JPH07162260A - 弾性表面波フィルタ - Google Patents
弾性表面波フィルタInfo
- Publication number
- JPH07162260A JPH07162260A JP31190693A JP31190693A JPH07162260A JP H07162260 A JPH07162260 A JP H07162260A JP 31190693 A JP31190693 A JP 31190693A JP 31190693 A JP31190693 A JP 31190693A JP H07162260 A JPH07162260 A JP H07162260A
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- Japan
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- electrode
- idts
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＩＤＴ線幅が狭いＳＡＷフィルタにおいても
電極の溶断を起こさない。 【構成】 圧電基板上に形成された櫛歯形入力側ＩＤＴ
と、出力側ＩＤＴとを有し、ＩＤＴの櫛歯のいずれもが
電位的に独立である場合にはこれらＩＤＴと少なくとも
200μm 以上離れて配置され、またＩＤＴの櫛歯の少な
くとも一方が接地電位となる場合にはこれらＩＤＴと少
なくとも 70 μm 以下となるように離して配置される接
地電位を有する電極を前記圧電基板上に形成してなる。
電極の溶断を起こさない。 【構成】 圧電基板上に形成された櫛歯形入力側ＩＤＴ
と、出力側ＩＤＴとを有し、ＩＤＴの櫛歯のいずれもが
電位的に独立である場合にはこれらＩＤＴと少なくとも
200μm 以上離れて配置され、またＩＤＴの櫛歯の少な
くとも一方が接地電位となる場合にはこれらＩＤＴと少
なくとも 70 μm 以下となるように離して配置される接
地電位を有する電極を前記圧電基板上に形成してなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は弾性表面波フィルタに関
し、とくに挿入損失の劣化等の特性変動が起きない弾性
表面波フィルタに関する。
し、とくに挿入損失の劣化等の特性変動が起きない弾性
表面波フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】弾性表面波フィルタは、ＶＨＦ帯からＵ
ＨＦ帯にかけて狭帯域のフィルタが得られることから、
フィルタの振幅特性および群遅延特性に非常に厳しい仕
様が要求されるTV−IF用や衛星放送チューナに多用され
ている。それとともに、フィルタの挿入損失の劣化等を
抑えることが求められている。
ＨＦ帯にかけて狭帯域のフィルタが得られることから、
フィルタの振幅特性および群遅延特性に非常に厳しい仕
様が要求されるTV−IF用や衛星放送チューナに多用され
ている。それとともに、フィルタの挿入損失の劣化等を
抑えることが求められている。
【０００３】従来の弾性表面波フィルタ（以下、ＳＡＷ
フィルタと略称する）の構造を図４を用いて説明する。
図４は、従来のＳＡＷフィルタの平面図を示す。ＳＡＷ
フィルタは 128°Ｙ軸カットＸ軸伝搬リチウム・ナイオ
ベートやＸ軸カット 112°Ｙ軸伝搬リチウム・タンタレ
ート等からなる圧電基板６上に表面波を励振する入出力
のくし歯型インターディジタル・トランスデューサ電極
（以下、ＩＤＴと略称する）１〜４、入出力ＩＤＴの電
磁的結合（誘導）を除去するシールド電極５によって構
成されている。
フィルタと略称する）の構造を図４を用いて説明する。
図４は、従来のＳＡＷフィルタの平面図を示す。ＳＡＷ
フィルタは 128°Ｙ軸カットＸ軸伝搬リチウム・ナイオ
ベートやＸ軸カット 112°Ｙ軸伝搬リチウム・タンタレ
ート等からなる圧電基板６上に表面波を励振する入出力
のくし歯型インターディジタル・トランスデューサ電極
（以下、ＩＤＴと略称する）１〜４、入出力ＩＤＴの電
磁的結合（誘導）を除去するシールド電極５によって構
成されている。
【０００４】ＳＡＷフィルタの圧電基板としては、Ｘ軸
カット 112°Ｙ軸伝搬リチウム・タンタレートを衛星放
送チューナの第2 ＩＦ回路用等に使用することが多かっ
た。しかし近年挿入損失が良いことや、実装上の技術的
な困難さを解消するために、128°Ｙ軸カットＸ軸伝搬
リチウム・ナイオベート基板を使用する例が多くなって
きた。すなわち、リチウム・ナイオベート基板はリチウ
ム・タンタレート基板に比して電気機械結合係数が 10
倍程度取れるために低損失のＳＡＷフィルタを実現する
ことができる。このため外囲器が背負っている電磁誘導
の影響が小さく、帯域内の振幅や群遅延特性に影響を及
ぼしにくく、ＤＧ／ＤＰの良い第2 コンバータを設計で
きる。また損失が小さいためにＳＡＷフィルタ前後の増
幅器が割愛できる。このためTV−IF用や衛星放送チュー
ナに多用されるようになってきた。
カット 112°Ｙ軸伝搬リチウム・タンタレートを衛星放
送チューナの第2 ＩＦ回路用等に使用することが多かっ
た。しかし近年挿入損失が良いことや、実装上の技術的
な困難さを解消するために、128°Ｙ軸カットＸ軸伝搬
リチウム・ナイオベート基板を使用する例が多くなって
きた。すなわち、リチウム・ナイオベート基板はリチウ
ム・タンタレート基板に比して電気機械結合係数が 10
倍程度取れるために低損失のＳＡＷフィルタを実現する
ことができる。このため外囲器が背負っている電磁誘導
の影響が小さく、帯域内の振幅や群遅延特性に影響を及
ぼしにくく、ＤＧ／ＤＰの良い第2 コンバータを設計で
きる。また損失が小さいためにＳＡＷフィルタ前後の増
幅器が割愛できる。このためTV−IF用や衛星放送チュー
ナに多用されるようになってきた。
【０００５】ところが、この 128°Ｙ軸カットＸ軸伝搬
リチウム・ナイオベート基板は、焦電性が高いという特
徴があるため、以下のような問題がある。たとえば、フ
ォトリソグラフィー工程中で電極の形成が完了したウェ
ハーを乾燥や安定化等の目的のために 150℃程度でベー
キングすることがある。この際、前述のＩＤＴ１〜４を
電位的に独立な状態に保つと、各ＩＤＴ間に生じた電位
差のために放電が生じる。この放電によりＩＤＴが欠落
し、所望の周波数特性が得られなくなる。これは 128°
Ｙ軸カットＸ軸伝搬リチウム・ナイオベート基板の主面
と交差する形で基板の強誘電体としてのモーメントが存
在するためである。圧電単結晶のモーメントはＺ軸方向
に配列するように、圧電単結晶の製造工程でポーリング
が行われる。前記の方位ではＺ軸に対して52°の方向で
モーメントが配列している。従って、温度の変化によっ
てモーメントが誘発する電位が基板表面に表れ易いこと
になる。
リチウム・ナイオベート基板は、焦電性が高いという特
徴があるため、以下のような問題がある。たとえば、フ
ォトリソグラフィー工程中で電極の形成が完了したウェ
ハーを乾燥や安定化等の目的のために 150℃程度でベー
キングすることがある。この際、前述のＩＤＴ１〜４を
電位的に独立な状態に保つと、各ＩＤＴ間に生じた電位
差のために放電が生じる。この放電によりＩＤＴが欠落
し、所望の周波数特性が得られなくなる。これは 128°
Ｙ軸カットＸ軸伝搬リチウム・ナイオベート基板の主面
と交差する形で基板の強誘電体としてのモーメントが存
在するためである。圧電単結晶のモーメントはＺ軸方向
に配列するように、圧電単結晶の製造工程でポーリング
が行われる。前記の方位ではＺ軸に対して52°の方向で
モーメントが配列している。従って、温度の変化によっ
てモーメントが誘発する電位が基板表面に表れ易いこと
になる。
【０００６】しかしながら、ほぼ常温（25℃）であるウ
ェハーを急激に 150℃までの温度上昇がかかるベーキン
グ工程に投入すると、基板面内に温度ばらつきが生じ基
板表面内での電位差が生じる。このため交差するＩＤＴ
同士、たとえばＩＤＴ１、ＩＤＴ２間に電位差が生じ、
電極間での放電が起きる。衛星放送チューナ用ＳＡＷフ
ィルタなどの電極線幅が 1.2μｍと微細であるＳＡＷフ
ィルタに放電が生じると、過電流によってＩＤＴ電極そ
のものが溶解する溶断現象が起こる。この溶断が生じる
と、正規形ＩＤＴでは帯域内の振幅が凹んだり挿入損失
が増大したり、またアポダイズ側ＩＤＴでは帯域内が傾
いたり丸まったりする。
ェハーを急激に 150℃までの温度上昇がかかるベーキン
グ工程に投入すると、基板面内に温度ばらつきが生じ基
板表面内での電位差が生じる。このため交差するＩＤＴ
同士、たとえばＩＤＴ１、ＩＤＴ２間に電位差が生じ、
電極間での放電が起きる。衛星放送チューナ用ＳＡＷフ
ィルタなどの電極線幅が 1.2μｍと微細であるＳＡＷフ
ィルタに放電が生じると、過電流によってＩＤＴ電極そ
のものが溶解する溶断現象が起こる。この溶断が生じる
と、正規形ＩＤＴでは帯域内の振幅が凹んだり挿入損失
が増大したり、またアポダイズ側ＩＤＴでは帯域内が傾
いたり丸まったりする。
【０００７】溶断現象は完成製品試験の際にも生じる。
たとえば、製品を熱衝撃試験にかけた場合、入力側ＩＤ
Ｔでは一方のＩＤＴ３は電位的に独立であるが、他方の
ＩＤＴ４は外囲器と同電位になっているため、ＩＤＴ３
側は基板の焦電性にしたがって電位が生じるが、ＩＤＴ
４側では基板の電位と外囲器の電位が常に等しく、たと
えば外囲器が接地電位である場合にはＩＤＴ４も接地電
位になり、ＩＤＴ３、４間に電位差が生じる。このため
熱衝撃試験にかけた場合には入力側ＩＤＴで溶断が生じ
易い。さらに出力側ＩＤＴでは別の現象も起こる。出力
側ＩＤＴ１、２は温度変化に対しても同電位で推移する
ことになるが、隣接するシールド電極５の電位は外囲器
に等しい。このため、ＩＤＴとシールド電極の最も近接
する距離ｄ１が小さい場合には前と同じ理由でＩＤＴ２
とシールド電極５との間で放電が生じる。放電後にはＩ
ＤＴ２がシールド電極５と同じ電位になり、結果的には
ＩＤＴ１、２間に電位差が生じ放電につながる。特に実
装状態ではシールド電極５が接地電位にあたるためこの
現象が顕著となる。
たとえば、製品を熱衝撃試験にかけた場合、入力側ＩＤ
Ｔでは一方のＩＤＴ３は電位的に独立であるが、他方の
ＩＤＴ４は外囲器と同電位になっているため、ＩＤＴ３
側は基板の焦電性にしたがって電位が生じるが、ＩＤＴ
４側では基板の電位と外囲器の電位が常に等しく、たと
えば外囲器が接地電位である場合にはＩＤＴ４も接地電
位になり、ＩＤＴ３、４間に電位差が生じる。このため
熱衝撃試験にかけた場合には入力側ＩＤＴで溶断が生じ
易い。さらに出力側ＩＤＴでは別の現象も起こる。出力
側ＩＤＴ１、２は温度変化に対しても同電位で推移する
ことになるが、隣接するシールド電極５の電位は外囲器
に等しい。このため、ＩＤＴとシールド電極の最も近接
する距離ｄ１が小さい場合には前と同じ理由でＩＤＴ２
とシールド電極５との間で放電が生じる。放電後にはＩ
ＤＴ２がシールド電極５と同じ電位になり、結果的には
ＩＤＴ１、２間に電位差が生じ放電につながる。特に実
装状態ではシールド電極５が接地電位にあたるためこの
現象が顕著となる。
【０００８】このようなＳＡＷフィルタの溶断現象を熱
衝撃試験により以下詳細に説明する。リチウム・ナイオ
ベートを基板とする衛星放送チューナ用ＳＡＷフィルタ
を−40℃（30分）→＋85℃（30分）を 1サイクルとし
て、50サイクル程度の熱衝撃試験にかける。なお、試験
時には全てのリードピンを電位的に浮かせておき、かつ
パッケージは接地電位にしておく。熱衝撃試験結果を図
５（ａ）に示す。図５（ａ）はサイクル毎のＳＡＷフィ
ルタの挿入損失の変動の変化を示している。サイクル数
が増加するに従い挿入損失の変動が増大している。挿入
損失の変動が増大したＳＡＷフィルタを開缶調査した結
果、入出力ともにＩＤＴに溶断が発生しているのが認め
られた。さらにこの溶断には以下の特徴があった。入力
側のＩＤＴでは一様に溶断が生じていたが、出力側のＩ
ＤＴ１、２では必ずしも溶断が生じてはいなかった。し
かし、シールド電極５に近いＩＤＴ２側ではＩＤＴ２と
シールド電極５との間にスパークした痕跡が見受けられ
た。これはＩＤＴ２とシールド電極５との間に生じた電
位差でスパークが生じたが、ＩＤＴ１とＩＤＴ２間で溶
断が生じるまでの電位差にはならず、ＩＤＴ溶断に至ら
なかったことを示している。すなわちＩＤＴ１とＩＤＴ
２間の溶断に到達する電位差よりも、ＩＤＴ２とシール
ド電極５との間にスパークが生じる電位差が低かったこ
とを示している。
衝撃試験により以下詳細に説明する。リチウム・ナイオ
ベートを基板とする衛星放送チューナ用ＳＡＷフィルタ
を−40℃（30分）→＋85℃（30分）を 1サイクルとし
て、50サイクル程度の熱衝撃試験にかける。なお、試験
時には全てのリードピンを電位的に浮かせておき、かつ
パッケージは接地電位にしておく。熱衝撃試験結果を図
５（ａ）に示す。図５（ａ）はサイクル毎のＳＡＷフィ
ルタの挿入損失の変動の変化を示している。サイクル数
が増加するに従い挿入損失の変動が増大している。挿入
損失の変動が増大したＳＡＷフィルタを開缶調査した結
果、入出力ともにＩＤＴに溶断が発生しているのが認め
られた。さらにこの溶断には以下の特徴があった。入力
側のＩＤＴでは一様に溶断が生じていたが、出力側のＩ
ＤＴ１、２では必ずしも溶断が生じてはいなかった。し
かし、シールド電極５に近いＩＤＴ２側ではＩＤＴ２と
シールド電極５との間にスパークした痕跡が見受けられ
た。これはＩＤＴ２とシールド電極５との間に生じた電
位差でスパークが生じたが、ＩＤＴ１とＩＤＴ２間で溶
断が生じるまでの電位差にはならず、ＩＤＴ溶断に至ら
なかったことを示している。すなわちＩＤＴ１とＩＤＴ
２間の溶断に到達する電位差よりも、ＩＤＴ２とシール
ド電極５との間にスパークが生じる電位差が低かったこ
とを示している。
【０００９】また、全てのリードピンを接地電位にして
熱衝撃試験を行ったときの熱衝撃試験結果を図５（ｂ）
に示す。挿入損失の変動には変化が見られず、試験後に
開缶調査を実施してもＩＤＴの溶断は発見されなかっ
た。以上の試験結果はＩＤＴ間の電位差が引き金となっ
て溶断が生じていることを示している。
熱衝撃試験を行ったときの熱衝撃試験結果を図５（ｂ）
に示す。挿入損失の変動には変化が見られず、試験後に
開缶調査を実施してもＩＤＴの溶断は発見されなかっ
た。以上の試験結果はＩＤＴ間の電位差が引き金となっ
て溶断が生じていることを示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように焦電性が高
いリチウム・ナイオベートなどの基板を用いたＳＡＷフ
ィルタ、特に衛星放送チューナ用などの比較的ＩＤＴ線
幅が狭いものでは、実装状態に於いて熱衝撃に弱いとい
う問題があった。とくにＩＤＴ等の独立した電極が近接
配置される場所に於いて顕著に熱衝撃に弱いという問題
があった。
いリチウム・ナイオベートなどの基板を用いたＳＡＷフ
ィルタ、特に衛星放送チューナ用などの比較的ＩＤＴ線
幅が狭いものでは、実装状態に於いて熱衝撃に弱いとい
う問題があった。とくにＩＤＴ等の独立した電極が近接
配置される場所に於いて顕著に熱衝撃に弱いという問題
があった。
【００１１】また、一方が電位的に浮いていて、他方が
ある電位に固定されている場合に問題があった。
ある電位に固定されている場合に問題があった。
【００１２】本発明はこのような課題に対処するために
なされたもので、比較的ＩＤＴ線幅が狭いＳＡＷフィル
タにおいてもＩＤＴ間に電位差を生じさせない構造およ
び意図的に電位差を生じさせる構造とすることによっ
て、最終的にはＩＤＴに於いて電極の溶断を起こさない
構造を有するＳＡＷフィルタを提供することを目的とす
るものである。
なされたもので、比較的ＩＤＴ線幅が狭いＳＡＷフィル
タにおいてもＩＤＴ間に電位差を生じさせない構造およ
び意図的に電位差を生じさせる構造とすることによっ
て、最終的にはＩＤＴに於いて電極の溶断を起こさない
構造を有するＳＡＷフィルタを提供することを目的とす
るものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のＳＡＷフィルタ
は、圧電基板上に形成された櫛歯形入力側ＩＤＴと、出
力側ＩＤＴとを有し、ＩＤＴの櫛歯のいずれもが電位的
に独立である場合にはこれらＩＤＴと少なくとも 200μ
m 以上離れて配置され、またＩＤＴの櫛歯の少なくとも
一方が接地電位となる場合にはこれらＩＤＴと少なくと
も 70 μm 以下となるように離して配置される接地電位
を有する電極を前記圧電基板上に形成してなることを特
徴とする。
は、圧電基板上に形成された櫛歯形入力側ＩＤＴと、出
力側ＩＤＴとを有し、ＩＤＴの櫛歯のいずれもが電位的
に独立である場合にはこれらＩＤＴと少なくとも 200μ
m 以上離れて配置され、またＩＤＴの櫛歯の少なくとも
一方が接地電位となる場合にはこれらＩＤＴと少なくと
も 70 μm 以下となるように離して配置される接地電位
を有する電極を前記圧電基板上に形成してなることを特
徴とする。
【００１４】入力側または出力側のＩＤＴと所定の間隔
を離して配置される、本発明に係わる接地電位を有する
電極は、入出力ＩＤＴの電磁的結合（誘導）を除去する
シールド電極であってもよい。たとえば、入力側ＩＤＴ
と出力側ＩＤＴ間に配置される 1個のシールド電極にあ
っては、シールド電極の一端が入力側ＩＤＴと他端が出
力側ＩＤＴと所定の間隔を離して配置されるようにす
る。また、シールド電極を有しない構造にあっては入力
側または出力側のＩＤＴの近傍に配置される電極であっ
てもよい。さらに、本発明に係わる接地電位を有する電
極は、 1個の電極であってもよく、複数個の電極でもよ
い。
を離して配置される、本発明に係わる接地電位を有する
電極は、入出力ＩＤＴの電磁的結合（誘導）を除去する
シールド電極であってもよい。たとえば、入力側ＩＤＴ
と出力側ＩＤＴ間に配置される 1個のシールド電極にあ
っては、シールド電極の一端が入力側ＩＤＴと他端が出
力側ＩＤＴと所定の間隔を離して配置されるようにす
る。また、シールド電極を有しない構造にあっては入力
側または出力側のＩＤＴの近傍に配置される電極であっ
てもよい。さらに、本発明に係わる接地電位を有する電
極は、 1個の電極であってもよく、複数個の電極でもよ
い。
【００１５】本発明に係わる接地電位を有する電極と入
力側または出力側のＩＤＴとの間隔を図１を基に説明す
る。図１は入力側または出力側のＩＤＴとの間にシール
ド電極を有するＳＡＷフィルタの平面図を示す。図１に
おいて、ＳＡＷフィルタの中心周波数は 402.78MHz、3d
B 帯域幅は 27MHzである。圧電基板６として 128°Ｙ軸
カットＸ軸伝搬リチウム・ナイオベート単結晶素材を用
いた。また、入出力のＩＤＴには電極での内部反射をキ
ャンセルするためにスプリット電極を用いている。した
がって、電極の線幅は 1.2μm になった。また、出力側
ＩＤＴ１、２、または入力側ＩＤＴ３、４の櫛歯形電極
が相い向かい合う距離も 1.2μm となる。入力側のＩＤ
Ｔ３、４の内、ＩＤＴ３は電位的に独立、ＩＤＴ４はパ
ッケージのステムにボンディング・ワイヤーを介して結
線され接地電位となる。また、出力側のＩＤＴ１、２は
互いに独立であり、かつステムとも電位的に独立とす
る。入力側ＩＤＴおよび出力側ＩＤＴとの間にシールド
電極５を配置する。
力側または出力側のＩＤＴとの間隔を図１を基に説明す
る。図１は入力側または出力側のＩＤＴとの間にシール
ド電極を有するＳＡＷフィルタの平面図を示す。図１に
おいて、ＳＡＷフィルタの中心周波数は 402.78MHz、3d
B 帯域幅は 27MHzである。圧電基板６として 128°Ｙ軸
カットＸ軸伝搬リチウム・ナイオベート単結晶素材を用
いた。また、入出力のＩＤＴには電極での内部反射をキ
ャンセルするためにスプリット電極を用いている。した
がって、電極の線幅は 1.2μm になった。また、出力側
ＩＤＴ１、２、または入力側ＩＤＴ３、４の櫛歯形電極
が相い向かい合う距離も 1.2μm となる。入力側のＩＤ
Ｔ３、４の内、ＩＤＴ３は電位的に独立、ＩＤＴ４はパ
ッケージのステムにボンディング・ワイヤーを介して結
線され接地電位となる。また、出力側のＩＤＴ１、２は
互いに独立であり、かつステムとも電位的に独立とす
る。入力側ＩＤＴおよび出力側ＩＤＴとの間にシールド
電極５を配置する。
【００１６】このようなＳＡＷフィルタの出力側ＩＤＴ
とシールド電極５との距離ｄ1 を 200μm と設定し、入
力側ＩＤＴとシールド電極５との距離ｄ2 を変化させて
熱衝撃試験における挿入損失の変動の変化を試料数 20
個で測定した。熱衝撃試験は−40℃（30分）→＋85℃
（30分）を 1サイクルとして、数100 サイクル実施し
た。その結果を図３（ａ）に示す。ｄ2 が 70 μm 以下
では熱衝撃試験が 200サイクルに到達しても、挿入損失
の変動に変化は見られない。しかし、ｄ2 が 100μm を
超えると次第に挿入損失の変動の増大するデバイスが表
れる。また、ｄ2 が500μm を超えた場合には全てのデ
バイスで熱衝撃試験が 100サイクルの時点で挿入損失の
変動変動量が 3dBを超え、開缶調査の結果は電極の溶断
であることが確認された。以上から、熱衝撃試験に十分
に耐え得るｄ2 は 70 μm 以下である。また、同様の試
験を中心周波数は 479.5MHz のＳＡＷフィルタにおいて
試験したが、やはり 70 μm 程度が限度となり、中心周
波数は 402.78MHzの場合と同等の結果になった。これは
表面波の波長は異なるものの、実際のデバイスの電極線
幅はリソグラフィー技術の精度の中に埋もれて大きな差
異がないためと考えられる。また、ｄ2 の下限値として
は、デバイス設計上 10 μm 以上が好ましい。
とシールド電極５との距離ｄ1 を 200μm と設定し、入
力側ＩＤＴとシールド電極５との距離ｄ2 を変化させて
熱衝撃試験における挿入損失の変動の変化を試料数 20
個で測定した。熱衝撃試験は−40℃（30分）→＋85℃
（30分）を 1サイクルとして、数100 サイクル実施し
た。その結果を図３（ａ）に示す。ｄ2 が 70 μm 以下
では熱衝撃試験が 200サイクルに到達しても、挿入損失
の変動に変化は見られない。しかし、ｄ2 が 100μm を
超えると次第に挿入損失の変動の増大するデバイスが表
れる。また、ｄ2 が500μm を超えた場合には全てのデ
バイスで熱衝撃試験が 100サイクルの時点で挿入損失の
変動変動量が 3dBを超え、開缶調査の結果は電極の溶断
であることが確認された。以上から、熱衝撃試験に十分
に耐え得るｄ2 は 70 μm 以下である。また、同様の試
験を中心周波数は 479.5MHz のＳＡＷフィルタにおいて
試験したが、やはり 70 μm 程度が限度となり、中心周
波数は 402.78MHzの場合と同等の結果になった。これは
表面波の波長は異なるものの、実際のデバイスの電極線
幅はリソグラフィー技術の精度の中に埋もれて大きな差
異がないためと考えられる。また、ｄ2 の下限値として
は、デバイス設計上 10 μm 以上が好ましい。
【００１７】つぎに入力側ＩＤＴとシールド電極５との
距離ｄ2 を 70 μm と設定し、出力側ＩＤＴとシールド
電極５との距離ｄ1 を変化させて上述と同一の条件で熱
衝撃試験を行った。その結果を図３（ｂ）に示す。入力
側とは逆にｄ1 が小さくなると挿入損失の変動量が大き
くなっていく。ｄ1 が 250μm 未満では挿入損失の変動
の変化が見られ、ｄ1 が 100μm の場合にはサンプル 2
0 個の平均変動量は 13dB となった。またｄ1 が 200μ
m でも挿入損失の変動は見られず、ｄ1 の設定限度であ
ることがわかる。中心周波数が 479.5MHz のＳＡＷフィ
ルタでもほぼ同等の結果が得られたが、ｄ2 の場合とは
異なり、ｄ1 が 200μm ではサンプル 20 個の挿入損失
変動量の平均値は 0.3dBであり、電極ピッチが狭い分の
影響が出ていると考察される。しかしながら、挿入損失
の変動量としては実用上は問題がない範囲であると言え
る。また、ｄ1 の上限値としては、デバイス設計上 500
μm 以下が好ましい。
距離ｄ2 を 70 μm と設定し、出力側ＩＤＴとシールド
電極５との距離ｄ1 を変化させて上述と同一の条件で熱
衝撃試験を行った。その結果を図３（ｂ）に示す。入力
側とは逆にｄ1 が小さくなると挿入損失の変動量が大き
くなっていく。ｄ1 が 250μm 未満では挿入損失の変動
の変化が見られ、ｄ1 が 100μm の場合にはサンプル 2
0 個の平均変動量は 13dB となった。またｄ1 が 200μ
m でも挿入損失の変動は見られず、ｄ1 の設定限度であ
ることがわかる。中心周波数が 479.5MHz のＳＡＷフィ
ルタでもほぼ同等の結果が得られたが、ｄ2 の場合とは
異なり、ｄ1 が 200μm ではサンプル 20 個の挿入損失
変動量の平均値は 0.3dBであり、電極ピッチが狭い分の
影響が出ていると考察される。しかしながら、挿入損失
の変動量としては実用上は問題がない範囲であると言え
る。また、ｄ1 の上限値としては、デバイス設計上 500
μm 以下が好ましい。
【００１８】以上の実験の結果、本発明に係わる接地電
位を有する電極と入力側または出力側ＩＤＴとの間隔
は、ＩＤＴの櫛歯のいずれもが電位的に独立である場合
にはこれらＩＤＴと少なくとも 200μm 以上、またＩＤ
Ｔの櫛歯の少なくとも一方が接地電位となる場合にはこ
れらＩＤＴと少なくとも 70 μm 以下と設定される。
位を有する電極と入力側または出力側ＩＤＴとの間隔
は、ＩＤＴの櫛歯のいずれもが電位的に独立である場合
にはこれらＩＤＴと少なくとも 200μm 以上、またＩＤ
Ｔの櫛歯の少なくとも一方が接地電位となる場合にはこ
れらＩＤＴと少なくとも 70 μm 以下と設定される。
【００１９】実際のＳＡＷフィルタの設計では、ＳＡＷ
フィルタの絶対遅延時間の設定のために入力側ＩＤＴと
出力側ＩＤＴの励振中心距離は一義的に決定される。ま
た、必要な帯域幅から正規形ＩＤＴ（図１では出力側に
なるが）の対数が決定され、アポダイズドＩＤＴではＳ
ＡＷフィルタの減衰特性の急峻さから、その長さが決定
されてしまう。従って、シールド電極５に与えられる面
積の限度は、ＩＤＴの設計が完了した時点では限定され
たものとなっている。この範囲で前述のｄ1 、ｄ2 を割
り振り、シールド電極は適当な面積を持たせて設計する
ことで入出力間の誘導特性を良好に保つことができる。
フィルタの絶対遅延時間の設定のために入力側ＩＤＴと
出力側ＩＤＴの励振中心距離は一義的に決定される。ま
た、必要な帯域幅から正規形ＩＤＴ（図１では出力側に
なるが）の対数が決定され、アポダイズドＩＤＴではＳ
ＡＷフィルタの減衰特性の急峻さから、その長さが決定
されてしまう。従って、シールド電極５に与えられる面
積の限度は、ＩＤＴの設計が完了した時点では限定され
たものとなっている。この範囲で前述のｄ1 、ｄ2 を割
り振り、シールド電極は適当な面積を持たせて設計する
ことで入出力間の誘導特性を良好に保つことができる。
【００２０】なお、本発明は焦電係数が 2×10-5 (C/ m
2 K)以上を有する焦電性の高い圧電基板に対してとくに
好適に適用できる。そのような圧電基板としては、 128
°Ｙ軸カットＸ軸伝搬リチウム・ナイオベート基板、36
°Ｙ軸カットＸ軸伝搬リチウム・タンタレート基板、64
°Ｙ軸カットＸ軸伝搬リチウム・タンタレート基板等を
挙げることができる。
2 K)以上を有する焦電性の高い圧電基板に対してとくに
好適に適用できる。そのような圧電基板としては、 128
°Ｙ軸カットＸ軸伝搬リチウム・ナイオベート基板、36
°Ｙ軸カットＸ軸伝搬リチウム・タンタレート基板、64
°Ｙ軸カットＸ軸伝搬リチウム・タンタレート基板等を
挙げることができる。
【００２１】また、圧電基板が上述の焦電係数を有する
と共にＩＤＴの櫛歯形電極線幅およびピッチ幅は 2μm
以下であることが好ましい。 2μm 以下であると、放電
が生じる電圧の限界が低くなり、ＳＡＷフィルタが実用
される温度範囲での熱衝撃で溶断を起こしやすくなるた
めである。
と共にＩＤＴの櫛歯形電極線幅およびピッチ幅は 2μm
以下であることが好ましい。 2μm 以下であると、放電
が生じる電圧の限界が低くなり、ＳＡＷフィルタが実用
される温度範囲での熱衝撃で溶断を起こしやすくなるた
めである。
【００２２】
【作用】図１のＳＡＷフィルタにおいて、接地電位にあ
るＩＤＴ４と独立な電位にあるＩＤＴ３との間には電極
指間の溶断を起こさせる電位差が本来生じているはずで
ある。しかし、ＩＤＴ３とシールド電極５の距離を 70
μm 以下と設定することにより、溶断の原因となる放電
が生じる電圧よりも、ＩＤＴ３とシールド電極５間の放
電電圧の方が低くなる。その結果、ＩＤＴ３とＩＤＴ４
との間の溶断を防ぐことができる。なお、ＩＤＴ３とシ
ールド電極５間の放電電圧の方が低くなるため、ＩＤＴ
３とシールド電極５間で放電の痕跡と思われるスパーク
が見られたが溶断などは生じなかった。
るＩＤＴ４と独立な電位にあるＩＤＴ３との間には電極
指間の溶断を起こさせる電位差が本来生じているはずで
ある。しかし、ＩＤＴ３とシールド電極５の距離を 70
μm 以下と設定することにより、溶断の原因となる放電
が生じる電圧よりも、ＩＤＴ３とシールド電極５間の放
電電圧の方が低くなる。その結果、ＩＤＴ３とＩＤＴ４
との間の溶断を防ぐことができる。なお、ＩＤＴ３とシ
ールド電極５間の放電電圧の方が低くなるため、ＩＤＴ
３とシールド電極５間で放電の痕跡と思われるスパーク
が見られたが溶断などは生じなかった。
【００２３】一方、ＩＤＴ２とＩＤＴ１とはいずれも独
立な電位にあるので、電極指間の溶断を起こさせる電位
差が生じにくい。しかし、接地電位にあるシールド電極
５が近くなるとその間で溶断の原因となる放電が生じ易
くなるが、その距離を 200μm 以上と設定することによ
り、その放電を防ぐことができる。
立な電位にあるので、電極指間の溶断を起こさせる電位
差が生じにくい。しかし、接地電位にあるシールド電極
５が近くなるとその間で溶断の原因となる放電が生じ易
くなるが、その距離を 200μm 以上と設定することによ
り、その放電を防ぐことができる。
【００２４】
【実施例】実施例１ 実施例１を前述の図１を用いて説明する。128°Ｙ軸カ
ットＸ軸伝搬リチウム・ナイオベート圧電単結晶基板
（焦電係数18.1×10-5 (C/ m2 K)の上に電極の線幅 1.2
μm のスプリット電極を用いて櫛歯形電極が相い向かい
合う距離 1.2μm で入出力のＩＤＴを形成した。入力側
のＩＤＴ３、４の内、ＩＤＴ３は電位的に独立、ＩＤＴ
４はパッケージのステムにボンディング・ワイヤーを介
して結線し接地電位とした。また、出力側のＩＤＴ１、
２は互いに独立であり、かつステムとも電位的に独立と
した。入力側ＩＤＴおよび出力側ＩＤＴとの間にシール
ド電極５を配置した。シールド電極５とＩＤＴ３との間
は 70 μm 、シールド電極５とＩＤＴ２との間は 200μ
m に設定した。このＳＡＷフィルタは中心周波数が 40
2.78MHz、3dB 帯域幅が 27MHzである。
ットＸ軸伝搬リチウム・ナイオベート圧電単結晶基板
（焦電係数18.1×10-5 (C/ m2 K)の上に電極の線幅 1.2
μm のスプリット電極を用いて櫛歯形電極が相い向かい
合う距離 1.2μm で入出力のＩＤＴを形成した。入力側
のＩＤＴ３、４の内、ＩＤＴ３は電位的に独立、ＩＤＴ
４はパッケージのステムにボンディング・ワイヤーを介
して結線し接地電位とした。また、出力側のＩＤＴ１、
２は互いに独立であり、かつステムとも電位的に独立と
した。入力側ＩＤＴおよび出力側ＩＤＴとの間にシール
ド電極５を配置した。シールド電極５とＩＤＴ３との間
は 70 μm 、シールド電極５とＩＤＴ２との間は 200μ
m に設定した。このＳＡＷフィルタは中心周波数が 40
2.78MHz、3dB 帯域幅が 27MHzである。
【００２５】得られたＳＡＷフィルタの評価を熱衝撃試
験における挿入損失の変動の変化で行った。熱衝撃試験
は−40℃（30分）→＋85℃（30分）を 1サイクルとし
て、試料数 20 個で 200サイクル実施した。その結果を
図２に示す。 200サイクルに到達しても挿入損失の変動
に変化は見られなかった。また、このＳＡＷフィルタの
挿入損失は 18dB 程度であった。
験における挿入損失の変動の変化で行った。熱衝撃試験
は−40℃（30分）→＋85℃（30分）を 1サイクルとし
て、試料数 20 個で 200サイクル実施した。その結果を
図２に示す。 200サイクルに到達しても挿入損失の変動
に変化は見られなかった。また、このＳＡＷフィルタの
挿入損失は 18dB 程度であった。
【００２６】実施例２ 36°Ｙ軸カットＸ軸伝搬リチウム・タンタレート基板
（焦電係数 2.4×10-5 (C/ m2 K)を使用する以外は実施
例１と同一のＳＡＷフィルタを作製した。得られたＳＡ
Ｗフィルタを実施例１と同一の条件で評価試験を行った
ところ、200サイクルに到達しても挿入損失の変動に変
化は見られず、挿入損失は 18 dB程度であった。
（焦電係数 2.4×10-5 (C/ m2 K)を使用する以外は実施
例１と同一のＳＡＷフィルタを作製した。得られたＳＡ
Ｗフィルタを実施例１と同一の条件で評価試験を行った
ところ、200サイクルに到達しても挿入損失の変動に変
化は見られず、挿入損失は 18 dB程度であった。
【００２７】実施例３ 64°Ｙ軸カットＸ軸伝搬リチウム・タンタレート基板
（焦電係数20.6×10-5 (C/ m2 K)を使用する以外は実施
例１と同一のＳＡＷフィルタを作製した。得られたＳＡ
Ｗフィルタを実施例１と同一の条件で評価試験を行った
ところ、200サイクルに到達しても挿入損失の変動に変
化は見られず、挿入損失は 15 dB程度であった。
（焦電係数20.6×10-5 (C/ m2 K)を使用する以外は実施
例１と同一のＳＡＷフィルタを作製した。得られたＳＡ
Ｗフィルタを実施例１と同一の条件で評価試験を行った
ところ、200サイクルに到達しても挿入損失の変動に変
化は見られず、挿入損失は 15 dB程度であった。
【００２８】比較例１ 128°Ｙ軸カットＸ軸伝搬リチウム・ナイオベート圧電
単結晶基板（焦電係数18.1×10-5 (C/ m2 K)の上に電極
の線幅およびピッチを 10.9 μm と、櫛歯形電極が相互
に向かい合う距離を10.9μm とし、シールド電極５とＩ
ＤＴ３との間は50 μm 、シールド電極５とＩＤＴ２と
の間は 300μm に設定する以外は実施例１と同一のＳＡ
Ｗフィルタを作製した。得られたＳＡＷフィルタを実施
例１と同一の条件で評価試験を行ったところ、200サイ
クルに到達しても挿入損失の変動に変化は見られなかっ
た。これは、実施例１と比較して比較例３のＳＡＷフィ
ルタでは電極線幅およびピッチが 9倍になる。このため
放電が起きる電圧の限界が高く、ＳＡＷフィルタが実用
される温度範囲での熱衝撃では溶断を起こす放電に至ら
ないためと考えられる。
単結晶基板（焦電係数18.1×10-5 (C/ m2 K)の上に電極
の線幅およびピッチを 10.9 μm と、櫛歯形電極が相互
に向かい合う距離を10.9μm とし、シールド電極５とＩ
ＤＴ３との間は50 μm 、シールド電極５とＩＤＴ２と
の間は 300μm に設定する以外は実施例１と同一のＳＡ
Ｗフィルタを作製した。得られたＳＡＷフィルタを実施
例１と同一の条件で評価試験を行ったところ、200サイ
クルに到達しても挿入損失の変動に変化は見られなかっ
た。これは、実施例１と比較して比較例３のＳＡＷフィ
ルタでは電極線幅およびピッチが 9倍になる。このため
放電が起きる電圧の限界が高く、ＳＡＷフィルタが実用
される温度範囲での熱衝撃では溶断を起こす放電に至ら
ないためと考えられる。
【００２９】
【発明の効果】本発明のＳＡＷフィルタは、圧電基板上
に形成された櫛歯形入力側ＩＤＴと、出力側ＩＤＴとを
有し、ＩＤＴの櫛歯のいずれもが電位的に独立である場
合にはこれらＩＤＴと少なくとも 200μm 以上離れて配
置され、またＩＤＴの櫛歯の少なくとも一方が接地電位
となる場合にはこれらＩＤＴと少なくとも 70 μm 以下
となるように離して配置される接地電位を有する電極を
前記圧電基板上に形成してなるので、焦電性が高く、か
つ櫛歯形電極の線幅およびピッチが小さい場合において
も熱衝撃試験においてＩＤＴの溶断を原因とした挿入損
失の変動等の特性変化を示さない。これはＳＡＷフィル
タ単品が倉庫などに保管されている場合はもちろん、チ
ューナのユニットに実装されている場合でも同様の結果
が得られる。さらに、焦電性の強い結晶を用いた圧電基
板を材料としたＳＡＷフィルタでは、当然ながら不利で
あると予想される厳しい半田条件に於いても安定したＳ
ＡＷフィルタ特性が得られるので、製造条件による不良
率が大幅に低下する。このことは、パッケージが面実装
化されている場合が多いＳＡＷフィルタの半田リフロー
工程でとくに有利になる。
に形成された櫛歯形入力側ＩＤＴと、出力側ＩＤＴとを
有し、ＩＤＴの櫛歯のいずれもが電位的に独立である場
合にはこれらＩＤＴと少なくとも 200μm 以上離れて配
置され、またＩＤＴの櫛歯の少なくとも一方が接地電位
となる場合にはこれらＩＤＴと少なくとも 70 μm 以下
となるように離して配置される接地電位を有する電極を
前記圧電基板上に形成してなるので、焦電性が高く、か
つ櫛歯形電極の線幅およびピッチが小さい場合において
も熱衝撃試験においてＩＤＴの溶断を原因とした挿入損
失の変動等の特性変化を示さない。これはＳＡＷフィル
タ単品が倉庫などに保管されている場合はもちろん、チ
ューナのユニットに実装されている場合でも同様の結果
が得られる。さらに、焦電性の強い結晶を用いた圧電基
板を材料としたＳＡＷフィルタでは、当然ながら不利で
あると予想される厳しい半田条件に於いても安定したＳ
ＡＷフィルタ特性が得られるので、製造条件による不良
率が大幅に低下する。このことは、パッケージが面実装
化されている場合が多いＳＡＷフィルタの半田リフロー
工程でとくに有利になる。
【図１】本発明に係わるシールド電極を有するＳＡＷフ
ィルタの平面図である。
ィルタの平面図である。
【図２】実施例１における熱衝撃試験の結果を示す図で
ある。
ある。
【図３】ＩＤＴとシールド電極５との距離を変化させた
ときの挿入損失の変動の変化を示す図である。図３
（ａ）は入力側ＩＤＴとシールド電極５との距離ｄ
2 を、図３（ｂ）は出力側ＩＤＴとシールド電極５との
距離ｄ1 を変化させた場合である。
ときの挿入損失の変動の変化を示す図である。図３
（ａ）は入力側ＩＤＴとシールド電極５との距離ｄ
2 を、図３（ｂ）は出力側ＩＤＴとシールド電極５との
距離ｄ1 を変化させた場合である。
【図４】従来のＳＡＷフィルタの平面図である。
【図５】従来のＳＡＷフィルタの熱衝撃試験の結果を示
す図である。図５（ａ）は全てのリードピンを電位的に
浮かせておいた場合、図５（ｂ）は全てのリードピンを
接地電位にした場合である。
す図である。図５（ａ）は全てのリードピンを電位的に
浮かせておいた場合、図５（ｂ）は全てのリードピンを
接地電位にした場合である。
１、２………出力ＩＤＴ、３、４………入力ＩＤＴ、５
………シールド電極、６………圧電基板。
………シールド電極、６………圧電基板。
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電基板と、この圧電基板上に形成され
た櫛歯形入力側インターディジタル・トランスデューサ
電極と、出力側インターディジタル・トランスデューサ
電極とを有する弾性表面波フィルタにおいて、 前記インターディジタル・トランスデューサ電極の櫛歯
のいずれもが電位的に独立である場合には前記インター
ディジタル・トランスデューサ電極と少なくとも 200μ
m 以上離れて配置され、また前記インターディジタル・
トランスデューサ電極の櫛歯の少なくとも一方が接地電
位となる場合には前記インターディジタル・トランスデ
ューサ電極と少なくとも 70 μm 以下となるように離し
て配置される接地電位を有する電極を前記圧電基板上に
形成してなることを特徴とする弾性表面波フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31190693A JPH07162260A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 弾性表面波フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31190693A JPH07162260A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 弾性表面波フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07162260A true JPH07162260A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=18022845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31190693A Withdrawn JPH07162260A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 弾性表面波フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07162260A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006008922A1 (ja) * | 2004-07-15 | 2006-01-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性表面波フィルタ |
| KR100679195B1 (ko) * | 2001-12-21 | 2007-02-07 | 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤 | 탄성 표면파 공진자 및 탄성 표면파 필터 |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP31190693A patent/JPH07162260A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100679195B1 (ko) * | 2001-12-21 | 2007-02-07 | 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤 | 탄성 표면파 공진자 및 탄성 표면파 필터 |
| WO2006008922A1 (ja) * | 2004-07-15 | 2006-01-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性表面波フィルタ |
| US7271685B2 (en) | 2004-07-15 | 2007-09-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave filter |
| KR100773700B1 (ko) * | 2004-07-15 | 2007-11-05 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 탄성 표면파 필터 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |