JPH0529873A

JPH0529873A - 弾性表面波共振子

Info

Publication number: JPH0529873A
Application number: JP18437791A
Authority: JP
Inventors: Shusuke Abe; 秀典阿部; Kazuo Miwa; 一雄三輪; Hisatoshi Saito; 久俊斉藤
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd; Nikko Kyodo Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1991-07-24
Filing date: 1991-07-24
Publication date: 1993-02-05

Abstract

(57)【要約】【目的】接続電極の電極指が断線しても、安定した電気
的特性を得ることができる弾性表面波共振子を提供す
る。【構成】複数個のＩＤＴ２１〜２３、３１〜３３が一対
の反射器２６、２７、３６、３７により挟まれた電極構
造列２０、３０が圧電基板１０上に複数個縦続接続され
た弾性表面波共振子において、ＩＤＴ２１〜２３、３１
〜３３の一方の電極に接続された複数本の電極指と、Ｉ
ＤＴ２１〜２３、３１〜３３の開口長内で電極指を相互
に接続する短絡ストリップとを有する接地反射器２４、
２５、３４、３５が、電極構造列２０、３０の複数のＩ
ＤＴ２１〜２３、３１〜３３間に挿入されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数個のＩＤＴ（インタ
ディジタル型変換器）が一対の反射器により挟まれた電
極構造列を圧電基板上に複数個縦続接続した弾性表面波
共振子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＶＨＦ帯およびＵＨＦ帯を使用し
た無線通信用フロントエンドフィルタとして弾性表面波
デバイスを利用し、無線機を小型、軽量化することが提
案されている。フロントエンドフィルタとして必要な電
気的特性は、(a) 挿入損失が小さいこと、(b) 帯域内リ
ップルが小さいこと、(c) 帯域外スプリアスレベルが低
いこと、(d) 帯域外減衰量が大きいこと、(e) 通信シス
テムに要求されるチャンネル数を確保するために適当な
帯域幅を持つことであり、これらの条件を全て満足する
ことが要求される。

【０００３】従来の弾性表面波共振子フィルタとしてイ
ンタディジタル型電極を一対の反射器で挟んだ共振子型
フィルタがある。この弾性表面波共振子フィルタは、挿
入損失は小さいものの、比帯域幅が０．０５％程度で狭
いという特性を有しており、上述した条件を満足するよ
うになるための改良が必要とされていた。従来の弾性表
面波共振子フィルタとして、リチウムタンタレート（Ｌ
ｉＴａＯ3 ）基板及び水晶基板を使用し、入力用ＩＤＴ
と出力用ＩＤＴを一対の反射器で挟んで構成したものが
ある。これら入力用ＩＤＴ及び出力用ＩＤＴにより構成
された共振子内に生起する縦０次及び縦１次の２つのモ
ードの振動を利用して縦型２重モード帯域通過フィルタ
を構成し、比帯域幅を広くしようとした弾性表面波共振
子フィルタが知られている（特開昭６１−２８５８１４
号公報）。

【０００４】しかしながら、この縦型２重モード帯域通
過フィルタでは、圧電基板として水晶基板を用いた場
合、電極の規格化膜厚を４％と大きくしても比帯域幅は
０．３％までしか達成できず、しかも帯域内リップルが
大きいという問題があった。また、圧電基板としてリチ
ウムタンタレートを用いた場合も、規格化膜厚を４％と
大きくすると比帯域幅は０．４７％まで達成するもの
の、帯域内リップルが大きいという問題があった。

【０００５】このように従来の弾性表面波共振子フィル
タは、比帯域幅が０．３％以上で、帯域内リップルが小
さく、帯域外スプリアスレベルが低く、しかも、大きな
帯域外減衰量が要求される無線通信用フロントエンドフ
ィルタのような用途に用いることが難しかった。帯域外
スプリアスレベルを低減させるために、圧電基板上に、
複数個のＩＤＴを一対の反射器で挟んだ電極構造列を複
数個縦続接続させた弾性表面波共振子がある。すなわ
ち、図６に示すように、圧電基板４０上に、ＩＤＴ５
１、５２、５３を一対の反射器５４、５５により挟まれ
た電極構造列５０と、ＩＤＴ６１、６２、６３を一対の
反射器６４、６５により挟まれた電極構造列６０とを形
成し、電極構造列５０の接続用ＩＤＴ５２と接続用ＩＤ
Ｔ５３の電極の一方を、電極構造列６０の接続用ＩＤＴ
６２と接続用ＩＤＴ６３の電極の一方にそれぞれ接続す
ることにより、電極構造列５０と電極構造列６０を縦続
接続する。

【０００６】電極構造列５０の中央に位置する入力用Ｉ
ＤＴ５１の外側には、入力用ＩＤＴ５１の電極の一方が
接続される入力用ボンディングパッド５６が設けられ、
電極構造列６０の中央に位置する出力用ＩＤＴ６１の外
側には、出力用ＩＤＴ６１の電極の一方が接続される出
力用ボンディングパッド６６が設けられている。また、
入力用ボンディングパッド５６の両側には接続用ＩＤＴ
５１、５２の電極の他方を接地するために接地用ボンデ
ィングパッド５７、５８が設けられ、出力用ボンディン
グパッド６６の両側には接続用ＩＤＴ６１、６２の電極
の他方を接地するための接地用ボンディングパッド６
７、６８が設けられている。

【０００７】入力端ＩＮと接地の間には、ＵＨＦ帯で多
く使用される５０Ωの終端インピーダンス４２と共に信
号源４４が挿入され、出力端ＯＵＴと接地の間には同じ
く５０Ωの終端インピーダンス４６が接続されている。
また、入力用ＩＤＴ５１のインタディジタル型電極の他
方と出力用ＩＤＴ６１のインタディジタル型電極の他方
を接地するために、電極構造列５０と電極構造列６０の
間に接地用ボンディングパッド５９、６９が設けられて
いる。これは、接地のために細い配線を引き回すことが
できないからである。また、接地用ボンディングパッド
５９、６９を設けることなく、２層配線構造にすること
も考えられるが、コスト高となり現実的ではない。

【０００８】このように、従来の弾性表面波共振子で
は、大きな表面積を必要とする接地用ボンディングパッ
ド５９、６９を電極構造列５０、６０間に設ける必要が
あるため、チップサイズが大きくなり、弾性表面波共振
子デバイスの大型化を招いていた。このような問題を解
決するため、電極構造列における入力用ＩＤＴ、出力用
ＩＤＴの電極の一方を接続するために、接地用ボンディ
ングパッドを設ける代わりに、これらのＩＤＴの一方の
電極に接続された複数本の電極指を有する接続電極であ
る接続反射器をＩＤＴ間に設けるようにした弾性表面波
共振子が本願と同一出願人により提案されている（特願
平３−４１５３３号）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この提
案された弾性表面波共振子では、複数本の電極指を有す
る接続電極を介して外部端子に接続されているため、接
続電極の電極指の断線により、弾性表面波共振子として
予定していた特性が得られなくなるという問題がある。
例えば、接続電極の全ての電極指が断線すると、ＩＤＴ
の一方の電極が電気的に浮いてしまい、フィルタ特性が
全くえらなくなる。また、接続電極中の数本の電極指が
断線した場合でも、接続電極の電極抵抗が増加して挿入
損失が増大し、所望のフィルタ特性が得られなくなる。

【００１０】本発明の目的は、接続電極の電極指が断線
しても、安定した電気的特性を得ることができる弾性表
面波共振子を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、複数個のＩ
ＤＴが一対の反射器により挟まれた電極構造列が圧電基
板上に複数個縦続接続された弾性表面波共振子におい
て、前記ＩＤＴの一方の電極に接続された複数本の電極
指と、前記ＩＤＴの開口長内で前記電極指を相互に接続
する短絡ストリップとを有する接続電極が、前記各電極
構造列の複数のＩＤＴ間に挿入されていることを特徴と
する弾性表面波共振子によって達成される。

【００１２】

【作用】本発明によれば、ＩＤＴの一方の電極に接続さ
れた複数本の電極指と、ＩＤＴの開口長内で電極指を相
互に接続する短絡ストリップとを有する接続電極を、各
電極構造列の複数のＩＤＴ間に挿入したので、接続電極
の電極指が断線しても、安定した電気的特性を得ること
ができる。

【００１３】

【実施例】本発明による弾性表面波共振子の基本的構造
を図１に示す。図１に示すように、圧電基板１０表面に
は、３つのＩＤＴと、３つのＩＤＴ間に挿入された２つ
の接地反射器（接地された接続電極）と、３つのＩＤＴ
と２つの接地反射器を挟む一対の反射器により構成され
た２つの電極構造列２０、３０が形成されている。

【００１４】すなわち、電極構造列２０として、中央に
Ｎ1 対のインタディジタル型電極を有する入力用ＩＤＴ
２１が形成され、この入力用ＩＤＴ２１の両側にＮ4 本
の接地された電極指と短絡ストリップを有する接地反射
器２４とＮ5 本の接地された電極指と短絡ストリップを
有する接地反射器２５が形成され、さらに接地反射器２
４、２５の両側にＮ2 対のインタディジタル型電極を有
する接続用ＩＤＴ２２とＮ3 対のインタディジタル型電
極を有する接続用ＩＤＴ２３が形成されている。これら
入力用ＩＤＴ２１、接地反射器２４、２５、接続用ＩＤ
Ｔ２２、２３を一対の反射器２６、２７により挟んで電
極構造列２０を形成している。

【００１５】電極構造列３０として、中央にＮ1 対のイ
ンタディジタル型電極を有する出力用ＩＤＴ３１が形成
され、この出力用ＩＤＴ３１の両側にＮ4 本の接地され
た電極指と短絡ストリップを有する接地反射器３４とＮ
5本の接地された電極指と短絡ストリップを有する接地
反射器３５が形成され、さらに接地反射器３４、３５の
両側にＮ2 対のインタディジタル型電極を有する接続用
ＩＤＴ３２とＮ3 対のインタディジタル型電極を有する
接続用ＩＤＴ３３が形成されている。これら出力用ＩＤ
Ｔ３１、接地反射器３４、３５、接続用ＩＤＴ３２、３
３を一対の反射器３６、３７により挟んで電極構造列３
０を形成している。

【００１６】入力用ボンディングパッド２８は、電極構
造列２０の入力用ＩＤＴ２１の外側に形成され、入力用
ＩＤＴ２１の外側のインタディジタル型電極に接続され
ている。入力用ＩＤＴの内側のインタディジタル型電極
は両側の接地反射器２４、２５と共通接続されている。
入力用ボンディングパッド２８の両側に接地用ボンディ
ングパッド２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄが形成され
ている。接地用ボンディングパッド２９ａは接続用ＩＤ
Ｔ２２の外側のインタディジタル型電極に接続され、接
地用ボンディングパッド２９ｃは、接地反射器２４の電
極に接続されている。接地用ボンディングパッド２９ｂ
は接続用ＩＤＴ２３の外側のインタディジタル型電極に
接続され、接地用ボンディングパッド２９ｄは、接地反
射器２５の電極に接続されている。

【００１７】出力用ボンディングパッド３８は、電極構
造列３０の出力用ＩＤＴ３１の外側に形成され、出力用
ＩＤＴ３１の外側のインタディジタル型電極に接続され
ている。出力用ＩＤＴの内側のインタディジタル型電極
は両側の接地反射器３４、３５と共通接続されている。
出力用ボンディングパッド３８の両側に接地用ボンディ
ングパッド３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄが形成され
ている。接地用ボンディングパッド３９ａは接続用ＩＤ
Ｔ３２の外側のインタディジタル型電極に接続され、接
地用ボンディングパッド３９ｃは接地反射器３４の電極
に接続されている。接地用ボンディングパッド３９ｂ
は、接続用ＩＤＴ３３の外側のインタディジタル型電極
に接続され、接地用ボンディングパッド３９ｄは、接地
反射器３５の電極に接続されている。電極構造列２０
の接続用ＩＤＴ２２の内側のインタディジタル型電極を
電極構造列３０の接続用ＩＤＴ３２の内側のインタディ
ジタル型電極に接続し、電極構造列２０の接続用ＩＤＴ
２３の内側のインタディジタル型電極を電極構造列３０
の接続用ＩＤＴ３３の内側のインタディジタル型電極に
接続することにより、電極構造列２０と電極構造列３０
を縦続接続している。

【００１８】なお、電極構造列２０の入力用ＩＤＴ２１
の内側のインタディジタル型電極と電極構造列３０の出
力用ＩＤＴ３１の内側のインタディジタル型電極とを共
通接続してもよいが、本実施例のように切り離したほう
が特性上望ましい。入力端ＩＮと接地の間には、ＵＨＦ
帯で多く使用される５０Ωの終端インピーダンス１２と
共に信号源１４が挿入され、出力端ＯＵＴと接地の間に
は同じく５０Ωの終端インピーダンス１６が接続されて
いる。

【００１９】本実施例では、圧電基板１０として４５°
回転Ｘ板Ｚ伝搬四ほう酸リチウム（Ｌｉ₂Ｂ₄Ｏ₇）基
板を用いた。弾性表面波の伝搬速度は３４４０ｍ／秒で
ある。圧電基板１０のＺ軸方向に弾性表面波が伝搬する
ように、電極構造列２０、３０における弾性表面波の伝
搬方向を圧電基板１０である４５°回転Ｘ板Ｚ伝搬四ほ
う酸リチウム基板のＺ軸方向とした。

【００２０】本実施例におけるＩＤＴ２１、２２、２
３、３１、３２、３３のインタディジタル型電極は、ア
ルミニウム層又はアルミニウム合金層により形成した。
ただし、圧電基板である四ほう酸リチウム基板はアルミ
ニウムのエッチング液に対して溶解するため電極の形成
はリフトオフ法により行った。ＩＤＴ２１、２２、２
３、３１、３２、３３におけるインタディジタル型電極
の最大交差幅は、最終的にはフィルタの影像インピーダ
ンスが５０Ωに整合するように決定するが、当初は予備
的な検討により、弾性表面波の波長λで規格化した規格
化最大交差幅Ｗ／λを１７０とした。横モード抑圧のた
めの重み付けは一般的なコサインアポタイズとした。

【００２１】接地反射器２４、２５、３４、３５及び反
射器２６、２７、３６、３７の反射体はアルミニウム層
又はアルミニウム合金属からなる金属ストリップ（電極
指）としてグレーティングを形成した。反射器２６、２
７、３６、３７の金属ストリップの本数は、金属ストリ
ップ１本当りの弾性表面波の反射率を考慮し、それぞれ
１００本とした。

【００２２】図２に本実施例における接地反射器２４、
２５、３４、３５の構造の詳細を示す。本実施例におけ
る接地反射器２４、２５、３４、３５は、複数本の電極
指２４ａに加えて、弾性表面波の伝搬方向に沿って電極
指２４ａを短絡する短絡ストリップ２４ｂが複数本（図
２では３本）形成されている点に特徴がある。接地反射
器２４、２５、３４、３５の電極指２４ａの断線は弾性
表面波素子の製造工程においてごみ等が付着することに
より発生する。本実施例によれば、同じ確率で断線が発
生したとしても、電極指２４ａ間を短絡ストリップ２４
ｂにより短絡しているので、接地反射器２４、２５、３
４、３５の電極抵抗が変動するようになる確率は極めて
低く、所望のフィルタ特性を得ることができる。

【００２３】例えば、接地反射器２４、２５、３４、３
５の電極指２４ａの本数をｎ本とし、１本の短絡ストリ
ップ２４ｂにより電極指２４ａを短絡したとすると、１
本の電極指２４ａが断線する確率をＰとして、全ての電
極指２４ａが実質的に断線状態になる確率は（Ｐ／２）
ⁿとなる。これに対し、短絡ストリップ２４ｂがない場
合（比較例）に全ての電極指２４ａが実質的に断線状態
になる確率はＰⁿとなる。このように１本の短絡ストリ
ップ２４ｂを設けるだけで、断線状態になる確率が１／
２ⁿも低下する。

【００２４】また、本実施例における接地反射器２４、
２５、３４、３５では電極指２４ａ同士が短絡ストリッ
プ２４ｂにより短絡されているため、接地反射器２４、
２５、３４、３５の抵抗値自体を低くすることができ
る。このため、たとえ、多数箇所で断線が発生して接地
反射器２４、２５、３４、３５の抵抗値が増加しても、
その影響を最小限に抑えることができる。

【００２５】なお、接地反射器２４、２５、３４、３５
に対して、弾性表面波の伝搬方向に短絡ストリップを設
けても、短絡ストリップ間の幅を弾性表面波の波長程度
にすれば、弾性表面波素子の全体の特性に影響を及ぼす
ことはないと思われる。本実施例のように接地反射器２
４、２５、３４、３５に３本の短絡ストリップ２４ｂを
設けた場合と、短絡ストリップを全く設けないの場合
（比較例）との電気的特性を測定したところ、同様な測
定値を得ることができた。

【００２６】図３に接地反射器２４、２５、３４、３５
の構造の他の具体例を示す。この具体例では、電極指２
４ａを短絡するため中央に１本の短絡ストリップ２４ｂ
を設けている。本具体例のように短絡ストリップ２４ｂ
が１本の場合でも前述したように完全に断線状態になる
確率を１／２ⁿも低下させることができる。図４に接地
反射器２４、２５、３４、３５の構造の更に他の具体例
を示す。図２及び図３に示す具体例では短絡ストリップ
２４ｂが全ての電極指２４ａに直交しているが、本具体
例では隣接する２本の電極指２４ａを短絡するように短
絡ストリップ２４ｂを設け、各短絡ストリップ２４ｂの
短絡位置を開口長の範囲内でずらすようにしている。図
３の具体例と短絡ストリップ２４ｂの全長が同じであっ
ても、完全に断線状態になる確率を更に低下させること
ができる。

【００２７】本発明は上記実施例に限らず種々の変形が
可能である。例えば、上記実施例では電極構造列２０、
３０の入力用ＩＤＴ２１又は出力用ＩＤＴ３１の両側に
接地反射器２４、２５又は３４、３５を設けたが、図５
に示すように片側だけに接地反射器２４又は３４を設け
るようにしてもよい。なお、上記実施例では不平衡入出
力として、入力端ＩＮ、出力端ＯＵＴに接続している
が、接地反射器２４、２５、３４、３５を接地せずに平
衡入出力としてもよい。

【００２８】また、上記実施例では接地反射器２４、２
５又は３４、３５の電極を、それぞれ接地用ボンディン
グパッド２９ｃ、２９ｄ又は３９ｃ、３９ｄに接続した
が、図５に示すように、接地用ボンディングパッド２９
ａと２９ｂ、２９ｃと２９ｄ、３９ａと３９ｂ、３９ｃ
と３９ｄをそれぞれ接続することにより接地してもよ
い。接地ボンディングパッド２９ａ、２９ｂと接地ボン
ディングパッド２９ｃ、２９ｄとは接続しない方がよ
い。同様に接地ボンディングパッド３９ａ、３９ｂと接
地ボンディングパッド３９ｃ、３９ｄとは接続しない方
がよい。

【００２９】さらに、上記実施例では２つの電極構造列
を縦続接続して弾性表面波共振子を構成したが、３つ以
上の電極構造列を縦続接続して弾性表面波共振子を構成
してもよい。複数の電極構造列を縦続接続することによ
り帯域外スプリアスレベルが低く帯域外減衰量を大きい
弾性表面波共振子フィルタを実現することができる。さ
らにまた、上記実施例では横モードを抑圧するためにコ
サインアポタイズ又は直線アポタイズでＩＤＴに重み付
けをしたが、コサイン２乗アポタイズや変形コサインア
ポタイズ等の他の重み付け方法を用いてもよい。重み付
け方法を変えた場合には各ＩＤＴのインタディジタル型
電極の本数を増減すれば、同様の特性の弾性表面波共振
子フィルタを実現することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上の通り、本発明は、複数個のＩＤＴ
が一対の反射器により挟まれた電極構造列が圧電基板上
に複数個縦続接続された弾性表面波共振子において、Ｉ
ＤＴの一方の電極に接続された複数本の電極指と、ＩＤ
Ｔの開口長内で電極指を相互に接続する短絡ストリップ
とを有する接続電極が、各電極構造列の複数のＩＤＴ間
に挿入されていることを特徴とするものであるので、接
続電極の電極指が断線しても、安定した電気的特性の弾
性表面波共振子を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による弾性表面波共振子の基
本的構造を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施例による弾性表面波共振子の接
地反射器の一具体例を示す平面図である。

【図３】本発明の一実施例による弾性表面波共振子の接
地反射器の他の具体例を示す平面図である。

【図４】本発明の一実施例による弾性表面波共振子の接
地反射器の更に他の具体例を示す平面図である。

【図５】本発明の他の実施例による弾性表面波共振子の
基本的構造を示す斜視図である。

【図６】従来の弾性表面波共振子の基本的構造を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１０…圧電基板１２、１６…終端インピーダンス１４…信号源２０、３０…電極構造列２１…入力用ＩＤＴ３１…出力用ＩＤＴ２２、２３、３２、３３…接続用ＩＤＴ２４、２５、３４、３５…接地反射器２４ａ…電極指２４ｂ…短絡ストリップ２６、２７、３６、３７…反射器２８…入力用ボンディングパッド３８…出力用ボンディングパッド２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、３９ａ、３９ｂ、３
９ｃ、３９ｄ…接地用ボンディングパッド４０…圧電基板４２、４６…終端インピーダンス４４…信号源５０、６０…電極構造列５１…入力用ＩＤＴ６１…出力用ＩＤＴ５２、５３、６２、６３…接続用ＩＤＴ５４、５５、６４、６５…反射器５６…入力用ボンディングパッド６６…出力用ボンディングパッド５７、５８、５９、６７、６８、６９…接地用ボンディ
ングパッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個のＩＤＴが一対の反射器により挟
まれた電極構造列を圧電基板上に複数個縦続接続した弾
性表面波共振子において、前記ＩＤＴの一方の電極に接続された複数本の電極指
と、前記ＩＤＴの開口長内で前記電極指を相互に接続す
る短絡ストリップとを有する接続電極が、前記各電極構
造列の複数のＩＤＴ間に挿入されていることを特徴とす
る弾性表面波共振子。
【請求項２】請求項１記載の弾性表面波共振子におい
て、２列の前記電極構造列を備え、一方の電極構造列の中央のＩＤＴの電極の一方を入力用
端子の一端に接続し、そのＩＤＴの電極の他方を隣接する前記接続電極に接続
し、他方の電極構造列の中央のＩＤＴの電極の一方を出力用
端子の一端に接続し、そのＩＤＴの電極の他方を隣接する前記接続電極に接続
し、前記一方の電極構造列の前記中央のＩＤＴを挟む両側の
ＩＤＴの電極の他方と前記他方の電極構造列の前記中央
のＩＤＴを挟む両側のＩＤＴの電極の他方とを共通接続
し、前記一方の電極構造列の両側のＩＤＴの電極の一方
を接地し、前記他方の電極構造列の両側のＩＤＴの電極
の一方を接地したことを特徴とする弾性表面波共振子。