JP6072604B2 - Surface acoustic wave device - Google Patents

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Description

本発明は、弾性表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)素子に関する。   The present invention relates to a surface acoustic wave (SAW) element.

圧電基板と、圧電基板の主面上に設けられたIDT(InterDigital Transducer)とを有するSAW素子が知られている(例えば特許文献1)。このようなSAW素子は、例えば、デュプレクサの受信フィルタまたは送信フィルタに利用されている。特許文献1では、圧電基板を単体でSAW素子に用いるのではなく、圧電基板と当該圧電基板に比較して熱膨張係数の小さい支持基板とを貼り合せた貼り合せ基板をSAW素子に用いている。このような貼り合せ基板を利用することによって、例えば、SAW素子の電気特性の温度変化が補償される。   A SAW element having a piezoelectric substrate and an IDT (InterDigital Transducer) provided on the main surface of the piezoelectric substrate is known (for example, Patent Document 1). Such a SAW element is used, for example, as a duplexer reception filter or transmission filter. In Patent Document 1, a piezoelectric substrate is not used alone for a SAW element, but a bonded substrate obtained by bonding a piezoelectric substrate and a support substrate having a smaller thermal expansion coefficient than that of the piezoelectric substrate is used for the SAW element. . By using such a bonded substrate, for example, a temperature change in the electrical characteristics of the SAW element is compensated.

特開2007−214902号公報JP 2007-214902 A

しかし、上述のように貼り合せ基板を用いると、SAW素子の電気特性に関して、貼り合せ基板を用いていないときには生じないスプリアスが生じることがある。従って、そのようなスプリアスを低減できる弾性表面波素子が提供されることが望ましい。   However, when a bonded substrate is used as described above, spurious characteristics that do not occur when the bonded substrate is not used may occur with respect to the electrical characteristics of the SAW element. Therefore, it is desirable to provide a surface acoustic wave device that can reduce such spurious.

本発明の一態様に係る弾性表面波素子は、圧電基板と、該圧電基板の下面に貼り合わされた支持基板と、前記圧電基板の上面に位置し、互いに同等の電極指ピッチを有し、弾性表面波の伝搬方向に配列された第1IDT電極および第2IDT電極と、これらIDT電極の間および両外側に設けられた複数の反射器と、を有し、下記(1)式を満たす。
60°≦φ≦300°、かつ
0.05≦L/(L+L)≦0.95 (1)
ただし、φは、前記第1IDT電極と前記第2IDT電極との位相差、LおよびLは弾性表面波の伝搬方向における前記第1IDT電極および前記第2IDT電極の長さである。
A surface acoustic wave device according to an aspect of the present invention is located on a piezoelectric substrate, a support substrate bonded to the lower surface of the piezoelectric substrate, and an upper surface of the piezoelectric substrate, and has an equivalent electrode finger pitch and is elastic. It has the 1st IDT electrode and 2nd IDT electrode which were arranged in the propagation direction of surface wave, and a plurality of reflectors provided between these IDT electrodes and on the both outsides, and satisfies the following (1) formula.
60 ° ≦ φ ≦ 300 ° and 0.05 ≦ L 1 / (L 1 + L 2 ) ≦ 0.95 (1)
Where φ is the phase difference between the first IDT electrode and the second IDT electrode, and L 1 and L 2 are the lengths of the first IDT electrode and the second IDT electrode in the propagation direction of the surface acoustic wave.

好適には、下記(2)式を満たす
0.15≦L/(L+L)≦0.85 (2)
Preferably, the following equation (2) is satisfied: 0.15 ≦ L 1 / (L 1 + L 2 ) ≦ 0.85 (2)

本発明の一態様に係る弾性表面波素子は、圧電基板と、該圧電基板の下面に貼り合わされた支持基板と、前記圧電基板の上面に位置し、互いに同等の電極指ピッチを有し、弾性表面波の伝搬方向に順に配列された第1IDT電極、第2IDT電極および第3IDT電極と、これらIDT電極の間および両外側に設けられた複数の反射器と、を有し、前記第1IDT電極および前記第3IDT電極は、両者の位相差がなく、かつ、弾性表面波の伝搬方向における両者の長さが等しくされており、下記(3)式を満たす。
100°≦φ≦260°、かつ
0.01≦L/(2L+L)≦0.49 (3)
ただし、φは、前記第1IDT電極と前記第2IDT電極との位相差、LおよびLは弾性表面波の伝搬方向における前記第1IDT電極および前記第2IDT電極の長さである。
A surface acoustic wave device according to an aspect of the present invention is located on a piezoelectric substrate, a support substrate bonded to the lower surface of the piezoelectric substrate, and an upper surface of the piezoelectric substrate, and has an equivalent electrode finger pitch and is elastic. A first IDT electrode, a second IDT electrode and a third IDT electrode arranged in order in the propagation direction of the surface wave, and a plurality of reflectors provided between and outside the IDT electrodes, the first IDT electrode and The third IDT electrode has no phase difference between them and is equal in length in the propagation direction of the surface acoustic wave, and satisfies the following expression (3).
100 ° ≦ φ ≦ 260 ° and 0.01 ≦ L 1 / (2L 1 + L 2 ) ≦ 0.49 (3)
Where φ is the phase difference between the first IDT electrode and the second IDT electrode, and L 1 and L 2 are the lengths of the first IDT electrode and the second IDT electrode in the propagation direction of the surface acoustic wave.

好適には、下記の(4)式、(5)式または(6)式を満たす。
140°≦φ≦220°かつ0.10≦L/(2L+L)≦0.25 (4)
110°≦φ≦140°かつ0.14≦L/(2L+L)≦0.36 (5)
220°≦φ≦250°かつ0.14≦L/(2L+L)≦0.36 (6)
Preferably, the following expression (4), expression (5) or expression (6) is satisfied.
140 ° ≦ φ ≦ 220 ° and 0.10 ≦ L 1 / (2L 1 + L 2 ) ≦ 0.25 (4)
110 ° ≦ φ ≦ 140 ° and 0.14 ≦ L 1 / (2L 1 + L 2 ) ≦ 0.36 (5)
220 ° ≦ φ ≦ 250 ° and 0.14 ≦ L 1 / (2L 1 + L 2 ) ≦ 0.36 (6)

本発明の一態様に係る弾性表面波素子は、圧電基板と、該圧電基板の下面に貼り合わされた支持基板と、前記圧電基板の上面に位置し、互いに同等の電極指ピッチを有し、弾性表面波の伝搬方向に配列された複数のIDT電極と、これらIDT電極の間および両外側に設けられた複数の反射器と、を有し、以下に定義するOImax/OIが0.975以下である。任意のIDT電極について、当該IDT電極によって印加される電界を示す、弾性表面波の伝搬方向の位置を変数とする第1の周期関数と、前記圧電基板を伝搬するバルク波を示す、弾性表面波の伝搬方向の位置を変数とする第2の周期関数との積を、弾性表面波の伝搬方向におけるIDT電極の長さに亘って積分した重なり積分をOIとする。前記複数のIDT電極のうちのi番目のIDT電極について、前記圧電基板を伝搬するバルク波の周波数および位相を変数とする重なり積分OIの関数をOIとする。バルク波の周波数および位相は複数のIDT電極間で共通とし、第1の周期関数の位相は複数のIDT電極間における位相差によって複数のIDT電極間で異ならせて算出したOIの総和をΣOIとする。バルク波の周波数および位相を変数とするΣOIの最大値をOImaxとする。前記複数のIDT電極の位相差をなくして互いに結合させた1つの仮想IDT電極を想定する。この仮想IDT電極について、バルク波の周波数および位相を変数とする重なり積分OIの最大値をOIとする。OImaxをOIで割って正規化した値を上記のOImax/OIとする。 A surface acoustic wave device according to an aspect of the present invention is located on a piezoelectric substrate, a support substrate bonded to the lower surface of the piezoelectric substrate, and an upper surface of the piezoelectric substrate, and has an equivalent electrode finger pitch and is elastic. It has a plurality of IDT electrodes arranged in the propagation direction of the surface wave and a plurality of reflectors provided between and outside these IDT electrodes, and OI max / OI V defined below is 0.975 It is as follows. For an arbitrary IDT electrode, a surface acoustic wave that indicates an electric field applied by the IDT electrode and that has a first periodic function with a position in the propagation direction of the surface acoustic wave as a variable, and a bulk wave that propagates through the piezoelectric substrate. The overlap integral obtained by integrating the product of the second periodic function with the position in the propagation direction is a variable over the length of the IDT electrode in the propagation direction of the surface acoustic wave is defined as OI. For the i-th IDT electrode among the plurality of IDT electrodes, the function of overlap integral OI with the frequency and phase of the bulk wave propagating through the piezoelectric substrate as variables is defined as OI i . The frequency and phase of the bulk wave are common among the plurality of IDT electrodes, and the phase of the first periodic function is the sum of OI i calculated by making the phase difference between the plurality of IDT electrodes different among the plurality of IDT electrodes. i . The maximum value of ΣOI i having the frequency and phase of the bulk wave as variables is defined as OI max . One virtual IDT electrode is assumed in which the phase differences of the plurality of IDT electrodes are eliminated and coupled together. For this virtual IDT electrode, the maximum value of the overlap integral OI with the frequency and phase of the bulk wave as variables is defined as OI V. A value obtained by dividing OI max by OI V and normalizing is OI max / OI V described above.

好適には、OImax/OIが0.75以下である。 Preferably, OI max / OI V is 0.75 or less.

好適には、隣り合う2つのIDT電極間に2つの前記反射器が設けられており、該2つの反射器それぞれにおいて、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に延びるストリップ電極の本数が30本以上である、または、隣り合う2つのIDT電極間に1つの前記反射器が設けられており、該反射器において、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に延びるストリップ電極の本数が60本以上である。   Preferably, two reflectors are provided between two adjacent IDT electrodes, and each of the two reflectors has 30 strip electrodes extending in a direction perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave. One reflector is provided between two adjacent IDT electrodes, or the number of strip electrodes extending in a direction perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave is 60 or more. It is.

上記の構成によれば、貼り合せ基板を用いたときに生じるスプリアスを抑制できる。   According to said structure, the spurious which arises when using a bonded substrate can be suppressed.

本発明の第1の実施形態に係るSAW素子の構成を示す平面図である。1 is a plan view showing a configuration of a SAW element according to a first embodiment of the present invention. 図1のII−II線における断面図である。It is sectional drawing in the II-II line of FIG. 図3(a)及び図3(b)は図1のSAW素子の作用を説明するための模式図である。FIGS. 3A and 3B are schematic views for explaining the operation of the SAW element of FIG. 図1のSAW素子について重なり積分の最大値OImaxを算出した結果を示す等高線図である。FIG. 2 is a contour map showing the result of calculating a maximum overlap integral value OI max for the SAW element of FIG. 1. 図5(a)および図5(b)は図4の種々の位置における断面図である。5A and 5B are cross-sectional views at various positions in FIG. 図6(a)〜図6(f)は比較例および実施例に係るSAW素子のインピーダンス特性の計測結果を示す図である。6A to 6F are diagrams showing measurement results of impedance characteristics of SAW elements according to the comparative example and the example. 図7(a)〜図7(f)は図6(a)〜図6(f)のうちの通過帯域よりも高周波側の一部を拡大して示す図である。FIGS. 7A to 7F are enlarged views of a part on the high frequency side of the pass band in FIGS. 6A to 6F. 図8(a)〜図8(e)は比較例および他の実施例に係るSAW素子のインピーダンス特性の計測結果を示す図である。FIG. 8A to FIG. 8E are diagrams showing measurement results of impedance characteristics of SAW elements according to comparative examples and other examples. 図9(a)〜図9(e)は図8(a)〜図8(e)のうちの通過帯域よりも高周波側の一部を拡大して示す図である。9 (a) to 9 (e) are enlarged views of a part on the high frequency side of the pass band in FIGS. 8 (a) to 8 (e). 図10(a)〜図10(c)はバルク波が実施例に係るSAW素子のインピーダンス特性に及ぼした影響を説明する図である。FIG. 10A to FIG. 10C are diagrams for explaining the influence of the bulk wave on the impedance characteristics of the SAW element according to the example. 本発明の第2の実施形態に係るSAW素子の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the SAW element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図11のSAW素子について重なり積分の最大値OImaxを算出した結果を示す等高線図である。FIG. 12 is a contour diagram showing a result of calculating a maximum overlap integral value OI max for the SAW element of FIG. 11. 図13(a)および図13(b)は図12の種々の位置における断面図である。13A and 13B are cross-sectional views at various positions in FIG. 図14(a)〜図14(c)は比較例および実施例に係るSAW素子のインピーダンス特性の計測結果を示す図である。14A to 14C are diagrams showing measurement results of impedance characteristics of SAW elements according to the comparative example and the example. 図15(a)〜図15(c)は図14(a)〜図14(c)のうちの通過帯域よりも高周波側の一部を拡大して示す図である。FIG. 15A to FIG. 15C are diagrams showing a part of the high frequency side of the pass band in FIG. 14A to FIG. 14C in an enlarged manner. 本発明の第3の実施形態に係るSAW素子の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the SAW element which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図17(a)および図17(b)は比較例および実施例に係るSAW素子のインピーダンス特性の計測結果を示す図である。FIGS. 17A and 17B are diagrams illustrating measurement results of impedance characteristics of SAW elements according to the comparative example and the example. 図18(a)および図18(b)は図17(a)および図17(b)のうちの通過帯域よりも高周波側の一部を拡大して示す図である。18 (a) and 18 (b) are enlarged views showing a part on the high frequency side of the pass band in FIGS. 17 (a) and 17 (b).

以下、本発明の実施形態に係るSAW素子について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。   Hereinafter, SAW elements according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings used in the following description are schematic, and the dimensional ratios and the like on the drawings do not necessarily match the actual ones.

SAW素子は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、直交座標系xyzを定義するとともに、z方向の正側を上方として、上面、下面等の用語を用いるものとする。   The SAW element may have either direction upward or downward, but in the following, for convenience, the orthogonal coordinate system xyz is defined, and the positive side in the z direction is the upper side, the upper surface, the lower surface, etc. The following terms shall be used.

第2の実施形態以降において、既に説明された実施形態の構成と同一または類似する構成については、既に説明された実施形態と同一の符号を付し、説明を省略することがある。   In the second and subsequent embodiments, configurations that are the same as or similar to the configurations of the already described embodiments may be denoted by the same reference numerals as those of the already described embodiments, and description thereof may be omitted.

<第1の実施形態>
(SAW素子の構成の概要)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るSAW素子1の構成を示す平面図である。図2は、図1のII−II線における断面図である。
<First Embodiment>
(Overview of SAW element configuration)
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a SAW element 1 according to the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.

SAW素子1は、貼り合せ基板3と、貼り合せ基板3の上面5aに設けられた第1共振子9Aおよび第2共振子9Bとを有している。貼り合せ基板3は、圧電基板5と、圧電基板5の下面5bに貼り合わされた支持基板7(図2)とを有している。   The SAW element 1 has a bonded substrate 3 and a first resonator 9A and a second resonator 9B provided on the upper surface 5a of the bonded substrate 3. The bonded substrate 3 has a piezoelectric substrate 5 and a support substrate 7 (FIG. 2) bonded to the lower surface 5 b of the piezoelectric substrate 5.

以下では、第1共振子9Aおよび第2共振子9Bを単に「共振子9」といい、両者を区別しないことがある。また、第1共振子9Aに係る構成についてその名称に「第1」を付すとともにその符号に「A」を付し、第2共振子9Bに係る構成についてその名称に「第2」を付すとともにその符号に「B」を付すことがあり、さらに、共振子9と同様に、「第1」、「第2」、「A」、「B」を省略することがある。第2の実施形態以降の共振子についても同様であり、また、3以上の共振子が設けられている場合も同様である。   Hereinafter, the first resonator 9A and the second resonator 9B are simply referred to as “resonator 9”, and they may not be distinguished from each other. In addition, “A” is added to the name of the configuration related to the first resonator 9A, and “A” is added to the reference symbol, and “Second” is added to the name of the configuration related to the second resonator 9B. In some cases, “B” may be added to the reference numeral, and “first”, “second”, “A”, and “B” may be omitted as in the resonator 9. The same applies to the resonators of the second and subsequent embodiments, and the same applies when three or more resonators are provided.

SAW素子1は、上記の他、SiO等からなり、共振子9を覆う保護層等を有していてもよい。また、図1および図2では、共振子9に信号の入出力を行うための配線は図示が省略されている。 In addition to the above, the SAW element 1 is made of SiO 2 or the like, and may have a protective layer or the like that covers the resonator 9. 1 and 2, the wiring for inputting and outputting signals to the resonator 9 is not shown.

圧電基板5は、例えば、ニオブ酸タンタル(LiTaO)、ニオブ酸リチウム(LiNbO)単結晶等の圧電性を有する単結晶の基板によって構成されている。より好適には、圧電基板5は、42°±10°Y−XカットのLiTaO3、128°±10°Y−XカットのLiNbO基板もしくは0°±10°Y−XカットのLiNbO基板などによって構成されている。その他、水晶(SiO)単結晶なども使用できる。 The piezoelectric substrate 5 is composed of a single crystal substrate having piezoelectricity such as tantalum niobate (LiTaO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ) single crystal, or the like. More preferably, the piezoelectric substrate 5, 42 ° ± 10 ° Y- X cut LiTaO3,128 ° ± 10 ° Y-X cut LiNbO 3 substrate or 0 ° ± 10 ° Y-X cut LiNbO 3 substrate, etc. It is constituted by. In addition, quartz (SiO 2 ) single crystal can be used.

圧電基板5の厚みは、例えば、一定であり、その大きさは、SAW素子1が適用される技術分野やSAW素子1に要求される仕様等に応じて適宜に設定されてよい。一例として、圧電基板5の厚みは、20〜30μmである。圧電基板5の平面形状および各種寸法も適宜に設定されてよい。   The thickness of the piezoelectric substrate 5 is, for example, constant, and the size thereof may be appropriately set according to the technical field to which the SAW element 1 is applied, the specifications required for the SAW element 1, and the like. As an example, the thickness of the piezoelectric substrate 5 is 20 to 30 μm. The planar shape and various dimensions of the piezoelectric substrate 5 may be set as appropriate.

支持基板7は、例えば、圧電基板5の材料よりも熱膨張係数が小さい材料によって形成されている。これによって、後述するようにSAW素子1の電気特性の温度変化を補償することができる。このような材料としては、例えば、サファイア等の単結晶、シリコン等の半導体および酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックを挙げることができる。なお、支持基板7は、互いに異なる材料からなる複数の層が積層されて構成されていてもよい。   The support substrate 7 is formed of, for example, a material having a smaller thermal expansion coefficient than the material of the piezoelectric substrate 5. This makes it possible to compensate for temperature changes in the electrical characteristics of the SAW element 1 as will be described later. Examples of such a material include a single crystal such as sapphire, a semiconductor such as silicon, and a ceramic such as an aluminum oxide sintered body. The support substrate 7 may be configured by laminating a plurality of layers made of different materials.

支持基板7の厚みは、例えば、一定であり、その大きさは、圧電基板5の厚みと同様に適宜に設定されてよい。ただし、支持基板7の厚みは、温度補償が好適に行われるように、圧電基板5の厚みを考慮して設定される。一例として、圧電基板5の厚み10〜30μmに対して、支持基板7の厚みは100〜300μmである。支持基板7の平面形状および各種寸法は、例えば、圧電基板5と同等である。   The thickness of the support substrate 7 is, for example, constant, and the size thereof may be appropriately set similarly to the thickness of the piezoelectric substrate 5. However, the thickness of the support substrate 7 is set in consideration of the thickness of the piezoelectric substrate 5 so that temperature compensation is suitably performed. As an example, the thickness of the support substrate 7 is 100 to 300 μm while the thickness of the piezoelectric substrate 5 is 10 to 30 μm. The planar shape and various dimensions of the support substrate 7 are, for example, equivalent to the piezoelectric substrate 5.

圧電基板5および支持基板7は、例えば、不図示の接着層を介して互いに貼り合わされている。接着層の材料は、有機材料であってもよいし、無機材料であってもよい。有機材料としては、例えば、熱硬化性樹脂等の樹脂が挙げられる。無機材料としては、例えば、SiOが挙げられる。また、接着面をプラズマなどで活性化処理した後に接着層無しに貼り合わせる、いわゆる直接接合によって貼り合わされていても良い。 The piezoelectric substrate 5 and the support substrate 7 are bonded to each other through an adhesive layer (not shown), for example. The material of the adhesive layer may be an organic material or an inorganic material. Examples of the organic material include a resin such as a thermosetting resin. Examples of the inorganic material include SiO 2 . Alternatively, the bonding surface may be bonded by so-called direct bonding, in which the bonding surface is bonded with no bonding layer after being activated by plasma or the like.

各共振子9は、IDT電極11と、IDT電極11の両側に位置する1対の反射器13とを有している。   Each resonator 9 has an IDT electrode 11 and a pair of reflectors 13 located on both sides of the IDT electrode 11.

IDT電極11は、圧電基板5の上面5aに形成された導電パターン(導電層)によって構成されており、図1に示すように入力側櫛歯電極15Cおよび出力側櫛歯電極15Dを有している。なお、以下では、単に「櫛歯電極15」といい、両者を区別しないことがある。また、一対の櫛歯電極15というときは、入力側櫛歯電極15Cと出力側櫛歯電極15Dとの組み合わせを指すものとする。   The IDT electrode 11 is constituted by a conductive pattern (conductive layer) formed on the upper surface 5a of the piezoelectric substrate 5, and has an input side comb electrode 15C and an output side comb electrode 15D as shown in FIG. Yes. In the following, this is simply referred to as “comb electrode 15”, and the two may not be distinguished. Further, the pair of comb electrodes 15 refers to a combination of the input side comb electrode 15C and the output side comb electrode 15D.

1対の櫛歯電極15は、互いに対向するバスバー17(図1)と、バスバー17からその対向方向に延びる複数の電極指19とを有している。そして、1対の櫛歯電極15は、複数の電極指19が互いに噛み合うように(交差するように)配置されている。   The pair of comb-shaped electrodes 15 includes a bus bar 17 (FIG. 1) facing each other and a plurality of electrode fingers 19 extending from the bus bar 17 in the facing direction. The pair of comb electrodes 15 are arranged so that the plurality of electrode fingers 19 mesh with each other (intersect).

なお、SAWの伝搬方向は複数の電極指19の向き等によって規定されるが、本実施形態では、便宜的に、SAWの伝搬方向を基準として、複数の電極指19の向き等を説明する。   Note that the SAW propagation direction is defined by the orientation of the plurality of electrode fingers 19, but in the present embodiment, for convenience, the orientation of the plurality of electrode fingers 19 will be described with reference to the SAW propagation direction.

バスバー17は、例えば、概ね一定の幅でSAWの伝搬方向(x方向)に直線状に延びる長尺状に形成されている。1対の櫛歯電極15のバスバー17は、SAWの伝搬方向に交差する方向(y方向)において対向している。   For example, the bus bar 17 is formed in a long shape having a substantially constant width and extending linearly in the SAW propagation direction (x direction). The bus bars 17 of the pair of comb electrodes 15 oppose each other in the direction (y direction) intersecting the SAW propagation direction.

複数の電極指19は、概ね一定の幅でSAWの伝搬方向に直交する方向(y方向)に直線状に延びる長尺状に形成されており、SAWの伝搬方向(x方向)に概ね一定の間隔で配列されている。1対の櫛歯電極15の複数の電極指19は、そのピッチp(例えば電極指19の中心間距離)が、例えば、共振させたい周波数でのSAWの波長λの半波長と同等となるように設けられている。波長λは、例えば、1.5μm以上6μm以下である。   The plurality of electrode fingers 19 are formed in an elongated shape extending in a straight line in a direction (y direction) perpendicular to the SAW propagation direction with a substantially constant width, and are substantially constant in the SAW propagation direction (x direction). Arranged at intervals. The plurality of electrode fingers 19 of the pair of comb-tooth electrodes 15 have a pitch p (for example, a distance between the centers of the electrode fingers 19) equal to, for example, a half wavelength of the SAW wavelength λ at a frequency to be resonated. Is provided. The wavelength λ is, for example, not less than 1.5 μm and not more than 6 μm.

複数の電極指19の一部においては、そのピッチpが相対的に小さくされたり、逆に、ピッチpが相対的に大きくされたりしてもよい。このような狭ピッチ部または広ピッチ部を設けることによって、SAW素子の周波数特性が向上することが知られている。なお、本実施形態において、単にピッチp(電極指ピッチ)という場合、特に断りがない限り、狭ピッチ部および広ピッチ部のピッチpを除く部分(複数の電極指19の大部分)のピッチpまたはその平均値をいうものとする。また、同様に、特に断りがない限り、単に電極指19というときは、狭ピッチ部または広いピッチ部以外における電極指19を指すものとする。   In some of the plurality of electrode fingers 19, the pitch p may be relatively small, or conversely, the pitch p may be relatively large. It is known that providing such a narrow pitch portion or a wide pitch portion improves the frequency characteristics of the SAW element. In the present embodiment, when the pitch p (electrode finger pitch) is simply referred to, the pitch p of the portion excluding the pitch p of the narrow pitch portion and the wide pitch portion (most part of the plurality of electrode fingers 19) unless otherwise specified. Or it shall mean the average value. Similarly, unless otherwise specified, the term “electrode finger 19” refers to the electrode finger 19 other than the narrow pitch portion or the wide pitch portion.

複数の電極指19の本数、長さ(y方向)および幅(x方向)は、SAW素子1に要求される電気特性等に応じて適宜に設定されてよい。一例として、第1共振子9Aおよび第2共振子9B全体における複数の電極指19の本数は100以上400本以下である。複数の電極指19の長さおよび幅は、例えば、互いに同等である。   The number, length (y direction), and width (x direction) of the plurality of electrode fingers 19 may be appropriately set according to electrical characteristics required for the SAW element 1. As an example, the number of the plurality of electrode fingers 19 in the entire first resonator 9A and the second resonator 9B is 100 or more and 400 or less. The length and width of the plurality of electrode fingers 19 are, for example, equal to each other.

反射器13は、例えば、圧電基板5の上面5aに形成された導電パターン(導電層)によって構成されており、平面視において格子状に形成されている。すなわち、反射器13は、SAWの伝搬方向に交差する方向において互いに対向する1対のバスバー21(図1)と、これらバスバー21間においてSAWの伝搬方向に直交する方向(y方向)に延びる複数のストリップ電極23とを有している。   The reflector 13 is constituted by, for example, a conductive pattern (conductive layer) formed on the upper surface 5a of the piezoelectric substrate 5, and is formed in a lattice shape in plan view. That is, the reflector 13 includes a pair of bus bars 21 (FIG. 1) facing each other in a direction intersecting the SAW propagation direction, and a plurality of reflectors 13 extending in a direction (y direction) perpendicular to the SAW propagation direction between the bus bars 21. Strip electrode 23.

バスバー21は、例えば、概ね一定の幅でSAWの伝搬方向(x方向)に直線状に延びる長尺状に形成されている。1対のバスバー17は、SAWの伝搬方向に交差する方向(y方向)において対向している。   For example, the bus bar 21 is formed in a long shape having a substantially constant width and linearly extending in the SAW propagation direction (x direction). The pair of bus bars 17 oppose each other in the direction (y direction) intersecting the SAW propagation direction.

ストリップ電極23は、IDT電極11の複数の電極指19と同等のピッチで配列されている。互いに隣り合う電極指19とストリップ電極23との間のピッチ(IDT電極11とストリップ電極23との間のピッチ)も、複数の電極指19のピッチと同等とされている。ストリップ電極23の本数、長さ(y方向)および幅(x方向)は、SAW素子1に要求される電気特性等に応じて適宜に設定されてよい。   The strip electrodes 23 are arranged at the same pitch as the plurality of electrode fingers 19 of the IDT electrode 11. The pitch between the electrode fingers 19 adjacent to each other and the strip electrode 23 (the pitch between the IDT electrode 11 and the strip electrode 23) is also equal to the pitch of the plurality of electrode fingers 19. The number, length (y direction) and width (x direction) of the strip electrodes 23 may be appropriately set according to the electrical characteristics required for the SAW element 1.

一般には、ストリップ電極23の本数は、各反射器13において20本程度である。ただし、本実施形態においては、第1共振子9Aおよび第2共振子9Bの間に位置する反射器13は、それぞれ30本以上のストリップ電極23を有している。第1共振子9Aおよび第2共振子9Bの外側に位置する反射器13それぞれにおいては、ストリップ電極23の本数は、一般的な本数でよい。   In general, the number of strip electrodes 23 is about 20 in each reflector 13. However, in the present embodiment, the reflectors 13 positioned between the first resonator 9A and the second resonator 9B have 30 or more strip electrodes 23, respectively. In each of the reflectors 13 positioned outside the first resonator 9A and the second resonator 9B, the number of strip electrodes 23 may be a general number.

2つの共振子9は、SAWの伝搬方向(x方向)に並べられている。2つの共振子9は、例えば、電極指19の本数を除いては、概ね同様の構成とされている。具体的には、例えば、複数の電極指19の長さ、幅およびピッチ、ならびに、一方の櫛歯電極15の複数の電極指19と他方の櫛歯電極15の複数の電極指19との交差幅は、2つの共振子9間で同一である。   The two resonators 9 are arranged in the SAW propagation direction (x direction). For example, the two resonators 9 have substantially the same configuration except for the number of electrode fingers 19. Specifically, for example, the length, width and pitch of the plurality of electrode fingers 19 and the intersection of the plurality of electrode fingers 19 of one comb-tooth electrode 15 and the plurality of electrode fingers 19 of the other comb-tooth electrode 15 The width is the same between the two resonators 9.

2つの共振子9は、互いに並列に接続されている。すなわち、第1共振子9Aの入力側櫛歯電極15Cと第2共振子9Bの入力側櫛歯電極15Cとが接続されるとともに、第1共振子9Aの出力側櫛歯電極15Dと第2共振子9Bの出力側櫛歯電極15Dとが接続されている。そして、電気信号は、2つの入力側櫛歯電極15Cに入力され、2つの出力側櫛歯電極15Dから出力される。   The two resonators 9 are connected in parallel with each other. That is, the input-side comb electrode 15C of the first resonator 9A and the input-side comb electrode 15C of the second resonator 9B are connected, and the output-side comb electrode 15D of the first resonator 9A and the second resonance The output side comb-tooth electrode 15D of the child 9B is connected. The electric signal is input to the two input side comb electrodes 15C and output from the two output side comb electrodes 15D.

また、第1共振子9Aの入力側櫛歯電極15Cおよび第2共振子9Bの入力側櫛歯電極15Cは、複数の電極指19の交差領域に対して同一側(y方向正側)に位置し、第1共振子9Aの出力側櫛歯電極15Dおよび第2共振子9Bの出力側櫛歯電極15Dは、複数の電極指19の交差領域に対して同一側(y方向負側)に位置している。ただし、共振子9A、9Bの配置が、後で述べるスプリアスの抑制方法を満たすような配置になっている限り、櫛歯電極の接続方法やどちらの側になるのかは任意に選択してよい。   Further, the input-side comb-tooth electrode 15C of the first resonator 9A and the input-side comb-tooth electrode 15C of the second resonator 9B are positioned on the same side (y-direction positive side) with respect to the intersecting region of the plurality of electrode fingers 19. The output-side comb-tooth electrode 15D of the first resonator 9A and the output-side comb-tooth electrode 15D of the second resonator 9B are located on the same side (y-direction negative side) with respect to the intersecting region of the plurality of electrode fingers 19. doing. However, as long as the resonators 9A and 9B are arranged so as to satisfy the spurious suppression method described later, the combing electrode connection method and which side may be selected arbitrarily.

共振子9を構成する導体層は、例えば、金属により構成されている。この金属としては、例えば、AlまたはAlを主成分とする合金(Al合金)が挙げられる。Al合金は、例えば、Al−Cu合金である。なお、共振子9を構成する導体層は、複数の金属層から構成されてもよい。共振子9は、SAWの共振子9に対する反射係数を高くことなどを目的として、導体層の上面または下面に絶縁層を有していてもよい。   The conductor layer constituting the resonator 9 is made of metal, for example. Examples of the metal include Al or an alloy containing Al as a main component (Al alloy). The Al alloy is, for example, an Al—Cu alloy. The conductor layer constituting the resonator 9 may be composed of a plurality of metal layers. The resonator 9 may have an insulating layer on the upper surface or the lower surface of the conductor layer for the purpose of increasing the reflection coefficient of the SAW resonator 9.

(スプリアスの抑制方法の概要)
図3(a)及び図3(b)は、SAW素子1の作用を説明するための模式図である。具体的には、図3は、複数の電極指19および複数のストリップ電極23の本数を図2よりも減じて、圧電基板5および共振子9の断面を示している。
(Overview of spurious suppression methods)
FIG. 3A and FIG. 3B are schematic diagrams for explaining the operation of the SAW element 1. Specifically, FIG. 3 shows a cross section of the piezoelectric substrate 5 and the resonator 9 with the number of the electrode fingers 19 and the plurality of strip electrodes 23 being reduced from that of FIG.

なお、図3では、1対の櫛歯電極15間の電位差を示すために、便宜的に、入力側櫛歯電極15Cの電極指19には+を付し、出力側櫛歯電極15Dの電極指19には−を付している。実際には、交流である高周波信号が入力されるため、図に示されている+と−はある瞬間の電位である。また、入力側櫛歯電極15Cの電位は、基準電位に対して正であってもよいし、負であってもよく、また、出力側櫛歯電極15Dの電位は、基準電位に対して正であってもよいし、負であってもよい。また、出力側櫛歯電極15Dは、基準電位部に接続されていてもよい。   In FIG. 3, in order to show the potential difference between the pair of comb electrodes 15, for convenience, the electrode fingers 19 of the input side comb electrodes 15C are marked with +, and the electrodes of the output side comb electrodes 15D. The finger 19 is marked with-. Actually, since a high-frequency signal that is alternating current is input, + and-shown in the figure are potentials at a certain moment. Further, the potential of the input-side comb electrode 15C may be positive or negative with respect to the reference potential, and the potential of the output-side comb electrode 15D is positive with respect to the reference potential. It may be negative or negative. Further, the output-side comb electrode 15D may be connected to the reference potential portion.

まず、図3(a)に示すように、各共振子9において、入力側櫛歯電極15Cに電気信号が入力され、複数の電極指19によって圧電基板5に電圧が印加されると、圧電基板5の上面5a付近において、上面5aに沿って伝搬するSAWが誘起される。このSAWは、複数の電極指19および複数のストリップ電極23によって反射される。その結果、線Lsで示すように、複数の電極指19のピッチpを半波長とするSAWの定在波が形成される。定在波は、上面5aに電荷(定在波と同一周波数の電気信号)を生じさせ、その電気信号は出力側櫛歯電極15Dの複数の電極指19によって取り出される。   First, as shown in FIG. 3A, in each resonator 9, when an electric signal is input to the input-side comb electrode 15C and a voltage is applied to the piezoelectric substrate 5 by the plurality of electrode fingers 19, the piezoelectric substrate 5 is induced in the vicinity of the upper surface 5a. The SAW is reflected by the plurality of electrode fingers 19 and the plurality of strip electrodes 23. As a result, as shown by the line Ls, a SAW standing wave having a half wavelength of the pitch p of the plurality of electrode fingers 19 is formed. The standing wave generates an electric charge (an electric signal having the same frequency as that of the standing wave) on the upper surface 5a, and the electric signal is taken out by the plurality of electrode fingers 19 of the output-side comb electrode 15D.

ここで、複数の電極指19によって圧電基板5に電圧が印加されると、線Lbによって示すように、圧電基板5においては、SAWだけでなく、圧電基板5の内部を伝搬するバルク波も励起される。   Here, when a voltage is applied to the piezoelectric substrate 5 by the plurality of electrode fingers 19, not only SAW but also a bulk wave propagating inside the piezoelectric substrate 5 is excited in the piezoelectric substrate 5, as indicated by a line Lb. Is done.

本願発明者は、鋭意検討の結果、貼り合せ基板3を用いたときに生じるスプリアスは、このバルク波によって生じていると推測した。バルク波は、貼り合せ基板3を用いていないときにも励起されている。それにも関わらず、バルク波が貼り合せ基板3を用いたときのみスプリアスを生じる理由としては、以下のものが挙げられる。   As a result of intensive studies, the inventor of the present application has estimated that spurious generated when the bonded substrate 3 is used is caused by this bulk wave. The bulk wave is excited even when the bonded substrate 3 is not used. Nevertheless, the reason why the spurious wave is generated only when the bulk wave uses the bonded substrate 3 is as follows.

まず、貼り合せ基板3の圧電基板5は、支持基板7と貼り合わされずに単独で使用される圧電基板に比較して、薄くされることが多い。例えば、圧電基板5の厚みは、単独で使用される圧電基板の1/10程度である。これは、貼り合せ基板3は、支持基板7によって必要な強度が得られることなどによる。   First, the piezoelectric substrate 5 of the bonded substrate 3 is often made thinner than a piezoelectric substrate used alone without being bonded to the support substrate 7. For example, the thickness of the piezoelectric substrate 5 is about 1/10 that of a piezoelectric substrate used alone. This is because the required strength of the bonded substrate 3 is obtained by the support substrate 7.

バルク波は、圧電基板5の深さ方向には、圧電基板の表面と裏面の間で定在波を形成すると共に、表面に沿った方向(SAWの伝播方向)には進行波として伝播するという、いわゆる導波モードとなると考えられる。この導波モードの表面に沿った方向の波数が、IDTの周期から求められる波数(π/p)と一致したとき、IDT電極とバルク波の導波モードとの強い結合がおき、スプリアスとなって電気特性に現れると考えられる。圧電基板5が薄いことによって、バルク波の導波モードの深さ方向の定在波の次数は小さくなる。その結果、圧電基板5においては、IDT電極と結合する導波モードの周波数間隔が広くなり、ひいては、バルク波によるスプリアスが明確になると考えられる。圧電基板が厚い場合は、逆にIDT電極と結合する導波モードの周波数間隔が狭くなり、ひいては、明瞭なスプリアスとして観測されなくなる。   The bulk wave forms a standing wave between the front surface and the back surface of the piezoelectric substrate 5 in the depth direction of the piezoelectric substrate 5 and propagates as a traveling wave in the direction along the surface (SAW propagation direction). The so-called waveguide mode is considered. When the wave number in the direction along the surface of the waveguide mode coincides with the wave number (π / p) obtained from the period of the IDT, strong coupling between the IDT electrode and the waveguide mode of the bulk wave occurs, resulting in spurious. It is thought that it appears in the electrical characteristics. Since the piezoelectric substrate 5 is thin, the order of the standing wave in the depth direction of the guided mode of the bulk wave is reduced. As a result, in the piezoelectric substrate 5, it is considered that the frequency interval of the waveguide mode coupled with the IDT electrode becomes wide, and as a result, spurious due to the bulk wave becomes clear. When the piezoelectric substrate is thick, the frequency interval of the waveguide mode coupled with the IDT electrode is narrowed, and as a result, no clear spurious is observed.

また、圧電基板5が薄いことによって、バルク波は深さ方向の狭い範囲に集中することになる。その結果、バルク波は、IDT電極11との結合が強くなり、モードが強く励振されると考えられる。   Further, since the piezoelectric substrate 5 is thin, bulk waves are concentrated in a narrow range in the depth direction. As a result, it is considered that the bulk wave is strongly coupled with the IDT electrode 11 and the mode is strongly excited.

また、圧電基板5の下面5bは、単独使用の圧電基板の下面に比較して、平坦とされることが多い。下面5bが平坦にされることによって、バルク波は、下面5bにおいて散乱されにくくなる。その結果、バルク波のスプリアスが大きくなると考えられる。   Further, the lower surface 5b of the piezoelectric substrate 5 is often flatter than the lower surface of the single-use piezoelectric substrate. By making the lower surface 5b flat, bulk waves are less likely to be scattered on the lower surface 5b. As a result, it is considered that the spurious of the bulk wave increases.

本実施形態では、貼り合せ基板3を用いたときに生じるスプリアスの要因が、このバルク波の導波モードとIDTの結合であるという推測に基づき、スプリアスを低減する方法として、バルク波同士を相殺させる方法を採用する。   In the present embodiment, based on the assumption that the spurious factor generated when the bonded substrate 3 is used is the coupling between the bulk wave waveguide mode and the IDT, the bulk waves are canceled out as a method of reducing spurious. Adopt the method to make it.

具体的には、2つのIDT電極11をバルク波の伝搬方向(SAWの伝搬方向)において、ある一定の間隔で並べる。これにより、2つのIDT電極11において励起されたバルク波を互いに相殺させる。   Specifically, the two IDT electrodes 11 are arranged at certain intervals in the bulk wave propagation direction (SAW propagation direction). Thereby, the bulk waves excited in the two IDT electrodes 11 cancel each other.

ただし、SAWまで相殺されてしまわないように、2つのIDT電極11間には反射器13を配置する。なお、当然に、SAWが外側へ散乱されにくくするために、2つのIDT電極11の両外側には反射器13が配置される。バルク波は圧電基板5の内部を伝播するため、表面に設けられた反射器13にはあまり影響されない。このため、2つのIDT電極11間にはSAWが伝播しにくく、且つバルク波の導波モードは伝播するという状況となる。このような機構により、SAWへの影響を抑制しつつ、バルク波を相殺することができる。   However, a reflector 13 is disposed between the two IDT electrodes 11 so as not to cancel up to SAW. Of course, reflectors 13 are arranged on both outer sides of the two IDT electrodes 11 in order to make the SAW less likely to be scattered outside. Since the bulk wave propagates inside the piezoelectric substrate 5, it is not significantly affected by the reflector 13 provided on the surface. For this reason, the SAW hardly propagates between the two IDT electrodes 11, and the bulk wave guided mode propagates. By such a mechanism, it is possible to cancel the bulk wave while suppressing the influence on the SAW.

IDT電極11は、複数の電極指19をピッチpで周期的に有し、また、入力側櫛歯電極15Cの電極指19と出力側櫛歯電極15Dの電極指19とはx方向に交互に配置されている。すなわち、IDT電極11は、ピッチpを半周期とする周期構造を有している。従って、2つのIDT電極11の位置関係は、その周期構造の位相差φ(図3(b))で表わされてよい。   The IDT electrode 11 has a plurality of electrode fingers 19 periodically with a pitch p, and the electrode fingers 19 of the input side comb electrode 15C and the electrode fingers 19 of the output side comb electrode 15D are alternately arranged in the x direction. Has been placed. That is, the IDT electrode 11 has a periodic structure in which the pitch p is a half cycle. Therefore, the positional relationship between the two IDT electrodes 11 may be represented by the phase difference φ (FIG. 3B) of the periodic structure.

ここで、位相差φは、数値を変動させる場合には、それぞれのIDT電極をそのIDT電極の周期構造を保ったままSAWの伝播方向に仮想的に延長したときの、2つのIDTの極性も含めた周期構造のずれで定義されるものである。もし、仮想的に延長した2つのIDTが極性も含めて重なった際は位相差0°であり、IDT電極自体は重なるが、電極の極性が逆になっている場合は位相差180°となる。以下、位相差は同じ意味で用いる。   Here, when the numerical value is changed, the phase difference φ is also the polarity of the two IDTs when each IDT electrode is virtually extended in the SAW propagation direction while maintaining the periodic structure of the IDT electrode. It is defined by the deviation of the included periodic structure. If two IDTs that are virtually extended overlap with each other, including the polarity, the phase difference is 0 °, and the IDT electrodes themselves overlap, but if the polarities of the electrodes are reversed, the phase difference is 180 °. . Hereinafter, the phase difference is used in the same meaning.

一方、バルク波は、図3(b)にも示す通り、IDT電極11の複数の電極指19によって励起されるものであるから、IDT電極11の周期構造に起因する周期性を有していると考えられる。従って、位相差φを適宜に調整すれば、バルク波の相殺が好適になされると予測される。そこで、後に詳細に検討するように、位相差φを適宜な大きさに調整する。   On the other hand, the bulk wave is excited by the plurality of electrode fingers 19 of the IDT electrode 11 as shown in FIG. 3B, and thus has a periodicity due to the periodic structure of the IDT electrode 11. it is conceivable that. Therefore, if the phase difference φ is adjusted appropriately, it is predicted that the cancellation of the bulk wave is suitably performed. Therefore, as will be discussed in detail later, the phase difference φ is adjusted to an appropriate size.

なお、位相差φは、例えば、第1IDT電極11Aの入力側櫛歯電極15Cの任意の電極指19と、第2IDT電極11Bの入力側櫛歯電極15Cの任意の電極指19との距離(中心間距離)をLt(図3(a))としたときに、2π×(Lt/2p)によって算出される。この値は、2πn(nは整数)を加減することによって、0〜2πの範囲の値に調整されてよい。   The phase difference φ is, for example, the distance (center between the arbitrary electrode finger 19 of the input-side comb electrode 15C of the first IDT electrode 11A and the arbitrary electrode finger 19 of the input-side comb electrode 15C of the second IDT electrode 11B. The distance is calculated by 2π × (Lt / 2p) where Lt (FIG. 3A) is set. This value may be adjusted to a value in the range of 0 to 2π by adjusting 2πn (n is an integer).

例えば、Ltがp×(2m)(mは整数)であれば、位相差φは0°であり、Ltがp×(2m+1)であれば、位相差φは180°である。なお、この位相差φは、2つのIDT電極11において励起されるSAWの定在波の位相差でもある。従って、例えば、仮にIDT電極11間の反射器13が設けられていないとすれば、2つのIDT電極11によって励起されたSAWは、位相差φが180°のときには逆相であり、相殺されることになる。   For example, if Lt is p × (2m) (m is an integer), the phase difference φ is 0 °, and if Lt is p × (2m + 1), the phase difference φ is 180 °. This phase difference φ is also the phase difference between the standing waves of SAW excited in the two IDT electrodes 11. Therefore, for example, if the reflector 13 between the IDT electrodes 11 is not provided, the SAW excited by the two IDT electrodes 11 is out of phase when the phase difference φ is 180 ° and cancels out. It will be.

2つのIDT電極11は、位相差φが適宜に設定されることから、2つのIDT電極11間に位置する反射器は、各IDT電極11の位相に応じた複数のストリップ電極23を有する必要がある。従って、2つのIDT電極11の間には、2つの反射器13を配置する。   Since the phase difference φ is appropriately set between the two IDT electrodes 11, the reflector located between the two IDT electrodes 11 needs to have a plurality of strip electrodes 23 corresponding to the phases of the IDT electrodes 11. is there. Accordingly, two reflectors 13 are arranged between the two IDT electrodes 11.

上記のような考え方に従って、スプリアスを低減するように共振子を構成すると、結果として、図1および図2を参照して既に説明したように、SAWの伝搬方向に並べられた2つの共振子9(それぞれIDT電極11とその両側に反射器13を有する)を有するSAW素子1が構成される。   If the resonator is configured to reduce spurious in accordance with the above-described concept, as a result, the two resonators 9 arranged in the SAW propagation direction as described above with reference to FIGS. A SAW element 1 having an IDT electrode 11 and a reflector 13 on each side thereof is configured.

ただし、2つのIDT電極11の位相差φが180°である場合においては、2つのIDT電極11間の反射器13は、共通化することができる。すなわち、SAW素子1においては、反射器13の数を3つにすることが可能である。実施形態の説明では、特に断りがない限り、IDT電極11間の反射器13の数はφが180°であっても2個であるものとする。   However, when the phase difference φ between the two IDT electrodes 11 is 180 °, the reflector 13 between the two IDT electrodes 11 can be shared. That is, in the SAW element 1, the number of reflectors 13 can be three. In the description of the embodiment, the number of the reflectors 13 between the IDT electrodes 11 is two even when φ is 180 ° unless otherwise specified.

本実施形態の2つの共振子9は、バルク波同士の相殺を可能とするために、所望の電気特性を満たす本来は1つの共振子を分割したものである。すなわち、電極指19の本数等は、各々の共振子9において別個に設計されているのではなく、2つの共振子9全体において所望の電気特性を満たすように設計されている。ただし、別個に設計された共振子間においてバルク波の相殺がなされるようにしてもよい。   The two resonators 9 of the present embodiment are obtained by dividing one resonator that originally satisfies desired electrical characteristics in order to enable cancellation of bulk waves. That is, the number of electrode fingers 19 and the like are not designed separately for each resonator 9 but are designed so as to satisfy desired electrical characteristics in the entire two resonators 9. However, the bulk wave may be canceled between separately designed resonators.

(位相差φ等の設定方法)
以下では、バルク波の大きさの計算方法と、その計算方法に基づく位相差φ等の設定方法について説明する。
(Method of setting phase difference φ, etc.)
Hereinafter, a method for calculating the magnitude of the bulk wave and a method for setting the phase difference φ based on the calculation method will be described.

SAW素子1においては、IDT電極11が圧電基板5に印加する電界(IDT電極11による励振効果)と圧電基板5を伝搬するバルク波との重なり積分(OI:Overlap Integral)が大きいほど、IDT電極11とバルク波との結合が強く、バルク波が大きくなると考えられる。そこで、この重なり積分を以下のように算出する。   In the SAW element 1, as the overlap integral (OI: Overlap Integral) between the electric field (excitation effect by the IDT electrode 11) applied to the piezoelectric substrate 5 by the IDT electrode 11 and the bulk wave propagating through the piezoelectric substrate 5 increases, the IDT electrode 11 and the bulk wave are strongly coupled, and the bulk wave is considered to be large. Therefore, this overlap integral is calculated as follows.

まず、複数のIDT電極11のうち任意のi番目のIDT電極11のみについて考える。IDT電極11が印加する電界を示す、x方向の位置を変数とする周期関数を正弦波により近似することとし、次式により表わす。
sin(kx+α)
ただし、kは波数であり、k=π/pである。xはx方向の位置である。αは位相であり、x方向の基準位置(x=0の位置)と複数の電極指19の位置との関係によって決定される。なお、x=0の位置は、任意の位置とされてよい。
First, only an arbitrary i-th IDT electrode 11 among the plurality of IDT electrodes 11 will be considered. A periodic function having an x-direction position as a variable indicating an electric field applied by the IDT electrode 11 is approximated by a sine wave, and is expressed by the following equation.
sin (k 0 x + α i )
However, k 0 is the wave number, a k 0 = π / p. x is a position in the x direction. α i is a phase, and is determined by the relationship between the reference position in the x direction (position where x = 0) and the positions of the plurality of electrode fingers 19. Note that the position of x = 0 may be an arbitrary position.

また、バルク波を示す、x方向の位置を変数とする周期関数を正弦波により近似することとし、次式により表わす。
sin(kx+α)
ただし、kはバルク波の波数である。αはバルク波の位相であり、x方向の基準位置とバルク波との位置関係によって決定される。
In addition, a periodic function having a variable in the position in the x direction indicating a bulk wave is approximated by a sine wave, and is expressed by the following equation.
sin (k B x + α B )
Here, k B is the wave number of the bulk wave. α B is the phase of the bulk wave and is determined by the positional relationship between the reference position in the x direction and the bulk wave.

なお、kは、例えば、バルク波の分散が無いと仮定して、次式により算出されてよい。
=ω/V=2πf/V
ただし、ωはバルク波の角周波数、fはバルク波の周波数、Vはバルク波の伝搬モードの位相速度である。Vは、概ね圧電基板5の材料と厚みによって決定される。
For example, k B may be calculated by the following equation assuming that there is no bulk wave dispersion.
k B = ω B / V B = 2πf B / V B
Where ω B is the angular frequency of the bulk wave, f B is the frequency of the bulk wave, and V B is the phase velocity of the propagation mode of the bulk wave. V B is generally determined by the material and thickness of the piezoelectric substrate 5.

そして、i番目のIDT電極11における重なり積分OIは、上記のIDT電極11の周期関数とバルク波の周期関数との積をi番目のIDT電極11のx方向の長さに亘って積分した、下記(A)式により表わされる。 The overlap integral OI i in the i-th IDT electrode 11 is obtained by integrating the product of the periodic function of the IDT electrode 11 and the periodic function of the bulk wave over the length of the i-th IDT electrode 11 in the x direction. Is represented by the following formula (A).

Figure 0006072604
ただし、xaiおよびxbiは、i番目のIDT電極11のx方向の一方端および他方端の位置である(図1のxa1、xb1、xa2、およびxb2参照。)
Figure 0006072604
Here, x ai and x bi are the positions of one end and the other end in the x direction of the i-th IDT electrode 11 (see x a1 , x b1 , x a2 , and x b2 in FIG. 1).

複数のIDT電極11を有する共振子9全体における重なり積分は、各IDT電極11の重なり積分OIの総和ΣOIにより表わされる。この総和ΣOIにおいて、αの位相差はIDT電極11間の位相差と同一である。例えば、第1IDT電極11Aおよび第2IDT電極11Bの位相差φが180°であれば、α−α=φ=180°である。 The overlap integral in the entire resonator 9 having a plurality of IDT electrodes 11 is represented by the sum ΣOI i of the overlap integral OI i of each IDT electrode 11. In this sum ΣOI i , the phase difference of α i is the same as the phase difference between the IDT electrodes 11. For example, if the phase difference φ between the first IDT electrode 11A and the second IDT electrode 11B is 180 °, α 2 −α 1 = φ = 180 °.

SAW素子1における重なり積分OIの総和ΣOIは、xai、xbi、k、k(f)、αおよびαの値によって変動する。このうち、xai、xbi、kおよびαは、SAW素子1の構成によって決定される。 The total sum ΣOI i of the overlap integral OI i in the SAW element 1 varies depending on the values of x ai , x bi , k 0 , k B (f B ), α i, and α B. Among these, x ai , x bi , k 0 and α i are determined by the configuration of the SAW element 1.

従って、種々の寸法が定まったSAW素子1に関しては、バルク波の周波数fおよび位相αを種々変化させて総和ΣOIを算出することによって、総和ΣOIの最大値IOmaxが特定される。 Therefore, regarding the SAW element 1 having various dimensions, the maximum value IO max of the sum ΣOI i is specified by calculating the sum ΣOI i while changing the frequency f B and the phase α B of the bulk wave in various ways. .

この最大値IOmaxが得られる周波数fのバルク波がスプリアスの発生に最も影響を及ぼすバルク波であると考えられる。また、その最大値IOmaxが大きいほど、スプリアスが大きくなると考えられる。 It is considered that the bulk wave having the frequency f B at which the maximum value IO max is obtained is the bulk wave that most affects the occurrence of spurious. Further, it is considered that the spurious increases as the maximum value IO max increases.

そして、SAW素子1の寸法を種々変化させて、最大値IOmaxを算出すれば、最大値IOmaxを小さくできるSAW素子1の構成、すなわち、バルク波によるスプリアスを低減できるSAW素子1の構成を特定することができる。 If the maximum value IO max is calculated by changing the dimensions of the SAW element 1 in various ways , the configuration of the SAW element 1 that can reduce the maximum value IO max , that is, the configuration of the SAW element 1 that can reduce spurious due to bulk waves. Can be identified.

具体的には、xaiおよびxbiは、x方向におけるIDT電極11の長さL(図1のL、L参照)によって規定され、αは、IDT電極11間の位相差φによって規定されるから、Lおよびφを種々変化させて最大値OImaxを算出すればよい。 Specifically, x ai and x bi are defined by the length L i of the IDT electrode 11 in the x direction (see L 1 and L 2 in FIG. 1), and α i is the phase difference φ between the IDT electrodes 11. Therefore, the maximum value OI max may be calculated by variously changing L i and φ.

(バルク波の大きさの計算結果)
以下、上記のようにLおよびφを種々変化させて最大値OImaxを算出した結果を示す。
(Calculation result of bulk wave size)
Hereinafter, a result of calculating the maximum value OI max while varying the L i and φ as described above.

図4は、Lおよびφを種々変化させて重なり積分の最大値OImaxを算出した結果を示す等高線図である。 Figure 4 is a contour diagram showing the result of calculating the maximum value OI max of the overlap integral and the L i and φ changed variously.

図4において横軸は、第1IDT電極11Aのx方向の正規化長さL を示している。正規化長さL は、第1IDT電極11Aのx方向の長さLを第1IDT電極11Aおよび第2IDT電極11Bのx方向の長さの合計(L+L)で割った値L/(L+L)である。従って、例えば、L =0は、第2IDT電極11Bのみが設けられている場合に相当し、L =0.5は、第1IDT電極11Aおよび第2IDT電極11Bの大きさが同等である場合に相当し、L =1は、第1IDT電極11Aのみが設けられている場合に相当する。 In FIG. 4, the horizontal axis indicates the normalized length L 1 * in the x direction of the first IDT electrode 11A. The normalized length L 1 * is a value L obtained by dividing the length L 1 of the first IDT electrode 11A in the x direction by the total length (L 1 + L 2 ) of the first IDT electrode 11A and the second IDT electrode 11B in the x direction. 1 / (L 1 + L 2 ). Therefore, for example, L 1 * = 0 corresponds to the case where only the second IDT electrode 11B is provided, and L 1 * = 0.5 is equivalent in size to the first IDT electrode 11A and the second IDT electrode 11B. This corresponds to a case where L 1 * = 1 corresponds to the case where only the first IDT electrode 11A is provided.

また、図4において縦軸は、2つのIDT電極11の位相差φを示している。図4では、位相差φが0°以上180°以下である範囲を示している。なお、180°以上360°以下の範囲における最大値OImaxは、0°以上180°以下の範囲の最大値OImaxと同様(ただし、180°を境界に線対称)である。 In FIG. 4, the vertical axis indicates the phase difference φ between the two IDT electrodes 11. FIG. 4 shows a range where the phase difference φ is 0 ° or more and 180 ° or less. Incidentally, the maximum value OI max in the range of 180 ° 360 ° or more or less the same as the maximum value OI max ranging from 0 ° or 180 ° or less (axisymmetrically 180 ° to the boundary).

図4において、等高線の高さは、重なり積分の正規化最大値OImax を示している。正規化最大値OImax は、最大値OImaxをL =0(または1)のときの最大値OImax(OI)で割った値である。上述のように、L =0は、IDT電極11が1つのみ設けられている場合(比較例)に相当している。等高線は、0.025刻みで描かれている。 In FIG. 4, the height of the contour line indicates the normalized maximum value OI max * of the overlap integral. Normalized maximum value OI max * is a value obtained by dividing the maximum value OI max (OI v) in the case of the maximum value OI max L 1 * = 0 (or 1). As described above, L 1 * = 0 corresponds to the case where only one IDT electrode 11 is provided (comparative example). Contour lines are drawn in increments of 0.025.

図4から、概略、φが180°(逆相)に近づくほど、また、L が0.5に近づくほど、OImax は小さくなっており、バルク波が相殺されることが窺える。ただし、OImax の極小値は、L が0.2程度または0.8程度となるときに生じている。この結果は、直観的な予測、すなわち、L =0.5においてバルク波が最も相殺されるという予測と異なるものである。 From FIG. 4, it can be seen that OI max * decreases as φ approaches 180 ° (reverse phase) and L 1 * approaches 0.5, and the bulk wave cancels out. However, the minimum value of OI max * occurs when L 1 * is about 0.2 or about 0.8. This result is different from the intuitive prediction, that is, the prediction that the bulk wave is most canceled at L 1 * = 0.5.

なお、L+Lの値を小さくしたり、大きくしたりしても、図4は正規化されているので、図4と全く同じ図が得られる。 Note that even if the value of L 1 + L 2 is decreased or increased, FIG. 4 is normalized, so the same diagram as FIG. 4 can be obtained.

図5(a)は、L =0.1、0.2、0.3、0.4および0.5の場合について、φ(横軸)とOImax (縦軸)との関係を示す図であり、L =0.1、0.2、0.3、0.4および0.5における図4の断面図に相当する。 FIG. 5A shows the relationship between φ (horizontal axis) and OI max * (vertical axis) when L 1 * = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, and 0.5. And corresponds to the cross-sectional view of FIG. 4 at L 1 * = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, and 0.5.

この図に表れているように、概ね、φが大きくなるほど徐々にOImax は小さくなっており、急激な変化等は生じていない。従って、欲しい効果の程度(欲しいOImax の低減量)に応じて、好ましいφの範囲を180°側に適宜に設定可能であることがわかる。 As shown in this figure, in general, OI max * gradually decreases as φ increases, and a sudden change or the like does not occur. Therefore, it can be seen that a preferable range of φ can be appropriately set on the 180 ° side in accordance with the desired degree of effect (the desired reduction amount of OI max * ).

図5(b)は、φ=60°、120°および180°の場合についてL (横軸)とOImax (縦軸)との関係を示す図であり、φ=60°、120°および180°における図4の断面図に相当する。 FIG. 5B is a diagram showing the relationship between L 1 * (horizontal axis) and OI max * (vertical axis) in the case of φ = 60 °, 120 °, and 180 °, and φ = 60 °, 120 It corresponds to the cross-sectional view of FIG.

この図に表れているように、いずれのφにおいても、L が0付近または1付近のときにOImax が大きい。そして、L が0よりも少し大きく、または、L が1よりも少し小さくなると、OImax は急激に小さくなる。従って、0よりも少し大きく、1よりも少し小さい範囲にL の好ましい範囲を設定可能であることがわかる。 As shown in this figure, in any φ, OI max * is large when L 1 * is near 0 or near 1. When L 1 * is slightly larger than 0 or L 1 * is slightly smaller than 1, OI max * is rapidly decreased. Therefore, it can be seen that a preferable range of L 1 * can be set in a range slightly larger than 0 and slightly smaller than 1 .

また、図5(b)においても、図4と同様に、L が0.2程度または0.8程度のときに、L が0.5のとき(直観的な予測において最もOImax が小さくなるとき)よりもOImax が小さくなることが表れている。 Also in FIG. 5B, as in FIG. 4, when L 1 * is about 0.2 or 0.8, and L 1 * is 0.5 (the most OI in intuitive prediction). max * is appeared that the OI max * is smaller than when) becomes smaller.

(φおよびL の好ましい範囲)
以上の図4および図5を参照して、φおよびL の好ましい範囲を検討する。
(Preferable range of φ and L 1 * )
With reference to FIG. 4 and FIG. 5 described above, preferred ranges of φ and L 1 * will be examined.

まず、SAW素子1における重なり積分の正規化最大値OImax は、比較例(OImax =1)に比較して、バルク波相殺の効果が確認できる程度に小さいことが好ましい。ここで、OImax の最小値はその理論から0.5である。換言すれば、OImax の最大低減量は、0.5(=1−0.5)である。従って、例えば、SAW素子1のOImax は、比較例のOImax (=1)に比較して、最大低減量の5%乃至は10%(0.025乃至は0.05)以上の差で小さい値であることが好ましい。
すなわち、好ましくは、
OImax ≦0.975
であり、より好ましくは、
OImax ≦0.95
である。
First, the normalized maximum value OI max * of the overlap integral in the SAW element 1 is preferably small enough to confirm the effect of bulk wave cancellation compared to the comparative example (OI max * = 1). Here, the minimum value of OI max * is 0.5 from the theory. In other words, the maximum reduction amount of OI max * is 0.5 (= 1−0.5). Therefore, for example, the OI max * of the SAW element 1 is 5% to 10% (0.025 to 0.05) or more of the maximum reduction amount compared to the OI max * (= 1) of the comparative example. It is preferable that the difference is small.
That is, preferably
OI max * ≦ 0.975
And more preferably
OI max * ≦ 0.95
It is.

このような観点で図4を参照すると、例えば、以下の式が満たされると、概ねOImax が0.975以下となり好ましい。
60°≦φ≦300°
0.05≦L ≦0.95
Referring to FIG. 4 from such a viewpoint, for example, when the following expression is satisfied, OI max * is preferably 0.975 or less.
60 ° ≦ φ ≦ 300 °
0.05 ≦ L 1 * ≦ 0.95

さらに、例えば、以下の式が満たされると、概ねOImax が0.95以下となり、より好ましい。
70°≦φ≦290°
0.10≦L ≦0.90
Furthermore, for example, when the following formula is satisfied, OI max * is approximately 0.95 or less, which is more preferable.
70 ° ≦ φ ≦ 290 °
0.10 ≦ L 1 * ≦ 0.90

また、比較例に比較して、最大低減量の半分以上(0.25以上)低い値であれば、十分にバルク波の相殺の効果が得られたといえる。
すなわち、より好ましくは、
OImax ≦0.75
である。
Further, it can be said that the effect of canceling the bulk wave is sufficiently obtained if the value is lower by half or more (0.25 or more) than the maximum reduction amount as compared with the comparative example.
That is, more preferably,
OI max * ≦ 0.75
It is.

このような観点で図4および図5(a)を参照すると、図5(a)においてL =0.1を除いて、φが概ね170°以上(190°以下)となると、OImax が0.75以下となっていることから理解されるように、以下の式が満たされることが好ましい。
170°≦φ≦190°
0.13≦L ≦0.87
With reference to FIG. 4 and FIG. 5A from this point of view, when φ is approximately 170 ° or more (190 ° or less) except for L 1 * = 0.1 in FIG. 5A, OI max As is understood from the fact that * is 0.75 or less, it is preferable that the following expression is satisfied.
170 ° ≦ φ ≦ 190 °
0.13 ≦ L 1 * ≦ 0.87

また、直観的な予測としては、L =0.5のときのOImax が最小であるから、L =0.5のときのOImax 以下のOImax であれば好ましいといえる。このような観点で図4および図5(b)を参照すると、以下の式が満たされることが好ましい。
0.15≦L ≦0.85
なお、当該L の好ましい範囲は、上述したφの好ましい範囲のいずれと組みわされてもよい。
In addition, as an intuitive prediction, since OI max * when L 1 * = 0.5 is minimum, it is preferable that OI max * is equal to or less than OI max * when L 1 * = 0.5. It can be said. From this point of view, referring to FIG. 4 and FIG. 5B, it is preferable that the following expression is satisfied.
0.15 ≦ L 1 * ≦ 0.85
The preferred range of L 1 * may be combined with any of the preferred ranges of φ described above.

さらに、L は、L =0.5を含まない以下の範囲とされてもよい。
0.15≦L ≦0.40、または
0.60≦L ≦0.85
Furthermore, L 1 * may be set to the following range not including L 1 * = 0.5.
0.15 ≦ L 1 * ≦ 0.40, or 0.60 ≦ L 1 * ≦ 0.85

(実施例)
比較例および実施例に係るSAW素子を試作し、そのインピーダンス特性を実測することによって、バルク波相殺によるスプリアス抑制の効果を確認した。具体的には、以下のとおりである。
(Example)
The effect of spurious suppression by bulk wave cancellation was confirmed by fabricating SAW elements according to comparative examples and examples and measuring their impedance characteristics. Specifically, it is as follows.

まず、比較例および実施例に共通の条件は、以下のとおりである。
圧電基板5:
材料:LiTaO
厚み:20μm
下面5bの平滑度:Ra=0.2nm
支持基板7:
材料:Si
電極指19:
材料:Al−Cu合金
ピッチp:1μm
幅(x方向):300μm(300本分)
長さ(y方向):60μm
本数:300本(合計)
ストリップ電極23:
材料、ピッチp、幅(x方向):電極指19と同様
長さ(y方向):60μm
本数:各反射器13で30本
共振帯域:1850−1910MHz(UMTSのBAND−2の送信帯域)
なお、上記の電極指19の本数(300)は、IDT電極11を1つのみ有する比較例においては、その1つのIDT電極11における本数であり、IDT電極11を2つ有する比較例または実施例においては、2つのIDT電極11における合計の本数である。
First, conditions common to the comparative example and the example are as follows.
Piezoelectric substrate 5:
Material: LiTaO 3
Thickness: 20μm
Smoothness of the lower surface 5b: Ra = 0.2 nm
Support substrate 7:
Material: Si
Electrode finger 19:
Material: Al-Cu alloy
Pitch p: 1 μm
Width (x direction): 300 μm (300 pieces)
Length (y direction): 60 μm
Number: 300 (total)
Strip electrode 23:
Material, pitch p, width (x direction): same as electrode finger 19
Length (y direction): 60 μm
Number: 30 in each reflector 13 Resonance band: 1850-1910 MHz (UMTS BAND-2 transmission band)
The number (300) of the electrode fingers 19 is the number of the IDT electrodes 11 in the comparative example having only one IDT electrode 11, and the comparative example or example having two IDT electrodes 11. Is the total number of the two IDT electrodes 11.

比較例および実施例毎の条件は、以下のとおりである。
比較例1:IDT電極を1つのみ有する(L =1)
比較例2:L =0.5、φ=0°
実施例1〜4:
:0.5
φ:45°、90°、135°または180°
実施例5〜9:
:0.5、0.4、0.3、0.2、0.1
φ:180°
上記のように、比較例2および実施例1〜4ではφの影響を調べ、実施例5〜9ではL の影響を調べた。
Conditions for each of the comparative examples and the examples are as follows.
Comparative Example 1: Having only one IDT electrode (L 1 * = 1)
Comparative Example 2: L 1 * = 0.5, φ = 0 °
Examples 1-4:
L 1 * : 0.5
φ: 45 °, 90 °, 135 ° or 180 °
Examples 5-9:
L 1 * : 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, 0.1
φ: 180 °
As described above, the influence of φ was examined in Comparative Example 2 and Examples 1 to 4, and the influence of L 1 * was examined in Examples 5 to 9.

図6(a)〜図6(f)は、比較例1および2ならびに実施例1〜4のインピーダンス特性の計測結果を示す図である。これらの図において、横軸は周波数(MHz)を示し、縦軸は、インピーダンスの位相(°)を示している。   FIGS. 6A to 6F are diagrams showing measurement results of impedance characteristics of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 4. FIG. In these drawings, the horizontal axis represents frequency (MHz), and the vertical axis represents impedance phase (°).

これらの図に示すように、比較例および実施例のいずれにおいても、共振帯域(1850−1910MHz)よりも高周波側に明確なスプリアスが生じている。実際には共振帯域よりも少し低い周波数からスプリアスが生じているが、共振に伴うインピーダンス変化や、共振子固有のスプリアスに隠れて効果の確認が困難である。このため、以下では、共振帯域よりも高周波側のスプリアスの解析により本発明の効果を説明する。共振帯域内や、共振帯域よりも少し低い周波数に発生するスプリアスも、同様の作用で低減される。   As shown in these figures, in both of the comparative example and the example, a clear spurious is generated on the high frequency side from the resonance band (1850-1910 MHz). Actually, spurious is generated from a frequency slightly lower than the resonance band, but it is difficult to confirm the effect because of the impedance change accompanying resonance and the spurious inherent to the resonator. For this reason, the effects of the present invention will be described below by analyzing spurious frequencies on the higher frequency side than the resonance band. Spurious generated in the resonance band or at a frequency slightly lower than the resonance band is also reduced by the same action.

図7(a)〜図7(f)は、図6(a)〜図6(f)のうちの通過帯域よりも高周波側の一部を拡大して示す図である。   FIGS. 7A to 7F are enlarged views of a part on the high frequency side of the pass band in FIGS. 6A to 6F.

これらの図の周波数2300−2350MHzの範囲において表れているように、比較例1および2に比較して、実施例1〜4では、スプリアスのピークが下がっている。また、φが大きくなるほど、スプリアスのピークは小さくなる。一方、図4および図5(a)に示したように、重なり積分の最大値OImax は、φが大きくなるほど小さくなる。従って、スプリアスのピークの変化傾向と最大値OImax の変化傾向とは一致している。 As shown in the frequency range of 2300 to 2350 MHz in these figures, the spurious peaks are lower in Examples 1 to 4 than in Comparative Examples 1 and 2. Further, as φ becomes larger, the spurious peak becomes smaller. On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 5A, the maximum value OI max * of the overlap integral decreases as φ increases. Therefore, the change tendency of the spurious peak coincides with the change tendency of the maximum value OI max * .

図8(a)〜図8(e)は、実施例5〜9のインピーダンス特性の計測結果を示す図6と同様の図である。また、図9(a)〜図9(e)は、図7と同様に、図8(a)〜図8(e)のうちの通過帯域よりも高周波側の一部を拡大して示す図である。   FIG. 8A to FIG. 8E are the same views as FIG. 6 showing the measurement results of the impedance characteristics of Examples 5-9. 9 (a) to 9 (e) are enlarged views of a part on the high frequency side of the passband in FIGS. 8 (a) to 8 (e), similarly to FIG. It is.

これらの図ならびに図7(a)および図7(b)の周波数2300−2350MHzの範囲において表れているように、スプリアスのピークは、L が少し大きくなると下がり、また、L が0.2付近となるときに最小となる。一方、図4および図5(b)に示したように、重なり積分の最大値OImax は、L が少し大きくなると下がり、また、L が0.2付近となるときに最小となる。従って、スプリアスのピークの変化傾向と最大値OImax の変化傾向とは一致している。 As shown in these figures and the frequency range of 2300 to 2350 MHz in FIGS. 7A and 7B, the spurious peak decreases when L 1 * is slightly increased, and L 1 * is 0. .Minimum when near 2. On the other hand, as shown in FIG. 4 and FIG. 5B, the maximum value OI max * of the overlap integral decreases when L 1 * becomes slightly larger, and becomes minimum when L 1 * becomes around 0.2. It becomes. Therefore, the change tendency of the spurious peak coincides with the change tendency of the maximum value OI max * .

以上のとおり、比較例および実施例において実測されたスプリアスのピークの変化傾向と、重なり積分の最大値OImax の変化傾向とは一致しており、バルク波の相殺によるスプリアス抑制の効果が確認された。 As described above, the change tendency of the spurious peak actually measured in the comparative example and the example coincides with the change tendency of the maximum overlap integral OI max * , and the effect of suppressing the spurious due to the cancellation of the bulk wave is confirmed. It was done.

(実施例についての考察の補足)
図7(a)〜図7(f)の周波数2300−2350MHzの範囲において表れているように、比較例1で1つの山(ピーク)を構成しているスプリアスは、実施例1〜4では2つの山に分割されている。さらに、φが大きくなるほど、2つの山の大きさは同等に近づき、その結果、ピークは小さくなっている。
(Supplementary discussion on examples)
As shown in the frequency range of 2300 to 2350 MHz in FIG. 7A to FIG. 7F, the spurious constituting one peak in the comparative example 1 is 2 in the first to fourth examples. It is divided into two mountains. Furthermore, as φ increases, the two peaks approach the same size, and as a result, the peak decreases.

また、図9(a)〜図9(e)の周波数2300−2350MHzの範囲において表れているように、L が0.5のときはその境界が明確であったスプリアスの2つの山は、L が0.2に近づくと、その境界が曖昧になり、その結果、ピークが小さくなっている。 Further, as shown in the frequency range of 2300-2350 MHz in FIGS. 9A to 9E, when L 1 * is 0.5, the two spurious peaks whose boundaries are clear are As L 1 * approaches 0.2, the boundary becomes ambiguous and, as a result, the peak is smaller.

これらの現象もバルク波の相殺によって説明できる。具体的には、以下のとおりである。   These phenomena can also be explained by the cancellation of bulk waves. Specifically, it is as follows.

種々の寸法が定まったSAW素子1を考える。すなわち、(A)式において、xai、xbi、kおよびαを所定の値とする。次に、周波数fを任意の値とし、位相αを種々変化させて総和ΣOIを算出することによって、周波数fが任意の値のときの総和ΣOIの最大値OIを特定する。この特定を種々の周波数fの値について行うことによって、周波数fと最大値OIとの関係が特定される。 Consider a SAW element 1 with various dimensions. That is, in the formula (A), x ai , x bi , k 0 and α i are set to predetermined values. Next, the frequency f B is an arbitrary value, by calculating the sum ShigumaOI i by a phase alpha B while varying the frequency f B to identify the maximum value OI f of the sum ShigumaOI i when the arbitrary value . By performing this particular for various values of frequency f B, the relationship between the frequency f B and the maximum value OI f are specified.

図10(a)は、上記のように算出した周波数fと最大値OIとの関係を示している。横軸は、周波数fを示し、縦軸は最大値OIを示している。また、2つの線は、それぞれφ=0°(比較例2に相当)およびφ=180°(実施例4に相当)についての最大値OIの算出結果を示している。 FIG. 10A shows the relationship between the frequency f B calculated as described above and the maximum value OI f . The horizontal axis indicates the frequency f B , and the vertical axis indicates the maximum value OI f . The two lines show the calculation results of the maximum value OI f for each φ = 0 ° (corresponding to Comparative Example 2) and phi = 180 ° (corresponding to Example 4).

φ=0°のときに現れた1つの山(ピーク)は、φ=180°では2つの山に分割されている。そして、φ=180°は、φ=0°に比較して、山の総面積は変わらないものの、ピークの値が小さくなっている。   One peak (peak) that appears when φ = 0 ° is divided into two peaks when φ = 180 °. And when φ = 180 °, the total area of the mountain is not changed compared to φ = 0 °, but the peak value is smaller.

図10(b)は、図10(a)に示した計算結果に加えて、φ=45°、90°、135°(実施例1〜3に相当)についての最大値OIの計算結果も示した図である。 FIG. 10B shows the calculation result of the maximum value OI f for φ = 45 °, 90 °, and 135 ° (corresponding to Examples 1 to 3) in addition to the calculation result shown in FIG. FIG.

φ=180°では、2つの山の大きさは同等であるが、φが180°よりも小さくなっていくと、2つの山の大きさは不均一になり、また、その不均一の度合いが大きくなっている。   When φ = 180 °, the sizes of the two peaks are the same, but when φ becomes smaller than 180 °, the sizes of the two peaks become non-uniform, and the degree of non-uniformity is It is getting bigger.

この図10(a)および図10(b)に示されたφの変化に対する最大値OIの山の変化の傾向と、図7(b)に示されたφの変化に対するスプリアスの山の変化の傾向とは一致する。 10 (a) and 10 (b), the tendency of the change of the peak of the maximum value OI f with respect to the change of φ, and the change of the spurious peak with respect to the change of φ shown in FIG. 7 (b). This is consistent with the trend.

図10(c)は、φ=180°、L =0.2(実施例8に相当)についての最大値OIの計算結果を示している。 FIG. 10C shows the calculation result of the maximum value OI f for φ = 180 ° and L 1 * = 0.2 (corresponding to Example 8).

図10(a)と図10(c)との比較から理解されるように、L =0.5のときに明確であった2つの山の境界は、L =0.2では曖昧となっている。このL =の変化に対する最大値OIの山の変化の傾向と、図9(b)に示されたL の変化に対するスプリアスの山の変化の傾向とは一致する。 As can be understood from the comparison between FIG. 10A and FIG. 10C, the boundary between the two peaks that was clear when L 1 * = 0.5 is L 1 * = 0.2. It is ambiguous. The tendency of the change of the peak of the maximum value OI f with respect to the change of L 1 * = coincides with the tendency of the change of the spurious peak with respect to the change of L 1 * shown in FIG. 9B.

以上のとおり、比較例および実施例において現れたスプリアスの山の変化の傾向からも、スプリアス抑制の効果がバルク波の相殺によって生じていることが確認された。   As described above, it was confirmed from the tendency of the change in the spurious peaks appearing in the comparative example and the example that the spurious suppression effect was caused by the cancellation of the bulk wave.

<第2の実施形態>
(SAW素子の構成の概要)
図11は、第2の実施形態のSAW素子201を示す、図1と同様の平面図である。
<Second Embodiment>
(Overview of SAW element configuration)
FIG. 11 is a plan view similar to FIG. 1 showing the SAW element 201 of the second embodiment.

SAW素子201は、SAWの伝搬方向(x方向)に配列された3つの共振子9を有している。   The SAW element 201 includes three resonators 9 arranged in the SAW propagation direction (x direction).

3つの共振子9は、第1の実施形態の2つの共振子9と同様に、電極指19の本数を除いて、概ね同様の構成とされている。また、第1共振子9Aおよび第3共振子9Cは、電極指19の本数(IDT電極11の長さL、L)も概ね同等とされている。なお、第1共振子9Aおよび第3共振子9Cは、1〜2本の差、または、第1共振子9Aの電極指19の本数の5%以下の本数の差で、電極指19の本数が互いに異なっていてもよい。この場合も、第1共振子9Aおよび第3共振子9Cは同等の本数を有するものとする。第1共振子9Aおよび第3共振子9Cは、x方向において線対称であってもよい。 Similar to the two resonators 9 of the first embodiment, the three resonators 9 have substantially the same configuration except for the number of electrode fingers 19. The first resonator 9A and the third resonator 9C have substantially the same number of electrode fingers 19 (lengths L 1 and L 3 of the IDT electrode 11). The first resonator 9A and the third resonator 9C have a difference of 1 to 2 or a difference of 5% or less of the number of electrode fingers 19 of the first resonator 9A. May be different from each other. Also in this case, the first resonator 9A and the third resonator 9C have the same number. The first resonator 9A and the third resonator 9C may be line symmetric in the x direction.

第1IDT電極11Aおよび第2IDT電極11Bは、その位相差φが0°(360°)以外の値になるように配置されている。同様に、第2IDT電極11Bおよび第3IDT電極11Cは、その位相差φが0°(360°)以外の値に設定されている。第1IDT電極11Aおよび第3IDT電極11Cは位相差φが0°とされている。換言すれば、第1IDT電極11Aおよび第2IDT電極11Bの位相差φと、第2IDT電極11Bおよび第3IDT電極11Cの位相差φとは同一である。   The first IDT electrode 11A and the second IDT electrode 11B are arranged such that the phase difference φ is a value other than 0 ° (360 °). Similarly, the phase difference φ of the second IDT electrode 11B and the third IDT electrode 11C is set to a value other than 0 ° (360 °). The first IDT electrode 11A and the third IDT electrode 11C have a phase difference φ of 0 °. In other words, the phase difference φ between the first IDT electrode 11A and the second IDT electrode 11B and the phase difference φ between the second IDT electrode 11B and the third IDT electrode 11C are the same.

このような構成においても、第1の実施形態と同様に、第1IDT電極11Aと第2IDT電極11Bとの間でバルク波の相殺が生じ、第2IDT電極11Bと第3IDT電極11Cとの間でバルク波の相殺が生じることから、貼り合せ基板3を用いたときに生じるスプリアスの発生が抑制される。   Even in such a configuration, as in the first embodiment, the cancellation of the bulk wave occurs between the first IDT electrode 11A and the second IDT electrode 11B, and the bulk occurs between the second IDT electrode 11B and the third IDT electrode 11C. Since waves cancel out, the occurrence of spurious when the bonded substrate 3 is used is suppressed.

なお、第1の実施形態と同様に、IDT電極11間の反射器13の数は、その両側のIDT電極間の位相差φが180°のときは、1つとされてよい。   As in the first embodiment, the number of reflectors 13 between the IDT electrodes 11 may be one when the phase difference φ between the IDT electrodes on both sides thereof is 180 °.

(バルク波の大きさの計算結果)
第1の実施形態と同様に、SAW素子201においても、(A)式を用いるとともにIDT電極11間の位相差φによってαの位相差を設定して、3つのIDT電極11についての重なり積分OIの総和ΣOIを算出できる。また、バルク波の周波数fおよび位相αを種々変化させて総和ΣOIを算出することによって総和ΣOIの最大値IOmaxおよびその周波数fを特定することができる。さらには、Lおよびφを種々変化させて最大値OImaxを算出すれば、好適なLおよびφの範囲を特定できる。以下に、その計算結果を示す。
(Calculation result of bulk wave size)
Similar to the first embodiment, the SAW element 201 also uses the equation (A) and sets the phase difference of α i by the phase difference φ between the IDT electrodes 11, and the overlap integral for the three IDT electrodes 11. The sum ΣOI i of OI i can be calculated. Also, the maximum value IO max of the sum ΣOI i and its frequency f B can be specified by calculating the sum ΣOI i by varying the frequency f B and the phase α B of the bulk wave. Furthermore, if the maximum value OI max is calculated by changing L i and φ variously, a suitable range of L i and φ can be specified. The calculation results are shown below.

なお、以下では、断りなく、第3IDT電極11Cの長さLを第1IDT電極11Aの長さLで示すことがある。また、位相差φというときは、特に断りがない限り、第1IDT電極11A(または第3IDT電極11C)と第2IDT電極11Bとの位相差をいうものとする。 In the following description, the length L3 of the third IDT electrode 11C may be indicated as the length L1 of the first IDT electrode 11A without any notice. In addition, the phase difference φ refers to the phase difference between the first IDT electrode 11A (or the third IDT electrode 11C) and the second IDT electrode 11B unless otherwise specified.

また、正規化長さL は、第1の実施形態とは異なり、
=L/(L+L+L)=L/(2L+L
である。従って、例えば、L =0は、第2IDT電極11Bのみが設けられている場合に相当し、L =1/3は、3つのIDT電極11の大きさが同等である場合に相当し、L =0.5は、第1IDT電極11Aおよび第3IDT電極11Cのみが設けられている場合に相当する。
Also, the normalized length L 1 * is different from the first embodiment,
L 1 * = L 1 / (L 1 + L 2 + L 3 ) = L 1 / (2L 1 + L 2 )
It is. Thus, for example, corresponds to the case L 1 * = 0, only the first 2IDT electrode 11B corresponds if provided, L 1 * = 1/3, it is equivalent to the size of the three IDT electrodes 11 L 1 * = 0.5 corresponds to the case where only the first IDT electrode 11A and the third IDT electrode 11C are provided.

図12は、L およびφを種々変化させて正規化最大値OImax を算出した結果を示す等高線図であり、第1の実施形態の図4に相当する図である。なお、正規化最大値OImax は、図4と同様に、最大値OImaxをL =0のときの最大値OImax(OI)で割った値OImax/OIである。 FIG. 12 is a contour diagram showing the result of calculating the normalized maximum value OI max * by changing L 1 * and φ variously, and is a diagram corresponding to FIG. 4 of the first embodiment. Incidentally, * is the normalized maximum value OI max, similarly to FIG. 4, the maximum value OI max (OI v) divided by the value OI max / OI v when the maximum value OI max L 1 * = 0.

図12から、概略、位相差φが180°(逆相)に近づくほど、また、L が0.25に近づくほど、OImax が小さくなっていることが窺える。ただし、OImax の極小値は、φが135°程度かつL が0.16程度、または、φが225°程度かつL が0.16程度のときに生じている。この結果は、直観的な予測、すなわち、φ=180°かつL =0.25においてバルク波が最も相殺されるという予測と異なるものである。 From FIG. 12, it can be generally seen that OI max * decreases as the phase difference φ approaches 180 ° (reverse phase) and as L 1 * approaches 0.25. However, the minimum value of OI max * occurs when φ is about 135 ° and L 1 * is about 0.16, or φ is about 225 ° and L 1 * is about 0.16. This result differs from the intuitive prediction, that is, the prediction that the bulk wave cancels most at φ = 180 ° and L 1 * = 0.25.

図13(a)は、L =0.06、0.14、0.3、0.4および0.44の場合について、φ(横軸)とOImax (縦軸)との関係を示す図であり、L =0.06、0.14、0.3、0.4および0.44における図12の断面図に相当する。なお、L =0.06の線とL =0.44の線とは重なっている(OImax が最も高い線)。 FIG. 13A shows the relationship between φ (horizontal axis) and OI max * (vertical axis) in the case of L 1 * = 0.06, 0.14, 0.3, 0.4, and 0.44. And corresponds to the cross-sectional view of FIG. 12 at L 1 * = 0.06, 0.14, 0.3, 0.4, and 0.44. Note that the line L 1 * = 0.06 and the line L 1 * = 0.44 overlap (the line with the highest OI max * ).

この図に表れているように、φ=100°またはφ=260°の付近においては、φが180°に近づくほどOImax は小さくなっている。また、φが100°以上260°以下の範囲においてはOImax は十分に小さくなっている。従って、100°以上260°以下の範囲またはこれに近い範囲で好ましいφの範囲を設定可能であることがわかる。 As shown in this figure, in the vicinity of φ = 100 ° or φ = 260 °, OI max * becomes smaller as φ approaches 180 °. In addition, OI max * is sufficiently small when φ is in the range of 100 ° to 260 °. Therefore, it can be seen that a preferable φ range can be set in a range of 100 ° to 260 ° or a range close thereto.

図14(b)は、φ=100°、125°、135°および180°の場合についてL (横軸)とOImax (縦軸)との関係を示す図であり、φ=100°、125°、135°および180°における図13の断面図に相当する。 FIG. 14B is a diagram showing the relationship between L 1 * (horizontal axis) and OI max * (vertical axis) when φ = 100 °, 125 °, 135 °, and 180 °, and φ = 100 It corresponds to the cross-sectional view of FIG. 13 at °, 125 °, 135 °, and 180 °.

この図に表れているように、いずれのφにおいても、L が0付近または0.5付近においてはOImax が大きい。そして、L が0よりも少し大きく、または、L が0.5よりも少し小さくなると、OImax は急激に小さくなる。従って、0よりも少し大きく、0.5よりも少し小さい範囲にL の好ましい範囲を設定可能であることがわかる。 As shown in this figure, in any φ, OI max * is large when L 1 * is near 0 or near 0.5. When L 1 * is slightly larger than 0 or L 1 * is slightly smaller than 0.5, OI max * is rapidly decreased. Therefore, it can be seen that a preferable range of L 1 * can be set in a range slightly larger than 0 and slightly smaller than 0.5.

また、図14(b)においても、図13と同様に、L が0.15程度のときに、L が0.25(直観的な予測において最もOImax が小さくなるL )のときよりもOImax が小さくなっていることが表れている。 14B, similarly to FIG. 13, when L 1 * is about 0.15, L 1 * is 0.25 (L 1 having the smallest OI max * in intuitive prediction). * ) Indicates that OI max * is smaller than that in the case of

(φおよびL の好ましい範囲)
以上の図12および図13を参照して、φおよびL の好ましい範囲を検討する。
(Preferable range of φ and L 1 * )
With reference to FIG. 12 and FIG. 13, the preferred ranges of φ and L 1 * are examined.

第1の実施形態と同様に、最大値OImax は、比較例(OImax =1)に比較して、バルク波相殺の効果が確認できる程度に小さいことが好ましい。すなわち、SAW素子201のOImax は、0.975以下または0.95以下であることが好ましい。 Similar to the first embodiment, the maximum value OI max * is preferably small enough to confirm the effect of bulk wave cancellation compared to the comparative example (OI max * = 1). That is, the OI max * of the SAW element 201 is preferably 0.975 or less or 0.95 or less.

このような観点で図12を参照すると、例えば、以下の式が満たされると、概ねOImax が0.975以下となり好ましい。
100°≦φ≦260°
0.01≦L ≦0.49
From this point of view, referring to FIG. 12, for example, when the following expression is satisfied, OI max * is preferably 0.975 or less.
100 ° ≦ φ ≦ 260 °
0.01 ≦ L 1 * ≦ 0.49

さらに、例えば、以下の式が満たされると、概ねOImax が0.95以下となり、より好ましい。
0.02≦L ≦0.48 (φの範囲は同上)
Furthermore, for example, when the following formula is satisfied, OI max * is approximately 0.95 or less, which is more preferable.
0.02 ≦ L 1 * ≦ 0.48 (φ range is the same as above)

また、第1の実施形態と同様に、比較例(OImax =1)に比較して、最大低減量の半分以上(0.25以上)低い値(OImax ≦0.75)であれば、十分にバルク波の相殺の効果が得られたといえる。 Further, similarly to the first embodiment, the value is not less than half (0.25 or more) lower than the maximum reduction amount (OI max * ≦ 0.75) as compared with the comparative example (OI max * = 1). In other words, it can be said that the effect of canceling the bulk wave was sufficiently obtained.

このような観点で図12を参照すると、以下の式が満たされることが好ましい。
110°≦φ≦250°
0.10≦L ≦0.40
From this point of view, referring to FIG. 12, it is preferable that the following expression is satisfied.
110 ° ≦ φ ≦ 250 °
0.10 ≦ L 1 * ≦ 0.40

また、直観的な予測としては、φ=180°かつL =0.25のときのOImax (約0.66)が最小であるから、このOImax 以下のOImax であれば好ましいといえる。このような観点で図12および図13(b)を参照すると、以下のいずれかの式が満されることが好ましい。
140°≦φ≦220°かつ0.10≦L ≦0.25、または
110°≦φ≦140°かつ0.14≦L ≦0.36、または
220°≦φ≦250°かつ0.14≦L ≦0.36
Further, if as the intuitive predictions, because phi = 180 ° and L 1 * = 0.25 OI max when the * (about 0.66) is minimal, the OI max * following OI max * a This is preferable. From this point of view, referring to FIG. 12 and FIG. 13 (b), it is preferable that one of the following expressions is satisfied.
140 ° ≦ φ ≦ 220 ° and 0.10 ≦ L 1 * ≦ 0.25, or 110 ° ≦ φ ≦ 140 ° and 0.14 ≦ L 1 * ≦ 0.36, or 220 ° ≦ φ ≦ 250 ° and 0.14 ≦ L 1 * ≦ 0.36

なお、上式のうち最初の式は、φ=180°かつL =0.25を含まないように、 140°≦φ≦220°かつ0.10≦L ≦0.24
とされてもよい。
Of the above equations, the first equation is 140 ° ≦ φ ≦ 220 ° and 0.10 ≦ L 1 * ≦ 0.24 so that φ = 180 ° and L 1 * = 0.25 are not included.
It may be said.

(実施例)
第1の実施形態と同様に、比較例および実施例に係るSAW素子を試作し、そのインピーダンス特性を実測することによって、バルク波相殺によるスプリアス抑制の効果を確認した。具体的には、以下のとおりである。
(Example)
Similar to the first embodiment, the SAW elements according to the comparative example and the example were prototyped, and the impedance characteristics were measured, thereby confirming the effect of suppressing spurious due to bulk wave cancellation. Specifically, it is as follows.

比較例および実施例に共通の条件は、第1の実施形態の実施例と同様である。比較例および実施例毎の条件は、以下のとおりである。
比較例1:第1の実施形態の比較例1と同一(IDT電極が1つのみ)
実施例10:
:1/3
φ:180°
実施例11:
:1/3
φ:120°
Conditions common to the comparative example and the example are the same as those of the example of the first embodiment. Conditions for each of the comparative examples and the examples are as follows.
Comparative Example 1: Same as Comparative Example 1 of the first embodiment (only one IDT electrode)
Example 10:
L 1 * : 1/3
φ: 180 °
Example 11:
L 1 * : 1/3
φ: 120 °

図14(a)〜図14(c)は、比較例1ならびに実施例10および11のインピーダンス特性の計測結果を示す図である。また、図15(a)〜図15(c)は、図14(a)〜図14(c)のうちの通過帯域よりも高周波側の一部を拡大して示す図である。   14A to 14C are diagrams showing measurement results of impedance characteristics of Comparative Example 1 and Examples 10 and 11. FIG. FIGS. 15A to 15C are diagrams showing a part of the high frequency side of the pass band in FIGS. 14A to 14C in an enlarged manner.

第1の実施形態と同様に、周波数2300−2350MHzの範囲において、比較例1に比較して、実施例10および11では、スプリアスのピークが下がっている。また、実施例10および11では、スプリアスの山は分割されている。以上のとおり、バルク波の相殺によるスプリアス抑制の効果が確認された。   Similar to the first embodiment, the spurious peaks are lower in Examples 10 and 11 than in Comparative Example 1 in the frequency range of 2300 to 2350 MHz. In Examples 10 and 11, the spurious peaks are divided. As described above, the effect of suppressing spurious due to the cancellation of the bulk wave was confirmed.

<第3の実施形態>
(SAW素子の構成の概要)
図16は、第3の実施形態のSAW素子301を示す図1と同様の平面図である。同図において、
<Third Embodiment>
(Overview of SAW element configuration)
FIG. 16 is a plan view similar to FIG. 1 showing the SAW element 301 of the third embodiment. In the figure,

第1の実施形態のSAW素子1では、2つの共振子9は並列に接続された。これに対して、SAW素子301では、2つの共振子9は直列に接続されている。   In the SAW element 1 of the first embodiment, the two resonators 9 are connected in parallel. On the other hand, in the SAW element 301, the two resonators 9 are connected in series.

具体的には、第1共振子9Aの出力側櫛歯電極15Dと第2共振子9Bの入力側櫛歯電極15Cとが接続されている。そして、矢印y1によって示すように、入力信号は第1共振子9Aの入力側櫛歯電極15Cに入力される。入力された信号は、第1共振子9Aの出力側櫛歯電極15Dおよび第2共振子9Bの入力側櫛歯電極15Cを通過して、矢印y2によって示すように、第2共振子9Bの出力側櫛歯電極15Dから出力される。   Specifically, the output-side comb electrode 15D of the first resonator 9A and the input-side comb electrode 15C of the second resonator 9B are connected. Then, as indicated by the arrow y1, the input signal is input to the input-side comb electrode 15C of the first resonator 9A. The input signal passes through the output-side comb-tooth electrode 15D of the first resonator 9A and the input-side comb-tooth electrode 15C of the second resonator 9B, and the output of the second resonator 9B as shown by the arrow y2. Output from the side comb electrode 15D.

また、第1共振子9Aの入力側櫛歯電極15Cと第2共振子9Bの出力側櫛歯電極15Dは、複数の電極指19の交差領域に対して同一側(y方向負側)に位置し、第1共振子9Aの出力側櫛歯電極15Dと第2共振子9Bの入力側櫛歯電極15Cは、複数の電極指19の交差領域に対して同一側(y方向正側)に位置している。   Further, the input-side comb-tooth electrode 15C of the first resonator 9A and the output-side comb-tooth electrode 15D of the second resonator 9B are located on the same side (y-direction negative side) with respect to the intersecting region of the plurality of electrode fingers 19. The output-side comb-tooth electrode 15D of the first resonator 9A and the input-side comb-tooth electrode 15C of the second resonator 9B are located on the same side (y-direction positive side) with respect to the intersecting region of the plurality of electrode fingers 19. doing.

IDT電極11間の位相差φは、第1の実施形態の説明において述べたように、例えば、第1IDT電極11Aの入力側櫛歯電極15Cの任意の電極指19と、第2IDT電極11Bの入力側櫛歯電極15Cの任意の電極指19との距離(中心間距離)をLtとしたときに、2π×(Lt/2p)によって算出される。   As described in the description of the first embodiment, the phase difference φ between the IDT electrodes 11 is, for example, an arbitrary electrode finger 19 of the input-side comb-tooth electrode 15C of the first IDT electrode 11A and the input of the second IDT electrode 11B. It is calculated by 2π × (Lt / 2p) where Lt is the distance (center-to-center distance) between the side comb electrode 15C and any electrode finger 19.

従って、第1の実施形態と同様に、位相差φが0のときはバルク波が相殺されず、位相差φが180°のときはバルク波が相殺される。   Accordingly, as in the first embodiment, the bulk wave is not canceled when the phase difference φ is 0, and the bulk wave is canceled when the phase difference φ is 180 °.

SAW素子301におけるφおよびL の好ましい範囲は、重なり積分の理論からすれば、第1の実施形態のSAW素子1におけるφおよびL の好ましい範囲と同様である。 The preferable ranges of φ and L 1 * in the SAW element 301 are the same as the preferable ranges of φ and L 1 * in the SAW element 1 of the first embodiment from the theory of overlap integral.

(実施例)
他の実施形態と同様に、比較例および実施例に係るSAW素子を試作し、そのインピーダンス特性を実測することによって、バルク波相殺によるスプリアス抑制の効果を確認した。具体的には、以下のとおりである。
(Example)
Similar to the other embodiments, the SAW elements according to the comparative example and the example were prototyped, and the impedance characteristics were measured, thereby confirming the effect of suppressing spurious due to bulk wave cancellation. Specifically, it is as follows.

比較例および実施例に共通の条件は、第1の実施形態の実施例と同様である。比較例および実施例毎の条件は、以下のとおりである。
比較例3:
:0.5
φ:0°
実施例12:
:0.5
φ:180°
Conditions common to the comparative example and the example are the same as those of the example of the first embodiment. Conditions for each of the comparative examples and the examples are as follows.
Comparative Example 3:
L 1 * : 0.5
φ: 0 °
Example 12:
L 1 * : 0.5
φ: 180 °

図17(a)および図17(b)は、比較例3ならびに実施例12のインピーダンス特性の計測結果を示す図である。また、図18(a)および図18(b)は、図17(a)および図17(b)のうちの通過帯域よりも高周波側の一部を拡大して示す図である。   FIG. 17A and FIG. 17B are diagrams showing measurement results of impedance characteristics of Comparative Example 3 and Example 12. FIG. FIGS. 18 (a) and 18 (b) are enlarged views of a part on the high frequency side of the pass band in FIGS. 17 (a) and 17 (b).

他の実施形態と同様に、周波数2300−2350MHzの範囲において、比較例3に比較して、実施例12では、スプリアスのピークが下がっている。また、実施例12では、スプリアスの山は分割されている。以上のとおり、バルク波の相殺によるスプリアス抑制の効果が確認された。   Similar to the other embodiments, in the frequency range of 2300 to 2350 MHz, the spurious peak is lower in Example 12 than in Comparative Example 3. In the twelfth embodiment, the spurious peaks are divided. As described above, the effect of suppressing spurious due to the cancellation of the bulk wave was confirmed.

<その他の態様への適用>
第1〜第3の実施形態では、IDT電極11が2個または3個の場合について、位相差φおよびIDT電極11の正規化長さL の好ましい範囲について説明した。しかし、これらの実施形態の説明から理解されるように、IDT電極11の数等が変更されるなどしても、第1および第2の実施形態と同様に、位相差および正規化長さの好ましい範囲を設定することができる。
<Application to other aspects>
In the first to third embodiments, the preferable ranges of the phase difference φ and the normalized length L 1 * of the IDT electrode 11 have been described in the case where there are two or three IDT electrodes 11. However, as understood from the description of these embodiments, even if the number of IDT electrodes 11 and the like are changed, the phase difference and the normalized length are changed as in the first and second embodiments. A preferable range can be set.

すなわち、第1〜第3の実施形態以外の態様であっても、(A)式を用いるとともにIDT電極11間の位相差φによってαの位相差を設定して、複数のIDT電極11についての重なり積分OIの総和ΣOIを算出できる。また、バルク波の周波数fおよび位相αを種々変化させて総和ΣOIを算出することによって総和ΣOIの最大値IOmaxおよびその周波数fを特定することができる。さらには、Lおよびφを種々変化させて最大値OImaxを算出すれば、好適なLおよびφの範囲を特定できる。 That is, even in the modes other than the first to third embodiments, the formula (A) is used and the phase difference of α i is set by the phase difference φ between the IDT electrodes 11, so that the plurality of IDT electrodes 11 The total sum ΣOI i of the overlap integral OI i can be calculated. Also, the maximum value IO max of the sum ΣOI i and its frequency f B can be specified by calculating the sum ΣOI i by varying the frequency f B and the phase α B of the bulk wave. Furthermore, if the maximum value OI max is calculated by changing L i and φ variously, a suitable range of L i and φ can be specified.

なお、第2の実施形態では、第1IDT電極11Aおよび第3IDT電極11CのLを同一とするとともに、両者の位相差αを0°とした。しかし、両者のLが互いに異なり、および/または、両者の位相差φが異なっていても、上記の手順によって好適なLおよびφを求めることができることは明らかである。ただし、パラメータの数が増加することから、計算量は増加する。IDT電極の数が4以上の場合も同様である。 In the second embodiment, while the L i of the 1IDT electrode 11A and the 3IDT electrode 11C and the same, both the phase difference α was 0 °. However, it is clear that even if the two L i are different from each other and / or the phase difference φ is different from each other, suitable L i and φ can be obtained by the above procedure. However, since the number of parameters increases, the amount of calculation increases. The same applies when the number of IDT electrodes is four or more.

また、複数のIDT電極が反射器を挟んでSAWの伝搬方向に配列されたSAW素子が製造または販売等されている場合において、そのSAW素子が本発明の思想を利用しているか否かは、次のように特定することができる。   Further, when a SAW element in which a plurality of IDT electrodes are arranged in the SAW propagation direction with a reflector interposed therebetween is manufactured or sold, whether the SAW element uses the idea of the present invention or not It can be specified as follows.

まず、SAW素子の各種部材の材料を特定するとともにSAW素子の各種寸法を測定する。次に、その特定結果および測定結果に基づいて、(A)式におけるfおよびα以外の係数を特定する。この係数の特定には、重なり積分OIの総和ΣOIの算出に必要な、位相差φを考慮したαの特定も含まれる。そして、バルク波の周波数fおよび位相αを種々変化させて総和ΣOIを算出することによって、総和ΣOIの最大値IOmaxを算出する。 First, materials of various members of the SAW element are specified and various dimensions of the SAW element are measured. Next, coefficients other than f B and α B in the equation (A) are specified based on the specifying result and the measurement result. The specification of the coefficient includes specification of α i in consideration of the phase difference φ necessary for calculating the total sum ΣOI i of the overlap integral OI i . Then, by calculating the sum ShigumaOI i with the frequency f B and phase alpha B of the bulk wave is variously changed, calculates a maximum value IO max summation ΣOI i.

また、材料特定や寸法測定がなされた実際のSAW素子において、複数のIDT電極の位相差をなくして互いに結合させた1つの仮想IDT電極を想定する。これは、第1および第2の実施形態のL =0に相当する。この仮想IDT電極について、バルク波の周波数fおよび位相αを種々変化させて(A)式のOIを算出し、その最大値をOIとする。 In addition, in an actual SAW element in which material specification and dimension measurement have been performed, one virtual IDT electrode is assumed that is coupled to each other without a phase difference between a plurality of IDT electrodes. This corresponds to L 1 * = 0 in the first and second embodiments. For this virtual IDT electrode, the bulk wave frequency f B and phase α B are variously changed to calculate the OI of the formula (A), and the maximum value is OI v .

OImaxをOIで割って正規化最大値OImax を算出する。実施形態において説明したように、OImax が0.975以下または0.95以下であれば、バルク波の相殺がなされているといえ、本発明の思想を利用しているといえる。また、OImax が0.75以下であれば、バルク波の相殺が十分になされているといえる。 Divide OI max by OI V to calculate the normalized maximum value OI max * . As described in the embodiment, if OI max * is 0.975 or less or 0.95 or less, it can be said that the bulk wave is canceled and the idea of the present invention is used. Further, if OI max * is 0.75 or less, it can be said that the bulk waves are sufficiently canceled.

本発明は、下記に述べるような種々の態様で実施されてよい。   The present invention may be implemented in various modes as described below.

SAW素子は、デュプレクサの受信フィルタまたは送信フィルタなど、適宜な装置に利用されてよい。また、SAW素子は、ラダー型SAWフィルタの一部を構成するものであてってもよい。   The SAW element may be used in an appropriate device such as a duplexer reception filter or transmission filter. Further, the SAW element may constitute a part of a ladder type SAW filter.

複数のIDT電極が並列接続される場合において、複数の入力側櫛歯電極(または複数の出力側櫛歯電極)は、複数の電極指に対して同一側(y方向の同一側)になくてもよい。逆に、複数のIDT電極が直列接続される場合において、複数の入力側櫛歯電極(または複数の出力側櫛歯電極)は、複数の電極指に対して同一側に配置されてもよい。   When a plurality of IDT electrodes are connected in parallel, the plurality of input-side comb electrodes (or the plurality of output-side comb electrodes) are not on the same side (the same side in the y direction) with respect to the plurality of electrode fingers. Also good. Conversely, when a plurality of IDT electrodes are connected in series, the plurality of input side comb electrodes (or the plurality of output side comb electrodes) may be disposed on the same side with respect to the plurality of electrode fingers.

IDT電極は、一方のバスバーから他方のバスバーへ延び、その先端が電極指の先端とギャップを介して対向する、いわゆるダミー電極を有するものであってもよい。また、IDT電極は、1対のバスバー間の領域の形状がSAWの伝搬方向の位置に対して変化する、いわゆるアポタイズ式のものであってもよい。また、バスバーは、SAWの伝搬方向に対して傾斜していてもよい。複数の電極指の長さは、互いに異なっていてもよい。   The IDT electrode may have a so-called dummy electrode that extends from one bus bar to the other bus bar and that has a tip opposite to the tip of the electrode finger via a gap. Further, the IDT electrode may be of a so-called apodized type in which the shape of the region between the pair of bus bars changes with respect to the position in the SAW propagation direction. The bus bar may be inclined with respect to the SAW propagation direction. The lengths of the plurality of electrode fingers may be different from each other.

隣り合う2つのIDT電極間の2つの反射器は、バスバー同士が接続されていてもよい。実施形態においても述べたように、IDT電極間の位相差が180°のときは、IDT電極間の反射器は1つでよい。すなわち、第1の実施形態のSAW素子は、少なくとも3つの反射器を有すればよく、第2の実施形態のSAW素子は、少なくとも4つの反射器を有すればよい。ただし、2つのIDT電極間の1つのみの反射器は、60本以上のストリップ電極を有していることが好ましい。この場合には、2つのIDT電極間でSAWの結合を抑制することができる。   Bus bars may be connected to two reflectors between two adjacent IDT electrodes. As described in the embodiment, when the phase difference between the IDT electrodes is 180 °, only one reflector between the IDT electrodes is required. That is, the SAW element of the first embodiment only needs to have at least three reflectors, and the SAW element of the second embodiment only needs to have at least four reflectors. However, it is preferable that only one reflector between two IDT electrodes has 60 or more strip electrodes. In this case, the binding of SAW between the two IDT electrodes can be suppressed.

5…圧電基板、5b…下面、7…支持基板、11A…第1IDT電極、11B…第2IDT電極、13A…第1反射器、13B…第2反射器、p…ピッチ(電極指ピッチ)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Piezoelectric substrate, 5b ... Lower surface, 7 ... Support substrate, 11A ... 1st IDT electrode, 11B ... 2nd IDT electrode, 13A ... 1st reflector, 13B ... 2nd reflector, p ... Pitch (electrode finger pitch).

Claims (5)

圧電基板と、
該圧電基板の下面に貼り合わされた支持基板と、
前記圧電基板の上面に位置し、互いに同等の電極指ピッチを有し、弾性表面波の伝搬方向に配列された第1IDT電極および第2IDT電極と、
これらIDT電極の間および両外側に設けられた複数の反射器と、
を有し、
下記(1)式を満たす
弾性表面波素子。
60°≦φ≦300°、かつ
0.05≦L/(L+L)≦0.95 (1)
ただし、φは、前記第1IDT電極と前記第2IDT電極との位相差、LおよびLは弾性表面波の伝搬方向における前記第1IDT電極および前記第2IDT電極の長さである。
A piezoelectric substrate;
A support substrate bonded to the lower surface of the piezoelectric substrate;
A first IDT electrode and a second IDT electrode, which are located on the upper surface of the piezoelectric substrate, have electrode finger pitches equivalent to each other, and are arranged in the propagation direction of the surface acoustic wave;
A plurality of reflectors provided between and outside these IDT electrodes;
Have
A surface acoustic wave element that satisfies the following equation (1).
60 ° ≦ φ ≦ 300 ° and 0.05 ≦ L 1 / (L 1 + L 2 ) ≦ 0.95 (1)
Where φ is the phase difference between the first IDT electrode and the second IDT electrode, and L 1 and L 2 are the lengths of the first IDT electrode and the second IDT electrode in the propagation direction of the surface acoustic wave.
下記(2)式を満たす
請求項1に記載の弾性表面波素子。
0.15≦L/(L+L)≦0.85 (2)
The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the following equation (2) is satisfied.
0.15 ≦ L 1 / (L 1 + L 2 ) ≦ 0.85 (2)
圧電基板と、
該圧電基板の下面に貼り合わされた支持基板と、
前記圧電基板の上面に位置し、互いに同等の電極指ピッチを有し、弾性表面波の伝搬方向に順に配列された第1IDT電極、第2IDT電極および第3IDT電極と、
これらIDT電極の間および両外側に設けられた複数の反射器と、
を有し、
前記第1IDT電極および前記第3IDT電極は、両者の位相差がなく、かつ、弾性表面波の伝搬方向における両者の長さが等しくされており、
下記(3)式を満たす
弾性表面波素子。
100°≦φ≦260°、かつ
0.01≦L/(2L+L)≦0.49 (3)
ただし、φは、前記第1IDT電極と前記第2IDT電極との位相差、LおよびLは弾性表面波の伝搬方向における前記第1IDT電極および前記第2IDT電極の長さである。
A piezoelectric substrate;
A support substrate bonded to the lower surface of the piezoelectric substrate;
A first IDT electrode, a second IDT electrode, and a third IDT electrode, which are located on the upper surface of the piezoelectric substrate, have the same electrode finger pitch, and are sequentially arranged in the propagation direction of the surface acoustic wave;
A plurality of reflectors provided between and outside these IDT electrodes;
Have
The first IDT electrode and the third IDT electrode have no phase difference between them, and the lengths of both in the propagation direction of the surface acoustic wave are equal.
A surface acoustic wave element that satisfies the following formula (3).
100 ° ≦ φ ≦ 260 ° and 0.01 ≦ L 1 / (2L 1 + L 2 ) ≦ 0.49 (3)
Where φ is the phase difference between the first IDT electrode and the second IDT electrode, and L 1 and L 2 are the lengths of the first IDT electrode and the second IDT electrode in the propagation direction of the surface acoustic wave.
下記の(4)式、(5)式または(6)式を満たす
請求項3に記載の弾性表面波素子。
140°≦φ≦220°かつ0.10≦L/(2L+L)≦0.25 (4)
110°≦φ≦140°かつ0.14≦L/(2L+L)≦0.36 (5)
220°≦φ≦250°かつ0.14≦L/(2L+L)≦0.36 (6)
The surface acoustic wave device according to claim 3, wherein the following expression (4), expression (5), or expression (6) is satisfied.
140 ° ≦ φ ≦ 220 ° and 0.10 ≦ L 1 / (2L 1 + L 2 ) ≦ 0.25 (4)
110 ° ≦ φ ≦ 140 ° and 0.14 ≦ L 1 / (2L 1 + L 2 ) ≦ 0.36 (5)
220 ° ≦ φ ≦ 250 ° and 0.14 ≦ L 1 / (2L 1 + L 2 ) ≦ 0.36 (6)
隣り合う2つのIDT電極間に2つの前記反射器が設けられており、該2つの反射器それぞれにおいて、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に延びるストリップ電極の本数が30本以上である、または、隣り合う2つのIDT電極間に1つの前記反射器が設けられており、該反射器において、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に延びるストリップ電極の本数が60本以上である、
請求項1〜のいずれか1項に記載の弾性表面波素子。
Two reflectors are provided between two adjacent IDT electrodes, and in each of the two reflectors, the number of strip electrodes extending in a direction orthogonal to the propagation direction of the surface acoustic wave is 30 or more. Alternatively, one reflector is provided between two adjacent IDT electrodes, and in the reflector, the number of strip electrodes extending in a direction perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave is 60 or more.
The surface acoustic wave element according to any one of claims 1 to 4 .
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