JPH09116378A - Idt励振デバイス - Google Patents

Idt励振デバイス

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JPH09116378A
JPH09116378A JP29737795A JP29737795A JPH09116378A JP H09116378 A JPH09116378 A JP H09116378A JP 29737795 A JP29737795 A JP 29737795A JP 29737795 A JP29737795 A JP 29737795A JP H09116378 A JPH09116378 A JP H09116378A
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JP
Japan
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substrate
waves
electrodes
wave
reflectors
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Pending
Application number
JP29737795A
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English (en)
Inventor
Yoshihisa Watanabe
芳久 渡辺
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】IDT励振デバイスにおいて、基板端面からの
反射波を直接IDT電極に受信させないようにし、該デ
バイスの共振スペクトルにおける不要波を大幅に抑制し
たデバイスを提供することを目的とする。 【解決手段】圧電基板の主面上にIDT電極およびその
両側に反射器を配置したIDT励振デバイスにおいて、
励振波の伝搬方向と基板の長辺方向を不平行とし、且
つ、長辺と短辺を直交させ、上記波の進行方向に対し短
辺を傾斜させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は弾性表面波デバイス
(以下SAWデバイスと言う)に関し、詳しくは、小型
化されたSAWデバイスにおいて、基板端面を表面波の
進行方向に対し傾け、端面からの反射波に起因するスプ
リアスを大幅に抑えたSAWデバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、特に携帯電話に代表される移動通
信用の無線機等では小型化が急激に進み、これに伴い小
型デバイスの必要性はきわめて高く、また要求される内
容も厳しいものになっている。移動体通信用デバイスの
中で特に、SAWデバイスへの期待はその特徴、例え
ば、小型、耐震性、耐衝撃性、利便性、低コスト等によ
り益々高くなっている。
【0003】圧電基板の主表面にすだれ状電極(以下I
DT電極と言う)とその両側に反射器を配置した共振器
型SAWデバイスにおいては、小型化を追求すると弾性
波が伝搬するチップ(基板)の大きさを充分に長くとれ
ない。従って、反射器の本数が制限され表面波の振動エ
ネルギーが反射器間で充分に閉じこもらず、チップ端面
に達し、端面での反射によるスプリアスが発生し、該S
AWデバイスを共振子としてフィルタに用いる場合、減
衰特性の劣化を来すことはよく知られている。
【0004】従来より、上記スプリアスを抑圧するため
種々の工夫、改良がなされてきた。第1の手段は、反射
器の両端に、振動エネルギー吸収のためのアブソーバを
塗布して減衰させる方法や、電極の裏面を粗面加工して
裏面からの反射を減衰させる方法が挙げられる。図2
(a)は弾性表面波共振子の模式図で、20は共振子、
21は圧電基板、21および22は対向するIDT電
極、24、24はIDT電極の両側に配置された反射
器、25、25は粘着物質でできたアブソーバである。
IDT励振電極21、22で励振された表面波は、左右
に伝搬し反射器のある領域で、多数の電極指によりID
T電極がある中央へ反射される。しかし、一部の波動エ
ネルギーは反射器を通り抜け基板の端面に達し、該端面
で反射されIDT電極で受信されて不要信号となる。こ
の不要波を抑圧するため、共振子の端部にアブソーバを
塗布し、端面での反射を減少させる方法がとられてき
た。
【0005】第2の手段はチップ端面を斜めに切断して
端面での反射波が直接IDT電極に戻らないようにする
方法である。図2(b)は弾性表面波共振子26の平面
図で、平行四辺形の圧電基板27上に、同(a)と同様
に、IDT電極28、29、反射器30、30を表面波
の進行方向に平行に配置してある。短辺は、基板の長辺
の垂線と角θをなして切り出される。このように短辺を
傾けると、IDT電極28、29で励振された表面波は
端面で反射される時その伝搬方向変え、IDT電極に直
接到達しないようになる。
【0006】第3の手段は、基板の長辺方向に対しID
T電極パターンを若干傾けて配置した方法が特開昭54
ー13571に開示されている。図3(a)は基板31
にSTカットを用い、IDT電極32、33ともう一対
のIDT電極34、35を配置した2ポートSAW共振
子で、弾性表面波の伝搬方向が基板面内でX軸方向より
αだけ傾けると、弾性表面波の位相速度は傾斜角度αに
より変化するが、バルク波(スローシェア、ファースト
シェアおよびロンジチュジナルモード)は一定である。
この性質を使ってスプリアスとなるバスク波をフィルタ
の帯域内に取り入れスプリアスのない良好な濾波特性を
得られるとことが記述されている。
【0007】さらに、第4の手段は、特開昭63ー84
309では、図3(b)の様な弾性表面波共振子におい
て、圧電基板の端をSAWの伝搬方向の垂線に対し傾斜
角α=tan-1(nλ/2W)(nは正の整数、λは波
長、WはIDTの交叉幅)だけ傾けて切断した弾性表面
波共振子を提案している。SAW共振子30にIDT電
極32、33および反射器36、36を配置し、表面波
の伝搬方向の垂線とαなして短辺を切断する。デバイス
が小型化になり、チップの大きさを充分にとれず反射器
の本数が制約されるようになると、この反射器本数の減
少を補うため電極膜厚を厚くすることにより、反射器1
本当たりの反射率を高めて特性を補っていた。しかし、
反射器本数が減少すると振動エネルギーが反射器内に充
分に閉じこもらず、チップの両端に漏れ出す割合が多く
なってくる。ここで、上記傾斜角αだけ端面をかてむけ
ると、チップのエッジで反射される波が、共振している
SAWの波と位相が合うところと合わないところが平均
的に存在し、Q値も平均的でチップのエッジにアブソー
バを塗布した場合とほぼ同じ効果がえられることが記述
されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第1から第4の従来技術には次の様な種々の問題があ
る。即ち、第1の反射器の両端にエネルギー吸収用のア
ブソーバを塗布する手段では、アブソーバを塗布するた
めの面積の増加、塗布するときの品質のバラツキおよび
加工工数が必要になるが、これは小型化および低コスト
化を疎外する要因となる。また、基板裏面の粗面加工も
スプリアス抑制にはほとんど効果は期待できない。第2
のチップ端面を斜めに切断する手段では、ダイシング工
程が複雑になり、平行四辺形にするためチップが大きく
なるという欠点があった。さらに、チップが平行四辺形
であると、組立工程において鋭角部が破損し易いという
欠点もあった。第3の手段では、SAW共振子をフィル
タデバイスに用いる場合に関してのみ、スローシェアー
だけは対処できるが他のモードは抑圧できないとういう
欠点があった。第4の手段では、SAW共振子のQ値を
平均化するのみでフィルタに用いる場合は不十分で、ス
プリアスを積極的に抑圧する手段ではないという欠点が
あった。
【0009】本発明は上記に鑑みてなされたものであ
り、圧電基板上にIDT電極とその両側に反射器を配置
した弾性表面波共振器において、表面波およびバルク波
の伝搬方向に対し上記圧電基板の長辺方向を傾け且つ、
短辺を長辺に対し直角に切り出すことにより、表面波お
よびバルク波の端面からの反射をIDT電極に直接戻ら
ないようして、大幅にスプリアスを抑圧した表面波デバ
イスを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、圧電基板の主面上にIDT電極と反射器を配
置したIDT励振デバイスで、該圧電基板の長辺とSA
Wの伝搬方向とが不平行になるように前記IDT電極お
よび反射器を配置したIDT励振デバイスおいて、反射
器の長さをL1、該反射器端から基板の短辺までのまで
の長さをL2としたときSAWの伝搬方向の垂線と短辺
とが 1/2・tan-1(W/(L1+L2)) 以上の角度をなすようにし且つ、短辺が長辺と直交する
ことを特徴とするIDT励振デバイス。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
例に基づいて詳細に説明する。
【0012】図1(a)は本発明の実施例の構成を示す
平面図であり、SAW共振子1は、圧電基板2の主面上
にIDT電極3および4、反射器5、5を該IDT電極
が励起する表面波の伝搬方向に平行に配置して構成す
る。IDT電極および反射器はアルミニウムあるいはア
ルミニウムを主成分とする合金を蒸着あるいはスッパタ
リング等で付着させ、ホトリソグラフィ手法で形成す
る。IDT電極指周期λおよび反射器の周期は、ほぼ中
心周波数より決まり、基準化電極膜厚h/λおよびID
T電極指の交叉幅Wは、実験に基づく適正値に選ぶ。
【0013】本発明になるSAW共振子はSAWデバイ
スの小型化を指向したものであり、その構成は、図1
(a)に示すように片側の反射器5の長さL1、該反射
器端から基板短辺までの長さをL2、およびSAWの伝
搬方向の垂線と短辺とのなす角をθとし、且つ基板の長
辺と短辺は直交させる。励振用IDT電極3、4で励起
された表面波およびバルク波はIDT電極3、4、反射
器5、5と両側に平行に伝搬し反射領域に入り、表面波
は反射器5、5の多数の電極指で反射されるが、表面波
の一部およびバルク波の振動エネルギーは反射器を通り
抜け、短辺の端面に達する。ここで、端面の傾斜角θは
端面からの反射波が直接IDTに入射しない角度に設定
する必要がある。
【0014】図1(b)は、同(a)において基板短辺
の端面における表面波およびバルク波の反射を説明する
図で、基板2とIDT電極3、4との位置関係を示し、
端面A−Bは表面波の伝搬方向の垂線とθの角度をな
し、端面A−Bの法線をCーDとする。この図の様な条
件のもとで、IDT電極により励振された表面波および
バルク波はIDT電極に平行して進み、前記の波の上端
が端面A−Bで反射しIDT側に折り返す様子を図示し
ている。基板と電極の配置上、波の上端の反射波がID
Tに係らない角度を求めれば、こらがクリチカルアング
ルでこれより角度θが大きければ反射波はIDT電極に
直接再入力する事はない。反射の条件より角S1CDと
DCS2は同じになり、IDT電極端から基板端面まで
の距離はL1+L2であるから、クリチカルアングルは 1/2・tan-1(W/(L1+L2)) となる。これよりθを大きく選べば反射波によるスプリ
アスは、抑えられる。
【0015】圧電基板上に配置されたIDT電極で励振
される波は所謂表面波(Rayleigh波)だけでなく、基板
材料、切断角度、伝搬方向およびIDT電極の厚さによ
り圧電表面すべり波(BGS波)、漏洩弾性表面波(Leaky
SAW)、SSBW等の各種の波が存在する。これらの波
を本発明になる手段に適用できることは自明である。ま
た、従来技術で説明したスローシェアー、ファーストシ
ェアー、およびロンジチュジナル等の波は、所謂表面波
を用いてデバイスを構成する場合は不要波となり、これ
らを抑圧する必要がある。同様に、どの波を用いるかに
より、該波動以外は不要波となり、抑圧の対象となる。
【0016】以上、本発明の説明において、1ポート共
振子を用いて記述してきたが、本発明はこれに限ること
はなく2ポート共振子、多重モード結合フィルタ(縦結
合あるいは横結合)等に適用出来ることは自明である。
【0017】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。S
AWデバイスの小型化によりチップサイズも小さくな
り、これに伴い反射器の電極指本数の減少をきたし、表
面波振動のエネルギーを反射器に閉じこめられず一部の
表面波およびバルク波が両端部にもれだす。本発明にな
る伝搬方向と長辺を不平行とし、且つ、伝搬方向の垂線
と角度をもたせて短辺を切断することにより、反射波を
直接IDT電極に到達させないため、スプリアスとして
IDT電極が受信する信号も大幅に抑えることができ
る。本発明を小型SAWデバイス適用することにより、
アブソーバの塗布が不要になり、またアブソーバ塗布用
面積の削減、チップ端面を斜めにカットするための基板
の増大を抑えれれるため、チップサイズの小型化、同一
基板からの収率も大きくなる。さらに、アブソーバ塗布
工数削減およびアブソーバ塗布による品質のバラツキを
減少させる事ができる。また、波動の伝搬方向と長辺お
よび短辺が不平行なため、横モードの漏洩波によるスプ
リアスに対しても効果がある。さらに、チップ形状が長
方形になるため、鋭角部がなくプロセス中での取り扱い
により破損が大幅にすくなくなる。また、本発明になる
手段は縦結合表面波フィルタおよび横結合表面波フィル
タにも適用出来ること言うまでもない。以上述べたのよ
うに本発明による利点は多大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明になる実施例を示す平面図
で、(b)は短辺の端面における反射を説明する図。
【図2】(a)および(b)は従来のSAWデバイスを
示す平面図で、(a)はアブソーバを用いたSAW共振
子、(b)は短辺を斜めに切断したSAW共振子
【図3】(a)はX軸方向より傾けてIDT電極を配置
したSAW共振子を示す平面図、(b)は基板の短辺を
傾斜させたSAW共振子示す平面図。
【符号の説明】
1……SAW共振子 2……圧電基板 3、4……IDT電極 5、5……反射器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧電基板の主表面上に互いに交叉するすだ
    れ状電極と反射器を配置した弾性表面波デバイスで、該
    圧電基板の長辺と弾性表面波の進行方向とが不平行にな
    るように前記電極を配置したIDT励振デバイスにおい
    て、反射器の長さをL1および該反射器端から基板の短
    辺までの長さをL2としたとき、弾性表面波の進行方向
    の垂線と基板の短辺が 1/2・tan-1(W/(L1+L2)) 以上の角度をなすようにし且つ、基板長辺と短辺が直交
    することを特徴とするIDT励振デバイス。
JP29737795A 1995-10-20 1995-10-20 Idt励振デバイス Pending JPH09116378A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000286663A (ja) * 1999-01-27 2000-10-13 Hitachi Ltd 弾性表面波素子
US6566980B2 (en) * 2000-03-30 2003-05-20 Sawtek, Inc. Die layout for SAW devices and associated methods
KR20050112689A (ko) * 2004-05-27 2005-12-01 삼성전기주식회사 표면 탄성파 필터
JP2012257019A (ja) * 2011-06-08 2012-12-27 Murata Mfg Co Ltd 弾性波装置
CN107534422A (zh) * 2015-04-22 2018-01-02 追踪有限公司 具有更好声音效果的电声器件

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JP2012257019A (ja) * 2011-06-08 2012-12-27 Murata Mfg Co Ltd 弾性波装置
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