JPH07264001A - 弾性表面波フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】シンプルな配線形態で優れたフィルタ特性を有
する弾性表面波フィルタ装置を提供する。 【構成】正電極の電極指と負電極の電極指との間に浮き
電極を配置した４個の一方向性変換器を用い、これら４
個の変換器を２段縦続接続して２個のフィルタ段を形成
する。第１及び第２フィルタ段の送信側変換器の負電極
のバスバー並びに受信側変換器のフィルタ電極のバスバ
ーが直接対向するように４個の変換器を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一方向性２段縦続接続
型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送
信側変換器及び受信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送信側及び受信側変換器と
して、正電極の電極指と負電極の電極指との間に浮き電
極を配置した一方向性トランスジューサが用いられてい
る。一方向性トランスジューサを用いた弾性表面波フィ
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、この一方向性トランスジューサを用いた
弾性表面波フィルタ装置においては、フィルタ特性を一
層改善するため、帯域外減衰特性を一層改善しバルク波
スプリアスを一層抑制することも強く要請されている。

【０００３】帯域外減衰特性及びバルク波スプリアスの
抑制を一層改善した弾性表面波フィルタ装置として、本
願人から提案されている特願平５−３２８６７５号明細
書に記載されている弾性表面波フィルタ装置がある。こ
のフィルタ装置では、圧電性基板上に送信側変換器及び
受信側変換器をそれぞれ有する２個のフィルタ段が互い
に平行に形成され、第１フィルタ段で変換された信号を
さらに第２フィルタ段で変換して２個の変換動作を行な
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した一方向性２段
縦続接続型弾性表面波フィルタ装置は２個のフィルタ段
の減衰特性が掛け合わされた特性となるため、バルクス
プリアス及び帯域外減衰特性について優れた特性を有
し、極めて高い有用性を有している。しかしながら、総
計４個の変換器を用いているため、接続端子の数が８個
となり、シールド電極の端子数を合わせると合計１０個
の接続端子が必要であり、ボンディングワイヤの接続工
程数が増大すると共に、配線形態も複雑化する不都合も
生じてしまう。すなわち、ボンディングワイヤは微小信
号に対して抵抗成分、容量成分及びリアクタンス成分を
有するため、ボンディングワイヤ長が長い場合或はその
配置形態が複雑化すると帯域外減衰レベルが上昇しフィ
ルタ特性が悪化してしまう。さらに、ボンディングワイ
ヤが変換器の上方を延在する配置形態とすると、ボンデ
ィングワイヤのたれ下り等が生ずるおそれがあり、フィ
ルタ装置としての信頼性が低下するおそれもある。

【０００５】さらに、２段縦続接続型弾性表面波フィル
タ装置の場合、２個のフィルタ段が平行に配置されるた
め、弾性表面波の伝播方向と直交する方向における寸法
が大型化してしまう。

【０００６】さらに、２段縦続接続型弾性表面波フィル
タ装置の場合、帯域外減衰度が大きくなる利点がある
が、挿入損失も大きくなるため挿入損失ができるだけ小
さくなるように変換器を構成する必要がある。

【０００７】従って、本発明の目的は、上述した欠陥を
除去し、シンプルな配線形態で優れたフィルタ特性を有
すると共に、信頼性にも優れた弾性表面波フィルタ装置
を提供することにある。さらに、本発明の目的は、フィ
ルタ特性及び信頼性に優れると共に挿入損失にも優れた
弾性表面波フィルタ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段並びに作用】本発明による
弾性表面波フィルタ装置は、第１の表面及びこの第１の
表面と対向する第２の表面を有する圧電性基板と、この
圧電性基板の第１の表面上に形成され、インタディジタ
ル型の送信側変換器及びインタディジタル型の受信側変
換器をそれぞれ有する第１及び第２のフィルタ段と、複
数のボンディングパッドを有し、前記圧電性基板を収納
するパッケージとを具え、前記第１及び第２のフィルタ
段の送信側及び受信側変換器を、各フィルタ段における
弾性表面波の伝播軸線が互いに平行になると共に弾性表
面波の伝播方向が互いに一致するように配置し、第１及
び第２のフィルタ段の送信側変換器及び受信側変換器
が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、λの
ピッチで周期的に形成した複数の電極指を有する正電極
と、同様にλのピッチで周期的に形成した複数の電極指
を有し、各電極指が正電極の電極指とλ／２の中心間距
離を以てそれぞれ位置する負電極と、前記正電極の電極
指と負電極の電極指との間に配置した複数の電極指を有
し、各電極指が、隣接する正電極の電極指と負電極の電
極指との間の中間位置から弾性表面波の伝播方向と反対
側に偏位するように配置した浮き電極とをそれぞれ有
し、前記４個の変換器を、第１フィルタ段の送信側変換
器の負電極のバスバーと第２フィルタ段の送信側変換器
の負電極のバスバーとが互いに対向し、第１フィルタ段
の受信側変換器の負電極のバスバーと第２フィルタ段の
受信側変換器の負電極のバスバーとが互いに対向するよ
うに配置し、前記第１フィルタ段の受信側変換器の正電
極と第２フィルタ段の送信側変換器の正電極とを相互接
続したことを特徴とする。

【０００９】２段縦続接続型弾性表面波フィルタ装置に
おいては、第１フィルタ段の入力側変換器と第２フィル
タ段の出力側変換器との間の距離をできるだけ長くして
これらの変換器間で電磁結合が生ずるのを防止しなけれ
ばならない。一方、変換器の配置形態として、送信側変
換器と受信側変換器との間で正電極と負電極の向きを互
いに反転させた形態がある。しかしながら、この反転形
態では、第１フィルタ段の受信側変換器の正電極のバス
バーと第２フィルタ段の受信側変換器の負電極のバスバ
ーとが互いに対向すると共に、第２フィルタ段の送信側
変換器の正電極のバスバーと第１フィルタ段の送信側変
換器の負電極のバスバーとの互いに対向するため、電磁
結合が生じ易いばかりでなく、ボンディングワイヤを変
換器の上方で延在させなければならず信頼正の面におい
ても難点がある。

【００１０】このため、本発明では、全ての変換器の正
電極のバスバーが圧電性基板の端縁と対向するように、
すなわち第１及び第２のフィルタ段の各変換器の負電極
のバスバーが互いに対応するように４個の変換器を配置
する。このような配置形態とすることにより、全ての正
電極のバスバーが圧電性基板の端縁と隣接するため、各
変換器の接続形態が一層シンプルになると共にボンディ
ングワイヤ長を最小にすることができる。しかも、ボン
ディングワイヤが変換器の上方を延在する不都合も解消
され信頼性も向上する。さらに、各変換器の負電極のバ
スバーが互いに対向し、全ての正電極のバスバーが他の
変換器の負電極のバスバーから遠く離れた配置形態とな
るため、第１フィルタ段と第２フィルタ段との間の電磁
結合が生ずる課題も解消される。電磁結合の課題が解消
されることに伴い、第１フィルタ段と第２フィルタ段と
の間に電磁結合防止用のガード電極が不要になり、この
結果２個のフィルタ段を平行に配置しても弾性表面波の
伝播方向と直交する方向における寸法を小さくすること
ができる。

【００１１】本発明による弾性表面波フィルタ装置の一
実施例は、前記第１フィルタ段の送信側変換器の負電極
のバスバーと第２フィルタ段の送信側変換器の負電極の
バスバーとを一体的に結合し、前記第１フィルタ段の受
信側変換器の負電極のバスバーと第２フィルタ段の受信
側変換器の負電極のバスバーとを一体的に結合したこと
を特徴とする。このように、互いに対向する負電極のバ
スバー同士を一体的に結合することにより、接続端子の
数すなわちボンディングワイヤの数を２本減らすことが
できる。しかも、フィルタ装置の弾性表面波の伝播方向
と直交する方向の寸法を一層小型にすることができる。

【００１２】さらに、本発明により弾性表面波フィルタ
装置の一実施例は、前記圧電性基板の変換器が形成され
ている第１の表面と対向する第２の表面を、第１の表面
と同程度の鏡面研摩処理面としたことを特徴とする。２
段縦続接続型の場合、帯域外減衰度が大幅に大きくなり
バルフスプリアスも大幅に減少するため、変換器が形成
されている第１の表面と対向する第２の表面について粗
面処理や微細溝加工処理を施す必要がなくなり、第１の
表面と同様に鏡面研摩処理面とすることができる。この
結果、基板の反りの発生が防止され、変換器も形成する
際のフォトリソグラフィ工程において電極指の間隔及び
線幅を高精度に規定することができ、製品の歩留が一層
向上する。

【００１３】本発明による弾性表面波フィルタ装置は、
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
有する圧電性基板と、この圧電性基板の第１の表面上に
形成され、インタディジタル型の送信側変換器及びイン
タディジタル型の受信側変換器をそれぞれ有する第１及
び第２のフィルタ段と、複数のボンディングパッドを有
し、前記圧電性基板を収納するパッケージとを具え、前
記第１及び第２のフィルタ段の送信側及び受信側変換器
を、各フィルタ段における弾性表面波の伝播軸線が互い
に平行になると共に弾性表面波の伝播方向が互いに一致
するように配置し、第１及び第２のフィルタ段の送信側
変換器及び受信側変換器が、λを基本弾性表面波の伝播
波長とした場合に、λのピッチで周期的に形成した複数
の電極指を有する正電極と、同様にλのピッチで周期的
に形成した複数の電極指を有し、各電極指が正電極の電
極指とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電
極と、前記正電極の電極指と負電極の電極指との間に配
置した複数の電極指を有し、各電極指が、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位置から弾性
表面波の伝播方向と反対側に偏位するように配置した浮
き電極とをそれぞれ有し、前記４個の変換器を、第１フ
ィルタ段の送信側変換器の負電極のバスバーと第２フィ
ルタ段の送信側変換器の負電極のバスバーとが互いに対
向し、第１フィルタ段の受信側変換器の負電極のバスバ
ーと第２フィルタ段の受信側変換器の負電極のバスバー
とが互いに対向するように配置し、前記第１フィルタ段
の受信側変換器の正電極と第２フィルタ段の送信側変換
器の正電極とを相互接続し、各フィルタ段の各送信側変
換器の浮き電極の各電極指が、これらの電極指と隣接す
る正電極の電極指と負電極の電極指との間の中間位置か
ら弾性表面波の伝播方向とは反対の方向にλ／１２の距
離だけ離間して位置すると共に、各フィルタ段の各受信
側変換器の浮き電極の各電極指が、これら電極指と隣接
する正電極の電極指と負電極指との間の中間位置から弾
性表面波の伝播方向と反対の方向にλ／１２の距離だけ
離間して位置し、各フィルタ段の各送信側及び受信側変
換器の正電極、負電極及び浮き電極の各電極指の弾性表
面波の伝播方向の幅ｄを、式

【数２】1.0 ×λ／１２≦ｄ≦1.5 ×λ／１２ を満たすように設定したことを特徴とする。

【００１４】２段縦続型弾性表面波フィルタ装置の場
合、帯域外減衰度が大きくなりバルクスプリアスを大幅
に低減することができる利点があるが、挿入損失も大き
くなるため挿入損失ができるだけ小さくなるように変換
器を構成することが望ましい。まず、挿入損失を小さく
するためには、浮き電極の配置位置を隣接する正電極の
電極指と負電極の電極指との間の中間位置から大幅に偏
位させて非対称構造に基づく一方向伝播を一層増強する
必要がある。この場合、電極指の幅をλ／８に設定した
のでは、偏位し得る浮き電極の偏位量が小さ過ぎ、非対
称構造に基づく一方向性を有効に達成することができな
い。このため、電極指の幅をλ／１２程度の範囲に定
め、浮き電極を隣接する正電極の電極指と負電極の電極
指の中間位置から弾性表面波の伝播方向とは反対の方向
にλ／１２だけ偏位させる。

【００１５】次に、本発明者が種々の実験及び解析を行
った結果、挿入損失を小さくするためには、変換器の電
極指による機械的摂動効果を積極的に利用することが極
めて有効であることを見い出した。機械的摂動効果を利
用するには、電極指の弾性表面波の伝播方向の幅を大き
く設定することが有効であり、後述する実験結果によれ
ば、電極指の幅が大きくなる程挿入損失が減少すること
が確認された。一方、電極指の幅が増大するとＧＤＴが
悪化してしまうことも確認された。従って、電極指の幅
の下限は挿入損失より規制され、上限はＧＤＴ特性によ
り規制される。そして、実験結果によれば、電極指の幅
ｄを上述した範囲に設定することにより挿入損失及びＧ
ＤＴの両方についてユーザ使用基準を満たすことができ
ることが判明した。

【００１６】さらに、本発明による弾性表面波フィルタ
装置の一実施例は、前記圧電性基板を水晶又は水晶と同
程度の電気機械結合係数を有する圧電性材料で構成し、
前記各フィルタ段の送信側及び受信側変換器の浮き電極
を短絡型浮き電極としたことを特徴とする。水晶基板は
周波数に対する温度変化が微小であるから、圧電性基板
として水晶基板を用いれば温度変化による通過周波数帯
域の変化を微小範囲内に維持することができる。しかし
ながら、水晶は電気機械結合係数が小さいため、既存の
変換器をそのまま形成したのでは挿入損失の観点より実
用化することができない。本発明者が、水晶基板におけ
る挿入損失について詳細な検討を行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
判明した。そして、水晶基板の場合、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。このた
め、本例では、浮き電極として短絡型浮き電極だけを用
いる。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
範囲に抑えることができ、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。

【００１７】

【実施例】図１は本発明による弾性表面波フィルタ装置
を具えるフィルタ回路を示す回路図である。濾波される
べき信号が入力する信号入力端子１を第１のインダクタ
２及び弾性表面波フィルタ装置３に接続する。弾性表面
波フィルタ装置３は第１のフィルタ段３ａと第２のフィ
ルタ段３ｂを有する２段縦続接続型フィルタ装置とし、
入力信号を第１のフィルタ段３ａで濾波し、濾波された
信号をさらに第２のフィルタ段３ｂで濾波する。第１フ
ィルタ段３ａと第２フィルタ段３ｂとの間に、変換器の
容量成分をキャンセルするための第２のインダクタ４を
接続する。弾性表面波フィルタ装置３の出力部に第３の
インダクタンス５を接続すると共に信号出力端子６を接
続し、この信号出力端子から濾波された信号を取り出
す。

【００１８】図２は図１に示す弾性表面波フィルタ装置
の一例の構成を示す線図的平面図である。本例では、圧
電性基板として矩形の水晶基板を用いる。水晶基板は周
波数に対する温度変化が微小であるから、温度変化によ
る通過周波数帯域の変化を微小範囲に維持することがで
きる。この水晶基板の変換器が形成される第１の表面及
びこれと対向する第２の表面は共に同程度に鏡面研摩し
た面とする。この水晶基板１０の第１の表面上に第１及
び第２の２個のフィルタ段１１及び１２を形成する。第
１フィルタ段１１は第１の送信側変換器１３及び第１の
受信側変換器１４を具え、第２のフィルタ段１２は第１
の送信側変換器１５及び第２の受信側変換器１６を具え
る。これら４個の変換器１３〜１６は共に同一構造の一
方向性変換器で構成する。第１の送信側変換器１３は正
電極１７及び負電極１８と、これら正電極及び負電極の
電極指間に配置した浮き電極１９とで構成する。これら
正電極、負電極及び浮き電極の電極指の幅は例えば１．
４×λ／１２に設定する。ここで、λは基本弾性表面波
の波長とする。正電極１７及び負電極１８の各電極指は
それぞれλのピッチで形成し、正電極の電極指と隣接す
る負電極の電極指との間の中心間距離はλ／２に設定す
る。また、浮き電極の電極指は隣接する正電極及び負電
極の電極指間の中間位置から弾性表面波の伝播方向と反
対の方向にλ／１２だけ偏位するように配置して非対称
構造に基づく一方向性特性を高める。また、第１の受信
側変換器１４も同様に正電極２０及び負電極２１とこれ
ら電極の電極指間に配置した浮き電極２２とを有する。
さらに、第２の送信側変換器１５も同様に正電極２３及
び負電極２４とこれら電極の電極指間に配置した浮き電
極２５とを有する。さらに、第２の受信側変換器も正電
極２６及び負電極２７とこれら電極の電極指間に配置し
た浮き電極２８とを有する。各変換器の電極の対数は全
て同一の対数に設定し、第１フィルタ段と第２フィルタ
段の中間点から見て入力側と出力側とを互いに等しくな
るようにバランスさせる。

【００１９】変換器１３〜１６は、第１フィルタ段１１
における弾性表面波の伝播方向と第２フィルタ段の伝播
方向とが互いに平行で同一方向となるように配置する。
また、第１フィルタ段と第２フィルタ段とが弾性表面波
の伝播方向と直交する方向において互いに重り合うよう
に配置する。さらに、第１の送信側変換器１３において
その正電極のバスバー１７ａが基板１０の一方の端縁１
０ａと直接対向するように配置し、第１の受信側変換器
１４においても同様に、正電極のバスバー２０ａが基板
１０の一方の端縁１０ａと直接対向するように配置す
る。また、第２の送信側変換器においてはその正電極２
３のバスバー２３ａが基板の反対側の端縁１０ｂと直接
対向し、第２の受信側変換器においても正電極２６のバ
スバー２６ａが基板の他方の端縁１０ｂと直接対向する
ように配置する。このように各変換器の正電極及び負電
極を配置することにより、第１フィルタ段の送信側変換
器の信号入力電極と第２フィルタ段の受信側変換器の信
号出力電極を最も遠く離間させることができる。しか
も、第１及び第２のフィルタ段の送信側変換器の負電極
１８及び２４のバスバーが互いに対向し並びに受信側変
換器の負電極２１及び２７のバスバーが互いに対向する
ので、第１フィルタ段と第２フィルタ段との間の電磁結
合が防止され帯域外減衰度を一層改善することができ
る。また、第１フィルタ段と第２フィルタ段との間に電
磁結合防止用のガード電極を配置する必要もなくなり、
弾性表面波の伝播方向と直交する方向の寸法を小さくす
ることもできる。

【００２０】第１及び第２のフィルタ段の送信側変換器
１３，１５と受信側変換１４，１６との間にそれぞれ接
地したシールド電極２９ａ及び２９ｂをそれぞれ配置し
送信側変換器と受信側変換器との間で電磁結合が生ずる
のを防止する。尚、シールド電極２９ａ及び２９ｂを一
体的に結合して１個のシールド電極で構成することも考
えられるが、この場合第１フィルタ段で励起された弾性
表面波のエネルギーがシールド電極を介して第２フィル
タ段に伝達され、同様に第２フィルタ段で励起された弾
性表面波のエネルギーが第１フィルタ段に伝達されてし
まいフィルタ特性に悪影響を及ぼしてしまう。この理由
により、本発明ではシールド電極を互いに分離し、シー
ルド電極による不所望なエネルギー伝達を防止する。さ
らに、本例では、水晶基板１０上の第１フィルタ段と第
２フィルタ段との間に吸音材層３０（図面上、破線で示
す）を塗布し、一方のフィルタ段で発生した弾性表面波
が他方のフィルタ段の変換器に入射するのを防止する。
このように吸音材を塗布することにより、ノイズの発生
を防止し減衰特性を改善することができる。弾性表面波
は基板の表面領域を拡がりながら伝播するため、フィル
タ段間に吸音材層を塗布して一方のフィルタ段で発生し
た弾性表面波が他方のフィルタ段の変換器に入射するの
を防止することは、ノイズの発生を防止すると共にフィ
ルタ段間の間隔を小さくすることができ、２段継続結合
型弾性表面波フィルタ装置において極めて有益である。
さらに、本例では、基板１０の４個の端縁１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ及び１０ｄに沿って吸着材を塗布して基板の
端縁での反射波が変換器に再入射するのを防止する。

【００２１】基板１０はパッケージ４０内に収納し支持
する。パッケージ４０は複数のボンディングパッドを有
し、これらボンディングパッドに各変換器の電極を接続
し、ボンディングパッドを介して電極間を相互接続し又
はプリント回路基板へ接続する。本発明では、各電極と
ボンディングパッドとの間の接続はボンディングワイヤ
を介して行なう。ボンディングワイヤは、基板上に形成
される導体パターンに比べて抵抗値が小さいため、帯域
外減衰度を一層改善することができる。第１の送信側及
び受信側変換器の正電極１７及び２０のバスバー１７ａ
及び２０ａはボンディングワイヤ４１及び４２を介して
パッケージ４０に形成したボンディングパッド４３及び
４４にそれぞれ接続し、第２の送信側及び受信側変換器
の正電極２３及び２６のバスバー２３ａ及び２６ａはボ
ンディングワイヤ４５及び４６を介してそれぞれボンデ
ィングパッド４７及び４８に接続する。さらに、第１及
び第２送信側変換器及び受信側変換器の負電極１８，２
１，２４及び２７のバスバー１８ａ，２１ａ，２４ａ及
び２７ａをそれぞれボンディングワイヤ４９，５０，５
１及び５２を介してパッケージ４０に形成したボンディ
ングパッド５３，５４，５５及び５６にそれぞれ接続す
る。さらにシールド電極２９ａ及び２９ｂについても同
様にボンディングワイヤによりパッケージ側のボンディ
ングパッドに接続する。このような配線形態とすること
によりバランスした配線形態とすることができ、しかも
ボンディングワイヤが変換器の上方を通過せず、この結
果フィルタ装置としての信頼性も向上する。しかも、４
個の変換器の正電極のバスバーの全てがパッケージ側の
ボンディングパッドと直接隣接する位置関係となり、全
ての正電極を接続するボンディングワイヤのワイヤ長を
最小にすることができる。

【００２２】図３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である。本例では、第１のフィル
タ段の送信側変換器１３の負電極のバスバーと第２のフ
ィルタ段の送信側変換器１５の負電極のバスバーを一体
的に結合してバスバー６０とし、同様に第１フィルタ段
の受信側変換器１４のフィルタ電極のバスバーと第２の
フィルタ段の受信側変換器１６の負電極のバスバーとを
一体的に結合してバスバー６１とする。そして、これら
バスバー６０及び６１の一方の端部を基板１０の端縁１
０ａ及び１０ｂ付近までそれぞれ延長する。このように
構成すれば、２個のバスバーを１個のバスバーで構成し
ているので弾性表面波の伝播方向と直交する方向の寸法
を一層小型化することができる。さらに、バスバー６０
及び６１を基板の端縁付近まで延長しているので、全て
のボンディングワイヤのワイヤ長を同一の長さに設定す
ることができ、ボンディングワイヤの接続作業が一層簡
単になる。しかも、接続するボンディングワイヤの数が
１０本から８本に減少し、製造コストも低減することが
できる。尚、バスバー６０及び６１の延長方向は図面と
は反対側に延長することができる。

【００２３】図４は本発明による弾性表面波フィルタ装
置の別の変形例を示す線図である。本例では、圧電正基
板として水晶基板を用い、図２及び図３に示す弾性表面
波フィルタ装置からシールド電極２８及び２９を削除し
た例を示す。本発明者による電磁結合のシュミレーショ
ン結果によれば、圧電性基板としてLiNbO₃を用いる場
合、LiNbO₃は比誘電率が大きいため、送信側変換器と受
信側変換器との間で生ずる電磁結合度が高いためシール
ド電極が必要になる。これに対して、水晶は比誘電率が
低いため送信側変換器と受信側変換器との間の電磁結合
度が低くシールド電極を削除しても良好な減衰特性が得
られることが判明した。このような実験結果に基き、本
例では、圧電性基板として水晶基板を用い、シールド電
極も除去する。このように構成することにより、配線用
のボンディングワイヤ段を６本に減少させることができ
る。しかも、シールド電極の幅だけ送信側変換器と受信
側変換器との間の距離を小さくすることが、この結果弾
性表面波の伝播方向の寸法も小さくすることができる。

【００２４】図５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である。本例では、基板１０の端
縁における弾性表面波フィルタ装置の反射による悪影響
を除去した例について説明する。送信側変換器により励
振された弾性表面波はその大部分のエネルギーが受信側
変換器に向けて伝播するが残りのエネルギー成分は受信
変換器と反対の方向に伝播し、基板の端縁で反射し再び
送信側変換器に入射してしまう。同様に、受信側変換器
に入射した弾性表面波の一部分が該変換器を通過し基板
の端縁で反射して再び受信側変換器に入射してしまう。
これら基板端縁で反射した反射波は、フィルタ特性に悪
影響を及ぼすため、基板１０の端縁１０ｃ及び１０ｄに
沿って吸音材層７０及び７１を形成し、端縁１０ｃ及び
１０ｄに向って弾性表面波を除去する。さらに、第１フ
ィルタ段と第２フィルタ段との間にも吸音材層７２及び
７３を形成して一方のフィルタ段で発生した弾性表面波
が他方のフィルタ段に入射するのを防止する。

【００２５】さらに、送信側変換器で励振された弾性表
面波は回折効果により、その伝播方向と直交する方向に
徐々に広がりながら伝播する。このため、送信変換器で
励振された弾性表面波が一旦基板の側縁１０ａ及び１０
ｂでそれぞれ反射し、その反射波が受信側変換器に入射
してフィルタ特性に悪影響を及ぼしてしまう。このよう
な理由により、本例では基板１０の側縁１０ａ及び１０
ｂに微細な半球状の切欠部を形成し、これを切欠部によ
り側縁に入射してくる弾性表面波を散乱させ反射波によ
る悪影響を除去する。基板の側縁１０ａ及び１０ｂに沿
って吸音材層を形成しても同様の効果が得られる。しか
し、側縁１０ａ及び１０ｂに入射するエネルギー成分
は、端縁１０ｃ及び１０ｄに入射するエネルギー成分よ
りも小さいため、微小な半球状の切欠部を形成するだけ
で反射波を有効に散乱させることができる。しかも、吸
音材層を形成するためには、吸音材層の形成に必要な基
板の表面スペースが必要になるが、微小な切欠部により
反射波を散乱させる場合、この基板の表面スペースが不
要になり、従って圧電性基板を小形にすることができ
る。尚、微小な半球状の切欠部の径は、比較的大きいも
のが多数分布している方が良好な特性が得られることが
実験結果より判明しており、平均サイズが３５μm以上
の場合良好な結果が得られた。また、微細な半球状の切
欠部の形成は、基板を切断する際のカット速度により制
御することができ、４mm／秒以上のカット速度の場合良
好な結果が得られた。

【００２６】次に、各変換器の電極指の弾性表面波の伝
播方向における幅の設定について説明する。２段縦続接
続型弾性表面波フィルタ装置の場合、帯域外減衰度も大
きくなるが、挿入損失も大きくなってしまう。このた
め、挿入損失が大きくならないように各変換器を構成す
ることが好ましい。挿入損失を小さくするためには、電
極指の幅を大きくして機械的摂動効果を積極的に利用す
ることができる。このため、中心周波数が２４０ＭＨｚ
で、電極指の幅が異なる弾性表面波フィルタ装置を試作
し、電極指の幅と挿入損失との関係を求めた。

【００２７】図６は電極指の幅と挿入損失との関係を示
すグラフである。図６において、横軸は電極指の幅を示
し、縦軸は挿入損失を示す。実験に際し、水晶基板上に
３５０対の変換器を形成し２段縦続接続とした。電極指
の幅はλ／１２を基準にして５種類のものを試作した。
図６から明らかなように、電極指の幅が太くなる程挿入
損失は小さくなる。一方、２段縦続接続型弾性表面波フ
ィルタ装置では、帯域外減衰度が大きいこと並びにアン
プ１段で１０ｄＢまでカバーできることにより、挿入損
失のユーザ使用基準は１０ｄＢ以下に規定されている。
このユーザ使用基準を満たすには、電極指の幅は、ｄ≧
１．０×λ／１２の条件を満たす必要がある。

【００２８】一方、電極指の幅ｄが太くなるにつれてＧ
ＤＴが悪化するおそれがある。このため、電極指の幅ｄ
とＧＤＴとの関係についても実験を行った。この実験結
果を図７に示す。ＧＤＴは、電極指の幅に対して直線的
に増大している。一方、ＧＤＴのユーザ使用基準０．５
μ秒以下に規定されている。従って、電極指の幅ｄの上
限はＧＤＴにより規制され、１．５×λ／１２以下に設
定する。これら挿入損失及びＧＤＴのユーザ使用基準よ
り電極指の幅ｄは以下の式を満たすことが望ましい。

【数３】1.0 ×λ／１２≦ｄ≦1.5 ×λ／１２

【００２９】次に、水晶基板の反りについて説明する。
水晶基板１０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。

【００３０】

【表１】 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
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りが一層改善されること明らかであ
る。

【００３１】次に、２段縦続接続型弾性表面波フィルタ
装置のバルクスプリアスに対する効果について説明す
る。第１及び第２の両方の表面を鏡面研磨した水晶基板
を用い、単一フィルタ段の弾性表面波フィルタ装置と２
段縦続接続したフィルタ装置を試作し、その周波数特性
を測定した。中心周波数は共に２４０ＭＨｚに設定し、
電極指の幅ｄも共に１．４×λ／１２に設定した。ま
た、変換器の対数は単一フィルタ段の装置は４００対と
し、２段縦続接続の場合３５０対の２段とした。図８は
単一フィルタ段の装置の周波数特性を示し、図９は２段
縦続接続した装置の周波数特性を示す。単一フィルタ段
の装置の場合、挿入損失は４ｄＢと比較的小さいが、中
心周波数より高周波側においてバルク波スプリアスが顕
著に発生している。これに対して、２段縦続接続型の場
合、挿入損失は７．０ｄＢと比較的大きいが、バルク波
スプリアスは大幅に低減している。この実験結果から明
らかなように、２段縦続接続型弾性表面波フィルタ装置
の場合、基板の両面を鏡面研磨面としてもバルク波スプ
リアスの影響を大幅に低減できること明らかである。

【００３２】本発明は上述した実施例だけに限定されず
種々の変更や変形が可能である。例えば、上述した実施
例では第１及び第２のフィルタ段の４個の変換器の対数
を全て同一に設定したが、第１フィルタ段の受信側変換
器の対数と第２フィルタ段の送信側変換器の対数とが同
一であればフィルタ装置としてバランスさせることがで
きる。従って、第１フィルタ段の送信側変換器の対数と
第２フィルタ段の受信側変換器の対数を同一に設定し、
第１フィルタ段の送信側変換器の対数及び第２フィルタ
段の受信側変換器の対数それぞれ相異するように設定し
てもバランスのとれた良好な性能の弾性表面波フィルタ
装置を実現することができる。

【００３３】さらに、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、ＬｉＮｂＯ ₃ 基板及びＬｉＴ
ａＯ₃ 基板、ＬＢＯ基板、Ｌｉ₂ Ｂ₄ Ｏ₇ 基板、ＺｎＯ
基板、ＡｌＮ基板及びＰｚＴ基板等の他の圧電性基板を
用いることもできる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１及び第２のフィルタ段の各送信側変換器の負電極のバ
スバーが互いに対向し、受信側変換器の負電極のバスバ
ーも互いに対向するように４個の変換器を配置している
から、シンプルな配線形態で優れたフィルタ特性及び信
頼性の弾性表面波フィルタ装置を実現することができ
る。また、各変換器の正電極、負電極及び浮き電極の電
極指の幅を適切な幅に設定しているので、フィルタ特性
及び信頼正に優れると共に挿入損失及びＧＤＴ特性にも
優れた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】本発明による弾性表面波フィルタ装置を用いた
フィルタ回路の等価回路図である。

【図２】本発明による弾性表面波フィルタ装置の一例の
構成を示す線図的平面図である。

【図３】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４】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５】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６】電極指の幅と挿入損失との関係を示すグラフで
ある。

【図７】電極指の幅とＧＤＴとの関係を示すグラフであ
る。

【図８】単一フィルタ段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９】本発明による２段縦続接続型弾性表面波フィル
タ装置の周波数特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 水晶基板、１１ 第１フィルタ段、１２ 第２フ
ィルタ段、１３，１５ 送信側変換器、１４，１６ 受
信側変換器、１７，２０，２３，２６ 正電極、１８，
２１，２４，２７ 負電極、１９，２２，２５，２８
浮き電極、３０ 吸音材層、４０ パッケージ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年５月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【数１】1.0 ×λ／１２≦ｄ≦1.5 ×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。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】帯域外減衰特性及びバルク波スプリアスの
抑制を一層改善した弾性表面波フィルタ装置として、本
願人から提案されている特願平５−３２８６７５号明細
書に記載されている弾性表面波フィルタ装置がある。こ
のフィルタ装置では、圧電性基板上に送信側変換器及び
受信側変換器をそれぞれ有する２個のフィルタ段が互い
に平行に形成され、第１フィルタ段で変換された信号を
さらに第２フィルタ段で変換して２回の変換動作を行な
っている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した一方向性２段
縦続接続型弾性表面波フィルタ装置は２個のフィルタ段
の減衰特性が掛け合わされた特性となるため、バルクス
プリアス及び帯域外減衰特性について優れた特性を有
し、極めて高い有用性を有している。しかしながら、総
計４個の変換器を用いているため、接続端子の数が８個
となり、シールド電極の端子数を合わせると合計１０個
の接続端子が必要であり、ボンディングワイヤの接続工
程数が増大すると共に、配線形態も複雑化する不都合も
生じてしまう。すなわち、ボンディングワイヤは微小信
号に対して抵抗成分、容量成分及びリアクタンス成分を
有するため、ボンディングワイヤ長が長い場合或はその
配置形態が複雑化すると帯域外減衰レベルが上昇しフィ
ルタ特性が悪化してしまう。さらに、ボンディングワイ
ヤが変換器の上方に延在する配置形態とすると、ボンデ
ィングワイヤのたれ下り等が生ずるおそれがあり、フィ
ルタ装置としての信頼性が低下するおそれもある。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【課題を解決するための手段並びに作用】本発明による
弾性表面波フィルタ装置は、第１の表面及びこの第１の
表面と対向する第２の表面を有する圧電性基板と、この
圧電性基板の第１の表面上に形成され、インタディジタ
ル型の送信側変換器及びインタディジタル型の受信側変
換器をそれぞれ有する第１及び第２のフィルタ段と、複
数のボンディングパッドを有し、前記圧電性基板を収納
するパッケージとを具え、前記第１及び第２のフィルタ
段の送信側及び受信側変換器を、各フィルタ段における
弾性表面波の伝播軸線が互いに平行になると共に弾性表
面波の伝播方向が互いに一致するように配置し、第１及
び第２のフィルタ段の送信側変換器及び受信側変換器
が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、λの
ピッチで周期的に形成した複数の電極指を有する正電極
と、同様にλのピッチで周期的に形成した複数の電極指
を有し、各電極指が正電極の電極指とλ／２の中心間距
離を以てそれぞれ位置する負電極と、前記正電極の電極
指と負電極の電極指との間に配置した複数の電極指を有
し、各電極指が、隣接する正電極の電極指と負電極の電
極指との間の中間位置から偏位するように配置した浮き
電極とをそれぞれ有し、前記４個の変換器を、第１フィ
ルタ段の送信側変換器の負電極のバスバーと第２フィル
タ段の送信側変換器の負電極のバスバーとが互いに対向
し、第１フィルタ段の受信側変換器の負電極のバスバー
と第２フィルタ段の受信側変換器の負電極のバスバーと
が互いに対向するように配置し、前記第１フィルタ段の
受信側変換器の正電極と第２フィルタ段の送信側変換器
の正電極とを相互接続したことを特徴とする。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】本発明による弾性表面波フィルタ装置は、
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
有する圧電性基板と、この圧電性基板の第１の表面上に
形成され、インタディジタル型の送信側変換器及びイン
タディジタル型の受信側変換器をそれぞれ有する第１及
び第２のフィルタ段と、複数のボンディングパッドを有
し、前記圧電性基板を収納するパッケージとを具え、前
記第１及び第２のフィルタ段の送信側及び受信側変換器
を、各フィルタ段における弾性表面波の伝播軸線が互い
に平行になると共に弾性表面波の伝播方向が互いに一致
するように配置し、第１及び第２のフィルタ段の送信側
変換器及び受信側変換器が、λを基本弾性表面波の伝播
波長とした場合に、λのピッチで周期的に形成した複数
の電極指を有する正電極と、同様にλのピッチで周期的
に形成した複数の電極指を有し、各電極指が正電極の電
極指とλ／２の中心間距離を以てそれぞれ位置する負電
極と、前記正電極の電極指と負電極の電極指との間に配
置した複数の電極指を有し、各電極指が、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位置から弾性
表面波の伝播方向と同じ側に偏位するように配置した浮
き電極とをそれぞれ有し、前記４個の変換器を、第１フ
ィルタ段の送信側変換器の負電極のバスバーと第２フィ
ルタ段の送信側変換器の負電極のバスバーとが互いに対
向し、第１フィルタ段の受信側変換器の負電極のバスバ
ーと第２フィルタ段の受信側変換器の負電極のバスバー
とが互いに対向するように配置し、前記第１フィルタ段
の受信側変換器の正電極と第２フィルタ段の送信側変換
器の正電極とを相互接続し、各フィルタ段の各送信側変
換器の浮き電極の各電極指が、これらの電極指と隣接す
る正電極の電極指と負電極の電極指との間の中間位置か
ら弾性表面波の伝播方向とは反対の方向にλ／１２の距
離だけ離間して位置すると共に、各フィルタ段の各受信
側変換器の浮き電極の各電極指が、これら電極指と隣接
する正電極の電極指と負電極指との間の中間位置から弾
性表面波の伝播方向と同一方向にλ／１２の距離だけ離
間して位置し、各フィルタ段の各送信側及び受信側変換
器の正電極、負電極及び浮き電極の各電極指の弾性表面
波の伝播方向の幅ｄを、式

【数２】1.0 ×λ／１２≦ｄ≦1.5 ×λ／１２ を満たすように設定したことを特徴とする。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】２段縦続型弾性表面波フィルタ装置の場
合、帯域外減衰度が大きくなりバルクスプリアスを大幅
に低減することができる利点があるが、挿入損失も大き
くなるため挿入損失ができるだけ小さくなるように変換
器を構成することが望ましい。まず、挿入損失を小さく
するためには、浮き電極の配置位置を隣接する正電極の
電極指と負電極の電極指との間の中間位置から大幅に偏
位させて非対称構造に基づく一方向伝播を一層増強する
必要がある。この場合、電極指の幅をλ／８に設定した
のでは、偏位し得る浮き電極の偏位量が小さ過ぎ、非対
称構造に基づく一方向性を有効に達成することができな
い。このため、電極指の幅をλ／１２程度の範囲に定
め、浮き電極を隣接する正電極の電極指と負電極の電極
指の中間位置からλ／１２だけ偏位させる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】さらに、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、ＬｉＮｂＯ₃ 基板及びＬｉＴ
ａＯ₃ 基板、Ｌｉ₂ Ｂ₄ Ｏ₇ 基板、ＺｎＯ基板、ＡｌＮ
基板及びＰｚＴ基板等の他の圧電性基板を用いることも
できる。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の表面及びこの第１の表面と対向する
   第２の表面を有する圧電性基板と、この圧電性基板の第
   １の表面上に形成され、インタディジタル型の送信側変
   換器及びインタディジタル型の受信側変換器をそれぞれ
   有する第１及び第２のフィルタ段と、複数のボンディン
   グパッドを有し、前記圧電性基板を収納するパッケージ
   とを具え、 前記第１及び第２のフィルタ段の送信側及び受信側変換
   器を、各フィルタ段における弾性表面波の伝播軸線が互
   いに平行になると共に弾性表面波の伝播方向が互いに一
   致するように配置し、 第１及び第２のフィルタ段の各送信側変換器及び受信側
   変換器が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合
   に、λのピッチで周期的に形成した複数の電極指を有す
   る正電極と、同様にλのピッチで周期的に形成した複数
   の電極指を有し、各電極指が正電極の電極指とλ／２の
   中心間距離を以てそれぞれ位置する負電極と、前記正電
   極の電極指と負電極の電極指との間に配置した複数の電
   極指を有し、各電極指が、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位置から弾性表面波の伝播方
   向と反対側に偏位するように配置した浮き電極とをそれ
   ぞれ有し、 前記４個の変換器を、第１フィルタ段の送信側変換器の
   負電極のバスバーと第２フィルタ段の送信側変換器の負
   電極のバスバーとが互いに対向し、第１フィルタ段の受
   信側変換器の負電極のバスバーと第２フィルタ段の受信
   側変換器の負電極のバスバーとが互いに対向するように
   配置し、 前記第１フィルタ段の受信側変換器の正電極と第２フィ
   ルタ段の送信側変換器の正電極とを相互接続したことを
   特徴とする弾性表面波フィルタ装置。
2. 【請求項２】前記第１フィルタ段の送信側変換器の負電
   極のバスバーと第２フィルタ段の送信側変換器の負電極
   のバスバーとを一体的に結合し、前記第１フィルタ段の
   受信側変換器の負電極のバスバーと第２フィルタ段の受
   信側変換器の負電極のバスバーとを一体的に結合したこ
   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。
3. 【請求項３】前記圧電性基板の変換器が形成されている
   第１の表面と対向する第２の表面を、第１の表面と同程
   度の鏡面研摩処理面としたことを特徴とする請求項１又
   は２に記載の弾性表面波フィルタ装置。
4. 【請求項４】第１の表面及びこの第１の表面と対向する
   第２の表面を有する圧電性基板と、この圧電性基板の第
   １の表面上に形成され、インタディジタル型の送信側変
   換器及びインタディジタル型の受信側変換器をそれぞれ
   有する第１及び第２のフィルタ段と、複数のボンディン
   グパッドを有し、前記圧電性基板を収納するパッケージ
   とを具え、 前記第１及び第２のフィルタ段の送信側及び受信側変換
   器を、各フィルタ段における弾性表面波の伝播軸線が互
   いに平行になると共に弾性表面波の伝播方向が互いに一
   致するように配置し、 第１及び第２のフィルタ段の送信側変換器及び受信側変
   換器が、λを基本弾性表面波の伝播波長とした場合に、
   λのピッチで周期的に形成した複数の電極指を有する正
   電極と、同様にλのピッチで周期的に形成した複数の電
   極指を有し、各電極指が正電極の電極指とλ／２の中心
   間距離を以てそれぞれ位置する負電極と、前記正電極の
   電極指と負電極の電極指との間に配置した複数の電極指
   を有し、各電極指が、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位置から弾性表面波の伝播方向と
   反対側に偏位するように配置した浮き電極とをそれぞれ
   有し、 前記４個の変換器を、第１フィルタ段の送信側変換器の
   負電極のバスバーと第２フィルタ段の送信側変換器の負
   電極のバスバーとが互いに対向し、第１フィルタ段の受
   信側変換器の負電極のバスバーと第２フィルタ段の受信
   側変換器の負電極のバスバーとが互いに対向するように
   配置し、 前記第１フィルタ段の受信側変換器の正電極と第２フィ
   ルタ段の送信側変換器の正電極とを相互接続し、 各フィルタ段の各送信側変換器の浮き電極の各電極指
   が、これら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から弾性表面波の伝播方向と
   は反対の方向にλ／１２の距離だけ離間して位置すると
   共に、各フィルタ段の各受信側変換器の浮き電極の各電
   極指が、これら電極指と隣接する正電極の電極指と負電
   極指との間の中間位置から弾性表面波の伝播方向と反対
   の方向にλ／１２の距離だけ離間して位置し、 各フィルタ段の各送信側及び受信側変換器の正電極、負
   電極及び浮き電極の各電極指の弾性表面波の伝播方向の
   幅ｄを、式 【数１】1.0 ×λ／１２≦ｄ≦1.5 ×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。
5. 【請求項５】前記圧電性基板を水晶又は水晶と同程度の
   電気機械結合係数を有する圧電性材料で構成し、前記各
   フィルタ段の送信側及び受信側変換器の浮き電極を短絡
   型浮き電極としたことを特徴とする請求項１から４迄の
   いずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ装置。
6. 【請求項６】前記第１フィルタ段と第２フィルタ段との
   間に吸音材層を形成し、この吸音材層により一方のフィ
   ルタ段で発生した弾性表面波が他方のフィルタ段に浸入
   しないように構成したことを特徴とする請求項１から５
   迄のいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ装置。
7. 【請求項７】前記圧電基板を矩形形状とし、この圧電性
   基板の、弾性表面波の伝播方向と平行な端縁に沿って微
   小なほぼ半球状の切欠部を形成したことを特徴とする弾
   性表面波フィルタ装置。
8. 【請求項８】前記圧電性基板を水晶基板とし、前記第１
   及び第２フィルタ段の送信側変換器で励振された弾性表
   面波がシールド電極を経ることなく直接受信側変換器に
   入射するように構成したことを特徴とする請求項１から
   ７までのいずれか１項に記載の弾性表面波フィルタ装
   置。