JPH07183758A

JPH07183758A - 弾性表面波フィルタ装置

Info

Publication number: JPH07183758A
Application number: JP32873693A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Sugiyama; 雅彦杉山; Masatsugu Oshima; 正嗣大島; Kenji Suzuki; 健司鈴木
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-21

Abstract

(57)【要約】【目的】温度特性及び挿入損失並びに位相特性に優れ
ると共に製造時の歩留を一層改善した弾性表面表面波フ
ィルタ装置を提供する。【構成】圧電性基板として温度係数の小さい水晶基板
(1)を用い、この水晶基板の両方の表面を同一の鏡面研
磨処理面とする。一方の鏡面研磨処理面上に非対称構造
一方向性トランスジューサを形成する。この際、浮き電
極の位置を正電極と負電極との間の中間位置から大幅に
ずらせて浮き電極による機械的反射を一層有効に利用す
る。さらに、浮き電極の反射係数の符号及び大きさを考
慮し、浮き電極として短絡型浮き電極だけを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は弾性表面波フィルタ装
置、特に温度特性及び損失特性に優れると共に製品の歩
留が一層改善された弾性表面波フィルタ装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】圧電性基板上にインタディジタル型の入
力側変換器及び出力側変換器を形成して特定の周波数帯
域の信号を取り出す弾性表面波フィルタ装置が実用化さ
れている。この弾性表面波フィルタ装置では、挿入損失
をできるだけ小さくするため入力側及び出力側変換器と
して一方向性トランスジューサが用いられている。

【０００３】このような一方向性トランスジューサとし
て、例えば特公平３−２０９２９号公報に記載されてい
る一方向性トランスジューサが既知である。この既知の
一方向性トランスジューサは圧電性基板として大きな電
気機械結合係数を有するＬｉＮｂＯ₃単結晶体が用いら
れ、このＬｉＮｂＯ₃基板上にインタディジタル型の正
電極及び負電極が形成されている。正電極及び負電極の
電極指（弾性表面波の進行方向に見て互いに重り合う部
分）は互いにλ／２（λは基本弾性表面波の波長）の中
心間距離を以て形成され、これら正電極と負電極との間
に電気的にフローティング状態にある浮き電極が形成さ
れている。正及び負電極並びに浮き電極の電極指の弾性
表面波の伝播方向の幅はλ／８に設定され、浮き電極と
正及び負電極との間の中心間距離ｄは、λ／８＜ｄ＜λ
／４に設定されている。

【０００４】別の弾性表面波フィルタ装置として、特開
平３−１３３２０９号公報に記載されている弾性表面波
フィルタが既知である。この既知の弾性表面波フィルタ
は広帯域用のフィルタ装置として構成され、圧電性基板
として同様にＬｉＮｂＯ₃が用いられている。そして、
ＬｉＮｂＯ₃基板上に正電極及び負電極が形成され、こ
れら正電極と負電極との間に開放型の浮き電極及び短絡
型の浮き電極の両方が形成されている。そして、各電極
の電極指の幅はλ／１２に設定され、正電極と負電極と
の間にλ／６のピッチで開放型及び短絡型の浮き電極が
形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した弾性表面波フ
ィルタ装置は挿入損失が比較的小さく、しかも位相特性
及び周波数特性を適切に制御できるため高い有用性を有
している。一方、ディジタル通信システムの開発に伴な
い狭帯域特性を有し低挿入損失の弾性表面波フィルタ装
置の開発が強く要請されている。狭帯域特性のフィルタ
装置には温度変化に対する通過帯域の変化が小さく安定
な通過帯域特性が要求される。すなわち、広帯域特性の
フィルタ装置の場合、通過帯域幅自体が広いため、温度
変化によって通過帯域が変化しても帯域幅全体に対する
通過帯域の変化量の割合が小さいため大きな問題とはな
らなかった。これに対して、狭帯域フィルタ装置におい
ては、通過帯域幅自体が狭いため、設定した通過帯域幅
に対する通過帯域幅変化量の割合が大きくわずかな温度
変化により設定した中心周波数が通過帯域外となるおそ
れがあった。従って、ディジタル通信用の狭帯域フィル
タ装置においては、温度変化に対して安定な通過帯域特
性を有することが極めて重要である。

【０００６】一方、前述したＬｉＮｂＯ₃基板上に一方
向性トランスジューサを形成した弾性表面波フィルタ装
置は、ＬｉＮｂＯ₃基板の電気機械結合係数が大きいた
め挿入損失を低く押えることができるが、温度変化に対
する通過帯域の変化量が大きく、従って従来の弾性表面
波フィルタ装置をそのまま狭帯域フィルタ装置に適用し
たので、温度変化に起因する帯域変動の観点より実用化
できないのが実情である。

【０００７】また、変換器の各電極指はフォトリソグラ
フィ法により形成されるが、電極指の幅及び電極指の間
隔が基準の設定値よりも僅かに変化するだけでも素子の
特性が悪化してしまい、特に一方向性トランスジューサ
を用いるフィルタ装置においては電極指の幅及び電極指
間隔の偏差の影響を受け易く、製造時にこれらのパラメ
ータが基準の設定値よりもわずかにシフトするだけでも
挿入損失が低下しＧＤＴ特性が悪化してしまう。従っ
て、製造時における歩留を一層改善することも重要な製
品開発事項となっている。

【０００８】従って、本発明の目的は、製造時の歩留が
一層改善されると共に温度変化に対する帯域変化量が小
さく、しかも挿入損失の小さい弾性表面波フィルタ装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による弾性表面波
フィルタ装置は、圧電性基板上に入力側変換器及び出力
側変換器をそれぞれ形成した弾性表面波フィルタ装置に
おいて、前記圧電性基板を水晶または水晶と同程度の電
気機械結合係数を有する圧電性材料で構成し、この圧電
性基板の変換器が形成される第１の表面及び第１の表面
と対向する第２の表面を共に鏡面研磨面とし、前記入力
側変換器及び出力側変換器が、インタディジタル型の正
電極及び負電極と、これら正電極と負電極との間に配置
した短絡型の浮き電極とを有し、前記正電極及び負電極
の各電極指を、基本弾性表面波の波長をλとした場合
に、弾性表面波の伝播方向に沿ってλ／２の中心間距離
を以て交互に形成し、前記正電極、負電極及び浮き電極
の電極指の、弾性表面波の伝播方向の幅ｄを、式０．８×λ／１２≦ｄ≦１．３×λ／１２を満たすように設定し、前記浮き電極の各電極指を、こ
れら電極指の弾性表面波の伝播方向側の端縁が、この電
極指と隣接する正電極の電極指と負電極の電極指との間
の中間位置よりも弾性表面波の伝播方向に見て手前側に
位置するように配置したことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明者が、温度変化に起因する通過帯域の変
化について種々の実験及び解析を行なった結果、基板の
温度特性が最も強く影響していることが判明した。すな
わち、従来の弾性表面波フィルタ装置に用いられている
１２８°回転Ｙカット×方向伝播ＬｉＮｂＯ₃基板は大
きな電気機械結合係数を有するが、周波数に対する温度
係数（ＴＣＦ）が−７４ｐｐｍ／℃（−２０℃〜８０℃
において）と大きな値を有するため、温度変化に対して
通過帯域が大幅に変化する不都合が生じてしまう。この
ため、本発明では、圧電性基板材料として温度係数の小
さい水晶を用いる。ＳＴカット水晶は−２０℃〜８０℃
におけるＴＣＦが１．６ｐｐｍ／℃と極めて小さいた
め、温度変化に対する通過帯域変化が極めて小さいフィ
ルタ装置を実現することができる。

【００１１】しかしながら、水晶はＴＣＦが小さいもの
の、電気機械結合係数が小さいため、既知の一方向性ト
ランスジューサをそのまま適用したのでは挿入損失が大
きくなりすぎてしまい実用化することができない。この
ため、本発明では、電気機械結合係数の小さい基板材料
の特性に適合した一方向性トランスジューサを形成す
る。すなわち、電気機械結合係数の小さい基板材料を用
いる場合、電気的摂動効果が期待されないため、浮き電
極の機械的摂動効果を一層効率よく利用する。しかも、
浮き電極の配置位置について非対称構造性を一層強めて
トランスジューサの一方向性を一層高める。

【００１２】前述した特公平３−２０９２９号公報に記
載の一方向性トランスジューサでは、正電極及び負電極
の電極幅をλ／８に設定し、浮き電極の電極幅ｄを、λ
／８＜ｄ＜λ／４に設定されている。しかしながら、正
電極及び負電極の電極幅をλ／８に設定すると、正電極
と負電極との間の中心間距離がλ／２であるから、浮き
電極を形成できる範囲は３λ／８となってしまう。この
場合、浮き電極と正電極及び負電極との間のスペースを
考慮すると、浮き電極の正電極と負電極との間の中心位
置から偏位させることができる許容範囲が小さすぎ、従
って十分な非対称構造とすることができない。すなわ
ち、正電極と負電極との間の中間位置から浮き電極を偏
位させることができるスペースが小さすぎ、非対称構造
による効果を有効に利用することができず、従ってその
まま水晶基板に適用したのでは、ユーザ仕様基準を満た
す損失特性及び位相特性を達成することができない。

【００１３】これに対して、前述した特開平３−１３３
２０９号公報に開示されているトランスジューサでは、
正電極及び負電極並びに浮き電極の電極幅をλ／１２に
設定し、正電極と負電極との間に短絡型浮き電極及び開
放型の浮き電極の両方が配置されている。そして、各電
極の電極指はλ／６の中心間距離で離間している。この
電極構造は、浮き電極を、正電極と負電極との間の中心
位置から十分に偏位させることができるので、非対称構
造性を一層有効に利用でき一方向性を一層高くすること
ができる。

【００１４】しかしながら、電極指の幅をλ／１２に設
定し、短絡型浮き電極及び開放型の浮き電極の両方を用
いる一方向性トランスジューサを水晶基板に形成した弾
性表面波フィルタ装置を試作したところ、温度特性につ
いては良好な結果が得られたが、挿入損失が約１０ｄＢ
と比較的大きく、挿入損失についてさらに一層改善する
必要があることが判明した。本発明者は、この挿入損失
について一層詳細な検討を行なったところ、浮き電極の
反射係数の符号が挿入損失に強く影響していることを見
い出した。すなわち、ＬｉＮｂＯ₃基板の場合、短絡型
浮き電極の反射係数の符号と開放型浮き電極の反射係数
の符号とが互いに反対になるため、短絡型浮き電極と開
放型浮き電極とをλ／６離すことにより、入力側変換器
から出力側変換器に向かう方向において反射波の位相が
同一になるため相乗し、これと反対の方向においては反
射波の位相が互いに打ち消し合うので、トランスジュー
サの一方向性を高めることができる。しかしながら、水
晶基板の場合、短絡型浮き電極の反射係数の符号と開放
型浮き電極の反射係数の符号とが互いに等しいため、入
力側変換器から出力側変換器に向かう方向において反射
波が互いに打ち消し合ってしまい、一方向性に難点が生
じ、この結果挿入損失が大きくなってしまう。このた
め、本発明では、浮き電極として短絡型浮き電極及び開
放型浮き電極の両方を用いるのではなく、どちらか一方
の浮き電極だけを用いる。この場合水晶基板を用いる場
合、開放型浮き電極よりも短絡型浮き電極の方が反射係
数が大きいため、本発明では、浮き電極として短絡型浮
き電極だけを用いることにする。このように構成するこ
とにより、電気機械結合係数の小さい水晶基板を用いて
も挿入損失を極めて小さな範囲に押さえることができ、
この結果温度特性に優れると共に低損失の狭帯域弾性表
面波フィルタ装置を実現することができる。

【００１５】上述したように変換器を構成することによ
りフィルタ装置としての性能を一層できる。しかしなが
ら、上述した構成の弾性表面波フィルタ装置は、電極指
の幅及び間隔の幅を数μｍ程度に設定しなければなら
ず、極めて厳格な微細精密加工精度が要求されるため製
造時の歩留に難点がある。本発明者が、製造された弾性
表面波フィルタ装置について中心周波数のばらつきや挿
入損失のばらつきの原因について種々の実験及び解析を
行なった結果、これらばらつきの原因は主として基板の
反りにあることを見い出した。すなわち、基板に反りが
ある場合、ソリグラフィ工程におけるマスクパターンの
投影工程において、基板表面と投影レンズ系との間の距
離が局部的に偏移してしまい、この結果電極指の幅や電
極指間距離が正規の寸法からずれた変換器が形成されて
しまい、正規の帯域特性及び損失特性からずれた特性の
フィルタ装置が製造されてしまう。従って、製造の歩留
を改善するためには、基板の反りをできるだけ除去する
ことが極めて重要である。

【００１６】さらに、本発明者は、基板の反りの原因に
ついて検討した結果、基板の変換器の形成されるべき表
面とこれと対向する表面との間における表面粗さの差異
が強く影響していることを見い出した。すなわち、基板
の変換器が形成される第１の表面が鏡面研磨され、この
第１の表面と対向する第２の表面が研磨処理されていな
い場合、表面粗さの大きい第２の表面が収縮するように
反りが生じてしまう。特に、第２の表面に粗面処理や微
細溝加工を施した場合、粗面処理や溝加工処理が施され
た第２の表面全体が収縮するような強いストレスが発生
し、一層大きな反りが発生してしまう。このような検討
結果に基づき、本発明では、変換器の形成に先立って基
板の２個の表面の両方について同程度の鏡面研磨処理を
行ない、その後一方の表面上に変換器を形成する。この
ように、基板の両面に鏡面研磨処理を施して同程度の研
磨面とすることにより、基板の両面が互いに均等な応力
状態に維持されるので、不所望なストレスの発生が防止
され、反りのない基板を作成することができる。この結
果、その後行なわれる変換器の形成工程において電極指
の幅及び間隔を正確に規定することができ、製造上の歩
留を一層向上させることができる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明による弾性表面波フィルタ装置
の一例の構成を示す平面図である。圧電性基板として水
晶基板１を用いる。このＳＴカット水晶基板は、−２０
℃〜８０℃の温度範囲における周波数に対する温度係数
（ＴＣＦ）が１．６ｐｐｍ／℃と極めて微小である。ち
なみに、１２８°回転Ｙカット×方向伝播ＬｉＮｂＯ₃
のＴＣＦは−７４ｐｐｍ／℃であるから、水晶基板は極
めて良好な温度特性を有し、温度変化による通過周波数
帯域の変動を極めて微小範囲内に維持することができ
る。水晶基板１上に入力側変換器２、シールド電極３及
び出力側変換器４をそれぞれ形成する。本発明では、こ
れら変換器が形成される基板の第１の表面及びこの第１
の表面と対向する第２の表面を共に鏡面研磨処理面とす
る。

【００１８】入力側変換器２及び出力側変換器４は共に
一方向性トランスジューサで構成する。水晶のように電
気機械結合係数の小さい基板材料の場合電気的摂動効果
の寄与が小さいため、本発明では非対称構造のトランス
ジューサを用いて浮き電極による機械的反射を積極的に
利用する。入力側変換器２はインタディジタル型の第１
電極である正電極１０及び第２電極となる負電極１１
と、これら正電極と負電極との間に形成した短絡型浮き
電極１２及び１３を有し、出力側変換器４も同様に正電
極１４と、負電極１５と、短絡型浮き電極１６及び１７
とを有している。本例では、これらの電極の電極指の幅
はλ／１２に設定する。これらの電極は、水晶基板１上
にアルミニウム層を蒸着又はスパッタリングし、フォト
リソグラフィ法により形成することができる。尚、図面
を明瞭にするため、図面上各電極の対数は２対で表示し
たが、通過帯域幅に応じて種々の対数に設定することが
でき、例えばディジタル通信用の狭帯域フィルタの場合
例えば２００〜４００対に設定することができる。尚、
本例では、入力側変換器２と出力側変換器４は共に同一
構造をとるため、入力側変換器について詳細に説明す
る。正電極１０の電極指１０ａと１０ｂとの間のピッチ
及び負電極１１の電極指１１ａと１１ｂとの間のピッチ
は共に基本弾性表面波の波長λに等しくなるように設定
する。基本弾性表面波の波長λは、ｖを水晶基板におけ
る弾性表面波の伝播速度とし、ｆ₀を中心周波数とした
場合、λ＝ｖ／ｆ₀となるように設定する。また、正電
極１０の電極指と負電極１１の電極指との間の中心間距
離はλ／２に設定する。浮き電極１２及び１３は、それ
ぞれ対をなす電極指１２ａ，１２ｂ及び１３ａ，１３ｂ
を有し、これら電極指間のピッチはそれぞれλ／２に設
定する。そして、浮き電極１２の一方の電極指１２ａは
負電極１１の電極指１１ａと出力側変換器側（図面の右
側）においてλ／６の中心間距離を以て隣接し、他方の
電極指１２ｂは正電極１０の電極指１０ａと同様に出力
側変換器側においてλ／６の中心間距離を以て隣接す
る。同様に、浮き電極１３の一方の電極指１３ａも負電
極１１の電極指１１ｂと出力側変換器側においてλ／６
の中心間距離を以て隣接し、他方の電極指１３ｂも正電
極１０の電極指１０ｂと出力側変換器側においてλ／６
の中心間距離を以て隣接する。このように構成すれば、
浮き電極の各電極指12ａ，12ｂ，13ａ，13ｂは、これら
電極指が隣接する正電極の電極指と負電極の電極指との
間の中間点から弾性表面波の伝播方向と反対の方向にλ
／12の距離だけ離間し、この結果非対象構造に基く浮き
電極による機械的反射特性を一層有効に利用することが
でき、励振された弾性表面波の大部分を図１の右側すな
わち出力側変換器に向けて伝播させることができる。こ
の結果、トランスジューサの一方向性が一層増強され挿
入損失を低減することができる。水晶基板においては、
この浮き電極の正電極の電極指と負電極の電極指の中間
点からの偏位量は一方向性を高める上で極めて重要であ
り、その偏位量が小さ過ぎると挿入損失が大きすぎてし
まう。この偏位量について本発明者が種々の検討をした
結果、浮き電極の電極指の一部が正電極と負電極との間
の中間点上に位置するのでは偏位量が少な過ぎ良好な損
失特性が得られないことが判明した。従って、この浮き
電極の偏位量は、浮き電極の弾性表面波の伝播方向側の
端線が中間位置よりも弾性表面波の伝播方向に見て手前
側に位置するように設定しなければならない。さらに、
様々の検討結果より、浮き電極の電極指の弾性表面波の
伝播方向の中心位置が、正電極と負電極との間の中間位
置からほぼ電極指の幅だけ離間する場合、浮き電極によ
る反射波と正電極及び負電極によって励振された弾性表
面波との間の位相が互いに適合し、最適な損失特性及び
位相特性が得られた。

【００１９】図２は本発明による弾性表面波フィルタ装
置の変形例を示す平面図である。図１で用いた部材と同
一の部材には同一符号を付して説明する。本例では、図
１に示す短絡型浮き電極１２及び１３を基板上で相互接
続して全体として１個の浮き電極を用いる。このように
構成しても、図１に示す構造の弾性表面波フィルタ装置
と同一の効果が得られる。

【００２０】次に、挿入損失についての実験結果につい
て説明する。比較実験に際し、図１の構造の一方向性ト
ランスジューサと図３に示す構造の一方向性トランスジ
ューサを水晶基板上に形成して特性評価を行なった。図
３のトランスジューサは、図１に示すトランスジューサ
において負電極１１ａ，１１ｂと浮き電極の電極指１２
ｂ及び１３ｂとの間にλ／１２の電極幅の開放型浮き電
極２０及び２１をそれぞれ配置して短絡型浮き電極と開
放型浮き電極の双方を混在させたものである。これ以外
の事項については両者は同一の条件に設定した。これら
の試作品は共に中心周波数ｆ₀＝１５０ＭＨｚに設定さ
れ、その特性評価試験の結果を図４に示す。図４におい
て横軸は周波数を示し、縦軸は挿入損失を示す。図４か
ら明らかなように、図１に示す本発明による弾性表面波
フィルタ装置の挿入損失は５．０ｄＢであり、これに対
して図３に示す混在型のフィルタ装置の挿入損失は９．
８ｄＢであり、約４．８ｄＢだけ挿入損失を小さくする
ことができた。この実験結果より、電気機械結合係数の
小さい水晶基板の場合、短絡型浮き電極と開放型浮き電
極を混在させた構造形態よりも短絡型浮き電極だけを配
置した構造形態の方が挿入損失を一層低減できることが
明らかである。しかも、実用上、挿入損失が６．０ｄＢ
以上の場合ユーザ仕様を満足することができない。従っ
て、従来の一方向性トランスジューサを水晶基板に単に
適用しただけではユーザ仕様を満足することができな
い。しかしながら、本願発明のように、正電極と負電極
との間に短絡型浮き電極だけを配置することにより挿入
損失を約４．８ｄＢ小さくすることができ、この結果ユ
ーザ仕様を十分に満たすことができる。

【００２１】次に、各電極の電極幅（電極指の弾性表面
波の伝播方向における幅）について説明する。挿入損失
の要因として、弾性表面波の伝播による損失、電極での
電気抵抗による損失、及び電気回路の不整合によるリタ
ーン損失が考えられる。このうちリターン損失について
は電気回路において電気的な整合を行なうことにより改
善することができる。また、弾性表面波の伝播による損
失は弾性表面波フィルタ装置固有のものである。そこ
で、本発明者は挿入損失と電極における電気抵抗との関
係について検討した。電極における電気抵抗は正及び負
電極の電極幅と密接な関連性があり、電極幅を細くする
程電気抵抗が大きく挿入損失も大きくなることが予想さ
れる。さらに、電極幅と反射効率及び励振効率の関係に
おいても電極幅を細くすると反射及び励振効率が低下す
ることが予測される。図５は電極幅と挿入損失との関係
の実験結果を示すグラフである。本実験に際し、図１に
示す一方向性トランスジューサを水晶基板上に形成した
弾性表面波フィルタ装置について、開口長（正電極と負
電極との電極指が弾性表面波の進行方向において互いに
重り合う長さ）が４０λと１００λの２種類のフィルタ
装置を用意した。そして、開口長１００λのフィルタ装
置について０．５×λ／１２から１．３×λ／１２まで
０．１×λ／１２毎に電極幅が増加するフィルタ装置を
試作して特性評価を行ない、開口長４０λのフィルタ装
置については０．６×λ／１２から１．３×λ／１２ま
で０．１×λ／１２毎に電極幅が増加するフィルタ装置
を試作して特性評価を行なった。図５において、横軸は
電極幅（×λ／１２）を示し、縦軸は挿入損失（ｄＢ）
を示す。実線は開口長が４０λのデータを示し、波線は
１００λのデータを示す。図５から明らかなように、開
口長が４０λの素子及び１００λの素子共に電極幅が増
大するに従って挿入損失は低下している。挿入損失の実
用上の基準は６ｄＢ以下であるから、この基準を満たす
には電極幅は０．８×λ／１２以上でなければならな
い。

【００２２】一方、電極幅を太くするとＧＤＴが増大す
ると共に周波数特性において波形歪が増大するおそれが
ある。このため、電極幅とＧＤＴとの関係について検討
した。図６は電極幅（×λ／１２）とＧＤＴ（μ秒）と
の関係の実験結果を示す。横軸は電極幅（×λ／１２）
を示し、縦軸はＧＤＴ（μ秒）を示す。電極幅が太くな
るにつれてＧＤＴも増大している。ＧＤＴの実用上のユ
ーザ仕様基準は１．０μ秒以下である。従って、図６の
結果より、ＧＤＴの実用基準を満たすには電極幅は１．
３×λ／１２以下に設定する必要がある。

【００２３】これら挿入損失及びＧＤＴについての検討
結果より、水晶基板上に非対称一方向性トランスジュー
サを形成した弾性表面波フィルタ装置では、電極幅が増
大するに従ってＧＤＴが増大し、電極幅が狭くなるに従
って挿入損失が悪化する特性がある。この実験結果よ
り、ユーザ仕様基準を考慮すると、電極幅ｄは、０．８
×λ／１２≦ｄ≦１．３×λ／１２を満たすように設定
することが好ましい。

【００２４】上述したように、電極指が幅が僅かに変化
するだけでも弾性フィルタ装置の性能が大幅に変化して
しまう。特に、製造時に基板の反りがあると、その後形
成される電極指の幅に偏差が生じ製造の歩留が低下して
しまう。このため、本発明では、基板の両面と鏡面研磨
して基板の反りをできるだけ低減する。

【００２５】次に、水晶基板の反りの影響について説明
する。水晶基板１について第１及び第２の表面の両方を
鏡面研磨した基板と、第１の表面だけを鏡面研磨し第２
の表面に溝加工処理を施した基板とを試作し、これら基
板の反りの量及び変換器を形成した場合の電極指の幅の
ばらつきを測定した。この測定結果を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１に示すように、基板の両面を鏡面研磨
することにより反り量は約１／２に減少する。また、反
りの減少に伴ない電極指の幅の偏差も約１／２に減少す
る。この実験結果より明らかなように、基板の両面を鏡
面研磨することにより製造上の歩留が一層改善されるこ
と明らかである。

【００２８】本発明は上述した実施例だけに限定されず
種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施
例では、圧電性基板として水晶基板を用いたが、例えば
Ｌｉ₂Ｂ₄Ｏ₇のように水晶と同程度の小さい電気機械
結合係数を有する基板材料にも適用することができる。
さらに、本発明は狭帯域フィルタだけでなく種々の帯域
幅の弾性表面波フィルタ装置に適用することができ、変
換器の対数を通過帯域幅に応じて適切に設定することに
より例えば映像回路用の広帯域フィルタ、移動体通信シ
ステム用の狭帯域フィルタ、さらには位相特性が重視さ
れるディジタル通信用のフィルタ装置にも適用すること
ができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板材料として周波数に対する温度係数（ＴＣＦ）が極め
て微小な圧電性基板を用いると共に、圧電性基板の両方
の面を同一の鏡面研磨面とし、一方の鏡面研磨面上に浮
き電極による機械的反射を一層有効に利用した変換器を
形成しているので、製造時の歩留が一層向上すると共
に、低い挿入損失で位相特性も優れ、しかも温度変化に
よる影響を受けにくい弾性表面波フィルタ装置を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による弾性表面波フィルタ装置の
一例を示す線図的平面図である。

【図２】図２は本発明による弾性表面波フィルタ装置の
変形例を示す線図的平面図である。

【図３】図３は比較例として用いた従来の一方向性トラ
ンスジューサの形態を示す線図的平面図である。

【図４】図４は本発明による弾性表面波フィルタ装置と
従来の弾性表面波フィルタ装置の周波数特性を示すグラ
フである。

【図５】図５は本発明による弾性表面波フィルタ装置の
電極幅と挿入損失との関係を示すグラフである。

【図６】図６は本発明による弾性表面波フィルタ装置の
電極幅とＧＤＴとの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１圧電性基板、２入力側変換器、３シールド電
極、４出力側変換器、１０，１４正電極（負電
極）、１１，１５負電極（正電極）、１２，１３，１
６，１７浮き電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電性基板上に入力側変換器及び出力側変
換器をそれぞれ形成した弾性表面波フィルタ装置におい
て、前記圧電性基板を水晶または水晶と同程度の電気機械結
合係数を有する圧電性材料で構成し、この圧電性基板の変換器が形成される第１の表面及び第
１の表面と対向する第２の表面を平行且つ曲率が零にな
るように加工し、前記入力側変換器及び出力側変換器が、インタディジタ
ル型の正電極及び負電極と、これら正電極と負電極との
間に配置した短絡型の浮き電極とを有し、前記正電極及び負電極の各電極指を、基本弾性表面波の
波長をλとした場合に、弾性表面波の伝播方向に沿って
λ／２の中心間距離を以て交互に形成し、前記正電極、負電極及び浮き電極の電極指の、弾性表面
波の伝播方向の幅ｄを、式０．８×λ／１２≦ｄ≦１．３×λ／１２を満たすように設定し、前記浮き電極の各電極指を、これら電極指の弾性表面波
の伝播方向側の端縁が、この電極指と隣接する正電極の
電極指と負電極の電極指との間の中間位置よりも弾性表
面波の伝播方向に見て手前側に位置するように配置した
ことを特徴とする弾性表面波フィルタ装置。
【請求項２】上記圧電性基板の第１の表面と、第１の表
面と対向する第２の表面の加工方法において、変換器が
形成される第１の表面を鏡面加工とし、第２の表面を粗
面処理或いは微細溝加工を施した後、その処理加工によ
る加工変質層を除去することにより第１の面と第２の面
を平行且つ曲率がゼロとなるように加工することを特徴
とする請求項１に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項３】上記圧電性基板の、第１の表面と対向する
第２の表面の加工方法において、第２の表面の加工変質
層を除去する方法が、エッチング或いは熱処理であるこ
とを特徴とする請求項２記載の弾性表面波フィルタ装
置。
【請求項４】圧電性基板上に入力側変換器及び出力側変
換器をそれぞれ形成した弾性表面波フィルタ装置におい
て、前記圧電性基板を水晶または水晶と同程度の電気機械結
合係数を有する圧電性材料で構成し、前記圧電性基板を水晶または水晶と同程度の電気機械結
合係数を有する圧電性材料で構成し、この圧電性基板の変換器が形成される第１の表面及び第
１の表面と対向する第２の表面を共に鏡面研磨面とし、前記入力側変換器及び出力側変換器が、インタディジタ
ル型の正電極及び負電極と、これら正電極と負電極との
間に配置した短絡型の浮き電極とを有し、前記正電極及び負電極の各電極指を、基本弾性表面波の
波長をλとした場合に、弾性表面波の伝播方向に沿って
λ／２の中心間距離を以て交互に形成し、前記正電極、負電極及び浮き電極の電極指の、弾性表面
波の伝播方向の幅ｄを、式０．８×λ／１２≦ｄ≦１．３×λ／１２を満たすように設定し、前記浮き電極の各電極指を、これら電極指の弾性表面波
の伝播方向側の端縁が、この電極指と隣接する正電極の
電極指と負電極の電極指との間の中間位置よりも弾性表
面波の伝播方向に見て手前側に位置するように配置した
ことを特徴とする弾性表面波フィルタ装置。
【請求項５】圧電性基板上に入力側変換器及び出力側変
換器をそれぞれ形成した弾性表面波フィルタ装置におい
て、前記圧電性基板を水晶または水晶と同程度の電機機械結
合係数を有する圧電性材料で構成し、この圧電性基板の変換器が形成される第１の表面と、第
１の表面と対向する第２の表面を平行且つ曲率がゼロに
なるように加工し、前記入力側変換器及び出力側変換器が、インタディジタ
ル型の正電極及び負電極と、これら正電極と負電極との
間に配置した短絡型の浮き電極とを有し、前記正電極及び負電極の各電極指を、基本弾性表面波の
波長をλとした場合に、弾性表面波の伝播方向に沿って
λ／２の中心間距離を以て交互に形成し、前記浮き電極の各電極指を、これら電極指の弾性表面波
の伝播方向における中心位置が、この電極指と隣接する
正電極の電極指と負電極の電極指との間の中間位置より
も弾性表面波の伝播方向に見てλ／12の距離だけ手前側
に位置するように配置し、前記正電極、負電極及び浮き電極の電極指の、弾性表面
波の伝播方向の幅ｄを、式０．８×λ／１２≦ｄ≦１．３×λ／１２を満たすように設定したことを特徴とする弾性表面波フ
ィルタ装置。
【請求項６】上記圧電性基板の第１の表面と、第１の表
面と対向する第２の表面の加工方法において、変換器が
形成される第１の表面を鏡面加工とし、第２の表面を粗
面処理或いは微細溝加工を施した後、その処理加工によ
る加工変質層を除去することにより第１の面と第２の面
を平行且つ曲率がゼロとなるように加工することを特徴
とする請求項５に記載の弾性表面波フィルタ装置。
【請求項７】上記圧電性基板の、第１の表面と対向する
第２の表面の加工方法において、第２の表面の加工変質
層を除去する方法が、エッチング或いは熱処理であるこ
とを特徴とする請求項６に記載の弾性表面波フィルタ装
置。
【請求項８】圧電性基板上に入力側変換器及び出力側変
換器をそれぞれ形成した弾性表面波フィルタ装置におい
て、前記圧電性基板を水晶または水晶と同程度の電気機械結
合係数を有する圧電性材料で構成し、この圧電性基板の変換器が形成される第１の表面及び第
１の表面と対向する第２の表面を共に鏡面研磨面とし、前記入力側変換器及び出力側変換器が、インタディジタ
ル型の正電極及び負電極と、これら正電極と負電極との
間に配置した短絡型の浮き電極とを有し、前記正電極及び負電極の各電極指を、基本弾性表面波の
波長をλとした場合に、弾性表面波の伝播方向に沿って
λ／２の中心間距離を以て交互に形成し、前記浮き電極の各電極指を、これら電極指の弾性表面波
の伝播方向における中心位置が、この電極指と隣接する
正電極の電極指と負電極の電極指との間の中間位置より
も弾性表面波の伝播方向に見てλ／12の距離だけ手前側
に位置するように配置し、前記正電極、負電極及び浮き電極の電極指の、弾性表面
波の伝播方向の幅ｄを、式０．８×λ／１２≦ｄ≦１．３×λ／１２を満たすように設定したことを特徴とする弾性表面波フ
ィルタ装置。