JPH0389709A - 弾性表面波素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、弾性表面波素子に関する。

背景技術 固体を伝搬する弾性波には、固体の内部を伝搬するバル
ク波と、固体の表面に沿って伝搬する表面波がある。

最近、バルク波に代わって表面波がエレクトロニクスの
分野で注目されている。表面波は、伝搬媒質の表面から
１波長以内の深さに９０％以上のエネルギーを集中して
伝搬する波である。

この弾性表面波が注目されている大きな理由は、信号を
伝搬路上の任意の場所から取出すこと（りッピング）が
可能で、外部から伝搬特性を容易に制御できるためであ
る。これに対してバルク波では、−度固体中に入ったも
のは、固体端に達するまで取出すことができない。この
ほか表面波は、バルク波に比べて遅延時間が長いといっ
た利点もある。

この表面波は、遅延線、フィルター、共振子等の弾性表
面波素子へ利用されている。

従来、弾性表面波を利用した共振子としては第５図に示
すものがあった。図示するように、水晶等の圧電基板１
の表面には、Ａ１１等の導電材料からなる人力及び出力
用の２個のインターディジタルトランスジューサ（以下
ＩＤＴと云う）２．３が形成されている。ＩＤＴの各々
は、一対の対向する端子領域６及び端子領域から互いに
向けて伸長するストリップ電極６ａからなる櫛状電極が
対向して、櫛の歯に相当する多数の平行なストリップ電
極が一定の周期（間隔）を置いて噛み合うように配列さ
れている。ＩＤＴ２及び３は各々弾性表面波の励振電極
２として及び受信電極３として配置されている。励振、
受信ＩＤＴ２．３の信号取り出し用の端子領域６は、外
部回路との電気的接続のために、ワイヤボンディングに
必要な最小限の面積で同一材料で形成されている。

励振ＩＤＴ２及び受信ＩＤＴ３の両側には多数の反射グ
レーティング４．５が配置され、反射グレーティング４
．５がＩＤＴ２．３を挾むようになされている。

一般に、端子領域６と外部回路とは、アルミニウム（Ａ
Ｎ　）又は金（Ａｕ）からなる導電ワイヤ７を用い接続
される。

かかる共振子は２ボ一ト反射器分離型共振子と呼ばれ、
励振信号と受信信号との位相差によって同相（位相差Ｏ
″）と逆相（位相差（１８０”）２つのタイプに分かれ
ている。一方、１組のＩＤＴと、その両側に形成された
反射グレーティングとからなる共振子、いわゆる１ボー
ト型共振子と呼ばれるタイプもある。

次に、この２ボート型共振子の動作を説明をする。外部
から加えられた電気信号は励振Ｉ　ＤＴ２により弾性表
面波に変換され、圧電基板表面上を双方向に反射グレー
ティング４，５へ向けて伝搬していく。表面波の１部は
、反射グレーティングで反射され、定在波として両反射
グレーティング間に閉じ込められる。この定在波エネル
ギーは、受信ＩＤＴ３により、再び電気信号へ変換され
、端子領域６に接続された導電ワイヤ７を通して外部に
取り出される。

実際、大量に製造される弾性表面波共振子においては、
個々の弾性表面波共振子の挿入損失にバラツキが生じる
。この挿入損失のバラツキは素子製作時におけるＩＤＴ
の導電材料の膜厚の変動、ＩＤＴや反射グレーティング
のストリップ電極の幅の変動等によって左右される。こ
れらの変動によって、ＩＤＴの抵抗損失、反射グレーテ
ィングの反射率及び位相の変化等を生じ、結果として個
々の弾性表面波共振子の挿入損失のバラツキを発生させ
ている。

従来の弾性表面波共振子は、以上のように構成されてい
るので、素子製作の際の上記変動により、挿入損失が変
化し、歩留り低下を引き起していた。

さらに、同素子を使用し、発振回路を組み立てる際、挿
入損失のバラツキが大きいことは、発振レベルの変動バ
ラツキを誘起し、製品歩留りの低下、調整工程数の増加
等によるコストアップなどの欠点を発生させていた。

発明の概要 ［発明の目的］ 本発明の目的は、上記のような従来の弾性表面波素子の
欠点を除去するために成されたもので、外部回路への電
気信号取り出し用端子領域の面積を大きく形成し、該端
子領域の所定の適当な場所から導電ワイヤを取り出すこ
とで、製造の上記変動による素子の挿入損失の変化を抑
え、挿入損失が安定した弾性表面波素子を提供すること
にある。

［発明の構成］ 本発明の弾性表面波素子は、圧電基板と、圧電基板上に
互いに離間して形成された一対の端子領域及び端子領域
の一方及び他方に各々接続した互いに１つ置きに並設さ
れた略平行な２群の導電ストリップからなる少なくとも
１つのＩＤＴと、導電ストリップに略平行な導電ストリ
ップ群からなりＩＤＴを挾む位置に形成された２個の反
射グレーティングとを備えた弾性表面波素子であって、
電極端子領域の少なくとも一方は導電ストリップ群を横
切る方向における反射グレーティングの長さの半分を超
えて延在していることを特徴とする。

［発明の作用］ かかる延在している端子領域における導電ワイヤの接点
がＩＤＴの近傍からその遠方へ移動するに従い、端子領
域自身の抵抗損が増大し、見かけ上の弾性表面波共振子
製品の挿入損失は増加する。

よって、製造プロセスでの条件変動によって発生した素
子の挿入損失の増減を組立時の導電ワイヤの取り出し位
置で修正できる。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図は、挿入損失調整用の端子領域８を備えた本発明
の弾性表面波共振子を示す図である。端子領域以外は第
５図に示した従来の素子と同一構成であるので、第１図
及び第５図にて同一符号で示す部分は同一のものを示す
。

第１図でストリップ電極６ａから等間隔で離間する導電
ワイヤ取り出し位置ａ、　ｂ及び０点から外部に電気信
号を取り出した場合を説明する。他の３つの端子領域に
対しても同じ場所から取り出すこととする。位置Ｃ点は
、従来と同じ位置に対応する。本発明の素子では、導電
ワイヤの取り出し位置によって、挿入損失を増減する為
、位置す点で従来品と同等な共振子特性が得られるよう
に、パターンを再設計（ＩＤＴ対数、反射グレーティン
グの導電ストリップの本数等）する必要がある。

この場合の共振子の等価回路を第２図に示す。ＲＬＣの
直列回路は、Ｒｐ−０時の共振状態を表わし、ＣＴは、
励振、受信ＩＤＴの電極容量である。

図中のＲｐは、位置Ｃ点を基準に測定した端子領域の抵
抗値である。位置Ｃ点から導電ワイヤを取り出した場合
は、Ｒｐ−０Ωと近似でき、同図の破線で囲まれた回路
となるが位置Ｃ点から離れるに従い、Ｒｐの値は増加し
、Ｒｐを含む全体の回路の等価直列抵抗は、Ｒより増大
する。このことは、外部負荷に取り出される電力の減少
を意味し、共振子の特性上は挿入損失を増加させること
になる。第３図は、導電ワイヤ取り出し位置と挿入損失
との関係を表わしたグラフである。同図の実線Ａが本実
施例を示しており、位置す点を中心に取り出し位置を左
右に移動させて連続的に挿入損失を増減できることがわ
かる。

次に、本実施例の動作を示す。まず、素子バターニング
を完了した圧電基板の電極膜厚及び線幅を測定する。あ
らかじめ電極膜厚、線幅と挿入損失の関係が求められて
いるとすれば、両側定値に応じて導電ワイヤの取り出し
位置を決定できる。

更に、基板上の何点かのチップの挿入損失をプローブ針
でサンプリング測定し、その平均値と本来設計した挿入
損失の設定値とのズレ量を求め、第３図を用いて導電ワ
イヤの取り出し位置を決定する方が、より正確なコント
ロールが可能となる。

この時のサンプリングプローブの位置は、位置す点であ
る。

なお、製造ロット内での素子特性のバラツキが少ない場
合は、ロット単位で導電ワイヤ取り出し位置を決定する
方法で充分である。

以上は、２ボート型共振子を例により動作説明を行なっ
てきたが、１ボート型共振子に対しても同様である。

なお、上記実施例では、端子領域８のパターン幅が一定
の場合について説明したが、第４図に示すように、端子
領域の導電ワイヤのボンディング部９ａの面積のみを広
く、他の部分のパターン幅を狭くした端子領域９を設け
てもよい。この場合、挿入損失の可変ステップは離散的
となるが、狭帯部での抵抗が増加するため、可変範囲は
広がる。

また、上記実施例では、ＩＤＴと同一の導電材料を用い
て端子領域を形成した場合について説明したが、製造プ
ロセスとしては、１工程増えるが、ＩＤＴとは異なる導
電材料で端子領域を形成してもよく、上記実施例と同じ
効果を奏する。端子領域の導電材料の抵抗率が大きいも
のを使用すると、挿入損失の可変範囲を広げることがで
きる。−実施例の導電ワイヤ取り出し位置と挿入損失と
の関係を第３図のグラフの中に破線Ｂで示しである。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、弾性表面波素子におい
て、外部回路へ電気信号を取り出し用の端子領域の少な
くとも一方は、反射グレーティングによる反射表面波の
進行方向における反射グレーティングの長さの半分を超
える範囲に亘って延在して従来素子のそれよりも大きく
形成し、端子領域の任意の位置から導電ワイヤを取り出
せるように構成しであるので、端子領域自身の持つ抵抗
の抵抗損を利用して素子の挿入損失を連続的に変化させ
ることができる。特に、製造プロセスによる素子パター
ン寸法等の変動に起因した挿入損失の増減に対しては、
個々の基板あるいは製造ロット単位で、挿入損失をあら
かじめ測定し、製品仕様からのズレ量に応じて組立時の
導電ワイヤ取り出し位置を決定し、指示することで、挿
入損失のバラツキの小さい弾性表面波共振子を提供でき
る。

また、上記方法により、製造歩留りは向上し、安価な素
子が供給可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による弾性表面波共振子を示す平面図、
第２図は本発明の弾性表面波共振子の共振時の等価回路
図、第３図は本発明の詳細な説明するためのグラフ、第
４図は本発明の他の実施例を示す平面図、第５図は従来
の弾性表面波共振子を示す平面図である。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・圧電基板　　　　２・・・・・・励振Ｉ
ＤＴ３・・・・・・受信ＩＤＴ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電基板と、前記圧電基板上に互いに離間して形
   成された一対の端子領域及び前記端子領域の一方及び他
   方に各々接続した互いに１つ置きに並設された略平行な
   ２群の導電ストリップからなる少なくとも１つのインタ
   ーディジタルトランスジューサと、前記導電ストリップ
   に略平行な導電ストリップ群からなり前記インターディ
   ジタルトランスジューサを挾む位置に形成された２個の
   反射グレーティングとを備えた弾性表面波素子であって
   、前記電極端子領域の少なくとも一方は前記導電ストリ
   ップ群を横切る方向における前記反射グレーティングの
   長さの半分を超えて延在していることを特徴とする弾性
   表面波素子。
2. （２）前記端子領域の材料を、前記導電ストリップと同
   一の材料で形成したことを特徴とする請求項１記載の弾
   性表面波素子。
3. （３）前記端子領域の材料を、前記導電ストリップと異
   なる材料で形成したことを特徴とする請求項１記載の弾
   性表面波素子。
4. （４）前記端子領域の幅はその延在する方向において不
   均一であることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波
   素子。