JPWO2009131227A1 - 弾性表面波装置およびそれを用いた通信装置 - Google Patents

Abstract

直列分割型構造を有する各ＩＤＴ電極のうち連続して順に並んだ任意の３個のＩＤＴ電極を、並び順に第１、第２、第３ＩＤＴ電極としたとき、前記第１ＩＤＴ電極と前記第２ＩＤＴ電極との第１領域の境界における第１電極指ピッチＰ１と、前記第２ＩＤＴ電極と前記第３ＩＤＴ電極との第１領域の境界における第２電極指ピッチＰ２とが等しく、且つ前記第１、第２電極指ピッチＰ１，Ｐ２が前記ＩＤＴ電極の第１領域の電極指ピッチの中で最も小さく、さらに第１、第２電極指ピッチＰ１，Ｐ２より大きい第３電極指ピッチＰ３が各ＩＤＴ電極の第１領域に存在するように電極指が配置されている構成とする。

Description

本発明は、移動体通信機器等に用いられる弾性表面波装置およびそれを用いた通信装置に関するものである。なお、以下では、弾性表面波（ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅ）を「ＳＡＷ」と略して表記することがある。

近年、移動体通信に用いられる通信機器は、無線通信を利用してデータの送受信を行うＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）等のサービスに対応して、より高周波帯域で使用されるようになってきている。この通信機器の高周波化にともない、それに使用される電子部品も、より高周波で動作可能なものが要望されている。

通信機器のキーパーツとして弾性表面波装置（ＳＡＷ装置）がある。ＳＡＷ装置は、例えば、ラダー型弾性表面波フィルタ（ＳＡＷフィルタ）を構成するための素子として使用される。このフィルタは、耐電力性能に優れており、高周波で動作する周波数帯でアンテナ分波器等に使用されている。しかし、従来のラダー型ＳＡＷフィルタは、高周波で動作する通信機器で要求される通過帯域近傍の減衰特性、通過帯域の挿入損失特性および通過帯域外減衰量等の電気特性を十分に確保することが困難であった。

そのため、多重モード型ＳＡＷフィルタを用いて、高周波で動作可能であり、かつ、通過帯域近傍の減衰特性や帯域外減衰量等の電気特性を向上させたＳＡＷ装置が提案されている。しかし、従来の多重モード型ＳＡＷフィルタは、高周波で動作させた場合、耐電力性能を十分に確保できないおそれがある。

図９及び図１０は、従来のＳＡＷ装置を示す要部平面図である。そこで、図９に示すように、耐電力性能を十分に確保するために、多重モード型ＳＡＷフィルタを構成する圧電基板上に形成されたＳＡＷを励振するＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電極を直列に分割して、ＩＤＴ電極に投入される電力を分割させたＳＡＷ装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

また、図１０に示すように、耐電力性能を確保する他の手段として、多重モード型ＳＡＷフィルタを構成する複数の弾性表面波素子（ＳＡＷ素子）を並列接続させて、ＳＡＷ素子に投入される電力を分散させたＳＡＷ装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
図９及び図１０に示す多重モード型ＳＡＷフィルタにおいては、ＩＤＴ電極が隣り合った部分に、ＩＤＴ電極の電極指ピッチが狭くなった狭ピッチ部を配置することにより、ＳＡＷ装置の低損失化及び広帯域化を実現している。この場合、電極指狭ピッチ部にエネルギーが集中すると、電極指狭ピッチ部に応力が集中する。
従って、耐電力性能に優れた高周波で動作可能な弾性表面波装置および通信装置が提供されることが望まれている。

特開２００６−３１１１８０号公報 特開２００４−１９４２６９号公報

本発明の一実施形態にかかるＳＡＷ装置は、圧電基板と、前記圧電基板上に配置された複数個の弾性表面波素子と、を備えた弾性表面波装置である。各弾性表面波素子は、弾性表面波の伝搬方向に沿って配列されたＮ個（Ｎ≧３以上の整数）の直列分割型の構造を有するＩＤＴ電極を備え、前記各ＩＤＴ電極は、中心バスバーと、前記中心バスバーの一方の長辺に対して一端が接続され、互いに間隔を空けて配置される複数の第１浮き電極指と、前記中心バスバーの他方の長辺に対して一端が接続され、互いに間隔を空けて配列される複数の第２浮き電極指と、を有する浮き電極と、前記複数の第１浮き電極指の間に位置するように配置された複数の電極指を有する第１電極と、前記複数の第２浮き電極指の間に位置するように配置された複数の電極指を有する第２電極と、を備えている。

前記複数のＩＤＴ電極のうち、連続して順に並んだ任意の３個のＩＤＴ電極を、並び順に第１、第２、第３ＩＤＴ電極とし、前記中心バスバーの中心線を境界として前記弾性表面波素子を第１領域と第２領域に区分し、前記第１領域を前記第１浮き電極及び第１電極が配置された領域とし、前記第２領域を前記第２浮き電極及び第２電極が配置された領域とすると、前記第１ＩＤＴ電極と前記第２ＩＤＴ電極との境界で、且つ前記第１領域における第１電極指ピッチＰ１と、前記第２ＩＤＴ電極と前記第３ＩＤＴ電極との境界で、且つ前記第１領域における第２電極指ピッチＰ２とが等しく、且つ前記第１、第２電極指ピッチＰ１，Ｐ２が前記第１領域における前記Ｎ個のＩＤＴ電極の全ての電極指ピッチの中で最も小さく、前記各ＩＤＴ電極は、前記第１領域において、前記第１、第２電極指ピッチＰ１，Ｐ２より大きい第３電極指ピッチＰ３を有する。

また本発明の一実施形態にかかる通信装置は、上記のＳＡＷ装置と、受信回路及び送信回路の少なくとも一方とを備えたものである。

上記のＳＡＷ装置によれば、高周波においても十分な耐電力性能を有するＳＡＷ装置を実現することができる。

また上記の通信装置によれば、上記ＳＡＷ装置と、受信回路及び送信回路の少なくとも一方とを備えたことにより、信頼性の高い通信装置を提供することができる。

本発明のＳＡＷ装置の一実施形態を示す平面図である。 図１に示すＳＡＷ装置におけるＳＡＷ素子の平面図である。 図２Ａに示すＳＡＷ素子の第１領域における各直列分割型ＩＤＴ電極の電極指ピッチを示すグラフである。 図２Ａに示すＳＡＷ素子の第２領域における各直列分割型ＩＤＴ電極の電極指ピッチを示すグラフである。 図１に示すＳＡＷ装置の第１変形例を示す平面図である。 図１に示すＳＡＷ装置の第２変形例を示す平面図である。 図１に示すＳＡＷ装置の第３変形例を示す平面図である。 図１に示すＳＡＷ装置の第４変形例を示す平面図である。 本発明にかかる通信装置の一実施形態を示すブロック回路図である。 実施例のＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ素子の概略平面図である。 実施例１の各直列分割型ＩＤＴ電極の電極指ピッチを示すグラフである。 比較例１の各直列分割型ＩＤＴ電極の電極指ピッチを示すグラフである。 従来のＳＡＷ装置を示す平面図である。 従来のＳＡＷ装置を示す平面図である。 図１に示すＩＤＴ電極の一部分を示す平面図である。 実施例２の各ＩＤＴ電極の電極指ピッチを示すグラフである。 比較例２の各ＩＤＴ電極の電極指ピッチを示すグラフである。 実施例２および比較例２における減衰量の周波数特性を示すグラフである。 図１３Ａに示す減衰量の周波数特性の要部を拡大したグラフである。 実施例２および比較例２におけるＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフである。 図１に示したＳＡＷ装置の第５変形例における直列分割型ＩＤＴ電極の一部分を示す平面図である。

以下、本発明のＳＡＷ装置について、実施の形態の例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

図１は、本発明の実施形態にかかるＳＡＷ装置を示す平面図である。なお、以下の図面において、同様の部位には同じ符号を付している。

図１に示すように、本実施形態のＳＡＷ装置は、圧電基板１００と、圧電基板１００上に形成された３個のＳＡＷ素子１２，１３，１４とから主に構成されている。

圧電基板１００は、例えばＬｉＮｂＯ_３基板やＬｉＴａＯ_３基板などからなる。なお圧電基板１００の主面には、外周縁に沿ってＳＡＷ素子１２，１３，１４を気密封止するための環状電極やＳＡＷ素子１２，１３，１４の信号を外部へ取り出すための信号電極などが所定の位置に設けられる（図示せず。）。

圧電基板１００の主面に設けられたＳＡＷ素子１２，１３，１４は、それぞれ同様の構成を有しており、５個の直列分割型の構造を有するＩＤＴ電極１，２，３，４，５と、これら５個のＩＤＴ電極の両側に配置された反射器電極８、９を備えている。

図１１は直列分割型を有するＩＤＴ電極１の一部分の平面図である。同図に示すように、直列分割型ＩＤＴ電極１は、浮き電極２０と、第１電極２１と、第２電極２２とを備えた構成を有している。浮き電極２０は、中心バスバー２０ｏと、中心バスバー２０ｏの一方の長辺に対して一端が接続され、互いに間隔をあけて配列された複数の電極指（第１浮き電極指）２０ａと、中心バスバー２０ｏの他方の長辺に対して一端が接続され、互いに間隔をあけて配列された複数の電極指（第２浮き電極指）２０ｂとを備えている。また、第１電極２１は中心バスバー電極２０ｏから伸びる複数の電極指２０ａの間に位置するように配置された複数の電極指２１ａを備え、第２電極２２は、中心バスバー２０ｏから伸びる複数の電極指２０ｂの間に位置するように配置された複数の電極指２２ａを備えている。これらの電極指は、圧電基板１００上を伝搬するＳＡＷの伝搬方向（図のＸ方向）に沿って配列されるとともに、前記伝搬方向に対して垂直方向に伸びるようにして形成されている。

図１１に点線で示したＬは、中心バスバー２０ｏの中心線である。この中心線Ｌを境にして、ＳＡＷ素子が第１領域と第２領域とに分かれている。本実施形態では、中心線Ｌを境にして浮き電極２０の電極指２０ａが伸びている側が第１領域、浮き電極２０の電極指２０ｂが伸びている側が第２領域である。したがって、第１電極２１および電極指２０ａは第１領域に、第２電極２２および電極指２０ｂは第２領域にそれぞれ配置されている。

第１電極２１、第２電極２２には、例えば、入力信号の電位、出力信号の電位、グランド電位のいずれかが付与されるようになっている。また浮き電極２０はいずれの電位も付与されない浮き状態となっている。すなわち、直列分割型ＩＤＴ電極１は、電極指２０ａと電極指２１ａとで構成されるＩＤＴと、電極指２０ｂと電極指２２ａとで構成されるＩＤＴとが直列接続された直列分割型の構造を有している。また直列分割型ＩＤＴ電極２乃至５も直列分割型ＩＤＴ電極１と同様の構造を有している。

このような直列分割型のＩＤＴ電極１〜５を備えた各ＳＡＷ素子１２〜１４は互いに並列接続されている。このように複数のＳＡＷ素子１２〜１４が並列接続されるとともに、各ＳＡＷ素子１２〜１４が直列分割型のＩＤＴ電極１〜５を備えた構成を有していることによって、ＳＡＷ装置に印加される電力が、ＳＡＷ素子及びＩＤＴ電極で分散されるため、エネルギーが特定のＩＤＴ電極に集中することが少なくなり、ＳＡＷ装置の耐電力性を向上させることができる。また、複数のＳＡＷ素子１２〜１４を並列接続することで、直列分割型ＩＤＴ電極１〜５の交差幅を小さくすることができ、ＳＡＷ装置を小型化することができる。

また複数のＳＡＷ素子１２〜１４には、不平衡信号端子１０，１１が接続されている。

図２Ａ〜図２Ｃは本実施形態にかかるＳＡＷ素子を構成するＩＤＴ電極の電極指ピッチを説明するための図であり、図２Ａは、図１に示すＳＡＷ素子１２の平面図、図２ＢはＳＡＷ素子１２を構成するＩＤＴ電極１〜５の第１領域に配置された電極指のピッチをプロットした図、図２ＣはＳＡＷ素子１２を構成するＩＤＴ電極１〜５の第２領域に配置された電極指のピッチをプロットした図である。図２Ａにおいて、点線で示したＮ１はＩＤＴ電極１とＩＤＴ電極２との境界、Ｎ２はＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３との境界、Ｎ３はＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４との境界、Ｎ４はＩＤＴ電極４とＩＤＴ電極５との境界である。

図２Ｂに示すように、ＳＡＷ素子１２は、第１領域において、隣接するＩＤＴ電極間の境界における電極指ピッチが最も小さく、且つそれらの電極指ピッチが等しくなるように電極指が配置されている。換言すれば、ＩＤＴ電極１〜５のうち、連続して順に並んだ任意の３個のＩＤＴ電極を、並び順に第１、第２、第３ＩＤＴ電極としたとき、第１ＩＤＴ電極と第２ＩＤＴ電極との境界で、且つ第１領域における第１電極指ピッチＰ１と、第２ＩＤＴ電極と第３ＩＤＴ電極との境界で、且つ第２領域における第２電極指ピッチＰ２とが等しく、さらに第１、第２電極指ピッチＰ１，Ｐ２がＩＤＴ電極１〜５の第１領域に配されたすべての電極指のピッチの中で最も小さくなるように電極指が配置されている。図２Ａでは、ＩＤＴ電極１、ＩＤＴ電極２、ＩＤＴ電極３を、順に第１ＩＤＴ電極、第２ＩＤＴ電極、第３ＩＤＴ電極とし、同様に、ＩＤＴ電極３、ＩＤＴ電極４、ＩＤＴ電極５を順に第１ＩＤＴ電極、第２ＩＤＴ電極、第３ＩＤＴ電極としている。したがって、ＩＤＴ電極１とＩＤＴ電極２との第１領域における境界の電極指ピッチおよびＩＤＴ電極３とＩＤＴ電極４との第１領域における境界の電極指ピッチが第１電極指ピッチＰ１に、ＩＤＴ電極２とＩＤＴ電極３との第１領域における境界の電極指ピッチおよびＩＤＴ電極４とＩＤＴ電極５との第１領域における境界の電極指ピッチが第２電極指ピッチＰ２に相当する。

また本実施形態にかかるＳＡＷ素子では、図２Ｂに示すように第１電極指ピッチＰ１の両側、第２電極指ピッチＰ２の両側には、それぞれ第１、第２電極指ピッチＰ１，Ｐ２と等しい電極指ピッチが存在するように電極指が配置されている。さらに各ＩＤＴ電極の第１領域には、第１、第２電極指ピッチＰ１，Ｐ２より大きい第３電極指ピッチＰ３が存在するように電極指が配置されている。このような電極指の配置構造を有することにより、電極指の狭ピッチ部において電力が均等に分散されて印加されることとなり、特定の電極指狭ピッチ部にエネルギーが集中するのを抑制することができる。そのため、高周波においても十分な耐電力性を有するＳＡＷ装置となすことができる。具体的には、ＷＬＡＮなどの通信周波数帯域である２３００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚにおいて要求される厳しい耐電力特性を本実施形態にかかるＳＡＷ装置は満足することができる。

なお、電気特性の観点から、第３電極指ピッチＰ３は、隣接するＩＤＴ電極間の境界に向かうにつれて徐々に小さくなるようにすることが好ましい。また、図２Ｂは概念図であることから、第３電極指ピッチＰ３が比較的少なくプロットされている。実際には、通信用のフィルタ等に必要な特性が得られるようにピッチが設定されると、第３電極指ピッチＰ３は、第１、第２電極指ピッチＰ１、Ｐ２の個数に対して比較的多くの個数（例えば、第１、第２電極指ピッチＰ１、Ｐ２の個数の数倍〜１０数倍）が存在する。従って、第３電極指ピッチＰ３が存在する部分においては、エネルギーの集中は生じにくい。

また本実施形態では、境界Ｎ１における第１領域の電極指ピッチと第２領域の電極指ピッチが等しくなるように電極指が配置されている。すなわち図２Ｂと図２Ｃとを見ればわかるように、境界Ｎ１における第１領域の電極指ピッチＰ１と境界Ｎ１における第２領域の電極指ピッチＰ４とは等しい。境界Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４についても境界Ｎ１と同様に、第１領域の電極指ピッチと第２領域の電極指ピッチとが等しくなるように電極指が配置されている。換言すれば、第１ＩＤＴ電極１と第２ＩＤＴ電極２との第２領域における第４電極指ピッチＰ４と第１電極指ピッチＰ１とが等しく、且つ第２ＩＤＴ電極２と第３ＩＤＴ電極３との第２領域の境界における第５電極指ピッチＰ５と第２電極指ピッチＰ２とが等しくなるように各電極指が配置されている。このように同一境界上に位置する第１領域の電極指ピッチと第２領域の電極指ピッチについてもピッチが等しくなるように電極指を配置することによって、ＳＡＷ装置に印加される電力がＳＡＷ素子全体にわたってより均一に印加されるようになり、特定のＩＤＴ電極にエネルギーが集中するのをより効果的に抑えることができる。これによりＳＡＷ装置の耐電力性を大きく向上させることができる。

直列分割型のＩＤＴ電極を用いたＳＡＷ素子おいては、後述するように第１領域の電極指ピッチと第２領域の電極指ピッチとが異なっている。これは第１領域を伝搬するＳＡＷの周波数特性は第１領域の電極指を調整することによって制御され、第２領域を伝搬するＳＡＷの周波数特性は第２領域の電極指を調整することによって制御されるためである。すなわち、第１領域を伝搬するＳＡＷと第２領域を伝搬するＳＡＷとは、個別に周波数特性が調整される。したがって、周波数特性を調整する観点からすれば、同じ境界における第１領域の電極指ピッチと第２領域の電極指ピッチについても、両者が異なるように電極指が配置される。しかしながら本願発明者が耐電力性能と電極指ピッチとの関係について鋭意研究を重ねた結果、直列分割型の構造を有するＩＤＴ電極を用いたＳＡＷ素子においては、境界における狭ピッチ部の電極指ピッチが耐電力性に大きく影響することを見出した。すなわち、異なるように設定されている第１領域の電極指ピッチと第２領域の電極指ピッチのなかで同じ境界における第１領域の電極指ピッチと第２領域の電極指ピッチについては、それらを等しくしたときにＳＡＷ装置の耐電力性が大幅に良くなることを見出したのである。

なお、第２領域においても第１領域の電極指ピッチと同様に、第４電極指ピッチＰ４の両側、第５電極指ピッチＰ５の両側には、それぞれ第４、第５電極指ピッチＰ４，Ｐ５と等しい電極指ピッチが存在するように電極指が配置されている。さらに各直列分割型ＩＤＴ電極には、第４、第５電極指ピッチＰ４，Ｐ５より大きい第６電極指ピッチＰ６が存在するように電極指が配置されている。

各ＩＤＴ電極は、一方端から他方端にかけての電極指ピッチの変化の仕方が、第１領域と第２領域とで異なるように電極指が配置されている。例えば、図２Ｂ、図２Ｃにおいて、ＩＤＴ電極２の境界Ｎ１から境界Ｎ２にかけての電極指ピッチの変化に着目すると、第１領域と第２領域とでその変化の仕方が異なっていることがわかる。他のＩＤＴ電極についても同様に第１領域とで第２領域とで電極指ピッチの変化の仕方が異なっている。このように第１領域と第２領域とで別個に電極指ピッチを変えることで、第１領域を伝搬するＳＡＷと第２領域を伝搬するＳＡＷのそれぞれについて周波数特性の調整を行うことができ、周波数特性に優れたＳＡＷ装置を提供することができる。特にＩＤＴ電極の主要ピッチ部については、所定の関係を満たすように設定されていることが好ましい。ここで主要ピッチ部とは、ＩＤＴ電極の電極指ピッチの中で、同一ピッチの数が最も多い部分をいう。例えば、図２ＢにおいてＩＤＴ電極２に着目すると、一点鎖線で囲った部分は同一ピッチが最も多く、この部分がＩＤＴ電極２の第１領域における主要ピッチ部となる。本実施形態では、この主要ピッチ部が隣接するＩＤＴ電極間において所定の関係を満たすように設定されている。具体的には、ＩＤＴ電極２は、第１領域（図２Ｂ）に第１主要ピッチ部Ｍ１を有し、第２領域（図２Ｃ）に第１主要ピッチ部Ｍ１のピッチよりピッチが小さい第２主要ピッチ部Ｍ２を有するように電極指が配置されている。さらに、ＩＤＴ電極２に隣接するＩＤＴ電極３は、第１領域（図２Ｂ）に第３主要ピッチ部Ｍ３を有し、第２領域（図２Ｃ）に第３主要ピッチ部Ｍ３のピッチよりピッチが大きい第４主要ピッチ部Ｍ４を有するように電極指が配置されている。すなわち、隣接するＩＤＴ電極間において、第１領域と第２領域に設けられた主要ピッチ部の大小が交互になっている。主要ピッチ部がこのような関係を満たすように電極指を配置することにより、ＳＡＷフィルタの通過帯域両端部におけるＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）を低く抑えつつ、通過帯域近傍の減衰を急峻にすることができる。

ここで本発明における「電極指ピッチ」とは、隣接する電極指の中心間距離のことをいう（図１１参照）。また第１電極指ピッチＰ１と第２電極指ピッチＰ２とが等しいとは、｜Ｐ１−Ｐ２｜≦０．０１μｍの範囲にあることをいう。第４電極指ピッチＰ４と第５電極指ピッチについても同様に、｜Ｐ４−Ｐ５｜≦０．０１μｍの範囲にあれば両者が等しいことになる。

次に、図１に示したＳＡＷ装置の作製方法の一例を述べる。まず多数個取り用の圧電材料からなる母基板を準備する。かかる母基板は、例えば、３８．７°ＹカットのＸ方向伝搬とするＬｉＴａＯ₃単結晶からなる。次に、母基板の各ＳＡＷ素子領域に、ＩＤＴ電極や反射器電極などの各種電極を形成する。これらの電極は、例えば、Ａｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金や耐電力性能を向上させるため、Ａｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金とＴｉとの積層膜などからなる。このような金属材料を用いて、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各種電極が形成される。

次に、電極の所定領域上に保護膜を形成する。保護膜は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置により、各電極及び圧電基板上にＳｉＯ_２膜を成膜した後、フォトリソグラフィによりパターニングを行うとともに、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うことで形成される。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する。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するための半田バンプを、パッド電極上に形成する。

次に母基板を分割線に沿ってダイシング加工し、ＳＡＷ装置ごとに分割する。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する。最後に、Ｎ_２ガス雰囲気中でベーキングを行うことでパッケージ化されたＳＡＷ装置が完成する。

〔第１変形例〕
図３は、図１に示したＳＡＷ装置の第１変形例を示す平面図である。

図３に示すＳＡＷ装置は、圧電基板１００上を伝搬するＳＡＷの伝搬方向に沿って伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた３個の直列分割型のＩＤＴ電極１〜３と、３個のＩＤＴ電極１〜３の両側にそれぞれ配置され、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極８，９とを有する６個のＳＡＷ素子１２〜１７とを有し、６個のＳＡＷ素子１２〜１７は並列接続されているとともに、６個のＳＡＷ素子１２〜１７のそれぞれはＩＤＴ電極１〜３が中心バスバー２０ｏの両側に噛み合せ櫛歯状電極構造を有している。

この変形例にかかる各ＩＤＴ電極も、図１に示したＳＡＷ装置と同じ電極指構造を有している。これにより、印加される電力がＳＡＷ素子１２〜１７及びそのＩＤＴ電極１〜３で分散されるため、エネルギーが特定のＩＤＴ電極１〜３に集中することがない。さらに、ＩＤＴ電極同士が隣り合う部分における電極指の狭ピッチ部において、電極指ピッチの最小値が同じであることにより、電極指狭ピッチ部において電力が均等に分散されて印加されることとなり、特定の電極指狭ピッチ部にエネルギーが集中することがない。そのため、高周波においても十分な耐電力性能と電気特性を有するＳＡＷ装置を実現することができる。

〔第２変形例〕
図４は、図１に示したＳＡＷ装置の第２変形例を示す平面図である。

図４に示すＳＡＷ装置は、圧電基板１００上を伝搬するＳＡＷの伝搬方向に沿って伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた７個の直列分割型のＩＤＴ電極１〜７と、７個のＩＤＴ電極１〜７の両側にそれぞれ配置され、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極８，９とを有する２個のＳＡＷ素子１２，１３とを有している。２個のＳＡＷ素子１２，１３は並列接続されているとともに、２個のＳＡＷ素子１２，１３のそれぞれはＩＤＴ電極１〜７が中心バスバー２０ｏの両側に噛み合せ櫛歯状電極構造を有している。

この変形例にかかる各ＩＤＴ電極も、図１に示したＳＡＷ装置と同じ電極指構造を有している。これにより、印加される電力がＳＡＷ素子１２，１３及びそのＩＤＴ電極１〜７で分散されるため、エネルギーが特定のＩＤＴ電極１〜３に集中することがない。さらに、ＩＤＴ電極同士が隣り合う部分における電極指の狭ピッチ部において、電極指ピッチの最小値が同じであることにより、電極指狭ピッチ部において電力が均等に分散されて印加されることとなり、特定の電極指狭ピッチ部にエネルギーが集中することがない。そのため、高周波においても十分な耐電力性能と電気特性を有するＳＡＷ装置を実現することができる。さらに、２個のＳＡＷ素子が並列接続されて配置されているので、小型のＳＡＷ装置を実現することができる。

〔第３変形例〕
図５は図１に示したＳＡＷ装置の第３変形例を示す平面図である。図５に示すＳＡＷ装置は、ＳＡＷ素子１２〜１４と不平衡入力端子１０との間に弾性表面波共振子（ＳＡＷ共振子）４１が接続されている。このようにＳＡＷ共振子４１を接続することで減衰極を形成することができ、電極指の周期を調整することにより要求される仕様を満たすように特性を制御することができる。さらに複数のＳＡＷ共振子４１の電極周期を異なるように設計することにより減衰極を制御することができ、さらに高度に要求される仕様を満たす設計することができる。

なお、ＳＡＷ共振子４１は、ＳＡＷ素子１２〜１４と不平衡出力端子１１との間に挿入してもよい。

〔第４変形例〕
図６は図１に示したＳＡＷ装置の第４変形例を示す平面図である。図６に示すＳＡＷ装置は、図１の構成において、複数のＳＡＷ素子１２〜１４に対して複数個の第２のＳＡＷ素子５２〜５４を縦続接続したものである。このように第２のＳＡＷ素子５２〜５４を縦続接続することにより、ＳＡＷ素子１２〜１４のみで構成されたＳＡＷ装置よりも、減衰特性に優れたＳＡＷ装置が得られる。なお、減衰特性を向上させる観点からは、複数のＳＡＷ素子１２〜１４に対して、第２のＳＡＷ素子を１個だけ設ける構成も可能であるが、第２のＳＡＷ素子の耐電力性も考慮すれば、第２のＳＡＷ素子は、ＳＡＷ素子１２〜１４と同個数で同様の並列接続とすることが好ましい。

〔第５変形例〕
図１５は図１に示したＳＡＷ装置の第５変形例における直列分割型のＩＤＴ電極１を示す平面図（図１１に対応する図）である。図１５の浮き電極２０は、図１１の浮き電極２０の構成に加えて、第１ダミー電極指２０ｃ及び第２ダミー電極指２０ｄを有する構成となっている。

第１ダミー電極指２０ｃは、電極指２０ａ間において、中心バスバー２０ｏから第１領域（第１電極２１側）に突出し、その先端は、第１電極２１の電極指２１ａの先端よりも中心バスバー２０ｏ側に位置している。同様に、第２ダミー電極指２０ｄは、電極指２０ｂ間において、中心バスバー２０ｏから第２領域（第２電極２２側）に突出し、その先端は、第２電極２２の電極指２２ａの先端よりも中心バスバー２０ｏ側に位置している。

また、図１５の第１電極２１は、図１１の第１電極２１の構成に加えて、ダミー電極指２１ｃを有する構成となっている。ダミー電極指２１ｃは、電極指２１ａ間において、第１電極２１のバスバーから浮き電極２０側に突出し、その先端は、浮き電極２０の電極指２０ａの先端よりも第１電極２１のバスバー側に位置している。

同様に、図１５の第２電極２２は、図１１の第２電極２２の構成に加えて、ダミー電極指２２ｃを有する構成となっている。ダミー電極指２２ｃは、電極指２２ａ間において、第２電極２２のバスバーから浮き電極２０側に延び、その先端は、浮き電極２０の電極指２０ｂの先端よりも第２電極２２のバスバー側に位置している。

第１ダミー電極指２０ｃが設けられることにより、ＳＡＷが中心バスバー２０ｏを超えて第１領域から第２領域へ漏れることが抑制される。その結果、第１領域と第２領域との浮き電極２０を介した電気的な接続に対するノイズが低減され、意図する特性を得ることが容易化される。

同様に、第２ダミー電極指２０ｄが設けられることにより、ＳＡＷが中心バスバー２０ｏを超えて第２領域から第１領域へ漏れることが抑制される。第１ダミー電極指２０ｃ及び第２ダミー電極指２０ｄにより、第１領域と第２領域との双方においてＳＡＷが漏れることが抑制されることにより、第１領域と第２領域との浮き電極２０を介した電気的な接続に対するノイズの低減がより確実になされる。

さらに、ダミー電極指２１ｃ及びダミー電極指２２ｃが設けられることにより、ＳＡＷのＩＤＴ電極１からの漏れが抑制され、挿入損失の低下が抑制される。

なお、ダミー電極指２０ｃ（又は、２０ｄ、２１ｃ、２２ｃ）の、電極指２０ａ（又は、２０ｂ、２１ａ、２２ａ）間の位置、幅、突出量、及び、形状は、通過域の周波数等の種々の事情に応じて、適宜に設定されてよい。複数のダミー電極指の位置、幅、突出量、及び、形状は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。ただし、ダミー電極指２０ｃ（又は、２０ｄ、２１ｃ、２２ｃ）の先端が、反対側から延びてくる電極指２１ａ（又は、２２ａ、２０ａ、２０ｂ）の先端よりも突出してしまうと、意図した特性を得ることを阻害してしまうので、ダミー電極指の先端は、反対側から延びてくる電極指の先端と所定のギャップで対向していることが好ましく、そのギャップＧは例えば０＜Ｇ≦０．２５λの範囲に設定される（λはＳＡＷの波長）。

なお本発明の要旨を逸脱しない範囲で上述の変形例同士を組み合わせてもよい。
〔通信装置〕
図７は、本発明にかかる通信装置の一実施形態を示すブロック図である。図７において、アンテナ１４０に送信回路Ｔｘと受信回路Ｒｘがフィルタ１０１ならびに切替器１５０を介して接続されている。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で増幅された後、アイソレータ２３０と切替器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、切替器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。上述した実施形態におけるＳＡＷ装置を用いて例えばフィルタ１０１を構成すれば、フィルタ１０１は耐電力性能に優れたものとなり、長時間にわたって特性が安定した信頼性の高い通信装置が得られる。

〔実施例１〕
次に本発明にかかるＳＡＷ装置の実施例１（ＳＡＷフィルタ）について説明する。

図８Ａに実施例１および比較例１のＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ素子２０の概略的な平面図を示す。同図に示すようにＳＡＷ素子２０は、ＳＡＷの伝搬方向に沿って並べて配置された７個の直列分割型ＩＤＴ電極１〜７と、その両側に配置された反射器８，９を備えた構成を有するものである。このようなＳＡＷ素子２０を２個互いに並列接続し、図４に示す構成からなる実施例１および比較例１のＳＡＷフィルタを作製した。圧電基板１００には３８．７°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ_３を用いた。各種電極は、Ａｌ−Ｃｕにより形成し、その膜厚を１４５０Åとした。実施例１のＳＡＷフィルタと比較例１のＳＡＷフィルタとでは、ＳＡＷ素子２０の電極指ピッチの変化の仕方が異なっている。

図８Ｂは実施例１のＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ素子２０の電極指ピッチをプロットした図であり、第１領域の電極指ピッチの変化の様子を実線で示し、第２領域の電極指ピッチの変化の様子を破線で示している。なお、実施例１のＳＡＷ素子２０は第１領域の電極指ピッチと第２領域の電極指ピッチとで全て等しくなるように電極指を配置しているため、第２領域の電極指ピッチの変化の様子を示す破線は実線と重なっている。同図に示すように実施例１のＳＡＷ素子２０は、隣接するＩＤＴ電極間（Ｎ１〜Ｎ６）の電極指ピッチが最も小さく、且つ同一境界部における第１領域の電極指ピッチと第２領域の電極指ピッチが等しくなるように電極指が配置されている。

図８Ｃは比較例１のＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ素子２０の電極指ピッチをプロットした図であり、第１領域の電極指ピッチの変化の様子を実線で示し、第２領域の電極指ピッチの変化の様子を破線で示している。図８Ｃに示すように比較例１のＳＡＷ素子は、第１領域の各ＩＤＴ電極の境界における電極指ピッチ同士（Ｐ１とＰ２）、あるいは第２領域の各ＩＤＴ電極の境界における電極指ピッチ同士（Ｐ４とＰ５）は等しくなっているが、同一境界上に位置する第１領域の電極指ピッチと第２領域の電極指ピッチ（Ｐ１とＰ４、あるいはＰ２とＰ５）とは異なっている。具体的にはＰ４よりもＰ１の方が大きく、Ｐ５よりもＰ２の方が大きくなっている。

実施例１と比較例１の両フィルタについて耐電力試験を実施した。耐電力試験の条件は、連続波で、印加電力２７ｄＢｍ、印加周波数２４５０ＭＨｚ、環境温度８５℃である。この条件のもとＩＤＴ電極の電極指が破壊に至るまでの時間を比較した。なお電極指の破壊の判定は、フィルタの透過量の変化をモニタリングし、０．３ｄＢの損失が発生したか否かにより行った。

実施例１のＳＡＷフィルタは、破壊に至るまでの時間が２５時間であるのに対して、比較例１のＳＡＷフィルタは、破壊に至るまでの時間が３．５時間であった。この結果から、同一境界上に位置する第１領域の電極指ピッチと第２領域の電極指ピッチとを等しくした場合の方が、両者が等しくない場合よりもＳＡＷフィルタの耐電力性能が向上することを確認できた。

〔実施例２〕
次に本発明にかかるＳＡＷ装置の実施例２（ＳＡＷフィルタ）について説明する。
実施例１と同様に図８Ａに示した構成からなるＳＡＷ素子２０を２個互いに並列接続することにより図４に示す構成からなる実施例２および比較例２のＳＡＷフィルタを作製した。実施例２のＳＡＷフィルタと比較例２のＳＡＷフィルタとでは、ＳＡＷ素子２０の電極指ピッチの変化の仕方が異なっている。

図１２Ａは実施例２のＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ素子２０の電極指ピッチの変化の様子を示す図であり、第１領域の電極指ピッチの変化の様子を実線で示し、第２領域の電極指ピッチの変化の様子を破線で示している。同図に示すように実施例２のＳＡＷ素子２０は、隣接するＩＤＴ電極間（Ｎ１〜Ｎ６）の電極指ピッチが最も小さく、且つ同一境界部における第１領域の電極指ピッチと第２領域の電極指ピッチが等しくなるように電極指が配置されている。また実施例２のＳＡＷ素子２０は、隣接するＩＤＴ電極のうち一方には、第１主要ピッチ部および第２主要ピッチ部が設けられ、他方には第３主要ピッチ部および第４主要ピッチ部が設けられており、これらの主要ピッチ部が所定の関係を満たすように電極指が配置されている。例えば、ＩＤＴ電極２には、第１領域に第１主要ピッチ部Ｍ１が設けられ、第２領域に第１主要ピッチ部Ｍ１のピッチよりも小さいピッチからなる第２主要ピッチ部Ｍ２が設けられている。またＩＤＴ電極２に隣接するＩＤＴ電極３には、第１領域に第３主要ピッチ部Ｍ３が設けられ、第２領域に第３主要ピッチ部Ｍ３のピッチよりも大きいピッチからなる第４主要ピッチ部Ｍ４が設けられている。

図１２Ｂは比較例２のＳＡＷフィルタを構成するＳＡＷ素子２０の電極指ピッチの変化の様子を示す図であり、第１領域の電極指ピッチの変化の様子を実線で示し、第２領域の電極指ピッチの変化の様子を破線で示している。比較例２では、第１領域の電極指ピッチと第２領域の電極指ピッチとが全て等しくなっている。

実施例２と比較例２のＳＡＷフィルタについて、減衰量の周波数特性およびＶＳＷＲの周波数特性を測定した。

図１３Ａは減衰量の周波数特性の測定結果を示す図であり、その要部拡大図を図１３Ｂに示す。実施例２のＳＡＷフィルタの減衰量周波数特性を実線で、比較例２の減衰量周波数特性を破線でそれぞれ示す。図１３から明らかなように比較例２のＳＡＷフィルタに比べて実施例２のＳＡＷフィルタは、通過帯域の低域側ごく近傍における急峻性が高められていることがわかる。このように通過帯域の低域側ごく近傍における急峻性が高められることにより、例えば、送信側周波数帯域と受信側周波数帯域とが近接しているシステムにおいて実施例２のＳＡＷフィルタを高周波側のフィルタとして用いることにより、送信側の信号と受信側の信号とが干渉するのを抑制することができる。

図１４はＶＳＷＲの周波数特性の測定結果を示す図である。実施例２のＳＡＷフィルタのＶＳＷＲの周波数特性を実線で、比較例２のＶＳＷＲの周波数特性を破線でそれぞれ示す。図１４から明らかなように比較例２のＳＡＷフィルタに比べて、実施例２のＳＡＷフィルタは、通過帯域（２４００ＭＨｚ〜２５００ＭＨｚ）におけるＶＳＷＲが改善されていることがわかる。

一般に通過帯域近傍の減衰を急峻にしようとするとＶＳＷＲが劣化する傾向にあるが、上記結果から実施例２のＳＡＷフィルタではＶＳＷＲを低く抑えつつ、通過帯域近傍の減衰を急峻にすることができることを確認できた。

１００・・・圧電基板
１〜５・・・ＩＤＴ電極
８，９・・・反射器電極
１０，１１・・・不平衡信号端子
１２〜１７・・・弾性表面波素子
２０・・・浮き電極
２１・・・第１電極
２２・・・第２電極
５２〜５４・・・第２の弾性表面波素子

Claims (13)

1. 圧電基板と、前記圧電基板上に配置された複数個の弾性表面波素子と、を備えた弾性表面波装置であって、
   各弾性表面波素子は、弾性表面波の伝搬方向に沿って配列されたＮ個（Ｎ≧３以上の整数）の直列分割型の構造を有するＩＤＴ電極を備え、
   前記各ＩＤＴ電極は、
   中心バスバーと、前記中心バスバーの一方の長辺に対して一端が接続され、互いに間隔を空けて配置される複数の第１浮き電極指と、前記中心バスバーの他方の長辺に対して一端が接続され、互いに間隔を空けて配列される複数の第２浮き電極指と、を有する浮き電極と、
   前記複数の第１浮き電極指の間に位置するように配置された複数の電極指を有する第１電極と、
   前記複数の第２浮き電極指の間に位置するように配置された複数の電極指を有する第２電極と、を備え、
   前記複数のＩＤＴ電極のうち、連続して順に並んだ任意の３個のＩＤＴ電極を、並び順に第１、第２、第３ＩＤＴ電極とし、
   前記中心バスバーの中心線を境界として前記弾性表面波素子を第１領域と第２領域に区分し、前記第１領域を前記第１浮き電極指及び第１電極が配置された領域とし、前記第２領域を前記第２浮き電極指及び第２電極が配置された領域とすると、
   前記第１ＩＤＴ電極と前記第２ＩＤＴ電極との境界で、且つ前記第１領域における第１電極指ピッチＰ１と、前記第２ＩＤＴ電極と前記第３ＩＤＴ電極との境界で、且つ前記第１領域における第２電極指ピッチＰ２とが等しく、且つ前記第１、第２電極指ピッチＰ１，Ｐ２が前記第１領域における前記Ｎ個のＩＤＴ電極の全ての電極指ピッチの中で最も小さく、
   前記各ＩＤＴ電極は、前記第１領域において、前記第１、第２電極指ピッチＰ１，Ｐ２より大きい第３電極指ピッチＰ３を有する弾性表面波装置。
2. 前記第１ＩＤＴ電極と前記第２ＩＤＴ電極との境界で、且つ前記第２領域における第４電極指ピッチＰ４と前記第１電極指ピッチＰ１とが等しく、
   前記第２ＩＤＴ電極と前記第３ＩＤＴ電極との境界で、且つ前記第２領域における第５電極指ピッチＰ５と前記第２電極指ピッチＰ２とが等しく、
   前記第４、第５電極指ピッチＰ４，Ｐ５が前記第２領域における前記Ｎ個のＩＤＴ電極の全ての電極指ピッチの中で最も小さく、
   前記各ＩＤＴ電極は、前記第２領域において、前記第４、第５電極指ピッチＰ４，Ｐ５より大きい第６電極指ピッチＰ６を有する請求項１記載の弾性表面波装置。
3. 前記浮き電極は、前記中心バスバーから前記第１領域に突出する第１ダミー電極指を有し、該第１ダミー電極指は、その先端が前記第１電極の電極指の先端よりも前記中心バスバー側に位置している請求項１に記載の弾性表面波装置。
4. 前記浮き電極は、前記中心バスバーから前記第２領域に突出する第２ダミー電極指を有し、該第２ダミー電極指は、その先端が前記第２電極の電極指の先端よりも前記中心バスバー側に位置している請求項４に記載の弾性表面波装置。
5. 前記複数個の弾性表面波素子は、互いに並列接続されている請求項１に記載の弾性表面波装置。
6. 前記第１電極指ピッチＰ１の両側に隣接する電極指ピッチは第１電極指ピッチＰ１と等しく、且つ前記第２電極指ピッチＰ２の両側に隣接する電極指ピッチは第２電極指ピッチＰ２と等しくなるように前記電極指が配置されている請求項１記載の弾性表面波装置。
7. 通過周波数帯域が２３００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚである周波数フィルタとして動作する請求項１記載の弾性表面波装置。
8. 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前記伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えたＩＤＴ電極と、前記ＩＤＴ電極の両側に配置される反射器電極を有する弾性表面波共振子と、不平衡入出力端子とを、さらに備え、前記弾性表面波素子と前記不平衡入出力端子との間に前記弾性表面波共振子が接続されている請求項１記載の弾性表面波装置。
9. 前記弾性表面波素子の両側に前記弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極が配置されている請求項１記載の弾性表面波装置。
10. 前記複数個の弾性表面波素子に対して縦続接続される第２の弾性表面波素子を備えた請求項１記載の弾性表面波装置。
11. 前記ＩＤＴ電極は、第１領域における一方端から他方端にかけての電極指ピッチの変化の仕方と、第２領域における一方端から他方端にかけての電極指ピッチの変化の仕方がことなっている請求項１に記載の弾性表面波装置。
12. 前記Ｎ個のＩＤＴ電極のうち、隣接する２個のＩＤＴ電極において、
    前記一方のＩＤＴ電極は、第１領域に第１主要ピッチ部を有するとともに、第２領域に前記第１主要ピッチ部よりピッチが小さい第２主要ピッチ部を有し、
    前記他方のＩＤＴ電極は、第１領域に第３主要ピッチ部を有するとともに、前記第２領域に前記第３主要ピッチ部よりピッチが大きい第４主要ピッチ部を有している請求項１１に記載の弾性表面波装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか記載の弾性表面波装置と、受信回路及び送信回路の少なくとも一方と、を備えた通信装置。

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