JPH08288787A - 弾性表面波素子装置、スペクトラム拡散通信装置およびこれを用いたシステム - Google Patents

弾性表面波素子装置、スペクトラム拡散通信装置およびこれを用いたシステム

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JPH08288787A
JPH08288787A JP7084105A JP8410595A JPH08288787A JP H08288787 A JPH08288787 A JP H08288787A JP 7084105 A JP7084105 A JP 7084105A JP 8410595 A JP8410595 A JP 8410595A JP H08288787 A JPH08288787 A JP H08288787A
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surface acoustic
acoustic wave
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wiring board
strip pattern
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Kouichi Egara
光一 江柄
Akira Torisawa
章 鳥沢
Tadashi Eguchi
正 江口
Takahiro Hachisu
高弘 蜂巣
Akihiro Koyama
晃広 小山
Akane Yokota
あかね 横田
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    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/70712Spread spectrum techniques using direct sequence modulation with demodulation by means of convolvers, e.g. of the SAW type
    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 周辺回路を含めた弾性表面波コンボルバ素子
を備えた弾性表面波装置、スペクトラム拡散通信装置に
おいて、小型化、低コスト化を図る。 【構成】 圧電基板の第1の主面上に第1及び第2の弾
性表面波を励振する入力電極と、非線形効果を利用して
該第1及び第2の弾性表面波信号のコンボリューション
信号を取り出す出力電極とを少なくとも有している弾性
表面波素子を具備する弾性表面波素子装置又はスペクト
ラム拡散通信装置及びこれを用いたシステムにおいて、
複数層からなる積層プリント配線基板内に形成された凹
部に弾性表面波素子を収納されていることを特徴とす
る。また、上記プリント配線基板がセラミックからなる
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、物理的非線形効果を利
用して、2つの弾性表面波信号のコンボリューション信
号を取り出す弾性表面波素子装置、スペクトラム拡散通
信装置およびそれを用いたシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】2つの弾性表面波信号のコンボリューシ
ョン信号を取り出す弾性表面波コンボルバはスペクトラ
ム拡散通信を行うにあったてのキーデバイスとして、近
年その重要性が増大しつつあり、盛んに研究されてい
る。
【0003】図4は従来の弾性表面波コンボルバ素子を
示す概略図である。図中、111はYカット(Z伝搬)
ニオブ酸リチウムなどの圧電基板、112,113は圧
電基板111の表面上に形成した櫛型入力電極である。
また、114は圧電基板111の表面上に形成した出力
電極である。
【0004】かかる弾性表面波コンボルバ素子は、櫛形
入力電極(IDT)112,113に角周波数ωの高周
波信号が入力されれば、両信号が圧電基板表面や内部を
伝播して出力電極114に封じ込められ、例えば圧電基
板の非線形効果により、出力電極114の出力パッドか
ら角周波数2ωの信号を得ることができる。
【0005】これらの電極は、アルミニウムなどの導電
性材料からなり、通常フォトリソグラフィー技術を用い
て、圧電基板111の表面上直接に形成される。このよ
うなコンボリューションのメカニズムは、たとえば『柴
山,“弾性表面波の応用”,テレビジョン,30,45
7(1976)』などに詳述されている。弾性表面波コ
ンボルバ素子はメタル製やセラミック製のパッケージベ
ースに弾性表面波の伝搬路上の空間を確保してマウント
され、ワイヤなどでボンディングされた後、信頼性保持
のためメタル製などのキャップで気密封止される。
【0006】そして、これらの弾性表面波素子を収納し
たパッケージは、コンボルバ入出力整合回路等のコンボ
ルバ周辺回路、スペクトラム拡散通信送受信回路などと
ともにガラス/エポキシなどのプリント配線基板上に配
置され、弾性表面波コンボルバ装置や、スペクトラム拡
散通信装置として用いられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
弾性表面波コンボルバ素子は、メタル製やセラミック製
のパッケージに収納して気密封止する必要があるため、
パッケージサイズが大きくなり、コストも高くなる欠点
がある。
【0008】特に、弾性表面波コンボルバ素子は、入力
電極に対向した出力電極が配置されるフィルタなどの他
の弾性表面波素子に比べ、両端の入力電極に相互に対向
した長尺の出力電極が存在する分、素子長が長くなる。
【0009】さらに、信号処理時間長が大きなコンボル
バが必要な場合、信号処理時間長に比例して素子長も長
くなり、その分大きなパッケージが必要となり、弾性表
面波装置全体のサイズおよびコストが大きくなる欠点が
ある。
【0010】また、出力信号をコンボルバの出力電極上
の複数箇所から取り出す場合、パッケージ内やプリント
配線基板上に、トーナメント状出力合成パターンなどを
形成する必要があり、パッケージやプリント配線基板を
含めたスペクトラム拡散通信装置のサイズが大きくなる
欠点が有る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、コンボ
ルバ素子を用いた弾性表面波素子装置、スペクトラム拡
散通信装置およびそれを用いたシステムにおいて、コン
ボルバ素子用パッケージにともなう弾性表面波装置及び
それを用いたスペクトラム拡散通信装置の小型化、低コ
スト化を図ることである。
【0012】更に本発明の目的は、コンボルバからのコ
ンボリューション出力を位相差なく取り出すために、出
力電極の複数箇所からコンボリューション信号を取り出
す弾性表面波装置において装置の小型化、低コスト化を
図ることである。
【0013】上記目的は、コンボルバ周辺回路及びスペ
クトラム拡散用回路を配置する複数相のシートを積層さ
せた積層プリント配線基板内に凹部を形成し、コンボル
バ素子を収納し、気密封止することで達成される。更に
上記目的は、上記積層プリント配線基板を構成する少な
くとも1層のシート上にトーナメント状ストリップパタ
ンを平面的又は立体的に形成することで達成される。本
発明の上記手段によれば、従来コンボルバを入れたパッ
ケージを設置していた積層プリント基板自体をパッケー
ジとして用いるため、パッケージレス化が可能であり、
コンボルバ素子の信頼性を損なうことなく、全体の小型
化、低コスト化が可能となる。
【0014】更に、概略トーナメント形状の導電製パタ
ンをパッケージ内部に形成しており、しかもトーナメン
ト状パタンを立体的に形成しているため弾性表面波装置
のさらなる小型化、低コスト化を実現できる。
【0015】具体的には、圧電基板の第1の主面上に第
1及び第2の弾性表面波を励振する入力電極と、非線形
効果を利用して該第1及び第2の入力電極への弾性表面
波信号からコンボリューション信号を取り出す出力電極
とを少なくとも有している弾性表面波素子を具備する弾
性表面波素子装置、スペクトラム拡散通信装置およびこ
れを用いたシステムにおいて、複数層からなる積層プリ
ント配線基板内に形成された凹部に前記弾性表面波素子
を収納されていることを特徴とする。また、プリント配
線基板がセラミックからなることを特徴とする。またプ
リント配線基板が樹脂からなることを特徴とする。これ
により、コンボルバの周辺回路を含めて一体化すること
が可能となり、装置の小型化とともに、その配線の一体
化により、信頼性ある装置を形成できる。
【0016】上記複数層のプリント配線基板からなる積
層プリント基板内に形成された凹部に収納された弾性表
面波素子は、該凹部上に配置されたキャップによって封
止されている如き態様が可能であり、また、上記コンボ
リューション信号は出力電極の複数箇所から取り出す構
成であって、積層プリント配線基板を構成する少なくと
も1層の基板表面上に導電性薄膜よりなる概略コの字型
のストリップを複数段重ね合わせ、出力電極の複数箇所
からの信号を合成して取り出す概略トーナメント状スト
リップパタンが形成されている如き態様が可能である。
さらに上記コンボリューション信号は出力電極の複数箇
所から取り出す構成であって、積層プリント配線基板を
構成する少なくとも2層の積層プリント配線基板表面上
に形成された概略コの字型の導電性ストリップパタン
と、少なくとも2層の各積層プリント配線基板表面上の
ストリップパタン間を電気的に接続するビアホールとに
よって、出力電極上の複数箇所からの信号を合成して取
り出す、概略トーナメント状ストリップパタンが形成さ
れている如き態様が可能である。こうして上記目的を達
成することができる。
【0017】また、上記出力電極の複数箇所より出力信
号を取り出す端子およびトーナメント状ストリップパタ
ンの複数箇所の入口端部は出力電極の長手方向にそれぞ
れほぼ等間隔で並んでおり、対応する出力信号の取り出
し端子とストリップパタンの入口端子とが電気的接続手
段でそれぞれ接続されていることを特徴とする。また、
取り出し端子と入口端子との電気的接続手段は、ワイヤ
ボンディングであることを特徴とする。又は、上記電気
的接続手段は、弾性表面波素子上の出力電極に併設した
出力信号を取り出す端子とストリップパタンの入口端子
とを対面させて置き、バンブによって接続したフェイス
マウントボンディングであることを特徴とする。さらに
上記複数層からなる積層プリント配線基板内の各セラミ
ックシート上に形成した複数箇所のストリップパタン入
口端部より、導電性ストリップパタン及びビアホールを
介してパッケージ外部へ前記コンボリューション信号を
取り出すための出口端部までの各経路の信号の到達時間
が全てほぼ等しいことを特徴とする。これらの構成によ
り、変換効率の高いコンボリション信号を得ることがで
きる。
【0018】また弾性表面波素子が配置された複数層か
らなるプリント配線基板上または基板間にコンボルバ周
辺回路が併設されていることを特徴とし、コンボルバ周
辺回路はコンボルバ入出力整合回路、フィルタ、又はア
ンプのうちの少なくとも一部を含むことを特徴とする。
さらに、弾性表面波素子が配置された複数層からなるプ
リント配線基板上または基板間に設けたスペクトラム拡
散送受信回路は、RF信号処理部、参照信号発生部、コ
ンボリューション出力信号処理部の全部または一部より
なることを特徴とする。また、上記スペクトラム拡散送
受信回路の全部または一部が併設されていることを特徴
とする。
【0019】
【実施例】以下、本発明による実施例について、図を参
照しつつ説明する。
【0020】[第1実施例]図1は本発明における弾性
表面波装置の第1の実施例を示す概略図、図2は図1の
短手方向断面を示す断面図である。
【0021】図中、10は弾性表面波コンボルバ素子、
11はYカット(Z伝搬)ニオブ酸リチウムなどの圧電
体基板、12,13は圧電体基板11の表面上に形成さ
れた櫛型入力電極、14は圧電体基板11の表面上に形
成された出力電極である。15は出力電極14中央部に
もうけられたボンディング用パッドである。これら電極
(IDT)12〜15はアルミニウムなどの導電性材料
からなり、通常フォトリソグラフィー技術を用いて圧電
体基板11の表面上に直接形成される。
【0022】また、21は3層のセラミック基板で構成
された積層プリント配線基板で、21a〜cは積層プリ
ント配線基板21を構成するセラミックシート基板で、
21aは弾性表面波コンボルバ素子10がマウントされ
た第1層のセラミックシート、21bはストリップパタ
ンの一部が形成された第2層のセラミックシート、21
cはストリップパタンの一部が形成された第3層のセラ
ミックシートである。また、22は第3層のセラミック
シート上に形成されたシームリング、23はコバール
(29Ni−18Co−Fe)や42アロイなどのメタ
ルで作製したキャップ(図1において、22,23は図
示せず)、31はセラミックシート21b上に導電性材
料で形成されたストリップパタン、32は第2層のセラ
ミックシート21b上のストリップパタン31と第3層
のセラミックシート21c上のストリップパタン34と
を電気的に接続するようにスルーホール内が導電材料で
形成されたビアホール、33はストリップパタン31の
弾性表面波素子側の端部に接続して、又は端部の一部を
用いて形成されたストリップパタン入力パッド、34は
ストリップパタン31のコンボルバ周辺回路側に形成さ
れたストリップ出力端子、35は出力電極14のボンデ
ィングパッド15とストリップ入力端子パッド33をそ
れぞれ接続するボンディングワイヤである。
【0023】また、40は3層のセラミック基板21上
に設置されたコンボルバ周辺回路、41は受信信号側コ
ンボルバ周辺回路、42は参照信号側コンボルバ周辺回
路、43は出力信号用コンボルバ周辺回路部で、受信信
号側コンボルバ周辺回路41と参照信号側コンボルバ周
辺回路42と出力信号用コンボルバ周辺回路部43とは
各入出力インピーダンスの整合をとる整合回路や、特定
の周波数信号を濾過するフィルタ及び所定の信号レベル
に増幅するアンプなどで構成されている。
【0024】さらに、50はスペクトラム拡散通信送受
信回路であり、51は3層のセラミック基板21上に設
置されたスペクトラム拡散通信用高周波信号処理部、5
2は3層のセラミック基板21上に設置されたスペクト
ラム拡散通信用参照信号発生部、53は3層のセラミッ
ク基板21上に設置されたスペクトラム拡散通信用コン
ボルバ出力信号処理部である。
【0025】この構造の弾性表面波装置およびスペクト
ラム拡散通信装置において、コンボルバ素子10は第3
層のセラミックシート21cからなる積層プリント配線
基板の一部に形成された凹部に収納されている。即ち第
1層のセラミック基板シート21a上にコンボルバ素子
10がマウントされ、その周辺部の第2層、第3層のセ
ラミック基板シートは刳り貫かれており、セラミックシ
ートの第1層から第3層にかけて、階段状に凹部を形成
している。
【0026】ここで、コンボルバ素子10が収納された
凹部の周辺部の3層のセラミック基板21上にはコンボ
ルバ周辺回路41〜43が形成されている。
【0027】そして、スペクトラム拡散通信用高周波信
号処理部51および参照信号発生部52からの受信信号
および参照信号とをコンボルバ素子の2つの入力IDT
12,13に入力するために、第3層のセラミックシー
ト21cの表面に形成された受信信号側コンボルバ周辺
回路41と参照信号側コンボルバ周辺回路42からの信
号は、第3層のセラミックシート21cを貫いて第2層
のセラミックシート21bの表面に達するように形成さ
れたビアホール32および第2層のセラミックシート2
1b上に形成されたストリップパターン31と、ストリ
ップ入力パッド33、ボンディングワイヤ35によって
(不図示)、2つの入力櫛型電極12,13にそれぞれ
入力される。
【0028】また、コンボリューション出力信号も第2
層のセラミックシート21b上に形成されたストリップ
パターン31と、出力電極パッド15、ボンディングワ
イヤ35および、第3層のセラミックシート21cを貫
いて第3層のセラミックシート21cの表面に達するよ
うに形成されたビアホール32によって第3層のセラミ
ックシート21cの表面に形成された周辺回路43に入
力され、スペクトラム拡散通信用コンボルバ出力信号処
理回路53へつながる。
【0029】また、刳り貫かれた部分の周囲の3層のセ
ラミック基板21上にはシームリング22が配置され、
キャップ23がシームリング22に加圧及び通電しつつ
シーム溶接するシームシーラなどの熔接機等で窒素など
の不活性雰囲気中で気密封止されている。
【0030】このように、本発明に示した構成ではコン
ボルバ周辺回路及びスペクトラム拡散通信用送受信回路
を形成するセラミック積層基板内にコンボルバ素子10
を収納し、気密封止しているためコンボルバ用の専用パ
ッケージが不要であり、装置全体の小型化、低コスト化
が可能である。
【0031】勿論、3層のセラミック基板21の各層間
は加圧接着されていて密着性があり、第3層のセラミッ
クシート21cとシームリング22間の密着性も強固で
あるので、永続的に機密性を保持でき、コンボルバ10
の性能保持に効果的である。
【0032】[第2実施例]図3は本発明における弾性
表面波装置の第2の実施例を示す概略図である。本図に
おいて、上記図1における部材と同様の部材には同一の
符号が付せられている。本実施例においては、コンボル
バ素子の出力電極14の複数箇所よりコンボリューショ
ン出力をとりだし、積層基板20に形成した略々トーナ
メント形状のストリップパタン及び/又はビアホールに
よって、出力信号を1箇所に合成する構成であるところ
が第1実施例と異なる。
【0033】図3において、15a〜dは出力電極14
の複数箇所に、出力電極の長手方向にほぼ等間隔で設う
けられたボンディング用出力電極パッドである。出力電
極パッドの数と間隔は出力電極上で発生した信号が位相
差の影響なく取り出されることを考慮して決定される。
31a〜dはセラミックシート21b上に導電性材料で
形成されたストリップパタン、32a,bは第2層のセ
ラミックシート21b上のストリップパタン31a〜d
と第3層のセラミックシート21c上のストリップパタ
ン34とを電気的に接続する導電材料で形成されたビア
ホール、33a〜dはストリップパタン31a〜dの弾
性表面波素子側の端部に接続して、又は端部の一部を用
いて形成されたストリップ入力パッド、34はストリッ
プパタン31a〜dのコンボルバ周辺回路側に形成され
たストリップ出力端子、35a〜dはボンディングパッ
ド15a〜dとストリップ入力端子パッド33a〜dを
それぞれ接続するボンディングワイヤである。
【0034】ここで、コンボルバ素子10が収納された
凹部の周辺部の第3層のセラミック基板21上にはコン
ボルバ周辺回路41〜43が形成されている。
【0035】さらに、第2層のセラミックシート21b
上には、高周波信号処理部51と参照信号発生器52か
らの信号をコンボルバ素子の2つの入力IDT12,1
3に伝送するためのストリップパターン31a〜d、ス
トリップ入力パッド33が形成され、第3層のセラミッ
クシート21cを貫いて第3層のセラミックシート21
cの表面に達するようにビアホール32が形成されてい
る。
【0036】また、第2層のセラミックシート21b上
には、ストリップ入力パッド33aと33b、33cと
33dがそれぞれ同じ形状でコ字型に接続された第1段
のストリップパタン31a,31bが形成され、コ字型
パタン31a,31bのそれぞれほぼ中点から第3層の
セラミックシート21cを貫いて第3層のセラミックシ
ート21cの表面に達するようにビアホール32a,3
2bが形成されている。
【0037】そして、第3層のセラミックシート21c
の表面には、ビアホール32a,32bとをそれぞれ結
び、且つそのほぼ中央部から弾性表面波素子がマウント
されている側と反対側に突き出たT字型の第2段のスト
リップパタン31cが形成され、出力信号をパッケージ
外部に出すための出力端子25につながっている。
【0038】従って、このような構成とすることで、各
ストリップ入力パッド33a,33bと出力端子34ま
での経路長がすべて同じであり、各信号の到達時間がす
べて同じになるように形成され、いわゆるトーナメント
形状をしている。
【0039】また、ストリップ入力パッド33a〜d
は、出力電極14の長手方向に出力電極パッド15a〜
dが同様にほぼ等間隔で設けられており、ボンディング
ワイヤ35a〜dは全てほぼ同じ長さになるように構成
されている。
【0040】ここで、それぞれ対応する出力電極パッド
15a〜dとストリップ入力端子間を結ぶ各ボンディン
グワイヤ31a〜dはできるかぎり短いことが望まし
い。
【0041】また、出力電極14の複数の出力とりだし
箇所数は、本実施例では4箇所の例を示したが、これ以
外でもよく、通常2,4,8,16のように2のn乗個
で表わされることが望ましい。
【0042】また、セラミックシート21a上にコンボ
ルバ素子10を固着し、セラミックシート21b,21
cの刳り貫かれた部分の周囲の3層のセラミック基板2
1上には第1実施例と同様にシームリングが配置され、
キャップがシームリングに加圧及び通電しつつシーム溶
接するシームシーラなどの熔接機等で窒素などの不活性
雰囲気中で、コンボルバ10やボンディングワイヤ35
等が気密封止されている。
【0043】このように、本発明に示した構成でもコン
ボルバ周辺回路及び通信用回路を形成すセラミック積層
基板内にコンボルバを収納し、気密封止しているためコ
ンボルバ用の専用パッケージが不要であり、装置全体の
小型化、低コスト化が可能であり、複合的なコンボルバ
と周辺回路との一体化により、高信頼性な弾性表面波装
置を製造できる。
【0044】なお、上記実施例においては、略々トーナ
メントパターンをストリップパターンとビアホールを用
いてセラミックシート21bと21cの2層によって立
体的に形成したが、積層シートのある特定の層上にスト
リップパターンで平面的にトーナメントパターンを出力
電極パッド15a〜dと出力端子34までの線路長を同
一にして形成してもよい。
【0045】[第3実施例]なお、上記第1〜第2実施
例においては、コンボルバ素子が収納されたセラミック
積層基板にコンボルバ周辺回路と、高周波信号処理部、
参照信号発生部、コンボリューション信号処理部で構成
されたコンボルバを用いたスペクトラム拡散通信受信部
およびスペクトラム拡散通信送信部が構成された例を示
したが、これらの一部のみで構成されていてもよく、回
路構成が異なっていてもよい。また各回路等の配置、ス
ペースサイズ等は本実施例に示した限りでなく、任意で
よい。また、本実施例においては、入力電極側の配線接
続構成、各回路の接続構成等省略したが、この限りでは
ない。
【0046】なお、上記第1〜第2実施例においては、
ワイヤボンディングによってボンディングしているが、
バンブを用いるなどしてフェイスダウンボンディングし
てもよい。また、上記第1〜第3実施例においては、出
力電極にボンディング用パッドを設けているが、出力電
極上に直接ボンディングしてもよい。
【0047】また、上記第1〜第3実施例においては、
ストリップパタンにボンディング用ストリップ入力パッ
ドを併設しているが、ストリップパタンの線幅によって
はストリップパタンに直接ボンディングしてもよい。ま
た、上記第1〜第3実施例においては、3層のセラミッ
クシートが積層されたパッケージの例を示したが、これ
以外の積層数でもよく、また1層の場合でも可能であ
る。
【0048】なお、上記第1〜第2実施例においては、
積層プリント配線基板材料にセラミックを用いた例を示
したが、樹脂などでもよく、弾性表面波素子を封止した
空間の気密が保てる材質であればよい。上記第1〜第2
実施例においては、ストリップパタン31の幅及びビア
ホール32の太さは、所望の特性インピーダンスなどの
整合の取れるる範囲で任意に決めることができ、本実施
例の説明図にて示した発明の範囲に限るものではない。
また、上記第1〜第3実施例においては、ストリップパ
タン31の幅及びビアホール32の材質は任意の材質を
用いることができる。
【0049】コンボルバの周辺回路は第3層のセラミッ
クシート上に形成した例を示したが、積層シート間には
さんで形成してもよい。また、上記実施例において、パ
ッケージ上にコンボルバ入出力信号用ストリップパタン
とビアホールのみが形成された例を示したが、そのほか
に信号用パターン、グランド用パターン等が形成されて
いてもよい。
【0050】上記実施例においては入力の金属電極とし
て、正規型IDTを用いた例を示したが、円弧型、アポ
タイズ型やチャープ型など他のIDTを用いてもよい。
上記実施例において、弾性表面波の集束手段として入力
電極と出力電極の間にパラボリック・ホーン型導波路、
マルチストリップカプラ等の集束手段を設けてもよい。
【0051】なお、上記実施例において、基板11はニ
オブ酸リチウムなどの圧電単結晶に限定されるものでは
なく、たとえば半導体やガラス基板上に圧電膜を付加し
た構造等、パラメトリック・ミキシング効果がある材料
及び構造であればよい。
【0052】さらに、上記実施例において、櫛型入力電
極12,13をダブル電極(スプリット電極)とするこ
とにより、該入力電極における弾性表面波の反射を抑圧
でき、素子の特性を一層良好なものにすることができ
る。
【0053】また、上記実施例においては、スペクトラ
ム拡散の通信方式に本弾性表面波装置特にその応用面の
コンボルバを使用する例を示したが、本弾性表面波装置
を遅延線、フィルタ、信号処理回路、弾性波ガイド、光
応用素子、発振器素子、共振器素子などとして多重層の
又は1層のプリント配線基板中に埋込・シールしてもよ
く、また通信分野に限らず、情報処理分野においても、
小型で、組立工数の小さい、従って信頼性が高く、低コ
ストの本発明による弾性表面波装置を使用できるもので
ある。
【0054】また、本発明の弾性表面波装置をスペクト
ラム拡散通信を行なうシステムにおける受信機内で用い
ることにより、小型で、信頼性が高く、低コストな受信
機を実現することができ、またシステムとしても信頼性
が高く、低コストなものを得ることができる。
【0055】このようなシステムとしては、通常のスペ
クトラム拡散通信システムだけでなく、CDM(Code D
ivision Multiplexing)方式を用いた通信システムも適
用することができる。
【0056】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、弾
性表面波コンボルバを用いたスペクトラム拡散通信装置
において、複数層のプリント配線基板を用い、積層基板
に凹部を形成し、コンボルバ素子を収納することで、パ
ッケージレス化が可能となり、弾性表面波装置、スペク
トラム拡散通信装置およびそれを用いたシステムの小型
化、低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における弾性表面波装置の第1の実施例
を示す概略図である。
【図2】図1の短手方向断面を示す断面図である。
【図3】本発明における弾性表面波装置の第2の実施例
を示す概略図である。
【図4】本発明の従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
10 弾性表面波コンボルバ素子 11 圧電体基板 12,13 櫛型入力電極 14 出力電極 15 ボンディング用出力電極パッド 20 セラミックパッケージ 21 セラミックシート 22 シームリング 23 キャップ 31 トーナメント形状のストリップパタン 32 導電性ビアホール 33 ストリップ入力パッド 34 ストリップ出力端子 35 ボンディングワイヤ 40 コンボルバ周辺回路 50 スペクトラム拡散通信回路 110 弾性表面波コンボルバ素子 111 Yカット(Z伝搬)ニオブ酸リチウムなどの圧
電基板 112,113 圧電基板1の表面上に形成した櫛型入
力電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蜂巣 高弘 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小山 晃広 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 横田 あかね 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (45)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板の第1の主面上に第1及び第2
    の弾性表面波を励振する入力電極と、非線形効果を利用
    して該第1及び第2の入力電極から励振される2つの弾
    性表面波信号のコンボリューション信号を取り出す出力
    電極とを少なくとも有している弾性表面波素子を具備す
    る弾性表面波素子装置において、 複数層からなる積層プリント配線基板内に形成された凹
    部に前記弾性表面波素子を収納されていることを特徴と
    する弾性表面波素子装置。
  2. 【請求項2】 前記プリント配線基板がセラミックから
    なることを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波素子
    装置。
  3. 【請求項3】 上記プリント配線基板が樹脂からなるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波素子装置。
  4. 【請求項4】 上記複数層のプリント配線基板からなる
    積層プリント基板内に形成された凹部に収納された弾性
    表面波素子は、該凹部上に配置されたキャップによって
    封止されていることを特徴とする請求項1に記載の弾性
    表面波素子装置。
  5. 【請求項5】 前記コンボリューション信号は前記出力
    電極の複数箇所から取り出す構成であって、前記積層プ
    リント配線基板を構成する少なくとも1層の基板表面上
    に導電性薄膜よりなる概略コの字型のストリップを複数
    段重ね合わせ、前記出力電極の複数箇所からの信号を合
    成して取り出す概略トーナメント状ストリップパタンが
    形成されていることを特徴とする請求項1に記載の弾性
    表面波素子装置。
  6. 【請求項6】 前記コンボリューション信号は前記出力
    電極の複数箇所から取り出す構成であって、前記積層プ
    リント配線基板を構成する少なくとも2層の積層プリン
    ト配線基板表面上に形成された概略コの字型の導電性ス
    トリップパタンと、前記少なくとも2層の各積層プリン
    ト配線基板表面上の前記ストリップパタン間を電気的に
    接続するビアホールとによって、前記出力電極上の複数
    箇所からの信号を合成して取り出す、概略トーナメント
    状ストリップパタンが形成されていることを特徴とする
    請求項1に記載の弾性表面波素子装置。
  7. 【請求項7】 前記出力電極の複数箇所より出力信号を
    取り出す端子および前記トーナメント状ストリップパタ
    ンの複数箇所の入口端部は前記出力電極の長手方向にそ
    れぞれほぼ等間隔で並んでおり、対応する前記出力信号
    の取り出し端子と前記ストリップパタンの入口端子とが
    電気的接続手段でそれぞれ接続されていることを特徴と
    する請求項5又は6に記載の弾性表面波素子装置。
  8. 【請求項8】 前記電気的接続手段は、ワイヤボンディ
    ングであることを特徴とする請求項7に記載の弾性表面
    波素子装置。
  9. 【請求項9】 上記電気的接続手段は、前記弾性表面波
    素子上の前記出力電極に併設した出力信号を取り出す端
    子と前記ストリップパタンの入口端子とを対面させて置
    き、バンブによって接続したフェイスマウントボンディ
    ングであることを特徴とする請求項8項に記載の弾性表
    面波装置。
  10. 【請求項10】 前記複数層からなる積層プリント配線
    基板内の各セラミックシート上に形成した複数箇所のス
    トリップパタン入口端部より、導電性ストリップパタン
    及び前記ビアホールを介してパッケージ外部へ前記コン
    ボリューション信号を取り出すための出口端部までの各
    経路の信号の到達時間が全てほぼ等しいことを特徴とす
    る請求項6〜9項に記載の弾性表面波素子装置。
  11. 【請求項11】 前記複数層からなる積層プリント配線
    基板内の各セラミックシート上に形成した複数箇所のス
    トリップパタン入口端部より、導電性ストリップパタン
    及び前記ビアホールを介してパッケージ外部へ前記コン
    ボリューション信号を取り出すための出口端部までの各
    経路の経路長が全てほぼ等しいことを特徴とする請求項
    6〜10に記載の弾性表面波素子装置。
  12. 【請求項12】 前記弾性表面波素子が配置された複数
    層からなる前記プリント配線基板上または基板間にコン
    ボルバ周辺回路が併設されていることを特徴とする請求
    項1〜11に記載の弾性表面波素子装置。
  13. 【請求項13】 前記コンボルバ周辺回路はコンボルバ
    入出力整合回路、フィルタ、又はアンプのうちの少なく
    とも一部を含むことを特徴とする請求項12に記載の弾
    性表面波素子装置。
  14. 【請求項14】 前記弾性表面波素子が配置された前記
    複数層からなるプリント配線基板上または基板間にスペ
    クトラム拡散送受信回路の全部または一部が併設されて
    いることを特徴とする請求項1〜13に記載の弾性表面
    波素子装置。
  15. 【請求項15】 前記スペクトラム拡散送受信回路は、
    RF信号処理部、参照信号発生部、コンボリューション
    出力信号処理部の全部または一部よりなることを特徴と
    する請求項14に記載の弾性表面波素子装置。
  16. 【請求項16】 圧電基板の第1の主面上に第1及び第
    2の弾性表面波を励振する入力電極と、非線形効果を利
    用して該第1及び第2の入力電極への弾性表面波信号か
    らコンボリューション信号を取り出す出力電極とを少な
    くとも有している弾性表面波素子を具備するスペクトラ
    ム拡散通信装置において、 複数層からなる積層プリント配線基板内に形成された凹
    部に前記弾性表面波素子を収納されていることを特徴と
    するスペクトラム拡散通信装置。
  17. 【請求項17】 前記プリント配線基板がセラミックか
    らなることを特徴とする請求項16に記載のスペクトラ
    ム拡散通信装置。
  18. 【請求項18】 上記プリント配線基板が樹脂からなる
    ことを特徴とする請求項16に記載のスペクトラム拡散
    通信装置。
  19. 【請求項19】 上記複数層のプリント配線基板からな
    る積層プリント基板内に形成された凹部に収納された弾
    性表面波素子は、該凹部上に配置されたキャップによっ
    て封止されていることを特徴とする請求項16に記載の
    スペクトラム拡散通信装置。
  20. 【請求項20】 前記コンボリューション信号は前記出
    力電極の複数箇所から取り出す構成であって、前記積層
    プリント配線基板を構成する少なくとも1層の基板表面
    上に導電性薄膜よりなる概略コの字型のストリップを複
    数段重ね合わせ、前記出力電極の複数箇所からの信号を
    合成して取り出す概略トーナメント状ストリップパタン
    が形成されていることを特徴とする請求項16記載のス
    ペクトラム拡散通信装置。
  21. 【請求項21】 前記コンボリューション信号は前記出
    力電極の複数箇所から取り出す構成であって、前記積層
    プリント配線基板を構成する少なくとも2層の積層プリ
    ント配線基板表面上に形成された概略コの字型の導電性
    ストリップパタンと、前記少なくとも2層の各積層プリ
    ント配線基板表面上の前記ストリップパタン間を電気的
    に接続するビアホールとによって、前記出力電極上の複
    数箇所からの信号を合成して取り出す、概略トーナメン
    ト状ストリップパタンが形成されていることを特徴とす
    る請求項16に記載のスペクトラム拡散通信装置。
  22. 【請求項22】 前記出力電極の複数箇所より出力信号
    を取り出す端子および前記トーナメント状ストリップパ
    タンの複数箇所の入口端部は前記出力電極の長手方向に
    それぞれほぼ等間隔で並んでおり、対応する前記出力信
    号の取り出し端子と前記ストリップパタンの入口端子と
    が電気的接続手段でそれぞれ接続されていることを特徴
    とする請求項20又は21に記載のスペクトラム拡散通
    信装置。
  23. 【請求項23】 前記電気的接続手段は、ワイヤボンデ
    ィングであることを特徴とする請求項22に記載のスペ
    クトラム拡散通信装置。
  24. 【請求項24】 前記電気的接続手段は、前記弾性表面
    波素子上の前記出力電極に併設した出力信号を取り出す
    端子と前記ストリップパタンの入口端子とを対面させて
    置き、バンブによって接続したフェイスマウントボンデ
    ィングであることを特徴とする請求項22又は23に記
    載のスペクトラム拡散通信装置。
  25. 【請求項25】 前記複数層からなる積層プリント配線
    基板内の各セラミックシート上に形成した複数箇所のス
    トリップパタン入口端部より、導電性ストリップパタン
    及び前記ビアホールを介してパッケージ外部へ前記コン
    ボリューション信号を取り出すための出口端部までの各
    経路の信号の到達時間が全てほぼ等しいことを特徴とす
    る請求項21〜24に記載のスペクトラム拡散通信装
    置。
  26. 【請求項26】 前記複数層からなる積層プリント配線
    基板内の各セラミックシート上に形成した複数箇所のス
    トリップパタン入口端部より、導電性ストリップパタン
    及び前記ビアホールを介してパッケージ外部へ前記コン
    ボリューション信号を取り出すための出口端部までの各
    経路の経路長が全てほぼ等しいことを特徴とする請求項
    21〜25に記載のスペクトラム拡散通信装置。
  27. 【請求項27】 前記弾性表面波素子が配置された複数
    層からなる前記プリント配線基板上または基板間にコン
    ボルバ周辺回路が併設されていることを特徴とする請求
    項16〜26に記載のスペクトラム拡散通信装置。
  28. 【請求項28】 前記コンボルバ周辺回路はコンボルバ
    入出力整合回路、フィルタ、又はアンプのうちの少なく
    とも一部を含むことを特徴とする請求項27に記載のス
    ペクトラム拡散通信装置。
  29. 【請求項29】 前記弾性表面波素子が配置された複数
    層からなるプリント配線基板上または基板間にスペクト
    ラム拡散送受信回路の全部または一部が併設されている
    ことを特徴とする請求項16〜28に記載のスペクトラ
    ム拡散通信装置。
  30. 【請求項30】 前記スペクトラム拡散送受信回路は、
    RF信号処理部、参照信号発生部、コンボリューション
    出力信号処理部の全部または一部よりなることを特徴と
    する請求項29に記載のスペクトラム拡散通信装置。
  31. 【請求項31】 圧電基板の第1の主面上に第1及び第
    2の弾性表面波を励振する入力電極と、非線形効果を利
    用して該第1及び第2の入力電極への弾性表面波信号か
    らコンボリューション信号を取り出す出力電極とを少な
    くとも有している弾性表面波素子を用いたシステムにお
    いて、 複数層からなる積層プリント配線基板内に形成された凹
    部に前記弾性表面波素子を収納されていることを特徴と
    するシステム。
  32. 【請求項32】 前記プリント配線基板がセラミックか
    らなることを特徴とする請求項31に記載のシステム。
  33. 【請求項33】 前記プリント配線基板が樹脂からなる
    ことを特徴とする請求項31に記載のシステム。
  34. 【請求項34】 前記複数層のプリント配線基板からな
    る積層プリント基板内に形成された凹部に収納された弾
    性表面波素子は、該凹部上に配置されたキャップによっ
    て封止されていることを特徴とする請求項31に記載の
    システム。
  35. 【請求項35】 前記コンボリューション信号は前記出
    力電極の複数箇所から取り出す構成であって、前記積層
    プリント配線基板を構成する少なくとも1層の基板表面
    上に導電性薄膜よりなる概略コの字型のストリップを複
    数段重ね合わせ、前記出力電極の複数箇所からの信号を
    合成して取り出す概略トーナメント状ストリップパタン
    が形成されていることを特徴とする請求項31に記載の
    システム。
  36. 【請求項36】 前記コンボリューション信号は前記出
    力電極の複数箇所から取り出す構成であって、前記積層
    プリント配線基板を構成する少なくとも2層の積層プリ
    ント配線基板表面上に形成された概略コの字型の導電性
    ストリップパタンと、前記少なくとも2層の各積層プリ
    ント配線基板表面上の前記ストリップパタン間を電気的
    に接続するビアホールとによって、前記出力電極上の複
    数箇所からの信号を合成して取り出す、概略トーナメン
    ト状ストリップパタンが形成されていることを特徴とす
    る請求項31に記載のシステム。
  37. 【請求項37】 前記出力電極の複数箇所より出力信号
    を取り出す端子および前記トーナメント状ストリップパ
    タンの複数箇所の入口端部は前記出力電極の長手方向に
    それぞれほぼ等間隔で並んでおり、対応する前記出力信
    号の取り出し端子と前記ストリップパタンの入口端子と
    が電気的接続手段でそれぞれ接続されていることを特徴
    とする請求項35又は36に記載のシステム。
  38. 【請求項38】 前記電気的接続手段は、ワイヤボンデ
    ィングであることを特徴とする請求項37に記載のシス
    テム。
  39. 【請求項39】 前記電気的接続手段は、前記弾性表面
    波素子上の前記出力電極に併設した出力信号を取り出す
    端子と前記ストリップパタンの入口端子とを対面させて
    置き、バンブによって接続したフェイスマウントボンデ
    ィングであることを特徴とする請求項38項に記載のシ
    ステム。
  40. 【請求項40】 前記複数層からなる積層プリント配線
    基板内の各セラミックシート上に形成した複数箇所のス
    トリップパタン入口端部より、導電性ストリップパタン
    及び前記ビアホールを介してパッケージ外部へ前記コン
    ボリューション信号を取り出すための出口端部までの各
    経路の信号の到達時間が全てほぼ等しいことを特徴とす
    る請求項31〜39に記載のシステム。
  41. 【請求項41】 前記複数層からなる積層プリント配線
    基板内の各セラミックシート上に形成した複数箇所のス
    トリップパタン入口端部より、導電性ストリップパタン
    及び前記ビアホールを介してパッケージ外部へ前記コン
    ボリューション信号を取り出すための出口端部までの各
    経路の経路長が全てほぼ等しいことを特徴とする請求項
    31〜40に記載のシステム。
  42. 【請求項42】 前記弾性表面波素子が配置された複数
    層からなる前記プリント配線基板上または基板間にコン
    ボルバ周辺回路が併設されていることを特徴とする請求
    項31〜41に記載のシステム。
  43. 【請求項43】 前記コンボルバ周辺回路はコンボルバ
    入出力整合回路、フィルタ、又はアンプのうちの少なく
    とも一部を含むことを特徴とする請求項31〜42に記
    載のシステム。
  44. 【請求項44】 前記弾性表面波素子が配置された複数
    層からなるプリント配線基板上または基板間にスペクト
    ラム拡散送受信回路の全部または一部が併設されている
    ことを特徴とする請求項31〜43に記載のシステム。
  45. 【請求項45】 前記スペクトラム拡散送受信回路は、
    RF信号処理部、参照信号発生部、コンボリューション
    出力信号処理部の全部または一部よりなることを特徴と
    する請求項44に記載のシステム。
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