JPH0879000A - 弾性表面波フィルタ - Google Patents

弾性表面波フィルタ

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JPH0879000A
JPH0879000A JP21395594A JP21395594A JPH0879000A JP H0879000 A JPH0879000 A JP H0879000A JP 21395594 A JP21395594 A JP 21395594A JP 21395594 A JP21395594 A JP 21395594A JP H0879000 A JPH0879000 A JP H0879000A
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JP
Japan
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idt
electrode
comb
acoustic wave
surface acoustic
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JP21395594A
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English (en)
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Yasushi Kuroda
泰史 黒田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度プローバに対応することができ、低損
失、高耐電力で誘導も少ない高性能の弾性表面波フイル
タ。 【構成】 圧電性基板上に複数のくし形変換器とその両
側に反射器を備えた弾性表面波フィルタにおいて、 1つ
の IDTと他の IDTとが接続電極を挟んで隣接して配置さ
れ、 1つの IDTの接地電極指と、他の IDTの接地電極指
とが接続電極を介して電気的に接続されており、接続電
極の幅をW、この接続電極端より 1つの IDTの信号側電
極指端との距離をX0 、この接続電極の他端と他の IDT
の接地電極指側でない電極指端との距離をX1 、また隣
接して配置された IDTの電極指ピッチに対応した励振表
面波の中心波長の平均波長をλとすると、W>λ/4、X
0 >λ/4およびX1 ≧λ/4の関係にある

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に関
し、特に低損失、高耐電力の移動体通信用弾性表面波フ
ィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電波を利用する電子機器のフイル
タ、遅延線、発振器等の素子として、多くの弾性表面波
装置が用いられている。とくに、小型・軽量でかつフイ
ルタとしての急峻遮断性能が高い弾性表面波フィルタ
は、移動体通信分野において、携帯端末装置の RF 段お
よび IF 段のフイルタとして多用されるようになってき
ており、より一層の小型・軽量、低損失、高耐電力性が
要求されている。
【0003】移動体通信に用いられる弾性表面波フィル
タの構成としては共振子を梯子状に接続した LADDER
型、くし形変換器(以下、IDT と略称)を複数個並べた
IIDT型、数個のIDT を両側で反射器で挟んだ共振子型
などが用いられている。とくに帯域外抑圧度を重視した
場合、フイルタの入出力インピーダンスを 50 Ωにあわ
せたい場合などに共振子型フイルタ構造とすることが多
い。
【0004】従来の共振子型フイルタを図5により説明
する。図5は、共振子型フイルタ構造のなかでも帯域外
減衰量を向上させるため鏡面対称に 2つの共振子型フイ
ルタを接続してある。パッド2は入力信号端子に接続さ
れ、パッド1、3、4は入力側の接地(以下、 GNDと略
称)におとされている。パッド2、4にて IDT12に電
気信号が入力されると圧電性基板上に弾性表面波が発生
し、これは IDT11、 IDT13によって受けられ再度電
気信号に変わる。この電気信号が IDT11a、 IDT13
aによって再び弾性表面波となり、最後に IDT12aに
て受けとられ電気信号に変換された後、パッド7を介し
て出力信号端子へ出力される。パッド5、6、8は出力
側 GNDに接続され、入出力 GNDは互いに接続され共通の
電位となっている。なお、 IDT11、 IDT13の外側に
反射器9および10が、 IDT11a、 IDT13aの外側
に反射器9aおよび10aがそれぞれ配設されている。
【0005】このような移動体通信用フイルタは送信
用、受信用ともに用いられているため通過帯域近傍に抑
止帯があり、このため波形は急峻性を要求される。また
もともと通過帯域自身、従来の共振子フイルタで用いら
れていものに比較して広帯域のためフイルタの製造余裕
が少ない。そのため、フイルタ製造時にウエハの状態で
ニードルプローブ等により周波数の適当なものだけ選び
アッセンブリすることが行われることが多い。しかし、
この場合でもニードルプローブではプローブ自身の特性
が 50 Ω系から外れ、またプローブから測定器までの校
正もおこないづらいため、この段階での精密な測定に基
づいた選別に限界があった。
【0006】このような問題を解決するために、 50 Ω
系に適合し、測定器校正も容易な高精度プローブが最近
開発されている。このプローブはセラミックなどの基板
上にストリップラインを形成したもので、デバイスのパ
ッド等と接触するために、少なくとも一対のシグナルと
グランドのコンタクト25を有し、図6に示す先端形状
をしている。移動体通信に用いられる周波数帯は近年、
GHz 以上の高周波に移行してゆく傾向にあり、このよう
な高精度プローブを利用することが製造上必須になって
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
弾性表面波フィルタにはつぎのような問題があった。
【0008】まず、高精度プローブを用いて従来の弾性
表面波フィルタをプローブビングする場合、つぎのよう
な問題があった。図6に示す高精度プローブの先端形状
は、ラインの間隔を広くとることが困難であるととも
に、測定物との接点が一直線上にあることが必要とな
る。このため、図5に示す従来の弾性表面波フィルタの
パッドの場合、パッド1、2、3、4をそれぞれ GND、
SIGNAL、 GND、 GNDとしてプロービングするのが困難に
なるという問題があった。
【0009】また、高精度プローブを用いない場合にお
いても、パッドと外囲器とをボンディングする場合、ボ
ンディングワイヤの長さが長くなるとワイヤでの誘導に
より周波数特性、とくに高周波の減衰が得づらくなる。
これを防ぐにも入出力パッドをそれぞれ片側に配置し外
囲器接続部との距離を短くすることが必要である。この
ために共振子を構成する IDT間で GNDを接続し、接続さ
れた 2つの IDTの一方の IDTに関してはパッド数を 1つ
にできる。しかし、この場合、接続に用いられる電極は
電極指自身となり、通常これは IDTの励振波の波長λに
対しλ/4の幅をもって形成されている。このため、とく
に高周波に通過帯域をもつ移動体通信用フイルタの場
合、電極指抵抗が増大しフイルタの挿入損失が悪化す
る。これを防ぐために、この接続に用いられる電極指幅
を増した場合、隣接する IDT間距離がλ/4以下になり高
電力印加時に IDT間が放電破壊を起こし易くなるという
問題があった。
【0010】さらに、携帯電話の市場拡大に伴い要求さ
れている弾性表面波フィルタの小型化が、従来の構成で
は 2つの共振子フィルタの中間部にボンディングパッド
があるため、このフィルタを構成するチップの小型化が
困難であるとの問題があった。
【0011】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、高精度プローバに対応することがで
き、低損失、高耐電力で誘導も少ない高性能の弾性表面
波フイルタを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波フィ
ルタは、圧電性基板上に複数のくし形変換器とその両側
に反射器を備えた弾性表面波フィルタにおいて、 1つの
IDTと他の IDTとが接続電極を挟んで隣接して配置さ
れ、 1つの IDTの接地電極指と、他の IDTの接地電極指
とが接続電極を介して電気的に接続されており、接続電
極の幅をW、この接続電極端より 1つの IDTの信号側電
極指端との距離をX0 、この接続電極の他端と他の IDT
の接地電極指側でない電極指端との距離をX1 、また隣
接して配置された IDTの電極指ピッチに対応した励振表
面波の中心波長の平均波長をλとすると、W>λ/4、X
0 >λ/4およびX1 ≧λ/4の関係にあることを特徴とす
る。
【0013】また他の本発明の弾性表面波フィルタは、
圧電性基板上に複数のくし形変換器とその両側に反射器
を備えた弾性表面波フィルタにおいて、 1つの IDTと他
の IDTとが隣接して配置され、 1つの IDTの接地電極指
と、この接地電極指に隣接する他の IDTの接地電極指と
が共通電極指とされており、共通電極指の幅をZ、この
共通電極指端より少なくとも一方の IDTの信号側電極端
との距離をX0 、隣接して配置された IDTの電極ピッチ
に対応した励振表面波の中心波長の平均波長をλ、nを
自然数、yを任意の距離とすると、n・λ+ 3λ/8−y
<Z<n・λ+5λ/8−y、およびX0 =λ/4+yの関
係にあることを特徴とする。
【0014】本発明において、圧電性基板上に反射器を
両側に備えた複数の IDTを有する弾性表面波フィルタ
は、入力側または出力側を構成する反射器および複数の
IDTの電極指が表面波の伝搬方向に対して垂直方向に配
列している。そして、反射器を両側に備えた複数の IDT
を多段階に接続することが、帯域外の高減衰量を得る上
で好ましい。
【0015】
【作用】本発明において、W>λ/4、X0 >λ/4および
1 ≧λ/4の関係とすることにより、Wを IDTを構成す
る電極指間隔よりも太く、また、X0 およびX1 を IDT
を構成する電極指間隔と同じかまたは大きくすることが
できる。その結果、低損失、高耐電力、高精度プローバ
に対応し、ボンディングワイヤによる誘導も少ない弾性
表面波フィルタを得ることができる。なお、小形化の弾
性表面波フィルタを得るために、または低損失化を得る
ために、さらに電極被覆部と自由表面部との音速差によ
る波形歪みを抑えるためにW≧ 3λ/2、 5λ>X0 >λ
/4および 5λ>X1 ≧λ/4の関係にあることが好まし
い。
【0016】また、他の本発明において、nを自然数、
yを 0を含む任意の距離とすると、n・λ+ 3λ/8−y
<Z<n・λ+ 5λ/8−y、およびX0 =λ/4+yの関
係とすることにより、 IDTから隣接する IDTの GNDひき
まわし線幅を11λ/8以上、X0 をλ/4以上とすることが
できる。その結果、低損失、高耐電力の弾性表面波フィ
ルタを得ることができる。なお、64°Y-X ニオブ酸リチ
ウム圧電性基板を使用した場合、 3λ/2<Z、またyを
0〜 5λの範囲とすることがより低損失、高耐電力の弾
性表面波フィルタを得るために好ましい。
【0017】
【実施例】以下本発明の弾性表面波フィルタの一実施例
を図1から図4を参照して説明する。図1は本発明に係
わる電極パターン図である。両側に反射器 Gr 9、 Gr
10を有して IDT11、 IDT12、 IDT13が横一列に
配設される。中央の IDT12で励起された弾性表面波は
その両側の IDT11および IDT13で受けられる。その
際漏洩した表面波も両側の反射器 Gr 9および Gr 10
で反射され再度 IDT側へ返されるため、この電極構造は
基本的に低損失フイルタに適している。ここで中央の I
DT12はパッド2が入力端子、パッド5が出力端子に接
続される。他のパッド1、パッド3、パッド4、パッド
6は GNDに接続される。 Gr 9a、 IDT11a、 IDT1
2a、 IDT13a、 Gr 10aは上述の共振子フイルタ
を鏡面対称に配置したもので同じフィルタを 2段階に接
続することにより帯域外の高い減衰量を得ている。本実
施例においてはパッド2またはパッド5のどちらを入力
側としてもよいパターンとしてあるので、 IDT11側の
フイルタをもとに説明する。
【0018】GND側の電極は両側の IDT11および IDT
13の最端部の電極指に接続されているので、 GNDはパ
ッド1およびパッド3に接続されていることになる。こ
のため入力側端子はフイルタパターンの片側に位置し、
高精度プローバも使用しやすく、またパット部へのボン
ディングワイヤーが長くなることによる誘導も抑えられ
る。
【0019】接続電極22の部分を拡大したものが図2
である。図2において、接続電極の幅をWとすると、W
= 5.5λ/4であり、入力信号端子に接続された接続電極
22に最も近い IDT12との距離をX0 とすると、X0
= 1.5λ/4であり、また接続電極のもう一端と入力側 G
NDに接続された IDT11の電極指との距離をX1 とする
と、X1 =λ/4である。このため、入力信号端子に接続
された IDT12との距離X0 が十分にあり、接続電極幅
Wも大きくとれるため、低損失、高耐電力の弾性表面波
フィルタが得られた。なお、ここで接続電極21は IDT
11の最端の GND側電極指と接して配設されている、す
なわち GND側電極指との共通電極指とみることができW
=Zとなる。つまり従来の構成では図2中Aの破線で示
したところまでが IDT11の最端の電極指とみることが
できる。接続電極は IDT間の表面波伝搬部を導体でおお
うことになるので、自由表面下での伝搬損失の大きい表
面波を用いる場合はX0 >λ/4の範囲内で接続電極幅W
を大きくとることによりさらに損失を改善できる。また
この場合には共通電極の幅をZとするとZ> 5.5λ/4と
なる。
【0020】なお、接続電極のパターンは上述の場合の
みでなく、例えば図3および図4に示す形状とすること
もできる。図3においては、図1に示す接続電極のパタ
ーンに空隙部を設けている。このような形状とすること
により、たとえば 2つの IDT間に反射器を設けた構造に
おいて、この反射器の部分を接続電極として使える効果
がある。
【0021】図4においては、 2つの IDT間におかれた
接続電極を電極抵抗が十分小さい範囲内で幅を狭くとっ
てある。弾性表面波フィルタに用いられる圧電性基板に
よっては自由表面下より導体被覆部下のほうが伝搬損失
が大きい場合があり、その場合には図4に示す電極パタ
ーンが挿入損失を向上する上で好ましい。
【0022】
【発明の効果】本発明の弾性表面波フィルタは、 1つの
くし形変換器と他のくし形変換器とが接続電極を挟んで
隣接して配置され、 1つのくし形変換器の接地電極指
と、他のくし形変換器の接地電極指とが接続電極を介し
て電気的に接続されており、上述の記載において定義さ
れたW、X0 、X1 、およびλとの関係をW>λ/4、X
0>λ/4およびX1 ≧λ/4とするので、低損失、高耐電
力の特性が容易に得られる。
【0023】また、このときフィルタパターンに対して
片側に入出力パッドをそれぞれ配置することができるの
で、ボンデンィングワイヤーによる誘導が少なくなると
ともに、高精度プローバにも容易に対応することができ
る。
【0024】本発明の他の弾性表面波フィルタは、 1つ
のくし形変換器の接地電極指と隣接する他のくし形変換
器の接地電極指とが共通電極指とされており、上述の記
載において定義されたZ、X0 、X1 、およびλとの関
係を任意の自然数n、 0以上の任意の長さyを用いてn
・λ+ 3λ/8−y<Z<n・λ+ 5λ/8−y、およびX
0 =λ/4+yとするので、低損失、高耐電力の特性が容
易に得られるとともに、さらに小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる弾性表面波フィルタの電極パタ
ーン図である。
【図2】図1における接続電極の部分を拡大した図であ
る。
【図3】接続電極のパターンに空隙部を設けた例を示す
図である。
【図4】接続電極の他の例を示す図である。
【図5】従来の共振子型弾性表面波フイルタを示す図で
ある。
【図6】高精度プローブの先端形状を示す図である。
【符号の説明】
1〜8………パッド、9、10………反射器、11〜1
3……… IDT、21〜24………接続電極、25………
コンタクト。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電性基板上に複数のくし形変換器とそ
    の両側に反射器を備えた弾性表面波フィルタにおいて、 1つのくし形変換器と他のくし形変換器とが接続電極を
    挟んで隣接して配置され、前記 1つのくし形変換器の接
    地電極指と、前記他のくし形変換器の接地電極指とが前
    記接続電極を介して電気的に接続されており、前記接続
    電極の幅をW、この接続電極端より前記 1つのくし形変
    換器の信号側電極指端との距離をX0 、この接続電極の
    他端と前記他のくし形変換器の接地電極指側でない電極
    指端との距離をX1 、また前記隣接して配置されたくし
    形変換器の電極指ピッチに対応した励振表面波の中心波
    長の平均波長をλとすると、 W>λ/4、X0 >λ/4およびX1 ≧λ/4 の関係にあることを特徴とする弾性表面波フィルタ。
  2. 【請求項2】 圧電性基板上に複数のくし形変換器とそ
    の両側に反射器を備えた弾性表面波フィルタにおいて、 1つのくし形変換器と他のくし形変換器とが隣接して配
    置され、前記 1つのくし形変換器の接地電極指と、この
    接地電極指に隣接する前記他のくし形変換器の接地電極
    指とが共通電極指とされており、前記共通電極指の幅を
    Z、この共通電極指端より少なくとも一方のくし形変換
    器の信号側電極端との距離をX0 、前記隣接して配置さ
    れたくし形変換器の電極ピッチに対応した励振表面波の
    中心波長の平均波長をλ、nを自然数、yを 0以上の任
    意の距離とすると、 n・λ+ 3λ/8−y<Z<n・λ+ 5λ/8−y、および
    0 =λ/4+y の関係にあることを特徴とする弾性表面波フィルタ。
JP21395594A 1994-09-07 1994-09-07 弾性表面波フィルタ Withdrawn JPH0879000A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20011120