JPWO2009013974A1 - 弾性表面波装置及び通信装置 - Google Patents
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Abstract
ＳＡＷ装置は、圧電基板１上に３個以上の奇数個のＩＤＴ電極４〜９と、反射器電極１０〜１３とを有する第１及び第２のＳＡＷ素子２，３と、第１及び第２のＳＡＷ素子２，３を縦続接続する接続配線１６と、第１のＳＡＷ素子２の両端のＩＤＴ電極４，６に接続された第１の不平衡信号端子１４と、第２のＳＡＷ素子３の両端のＩＤＴ電極７，９に接続された第２の不平衡信号端子１５と、を具備し、第１及び第２のＳＡＷ素子２，３はそれぞれ中央のＩＤＴ電極５，８の一方のバスバー電極１７が２分割され、第１及び第２のＳＡＷ素子２，３の少なくとも一方の中央のＩＤＴ電極の非分割のバスバー電極１８，１９が基準電位電極に接続されており、接続配線１６は平衡信号配線とされている。
Description
本発明は、例えば携帯電話等の移動体通信機器に用いられる弾性表面波フィルタ及び弾性表面波共振器等を含む弾性表面波装置、及びこれを備えた通信装置に関するものである。
従来、携帯電話や自動車電話等の移動体通信機器のＲＦ（無線周波数）段に用いられる周波数選択フィルタ（以下、フィルタともいう）として、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルタが広く用いられている。一般に、周波数選択フィルタに求められる特性としては、広通過帯域、低損失および高減衰量等の諸特性が挙げられる。
図８に、従来の共振器型ＳＡＷフィルタの電極構造の平面図を示す。図８に示す従来のＳＡＷフィルタは、第１のＳＡＷ素子９１と第２のＳＡＷ素子９２とが２段で縦続接続されており、第１のＳＡＷ素子９１の中央に位置するＩＤＴ電極８２に不平衡入力端子９４が接続されており、第２のＳＡＷ素子９２の中央に位置するＩＤＴ電極８５に不平衡出力端子９５が接続されている（例えば、特許文献１を参照）。
このように、共振器電極パターンを２段縦続接続させることにより、１段目と２段目の定在波の相互干渉が生じる。これにより、帯域外減衰量を高減衰化し、フィルタ特性の帯域外減衰量を向上させることができる。即ち、同様の特性をもつＳＡＷフィルタを２段縦続接続した構成とすることによって、１段目で減衰された信号が２段目でさらに減衰され、帯域外減衰量を約２倍に向上させることができる。
特開２００２−８４１６３号公報
図８に示す従来のＳＡＷフィルタの場合、中央のＩＤＴ電極に接続された接地端子同士が隣接している位置にある。そのため、接地端子同士の間で容量成分が発生し、ＳＡＷフィルタの通過帯域外減衰量が小さくなる傾向にあった。かかるＳＡＷフィルタを通信装置である携帯電話端末に組み込んだ場合、携帯電話端末の通話品質に影響を及ぼすことから、通過帯域外減衰量が大きなＳＡＷフィルタが望まれている。
本発明は、上記ニーズに応えることが可能な弾性表面波装置、およびそれを用いた通信装置を提供するものである。
本発明の一形態にかかる弾性表面波装置は、第１領域と、前記第１領域の両隣に配される第２、第３領域とを有する圧電基板と、前記圧電基板上の前記第２領域に配置されており、前記圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って第１、第２、第３のＩＤＴ電極が順に配列されているとともに、前記１、第２、第３のＩＤＴ電極のうち中央に配された第２のＩＤＴ電極は、前記圧電基板上の第１領域側に配され且つ２分割された第１分割バスバー電極と、前記圧電基板上の第２領域に配され且つ前記第２領域に配された基準電位電極に接続される非分割のバスバー電極とを含んで構成されている第１の弾性表面波素子と、前記圧電基板上の前記第３領域に配置されており、前記圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って第４、第５、第６のＩＤＴ電極が順に配列されているとともに、前記第４、第５、第６のＩＤＴ電極のうち中央に配された第５のＩＤＴ電極は、前記第１分割バスバー電極と隣り合うように前記第１領域側に配された第２分割バスバー電極と前記圧電基板上の第３領域側に配された非分割のバスバー電極とを含んで構成されている第２の弾性表面波素子と、前記１領域に配置され、前記第１分割バスバー電極と前記第２分割バスバー電極とを接続することにより前記第１及び第２の弾性表面波素子を縦続接続する平衡信号配線と、前記第１弾性表面波素子の第１、第３のＩＤＴ電極に接続され、且つ前記第２領域に配置される第１の不平衡信号端子と、前記第２弾性表面波素子の第４、第６のＩＤＴ電極に接続され、且つ前記第３領域に配置される第２の不平衡信号端子と、を具備している。
また、本発明の一形態にかかる通信装置は、上記の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備える。
本発明の一形態にかかるＳＡＷ装置によれば、中央のＩＤＴ電極に生じた電荷を基準電位電極に逃がすことができる。これにより、通過帯域外の減衰量が大きい電気的な特性に優れたＳＡＷ装置となすことができる。
また、基準電位電極を第１及び第２のＳＡＷ素子の間に設ける必要がなくなることから、従来のように基準電位電極同士の間に容量成分が発生することが殆どない。その結果、ＳＡＷフィルタの通過帯域外における減衰量が大きくなり電気的な特性に優れたＳＡＷ装置となすことができる。
また、第１のＳＡＷ素子と第２のＳＡＷ素子との間が平衡信号配線で接続されていることにより、中央のＩＤＴ電極の非分割バスバー電極と、両端のＩＤＴ電極の基準電位電極に接続されるバスバー電極とが、インダクタンス成分を介して基準電位電極に接続されている場合においても、中央のＩＤＴ電極の非分割バスバー電極の電位は平衡信号の基準電位に一致するとともに一定である。そのため、不平衡信号端子に対するインピーダンスの整合を阻害することがなく、ＳＡＷフィルタのインピーダンス整合を充分に取ることができる。
本発明の一形態にかかる通信装置によれば、感度が良好な通信装置を実現することができる。
１：圧電基板
２，３：ＳＡＷ素子
４〜９：ＩＤＴ電極
１０〜１３：反射器電極
１４：第１の不平衡信号端子
１５：第２の不平衡信号端子
４１：ＳＡＷ共振子
２，３：ＳＡＷ素子
４〜９：ＩＤＴ電極
１０〜１３：反射器電極
１４：第１の不平衡信号端子
１５：第２の不平衡信号端子
４１：ＳＡＷ共振子
以下、本発明の実施形態におけるＳＡＷ装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。また、本実施形態では、ＳＡＷ装置として共振器型のＳＡＷフィルタを例にとり説明する。なお、以下に説明する図面において同一構成の部分には同一符号を付すものとする。また、各電極の大きさや電極間の距離等、電極指の本数や間隔等については、説明のために模式的に図示している。
図１に示すＳＡＷ装置は、第１及び第２のＳＡＷ素子２，３を有する。なお図では第１領域と第２領域との境界、第１領域と第３領域との境界をそれぞれ点線で示している。第１のＳＡＷ素子２は圧電基板１上に、圧電基板１上を伝搬するＳＡＷの伝搬方向に沿って配列された複数の電極指を備えた第１、第２、第３のＩＤＴ電極４，５，６を有する。また第２のＳＡＷ素子３は圧電基板１上に、圧電基板１上を伝搬するＳＡＷの伝搬方向に沿って配列された複数の電極指を備えた第４、第５、第６のＩＤＴ電極７，８，９を有する。また図１に示すＳＡＷ装置は、第１、第２、第３のＩＤＴ電極４〜６の両側にそれぞれ配置された電極指を複数備えた第１、第２の反射器電極１０，１１と、第４、第５、第６のＩＤＴ電極７〜９の両側にそれぞれ配置された電極指を複数備えた第３、第４の反射器電極１２，１３を有する。第１〜第３のＩＤＴ電極４〜６及び第４〜第６のＩＤＴ電極７〜９が有する電極指、ならびに、第１〜第４反射器電極１０〜１３が有する電極指は、それぞれの長手方向が伝搬方向に直交する方向に沿って配置されている。また、図１に示すＳＡＷ装置は、第１及び第２のＳＡＷ素子２，３を縦続接続する平衡信号配線１６と、第１のＳＡＷ素子２の３個のＩＤＴ電極４〜６のうち両端の第１、第３のＩＤＴ電極４，６に接続され、第２領域に配された第１の不平衡信号端子１４と、第２のＳＡＷ素子３の３個のＩＤＴ電極７〜９のうち両端の第４，第６のＩＤＴ電極７，９に接続され、第３領域に配された第２の不平衡信号端子１５と、を更に有する。なお、第１の不平衡信号端子１４は、例えば、不平衡信号入力端子であり、第２の不平衡信号端子１５は、例えば、不平衡信号出力端子である。
第１のＳＡＷ素子２の中央に位置する第２のＩＤＴ電極５は、２分割され、第１領域側に配された第１分割バスバー電極１７，１７を有する。一方、第２のＳＡＷ素子３の中央に位置する第５のＩＤＴ電極８は、２分割され、第１領域側に配された第２分割バスバー電極１７’、１７’を有する。この分割された第１、第２バスバー電極１７，１７、１７’，１７’は平面的に平衡信号配線１６を介して対向するように配置されている。第１のＳＡＷ素子２の中央に位置する第５のＩＤＴ電極５は、非分割のバスバー電極１８を更に有し、該非分割のバスバー電極１８が第２領域に配された基準電位電極１８Ｓに接続されている。
第１のＳＡＷ素子２の非分割のバスバー電極１８が基準電位電極１８Ｓに接続されているので、ＩＤＴ電極５に生じた電荷を基準電位電極１８Ｓに逃がすことができ、第１のＳＡＷ素子２と第２のＳＡＷ素子３との間で、ＩＤＴ電極５，８に生じた電荷が及ぼしあう影響を低減することができる。その結果、通過帯域外減衰量が大きくなる。
また、基準電位電極を第１及び第２のＳＡＷ素子２，３の間に設ける必要がなくなることから、基準電位電極同士の間に発生する容量成分を小さくできる。その結果、ＳＡＷフィルタの通過帯域外の減衰量が大きくなり、電気的特性に優れたＳＡＷ装置となすことができる。
さらには、第１及び第２のＳＡＷ素子２，３の間のスペースを小さくすることができるので、ＳＡＷ装置を小型化することができるという利点もある。例えば、図１のＳＡＷ装置の場合、第１及び第２のＳＡＷ素子２，３の間の間隔を、３０μｍ程度と小さくすることができる。
また、第１及び第２のＳＡＷ素子２，３の間の間隔は１０〜７０μｍ程度が好ましい。これにより、第１及び第２のＳＡＷ素子２，３の間で電磁的な干渉を低減できるとともにＳＡＷ装置を小型化することができる。
また、第１のＳＡＷ素子２と第２のＳＡＷ素子３との間が平衡信号配線１６で接続されていることにより、ＩＤＴ電極５の非分割バスバー電極１８基準電位電極との接続経路において、配線のインダクタンスが含まれている場合であっても、ＳＡＷフィルタのインピーダンス整合を充分に取ることができる。
図１に示すＳＡＷ装置では、第２のＩＤＴ電極５の非分割のバスバー電極１８が基準電位電極１８Ｓに接続されており、第５のＩＤＴ電極８の非分割のバスバー電極１９が電気的に浮遊状態とされている。すなわち、図１に示すＳＡＷ装置の場合、非分割のバスバー電極１９に接続される基準電位電極が省略されているため、その分より小型化されている。
なお、図１の構成において、第１のＩＤＴ電極４が有する一方のバスバー電極が第１の反射器電極１０のバスバー電極を介して基準電位（例えば、接地電位）に接続されており、両バスバー電極が直線状に配置されている。すなわち、該両バスバー電極によって、共通バスバー電極４Ｂを構成している。第３のＩＤＴ電極６と第２の反射器電極１１、第４のＩＤＴ電極７と第３の反射器電極１２、及び、第６のＩＤＴ電極９と第４の反射器電極１３も同様に、共通バスバー電極６Ｂ、７Ｂ、９Ｂを共有している。また、第１のＩＤＴ電極４は、共通バスバー電極４Ｂに接続され、第２のＩＤＴ電極５に隣接する、一対の電極指を有する。前記一対の電極指は、不平衡信号を平衡信号へ変換する。同様に、第４のＩＤＴ電極７は、共通バスバー電極７Ｂに接続され、第５のＩＤＴ電極８に隣接する、一対の電極指を有する。
図２に、本発明の一実施形態におけるＳＡＷ装置の他の例の平面図を示す。図１のＳＡＷ装置は、第２のＳＡＷ素子の中央に位置する第５のＩＤＴ電極８が基準電位電極（以下、第１の基準電位電極ともいう）に接続されずに浮遊状態となっているのに対し、図２に示すＳＡＷ装置は、第２のＳＡＷ素子３の中央に位置する第５のＩＤＴ電極８の非分割のバスバー電極１９が、第２基準電位電極１９Ｓに接続されているものである。
図２に示すＳＡＷ装置の場合、第１及び第２のＳＡＷ素子２，３の中央に位置する第２、第５のＩＤＴ電極５，８の非分割のバスバー電極１８，１９が、それぞれ第１、第２基準電位電極１８Ｓ、１９Ｓに接続されているので、第２、第５のＩＤＴ電極５，８に生じた電荷を第１、第２基準電位電極１８Ｓ、１９Ｓに逃がすことができる。その結果、第１のＳＡＷ素子２と第２のＳＡＷ素子３との間で、電荷が互いに及ぼす影響が良好に低減される。さらに、第１、第２基準電位電極１８Ｓ，１９Ｓ同士が互いに離れた位置に設けられているので、それらの間に発生する電気的な容量成分を大幅に小さくできる。従って、ＳＡＷフィルタの通過帯域外減衰量を更に大きくすることができる。
また、図２に示すＳＡＷ装置は、基準電位電極１８Ｓ、１０Ｓ，１１Ｓが不平衡信号端子１４側、換言すれば圧電基板１の第２領域に配置されている。一方、第２基準電位電極１９Ｓ，１２Ｓ，１３Ｓは不平衡信号端子１５側、換言すれば圧電基板１の第３の領域側に配置されている。
この場合、第１のＳＡＷ素子２と第２のＳＡＷ素子３との間に基準電位電極１０Ｓ，１１Ｓ，１２Ｓ，１３Ｓ，１８Ｓ，１９Ｓが配置されないため、第１のＳＡＷ素子２と第２のＳＡＷ素子３を近接して配置することができ、ＳＡＷ装置を小型化することができる。
図３に本発明の一実施形態におけるＳＡＷ装置の他の例の平面図を示す。図３の構成は、図１のＳＡＷ装置において、第１及び第２のＳＡＷ素子３１〜３６から成る３組（３１と３４の組、３２と３５の組、３３と３６の組）が、第１及び第２の不平衡信号端子１４，１５に対して並列接続されているものである。
これにより、通過帯域外減衰量を大幅に大きくすることができる。また、第１及び第２のＳＡＷ素子３１〜３６の複数組が並列接続された電極構造を有しているので、それぞれのＳＡＷ素子３１〜３６に印加される電力を分散させることができ、ＳＡＷフィルタの耐電力性を向上させることができる。
図４に本発明一実施形態におけるＳＡＷ装置の他の例の平面図を示す。図４の構成は、図１のＳＡＷ装置において、第１のＳＡＷ素子２と不平衡信号端子１４との間に、第１のＳＡＷ素子２及び不平衡信号端子１４に接続されるＳＡＷ共振子４１を配置したものである。これにより、第１及び第２のＳＡＷ素子２，３に対して、ＳＡＷ共振子４１の反共振周波数と共振周波数とを適宜設定することにより、所望の周波数に減衰極を形成することができるので、通過帯域外減衰量をさらに大きくすることができる。
図５に本発明の一実施形態におけるＳＡＷ装置の他の例の平面図を示す。図５の構成は、図１に示すＳＡＷ装置において、第１の基準電位用引き出し線５１と、第１の信号引き出し線５３と、両引き出し線５１，５３との間に介在される第１の絶縁体２１と、第２の基準電位引き出し線５２と、第２の信号引き出し線５４と、両引き出し線５２と５４との間に介在される第２の絶縁体２１と、を有する立体配線が形成された構成である。基準電位用引き出し線５１は、第１のＳＡＷ素子２の第２のＩＤＴ電極５の非分割のバスバー電極１８および第１、第２の反射器電極１０、１１を共通基準電位電極５１Ｓに対して電気的に接続する。信号引き出し線５３は、ＩＤＴ電極５の両側に配置されるＩＤＴ電極４，６と第１の不平衡信号端子１４とを電気的に接続する。同様に、基準電位用引き出し線５２は、第２のＳＡＷ素子３の第５のＩＤＴ電極８の非分割のバスバー電極１９および第３、第４の反射器電極１２、１３を共通基準電位電極５２Ｓに対して電気的に接続する。信号引き出し線５４は、ＩＤＴ電極８の両側に位置するＩＤＴ電極７，９と第２の不平衡信号端子１５とを電気的に接続する。
また、図１のＳＡＷ装置では、例えば第１のＳＡＷ素子２において、基準電位電極１８Ｓ，基準電位電極１０Ｓ、基準電位電極１１Ｓがそれぞれ別個に設けられているが、図５に示すＳＡＷ装置は、共通基準電位電極５１を１個設け、この共通基準電位電極５１に第２のＩＤＴ電極５、第１、第２の反射器電極１０，１１が第１の基準電位用引き出し線５１を介して共通に接続されている。基準電位電極は通常、半田バンプなどを配置するために比較的大きめの電極パッドにより形成されるが、図５に示すＳＡＷ装置は、このような電極パッドの数を減らすことができ、例えば、空いたスペースを他の電極の配置のために使用できるため設計の自由度が増す。
図５に示すＳＡＷ装置の場合、第１及び第２の基準電位用引き出し配線５１，５２と第１及び第２の信号引き出し線５３，５４とを交差させているため、これによってもＳＡＷ装置を小型化することができる。
立体配線の形成は、以下のようにして行う。
先ず、圧電基板１上に第１〜第６のＩＤＴ電極４〜９を、例えば、０．１μｍ〜０．５μｍ程度の厚みを有するように形成する。この厚みに設定することで、ＳＡＷ素子２，３を好適に励振させることができる。ＩＤＴ電極の形成と同時に第１〜第４の反射器電極１０〜１３、信号引き出し線５３，５４、第１、第２の不平衡信号端子１４，１５なども形成される。
次に、ＩＤＴ電極４〜９などを覆って保護するための保護膜を成膜する。保護膜の材料としては、Ｓｉ，ＳｉＯ2，ＳｉＮx，Ａｌ2Ｏ3等を用いることができる。その成膜方法としては、スパッタリング法，ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法，電子ビーム蒸着法等を用いることができる。
次に、第１及び第２の信号引き出し線５３，５４のうち、第１及び第２の基準電位用引き出し線５１，５２と交差すべき部分に第１及び第２の絶縁体２１を形成する。第１及び第２の絶縁体２１の材料としては、感光性ポリイミド樹脂，非感光性ポリイミド樹脂，ＳｉＯ2，ＳｉＮx，Ａｌ2Ｏ3等を用いることができる。第１及び第２の絶縁体２１の形成方法としては、スピンコート法により樹脂膜を塗布した後、フォトリソグラフィを行って所望のパターンを得る方法を採用することができる。また、第１及び第２の絶縁体２１の材料としてＳｉＯ2，ＳｉＮx，Ａｌ2Ｏ3等を用いる場合の形成方法としては、スパッタリング法，ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いることができる。
第１及び第２の絶縁体２１を形成した後、第１及び第２の基準電位用引き出し線５１，５２をスパッタリング法などにより成膜しパターニングすることで形成する。このようにして立体配線の形成が行われる。
図７に図５に示したＳＡＷ装置により構成されるＳＡＷフィルタの平面図を示す。なお図７に示すＳＡＷフィルタは、第１のＳＡＷ素子２と第２のＳＡＷ素子３との組からなるＳＡＷ装置が３組ある場合を示している。図７に示すように、いずれの組においてもＳＡＷ素子２とＳＡＷ素子３との間のスペースには、基準電位用電極が配置されていないため不要な容量が発生することが低減され、電気特性に優れたＳＡＷフィルタとなすことができる。また図７に示すＳＡＷフィルタは、第１及び第２の基準電位引き出し線５１，５２と第１及び第２の信号引き出し線５３，５４とが第１及び第２の絶縁体２１を介して絶縁されているため、これらの引き出し線５１，５２，５３，５４の引き回しを短くすることができ、ＳＡＷフィルタを小型化することができる。
なお、ＳＡＷフィルタ用の圧電基板１としては、３６°±３°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム単結晶、４２°±３°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム単結晶、６４°±３°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム単結晶、４１°±３°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム単結晶、４５°±３°ＸカットＺ伝搬四ホウ酸リチウム単結晶を用いることが好ましい。これらは、電気機械結合係数が大きく、かつ、周波数温度係数が小さいことからである。また、これらの焦電性圧電単結晶のうち、酸素欠陥やＦｅ等の固溶により焦電性を著しく減少させた焦電性圧電単結晶を圧電基板１として用いることが、ＳＡＷ装置の信頼性上良好である。圧電基板１の厚みは０．１〜０．５ｍｍ程度がよく、０．１ｍｍ未満では圧電基板１が脆くなり、０．５ｍｍ超では材料コストと部品寸法が大きくなり使用に適さない。
また、ＩＤＴ電極及び反射器電極は、ＡｌもしくはＡｌ合金（Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｔｉ系）からなり、蒸着法、スパッタリング法、またはＣＶＤ法等の薄膜形成法により形成する。電極厚みは０．１〜０．５μｍ程度とすることがＳＡＷフィルタとしての所期の特性を得る上で好適である。
さらに、各種電極及び圧電基板１上のＳＡＷの伝搬部に、ＳｉＯ2，ＳｉＮx，Ｓｉ，Ａｌ2Ｏ3を保護膜として形成することにより導電性異物による通電を防止したり耐電力性を向上させることができる。
なお図７に示すＳＡＷフィルタでは、第１、第２のＳＡＷ素子２，３などを囲む環状導体５５が設けられている。環状導体５５は、ＳＡＷフィルタの使用時、グランド電位に保持されるようになっており、これによって外部の不要な電磁波がＳＡＷ素子２，３などに与える影響を小さくすることができ、ＳＡＷフィルタの電気特性を向上させることができる。
なお図７に示すＳＡＷフィルタでは、第１、第２のＳＡＷ素子２，３などを囲む環状導体５５が設けられている。環状導体５５は、ＳＡＷフィルタの使用時、グランド電位に保持されるようになっており、これによって外部の不要な電磁波がＳＡＷ素子２，３などに与える影響を小さくすることができ、ＳＡＷフィルタの電気特性を向上させることができる。
本発明のＳＡＷ装置は、携帯電話端末などの通信装置に適用することができる。
図９は、本発明の一実施形態における通信装置を示すブロック図である。図９において、アンテナ１４０に送信回路Ｔｘと受信回路Ｒｘが分波器１５０を介して接続されている。この分波器１５０を構成するフィルタや受信回路Ｒｘのフィルタ１７０、あるいは送信回路Ｔｘのフィルタ２１０として、例えば図１〜５に示したＳＡＷ装置を用いることができる。
図９に示す通信装置において送信される高周波信号は、フィルタ２１０によりその不要信号が除去され、パワーアンプ２２０で増幅される。その後、増幅された高周波信号は、アイソレータ２３０と分波器１５０を通り、アンテナ１４０から放射される。また、アンテナ１４０で受信された高周波信号は、分波器１５０を通りローノイズアンプ１６０で増幅されフィルタ１７０でその不要信号を除去された後、アンプ１８０で再増幅されミキサ１９０で低周波信号に変換される。
本発明のＳＡＷ装置の実施例について以下に説明する。図２に示すＳＡＷ装置を具体的に作製した実施例について説明する。
３８．７°ＹカットのＸ方向伝搬とするＬｉＴａＯ3単結晶からなる圧電基板（多数個
取り用の母基板）１上に、Ａｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金から成る、ＩＤＴ電極４〜９や反射器電極１０〜１３としての微細電極パターンを形成した。
取り用の母基板）１上に、Ａｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金から成る、ＩＤＴ電極４〜９や反射器電極１０〜１３としての微細電極パターンを形成した。
また、各電極のパターンの作製には、スパッタリング装置、縮小投影露光機（ステッパー）、及びＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置によりフォトリソグラフィを施すことにより行った。
まず、圧電基板１をアセトン，ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等によって超音波洗浄し、有機成分を落とした。次に、クリーンオーブンによって充分に圧電基板１の乾燥を行った後、各電極となる金属層の成膜を行った。金属層の成膜にはスパッタリング装置を使用し、金属層の材料としてＡｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金を用いた。このときの金属層の厚みは約０．１５μｍとした。
次に、金属層上にフォトレジストを約０．５μｍの厚みにスピンコートし、縮小投影露光装置（ステッパー）により、所望形状にパターニングを行い、現像装置にて不要部分のフォトレジストをアルカリ現像液で溶解させ、所望パターンを表出させた。その後、ＲＩＥ装置により金属層のエッチングを行い、パターニングを終了し、ＳＡＷ装置を構成する各電極のパターンを得た。
この後、電極の所定領域上に保護膜を形成した。即ち、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置により、各電極のパターン及び圧電基板１上にＳｉＯ２膜を約０．０２μｍの厚みで形成した。
その後、フォトリソグラフィによりパターニングを行い、ＲＩＥ装置等でフリップチップ用窓開け部のエッチングを行った。その後、そのフリップチップ用窓開け部に、スパッタリング装置を使用して、Ｃｒ層、Ｎｉ層、Ａｕ層を積層した構成のパッド電極を成膜した。このときのパッド電極の厚みは約１．０μｍとした。その後、印刷法及びリフロー炉を用いて、ＳＡＷ装置を外部回路基板等にフリップチップ実装するための半田バンプを、パッド電極上に形成した。
次に、圧電基板１に分割線に沿ってダイシング加工を施し、各ＳＡＷ装置（チップ）ごとに分割した。その後、各チップをフリップチップ実装装置によってパッド電極の形成面を下面にして、外部のパッケージ内に収容し接着した。その後、Ｎ２ガス雰囲気中でベーキングを行い、パッケージ化されたＳＡＷ装置を完成した。パッケージは、セラミック層を多層積層して成る２．５×２．０ｍｍ角の積層構造のものを用いた。
また、比較例１のサンプルとして、図２の構成において、ＳＡＷ素子２，３のＩＤＴ電極５，８の非分割のバスバー電極１８，１９が基準電位電極に接続されておらず、電気的な浮遊状態（フローティング状態）となっているＳＡＷ装置を用いた。比較サンプル１におけるその他の構成は、図２の構成と同様である。
次に、本実施例及び比較例のＳＡＷ装置について、それぞれの特性をコンピュータシミュレーションによって求めた。ＳＡＷ装置の動作周波数は７００〜６０００ＭＨｚである。
通過帯域近傍の周波数特性のグラフを図６に示す。図６は、フィルタの伝送特性を表す透過特性の周波数依存性を示すグラフである。本実施例品のフィルタ特性は非常に良好であった。即ち、図６の破線で示した比較例のＳＡＷフィルタと比較して、図６の実線で示すように、本実施例におけるＳＡＷフィルタの通過帯域外減衰量は大幅に増加した。
また、比較例２のサンプルとして、図８の構成のＳＡＷ装置を作製した。このＳＡＷ装置において、第１のＳＡＷ素子９１と第２のＳＡＷ素子９２との間の間隔は、１００μｍであった。一方、本実施例のＳＡＷ装置において、第１のＳＡＷ素子２と第２のＳＡＷ素子３との間の間隔は、３０μｍであった。その結果、本実施例のＳＡＷ装置の面積は５５３００μｍ２、比較例２のＳＡＷ装置の面積は６８９００μｍ２となり、本実施例のＳＡＷ装置は、面積比で２０％小型化された。
このように本実施例では、通過帯域外減衰量を大幅に増加させることができ、また小型のＳＡＷ装置を実現することができた。
Claims (12)
- 第１領域と、前記第１領域の両隣に配される第２、第３領域とを有する圧電基板と、
前記圧電基板上の前記第２領域に配置されており、
前記圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って第１、第２、第３のＩＤＴ電極が順に配列されているとともに、前記１、第２、第３のＩＤＴ電極のうち中央に配された第２のＩＤＴ電極は、前記圧電基板上の第１領域側に配され且つ２分割された第１分割バスバー電極と、前記圧電基板上の第２領域に配され且つ前記第２領域に配された基準電位電極に接続される非分割のバスバー電極とを含んで構成されている第１の弾性表面波素子と、
前記圧電基板上の前記第３領域に配置されており、
前記圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って第４、第５、第６のＩＤＴ電極が順に配列されているとともに、前記第４、第５、第６のＩＤＴ電極のうち中央に配された第５のＩＤＴ電極は、前記第１分割バスバー電極と隣り合うように前記第１領域側に配された第２分割バスバー電極と前記圧電基板上の第３領域側に配された非分割のバスバー電極とを含んで構成されている第２の弾性表面波素子と、
前記１領域に配置され、前記第１分割バスバー電極と前記第２分割バスバー電極とを接続することにより前記第１及び第２の弾性表面波素子を縦続接続する平衡信号配線と、
前記第１弾性表面波素子の第１、第３のＩＤＴ電極に接続され、且つ前記第２領域に配置される第１の不平衡信号端子と、
前記第２弾性表面波素子の第４、第６のＩＤＴ電極に接続され、且つ前記第３領域に配置される第２の不平衡信号端子と、
を具備している弾性表面波装置。 - 前記第５のＩＤＴ電極の非分割のバスバー電極が電気的に浮遊状態とされている
請求項１記載の弾性表面波装置。 - 前記第５のＩＤＴ電極の非分割のバスバー電極が前記第３領域に配された第２基準電位電極に接続されている
請求項１記載の弾性表面波装置。 - 前記第１及び第２の弾性表面波素子から成る組を複数備え、
該複数の組が、前記第１及び第２の不平衡信号端子に対して並列接続されている
請求項１に記載の弾性表面波装置。 - 前記第１の弾性表面波素子と前記第１の不平衡信号端子との間、または前記第２の弾性表面波素子と前記第２の不平衡信号端子との間に、弾性表面波共振子が接続されている
請求項１に記載の弾性表面波装置。 - 前記第１、第２、第３のＩＤＴ電極の前記伝搬方向の両側に配置された第１、第２の反射器電極をさらに有し、
前記第１の弾性表面波素子の前記第２のＩＤＴ電極の非分割のバスバー電極と前記第１、第２の反射器電極とは、基準電位用引き出し配線を介して前記基準電位電極に接続されており、前記第１、第３のＩＤＴ電極と前記第１の不平衡信号端子とを接続する信号引き出し配線が、絶縁体を介して前記基準電位用引き出し配線と交差している
請求項１乃至５のいずれか記載の弾性表面波装置。 - 前記第１、第２、第３のＩＤＴ電極の前記伝搬方向の両側に配置された第１、第２の反射器電極をさらに有し、
前記第１のＩＤＴ電極と前記第１の反射器電極とが第１の共通バスバー電極により繋がっており、
前記第３のＩＤＴ電極と前記第２の反射器電極とが第２の共通バスバー電極により繋がっている
請求項１乃至５のいずれか記載の弾性表面波装置。 - 第１及び第２の弾性表面波素子の間の間隔が１０〜７０μｍである
請求項１乃至７のいずれか記載の弾性表面波装置。 - 前記第１、第３のＩＤＴ電極が、前記第２のＩＤＴ電極の非分割のバスバー電極が接続された前記基準電位電極に接続されている請求項７に記載の弾性表面波装置。
- 弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備え、
前記弾性表面波装置は、
第１領域と、前記第１領域の両隣に配される第２、第３領域とを有する圧電基板と、
前記圧電基板上の前記第１領域と前記第２領域との間に配置されており、
前記圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って第１、第２、第３のＩＤＴ電極が配列されているとともに、前記１、第２、第３のＩＤＴ電極のうち中央に配された第２のＩＤＴ電極は、前記圧電基板上の第１領域側に配され且つ２分割された第１分割バスバー電極と、前記圧電基板上の第２領域側に配され且つ基準電位電極に接続される非分割のバスバー電極とを含んで構成されている第１の弾性表面波素子と、
前記圧電基板上の前記第１領域と前記第３領域との間に配置されており、
前記圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って第４、第５、第６のＩＤＴ電極が配列されているとともに、前記第１、第２、第３のＩＤＴ電極のうち中央に配された第５のＩＤＴ電極は、前記第１分割バスバー電極と隣り合うように前記第１領域側に配された第２分割バスバー電極と前記圧電基板上の第３領域側に配された非分割のバスバー電極とを含んで構成されている第２の弾性表面波素子と、
前記１領域に配置され、前記第１分割バスバー電極と前記第２分割バスバー電極とを接続することにより前記第１及び第２の弾性表面波素子を縦続接続する平衡信号配線と、
前記第１弾性表面波素子の第２、第３のＩＤＴ電極に接続され、且つ前記第２領域に配置される第１の不平衡信号端子と、
前記第２弾性表面波素子の第４、第６のＩＤＴ電極に接続され、且つ前記第３領域に配置される第２の不平衡信号端子と、
を具備している通信装置。 - 前記送信回路は、送信信号をキャリア周波数に重畳させるミキサと、送信信号を増幅するパワーアンプと、増幅された送信信号をアンテナへ送信する、前記弾性表面波装置を含む分波器と、を有する
請求項１０記載の通信装置。 - 前記受信回路は、アンテナで受信した受信信号を受信信号処理回路側へ伝送する、前記弾性表面波装置を含む分波器と、前記受信信号を増幅するローノイズアンプと、前記受信信号をキャリア周波数から分離するミキサと、を有する
請求項１０記載の通信装置。
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