すように、溝9を形成した圧電基板2上に、Ti/AlCu積層膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて、配線電極5を予め定められた位置に形成する。図21に示すように、圧電基板2の突起部9aに形成したIDT3と電気的に接続する配線電極5が、溝9に形成される。溝9に配線電極5を形成することで、図20に示すように、リフレクタ4に隣接する位置に形成した配線電極5と圧電基板2との間に、溝9を形成することで設けられた空気層9bが存在する。
そのため、デュプレクサ1は、IDT3から伝搬する弾性表面波を空気層9bで減衰することができ、配線電極5の断線、短絡を防止することができる。
なお、溝9は、大電力が印加される送信フィルタ20にのみ、リフレクタ4に隣接する位置に形成してある。しかし、デュプレクサ1が、受信フィルタ30に大きな電力が印加されるフェムトセルなどのシステムであれば、受信フィルタ30のリフレクタ4に隣接する位置に溝を形成することで、受信フィルタ30にも同様の効果が得られる。
その後さらに、図示していない外部端子の形成や、デュプレクサ1と回路基板との接続などは、適切な構造、工法で適宜行なわれる。なお、図15〜図21に示した製造方法は、例示であって、前述の製造方法に限定されるものではない。
以上のように、本発明の実施の形態3に係るデュプレクサ1は、IDT3を形成する位置の主面が突起部となるように周りに溝9を形成し、当該溝9に、IDT3の近傍に配置する配線電極5を形成する。これにより、デュプレクサ1は、IDT3から伝搬する弾性表面波を、溝9によって形成された空気層9bによる音響インピーダンスの不整合面での反射や散乱などにより減衰することができ、配線電極5の断線、短絡を防止することができる。なお、本発明の実施の形態3に係るデュプレクサ1は、溝9に形成した配線電極5の部分の高さを低く抑えることができる。
また、本発明の実施の形態3に係るデュプレクサ1は、IDT3のバスバー部3bに隣接して溝9が設けられるので、バスバー部3bに伝搬する弾性表面波も減衰することができる。特に、本発明の実施の形態3に係るデュプレクサ1は、バスバー部3bに漏洩の大きいレイリー波やラブ波を主応答波として用いる場合に、より効果を発揮する。
なお、デュプレクサ1は、異音響部として溝9により形成した段差のみ形成する場合に限定されず、異音響部として、溝8および/または溝9による段差を形成した部分と、実施の形態1で示した音響部材6を形成した部分とを混在させてもよい。さらに、デュプレクサ1は、溝9を形成した部分に音響部材6を形成し、その音響部材6上に配線電極を形成することで、IDT3から伝搬する弾性表面波をより減衰することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 デュプレクサ、2 圧電基板、3 IDT、3a 電極指、3b バスバー部、4 リフレクタ、5 配線電極、6,6a 音響部材、8,9 溝、8a,9b 空気層、9a 突起部、11 アンテナ端子、12 送信端子、13a,13b 受信端子、20 送信フィルタ、21 出力端子、22 入力端子、23 直列腕、24,25 並列腕、30 受信フィルタ、31 不平衡入力端子、32a 第1の平衡出力端子、32b 第2の平衡出力端子、33 弾性表面波共振子、34 縦結合共振子型弾性表面波フィルタ部。
Claims (7)
- 圧電基板と、
弾性表面波共振子を構成するように、前記圧電基板の主面に形成されるIDTと、
前記IDTと電気的に接続される配線電極と、
前記IDTから伝搬される弾性表面波の伝搬方向において前記IDTに隣接して設けられたリフレクタと、
前記弾性表面波の伝搬方向において前記リフレクタに隣接して設けられ、前記圧電基板と音響インピーダンスが異なる異音響部と
を備え、
前記異音響部は、前記圧電基板と音響インピーダンスが異なる絶縁材料で形成された音響部材を含み、
前記配線電極のうちの前記弾性表面波の伝搬方向において前記リフレクタに隣接する部分は、前記異音響部の前記音響部材上に形成されている、フィルタ装置。 - 前記音響部材は、前記圧電基板の前記主面に形成されている、請求項1に記載のフィルタ装置。
- 前記異音響部は、前記圧電基板の前記主面と、前記主面と同一平面にない面とで構成する段差が形成された部分を含む、請求項1に記載のフィルタ装置。
- 前記音響部材は、前記主面と同一平面にない面に形成されている、請求項3に記載のフィルタ装置。
- 前記異音響部は、前記圧電基板の前記主面に形成された溝により形成された前記段差を含む、請求項3または請求項4に記載のフィルタ装置。
- 前記異音響部は、前記IDTを形成する前記圧電基板の前記主面が突起部となるように形成された前記段差を含む、請求項3〜請求項5のいずれか1項に記載のフィルタ装置。
- 前記圧電基板の前記主面における弾性表面波に対する音響インピーダンスZcと、前記音響部材の横波音速に対する音響インピーダンスZaとが、Za/Zc<0.17の関係を有する、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のフィルタ装置。
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