KR100282360B1 - 표면탄성파소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공정이 간단하면서도 반사파 제거가 뛰어나고 사이즈가 작은 표면탄성파 소자를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 표면탄성파 소자는 압전체와, 상기 압전체의 표면에 형성된 입력단 IDT 및 출력단 IDT, 상기 입력단 IDT 및 출력단 IDT와 각각 대향하는 소자의 양단에 요철모양으로 절단된 반사면을 구비함을 특징으로 하고 있다.

Description

표면탄성파 소자{suface acoustic filter device}

본 발명은 탄성표면파 소자에 관한 것으로, 소자의 끝단에서 발생하는 표면탄성파 및 벌크파의 반사를 경감시키기 위한 탄성표면파 소자의 구조에 관한 것이다.

표면탄성파 소자는 압전체를 이용한 소자로서 기판이 지지체로 되기 때문에 내진성 및 내충격성이 뛰어나며 진폭과 위상이 독립적으로 제어될수 있을 뿐만 아니라 필터특성이 매우 우수하여 중간주파수(intermediate frequency) 필터로 널리 사용되고 있다.

표면탄성파 필터는 특별히 손실특성을 좋게 해야하는 경우가 아니면 소자의 설계와 제작의 용이성 측면에서 양방향 전파특성(bidirectional propagation)을 가지는 구조가 일반적으로 사용되고 있다.

도 1은 종래의 표면탄성파 소자의 기본구조 및 표면탄성파의 전파모양을 나타낸 것으로, 종래의 표면탄파 소자는 압전체(10)의 표면에 입력단 IDT(11)과 출력단 IDT(12)가 설치되어 있고 입력단 IDT(11)에는 입력저항 R_S를 가지는 입력신호 V_S가 접속되어 있고 출력단 IDT(12)에는 출력저항 R_O가 접속되어 있다. 이와 같이 구성된 표면탄성파 소자는, 신호파 및 반사파를 모식적으로 나타낸 도 2와 같이, 양방향 전파특성을 가지고 있다. 이때 표면탄성파 소자의 작동시 양끝단으로 전파되는 표면파(S) 및 벌크파(B)가 생기며 이 표면파(S) 및 벌크파(B)는 표면탄성파 소자의 양끝단(13, 14)에서 반사되어 반사파(S')(B')를 발생하고 입력단 IDT(11) 및 출력단 IDT(12)에 원하지 않는 신호간섭을 일으키게 된다.

이 신호간섭은 그 해석이 복잡해서 그 효과를 고려한 설계가 매우 까다로와서 설계시에 완벽한 모델링이 어렵다. 이런 설계상의 한계를 극복하기 위해 반사되는 효과를 줄이기 위한 여러 가지 방법이 모색되었고 그중 표면파 및 벌크파의 반사를 줄이기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 표면탄성파 소자의 양끝단에 흠음재(acoustic absorber)(15)(16)를 도포하여 양끝단으로 입사되는 표면파 및 벌크파를 흡수하여 반사파를 제거하거나 또는 도 3에 도시된 바와 같이 표면탄성파 소자의 양끝단을 소정각도(θ)를 가지는 기울기로 절단하므로써, 양끝단에 입력되어 반사되는 반사파가 입출력 IDT(11, 12)로 입사되지 못하게 난반사를 일으키어 최대한 상쇄시키는 방법이 널리 사용되고 있다.

그러나 상기 흡음재를 도포하는 경우는 전체 제조공정이 복잡 할 뿐만 아니라 충분히 반사파를 제거할수 없으며 그리고 소정각도의 기울기를 가지도록 양끝단을 절단하는 경우에는 반사파를 충분히 제거하기 위해서는 기울기의 각도를 크게 하여야 하기 때문에 그만큼 소자의 길이가 늘거나 사이즈가 크게 된다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 공정이 간단하면서도 반사파 제거가 뛰어나고 사이즈가 작은 표면탄성파 소자를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 종래의 표면탄성파 소자를 모식적으로 나타낸 도면,

도 2는 종래의 표면탄성파 소자의 신호파와 반사파를 모식적으로 나타낸 도면,

도 3은 종래의 표면탄성파 소자의 반사파를 제거하기 위한 반사면을 모식적으로 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 제 1 실시예를 모식적으로 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 모식적으로 나타낸 도면,

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20 : 압전체 11, 21 : 입력단 IDT

12, 22 : 출력단 IDT 13, 14 : 소자의 양끝단

14, 15, 16 : 흡음재 23, 24, 25, 26 : 반사면

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표면탄성파 소자는 압전체와, 상기 압전체의 표면에 형성된 입력단 IDT 및 출력단 IDT, 상기 입력단 IDT 및 출력단 IDT와 각각 대향하는 소자의 양단에 요철모양으로 절단된 반사면을 구비함을 특징으로 하고 있다.

이와 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면에 근거하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일실시예를 모식적으로 도시한 평면도로서, 압전체(20)와, 압전체(20)의 일표면상에 형성된 입력단 IDT(21) 및 출력단(22)과, 상기 입력단 IDT(21) 및 출력단 IDT(22)와 대향하는 소자의 양단에 톱니 모양으로 절단된 복수개의 반사면(23, 24)으로 구성되어 있다.

상기 톱니는 그의 일변만이 입사되는 벌크파 또는 표면파를 난반사시키게 소정각도(θ)로 경사되게 형성되어 있으며 상기 각도(θ)는 작을수록 난반사로 인한 감쇄효과를 크게 할수 있으나, 톱니의 길이(L₂)가 길어지게되어 소자의 전체 길이가 그만큼 더 커지게 된다.

즉, 표면탄성파 소자의 하나의 끝단에 설치된 톱니의 개수가 N개인 경우 2W/Ntan(θ)(=L₂)만큼 소자의 길이가 늘어나게 되며, 가공장비의 정밀도가 허용되는 범위에서 최대한 N을 크게하면 소자전체 길이를 작게 만들 수 있다. 실제 폭이 2mm 소자의 경우 톱니의 개수 N을 10으로 하면 전체소자 길이의 증가분을 10%로 줄일수 있으며, 각도(θ)을 45°이하로 작게 만들어도 전체 소자길이의 증가효과를 극소로 만들 수 있다. 이는 종래의 경우(도 3 참조) 소자의 늘어나는 길이(L₁)가 크고 통상적으로 각도(θ)를 70°정도로 하는 것에 비하여 대폭적으로 소자길이를 줄이면서도 각도(θ)를 줄일수 있고 그만큼 반사파에 의한 간섭효과를 작게 할수 있다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 모식적으로 나타낸 것으로, 소자의 양끝단에 형성되는 반사면(25, 26)은 각도(θ)가 45°이하로 형성되게 그의 양측변이 기울기를 가지는 요철부로 구성한 것이며, 그이외 다른부분은 제1실시예와 동일하므로 동일부분에 대하여는 동일인용 부호를 부여하고 이들에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 제2실시예의 구성에 의하면 제1실시예와 같이 소자길이(L₃)가 극히 짧게 증가하면서도 반사파의 난반사로 인하여 간섭효과를 제거할수 있을 뿐만 아니라 상기 반사면(25, 26)을 이루는 양면에서 반사되는 반사파는 서로 상쇄되게 되어서 반사파의 제거효과가 더욱 크게 된다.

이상과 같이 본 발명의 표면탄성파 소자는 표면파 및 벌크파가 입사되어 반사되는 표면탄성파 소자의 양끝단에 적어도 일변이 소정각도로 경사진 요철모양의 반사면을 형성하므로써, 소자의 길이를 짧게하면서도 반사파로 인한 간섭효과를 충분히 억제할수 있으며 또한 상기 양끝단에 흡음재 등을 도포할 필요가 없기 때문에 제조공정도 간편하는 등의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 압전체와,

   상기 압전체의 표면에 형성된 입력단 및 출력단 IDT와,

   상기 입력단 IDT 및 출력단 IDT와 각각 대향되는 소자의 양끝단에 벌크파 또는 표면파가 입사된 후 반사되어 상쇄되도록 경사면을 가지는 톱니 모양으로 절단된 반사면을 포함함을 특징으로 하는 표면탄성파 소자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 톱니모양의 반사면은 입사되는 벌크파 또는 표면파에 대하여 일변만이 소정각도로 기울어진 톱니모양으로 형성됨을 특징으로 하는 표면탄성파 소자.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 톱니모양의 반사면을 입사되는 벌크파 또는 표면파에 대하여 양변이 소정각도로 경사져서 이 양변에서 반사되는 반사파가 서로 상쇄되어 제거되도록 형성한 삼각형 모양으로 형성됨을 특징으로 하는 표면탄성파 소자.

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