KR100291281B1 - 탄성표면파장치및이중탄성표면파장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 GHz 대역을 포함하는 고주파 대역에서 우수한 통과 대역 특성을 갖는 탄성표면파 장치 및 이중 탄성표면파 장치에 관한 것으로서, LiTaO3단결정 기판의 회전각(θ)을 종래 보다 크게 한 경우에서의 각종 파라미터의 최적화를 도모하는 것을 목적으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 , LiTaO3단결정을 40°~ 42°회전시킨 방위를 갖는 압전 기판과, 각각 빗형상으로 된 제1 전극지군((11A)1~ (11C)1)과 제2 전극지군((11A)2~ (11C)2)이 조합된 상태로 구성되고, 압전 기판 위에 탄성표면파의 전반 방향(X방향)을 향하여 3개 열 설치된 빗형 전극(11A ~ 11C)과, 이 빗형 전극(11A ~ 11C)을 끼워 배설된 반사 전극(10A, 10B)을 구비한 다중모드형 탄성표면파 장치에 있어서, 중앙부에 위치한 빗형 전극(11B)의 전극 쌍수(N1)에 대하여, 그에 인접한 빗형 전극(11A, 11C)의 전극 쌍수(N2)의 비율(N2/N1)을 55 ~ 80%로 설정한다.

Description

탄성표면파 장치 및 이중 탄성표면파 장치
본 발명은 탄성표면파 장치 및 이중 탄성표면파 장치에 관한 것으로서, 특히 GHz대역을 포함한 고주파 대역에서 우수한 통과 대역 특성을 갖는 탄성표면파 장치 및 이중 탄성표면파 장치에 관한 것이다.
탄성표면파 장치는, 휴대 전화 등의 소형·경량이며 매우 높은 주파수 대역에서 동작하는 무선통신장치의 고주파 회로에 있어서, 필터 또는 공진기로서 널리 사용되고 있다.
이러한 탄성표면파 장치는 일반적으로 압전 단결정 또는 다결정 기판 위에 형성되지만, 전기기계 결합계수(k2)가 크고, 따라서 표면파의 여진 효율이 높고, 또 고주파 대역에서 표면파의 전반(propagation) 손실이 작은 기판재료로서, 특히 LiNbO3단결정의 64°회전 Y절단판에서 표면파의 전반 방향을 X방향으로 한 64°Y-X LiNbO3기판(K. Yamanouti and K. Shibayama, J. Appl. Phys. vol.43, no.3, March 1972, pp.856) 또는 LiTaO3단결정의 36°회전 Y절단판에서 표면파의 전반 방향을 X방향으로 하여 36°Y-X LiTaO3기판이 널리 사용된다.
그러나, 이들 절단각은, 압전 결정 기판 위에 형성된 전극의 부가 질량 효과가 무시할 수 있는 경우에 최적으로 되고, 수백 MHz이하의 저주파 대역에서는 여기된 탄성표면파 파장이 길기 때문에 유효하였어도, 최근의 휴대전화 등에서 필요로 하고 있는 GHz 대역 근방에서의 동작에서는, 전극의 두께가 여기된 탄성파 파장에 대하여 무시할 수 없게 되어, 반드시 최적으로는 되지 않는다. 이와 같은 고주파 대역에서의 동작에서는, 전극의 부가 질량의 효과가 현저하게 나타난다.
이와 같이 매우 짧은 파장 역의 동작에서는, 압전 기판 위의 전극 두께를 증가시키고, 외관상의 전기기계 결합계수를 증가시킴으로써, 탄성표면파 필터의 통과 대역폭 또는 탄성표면파 공진기의 용량비(γ)를 작게 할 수 있지만, 이와 같은 구성에서는, 전극으로부터 기판내부로 향하여 방사된 벌크파가 증대하고, 표면파의 전반 손실이 증대하는 문제가 발생한다. 이러한 벌크파를 SSBW(Surface skimming bulk wave)라 하고, 또 이러한 SSBW에 대한 표면파를 LSAW(Leaky surface acoustic wave)라 한다. 두꺼운 전극막을 사용한 탄성표면파 필터에서의 LSAW의 전반 손실에 대해서는, 36°Y-X LiTaO3및 64°Y-X LiNbO3기판에 대해서, Plessky 등 또는 Edmonson 등에 의해 해석되어 있다.(V.S. Plessky and C.S. Hartmann, Proc. 1993 IEEE Ultrasonic Symp., pp1239 -1242; P.J. Edmonson and C.K. Campbell, Proc. 1994 IEEE Ultrasonic Symp., pp75 - 79).
그런데, 이와 같은 종래의 36°Y-X LiTaO3또는 64°Y-X LiNbO3등의, LSAW를 사용한 종래의 탄성표면파 필터에서는, 전극막 두께가 얇은 경우, 표면파의 음속치와 벌크파의 음속치가 접근하고, 그 결과 필터의 통과 대역 내에 벌크파에 의한 의사 피크(spurious peak)가 출현한다(M. Ueda et al., Proc. 1994 IEEE Ultrasonic Symp., pp143 -146).
도 20은, 상기 Ueda 등의 문헌에 의한 표면파 필터에서, 필터 통과 대역 근방에 출현한 벌크파에 의한 의사 피크(A, B)를 나타낸다. 필터는 36°Y-X LiTaO3기판 위에 형성되고, 여진 파장의 3%에 상당하는 0.49 ㎛ 두께의 Al-Cu합금으로 된 빗형 전극을 형성하고 있다.
도 20을 참조하면, 의사 피크(B)는 330MHz 근방에 형성되어 통과 대역 밖에 발생하였지만, 의사 피크(A)는 통과 대역 내에 생기어 있음이 판명된다.
탄성표면파 필터에서는, 표면파의 음속은 전극의 부가 질량, 즉 막두께에 의존함에 대해, SSBW의 음속은 전극의 막 두께에 의존하지 않으므로, GHz 대역과 같은 고주파 대역에서의 동작에서는, 전극의 막 두께가 여진 표면파 파장에 대하여 증가하고, 표면파의 음속이 벌크파에 대하여 상대적으로 저하한다. 그 결과, 필터의 통과 대역이 의사 피크에 대하여 쉬프트하여, 통과 대역 특성이 평탄화한다.
그러나, 이와 같이 전극의 막 두께가 표면파 파장에 대하여 증대하면 앞에서도 설명한 바와 같이 SSBW에 의해 LSAW의 손실이 증대하고, 또 통과 대역의 각형비(steepness)가 열화해 버린다. 각형비는, 뒤에 설명하는 바와 같이, 필터 특성의 급준성(急峻性)을 나타내고, 통과 대역의 각형비가 열화하면, 필터 특성이 브로드(broad)하게 되어 버린다.
또한, 특히 GHz대와 같은 매우 높은 주파수 대역에서 동작하는 탄성표면파 필터에서는, 빗형 전극의 저항을 감소시키기 위해서도 전극에 어느 정도의 막두께를 확보할 필요가 있지만, 그렇게 되면 먼저 설명한 손실의 증대 및 각형비의 열화라는 문제를 피할 수 없다.
그래서, 본 발명자는 상기의 문제점을 해결한 탄성표면파 장치로서, 먼저 일본특허출원 특원평 7-265466호를 제안하였다. 이 출원의 탄성표면파 장치는, 본 발명자가, GHz 대역과 같은 짧은 파장 영역에서는 전극의 두께가 여기된 표면파 파장에 대하여 무시할 수 없게 되어, 전극의 부가 질량 효과가 현저하게 나타나고, 이 부가 질량의 효과에 의해 최소 전반 손실을 주는 단결정 기판의 회전각(θ)이 높은 각도 측으로 비껴진 것을 발견함에 기인한다.
그리고, 이 출원에서는, LiTaO3단결정 기판의 회전각(θ)을 종래의 36°보다도 높은 각도로 설정함으로써, 구체적으로는 LiTaO3단결정 기판의 회전각(θ)을 X축을 중심으로, Y축에서 Z축 방향으로 38 ~ 46°범위의 각도로 회전시킴으로써, GHz대역에서 표면파의 감쇠가 적고, Q(quality factor)가 높은 탄성 표면파 장치를 제공하고 있다.
또한, 이와 같은 높은 주파수에서의 전극의 부가질량 효과에 따라, 필터의 통과 대역 위치가 의사 피크에 대하여 저주파 측으로 시프트하기 때문에, 이와 같은 회전각이 큰 LiTaO3기판 위에 형성한 탄성 표면파 장치에서는, 의사 피크를 필터의 통과 대역에서 벗어나게 함이 가능하다.
그런데, 상기와 같이 LiTaO3단결정 기판의 회전각(θ)을 변화시키면, 이에 따라 결합계수, 반사계수 등의 각종 계수도 변화한다. 이에 따라 탄성 표면파 장치로서의 제일 적정한 특성을 실현하기 위한 각종 파라미터(예를 들어, 빗형 전극지의 쌍수, 반사기의 전극 주기 등) 값도, LiTaO3단결정 기판의 회전각(θ)이 36°인 종래의 파라미터 값에 비하여 변화한다. 따라서, 탄성 표면파 장치의 특성을 제일 좋은 것으로 하기 위하여, LiTaO3단결정 기판의 회전각(θ)을 종래 보다도 크게 한 경우에서의 상기 각종 파라미터의 최적화를 도모할 필요가 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결한 탄성표면파 장치 및 이중 탄성표면파 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예인 탄성표면파 장치의 구성도.
도 2는 제1 실시예에 관한 탄성표면파 장치의 임피던스-쌍수비 특성을 나타낸 도면.
도 3은 제1 실시예에 관한 탄성표면파 장치의 대역폭-쌍수비 특성을 나타낸 도면.
도 4는 제1 실시예에 관한 탄성표면파 장치의 대역폭-구동전극간 거리 특성을 나타낸 도면.
도 5는 제1 실시예에 관한 탄성표면파 장치의 대역폭-구동전극간 거리 특성을 나타낸 도면.
도 6은 제1 실시예에 관한 탄성표면파 장치의 대역폭-전극 주기 특성을 나타낸 도면.
도 7은 제1 실시예에 관한 탄성표면파 장치의 임피던스-개구길이 특성을 나타낸 도면.
도 8은 제1 실시예에 관한 탄성표면파 장치의 대역폭-개구길이 특성을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 제2 실시예인 탄성표면파 장치의 구성도.
도 10은 본 발명의 제3 실시예인 탄성표면파 장치의 비교예를 나타낸 구성도.
도 11은 본 발명의 제3 실시예인 탄성표면파 장치의 비교예를 나타낸 구성도.
도 12는 본 발명의 제3 실시예인 탄성표면파 장치의구성도.
도 13은 본 발명의 제3 실시예인 탄성표면파 장치의 손실-주파수 특성을 비교예와 함께 나타낸 도면.
도 14는 본 발명의 제4 실시예인 탄성표면파 장치의 구성도.
도 15는 본 발명의 제4 실시예인 탄성표면파 장치의 손실-주파수 특성을 비교예와 함께 나타낸 도면.
도 16은 본 발명의 한 실시예인 이중 탄성표면파 장치의 구성도.
도 17은 본 발명의 한 실시예인 이중 탄성표면파 장치 안의, 다중모드형 탄성표면파 장치요소의 손실-주파수 특성을 비교예와 함께 나타낸 도면.
도 18은 본 발명의 한 실시예인 이중 탄성표면파 장치 안의, 래더형 탄성표면파 장치요소의 손실-주파수 특성을 비교예와 함께 나타낸 도면.
도 19는 도 9에 나타낸 탄성표면파 장치의 밴드폭-임피던스 특성을 나타낸 도면.
도 20은 종래의 한 예인 탄성표면파 장치의 통과 대역 특성을 나타낸 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10A, 10B, 20A, 20B, 32A ~ 36A, 32B ~ 36B 반사기
11A ~ 11C, 21A ~ 21C, 31A ~ 31E 빗형 전극
(11A)1~ (11C)1, (21A)1~ (21C)1일차측 전극
(11A)2~ (11C)2,(21A)2~ (21C)2이차측 전극
101 ~ 104, 106 접지전극
102 입력 전극
105 출력 전극
107 ~ 115, 207 ~ 223 Al 와이어
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는, 하기의 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
청구항 1에 기재한 발명에서는,
다중모드형 탄성표면파 장치에 있어서,
LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판과,
각각 빗형상으로 된 제1 전극지군과 제2 전극지군이 조합된 상태로 구성되고, 상기 압전기판 위에 탄성표면파의 전반방향으로 향하여 적어도 3개 열이 설치된 빗형 전극과,
상기 복수의 빗형 전극을 끼워 배설된 한 쌍의 반사 전극을 갖고,
상기 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극의 전극 쌍수(N1)에 대하여, 그에 인접한 빗형 전극의 전극 쌍수(N2)의 비율(N2/N1)이 55 ~ 80%인 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 2에 기재한 발명에서는,
상기 청구항 1에 기재한 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극 양단의 전극지의 중앙부로부터, 상기 중앙부에 위치하는 빗형 전극에 인접하는 다른 빗형 전극의 전극지 중앙부의 거리가, 상기 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 0.75λ ~ 0.90λ인 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 3에 기재한 발명에서는,
상기 청구항 1에 기재한 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극 양단의 전극지의 중앙부로부터, 상기 중앙부에 위치하는 빗형 전극에 인접하는 다른 빗형 전극의 전극지 중앙부의 거리가, 상기 탄성표면파 파장(λ)에 대하여, 0.78λ ~ 0.85λ인 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 4에 기재한 발명에서는,
상기 청구항 1 내지 3의 어느 한 항에 기재한 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 빗형 전극의 전극 주기(λIDT)가 상기 반사기의 전극 주기(λref)에 대하여 0.977 ~ 0.992((λIDT/λref) = 0.977 ~ 0.992)인 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 5에 기재한 발명에서는,
상기 청구항 1 내지 4의 어느 한 항에 기재한 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W)이, 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 40λ ~ 70λ인 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 6에 기재한 발명에서는,
다중모드형 탄성표면파 장치에 있어서,
LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판과,
각각 빗형상으로 된 제1 전극지군과 제2 전극지군이 조합된 상태로 구성되고, 상기 압전기판 위에 탄성표면파의 전반방향으로 향하여 적어도 3개 열이 설치된 빗형 전극과,
상기 복수의 빗형 전극을 끼워 배설된 한 쌍의 반사 전극을 갖고,
상기 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극의 전극 쌍수(N1)에 대하여, 그에 인접한 빗형 전극의 전극 쌍수(N2)의 비율(N2/N1)이 65 ~ 75%인 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 7에 기재한 발명에서는,
상기 청구항 6에 기재한 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극 양단의 전극지의 중앙부로부터, 상기 중앙부에 위치한 빗형 전극에 인접한 다른 빗형 전극의 전극지 중앙부의 거리가, 상기 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 0.75λ ~ 0.90λ인 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 8에 기재한 발명에서는,
상기 청구항 6에 기재한 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극 양단의 전극지의 중앙부로부터, 상기 중앙부에 위치한 빗형 전극에 인접한 다른 빗형 전극의 전극지 중앙부의 거리가, 상기 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 0.78λ ~ 0.85λ인 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 9에 기재한 발명에서는,
상기 청구항 6 내지 8의 어느 한 항에 기재한 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 빗형 전극의 전극 주기(λIDT)가 상기 반사기의 전극 주기(λref)에 대하여 0.977 ~ 0.992((λIDT/λref) = 0.977 ~ 0.992)인 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 10에 기재한 발명에서는,
상기 청구항 6 내지 9의 어느 한 항에 기재한 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W)이, 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 40λ ~ 70λ인 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 11에 기재한 발명에서는,
다중모드형 탄성표면파 장치에 있어서,
LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판과,
각각 빗형상으로 된 제1 전극지군과 제2 전극지군이 조합된 상태로 구성됨과 동시에 상기 압전 기판 위에 탄성표면파의 전반 방향으로 향하여 적어도 3개 열 설치된 빗형 전극과, 상기 복수의 빗형 전극을 끼워 배설된 한 쌍의 반사 전극으로 구성된 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소를 갖고,
상기 제1 탄성표면파 장치요소와 상기 제2 탄성표면파 장치요소를 카스케이드 접속하고,
또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소에 배설된 각 빗형 전극 안 중앙부에 위치하는 빗형 전극의 전극 쌍수(N1)에 대하여, 그에 인접하는 빗형 전극의 전극 쌍수(N2)의 비율(N2/N1)을 55 ~ 80%로 하고,
또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소에 배설된 각 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극 양단의 전극지 중앙부로부터, 상기 중앙부에 위치한 빗형 전극에 인접한 다른 빗형 전극의 전극지 중앙부의 거리가, 상기 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 0.75λ ~ 0.90λ로 하고,
또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소에 각각 배설된 상기 빗형 전극의 전극 주기(λIDT)가 상기 반사기의 전극 주기(λref)에 대하여 0.977 ~ 0.992((λIDT/λref) = 0.977 ~ 0.992)로 하고,
또한, 상기 제1 탄성표면파 장치요소에서의 상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W1)과, 상기 제2 탄성표면파 장치요소에서의 상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W2)이 다르게 설정된 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 12에 기재한 발명에서는,
상기 청구항 11에 기재한 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 카스케이드 접속된 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소의 종단 저항이 입력 측과 출력 측에서 다른 구성으로 되어 있고,
또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소 안, 입력 또는 출력 측에 접속된 탄성표면파 장치요소의 전극 교차 폭을 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 40λ ~ 60λ로 함과 동시에, 다른 쪽의 탄성표면파 장치요소의 전극 교차폭을 탄성표면파의 파장(λ)에 대하여 20λ ~ 60λ(단, 동시에 60λ로 된 경우를 제외)로 설정한 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 13에 기재한 발명에서는,
다중모드형 탄성표면파 장치에 있어서,
LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판과,
각각 빗형상으로 된 제1 전극지군과 제2 전극지군이 조합된 상태로 구성됨과 동시에 상기 압전 기판 위에 탄성표면파의 전반 방향으로 향하여 적어도 3개 열 설치된 빗형 전극과, 상기 복수의 빗형 전극을 끼워 배설된 한 쌍의 반사 전극으로 구성된 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소를 갖고,
상기 제1 탄성표면파 장치요소와 상기 제2 탄성표면파 장치요소를 카스케이드 접속하고,
또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소에 배설된 각 빗형 전극 안 중앙부에 위치하는 빗형 전극의 전극 쌍수(N1)에 대하여, 그에 인접하는 빗형 전극의 전극 쌍수(N2)의 비율(N2/N1)을 65 ~ 75%로 하고,
또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소에 배설된 각 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극 양단의 전극지 중앙부로부터, 상기 중앙부에 위치한 빗형 전극에 인접한 다른 빗형 전극의 전극지 중앙부의 거리가, 상기 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 0.75λ ~ 0.90λ로 하고,
또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소에 각각 배설된 상기 빗형 전극의 전극 주기(λIDT)가 상기 반사기의 전극 주기(λref)에 대하여 0.977 ~ 0.992((λIDT/λref) = 0.977 ~ 0.992)로 하고,
또한, 상기 제1 탄성표면파 장치요소에서의 상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W1)과, 상기 제2 탄성표면파 장치요소에서의 상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W2)이 다르게 설정된 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 14에 기재한 발명에서는,
상기 청구항 13에 기재한 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 카스케이드 접속된 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소의 종단 저항이 입력 측과 출력 측에서 다른 구성으로 되어 있고,
또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소 안, 입력 또는 출력 측에 접속된 탄성표면파 장치요소의 전극 교차폭을 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 40λ ~ 60λ로 함과 동시에, 다른 쪽의 탄성표면파 장치요소의 전극 교차폭을 탄성표면파의 파장(λ)에 대하여 20λ ~ 60λ(단, 동시에 60λ로 된 경우를 제외)로 설정한 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 15에 기재한 발명에서는,
LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판에, 각각 빗형상으로 된 제1 전극지군과 제2 전극지군이 조합된 상태로 구성됨과 동시에 상기 압전 기판 위에 탄성표면파의 전반 방향으로 향하여 적어도 3개 열 설치된 빗형 전극과, 상기 복수의 빗형 전극을 끼워 배설된 한 쌍의 반사 전극으로 구성된 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소가 카스케이드 접속하여 된 구성의 탄성표면파 칩과,
대항 배치된 입력 단자와 출력 단자를 갖고, 상기 입력 단자 및 출력 단자의 각각이, 신호 패드와 상기 신호 패드를 끼워 형성된 한 쌍의 그라운드 패드로 구성된 구조를 갖는 세라믹 패키지와,
상기 탄성표면파 칩을 상기 입력 단자 및 출력 단자에 접속한 와이어를 갖고,
상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소 안, 입력 측으로 된 탄성표면파 장치요소의 신호 패드와 입력 단자의 신호 패드를 입력측 신호 와이어에 의해 접속함과 동시에, 입력 측으로 된 탄성표면파 장치요소의 그라운드 패드와 입력 단자의 그라운드 패드를 입력측 그라운드 와이어에 의해 접속하고,
또한, 출력 측으로 된 탄성표면파 장치요소의 신호 패드와 출력 단자의 신호 패드를 출력측 신호 와이어에 의해 접속함과 동시에, 출력 측으로 된 탄성표면파 장치요소의 그라운드 패드와 출력 단자의 그라운드 패드를 출력측 그라운드 와이어에 의해 접속한 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 16에 기재한 발명에서는,
LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판에, 각각 빗형상으로 된 제1 전극지군과 제2 전극지군이 조합된 상태로 구성됨과 동시에 상기 압전 기판 위에 탄성표면파의 전반 방향으로 향하여 적어도 3개 열 설치된 빗형 전극과, 상기 복수의 빗형 전극을 끼워 배설된 한 쌍의 반사 전극으로 구성된 평형형 탄성표면파 장치요소와 불평형형 탄성표면파 장치요소가 카스케이드 접속하여 된 구성의 탄성표면파 칩과,
상기 대향 배치된 평형 단자와 불평형 단자를 갖고, 상기 평형 단자는 그라운드 패드와 상기 그라운드 패드를 끼워 형성된 한 쌍의 신호 패드로 구성되고, 또 상기 불평형 단자는 신호 패드와 상기 신호 패드를 끼워 형성된 한 쌍의 그라운드 패드로 구성된 구조를 갖는 세라믹 패키지와,
상기 탄성표면파 칩을 상기 평형 단자 및 불평형 단자에 접속하는 와이어를 갖고,
상기 불평형형 탄성표면파 장치요소측에서, 그 중앙부에 배설된 빗형 전극의 신호측은 상기 불평형 단자의 신호 패드에 와이어 접속되고,
또한, 상기 불평형형 탄성표면파 장치요소의 중앙부에 배설된 빗형 전극의 그라운드 측은 상기 평형 단자의 그라운드 패드에 와이어 접속되고,
또한, 상기 중앙부에 배설된 빗형 전극의 양측부에 배설된 빗형 전극은, 그 한 쪽이 상기 불평형 단자의 그라운드 패드에 와이어 접속됨과 동시에, 다른 쪽이 상기 평형 단자의 그라운드 패드에 와이어 접속된 구성으로 하고,
더욱이, 상기 불평형형 탄성표면파 장치요소측에서, 그 중앙부에 배설된 빗형 전극에 설치된 한 쌍의 신호측은 각각 상기 평형 단자의 신호 패드에 와이어 접속되고,
또한, 상기 중앙부에 배설된 빗형 전극의 양측부에 배설된 빗형 전극은, 그 한 쪽이 상기 불평형 단자의 그라운드 패드에 와이어 접속됨과 동시에, 다른 쪽이 상기 평형 단자의 그라운드 패드에 와이어 접속된 구성으로 한 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 17에 기재한 발명에서는,
LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판에, 다른 대역 주파수 특성을 갖는 두 개의 탄성표면파 장치요소를 형성하여 된 이중 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 대역 주파수가 낮은 탄성표면파 장치요소는, 탄성표면파의 전반 방향에 따라서 복수의 빗형 전극이 배설된 구성을 갖고,
또한, 상기 대역 주파수가 높은 탄성표면파 장치요소는, 탄성표면파형 공진기를 래더 접속한 래더형 탄성표면파 장치요소인 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 18에 기재한 발명에서는,
상기 청구항 17에 기재한 이중 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 대역 주파수가 낮은 탄성표면파 장치요소는, 탄성표면파의 전반 방향에 따라서 복수의 빗형 전극이 배설된 다중모드형 탄성표면파 장치요소인 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 19에 기재한 발명에서는,
상기 청구항 18에 기재한 이중 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 다중모드형 탄성표면파 장치요소로서, 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 기재된 탄성표면파 장치를 이용한 것을 특징으로 한다.
특히, 청구항 19에 기재한 발명에서는,
상기 청구항 18에 기재한 이중 탄성표면파 장치에 있어서,
상기 다중모드형 탄성표면파 장치요소의 대역 주파수는 800 ~ 900MHz대이고,
또한, 상기 래더형 탄성표면파 장치요소의 대역 주파수는 1.7 ~ 2.0GHz대인 것을 특징으로 한다.
(발명의 실시형태)
다음으로 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면과 함께 설명한다.
도 1a,b는, 본 발명의 제1 실시예인 탄성표면파 장치를 나타내고 있다. 도 1a를 참조하면, 본 실시예에 관한 탄성표면파 장치는, 소위 이중모드형 SAW 필터이고, 압전 기판(도시하지 않음) 위에 형성된 한 쌍의 반사기(10A, 10B) 사이에 세 개의 빗형 전극(11A, 11B, 11C)을 구비하고 있다.
본 실시예는, 기판으로서 LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판을 사용하고 있다. 이에 의해, 전술한 바와 같이 GHz 대역에서 표면파의 감쇠가 적고, Q가 높은 탄성표면파 장치를 실현할 수 있다.
또한, 반사기(10A, 10B)는 기판의 X축 방향으로 배열되고, X축 방향으로 전반하는 탄성표면파의 경로를 규정한다. 한편, 각각의 전극(11A, 11B, 11C)은, 복수의 일차측 전극지를 형성하는 일차측 전극((11A)1, (11B)1, (11C)1)과, 상기 일차측 전극지와 대향하는 이차측 전극지를 형성하는 이차측 전극((11A)2, (11B)2, (11C)2)으로 되고, 통상의 빗형 전극과 마찬가지로, 상기 일차측 전극지와 이차측 전극지는, 상기 X축 방향에 교호로 배열되고, 상기 탄성표면파의 경로와 교차한다.
도 1a의 구성에서는, 전극(11A 및 11C)의 일차측 전극((11A)1, (11C)1)은 입력 단자에 접속되고, 또 이차측 전극((11A)2, (11C)2)은 접지된다. 한편, 전극(11B)의 일차측 전극((11B)1)은 접지되고, 이차측 전극((11B)2)은 출력 단자에 접속된다. 즉, 도 1a의 SAW 필터는, 소위 2입력 1출력형의 SAW 필터를 구성한다.
이러한 이중모드형 SAW 필터에서는, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 상기 반사기(10A, 10B) 사이에 형성된 주파수(f1)의 일차 모드와 주파수(f3)의 삼차 모드를 사용하고, 주파수 f1과 f3사이에 통과 대역을 갖는 통과 대역 특성을 실현한다. 단, 도 1b는, 도 1a의 구조 중에서 탄성 표면파의 에너지 분포를 나타낸다.
도2는, 도 1a에 나타낸 탄성표면파 장치의 임피던스-쌍수비 특성을 나타내고 있다. 여기서, 쌍수비는 빗형 전극(11a ~ 11c)의 중앙부분에 위치하는 빗형 전극(11b)의 전극 쌍수(N1)와, 이 빗형 전극(11b)에 인접하는 빗형 전극의 전극 쌍수(N2)의 비율(N2/N1)을 말한다. 또 도 3은, 도 1a에 나타낸 탄성표면파 장치의 대역폭-쌍수비 특성을 나타내고 있다.
먼저, 도 2를 참조하면, 이 도면에서 실선으로 나타낸 것은 쌍수비를 변화시킨 경우에서의 입력측 임피던스 변화이고, 또 파선으로 나타낸 것은 쌍수비를 변화시킨 경우에서의 출력측 임피던스의 변화이다. 고주파 장치인 탄성표면파 소자에서는, 입력측 임피던스 및 출력측 임피던스는 모두 50Ω인 것이 바람직하고, 적어도 59Ω 이하로 할 필요가 있다.
그래서, 입력측 임피던스에 주목하면, 입력측 임피던스는 쌍수비가 증대함에 따라서 대략 증대하는 경향을 나타내고, 쌍수비가 약 80% 이하의 경우에 임피던스가 59Ω 이하로 된다. 또한, 출력측 임피던스에 주목하면, 출력측 임피던스는 쌍수비가 증대함에 따라 대략 감소하는 경향을 나타내고, 쌍수비가 약 55% 이상의 경우에 임피던스가 59Ω이하로 된다.
한편, 도 3에 나타낸 대역폭과의 관계에 주목하면, 쌍수비가 약 70% 인 때를 최대 대역폭으로 하여, 이보다 쌍수비가 증대하여도 또는 감소하여도 대역폭은 감소하는 특성으로 되어 있다. 탄성표면파 장치로서 필요로 하는 대역폭은 적어도 33MHz 이상이다. 따라서, 탄성표면파 장치로서 필요로 하는 대역폭을 만족시키기 위해서는, 쌍수비를 55% 이상 80% 이하로 설정할 필요가 있다.
그래서, 본 실시예에 관한 탄성표면파 장치에서는, 상기한 도 2 및 도 3의 결과에서, 쌍수비를 55 ~ 80%로 설정함을 특징으로 하고 있다. 이와 같이, 중앙부에 위치하는 빗형 전극(11b)의 전극 쌍수(N1)와, 이 빗형 전극(11b)에 인접하는 빗형 전극의 전극 쌍수(N2)의 비율인 쌍수비(N2/N1)를 55 ~ 80% 로 설정함으로써, 대역폭을 넓게 할 수 있음과 동시에, 고주파 장치인 탄성표면파 장치의 종단 저항을 제일 특성이 양호한 50Ω에 가깝게 할 수 있다.
특히, 도 3에 나타낸 특성에서, 쌍수비(N2/N1)를 65 ~ 75%로 설정함으로써, 대역폭을 약 34MHz 이상의 넓은 범위로 설정할 수 있게 되고, 특히 대역폭 특성이 양호한 SAW 필터를 실현할 수 있게 된다.
이어서, 도 4 및 도 5에 주목하면, 도 4는 도 1a에 나타낸 탄성표면파 장치에서의 대역폭-전극간 거리(HD) 특성을 시뮬레이션으로 구한 결과를 나타내고 있다. 여기서, 전극간 거리(HD)는, 빗형 전극(11A ~ 11C) 안의, 중앙부에 위치하는 빗형 전극(11B) 양단의 전극지 중앙부에서, 이 중앙부에 위치하는 빗형 전극(11B)에 인접하는 다른 빗형 전극(11A, 11C)의 전극지의 중앙부까지의 거리를 말한다.
또한, 각 전극지의 폭 치수가 다른 경우에 있어서도, 이 전극간 거리(HD)의 계측 기점은, 각 전극지의 X방향에 대한 중심위치로 한다. 각 도면에서, 횡축인 전극간 거리(HD)는, 기판 표면을 전반하는 탄성표면파 파장(λ)의 배수 표시로 하고 있다.
도 4를 참조하면, 상기한 바와 같이 탄성표면파 소자는 적어도 33MHz 이상의 대역폭을 가질 필요가 있다. 그러므로, 이를 만족시키는 전극간 거리(HD)는, 도 4에서 0.75λ~ 0.90λ이상이다. 따라서, 전극간 거리(HD)를 0.75λ~ 0.90λ로 설정함으로써, 탄성표면파 소자의 대역폭을 실용적으로 만족하는 대역폭으로 증대할 수 있다. 그러므로, 본 실시예에 관한 탄성표면파 장치에서는, 필터의 대역 특성을 향상시키는 면에서, 전극간 거리(HD)를 0.75λ~ 0.90λ로 설정하고 있다.
더구나, 도 4는 시뮬레이션 결과이므로, 전극간 거리(HD)가 0.5λ이하의 영역에서도 대역폭이 33MHz 이상으로 되는 범위가 존재하지만, 전극간 거리(HD)가 0.5λ이하로 된 경우에는, 실제로는 인접하는 전극지가 간섭하는 상태로 되고, 실제상은 전극간 거리(HD)를 0.5λ이하로 할 수 없다.
한편, 도 5는 도 19a에 나타낸 탄성표면파 장치에서의 대역 내 리플(ripple)-전극간 거리 특성을 나타내고 있다. 여기서, 대역 내 리플은 필터 대역에 포함되는 맥동 성분을 말하고, 이 대역 내 리플은 발생하지 않음이 바람직하다(즉, 0dB인 것이 바람직하다).
그런데, 이 대역 내 리플을 완전히 제거함은 곤란하고, 실용적으로 만족하는 탄성표면파 장치로서는, 적어도 대역 내 리플을 2.0 dB이하로 할 필요가 있다. 더구나, 이 도면에서도, 횡축인 전극간 거리(HD)는, 기판 표면을 전반하는 탄성표면파 파장(λ)의 배수 표시로 하고 있다.
그런데, 도 5를 참조하면, 대역 내 리플은 전극간 거리가 0.8λ 근방인 때가 최저치로 되어 있고, 이 최저 전극간 거리보다 전극간 거리가 길게 되어도, 또는 짧게 되어도 대역 내 리플의 값은 증가하는 특성을 나타낸다. 또한, 대역 내 리플을 실용적으로 만족하는 2.0dB 이하로 하기 위해서는, 전극간 거리를 0.78λ ~ 0.85λ사이로 설정할 필요가 있다. 이 때문에, 본 실시예에 관한 탄성표면파 장치에서는, 대역 내 리플의 필터 특성에의 영향을 방지하는 면에서 전극간 거리를 0.78λ ~ 0.85λ로 설정하고 있다.
도 6은, 도 19a에 나타낸 탄성표면파 장치의 대역폭-전극 주기비 특성을 나타내고 있다. 여기서, 전극 주기비는, 표면탄성파 장치를 구성하는 빗형 전극(11A ~ 11C)의 전극 주기를 λIDT로 하고, 반사기(10A, 10B)의 전극 주기를 λref로 한 경우, 이 빗형 전극(11A ~ 11C)의 전극 주기(λIDT)와 반사기(10A, 10B)의 전극 주기(λref)의 비율(λIDT/λref)을 말한다.
그런데, 도 6을 참조하면, 대역폭은 전극주기비(λIDT/λref)가 0.982인 때에 최대치로 되고, 전극주기비가 이 최대 전극주기비보다 증대하여도 또는 저감하여도 대역폭은 감소하는 특성을 나타낸다. 상기한 바와 같이, 탄성표면파 장치의 대역폭은 적어도 33MHz 이상임이 바람직하다.
그러므로, 대역폭을 33MHz 이상으로 하기 위해서는 전극 주기비(λIDT/λref)의 값을 0.977 ~ 0.992로 할 필요가 있다. 이 때문에, 본 실시예에 관한 탄성표면파 장치에서는, 전극 주기비(λIDT/λref)의 값을 0.977 ~ 0.992로 설정하고 있고, 이에 의해, 대역폭을 소망하는 값으로 할 수 있다.
이어서, 도 7 및 도 8에 주목하면, 도 7은, 도 1에 나타낸 탄성표면파 장치의 임피던스-전극 교차폭 특성을 나타내고 있고, 또한 도 8은 도 1에 나타낸 탄성표면파 장치의 대역폭-전극 교차폭 특성을 나타내고 있다.
여기서, 전극 교차폭(W)으로는, 각 빗형 전극(11A ~ 11C)의 일차측 전극((11A)1~ (11C)1)의 전극지와 이차측 전극((11A)2~ (11C)2)의 전극지가, X방향에서 보아 겹친 폭 치수를 말한다. (도 1a 참조). 또는, 각 도면에 있어서, 횡축인 전극 교차폭(W)은, 기판 표면을 전반하는 탄성표면파 파장(λ)의 배수 표시로 하고 있다.
먼저, 도 7을 참조하면, 임피던스는, 전극 교차폭(W)이 증대함에 따라 점차 감소하는 경향을 나타내고 있다. 상기한 바와 같이. 고주파 장치인 탄성표면파 장치는, 필터의 입출력 임피던스가 종단 저항과 일치한 경우에 제일 양호한 필터 특성을 나타낸다. 또한, 허용 임피던스는 최적치에 대하여 ±10%이고, 구체적으로는 종단 저항이 50Ω인 경우, 필터의 입출력 임피던스의 값이 40Ω ~ 60Ω의 범위이면 양호한 특성을 실현할 수 있다. 따라서, 도 7에서 전극 교차폭(W)을 40λ ~ 80λ로 설정함으로써, 소망하는 임피던스 특성을 얻을 수 있다. 한편, 도 8을 참조하면, 대역폭은 전극 교차폭(W)이 60λ인 때에 최대 대역폭으로 되고, 전극 교차폭이 이 최대 전극 교차 폭보다 증대하여도 또는 감소하여도 대역폭은 감소하는 특성을 나타낸다. 상기한 바와 같이, 탄성표면파 장치로서 실용적으로 만족하는 대역폭은, 적어도 33MHz 이상이다. 그러므로, 전극 교차폭을 40λ ~ 70λ로 설정한 경우에 양호한 대역폭을 얻을 수 있다.
즉, 도 7 및 도 8의 특성에서, 전극 교차폭(W)을 40λ ~ 70λ로 설정함으로써, 임피던스 특성 및 대역폭을 탄성표면파 장치로서 적정한 값으로 할 수 있다. 그래서, 본 실시예에 관한 탄성표면파 장치에서는, 전극 교차폭(W)을 40λ ~ 70λ로 설정하고 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예를 도 9를 참조하여 설명한다. 단, 도 9에 있어서, 먼저 설명한 부분에 대응하는 부분에는 동일한 참조부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 의한 탄성표면파 장치(SAW 필터)는, 상기 제1 실시예와 같은 LiTaO3단결정을 X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전 기판(도시하지 않음) 위에 구성되어 있다.
그리고, 이 압전 기판 위에는, 상기 도 1에 나타낸 것과 마찬가지로, X축 방향으로 정렬한 반사기(10A, 10B) 및 반사기(10A, 10B) 사이에 순차 배열된 빗형 전극(11A, 11B, 11C)으로 된 제1 탄성표면파 장치요소(이하, SAW 필터(11)라 한다)와, 같은 압전 기판 위에 구성된, X축 방향으로 정렬한 반사기(20A, 20B) 및 반사기(20A, 20B) 사이에 순차 배열된 빗형 전극(21A, 21B, 21C)으로 된 제2 탄성표면파 장치요소(이하, SAW 필터(21)라 한다)를 포함하고, SAW 필터(11)와 SAW 필터(21)는, 빗형 전극(11B)을 구성하는 이차측 전극((11B)2)을 빗형 전극(21B)을 구성하는 일차측 전극((21B)1)에 접속함으로써, 카스케이드(cascade) 접속된 구성으로 되어 있다.
도 9의 실시예에서는, 빗형 전극(11A, 11C)의 일차측 전극((11A)1, (11C)1)이 공통으로 접지 되고, 또 빗형 전극(11A, 11C)의 이차측 전극((11A)2, (11C)2)은 빗형 전극(21A, 21C)의 일차측 전극((11A)1, (11C)1)에 접속되어 있다. 또한, 빗형 전극(21A, 21C)의 이차측 전극((11A)2, (11C)2)은 공통으로 접지 된 구성으로 되어 있다. 또한, 빗형 전극(11B)의 일차측 전극((11B)1)은 입력 전극 패드에 접속됨과 동시에, 빗형 전극(21B)의 이차측 전극(21B)2)은 출력 전극 패드에 접속된 구성으로 되어 있다.
도 9의 실시예에서는, SAW 필터(11)의 전극 교차폭이 W1인 것에 대하여, SAW 필터(21)의 전극 교차폭이 W2(≠W1)로 되고, 그 결과, 탄성표면파 장치(SAW 필터) 전체의 입력 임피던스와 출력 임피던스가 다른 값으로 설정되어 있다. 즉, 탄성표면파 장치 전체의 입력 임피던스는, 전극 교차폭이 W1의 SAW 필터(11)의 입력 임피던스로 결정되는데 대하여, 전체 출력 임피던스는, 전극 교차폭이 W2의 SAW 필터(21)의 출력 임피던스로 결정된다.
또한, SAW 필터의 입출력 임피던스는 전극 쌍수와 전극 교차폭에 반비례함이 알려져 있지만, 전극 쌍수는 필터의 통과 대역 특성을 결정하기 때문에, 임의로 선택할 수 없다. 이에 대해, 전극 교차폭은, 필터의 통과 대역 특성과는 비교적 무관하게 설정할 수 있기 때문에, 도 9의 실시예에서는, 전극 교차폭(W1)과 전극 교차폭(W2)을 독립적으로 설정함으로써, SAW 필터(11)의 입력 임피던스와 SAW 필터(21)의 출력 임피던스를, 독립적이고 임의적으로 변화시켜 종단 임피던스와 일치시킬 수 있다. 본 방법은, 입력 측의 종단 임피던스와 출력 측의 종단 임피던스가 다른 경우에 효과적이다.
구체적으로는, 본 실시예에서는 입력 측으로 되는 SAW 필터(11)의 전극 교차폭(W1)을 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 40λ ~ 60λ로 설정하고, 또 출력 측으로 되는 SAW 필터(21)의 전극 교차폭(W2)을 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 20λ ~ 60λ(단, W1, W2가 함께 60λ로 되는 경우는 제외)으로 설정되어 있다.
또한, 도 9에 나타낸 탄성표면파 장치의 특성을 결정하는 다른 파라미터는, SAW 필터(11) 및 SAW 필터(21) 모두 도 1a에 나타낸 탄성표면파 장치와 같은 값으로 설정되어 있다. 즉, SAW 필터(11) 및 SAW 필터(21) 모두, 전극대비(N2/N1)는 55 ~ 80%로 되도록 설정되어 있고, 전극간 거리(HD)는 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 0.75 ~ 0.90λ로 설정되어 있고, 전극 주기비(λIDT/λref)는, 0.977 ~ 0.992로 설정되어 있다. 특히, 상기한 각 파라미터 중, 전극 쌍비(N2/N1)를 65 ~ 75%로 설정함으로써, 보다 대역폭이 넓은 탄성표면파 장치를 실현할 수 있다.
도 19에 상기한 도 9에 나타낸 탄성표면파 장치(SAW 필터)의 출력측 종단 임피던스와 밴드폭의 관계의 한 실시예를 나타낸다. 이 도면에서는, SAW 필터의 입력측 임피던스는 50Ω으로 고정되어 있고, 출력측 종단 임피던스(RL)를 변화시킨 경우에서의 밴드폭의 변화를 나타내고 있다.
도 19를 참조하면, W2/W1=1 인 경우에서는, 출력측 종단 임피던스(RL)가 100Ω 이상에서 밴드폭이 감소하는 특성을 갖고 있다. 이에 대하여, W2/W1=0.6 및 W2/W1=0.4인 경우(즉, 전극교차폭 W1, W2를 다르게 한 경우)에서는, 출력측 종단 임피던스(RL)가 75Ω ~ 200Ω 범위에서 양호한 결과를 얻을 수 있다.
한편, 종단 임피던스가 50Ω인 경우, SAW 필터의 전극 교차폭은 40λ~ 60λ에서 양호한 특성이 얻어지지만, 종단 임피던스(RL)가 75Ω ~ 200Ω에서는, 전극 교차폭은 20λ ~ 60λ에서 양호한 특성이 얻어진다. 그러므로, 입출력에서 다른 종단 임피던스를 갖는 탄성표면파 장치(SAW 필터)의 경우에는, 상기의 조합이 필요로 된다.
이어서, 본 발명의 제3 실시예인 탄성표면파 장치에 대해서 설명한다. 도 12는 본 발명의 제3 실시예인 탄성표면파 장치를 나타내고 있고, 도 10 및 도 11은 제3 실시예의 비교예인 탄성표면파 장치를 나타내고 있다. 먼저, 도 10 및 도 11을 이용하여 제3 실시예의 비교예인 탄성표면파 장치에 대해서 설명한다.
도 10 내지 도 12는, 본 발명의 제2 실시예에 의한 탄성표면파 장치의 패키지를 포함한 구성을 나타내고 있다. 단, 먼저 설명한 부분에는 동일한 참조부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
먼저, 도 10에 나타낸 탄성표면파 장치에 대해서 설명한다. 이 도면에 나타낸 탄성표면파 장치는, 도 9에 나타낸 구성의 탄성표면파 장치를 지지하는 압전 기판(1)이 세라믹 패키지 기판(100) 위에 지지되고, 상기 패키지 기판(100) 위에는 입력 단자와 출력 단자가 대향하도록 배설되어 있다.
입력 단자는 한 쌍의 접지 전극(101, 103)이, 입력 전극(102)을 양측에서 협지하도록 형성되어 있다. 또한, 출력 단자는 접지 전극(104 및 106)이 출력 전극(105)을 양측에서 협지하도록 형성되어 있다.
도 10의 구성에서는, 압전 기판(1) 위의 SAW 필터(11) 중, 빗형 전극(11A)의 접지 전극(도 9의 전극((11A)1))은 패키지(100) 위의 입력측 접지전극(103)에 Al 와이어(107)로 접속되고, 빗형 전극(11C)의 접지 전극(도 9의 전극((11C)1))은, 패키지(100) 위의 출력측 접지 전극(106)에 Al 와이어(108)로 접속된다.
또한, 빗형 전극(11B)의 입력 전극(도 9의 전극((11B)1))은, 상기 입력 전극(102)에 Al 와이어(109)에 의해 접속되고, 빗형 전극(11B)의 접지 전극(도 9의 전극((11B)2))은, 입력측 접지 전극(101)에 Al 와이어(110)에 의해 접속되어 있다.
이에 대해, 압전 기판(1) 위의 SAW 필터(21) 중, 빗형 전극(21A)의 접지 전극(도 9의 전극((21A)2))은 패키지(100) 위의 입력측 접지 전극(101)에 Al 와이어(111)에 접속되고, 빗형 전극(21C)의 접지 전극(도 9의 전극((21C)2))은, 패키지(100) 위의 출력측 접지 전극(104)에 Al 와이어(112)로 접속되어 있다.
또한, 빗형 전극(21B)의 접지 전극(도 9의 전극((21B)1))은, 출력측 접지 전극(106)에 Al 와이어(113)에 의해 접속되어 있다. 또한, 빗형 전극(21B)의 출력 전극(도 9의 전극((21B)2))은, 출력 전극(105)에 Al 와이어(114)에 의해 접속되어 있다.
또한, SAW 필터(11)와 SAW 필터(21)는, 빗형 전극(11A, 11C)의 이차측 전극((11A)2, (11C)2)을 빗형 전극(21A, 21C)의 일차측 전극((21A)1, (21C)1)에 접속함으로써, 카스케이드 접속된 구성으로 되어 있다.
다음으로, 도 11에 나타낸 탄성표면파 장치에 대해서 설명한다. 역시, 도 10에 나타낸 구성과 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
도 11에 나타낸 탄성표면파 장치는, 상기한 도 10에 나타낸 탄성표면파 장치의 구성에 더하여 Al 와이어(114, 115)를 추가한 구성으로 되어 있다. 구체적으로는, 빗형 전극(11C)의 접지 전극(도 9의 전극((11C)1))은, 패키지(100) 위의 입력측 접지 전극(101)에도 Al 와이어(114)로 접속되어 있고, 또 빗형 전극(21A)의 접지 전극(도 9의 전극((21A)2))은, 패키지(100) 위의 출력측 접지 전극(106)에도 Al 와이어(115)에 의해 접속된 구성으로 되어 있다.
이어서, 본 발명의 제3 실시예인 탄성표면파 장치에 대해서 도 12를 참조하여 설명한다. 역시, 도 12에서도 도 10 및 도 11에 나타낸 구성과 동일한 구성부분에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
도 12의 구성에서는, 압전 기판(1) 위의 SAW 필터(11) 중, 빗형 전극(11A)의 접지 전극(도 9의 전극((11A)1))은 패키지(100) 위의 입력측 접지 전극(103)에 Al 와이어(107)로 접속되고, 빗형 전극(11C)의 접지 전극(도 9의 전극((11C)1))은, 패키지(100) 위의 입력측 접지 전극(101)(그라운드 패드)에 Al 와이어(114)(입력측 그라운드 와이어)로 접속되어 있다.
또한, 빗형 전극(11B)의 입력 전극(도 9의 전극((11B)1))은, 상기 입력 전극(102)(신호 패드)에 Al 와이어(109)(입력측 신호 와이어)에 의해 접속되고, 빗형 전극(11B)의 접지 전극(도 9의 전극((11B)2))은, 입력측 접지 전극(101)(그라운드 패드)에 Al 와이어(110)(입력측 그라운드 와이어)에 의해 접속되어 있다.
이에 대해, 압전 기판(1) 위의 SAW 필터(21) 중, 빗형 전극(21A)의 접지 전극(도 9의 전극((21A)2))은 패키지(100) 위의 출력측 접지 전극(106)(그라운드 패드)에 Al 와이어(115)(출력측 그라운드 와이어)로 접속되고, 빗형 전극(21C)의 접지 전극(도 9의 전극((21C)2))은, 패키지(100) 위의 출력측 접지 전극(104)(그라운드 패드)에 Al 와이어(112)(출력측 그라운드 와이어)로 접속되어 있다.
또한, 빗형 전극(21B)의 접지 전극(도 9의 전극((21B)1))은, 출력측 접지 전극(106)(그라운드 패드)에 Al 와이어(113)(출력측 그라운드 와이어)로 접속되어 있다. 또한, 빗형 전극(21B)의 출력 전극(도 9의 전극((21B)2))은, 출력 전극(105)(신호 패드)에 Al 와이어(114)(출력측 신호 와이어)에 의해 접속되어 있다.
즉, 도 12에 나타내고 있는 구성의 탄성표면파 장치는, 도 11에 나타낸 구성에 대하여 빗형 전극(11C)의 접지 전극(도 9의 전극((11C)1)과 출력측 접지 전극(106)을 접속하는 Al 와이어(108)와, 빗형 전극(21A)의 접지 전극(도 9의 전극((21A)2))과 입력측 접지 전극(101)을 접속하는 Al 와이어(111)를 제거한 구성으로 되어 있다.
이 구성으로 함으로써, 입력측의 SAW 필터(11)에 접속된 각 Al 와이어(107, 109, 110, 114)는 모두 입력측 전극(101 ~ 103)에 접속된 구성으로 되고, 또 출력측 SAW 필터(21)에 접속된 각 Al 와이어(112 ~ 115)는 모두 출력측 전극(104 ~ 106)에 접속된 구성으로 된다.
또한, SAW 필터(11)와 SAW 필터(21)는, 빗형 전극(11A, 11C)의 이차측 전극((11A)2, (11C)2)을 빗형 전극(21A, 21C)의 일차측 전극((21A)1, (21C)1)에 접속함으로써 카스케이드 접속된 구성으로 되어 있음은, 도 10 및 도 11에 나타낸 탄성 표면파 장치와 같다.
도 13은, 도 10 내지 도 12에 나타낸 탄성표면파 장치의 감쇠량-주파수 특성을 나타내고 있다. 이 도면에서, 화살표 A로 나타낸 것은 도 10에 나타낸 비교예인 탄성표면파 장치의 특성이고, 화살표 B로 나타낸 것은 도 11에 나타낸 비교예인 탄성표면파 장치의 특성이고, 또 화살표 C로 나타낸 것은 도 12에 나타낸 본 발명의 제3 실시예인 탄성표면파 장치의 특성이다.
도 13을 참조하면, 화살표 A, B로 나타낸 비교예에 관한 탄성표면파 장치의 감쇠량이 비교적 낮은 특성을 나타내는 데 대하여, 본 실시예인 화살표 C로 나타낸 탄성표면파 장치의 감쇠량은 감쇠도가 크게 양호한 특성으로 되어 있음이 명백하다. 따라서, 와이어 접속을 도 12에 나타낸 접속 방법으로 함으로써, SAW 필터로서 양호한 특성을 얻을 수 있다.
이와 같은 특성을 나타낸 이유는 명확하지 않지만, 입력측과 출력측에서의 밸런스가 균형 잡혀 있는 점 및 입력측과 출력측이 배선적으로 완전하게 분리되어 있기 때문에 간섭이 발생하지 않는 점등이 상기 특성을 나타내는 이유의 하나라고 생각된다.
다음으로, 본 발명의 제4 실시예인 탄성표면파 장치에 대해서 설명한다. 도 14는 제4 실시예에 관한 탄성표면파 장치를 나타내고 있다. 단, 이 도면에 있어서, 먼저 설명한 부분에는 동일한 참조부호를 붙여 설명을 생략한다.
도 14에 나타낸 탄성표면파 장치는, 도 9에 나타낸 구성의 탄성표면파 장치를 지지하는 압전 기판(1)이 세라믹 패키지 기판(100) 위에 지지된 구성으로 되어 있고, 또 불평형형 SAW 필터(11)와 평형형 SAW 필터(21)를 구비한 구성으로 되어 있다. 상기 패키지 기판(100) 위에는 불평형측 단자와 평형측 단자가 대향하도록 배설되어 있다.
불평형측 단자는 한 쌍의 접지 전극(201, 203)이, 신호 전극(202)을 양측에서 협지하도록 형성되어 있다. 또, 평형측 단자는 한 쌍의 신호 전극(204, 206)이, 접지 전극(205)을 양측에서 협지하도록 형성되어 있다.
도 14의 구성에서는, 압전 기판(1) 위의 불평형형 SAW 필터(11) 중, 빗형 전극(11A)의 접지 전극(도 9의 전극((11A)1))은 패키지(100) 위의 불평형측 접지 전극(203)(그라운드 패드)에 Al 와이어(207)로 접속되고, 빗형 전극(11C)의 접지 전극(도 9의 전극((11C)1)은, 패키지(100) 위의 평형측 접지 전극(206)(그라운드 패드)에 Al 와이어(208)로 접속되어 있다.
또한, 빗형 전극(11B)의 입력 전극(도 9의 전극((11B)1))은, 불평형측 신호 전극(202)(신호 패드)에 Al 와이어(208)에 의해 접속되고, 빗형 전극(11B)의 접지 전극(도 9의 전극(11B)2)은, 평형측 접지 전극(205)(그라운드 패드)에 Al 와이어(209)에 의해 접속되어 있다.
이에 대해, 압전 기판(1) 위의 평형형 SAW 필터(21) 중, 빗형 전극(2A)의 접지 전극(도 9의 전극((21A)2))은 패키지(100) 위의 불평형측 접지 전극(201)(그라운드 패드)에 Al 와이어(210)로 접속되고, 빗형 전극(21C)의 접지 전극(도 9의 전극((21C)2))은, 패키지(100) 위의 평형측 접지 전극(205)(그라운드 패드)에 Al 와이어(211)로 접속되어 있다.
또한, 빗형 전극(21B)의 한쪽의 신호 전극(도 9의 전극((21B)1))은, 평형측 신호 전극(206)(신호 패드)에 Al 와이어(222)에 의해 접속되고, 또 빗형 전극(21B)의 다른 쪽의 신호 전극(도 9의 전극((21B)2))은, 평형측 접지 전극(204)(신호 패드)에 Al 와이어(223)에 의해 접속되어 있다.
또한, 불평형형 SAW 필터(11)와 평형형 SAW 필터(21)는, 빗형 전극(11A, 11C)의 이차측 전극((11A)2, (11C)2)을 빗형 전극(21A, 21C)의 일차측 전극((21A)1, (21C)1)에 접속함으로써, 카스케이드 접속된 구성으로 되어 있다.
본 실시예에서는, 빗형 전극(21C)의 접지 전극(도 9의 전극((21C)2))과 평형측 접지 전극(205)의 사이에 Al 와이어(211)를 배설한 것을 특징으로 한다. 여기서 도 15에, 빗형전극(21C)의 접지 전극과 평형측 접지 전극(205)의 사이에 Al 와이어(211)를 배설한 구성의 탄성표면파 장치의 감쇠량-주파수 특성(도면 중, 화살표 D로 나타냄)과, 빗형 전극(21C)의 접지 전극과 평형측 접지 전극(205) 사이에 Al와이어(211)를 설치하지 않은 구성의 탄성표면파 장치의 감쇠량-주파수 특성9도면중, 화살표 E로 나타냄)을 합쳐서 나타낸다.
이 도면에 나타낸 바와 같이, 화살표 E로 나타낸 빗형 전극(21C)의 접지 전그과 평형측 접지 전극(205) 사이에 Al 와이어(211)를 설치하지 않은 구성에서는, 감쇠량은 비교적 낮은 값으로 되어 있어 SAW 필터로서의 특성은 양호하지 않다. 이에 대해, 이 도면에 화살표 D로 나타낸 빗형 전극(21C)의 접지 전극과 평형측 접지 전극(205) 사이에 Al 와이어(211)를 배설한 구성에서는, 감쇠량이 크게 되어 있어 SAW 필터로서 양호한 특성으로 되어 있음이 명백하다. 따라서, 빗형 전극(21C)의 접지 전극과 평형측 접지 전극(205) 사이에 Al 와이어(211)를 배설함으로써, SAW 필터로서 양호한 특성을 얻을 수 있다.
이어서, 본 발명의 제5 실시예에 대해서 설명한다. 도 16은 본 발명의 제5 실시예인 탄성표면파 장치를 나타내고 있다. 본 실시예에 관한 탄성표면파 장치는, 기판으로서 LiTaO3단결정을 X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40° ~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전 기판 상에, 다른 대역 주파수 특성을 갖는 두 개의 탄성표면파 장치요소를 형성한, 소위 이중형 탄성표면파 장치(이하, 이중 탄성표면파 장치라 한다)이다.
상기한 두 개의 탄성표면파 장치요소 중, 대역 주파수가 낮은 탄성표면파 장치요소는, 탄성표면파의 전반 방향에 따라서 복수의 빗형 전극이 배설된 구성을 갖고 있고, 구체적으로는 도 1 또는 도 9에 나타낸 다중모드 필터 구조의 탄성표면파 장치와 동일한 구성으로 되어 있다. 또한, 도 16에 나타낸 예에서는, 도 9에 나타낸 다중모드 필터 구조의 탄성표면파 장치(이하, 다중모드형 탄성표면파 장치요소라 한다)를 적용한 예을 나타내고 있다.
이에 대해, 대역 주파수가 높은 탄성표면파 장치요소는, 탄성표면파형 공진기를 래더(ladder) 접속한 래더형 탄성표면파 장치요소로 되어 있다. 또한, 도 16에서도, 상기한 각 실시예와 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
래더형 탄성표면파 장치요소는, 상기한 압전 기판(1) 위에 빗형 전극(31A ~ 31E) 및 반사기 (32A ~ 36A, 32B ~ 36B)를 포함한 구성으로 되어 있다. 입력 단자는 빗형 전극(31A, 31B)의 일차측 전극((31A)1, (31B)1)에 접속되어 있다. 또 빗형 전극(31A)의 이차측 전극((31A)2)은 접지 됨과 동시에, 빗형 전극(31B)의 이차측 전극((31B)2)은 빗형 전극(31C, 31D)의 일차측 전극((31C)1, (31D)1)에 접속되어 있다.
또한, 빗형 전극(31C)의 이차측 전극((31C)2)은 접지 됨과 동시에, 빗형 전극(31D)의 이차측 전극((31D)2)은 빗형 전극(31E)의 일차측 전극((31E)1) 및 출력 단자에 접속되어 있다. 또, 빗형 전극(31E)의 이차측 전극((31E)2)은 접지 된 구성으로 되어 있다.
한편, 반사기(32A, 32B)는 빗형 전극(31A)을 끼우도록 배설되어 있고, 마찬가지로 반사기(33A, 33B)는 빗형 전극(31B)을, 반사기(34A, 34B)는 빗형 전극(31C)을, 반사기(35A, 35B)는 빗형 전극(31D)을, 반사기(36A, 36B)는 빗형 전극(31E)을 끼우도록 각각 배설되어 있다.
여기서, 상기 구성으로 된 이중 탄성표면파 장치에서, 다중모드형 탄성표면파 장치요소를 구성하는 전극의 막두께와, 래더형 탄성표면파 장치요소를 구성하는 전극의 막두께에 주목하여 설명한다. 다중모드형 탄성표면파 장치요소의 경우에는, 통과 대역에 리플이 들어가지 않기 때문에, 전극의 막두께를 얇게 할 수 있다. 이에 대해, 래더형 탄성표면파 장치요소의 경우, 전극의 막두께를 얇게 하면 통과대역에 리플이 들어가 필터특성이 열화하기 때문에, 전극의 막두께를 얇게 함이 곤란하다.
한편, 탄성표면파 장치가 배설된 휴대 전화 등의 전자기기에서는, 높은 주파수 대역(예를 들어 1.7 ~ 1.9 GHz대)의 필터와 낮은 주파수 대역(예를 들어 800 ~ 900MHz)의 필터가 함께 요구된 경우가 있다. 이를 각각 독립한 탄성표면파 장치에 의해 실현하면, 부품수가 증대함과 동시에 전자기기에 요구되고 있는 소형화에 상반하는 결과가 된다. 그러므로, 상기 요구를 만족하기 위해서는, 동일한 장치 내에 고주파수 대역 필터와 저주파수 대역 필터를 함께 형성함이 고려된다.
그래서, 먼저 두 개의 다중모드형 탄성표면파 장치요소를 동일한 기판 위에 형성함을 상정한다. 상기한 바와 같이, 다중모드형 탄성표면파 장치요소의 경우에는, 통과 대역에 리플이 들어오지 않기 때문에 래더형 필터보다 전극의 막두께를 얇게 할 수 있다. 그런데, 일반적으로 탄성표면파 장치의 전극의 막두께는, 설정된 대역 주파수 값에 반비례함이 알려져 있고, 따라서 고주파수 대역 필터를 다중모드형 탄성표면파 장치요소에 의해 실현하도록 한 경우에는 전극의 막두께는 얇게 되고, 역으로 낮은 주파수 대역 필터를 다중모드형 탄성표면파 장치요소에 의해 실현하도록 한 경우에는 전극의 막두께는 두껍게 된다.
즉, 동일 기판에 함께 다중모드형 탄성표면파 장치요소로 된 고주파수 대역 필터와 저주파수 필터를 형성하도록 한 경우에는, 각 필터의 막두께가 다르게 된다. 따라서, 고주파수 대역 필터와 저주파수 대역 필터를 함께 다중모드형 탄성표면파 장치요소에 의해 구성한 이중 탄성표면파 장치를 제조함에는, 전극 막두께의 상위에 의해 고주파수 대역 필터의 전극 형성과 저주파수 대역 필터의 전극 형성을 다른 프로세스로 형성할 필요가 생겨, 이중 탄성표면파 장치의 제조 효율이 매우 나쁘게 된다.
한편, 두 개의 래더형 탄성표면파 장치요소를 동일한 기판 위에 형성함을 상정하면, 상기한 바와 같이 래더형 탄성표면파 장치요소의 경우에는, 통과 대역에 리플이 들어갈 가능성이 있기 때문에 전극의 막두께를 얇게 할 수 없다. 구체적으로는, 탄성표면파(λ)의 10%정도의 막두께가 필요하게 된다.
따라서, 고주파수 대역 필터를 래더형 탄성표면파 장치요소에 의해 실현하도록 한 경우에는, 탄성표면파(λ)는 짧게 되고 따라서 막두께도 얇게 된다. 또한, 상기한 바와 같이 래더형 탄성표면파 장치요소에서는 막두께 0.1λ 이하로 하면 리플이 들어갈 염려가 있다. 역으로, 저주파수 대역 필터를 래더형 탄성표면파 장치요소에 의해 실현하도록 한 경우에는, 탄성표면파(λ)는 길게 되어 이에 따라 막두께도 두껍게 된다.
그러므로, 고주파수 대역 필터와 저주파수 대역 필터를 함께 래더형 탄성표면파 장치요소에 의해 구성한 이중 탄성표면파 장치를 제조하는 경우에서도, 전극 막두께의 상위에 의해 고주파수 대역 필터의 전극 형성과 저주파수 대역 필터의 전극 형성을 다른 프로세스로 형성할 필요가 생겨, 이중 탄성표면파 장치의 제조 효율이 매우 악화되어 버린다.
그런데, 본 실시예와 같이 다중모드형 탄성표면파 장치요소와 래더형 탄성표면파 장치요소를 동일한 기판 위에 형성함으로써, 상기 문제점을 해결한 이중 탄성표면파 장치를 실현할 수 있다. 이하, 이에 대해서 설명한다.
도 18은, 1.9GHz를 중심주파수로 한 고주파 SAW 필터를 래더형 탄성표면파 장치에 의해 실현한 경우에서의 손실-주파수 특성을 나타내고 있다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 래더형 탄성표면파 장치는 양호한 주파수 특성을 나타내고, 또 리플의 혼입도 보이지 않는다. 이 때의 래더형 탄성표면파 장치의 전극(Al 전극)의 막두께는 200㎚이었다.
한편, 도 17은 저주파 SAW 필터를 다중모드형 탄성표면파 장치에 의해 실현한 경우에서의 손실-주파수 특성을 나타내고 있다. 특히, 도 17에서는, 다중모드형 탄성표면파 장치를 구성하는 전극(Al 전극)의 막두께를 200㎚, 240㎚, 280㎚로 설정한 경우에서의 특성을 동일 도면에 모두 나타내고 있다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 전극이 막두께를 변화시킨 경우에는 필터 특성은 변화하지만, 막두께를 먼저 도 18에 나타낸 래더형 탄성표면파 장치의 막두께와 같이 200㎚로 한 경우에도, 양호한 필터 특성을 나타내고 있다.
따라서, 도 17 및 도 18에서, 다중모드형 탄성표면파 장치요소와 래더형 탄성표면파 장치요소를 동일 기판 위에 형성하고, 다중모드형 탄성표면파 장치요소를 대역 주파수가 약 800 ~ 900MHz대의 저주파수 대역 필터로서 이용하고, 또 래더형 탄성표면파 장치요소를 대역 주파수가 약 1.7 ~ 2.0GHz대의 고주파수 대역 필터로서 사용하는 구성으로 함으로써, 다중모드형 탄성표면파 장치요소 및 래더형 탄성표면파 장치요소의 각 전극의 막두께를 약 200㎚로 같게 할 수 있고, 따라서 동일한 제조 프로세스로 막을 형성할 수 있다.
이에 의해, 시장에서 요구되고 있는 높은 주파수 대역(예를 들어 1.7 ~ 1.9 GHz대)의 필터와 낮은 주파수 대역(예를 들어 800 ~ 900 MHz대)의 필터를 동일한 장치(기판) 내에 형성할 수 있게 되고, 또 그 제조 프로세스는 각 탄성표면파 장치요소의 전극 막두께가 같기 때문에 매우 효율적으로 되어, 저렴한 가격으로 상기 이중 탄성표면파 장치를 제공할 수 있게 된다.
청구항 1 ~ 16에 기재한 본 발명의 특징에 의하면, 탄성표면파 장치의 각종 특성을 정하는 파라미터를 LiTaO3단결정을 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전 기판에 최적화 시키기 때문에, 손실이 최소이고, 넓은 대역폭을 갖는 탄성표면파 장치를 실현할 수 있다.
청구항 17 ~ 20에 기재한 본 발명의 특징에 의하면, 고주파 대역 필터와 저주파 대역 필터를 동일 기판 내에 형성할 수 있게 되고, 또 그 제조 프로세스는 각 탄성표면파 장치요소의 전극 막두께가 같기 때문에 매우 효율적으로 되어, 저렴한 가격의 이중 탄성표면파 장치를 제공할 수 있다.

Claims (22)

  1. 다중모드형 탄성표면파 장치에 있어서,
    LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판과,
    각각 빗형상으로 된 제1 전극지군과 제2 전극지군이 조합된 상태로 구성되고, 상기 압전기판 위에 탄성표면파의 전반방향으로 향하여 적어도 3개 열이 설치된 빗형 전극과,
    상기 복수의 빗형 전극을 끼워 배설된 한 쌍의 반사 전극을 갖고,
    상기 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극의 전극 쌍수(N1)에 대하여, 그에 인접한 빗형 전극의 전극 쌍수(N2)의 비율(N2/N1)이 55 ~ 80%인 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극 양단의 전극지의 중앙부로부터, 상기 중앙부에 위치하는 빗형 전극에 인접하는 다른 빗형 전극의 전극지 중앙부의 거리가, 상기 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 0.75λ ~ 0.90λ인 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극 양단의 전극지의 중앙부로부터, 상기 중앙부에 위치하는 빗형 전극에 인접하는 다른 빗형 전극의 전극지 중앙부의 거리가, 상기 탄성표면파 파장(λ)에 대하여, 0.78λ ~ 0.85λ인 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빗형 전극의 전극 주기(λIDT)가 상기 반사기의 전극 주기(λref)에 대하여 0.977 ~ 0.992((λIDT/λref) = 0.977 ~ 0.992)인 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W)이, 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 40λ ~ 70λ인 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  6. 다중모드형 탄성표면파 장치에 있어서,
    LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판과,
    각각 빗형상으로 된 제1 전극지군과 제2 전극지군이 조합된 상태로 구성되고, 상기 압전기판 위에 탄성표면파의 전반방향으로 향하여 적어도 3개 열이 설치된 빗형 전극과,
    상기 복수의 빗형 전극을 끼워 배설된 한 쌍의 반사 전극을 갖고,
    상기 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극의 전극 쌍수(N1)에 대하여, 그에 인접한 빗형 전극의 전극 쌍수(N2)의 비율(N2/N1)이 65 ~ 75%인 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극 양단의 전극지의 중앙부로부터, 상기 중앙부에 위치한 빗형 전극에 인접한 다른 빗형 전극의 전극지 중앙부의 거리가, 상기 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 0.75λ ~ 0.90λ인 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극 양단의 전극지의 중앙부로부터, 상기 중앙부에 위치한 빗형 전극에 인접한 다른 빗형 전극의 전극지 중앙부의 거리가, 상기 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 0.78λ ~ 0.85λ인 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빗형 전극의 전극 주기(λIDT)가 상기 반사기의 전극 주기(λref)에 대하여 0.977 ~ 0.992((λIDT/λref) = 0.977 ~ 0.992)인 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  10. 제 6항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W)이, 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 40λ ~ 70λ인 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  11. 다중모드형 탄성표면파 장치에 있어서,
    LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판과,
    각각 빗형상으로 된 제1 전극지군과 제2 전극지군이 조합된 상태로 구성됨과 동시에 상기 압전 기판 위에 탄성표면파의 전반 방향으로 향하여 적어도 3개 열 설치된 빗형 전극과, 상기 복수의 빗형 전극을 끼워 배설된 한 쌍의 반사 전극으로 구성된 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소를 갖고,
    상기 제1 탄성표면파 장치요소와 상기 제2 탄성표면파 장치요소를 카스케이드 접속하고,
    또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소에 배설된 각 빗형 전극 안 중앙부에 위치하는 빗형 전극의 전극 쌍수(N1)에 대하여, 그에 인접하는 빗형 전극의 전극 쌍수(N2)의 비율(N2/N1)을 55 ~ 80%로 하고,
    또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소에 배설된 각 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극 양단의 전극지 중앙부로부터, 상기 중앙부에 위치한 빗형 전극에 인접한 다른 빗형 전극의 전극지 중앙부의 거리가, 상기 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 0.75λ ~ 0.90λ로 하고,
    또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소에 각각 배설된 상기 빗형 전극의 전극 주기(λIDT)가 상기 반사기의 전극 주기(λref)에 대하여 0.977 ~ 0.992((λIDT/λref) = 0.977 ~ 0.992)로 하고,
    또한, 상기 제1 탄성표면파 장치요소에서의 상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W1)과, 상기 제2 탄성표면파 장치요소에서의 상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W2)이 다르게 설정된 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 카스케이드 접속된 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소의 종단 저항이 입력측과 출력측에서 다른 구성으로 되어 있고,
    또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소 안의, 입력 또는 출력측에 접속된 탄성표면파 장치요소의 전극 교차폭을 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 40λ ~ 60λ로 함과 동시에, 다른 쪽의 탄성표면파 장치요소의 전극 교차폭을 탄성표면파의 파장(λ)에 대하여 20λ ~ 60λ(단, 동시에 60λ로 된 경우를 제외)로 설정한 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  13. 다중모드형 탄성표면파 장치에 있어서,
    LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판과,
    각각 빗형상으로 된 제1 전극지군과 제2 전극지군이 조합된 상태로 구성됨과 동시에 상기 압전 기판 위에 탄성표면파의 전반 방향으로 향하여 적어도 3개 열 설치된 빗형 전극과, 상기 복수의 빗형 전극을 끼워 배설된 한 쌍의 반사 전극으로 구성된 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소를 갖고,
    상기 제1 탄성표면파 장치요소와 상기 제2 탄성표면파 장치요소를 카스케이드 접속하고,
    또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소에 배설된 각 빗형 전극 안 중앙부에 위치하는 빗형 전극의 전극 쌍수(N1)에 대하여, 그에 인접하는 빗형 전극의 전극 쌍수(N2)의 비율(N2/N1)을 65 ~ 75%로 하고,
    또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소에 배설된 각 빗형 전극 안 중앙부에 위치한 빗형 전극 양단의 전극지 중앙부로부터, 상기 중앙부에 위치한 빗형 전극에 인접한 다른 빗형 전극의 전극지 중앙부의 거리가, 상기 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 0.75λ ~ 0.90λ로 하고,
    또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소에 각각 배설된 상기 빗형 전극의 전극 주기(λIDT)가 상기 반사기의 전극 주기(λref)에 대하여 0.977 ~ 0.992((λIDT/λref) = 0.977 ~ 0.992)로 하고,
    또한, 상기 제1 탄성표면파 장치요소에서의 상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W1)과, 상기 제2 탄성표면파 장치요소에서의 상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W2)이 다르게 설정한 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 카스케이드 접속된 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소의 종단 저항이 입력측과 출력측에서 다른 구성으로 되어 있고,
    또한, 상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소 안의, 입력 또는 출력측에 접속된 탄성표면파 장치요소의 전극 교차폭을 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 40λ ~ 60λ로 함과 동시에, 다른 쪽의 탄성표면파 장치요소의 전극 교차폭을 탄성표면파의 파장(λ)에 대하여 20λ ~ 60λ(단, 동시에 60λ로 된 경우를 제외)로 설정한 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  15. LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판과, 각각 빗형상으로 된 제1 전극지군과 제2 전극지군이 조합된 상태로 구성됨과 동시에 상기 압전 기판 위에서 탄성표면파의 전반 방향으로 향하여 적어도 3개 열 설치된 빗형 전극과, 상기 복수의 빗형 전극을 끼워 배설된 한 쌍의 반사 전극으로 구성된 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소가 카스케이드 접속하여 된 구성의 탄성표면파 칩과,
    대향 배치된 입력 단자와 출력 단자를 갖고, 상기 입력 단자 및 출력 단자의 각각이, 신호 패드와 상기 신호 패드를 끼워 형성된 한 쌍의 그라운드 패드로 구성된 구조를 갖는 세라믹 패키지와,
    상기 탄성표면파 칩을 상기 입력 단자 및 출력 단자에 접속한 와이어를 갖고,
    상기 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소 안의 입력 측으로 되는 탄성표면파 장치요소의 신호 패드와 입력 단자의 신호 패드를 입력측 신호 와이어에 의해 접속함과 동시에, 입력측으로 되는 탄성표면파 장치요소의 그라운드 패드와 입력 단자의 그라운드 패드를 입력측 그라운드 와이어에 의해 접속하고,
    또한, 출력측으로 되는 탄성표면파 장치요소의 신호 패드와 출력 단자의 신호 패드를 출력측 신호 와이어에 의해 접속함과 동시에, 출력측으로 되는 탄성표면파 장치요소의 그라운드 패드와 출력 단자의 그라운드 패드를 출력측 그라운드 와이어에 의해 접속한 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  16. LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판과, 각각 빗형상으로 된 제1 전극지군과 제2 전극지군이 조합된 상태로 구성됨과 동시에 상기 압전 기판 위에서 탄성표면파의 전반 방향으로 향하여 적어도 3개 열 설치된 빗형 전극과, 상기 복수의 빗형 전극을 끼워 배설된 한 쌍의 반사 전극으로 구성된 제1 및 제2 탄성표면파 장치요소가 카스케이드 접속하여 된 구성의 탄성표면파 칩과,
    상기 대향 배치된 평형 단자와 불평형 단자를 갖고, 상기 평형 단자는 그라운드 패드와 상기 그라운드 패드를 끼워 형성된 한 쌍의 신호 패드에 의해 구성되고, 또 상기 불평형 단자는 신호 패드와 상기 신호 패드를 끼워 형성된 한 쌍의 그라운드 패드에 의해 구성된 구조를 갖는 세라믹 패키지와,
    상기 탄성표면파 칩을 상기 평형 단자 및 불평형 단자에 접속하는 와이어를 갖고,
    상기 불평형 탄성표면파 장치요소측에서, 그 중앙부에 배설된 빗형 전극의 신호측은 상기 불평형 단자의 신호 패드에 와이어 접속되고,
    또한, 상기 불평형 탄성표면파 장치요소의 중앙부에 배설된 빗형 전극의 그라운드측은 상기 평형 단자의 그라운드 패드에 와이어 접속되고,
    또한, 상기 중앙부에 배설된 빗형 전극의 양측부에 배설된 빗형 전극은, 그 한 쪽이 상기 불평형 단자의 그라운드 패드에 와이어 접속됨과 동시에, 다른 쪽이 상기 평형 단자의 그라운드 패드에 와이어 접속된 구성으로 하고,
    또한, 상기 평형형 탄성표면파 장치요소측에서, 그 중앙부에 배설된 빗형 전극에 설치된 한 쌍의 신호측은 각각 상기 평형 단자의 신호 패드에 와이어 접속되고,
    또한, 상기 중앙부에 배설된 빗형 전극의 양측부에 배설된 빗형 전극은, 그 한 쪽이 상기 불평형 단자의 그라운드 패드에 와이어 접속됨과 동시에, 다른 쪽이 상기 평형 단자의 그라운드 패드에 와이어 접속된 구성으로 한 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  17. LiTaO3단결정을, X축을 중심으로 Y축에서 Z축 방향으로 40°~ 42°범위의 각도로 회전시킨 방위를 갖는 압전기판과, 다른 대역 주파수 특성을 갖는 두 개의 탄성표면파 장치요소를 형성하여 된 이중 탄성표면파 장치에 있어서,
    상기 대역 주파수가 낮은 탄성표면파 장치요소는, 탄성표면파의 전반 방향에 따라서 복수의 빗형 전극이 배설된 구성을 갖고,
    또한, 상기 대역 주파수가 높은 탄성표면파 장치요소는, 탄성표면파형 공진기를 래더 접속한 래더형 탄성표면파 장치요소인 것을 특징으로 하는 이중 탄성표면파 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 대역 주파수가 낮은 탄성표면파 장치요소는, 탄성표면파의 전반 방향에 따라서 복수의 빗형 전극이 배설된 다중모드형 탄성표면파 장치요소인 것을 특징으로 하는 이중 탄성표면파 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 다중모드형 탄성표면파 장치요소로서, 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 기재된 탄성표면파 장치를 사용한 것을 특징으로 하는 이중 탄성표면파 장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 다중모드형 탄성표면파 장치요소의 대역 주파수는 800 ~ 900MHz대이고,
    또한, 상기 래더형 탄성표면파 장치요소의 대역 주파수는 1.7 ~ 2.0GHz대인 것을 특징으로 하는 이중 탄성표면파 장치.
  21. 제 4항에 있어서,
    상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W)이, 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 40λ ~ 70λ인 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  22. 제 9항에 있어서,ㄴ
    상기 빗형 전극의 전극 교차폭(W)이, 탄성표면파 파장(λ)에 대하여 40λ ~ 70λ인 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
KR1019970047025A 1996-11-28 1997-09-12 탄성표면파장치및이중탄성표면파장치 KR100291281B1 (ko)

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