KR100573899B1 - 탄성 표면파 필터 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄성 표면파 필터 장치에 관한 것으로서, 상기 탄성 표면파 필터 장치는 압전 기판과 상기 압전 기판상에 배치된 제 1, 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자를 포함한다. 각각의 탄성 표면파 필터는, 탄성 표면파의 전파 방향을 따라 배치된 복수개의 IDT(interdigital)를 갖는다. 상기 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자는, 대역 내에서 실질적으로 전송 진폭 특성이 동일하고, 전송 위상 특성이 180° 차이가 나도록 배치된다. 제 2 탄성 표면파 필터 소자에서 적어도 하나의 IDT 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자에서 적어도 하나의 IDT는 제 1 탄성 표면파 소자의 적어도 하나의 IDT에 접속된다.
탄성 표면파 필터 소자, 탄성 표면파 필터, IDT, 위상 특성, 진폭 특성, 평형도

Description

탄성 표면파 필터 장치{Surface acoustic wave filter device}
도 1은 본 발명의 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 전극 구조를 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 필터 특성 및 종래 탄성 표면파 필터 장치의 필터특성을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치 및 종래 탄성 표면파 필터 장치의 불평형 단자(unbalanced terminal)에서의 VSWR을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치 및 종래 탄성 표면파 필터 장치의 불평형 단자에서의 VSWR을 나타내는 그래프이다.
도 5는 이웃한 IDT 사이의 간격에 대한 진폭 평형(amplitude balance)의 의존성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 이웃한 IDT 사이의 간격에 대한 위상 평형(phase balance)의 의존성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 이웃한 IDT 사이의 간격에 대한 대역폭(bandwidth)의 의존성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 이웃한 IDT 사이의 간격에 대한 통과대역 내에서의 삽입손실의 의존 성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 이웃한 IDT 사이의 간격에 대한 진폭 평형의 의존성을 나타내는 그래프이다.
도 10은 이웃한 IDT 사이의 간격에 대한 위상 평형의 의존성을 나타내는 그래프이다.
도 11은 전극지에서 인터디지털의 겹침 길이의 비율에 대한 4.0-dB 대역폭의 의존성을 나타낸다.
도 12는 전극지에서 인터디지털의 겹침 길이의 비율에 대한 VSWR의 의존성을 나타낸다.
도13은 본 발명의 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 전극구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제 3 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 전극구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제 4 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 전극구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제 4 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 필터 특성을 보여주는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 제 5 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 전극구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 18은 본 발명의 제 6 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 전극구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 19는 본 발명의 제 7 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 전극구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 20은 본 발명의 제 8 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 전극구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 21은 본 발명의 제 4 바람직한 구현예 및 제 8 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 필터 특성을 보여주는 그래프이다.
도 22는 본 발명의 제 9 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 전극구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 23은 본 발명의 제 10 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 전극구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 24a는 본 발명의 제 11 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치를 보여주는 전개 사시도이다.
도 24b 및 24c는 각각 본 발명의 다양한 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터가 제공되는 패키지의 바닥을 보여주는 평면도이다.
도 25는 본 발명의 제 12 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 전극구조를 도식적으로 보여주는 평면도이다.
도 26은 본 발명의 제 12 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치를 내장하기 위하여 제조된 안테나 듀플렉서의 구조도이다.
도 27은 본 발명의 제 12 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 변형예를 보여주는 구조도이다.
도 28은 종래 탄성 표면파 필터 장치의 일례를 보여주는 구조도이다.
도 29는 종래 탄성 표면파 필터 장치의 다른 예를 보여주는 구조도이다.
<부호의 설명>
1, 2, 3 제 1, 제 2, 제 3 탄성표면파 필터 장치
1a, 2a, 3a 제 1 IDT(인터디지털 전극)
1b, 2b, 3b 제 2 IDT
1c, 2c, 3c 제 3 IDT
1d, 1e 반사기
2d, 2e 반사기
3d, 3e 반사기
본 발명은 탄성 표면파 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력과 출력측에서의 임피던스가 다르며, 불평형-평형 전환(unbalance-balance conversion) 기능을 갖는 탄성 표면파 필터에 관한 것이다.
최근에, 휴대전화의 크기와 무게는 점점 작아지고 있다. 이러한 목적을 위 하여, 구성 부품의 수를 줄이고 그 크기를 줄이는 것에 더하여, 여러 가지의 기능을 갖는 부품의 개발이 연구되고 있다.
상기 상황에서, 휴대전화의 RF단에 사용하기 위하여 발런 기능(balun capability)이라고 불리는 평형-불평형 전환 능력을 갖는 탄성 표면파 필터를 생산하기 위한 연구를 하고 있으며, 어떤 탄성 종류의 표면파 필터들은 주로 GSM에 사용된다.
휴대전화에서, 안테나에서 대역통과 필터까지 이르는 부분은 일반적으로 불평형 형태로 배열되어 있으며, 50Ω의 특성 임피던스를 갖는다. 반면, 필터에 따르는 증폭기 또는 다른 부품들은 주로 평형모드로 배치되고 150Ω 내지 200Ω의 임피던스를 갖는다. 상기 관점에서, 50Ω의 불평형 임피던스에서 150 내지 200Ω의 평형 임피던스로의 전환 기능을 갖는 탄성 표면파 필터를 사용하여 대역통과 필터를 형성하는 것이 제안되었다.
일본 특개평 10-117123호에서는 불평형 입력(unbalance input)에서 평형 출력(balance output)으로의 변형을 실현하기 위하여 4개의 탄성 표면파 필터 소자를 사용하였다. 도 28은, 상기 인용된 일본 특개평 10-117123호에 기재된 탄성 표면파 필터 장치의 구조를 보여준다. 이러한 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 탄성 표면파 필터부(203)는 두 개의 탄성 표면파 필터 소자(201 및 202)를 종속 접속(cascade)하여 형성되고, 제 2 탄성 표면파 필터부(206)은 탄성 표면파 필터 소자(204) 및 상기 탄성 표면파 필터 소자(204)의 전송 위상 특성(transmission phase characteristic)과 180° 차이가 나는 전송 위상 특성을 갖는 탄성 표면파 필터 소자(205)를 종속 접속하여 구성된다. 상기 각각의 탄성 표면파 필터부 (203 및 206)의 입력/출력 단자는 병렬 또는 직렬로 접속되어, 병렬 접속 단자는 불평형 단자를 구성하고, 직렬 접속 단자는 평형 단자를 구성한다.
도 29는, 일본 특개평 6-204781호에 기재된, 세 개의 IDT를 갖는 탄성 표면파 필터 장치(211)를 나타낸다. 이러한 탄성 표면파 필터 장치(211)에서 두 개의 출력측 IDT(212 및 213)는 서로 위상이 대향하도록 각각 대향하는 쪽에 배치되어, IDT(212 및 213) 각각의 출력 단자는 평형 단자를 구성한다. 중심에 배치된 입력측 IDT(214)의 일단은 불평형 단자를 구성한다. 이러한 구조에서, 입력 임피던스는 50Ω으로 한정되고, 출력 임피던스는 150∼200Ω으로 한정된다.
평형-불평형 전환 기능을 갖는 탄성 표면파 필터에서, 휴대 전화 시스템에서의 통과 대역의 확대에 대한 요구를 만족시키기 위하여, 통과 대역의 광대역화가 요청되고 있다. 평형-불평형 전환 기능을 갖는 탄성 표면파 필터에서, 통과 대역에 걸쳐서 불평형 단자에서 평형 단자까지의 통과 특성이, 진폭에 있어서는 동일하고, 위상에 있어서는 180° 차이가 날 것이 요구된다. 즉, 평형도(degree of balance)의 향상이 요구된다.
그러나, 일본 특개평 10-117123호에 기재된 탄성 표면파 필터에 있어서, 통과 대역의 확대 결과 탄성 표면파 필터 소자의 임피던스는 용량성이 되게 된다. 이러한 용량과 2단의 종속 접속 사이에 존재하는 기생 용량(parasitic capacitance)은 탄성 표면파 필터부 사이의 임피던스 부정합(mismatch)을 초래한 다. 이는 통과 대역의 확대를 달성하기 어렵게 한다.
또한, 4개나 되는 많은 수의 탄성 표면파 필터 소자가 사용되기 때문에, 복잡한 내부 접속이 요구되고, 상기 복잡한 내부접속은 평형의 감쇠를 초래하는 기생 용량을 증가시키는 결과가 된다. 또한, 많은 수의 탄성 표면파 필터 소자를 사용하는 것은 크기를 증가시키게 되어 소형의 장치를 얻는 것을 어렵게 한다. 또한, 많은 수의 탄성 표면파 필터 소자를 사용하는 것은, 각각의 웨이퍼(wafer)에서 얻어지는 탄성 표면파 필터 장치의 수를 감소시키는 결과가 되어 재품의 생산 비용을 상승시킨다.
반면, 일본 특개평 6-204781에 기재된 탄성 표면파 필터 장치에서는, 평형 단자를 이루기 위해 두 개의 IDT(212 및 213)는 서로 다른 구조를 하고 있으며, 중심 IDT(214)에 대한 IDT들(116 및 117)의 위치는 서로 다르다. 구조상 또는 위치상의 그러한 차이는 때때로 평형도의 감쇠를 일으킨다. 또한, 균형 단자 측에서 IDT들(212 및 213)의 직렬 접속은 전극지의 저항에 따른 손실을 초래하는데, 이는 통과대역에서 삽입손실의 증가를 초래하게 된다.
상기 목적을 해결하기 위해 본 발명에서는 불평형/평형, 입력/출력 단자를 가지며, 넓은 통과 대역과 우수한 평형도를 갖는 탄성 표면파 필터 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 탄성 표면파 필터 장치는 압전 기판 및 상기 압전 기판상에 배치되어 있으며, 각각 탄성 표면파의 진행 방향을 따라 배치된 복수개의 IDT를 갖 는 제 1, 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자를 포함한다.
본 발명의 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에 있어서, 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자는, 대역 내에서 전송 진폭 특성은 실질적으로 동일하지만 전송 위상 특성은 180°차이가 있으며, 상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자에서 적어도 하나의 IDT 및 상기 제 3 탄성 표면파 필터 소자에서 적어도 하나의 IDT는 상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 적어도 하나의 IDT에 접속하도록 배치되어 있다. 그러므로, 상기 탄성 표면파 필터 장치는, 불평형 단자로서 제 1 탄성 표면파 필터 소자에 접속된 전극 및 평형 단자로서 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자에 각각 접속되어 있는 단자를 사용함으로써, 평형-불평형 전환 기능을 달성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서는, 네 개의 탄성 표면파 필터 소자가 사용되는 종래의 탄성 표면파 필터 장치와는 달리, 평형-불평형 전환 기능은 단지 3개의 탄성 표면파 필터 소자를 사용하여 이루어진다. 그 결과, 평형-불평형 전환 능력을 갖는 탄성 표면파 필터 장치의 크기와 비용의 감소가 이루어진다.
또한, 탄성 표면파 필터 소자의 수를 감소하는 것은 기생 용량을 감소시키게 되고, 이는 평형도의 감소를 억제시켜 통과 대역을 확장시키는 것을 용이하게 한다.
본 발명의 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자는, 대역 내에서 전송 진폭 특성에 있어서 동일하고, 전송 위상 특성에 있어서는 180° 정도 차이가 있으며, 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 2 IDT는 제 2 탄성 표면파 필터 소자에 접속되어 있으며, 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 3 IDT는 제 3 탄성 표면파 필터 소자에 접속되도록 배치된다. 그러므로, 상기 탄성 표면파 필터 장치는, 불평형 단자로서 제 1 탄성 표면파 필터 소자에 접속된 전극 및 평형 단자로서 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자에 각각 접속되어 있는 단자를 사용함으로써, 평형-불평형 전환 기능을 달성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서는, 네 개의 탄성 표면파 필터 소자가 사용되는 종래의 탄성 표면파 필터 장치와는 달리, 평형-불평형 전환 기능은 단지 3개의 탄성 표면파 필터 소자를 사용하여 이루어진다. 그 결과, 평형-불평형 전환 능력을 갖는 탄성 표면파 필터 장치의 크기와 비용의 감소가 이루어진다.
또한, 탄성 표면파 필터 소자의 수를 감소하는 것은 기생 용량을 감소시키게 되고, 이는 평형도의 감소를 억제시켜 통과 대역을 확장시키는 것을 용이하게 한다.
본 발명의 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 및 제 2 간격의 크기가 약 0.48λ 내지 0.525λ의 범위 내에서만 차이가 나도록 배치된다면, 진폭 평형은 약 1.5dB 이하가 되며, 위상 평형은 약 20° 이하가 된다. 그 결과, 평형도의 감쇠를 확실하게 억제할 수 있다.
제 1 간격 및 제 2 간격이 각각 수학식 1 및 2를 만족하도록 배치된다면, 충분히 큰 진폭이 얻어지고, 평형도의 감쇠가 최소화된다.
(n/2＋1.22) ×λ≤ 제 1 간격 ≤(n/2＋1.33) ×λ
(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)
(n/2＋1.72) ×λ≤ 제 2 간격 ≤(n/2＋1.83) ×λ
(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)
또한, 본 발명의 제 2 바람직한 실시예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 간격 및 제 2 간격이 각각 수학식 3 및 4를 만족하도록 배치된다면, 충분히 큰 진폭이 얻어지고, 온도 변화에 따른 주파수 변화를 감안하더라도 평형도의 감쇠는 최소화된다.
(n/2＋1.22) ×λ≤ 제 1 간격 ≤(n/2＋1.33) ×λ
(여기서, n은 0에서 2까지의 정수를 나타낸다)
(n/2＋1.72) ×λ≤ 제 2 간격 ≤(n/2＋1.83) ×λ
(여기서, n은 0에서 2까지의 정수를 나타낸다)
제 1 간격이 약 1.72λ 내지 약 1.83λ의 범위 내에 있고, 제 2 간격이 약 2.22λ 내지 2.33λ의 범위 내에 있다면, 평형도의 감쇠는 더욱 억제되고 충분히 큰 대역폭이 달성된다.
본 발명의 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터에서, X축 주위에서 Y축으로부터 Z축 쪽으로 약 36° 내지 44°의 범위 내에서 회전 배향된 LiTaO3 단결정으로 된 LiTaO3 기판을 사용하고, 또한, 적어도 하나의 전극지(electrode finger)가 상기 제 1 및 제 2 간격에 삽입되어, 상기 전극지가 삽입된 간격의 전극 피복율(electrode covering ratio)이 약 50％ 이상이 된다면, 누설파(leaky wave)의 전파가 우세해지고, 그로 인해 삽입 손실의 감쇠가 이루어진다. 전극 피복율이 약 63％ 이상이 된다면, 삽입 손실은 더 많이 감쇠된다.
본 발명의 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 반사기와 제 2 반사기 사이의 거리가 제 3 반사기와 제 4 반사기 사이의 거리와 실질적으로 동일하다면, 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자의 필터 특성은 실질적으로 서로 동일하게 되고, 그로 인해, 평형도 감쇠를 더 많이 억제할 수 있게 된다.
제 3 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치는, 제 1, 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자를 포함하는데, 여기서, 제 2 탄성 표면파 필터 소자는 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 2 IDT에 접속되고, 제 3 탄성 표면파 필터 소자는 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 3 IDT에 접속되며, 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 2 IDT와 제 3 IDT의 입력단들 또는 출력단들 사이의 대역폭 내에서 180° 정도의 위상차가 있다. 따라서, 상기 탄성 표면파 필터 장치는 불평형 단자로서 제 1 탄성 표면파 필터 소자에 접속된 전극 및 평형 단자로서 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자에 각각 접속되어 있는 단자를 사용함으로써, 평형-불평형 전환 기능을 달성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제 3 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서는, 네 개의 탄성 표면파 필터 소자가 사용되는 종래의 탄성 표면파 필터 장치와는 달리, 평형-불평형 전환 기능은 단지 3개의 탄성 표면파 필터 소자를 사용하여 이루어진다. 그 결과, 평형-불평형 전환 능력을 갖는 탄성 표면파 필터 장치의 크기 및 제조 비용의 감소가 이루어진다.
또한, 탄성 표면파 필터 소자의 수를 감소하는 것은 기생 용량을 감소시키게 되고, 이는 평형도의 감소를 억제시켜 통과 대역을 확장시키는 것을 용이하게 한다.
본 발명의 제 3 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 및 제 2 간격의 크기가 약 0.48λ 내지 0.525λ의 범위 내에서만 차이가 나도록 배치된다면, 진폭 평형은 약 1.5dB 이하가 되며, 위상 평형은 약 20° 이하가 된다. 즉, 평형도의 감쇠를 확실하게 억제할 수 있다.
본 발명의 제 3 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 간격 및 제 2 간격이 각각 상기 수학식 1 및 2를 만족하도록 배치된다면, 충분히 큰 진폭이 얻어지고, 평형도의 감쇠가 최소화된다.
또한, 본 발명의 제 3 바람직한 실시예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 간격 및 제 2 간격이 각각 상기 수학식 3 및 4를 만족하도록 배치된다면, 충 분히 큰 진폭이 얻어지고, 온도 변화에 따른 주파수 변화를 감안하더라도 평형도의 감쇠는 최소화된다.
제 1 간격이 약 1.72λ 내지 약 1.88λ의 범위 내에 있고, 제 2 간격이 약 2.22λ 내지 2.33λ의 범위 내에 있다면, 평형도의 감쇠는 더욱 억제되고 충분히 큰 대역폭이 달성된다.
본 발명의 제 3 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 IDT의 중심과 제 1 반사기 사이의 거리 및 제 IDT의 중심과 제 2 반사기 사이의 거리가 실질적으로 동일하게 배치된다면, 평형도의 감쇠가 더욱 더 억제될 수 있다.
본 발명의 제 1 내지 제 3 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 탄성 표면파 필터 소자를 구성하는 IDT의 전극지에서 인터디지털의 겹침 길이가 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자를 구성하는 IDT의 전극지에서 인터디지털의 겹쳐진 길이의 1.5배 내지 3.5배의 범위내에 있다면, 통과 대역에서 VSWR의 감쇠가 억제된다.
본 발명의 제 4 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 2 탄성 표면파 필터 소자는, 상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자의 전송 진폭 특성이 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 전송 진폭 특성과 실질적으로 동일하게 될 뿐 아니라, 제 2 탄성 표면파 필터 소자의 송신 위상 특성은 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 전송 위상 특성과 약 180° 정도 차이가 나도록 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자 각각의 일단은 전기적으로 병렬로 접속되고, 상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자 각각의 타단은 전기적으로 직렬로 접속되어, 상기 병렬 접속 단자는 불평형 단자를 형성하고, 상기 직렬 접속 단자는 평형 단자를 구성한다. 그러므로, 상기 제 1 내지 제 3 바람직한 구현예와 마찬가지로 평형-불평형 전환 기능이 얻어진다. 또한, 단지 두 개의 탄성 표면파 필터 소자가 사용되기 때문에, 크기와 비용을 더욱 더 줄일 수 있다.
본 발명의 제 4 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 및 제 2 간격이 약 0.48λ 내지 0.525λ의 범위 내에서만 차이가 나도록 배치된다면, 진폭 평형은 약 1.5dB 이하가 되며, 위상 평형은 약 20° 이하가 된다. 즉, 평형도의 감쇠를 확실하게 억제할 수 있다.
본 발명의 제 4 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 간격 및 제 2 간격이 각각 상기 수학식 1 및 2를 만족하도록 배치된다면, 충분히 큰 진폭이 얻어지고, 평형도의 감쇠가 최소화된다.
또한, 제 1 간격 및 제 2 간격이 각각 상기 수학식 3 및 4를 만족하도록 배치된다면, 충분히 큰 진폭이 얻어지고, 온도 변화에 따른 주파수 변화를 감안하더라도 평형도의 감쇠는 최소화된다.
상기 제 4 구현예에서, 제 1 간격이 약 1.72λ 내지 약 1.88λ의 범위 내에 있고, 제 2 간격이 약 2.22λ 내지 2.33λ의 범위 내에 있다면, 평형도의 감쇠는 더욱 억제되고 충분히 큰 대역폭이 달성된다.
또한, 본 발명의 제 4 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터에서, X축 주위에서 Y축으로부터 Z축 쪽으로 약 36° 내지 44°의 범위 내에서 회전 배향된 LiTaO3 단결정으로 된 LiTaO3 기판을 사용하고, 또한, 적어도 하나의 전극지가 상기 제 1 및 제 2 간격에 삽입되어, 상기 전극지가 삽입된 간격의 전극 피복율이 약 50％ 이상이 된다면, 누설파(leaky wave)의 전파가 우세해지고, 그로 인해 삽입 손실의 감쇠가 이루어진다. 전극 피복율이 약 63％ 이상이 된다면, 삽입 손실은 더 많이 감쇠된다.
본 발명의 제 4 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 반사기와 제 2 반사기 사이의 거리가 제 3 반사기와 제 4 반사기 사이의 거리와 실질적으로 동일하다면, 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자의 필터 특성은 실질적으로 서로 동일하게 되고, 그로 인해, 평형도 감쇠를 더 많이 억제할 수 있게 된다.
본 발명의 제 4 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 불평형측 단자와 제 2 탄성 표면파 필터 소자의 불평형측 단자가 압전 기판 상의 전극 패턴에 의해 서로 접속되어 있다면, 기생 용량의 감소가 이루어지고, 따라서, 삽입손실의 감소가 이루어진다.
본 발명의 제 5 바람직한 구현예에서, 탄성 표면파 필터 장치는 제 1 내지 제 3 탄성 표면파 필터 소자를 포함하고, 제 1 및 제 2 간격은 각각 상기 수학식 1 및 2를 만족하고, 제 1 IDT는 불평형 단자를 한정하고, 제 2 및 제 3 IDT는 전기적으로 직렬로 접속되어 상기 불평형 단자를 한정한다. 그러므로, 상기 탄성 표면 파 필터 장치는, 불평형 단자로서 상기 제 1 탄성 표면파 소자에 접속되어 있는 전극 및 평형 단자로서 상기 각각의 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자에 접속되어 있는 단자를 사용하여 평형-불평형 전환 기능을 달성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제 5 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서는, 네 개의 탄성 표면파 필터 소자가 사용되는 종래의 탄성 표면파 필터 장치와는 달리, 평형-불평형 전환 기능은 단지 3개의 탄성 표면파 필터 소자를 사용하여 이루어진다. 그 결과, 평형-불평형 전환 능력을 갖는 탄성 표면파 필터 장치의 크기와 비용의 감소가 이루어진다.
또한, 탄성 표면파 필터 소자의 수를 감소하는 것은 기생 용량을 감소시키게 되고, 이는 평형도의 감소를 억제시켜 통과 대역을 확장시키는 것을 용이하게 한다.
비슷하게, 본 발명의 제 6 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 상기 탄성 표면파 필터 장치는, 불평형 단자로서 상기 제 1 탄성 표면파 소자에 접속되어 있는 전극 및 평형 단자로서 상기 각각의 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자에 접속되어 있는 단자를 사용하여 평형-불평형 전환 기능을 달성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제 1 내지 제 6 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서는, 네 개의 탄성 표면파 필터 소자가 사용되는 종래의 탄성 표면파 필터 장치와는 달리, 평형-불평형 전환 기능은 단지 3개의 탄성 표면파 필터 소자를 사용하여 이루어진다. 그 결과, 평형-불평형 전환 능력을 갖는 탄성 표면파 필 터 장치의 크기 및 제조 비용의 감소가 이루어진다.
또한, 탄성 표면파 필터 소자의 수를 감소하는 것은 기생 용량을 감소시키게 되고, 이는 평형도의 감소를 억제시켜 통과 대역을 확장시키는 것을 용이하게 한다.
본 발명의 제 8 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치는 상기 제 1 바람직한 구현예와 마찬가지로 평형-불평형 전환 능력을 가지고 있다. 또한, 압전 기판으로서 특정 타입의 압전 기판을 사용하기 때문에 누설파의 전파가 우세해지고 따라서, 삽입 손실의 감소가 이루어진다. 특히, 전극 피복율이 63％ 이상이 되면, 삽입 손실이 더 많이 감소된다. 제 1 및 제 2 간격이 약 0.48λ 내지 0.525λ의 범위 내에서만 차이가 나도록 배치된다면, 진폭 평형은 약 1.5dB 이하가 되며, 위상 평형은 약 20° 이하가 된다. 따라서, 평형도의 감쇠를 확실하게 억제할 수 있다. 신호 라인에 접속되어 있는 제 1 IDT의 전극지 중의 하나로서 가장 바깥에 배치된 전극지와 신호 라인에 접속되어 있는 제 2 IDT의 전극지 중의 하나로서 중심에 가장 가까이 배치되어 있는 전극지 사이의 영역에 적어도 하나의 전극지가 배치되어, 상기 각각의 영역에서 전극 피복율이 50％ 이상이 되게 되면 삽입 손실을 더 많이 감소시킬 수 있다.
특히, 전극 피복율이 63％ 이상이 되면, 더 많은 삽입 손실의 감소가 이루어진다.
당해 바람직한 구현예에서, 불평형 단자측에 직렬단자가 접속되면, 통과 대 역 밖의 감쇠(attenuation) 특성이 더욱 향상된다.
비슷하게, 평형 단자측에서 탄성 표면파 공진기가 각각의 단자에 직렬로 접속되면, 통과 대역 밖의 감쇠 특성이 더욱 더 향상된다.
종속 접속 사다리 회로형의 탄성 표면파 필터가 평형 단자측에 배치되어 있는 경우, 감쇠극(attenuation pole)이 통과 대역의 하단 및 상단 근처에 위치하도록 상기 사다리형 탄성 표면파 필터를 배치한다면, 더 많은 감쇠와 더 우수한 선택성을 얻을 수 있다. 또한, 평형 단자들 사이에 병렬로 접속되어 있는 탄성 표면파 공진기는 양쪽의 평형 단자에 동일한 영향을 끼친다. 이는 평형도의 감소없이 통과대역 바깥의 감쇠를 향상시킨다.
당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에 있어서, 패키지 내에 탄성 표면파 필터 소자가 배치된 칩이 내장(house)되어 있는 케이스에서, 전극 패턴, 패키지 및 전기 접속 부재 중 적어도 하나가 축 대칭 구조를 갖는다면, 평형도의 감쇠는 더 많이 억제될 수 있다.
특히, 전극 패턴, 패키지 및 전기 접속 부재 중 적어도 두 개가 축에 대하여 축 대칭인 구조를 갖는다면, 평형도의 감쇠는 더 많이 억제될 수 있다.
본 발명의 다양한 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터는 상기 설명한 바와 같이 듀플렉서 또는 통신 장치에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 듀플렉서 및 통신장치의 크기를 감소시킬 수 있다.
본 발명을 설명하기 위한 목적에서, 현재 바람직하다고 인정되는 몇 가지 형태만이 도면에 나타나 있지만, 본 발명은 상기 보여지는 배치 또는 장치에 한정되 지 않는다.
본 발명의 다른 특징, 요소, 특성 및 장점은, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명에 의하여 더욱 명확해 질 것이다.
<바람직한 구현예에 대한 상세한 설명>
본 발명은, 도면을 참고로 하는 하기의 탄성 표면파 장치에 대한 구체적인 바람직한 구현예에 의하여 더욱 상세히 설명한다.
이하, 도 1을 참고로 하여, 본 발명에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 제 1 구현예를 설명한다.
도 1은 탄성 표면파 필터 장치에 대한 제 1 바람직한 구현예의 전극 구조를 나타내는 평면도이다. 탄성 표면파 필터 장치에 대한 당해 바람직한 구현예에서, 세 개의 탄성 표면파 필터 소자(1 내지 3)가 압전 기판에 배치되어 있다. LiTaO3 또는 수정(quartz)과 같은 적당한 압전 재료로 만들어진 기판이 바람직한 압전체로 사용된다. 이러한 바람직한 구현예에서, 바람직하게는, 36°Y-X LiTaO3 기판이 사용된다.
상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자(1)는 표면파의 진행방향을 따라 배치된 세 개의 IDT(1a 내지 1c)를 갖는다. 상기 IDT(1a 내지 1c)가 배치된 영역에 대하여, 발 형태(grating-type)의 반사기(1d 및 1e)가 표면파의 진행 방향에 대한 각각의 단부에 배치되어 있다.
비슷하게, 상기 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자(2 및 3)는 표면파의 진행방향을 따라 배치된 각각 세 개의 IDT(2a 내지 2c 또는 3a 내지 3c)를 갖는다. 또한, 상기 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자(2 및 3)에서, IDT(2a 내지 2c 및 3a 내지 3c)가 배치된 영역 바깥에, 발 형태(grating-type)의 반사기(2d, 2e, 3d 및 3e)가 표면파의 진행 방향에 대한 각각의 단부에 배치되어 있다. 각각의 IDT(1a 내지 1c, 2a 내지 2c 및 3a 내지 3c)는 한 쌍의 빗 형상(comb-shaped)의 전극을 가지고 있다.
제 1 탄성 표면파 필터 소자(1)의 중심 IDT(1a)에서 하나의 빗 형상 전극은 입력 단자(4)에 접속되어 있다. 중심 위치에서 제 1 IDT의 바깥에 위치한 각각의 제 2 및 제 3 IDT의 빗 형상 전극 하나(1b)는, 제 2 탄성 표면파 필터 소자에서 바깥에 위치한 제 2 및 제 3 IDT (2b 및 2c) 각각의 빗 형상 전극 중 하나에 전기적으로 접속되어 있다. 동시에, 제 1 탄성 표면파 필터 소자에서 바깥 위치의 IDT의 빗 형상 전극 중 하나(1c)는 제 3 탄성 표면파 필터 소자(3)에서 바깥 위치의 IDT(3b 및 3c) 각각의 빗 형상 전극 중 하나에 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자 각각에서 중심 위치의 IDT(2a 및 3a)의 빗 형상 전극 중 하나는 출력 단자(5 또는 6)에 각각 전기적으로 접속된다. 각각의 IDT (1a 내지 1c, 2a 내지 2c 및 3a 내지 3c)의 다른 전극들은 접지된다.
입력단자(4)는 불평형 단자이며, 출력단자(5 및 6)는 평형단자이다.
제 3 탄성 표면파 필터 소자(3)의 전송 위상 특성은, 제 2 탄성 표면파 필터 소자(2)의 전송 위상 특성과 약 180°정도 차이가 난다.
제 1 내지 제 3 탄성 표면파 필터 소자(1 내지 3)의 구조에 대한 구체적인 예는 이하에서 설명한다.
당해 바람직한 구현예에서, 제 1 탄성 표면파 필터 소자(1)의 IDT(1a 내지 1c)는, 실질적으로 52λ(여기서 λ는 탄성 표면파의 파장이다)에 해당하는 전극지의 인터디지털 겹침 길이 W를 갖는다. 중심에 위치한 제 1 IDT(1a)는 16쌍의 전극지를 가지고 있으며, 바깥에 위치한 IDT, 즉, 제 2 및 제 3 IDT(1b 및 1c)는 각각 11쌍의 전극지를 갖는다. IDT(1a 내지 1c)에서, 탄성 표면파의 파장 λI는 실질적으로 약 4.2㎛와 동일하다. 반사기(1d 및 1e)는 각각 120개의 전극지를 가지며, 그 파장 λR은 실질적으로 약 4.3㎛와 동일하다. 이웃한 IDT(1a 내지 1c) 사이의 간격 GI는 실질적으로 1.77λ와 동일하다. 여기서, 이웃한 IDT들 사이의 간격은 하기와 같이 결정된다. 예를 들어, IDT(1a)와 (1b) 사이의 간격은, 각각의 IDT (1a) 및 (1b)에 포함되어 있으면서 서로 가장 근접해 있는 열 전극지 사이의 피치(pitch)로 정의된다.
제 2 탄성 표면파 필터 소자(2)에서, IDT(2a 내지 2c)의 전극지에서 인터디지털하게 겹쳐진 길이 W는 실질적으로 약 31λ와 동일하다. 대략 중심 위치에 배치된 제 1 IDT(2a)는 16쌍의 전극지를 가지고 있으며, 바깥에 위치한 IDT, 즉, 제 2 및 제 3 IDT(2b 및 2c)는 각각 11쌍의 전극지를 갖는다. IDT(2a 내지 2c)에서, 탄성 표면파의 파장 λI는 실질적으로 약 4.2㎛와 동일하다. 반사기(2d 및 2e)는 각각 120개의 전극지를 가지며, 그 파장 λ은 실질적으로 약 4.3㎛와 동일하다. 이웃한 IDT(2a 내지 2c) 사이의 간격 GI는 실질적으로 1.77λ와 동일하다.
제 3 탄성 표면파 필터 소자(3)는, 이웃한 IDT 사이의 간격 GI는 2.27λ라는 것을 제외하고, 제 2 탄성 표면파 필터 소자(2)와 동일한 방법으로 제조된다.
제 2 탄성 표면파 필터 소자(2)와 제 3 탄성 표면파 필터 소자(3)에 있어서, 바람직하게는 이웃한 IDT 사이의 간격 GI가 서로 달라서, 전송 위상 특성이 약 180° 차이가 나게된다. 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터(2 및 3)에서 전송 위상 특성이 180° 정도 차이가 나도록 하는 방법은 이웃한 IDT 사이의 간격을 서로 다르게 하는 것으로 한정되지 않는다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 또한 하기의 바람직한 구현예에서, 탄성 표면파 필터 소자 및 반사기는 많은 수의 전극지를 가지며, 그로 인해, 그 모양이 간단하게 된다.
당해 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 필터 소자의 작동은, 입력단자(4)가 불평형 입력단자로 사용되고 출력 단자(5 및 6)가 평형 출력단자로 사용되는 경우로 하여 하기에서 설명한다.
전기 신호가 입력 단자(4)에 인가될 때, 상기 전기 신호는 제 1 탄성 표면파 필터 소자(1)에 의해 필터링되고, 필터링 된 전기 신호는 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자(2 및 3)에 인가된다. 여기서, 탄성 표면파 필터 소자(1)의 IDT들(1b 및 1c)이 동일한 구조를 갖고, IDT(1a)에서 IDT(1b) 까지의 거리와 IDT(1a)에서 IDT(1c) 까지의 거리가 실질적으로 서로 동일하다면, 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자(2 및 3)에 동일한 전기 신호가 인가된다.
탄성 표면파 필터 소자(2)에 인가된 전기 신호와 탄성 표면파 필터 소자(3) 에 인가된 전기 신호가 다시 필터링되고, 다시 평형 출력단자(5 및 6)에 공급된다.
상기 설명한 바와 같이, 탄성 표면파 필터 소자(2) 및 탄성 표면파 필터 소자(3)은 상기 설명한 바와 같이, 이웃한 IDT 사이의 간격 GI를 제외하고는 동일한 방법으로 제조된다. 따라서, 필터링에서, 탄성 표면파 필터 소자(2)와 탄성 표면파 필터 소자(3)은 진폭 특성에 있어서는 동일하지만, 전송 위상 특성에 있어서는 180° 차이가 난다. 그 결과, 출력 단자(5 및 6)에 공급되는 전기신호는 진폭 특성에 있어서 동일하지만, 전송 위상 특성에 있어서는 180° 차이가 있으며, 그로 인해, 출력 단자(5 및 6)에 공급되는 전기 신호는 완전히 평형 신호가 된다.
탄성 표면파 필터 소자(1)의 인터디지털 겹칩 길이와 같은 매개변수는, 탄성 표면파 필터 소자(1)가, 입력 단자(4)에 접속된 안테나 회로와 같은 불평형 회로의 특성 임피던스, 예를 들어 50Ω에 정합하도록 조정된다. 탄성 표면파 필터 소자(2 및 3)의 인터디지털 겹침 길이와 같은 매개변수들은, 출력 단자(5 및 6)에 접속된 증폭기와 같은 평형 회로의 특성 임피던스 150Ω의 1/2에 정합하도록 조정된다. 평형 회로의 각각의 단자(5 및 6)가 불평형 단자로 간주될 때, 특성 임피던스는 평형 회로의 특성 임피던스의 1/2과 동일하게 된다.
상기 일본 특개평 10-117123에 기재된 바와 같이, 평형-불평형 전환 기능을 갖는 탄성 표면파 필터 장치에서, 두 개의 탄성 표면파 필터 소자는 입력측(불평형측)에 배치될 것이 요구된다.
반면, 당해 바람직한 구현예에서는, 상기 설명한 바와 같이, 입력측(불평형측)에 배치하기 위하여는 단지 한 개의 탄성 표면파 필터 소자가 요구된다. 따라 서, 상기 선행 기술과 비교하여, 당해 바람직한 구현예는, 이웃한 IDT들의 버스 바(bus bar) 사이의 기생 용량, 입력측의 탄성 표면파 필터 소자와 출력측의 탄성 표면파 필터 소자 사이의 내부 접속선과 관여된 기생 용량, 패키지 전극과 탄성 표면파 필터 장치 사이의 칩에 연장되어 있는 전극과 관련된 기생 용량 및 접착 패드와 관련된 기생용량을 크게 감소시킬 수 있다. 상기 설명한 것과 같은 기생 용량은 탄성 표면파 필터 장치의 대역폭을 증가시키는 것을 어렵게 하는 주요한 원인들이다.
당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에서, 상기 설명한 바와 같이 기생 저항을 감소시키는 것이 가능하고, 따라서, 통과대역에서 평평도 또는 VSWR을 감쇠시키지 않으면서 광대역의 필터 특성을 얻을 수 있다.
당해 구현예에서 필터 특성은 도 2에서 실선으로 표시된다. 비교를 위하여, 일본 특개평 10-117123에 기재된 바에 의해, 당해 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 통과대역과 비슷한 통과대역을 갖도록 제조된 탄성 표면파 필터 장치의 필터 특성은 점선으로 표시되었다.
도 2에서 보는 바와 같이, 당해 바람직한 구현예는 탄성 표면파 필터 장치가 광대역 필터 특성을 갖도록 한다.
도 3 및 4는 당해 바람직한 구현예 및 상기 종래 기술에 따라 제조된 탄성 표면파 필터 장치의 불평형 및 평형 단자에서 VSWR 특성을 보여준다. 상기의 도면에서, 실선은 당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 특성을 나타내고, 점선은 종래 기술에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 특성을 나타낸다. 도 3 및 4에서 알 수 있는 바와 같이, 당해 바람직한 구현예는 VSWR에서의 감쇠를 상당히 억제시킨다.
또한, 당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치는 단지 세 개의 탄성 표면파 필터 소자를 필요로 하기 때문에, 칩의 크기를 줄이는 것이 가능하다. 이는 탄성 표면파 필터 장치의 전체 크기를 줄일 수 있게 하고, 이는 탄성 표면파 필터 장치의 생산에 있어서 각각의 웨이퍼에서 더 많은 수의 탄성 표면파 필터를 얻을 수 있도록 하기 때문에, 이로 인해 비용의 절감을 이룩할 수 있다.
도 5 및 6은, 제 2 탄성 표면파 필터 소자의 이웃한 IDT사이의 간격 GI는 약 1.77λ로 고정되어 있고, 제 3 탄성 표면파 필터 소자의 이웃한 IDT 사이의 간격 GI는 변화하는 경우의 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터에서, 이웃한 IDT 사이의 간격의 차이에 따른 평형도를 보여준다. 여기서, 이웃한 IDT 사이의 간격은, 어느 하나의 IDT의 전극지 중 하나로서 접지되지 않고 신호라인에 접속되어 있되, 상대편 IDT와 가장 가까이 있는 전극지의 중심에서부터, 다른 IDT의 전극지 중 하나로서 접지되지 않고 신호라인에 접속되어 있되, 상기 하나의 IDT와 가장 가까이 있는 전극지의 중심까지의 거리로 정의된다. 도 5 및 6에서 수평축을 따라 정해진 간격의 차이는 λ로 정규화(normalize)된다.
여기서, 진폭 평형 및 위상 평형은 하기와 같이 정의된다. 당해 바람직한 구현예의 탄성 표면파 필터 장치는 불평형 입력 단자가 제 1 포트로 작용하고, 평형 출력 단자(5 및 6)이 제 2 및 제 3 포트로 각각 작용하는 3-포트 장치로 인정되며, 진폭 평형 ｜A｜는 A =｜S21｜-｜S31｜로 주어지고, 위상 평형은 ｜B-180｜으 로서 B =｜∠S21 - ∠S31｜로 주어진다.
이상적으로는, 진폭 평형은 0dB이며, 위상 평형은 0°이다. 그러나, 실제 사용에서는 1.5dB 이하의 진폭 평형 및 20°이하의 위상 평형이면 아무 문제가 없다.
도 5로부터 볼 수 있는 바와 같이, 탄성 표면파 필터 소자(2 및 3) 사이의 IDT 간격 차이가 0.525λ보다 작으면, 진폭 평형은 허용 가능 범위 내에 위치하게 된다. 반면, 도 6에서는 탄성 표면파 필터 소자(2 및 3) 사이의 IDT 간격 차이가 약 0.48λ 내지 약 0.525λ사이의 범위에 있으면, 위상 평형은 허용 가능 범위 내에 위치하게 된다는 것을 보여준다. 따라서, 진폭 평형과 위상 평형 양자는, 탄성 표면파 필터 소자(2 및 3) 사이의 IDT 간격 차이가 약 0.48λ 내지 약 0.525λ사이의 범위에 있게 된다면, 각각의 허용범위 내에 위치하게 된다.
세 개의 IDT를 갖는 종속 접속 결합 형태의 탄성 표면파 필터 소자의 경우에 있어서, IDT 사이의 간격이 (0.72＋n/2) ×λ 내지 (0.83＋n/2) ×λ(여기서, n = 0, 1, 2,..., 6을 나타낸다)의 범위에 있도록 하면, 광대역 필터 특성이 얻어지는 것을 밝혀냈다. 이는, 그 범위 내에서 탄성 표면파 필터 소자(2)와 탄성 표면파 필터 소자(3) 사이의 IDT 간격의 차이를 선택할 수 있는 다양한 다른 범위가 얻어질 수 있다는 것을 의미한다.
그러나, 상기 수학식에서 n의 값이 지나치게 크게 되면 하기와 같은 문제점이 발생한다. 도 7은, 당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 탄성 표면파 필터 소자(2)의 이웃한 IDT 사이의 간격이 실질적으로 (n/2＋0.77) ×λ(여기서, n=0, 1, 2,...,6)인 경우에 있어서, 이웃한 IDT 사이의 간격에 대한 탄성 표면파 필터 장치의 의존성을 보여준다. 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 휴대전화용의 탄성 표면파 필터 장치의 대역폭이 35MHz 이상이 되기 위해서는, n은 6 이하여야 한다.
반면, n이 너무 작다면 다른 문제가 생긴다. 도 9는, 탄성 표면파 필터 소자(2)의 이웃한 IDT 사이의 간격 GI가 (0.77＋m/2) ×λ와 실질적으로 동일하고, 탄성 표면파 필터 소자(3)의 이웃한 IDT 사이의 간격 GI는 (1.27＋m/2) ×λ와 실질적으로 동일한 경우(여기서 m = 0, 1, 2,...)에 있어서, 제 2 탄성 표면파 필터 소자(2)에서 이웃한 IDT 사이의 간격 GI에 대한 당해 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 필터 장치의 진폭 평형의 의존성을 보여준다.
도 10은 탄성 표면파 필터 소자(2)의 이웃한 IDT 사이의 간격 GI가 (0.77＋m/2) ×λ와 실질적으로 동일하고, 탄성 표면파 필터 소자(3)의 이웃한 IDT 사이의 간격 GI는 (1.27＋m/2) ×λ와 실질적으로 동일한 경우에 있어서, 제 2 탄성 표면파 필터 소자(2)에서 이웃한 IDT 사이의 간격 GI에 대한 당해 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 필터 장치의 위상 평형의 의존성을 보여준다.
도 9 및 10으로부터, 진폭 평형이 1.5dB 이하이어야 하고 위상 평형이 10° 이하이어야 하는 요구사항을 만족시키기 위해서는, IDT 사이의 간격은 1.77λ 이상이어야 하고 m은 1 이상이어야 한다는 것을 알 수 있다. 이웃한 IDT 사이의 간격이 작을 때, 평형이 나빠지는 이유에 대해서는 하기에서 설명한다.
종속접속 결합(cascade-coupled) 공진기 형태의 탄성 표면파 필터 장치의 경 우에 있어서, 이웃한 IDT 들은 탄성적으로(acoustically) 결합될 뿐 아니라, 전자기적으로 결합할 수도 있다. 탄성 결합으로 인한 전송 특성에서, 탄성 표면파 필터 소자 (2)와 (3) 사이에서 이웃한 IDT 사이의 간격이 약 0.5λ 정도 차이가 있다면, 탄성 표면파 필터 소자 (2 및 3)의 위상은 서로 대향한다. 그러나, 전자기 결합으로 인한 전송 특성은 이웃한 IDT 사이의 간격에 의존하지 않으며, 따라서, 동일한 위상 및 동일한 진폭이 얻어진다. 동일한 위상 및 동일한 진폭을 갖는 전송 성분은 평형도의 감쇠를 일으킨다. 따라서, IDT 사이의 간격의 감소는, 평형도의 감쇠를 일으키는 전자기 결합의 상승을 일으킨다.
상기 논의로부터, 탄성 표면파 필터 소자(2)에서 이웃한 IDT 사이에서 간격 A1 및 A2가 (0.77＋n/2) ×λ와 실질적으로 동일하고(여기서, n = 1, 2, 3, 4, 5), 탄성 표면파 필터 소자(3)에서 이웃한 IDT 사이의 간격 GI는 (1.27＋n/2) ×λ와 실질적으로 동일한 경우(여기서 n은 1부터 5까지의 정수)에 있어서, 평형도 관점에서 필터 특성과 대역폭은 실제 사용에 충분할 만큼 우수해 질 수 있다고 결론지을 수 있다.
온도 변화에 따른 주파수 변화를 고려할 때, 대역폭은 39MHz 이상일 것이 요구된다. 이러한 조건은, 탄성 표면파 필터 소자(2)에서 이웃한 IDT 사이에서 간격 A1 및 A2가 (0.77＋n/2) ×λ와 실질적으로 동일하고(여기서, n = 1부터 3 까지의 정수), 탄성 표면파 필터 소자(3)에서 이웃한 IDT 사이의 간격 GI는 (1.27＋n/2) ×λ와 실질적으로 동일한 경우(여기서 n은 1부터 3까지의 정수)에 충족될 수 있 다.
탄성 표면파 필터 소자(2)에서 이웃한 IDT 사이에서 간격 GI가 (0.77＋n/2) ×λ(여기서, n = 2)와 실질적으로 동일하고, 탄성 표면파 필터 소자(3)에서 이웃한 IDT 사이의 간격 B1 및 B2가 (1.27＋n/2) ×λ(여기서 n = 2)와 실질적으로 동일한 경우, 평형도의 감쇠를 초래함이 없이 최대의 대역폭을 이룰 수 있게 된다.
X축 주위에서 Y축으로부터 Z축 쪽으로 약 36° 내지 44°의 범위 내에서 회전 배향된 LiTaO3 단결정으로 된 LiTaO3 기판을 사용할 때, 두 가지 형태의 탄성 표면파가 여진되고 전파된다. 그 중 하나는 누설파(leaky wave) 또는 유사 탄성 표면파(pseudo surface acoustic wave)이고, 다른 하나는 소위 SSBW라고 불리는 벌크파(bulk wave)이다. 물론, 상기 누설파는 주로 공진기 또는 필터에서 사용된다. 만약 SSBW의 전파가 우세해지면, 전파손실이 매우 커진다. 그 결과, 공진기에서 Q값의 감쇠가 발생하고 필터의 삽입손실은 커지게 된다. 상기 설명한 두 가지 형태의 탄성 표면파는 혼합된 양상으로 여진되고 전파된다. 상기 표면이 전기적으로 거의 단락(short-circuited)된 상태일 때, 즉, 전극의 피복율이 클 때는 누설파의 전파가 우세해 진다. 반대로, 표면이 전기적으로 거의 개방(open)된 상태일 때, 즉, 전극의 피복율이 적을 때는 SSBW의 전파가 우세해진다.
따라서, 제 2 탄성 표면파 필터 소자에서 중심에 위치한 IDT와 바깥에 위치한 제 2 및 제 3 IDT 사이의 제 1 간격에 적어도 하나의 전극지가 배치되고, 제 3 탄성 표면파 필터 소자에서 중심에 위치한 IDT와 바깥에 위치한 제 2 및 제 3 IDT 사이의 제 2 간격에 적어도 하나의 전극지가 배치되어 전극 피복율을 높인다면, 누설파의 전파가 우세해지고, SSBW의 여진 및 전파가 억제되어서, 삽입 손실의 감소가 이루어진다.
도 8은 상기 설명한 제 1 간격에서의 전극 피복율에 대한 통과대역에서의 삽입손실의 의존성을 나타낸다. 실제의 사용에서 요구되는 정도인, 통과대역 내에서 3.0dB 이하의 낮은 삽입손실을 얻기 위해서는, 전극의 피복율은 0.5 또는 50％ 이상이어야 한다는 것을 알 수 있다. 낮은 삽입손실이 요구되는 응용분야에서 사용하기 위하여 약 2.5dB 미만의 삽입손실을 얻기 위해서는, 전극 피복율은 0.63 또는 63％ 이상이어야 한다. 상기 설명은 제 2 간격에도 적용된다.
제 2 탄성 표면파 필터 소자(2)에 입력된 신호는 IDT(2b 및 2c)를 통하여 탄성 표면파를 여진 시킨다. 상기 탄성 표면파들은 수직 전파 방향으로 전파되어, 반사기(2d 및 2e)에서 반사된다. 상기 반사된 탄성 표면파는 여진된 탄성 표면파와 간섭(interfere)한다. 그 결과, 반사기(2d 및 2e) 사이에 정재파(standing wave)가 생성된다. 상기 정재파는 공진에서 아주 높은 Q값을 갖도록 한다. 또한, 상기 여진된 정재파는 IDT(2a)에 의해 수용되고, IDT(2a)에 의하여 전기 신호로 변환되어 필터 작동이 이루어진다. 비슷한 동작이 제 3 탄성 표면파 필터 소자(3)에서 이루어진다. 그러나, 제 3 탄성 표면파 필터 소자(3)에서, 출력신호는 여진된 정재파와 출력측에의 IDT(3a) 사이의 상대적인 위치 관계에 의하여 결정되기 때문에, IDT(3a)의 위치는 탄성 표면파의 진폭 λ의 약 0.5 배로 변화되어, 그 출력신호는 제 2 탄성 표면파 필터 소장의 출력신호와 대향하게 된다.
여기서, 탄성 표면파 필터 소자(2)의 두 개의 반사기(2d 및 2e) 사이의 거리 C 및 탄성 표면파 필터 소자(3)의 두 개의 반사기(3d 및 3e) 사이의 거리 D가 서로 다르다면, 두 개의 탄성 표면파 필터의 진폭 분포는 서로 다르게 된다. 그 결과, 공진 특성 및 필터 특성 또한 달라지게 된다. 상기 관점에서, 탄성 표면파 필터 소자(2)의 두 개의 반사기(2d 및 2e) 사이의 거리 C와 탄성 표면파 필터 소자(3)의 두 개의 반사기(3d 및 3e) 사이의 거리 D는 바람직하게는 서로 실질적으로 동일하게 하여, 탄성 표면파 필터 소자(2 및 3) 사이의 필터 특성의 차이가 발생하지 않게 하고, 따라서, 평형도에서 감쇠가 발생하지 않게 한다.
당해 바람직한 구현예에서, 반사기(1d, 1e, 2d, 2e, 3d 및 3e)로서 발 형태(grating type)의 반사기가 사용되었다. 그러나, 반사기는 상기 발 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 압전 기판의 단부에서의 반사를 이용하는 반사기 또한 사용될 수 있다.
당해 바람직한 구현예에서, 입력 단자(불평형 단자, 4)에서 특성 임피던스는 바람직하게는 약 50Ω이며, 출력단자(5 및 6, 평형 단자)에서의 특성 임피던스는 바람직하게는 약 150Ω이다. 즉, 당해 바람직한 구현예에서, 상기 설명한 바와 같이, 탄성 표면파 필터 소자(1)에서 인터디지털하게 겹쳐진 길이는 바람직하게는 51λ가 되어, 상기 입력 임피던스는 상기 입력 단자에 접속되어 있는 불평형 회로의 특성 임피던스인 약 50Ω과 정합하게 된다. 반면, 탄성 표면파 필터 소자(2 및 3)에서는 인터디지털하게 겹쳐진 길이는 약 31λ로서, 출력 임피던스는 상기 출력 단자에 접속되어 있는 평형 회로의 특성 임피던스인 150Ω의 1/2과 정합하게 되고, 평형 회로의 각각의 단자(5 및 6)가 불평형 단자로 간주되는 경우를 고려하면, 특성 임피던스는 평형회로의 특성 임피던스의 1/2과 동일하게 된다.
입력 임피던스에 대한 출력 임피던스의 비율은, 탄성 표면파 필터 장치(1)를 사용하여, 입력 단자에 접속되어 있는 불평형 회로와 임피던스 정합을 형성하고, 탄성 표면파 필터 소자(2 및 3)을 사용하여 출력 단자에 접속되어 있는 평형회로와 임피던스 정합을 형성함으로써, 임의의 원하는 값으로 조정할 수 있다.
도 11은, 평형 단자에 접속되어 있는 탄성 표면파 필터 소자(2, 3)의 인터디지털 겹침 길이에 대한 불평형 단자(4)에 접속되어 있는 탄성 표면파 필터 소자(1)의 인터디지털 겹침 길이의 비율에 관한 대역폭의 의존성을 보여준다. 도 11에서 알 수 있는 바와 같이, 인터디지털 겹침 길이의 비가 실질적으로 약 2.0이 될 때 대역폭이 최대가 됨을 알 수 있다. 인터디지털 겹침 길이의 비율이 3.5를 초과하면, 대역폭은 5％ 이상 감소하고, 수율이 떨어진다.
도 12는 평형 단자에 접속되어 있는 탄성 표면파 필터 소자(2, 3)의 인터디지털 겹침 길이에 대한 불평형 단자(5 및 6)에 접속되어 있는 탄성 표면파 필터 소자(1)의 인터디지털 겹침 길이의 비율에 관한 통과대역 내에서의 VSWR의 의존성을 보여준다. 인터디지털 겹침 길이의 비가 실질적으로 약 2.5가 될 때 VSWR은 최대가 된다. 인터디지털 겹침 길이의 비가 1.5 미만이 되면, VSWR은 매우 나빠지고, 실제 사용에 있어서 문제가 발생한다. 따라서, 전극지의 인터디지털 겹침 길이의 비를 약 1.5 내지 약 3.5의 범위로 한정하는 것이 바람직하다.
도 13은 본 발명에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 제 2 바람직한 구현예에 의한 전극의 구조를 나타내는 개요 평면도이다. 당해 바람직한 구현예에서는 세 개의 탄성 표면파 필터 소자(11 내지 13)가, 도면에 나타나 있지는 않지만, 압전 기판상에 배치되어 있다. 압전 기판으로서는 LiTaO3 또는 수정과 같은 적당한 압전 재료로 만들어진 기판이 사용된다. 당해 바람직한 구현예에서는, 36° Y-X LiTaO3 기판이 사용되었다. 기본적인 구조 및 제 1 내지 제 3 탄성 표면파 소자(11 내지 13)의 접속과 관련된 구조는 상기 제 1 바람직한 구현예와 비슷하며, 동일한 구성요소는 동일한 지시번호를 사용하여 표시하며, 여기서는 더 이상 설명하지 않는다.
제 2 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 필터 장치는 제 1 내지 제 3 탄성 표면파 필터 소자(11 내지 13)의 전극 구조에 있어서, 제 1 구현예에 의한 탄성 표면파 필터 소자와 차이가 있다.
당해 바람직한 구현예의 제 1 탄성 표면파 필터 소자(1)에서 IDT(11a 내지 11c)의 전극지의 인터디지털 겹침 길이 W는 바람직하게는 약 52λ이다. 여기서 λ는 탄성 표면파의 파장이다.
제 1 탄성 표면파 필터 소자(11)에서, 중심에 위치한 제 1 IDT(1a)는 16쌍의 전극지를 가지고 있으며, 바깥에 위치한 IDT, 즉, 제 2 및 제 3 IDT(11b 및 11c)는 각각 11쌍의 전극지를 갖는다. IDT(11a 내지 11c)에서, 탄성 표면파의 파장 λI는 실질적으로 바람직하게는 약 4.2㎛와 동일하다. 반사기(11d 및 11e)는 각각 120개의 전극지를 가지며, 그 파장 λR은 실질적으로 바람직하게는 약 4.3㎛와 동일하 다. 제 1 IDT(11a)와 제 2 IDT(11b) 사이의 간격 A1은 바람직하게는 1.77λ와 동일하고, 제 1 IDT(11a)와 제 3 IDT(11c) 사이의 간격 B1은 바람직하게는 2.27λR이다.
제 2 탄성 표면파 필터 소자(12)에서, 전극지의 인터디지털 겹침 길이 W는 바람직하게는 약 31λ이며, 중심 위치에 배치된 제 1 IDT(12a)는 16쌍의 전극지를 가지고 있으며, 바깥에 위치한 IDT, 즉, 제 2 및 제 3 IDT(12b 및 12c)는 각각 11쌍의 전극지를 갖는다. IDT(12a 내지 12c)에서, 탄성 표면파의 파장 λI는 바람직하게는 약 4.2㎛와 동일하다. 반사기(12d 및 12e)는 각각 120개의 전극지를 가지며, 그 파장 λR은 바람직하게는 약 4.3㎛와 동일하다. 제 1 IDT(12a)와 제 2 IDT(12b) 사이의 간격 A2는 바람직하게는 1.77λ와 동일하고, 제 1 IDT(12a)와 제 3 IDT(12c) 사이의 간격 B2은 바람직하게는 1.77λR이다.
제 3 탄성 표면파 필터 소자(13)는, 바람직하게는 제 2 탄성 표면파 필터 소자(12)와 동일한 방법으로 제조된다. 제 2 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 필터 소자의 작동은, 입력 단자(4)가 불평형 입력 단자로서 사용되고, 출력 단자(5 및 6)가 평형 출력 단자(5 및 6)으로 사용되는 경우를 들어서, 하기에서 설명하겠다.
입력 단자(4)에 전기 신호가 인가될 때, 탄성 표면파는 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 1 IDT(11a)에 의하여 여진된다. 상기 탄성 표면파들은 전극지가 연장되어 있는 방향과 수직하게 전파되어, 반사기(11d 및 11e)에서 반사된다. 상기 반사된 탄성 표면파는 여진된 탄성 표면파와 간섭(interfere)한다. 그 결과, 두 개의 반사기(11d 및 11e) 사이에 정재파(standing wave)가 생성된다. 상기 정재파는 공진에서 아주 높은 Q값을 갖도록 한다. 상기 여진된 정재파는 출력측에 위치하는 IDT(11b 및 11c)에 의해 수용되고, 전기 신호로 변환된다. 그로 인해, 제 1 탄성 표면파 필터 소자(11)는 필터로서 작동한다.
여기서, 출력신호는 여진된 정재파와 출력측에 위치한 IDT(11b 및 1c) 사이의 상대적인 위치 관계에 의하여 결정되고, IDT(11b 또는 11c) 중 하나는 탄성 표면파의 진폭 λ의 약 0.5 배로 변화되어, 위상이 역전된다. 상기 제 2 바람직한 구현예에서, 제 1 및 제 2 간격 A1 및 A2는 상기 설명한 바와 같이 결정되어, IDT(11b)에서의 전기 신호 출력과 IDT(11c)에서의 전기 신호 출력은 위상이 서로 180° 차이가 난다. 그 결과, 진폭은 동일하고 위상은 약 180° 차이가 나는 전기 신호가 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자(12 및 13)에 인가된다. 출력 신호는 상기 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자(12 및 13)에 의하여 필터링되고, 필터링 된 신호는 평형 신호로서 출력 단자(5 및 6)으로 출력된다.
도 5 및 6에 나타난 결과는 이러한 제 2 바람직한 구현예에도 또한 적용되며, 따라서, IDT(1a)와 IDT(1b) 사이의 제 1 간격과 A1 및 IDT(1a)와 IDT(1c) 사이의 제 2 간격 B1의 차이는, 바람직하게는 0.48λ 내지 0.525λ의 범위로 한정되게 된다.
상기 IDT-IDT 사이의 간격을 약 (n/2＋1.22) ×λ부터 약 (n/2＋1.33) ×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위와 약 (n/2＋1.72) ×λ부터 약 (n/2＋1.83) ×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위에 있도 록 함으로써, 평형도의 감쇠없이 광대역 필터 특성을 얻을 수 있다.
상기 제 1 바람직한 구현예에서와 마찬가지로, 제 2 탄성 표면파 필터 소자에서 중심에 위치한 IDT(12a)와 바깥에 위치한 제 2 및 제 3 IDT(12b 및 12c) 사이의 제 1 간격에 적어도 하나의 전극지가 배치되고, 제 3 탄성 표면파 필터 소자에서 중심에 위치한 IDT(13a)와 바깥에 위치한 제 2 및 제 3 IDT(13b, 13c) 사이의 제 2 간격에 적어도 하나의 전극지가 배치되어 전극 피복율을 높인다면, 누설파의 전파가 우세해지고, 삽입 손실의 감소가 이루어진다. 당해 바람직한 구현예에서는, 상기 관점에서, 바람직하게는 상기 설명한 제 1 및 제 2 간격에서의 전극 피복율을 약 63％ 정도로 하여 삽입손실을 감소시킨다.
당해 바람직한 구현에에서, 바람직하게는 제 1 및 제 2 간격이 서로 달라서 진폭 평형의 감쇠가 억제된다.
또한, 제 1 탄성 표면파 필터 소자(1)에서, 제 1 IDT(11a)와 반사기(11d) 사이의 거리 P 및 제 1 IDT(11a)와 반사기(11e) 사이의 거리 P2는 실질적으로 동일하게 하여, 제 1 탄성 표면파 필터 소자에서 생성된 정재파의 여진 진폭의 분포가 비대칭이 되지 않는다. 그 결과, IDT(11b 및 11c)에 의해 수용된 탄성 표면파의 강도는 실질적으로 동일하게 되고, 평형도의 감쇠에 대한 억제가 이루어진다. 여기서, 거리 P는 신호선에 접속되어 있는 IDT(11a)의 전극지 중의 하나로서 가장 바깥에 위치한 전극지의 중심에서부터 반사기(11d)의 가장 안쪽 전극지의 중심까지의 거리로 정의되며, 거리 P2는 신호선에 접속되어 있는 IDT(11a)의 전극지 중의 하나 로서 맞은 편 가장 바깥에 위치한 전극지의 중심에서부터 반사기(11e)의 가장 안쪽 전극지의 중심까지의 거리로 정의된다.
도 14는 본 발명에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 제 3 바람직한 구현예에 의한 전극의 구조를 나타내는 개요 평면도이다. 당해 제 3 바람직한 구현예에서도 마찬가지로 세 개의 탄성 표면파 필터 소자(31 내지 33)가 압전 기판상에 배치되어 있다. 각각의 탄성 표면파 필터 소자(31 내지 33)는 바람직하게는 상기 제 2 바람직한 구현예와 동일한 방법으로 형성되었다. 마찬가지로, 동일한 구성요소는 동일한 지시번호를 사용하여 표시하며, 여기서는 더 이상 설명하지 않는다.
당해 제 3 바람직한 구현예에서, 탄성 표면파 필터 소자(31)을 탄성 표면파 필터 소자(32 및 33)에 접속하는 방법은 제 2 바람직한 구현예에서 접속하는 방법과는 다르다.
즉, 제 3 바람직한 구현예에서는, 제 1 내지 제 3 탄성 표면파 필터 소자(31 내지 33)에서 바깥에 위치한 IDT들 즉, IDT(31b, 31c, 32b, 32c, 33b 및 33c)들은 접지되어 있지 않고, 부유(float)되어 있다.
보다 상세하게는, 제 1 탄성 표면파 필터 소자(31)에서 제 2 IDT(31b)의 빗형상 전극 중 하나는 제 2 탄성 표면파 필터 소자(32)의 제 2 및 제 3 IDT(32b 및 32c) 각각의 일단에 접속되어 있다. 또한, IDT(31b)의 타단은 제 2 탄성 표면파 필터(32)의 IDT(32b 및 32c) 각각의 타단에 접속되어 있다. 비슷하게, 제 1 탄성 표면파 필터 소자(31)에서 제 3 IDT(31c)의 빗형상 전극 중 하나는 제 3 탄성 표면 파 필터 소자(33)의 제 2 및 제 3 IDT(33b 및 33c) 각각의 일단에 접속되어 있고, 또한, IDT(31c)의 제 2단은 IDT(33b 및 33c) 각각의 제 2단에 접속되어 있다.
반사기는 참고번호 31d, 31e, 32d, 32e, 33d 및 33e로 표시된다. 상기 설명한 것 외에, 당해 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 필터 장치는 제 2 바람직한 구현예의 그것과 비슷하다.
따라서, 제 3 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치는 상기 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치와 비슷한 방법으로 작동하며, 따라서, 비슷한 장점을 얻을 수 있다. 여기서 사용한 상기 접속 구조는 접지 접속용 접착 패드이 수를 상당히 감소시키고, 탄성 표면파 필터 장치의 크기를 감소시킨다. 또한, 상기 설명한 접속 구조는 접착 패드 및 접착 패드 상호 접속과 관련된 기생 용량을 크게 감소시킨다.
도 15는 본 발명에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 제 4 바람직한 구현예에 의한 전극의 구조를 나타내는 개요 평면도이다.
당해 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자(41 및 42)는 압전 기판상에 배치되어 있다(도면에 나타나지 않음). 압전 기판으로서는 압전 세라믹 또는 압전 단결정으로 만들어진 기판이 사용된다. 당해 바람직한 구현예에서는, 36° Y-X LiTaO3 기판이 사용되었다.
제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자(41 및 42)는 모두 공진기 형태의 탄성 표면파 필터 소자로서 각각 세 개의 IDT(41a 내지 41c 및 42a 내지 42c)를 갖는다.
탄성 표면파 필터 소자(41)에서 중간 위치에 배치되어 있는 제 1 IDT(41a)의 제 1 단 및 탄성 표면파 필터 소자(42)에서 중간 위치에 배치되어 있는 제 1 IDT(42a)의 제 1 단은 공통적으로 입력 단자(4)에 접속되어 있다.
제 1 IDT(41a 및 42a) 각각의 제 2 단은 접지되어 있다. 반면, 바깥의 IDT들, 즉, IDT(41b 및 41c)는 출력단자(5)에 접속되어 있으며, 상기 바깥쪽 IDT 각각의 일단, 즉, 제 2 및 제 3 IDT(42b 및 42c)는 출력단자(6)에 접속되어 있다. 제 2 및 제 3 IDT(41b, 41c, 42b 및 42c) 각각의 타단은 접지되어 있다.
반사기(41d 및 41e)는 각각 IDT(41a 및 41c)가 배치되어 있는 영역의 반대쪽에 배치되어 있고, 반사기(42d 및 42e)는 각각 IDT(42a 및 42c)가 배치되어 있는 영역의 반대쪽에 배치되어 있다.
당해 바람직한 구현예에서, 제 1 탄성 표면파 필터 소자(41)의 전송 위상 특성은 제 2 탄성 표면파 필터 소자(42)의 전송 위상 특성과 약 180° 정도의 차이가 난다.
보다 상세하게는, 제 1 탄성 표면파 필터(41)에서, 전극지의 인터디지털 겹침 길이 W는 바람직하게는 약 31λ이며, IDT(41a)는 16쌍의 전극지를 가지고 있으며, IDT(41b 및 41c)는 각각 11쌍의 전극지를 갖는다. IDT(41a 내지 41c)에서, 탄성 표면파의 파장 λI는 바람직하게는 약 4.2㎛와 동일하다. 반사기(41d 및 41e)는 각각 120개의 전극지를 가지며, 반사기(41d 및 41e)의 파장 λR은 바람직하게는 약 4.3㎛와 동일하다. IDT(41a)와 IDT(41b 또는 41c) 사이의 간격 GI1은 바람직하게는 1.75λR이다.
제 2 탄성 표면파 필터 소자(42)는, IDT(42a)와 IDT(42b 또는 42c) 사이의 간격 GI2가 2.25λ라는 것을 제외하고, 제 1 탄성 표면파 필터 소자(41)와 실질적으로 동일한 방법으로 제조된다. 바람직하게는, 상기 설명한 바와 같이 제 1 및 제 2 간격이 달라져서, 제 1 탄성 표면파 필터 소자(41)와 제 2 탄성 표면파 필터 소자(42)는 실질적으로 동일한 전송 진폭 특성을 갖게 되지만, 전송 위상 특성은 약 180° 차이가 나게된다.
당해 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 필터 소자의 작동은, 입력 단자(4)가 불평형 입력 단자로서 사용되고, 출력 단자(5 및 6)가 평형 출력 단자(5 및 6)로 사용되는 경우를 들어서, 하기에서 설명하겠다.
입력 단자(4)에 전기 신호가 입력될 때, 동일한 위상 및 진폭을 갖는 신호가 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자(41 및 42)에 인가된다. 이러한 신호들이 IDT(41a 및 42a)에 인가되고, 따라서, 탄성 표면파가 여진된다. 상기 탄성 표면파들은 전극지가 연장되어 있는 방향과 실질적으로 수직하게 전파되어, 반사기(41d 및 41e) 또는 반사기(42d 및 42e)에서 반사된다. 상기 반사된 탄성 표면파는 여진된 탄성 표면파와 간섭(interfere)한다. 그 결과, 두 개의 반사기(41d 및 41e)와 두 개의 반사기(42d 및 42e) 사이에 정재파(standing wave)가 생성된다. 그 결과, 공진에서 아주 높은 Q값을 갖게된다. 상기 여진된 정재파는 출력단자(5 또는 6)에 접속된 IDT(41b, 41c, 42b 및 42c)에 의해 수용되어, 전기 신호로 변환된다. 여기서, 출력신호는 여진된 정재파와 출력측에 위치한 IDT(41b, 41c, 42b 및 42c) 사이의 상대적인 위치 관계에 의하여 결정된다.
당해 바람직한 구현예의 경우, 탄성 표면파 필터 소자(41)에서 IDT(41a)와 IDT(41b 또는 41c) 사이의 제 1 간격 및 탄성 표면파 필터 소자(42)에서 IDT(42a)와 IDT(42b 또는 42c) 사이의 제 2 간격은 탄성 표면파의 진폭 λ의 약 0.5 배정도 차이가 난다. 그 결과, 제 1 탄성 표면파 필터 소자(41)에서의 출력신호와 제 2 탄성 표면파 필터 소자(42)에서의 출력신호는 위상이 반대가 된다.
즉, 탄성 표면파 필터 소자(41 및 42)는 서로 180° 차이가 나는 전송 위상 특성을 가지게 되며, 진폭이 동일하고 위상이 180° 차이가 나는 전기 신호가 탄성 표면파 필터 소자(41 및 42)로부터 평형 출력 단자로 작용하는 각각의 출력단자(5 및 6)으로 출력된다.
당해 바람직한 구현예에서는, 두 개의 탄성 표면파 필터 소자(41 및 42)를 포함하기 위하여 일단(one-stage)의 필터가 제공되는데, 여기서 일단 구조는 대역 내에서 삽입손실을 아주 낮은 수준으로 낮출 수 있게 한다.
제 4 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 필터 특성은 도 16에 나타나 있다. 도 16은 통과대역 내에서 손실이 감소되었음을 보여준다.
도 5 및 6에 나타난 결과는 이러한 제 4 바람직한 구현예에도 또한 적용되며, 따라서, 제 1 간격과 제 2 간격의 차이는, 바람직하게는 0.48λ 내지 0.525λ의 범위로 한정되게 된다.
상기 IDT-IDT 사이의 간격을 약 (n/2＋1.22) ×λ부터 약 (n/2＋1.33) ×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위와 약 (n/2＋1.72) ×λ부터 약 (n/2＋1.83) ×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위에 있도록 함으로써, 평형도의 감쇠없이 광대역 필터 특성을 얻을 수 있다.
또한, 상기 제 1 바람직한 구현예에서와 마찬가지로, 당해 제 4 탄성 표면파 필터 소자에서 제 1 및 제 2 간격에 하나 이상의 전극지가 배치되어 전극 피복율을 높인다면, 누설파의 전파가 우세해지고, SSBW의 여진 및 전파는 억제된다. 즉, 제 1 및 제 2 간격에서 전극 피복율을 약 50％ 이상, 바람직하게는 약 63％ 이상으로 조정함으로써, 저손실 탄성 표면파 필터 장치를 제공할 수 있다.
당해 바람직한 구현예에서, 상기 설명한 바와 같이 서로 대향하는 위상을 만들기 위해, 제 1 탄성 표면파 필터 소자(41)에서 출력측에 배치된 IDT(41b 및 41c)의 위치에 대하여, 제 2 탄성 표면파 필터 소자(42)에서 출력측에 배치된 IDT(42b, 42c)의 위치를 탄성 표면파의 파장의 0.5배만큼 변화시켰다.
여기서, 제 1 탄성 표면파 필터 소자(41)의 두 개의 반사기(41d 및 41e) 사이의 거리 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자(42)의 두 개의 반사기(42d 및 42e) 사이의 거리가 서로 다르다면, 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터에서 정재파의 진폭 분포는 서로 다르게 된다. 그러한 차이의 결과, 공진 특성 및 필터 특성 또한 달라지게 된다. 상기 문제를 해결하기 위하여, 탄성 표면파 필터 소자의 두 개의 반사기(41d 및 41e) 사이의 거리 P1과 탄성 표면파 필터 소자의 두 개의 반사기(42d 및 42e) 사이의 거리 Q1을 서로 실질적으로 동일하게 하여, 평형도에서 감쇠가 발생하지 않게 한다.
당해 제 4 바람직한 구현예에서, 반사기(41d, 41e, 42d 및 42e)로서 발 형태(grating type)의 반사기가 사용되었지만, 반사기는 상기 발 형태에 한정되지 않으며 다른 형태의 반사기도 사용될 수 있다. 예를 들어, 압전 기판의 단부에서의 반사를 이용하는 반사기 또한 사용될 수 있다.
또한, 탄성 표면파 필터 소자(41)에서 중심 위치에 배치된 IDT(41a) 및 탄성 표면파 필터 소자(42)에서 중심 위치에 배치된 IDT(42a)는 압전 기판 상에서 전극 패턴에 의하여 공통으로 접속되어 있고, 또한 불평형 입력 단자(4)에 접속되어 있기 때문에, 탄성 표면파 필터 소자(41)과 관계된 기생 용량 및 탄성 표면파 필터 소자(42)와 관계된 기생 용량은 서로 나누어진다. 그 결과, 평형도에서 더 많은 향상을 이룰 수 있다.
도 17은 본 발명에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 제 5 바람직한 구현예에 의한 전극의 구조를 나타내는 개요 평면도이다.
마찬가지로, 당해 바람직한 구현예에서도 제 4 바람직한 구현에에서와 마찬가지로, 두 개의 공진기 형태의 탄성 표면파 필터 소자가 사용되었다. 즉, 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자(51 및 52)는 압전 기판상에 배치되어 있다. 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자(51 및 52)에서, 부유 전극지(53a 내지 53d)는 각각 중심의 IDT(51a 또는 52a)와 외부의 제 2 및 제 3 IDT(51b 및 51c 또는 52b 및 52c) 사이의 간격에 배치되어 있다. IDT(51a 내지 51c) 및 반사기(51d 및 51e)는 제 4 바람직한 구현예의 탄성 표면파 필터 소자(41)에서 IDT(41a 내지 41c) 및 반사기(45d 및 45e)와 비슷한 방법으로 제조된다. 제 2 탄성 표면파 필터 소자(51)에서 IDT(52a 내지 52c) 및 반사기(52d 및 52e)는 제 4 바람직한 구현예의 탄성 표면파 필터 소자(42)에서 IDT(42a 내지 42c) 및 반사기(42d 및 42e)와 비슷한 방법으로 제조된다.
당해 바람직한 구현예에서, 상기 설명한 바와 같이, IDT 사이의 간격에서 전극 피복율을 약 50％ 이상이 되게 하기 위하여, 부유 전극지(53a 내지 53d)는 IDT와 분리되어 형성된다.
도 18은 제 6 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치를 나타내는 개요 평면도이다. 탄성 표면파 필터 소자(61)는 압전 기판상에 배치되어 있다(도면에 나타나지 않음). 당해 바람직한 구현예에서는, 압전 기판으로서 36° Y-X LiTaO3 기판이 사용되었다. 다른 방향으로 절단된 LiTaO3 기판 또는 다른 압전 재료로 만들어진 압전 기판이 사용될 수도 있다.
상기 탄성 표면파 필터 소자(61)는 탄성 표면파가 전파되는 방향과 동일한 방향으로 배치된 세 개의 IDT(61a 내지 61c)를 갖는다. 반사기는, IDT(61a 내지 61c)가 배치된 영역에서 각각의 대향하는 단부에 배치된다.
당해 바람직한 구현예에서, 중심에 위치한 제 1 IDT(61a)의 적어도 일단은, 불평형 입력단자의 형태로 입력단자(4)에 접속되어 있다. IDT(61a)의 타단은 접지되어 있다. 바깥에 위치한 제 2 및 제 3 IDT(61b 및 61c) 각각의 일단은 불평형 단자의 형태로 출력 단자(5 또는 6)에 접속되어 있으며, 제 2 및 제 3 IDT(61b 및 61c) 각각의 타단은 접지되어 있다. 반사기(61d 및 61e)는 발 형태의 반사기를 형성하도록 구성되어 있다. 다른 형태의 반사기도 사용될 수 있다는 것을 다시 한번 강조한다.
각 IDT(61a 내지 61c)에서 전극지의 인터디지털 겹침 길이 W는 바람직하게는 약 31λ이다. IDT(61a)는 16쌍의 전극지를 가지고 있으며, IDT(61b 및 61c)는 각각 11쌍의 전극지를 갖는다. IDT(61a 내지 61c)에서, 탄성 표면파의 파장 λI는 바람직하게는 약 4.2㎛와 동일하다.
반사기(61d 및 61e)는 각각 120개의 전극지를 가지며, 파장 λR은 바람직하게는 약 4.3㎛와 동일하다.
IDT(61a)와 IDT(61b) 사이의 제 1 간격 JI1은 바람직하게는 1.75λR이며, IDT(61a)와 IDT(61c) 사이의 제 2 간격 JI2은 바람직하게는 2.25λR이다.
당해 바람직한 구현예의 탄성 표면파 필터 장치에서, 입력 단자(4)를 통하여 IDT(61a)에 전기 신호가 입력될 때, 제 1 내지 제 5 구현예에서와 만찬가지로, 반사기(61d 및 61e) 사이에서 정재파(standing wave)가 생성된다. 그 결과, 공진에서 아주 높은 Q값을 갖게된다. 상기 여진된 정재파는 IDT(61b 및 61c)에 의해 수용되 고 출력단자(5 및 6)을 통하여 출력된다.
마찬가지로, 당해 바람직한 구현예에서도 출력신호는 여진된 정재파와 출력측에 위치한 IDT(61b 및 61c) 사이의 상대적인 위치 관계에 의하여 결정된다. 당해 바람직한 구현예의 경우, IDT(61a)와 IDT(61b) 사이의 제 1 간격 및 IDT(61a)와 IDT(61c) 사이의 제 2 간격은 탄성 표면파의 진폭의 약 0.5 배정도 차이가 나게 되어, IDT(61b)에서와 IDT(61c)에서의 출력신호는 위상이 반대가 된다.
즉, IDT(61b)에서 출력된 전기 신호와 IDT(61c)에서 출력된 전기 신호는 전송 위상 특성에서 서로 180° 차이가 나며, 따라서, 진폭이 실질적으로 동일하고 위상이 180° 차이가 나는 전기 신호가 출력단자(5 및 6)로부터 출력된다.
도 5 및 6에 나타난 결과는 당해 바람직한 구현예에도 또한 적용되며, 따라서, 제 1 간격과 제 2 간격의 차이는, 바람직하게는 0.48λ 내지 0.525λ의 범위로 한정되게 된다. 상기 각각의 간격인 JI1 및 JI2를 약 (n/2＋1.22) ×λ부터 약 (n/2＋1.33) ×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위 및 약 (n/2＋1.72) ×λ부터 약 (n/2＋1.83) ×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위에 있도록 함으로써, 평형도의 감쇠 없이도 광대역 필터 특성을 얻을 수 있다.
또한, 당해 바람직한 구현예에서, IDT(61b 및 61c) 각각의 가장 내부측 전극지가 더 넓은 폭을 갖도록 배치하여, IDT 사이의 상기 간격 JI1 및 JI2에서 전극 피복율이 약 0.63 정도가 된다면 IDT 사이의 상기 간격 JI1 및 JI2에서 전파 손실 이 감소된다. 이는 제 1 및 제 2 간격의 차이에 기인하는 진폭 평형의 감쇠를 감소시킬 수 있다.
당해 바람직한 구현예에서, 상기 설명한 바와 같이 서로 대향하는 위상을 만들기 위해, 제 1 탄성 표면파 필터 소자(41)에서 출력측에 배치된 IDT(41b 및 41c)의 위치에 대하여, 제 2 탄성 표면파 필터 소자(42)에서 출력측에 배치된 IDT(42b, 42c)의 위치를 탄성 표면파의 파장의 0.5배만큼 변화시켰다.
바람직하게는, 중심 IDT(61a)에서 각 반사기(61d 및 61e) 까지의 거리 P 및 Q를 서로 동일하게 하여 정재파의 진폭 분포가 비대칭이 되지 않게 하여 평형도의 감쇠를 억제한다.
도 19는 본 발명의 제 7 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치를 나타내는 개요 평면도이다. 당해 제 7 바람직한 구현예에서, 부유 전극지(72 및 73)는 각각 중심에 위치한 제 1 IDT(71a)와 바깥에 위치한 제 2 및 제 3 IDT(71b 및 71c) 사이의 간격에 배치된다. 상기 설명한 것을 제외하고는, 당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치는 제 6 바람직한 구현예의 그것과 동일하다. IDT(71a 내지 71c) 및 반사기(71d 및 71e)가 상기 제 6 바람직한 구현예의 탄성 표면파 필터 장치에서와 동일한 방법으로 배치되어 있기 때문에, 당해 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 필터 장치는 제 6 바람직한 구현예의 그것과 비슷한 장점들을 가지고 있다.
또한, 상기 부유 전극지(72 및 73)은 제 1 및 제 2 간격에서 전극 피복율의 증가의 결과를 낳게 되어, 전파 손실을 감소시키게 된다.
도 20은 본 발명의 제 8 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치를 나타내는 개요 평면도이다. 당해 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 필터 장치에서, 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자(81 및 82)는 압전 기판상에 배치되어 있다(도면에 나타나지 않음). 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자(81 및 82)는, 제 1 탄성 표면파 공진기(83)가 입력 단자(4)와 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자(81 및 82) 각각에서 중심위치의 제 1 IDT(81a 및 82a) 사이에 배치되어 있다는 점 및 한 쌍의 탄성 표면파 공진기(84 및 85)가 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자(81 및 82) 각각에서 바깥위치의 제 2 및 제 3 IDT(81b 및 81c 또는 82b 및 82c)에서부터 각각의 출력단자(5 및 6)까지 접속되어 있다는 점을 제외하고는 상기 제 4 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 필터 장치와 동일한 방법으로 형성된다. 반사기들은 참고번호(81d, 81e, 82d 및 82e)로 표시된다.
상기 제 1 탄성 표면파 공진기(83)는 하나의 IDT(83a) 및 IDT(83a) 각각의 대향측에 배치된 발 형상의 반사기(나타나지 않음)을 포함한다.
제 1 탄성 표면파 공진기(83)에 있어서, IDT(83a)에서 전극지의 인터디지털 겹침 길이 W는 20λ이며, 전극지 쌍의 수 N은 80이다. 바람직하게는 IDT의 파장 λI는 4.20㎛이다. 도면에 형상이 나타나 있지는 않지만, 반사기는 120개의 전극지를 가지고 있다.
출력 단자(5 및 6)에 접속되어 있는 제 2 및 제 3 탄성 표면파 공진기(84 및 85)는 제 1 탄성 표면파 공진기(83)과 비슷한 방법에 의하여 형성된다.
당해 바람직한 구현예에서, 상기 설명한 방법으로 접속된 제 1 내지 제 3 탄성 표면파 공진기(83 내지 85)는, 도 21에서 보는 바와 같이 제 4 바람직한 구현예와 비교할 때, 통과대역 밖에서의 감쇠에 있어서 현저한 증가를 보였다. 도 21에서, 실선은 제 8 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 필터 특성을 나타내고, 점선은 제 4 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 필터 특헝을 나타낸다.
도 22는 본 발명의 제 9 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 전극 구조를 나타내는 개요 평면도이다. 당해 제 9 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치는, 제 6 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 입력측 및 출력측에, 상기 제 8 바람직한 구현예에서와 비슷한 방법으로, 제 1 내지 제 3 탄성 표면파 공진기(93 내지 95)를 삽입하여서 얻어지는 구조를 가지고 있다.
탄성 표면파 필터 소자(91)은 제 6 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 소자(61)와 동일한 방법으로 형성된다. 입력 단자(4)와 중심위치의 제 1 IDT(91a) 사이에 배치되어 있는 제 1 탄성 표면파 공진기(93) 및 출력단자(5 및 6)와 제 2 및 제 3 IDT(91b 및 91c) 사이에 배치되어 있는 제 2 및 제 3 탄성 표면파 공진기(93)는 상기 제 8 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 공진기(83 내지 85)와 동일한 방법으로 형성된다.
또한 당해 바람직한 구현예에서는, 제 8 바람직한 구현예에와 만찬가지로, 입력 단자와 탄성 표면파 필터 소자의 입력단 사이 또는 출력 단자와 탄성 표면파 필터 소자의 출력단 사이에 접속되어 있는 제 1 및 제 3 탄성 표면파 공진기는 통과대역의 말단 근처 상부 말단 근처에서의 감쇠를 증가시키는 결과를 가져오게 한다.
도 23은 본 발명의 제 10 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치의 전극 구조를 나타내는 개요 평면도이다. 당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치는, 제 8 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치에 제 4 탄성 표면파 공진기(101)를 제 2 탄성 표면파 공진기(84)와 출력 단자(6) 사이에 삽입하는 방법으로, 제 4 탄성 표면파 공진기(101)를 부가하여 얻어지는 구조를 가지고 있다. 다시 말하면, 상기 제 4 탄성 표면파 공진기(101)는 출력 단자(5 및 6)에 평행하게 접속된다. 상기 제 4 탄성 표면파 공진기(101)는, 하나의 IDT 및 상기 IDT의 대향하는 각 측에 배치된 두 개의 발 형상의 반사기(발 형상의 반사기가 도면에 나타나 있지는 않지만)를 포함한다. 제 4 탄성 표면파 공진기(101)는 IDT에서 전극지의 인터디지털 겹침 길이 W는 15λ이며, 상기 IDT는 50 쌍의 전극지를 가지며, IDT의 파장 λI는 바람직하게는 4.20㎛이며, 반사기는 120개의 전극지를 가지고 있다.
당해 바람직한 구현예에 의한 방법에 따라, 제 8 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 필터 장치에 재 4 탄성 표면파 공진기(101)를 부가함으로써, 평형 출력 단자(5 및 6) 측에 사다리 형태의 필터 회로가 배치된다. 이러한 사다리 형태의 필터 회로가, 그 감쇠극이 탄성 표면파 필터 소자(81)의 통과대역 하단 및 상단 근처에 위치하도록 배치된다면, 더 많은 감쇠 및 더 우수한 선택성이 얻어진다.
탄성 표면파 공진기(101)가 평형 출력단자(5 및 6) 사이에서 다리 형태로 접속되어 있기 때문에, 상기 평형 단자(5 및 6)에 부여되는 동일하고 따라서, 평형도의 감쇠를 야기시킬 요소들이 사라지게 된다. 따라서, 평형도의 감쇠없이 통과대역 밖에서의 감쇠가 증가될 수 있다.
상기 설명한 제 1 내지 제 10 바람직한 구현예에서, 탄성 표면파 필터 장치는 압전 기판에 배치된 전극 구조와 관련하여서만 설명하였다. 그러나, 본 발명의 다양한 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치는 다양한 형태의 패키지 구조를 사용함으로써 칩 형태의 탄성 표면파 필터 장치로 형성될 수 있다.
하기 설명하는 제 11 바람직한 구현예에서, 탄성 표면파 필터 장치가 패키지에 내장된 부품의 형태로 제공된다. 도 24a에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 구현예에 따라 압전 기판(102)에 전극을 배치함으로써 탄성 표면파 필터 소자가 얻어진다. 상기 탄성 표면파 필터 소자는 캐비티(cavity)(103a)를 갖는 패키지(103)에 내장된다.
당해 바람직한 구현예에서, 탄성 표면파 필터 소자를 생산하는 데 사용된 압전 기판(102)은 바람직하게는 실질적으로 직사각 평면 형상을 가지며, 복수개의 IDT 및 입력, 출력 및 접지를 위한 복수개의 전극 패드(104a)는, 압전 기판(102)의 중심을 가로지르는 X축에 대하여 대칭으로 배치된다.
바람직하게는, 패키지(103)는 또한 평면에서 보면 실질적으로 직사각형 형상 이며, 중심을 지나는 Y축에 대하여 대칭이다. 복수개의 전극 패드(104b)는 캐비티(103a)의 내부 바닥면에 제공되어 있고, Y축에 대하여 대칭하게 배치되어 있다. 압전 기판(102) 상의 상기 전극 패드(104a) 및 패키지(103)의 캐비티(103a)의 내부 바닥상의 전극 패드(104b)는 플립 칩 본딩(flip chip bonding)에 의하여 접착되어, 압전 기판(102) 상에 제공된 탄성 표면파 필터는 페이스-다운 방법(face-down manner)으로 캐비티(103)의 바닥에 접착되고, X축 및 Y축에 일치하여 패키지에 고정된다.
한편, 압전 기판(102)의 대칭축 X와 패키지(103)의 대칭축 Y가 일치하게 되도록 하여, 압전 기판(102)를 패키지(103)에서 페이스 업(face-up)되게 하여 단단히 고정시킬 수 있다. 상기의 경우, 도 24a에는 나타나 있지 않지만, 상기 탄성 표면파 필터 소자는, 본딩 와이어(bonding wire)를 통하여, 패키지(103)에 제공되어 있는 전극 패드와 접속한다. 상기 전극 패드 및 본딩 와이어도 역시 대칭축인 X축 또는 Y축에 대하여 축대칭의 방법으로 배치된다.
압전 기판(102)의 대칭축 X와 패키지(103)의 대칭축 Y가 일치하게 되는 결과, 탄성 표면파 필터에 배치되고 각각의 평형 출력 단자에 접속되는 상호 접속선은, 전기 길이 및 기생 용량에 있어서 실질적으로 동일하게 된다. 따라서, 평형도의 감쇠가 억제된다.
또한, 패키지는, 패키지의 중심을 관통하는 대칭축 Y에 대하여 축 대칭인 구조를 갖기 때문에, 패키지에 배치되고 각각의 평형 단자에 접속되는 상호 접속의 전기 길이 및 기생 용량은, 각 평형 단자에 대하여 동일하게 된다. 이는 또한, 평 형도의 감쇠를 억제하는 결과를 낳는다. 따라서, 평형도의 감쇠를 유발할 수 있는 요소들은 상당히 낮은 수준으로 감소되어, 평형-불평형 전환 기능을 가지면서 평형도에 있어서 우수한 탄성 표면파 필터 장치를 얻을 수 있다.
와이어 본딩 대신 플립 칩 본딩에 의하여 전기적 접속이 이루어지는 경우, 본딩 와이어가 필요하지 않기 때문에, 압전 기판과 패키지 사이의 전기적 접속과 관련하여 전기 길이 및 표유 용량을 대칭적으로 배치할 수 있게 되어, 탄성 표면파 필터의 평형도를 증가시키게 된다.
와이어 본딩이 사용되는 경우, 전극 패드와 본딩 와이어를, 상기 설명한 바와 같이, 대칭축인 X축 또는 Y축에 대하여 축대칭인 위치에 배치시킴으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.
당해 바람직한 구현예에서, 외부 입력 단자, 외부 출력 단자와 같은 외부 단자가 패키지의 외부 바닥에서 대칭으로 배치된다는 것도 역시 장접이 된다.
도 24b에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파가 위치되어 있는 패키지(105)는, 패키지(105)의 외부 바닥면에, 외부 입력 단자(106), 외부 출력 단자(107a 및 107b) 및 외부 접지 단자(108a 내지 108c)를 갖는다. 상기 패키지(105)는 실질적으로 직사각형의 바닥면을 가지며, 외부 입력 단자(106)는 패키지(105)의 대칭축 Y에 위치한다. 상기 외부 출력 단자(107a 및 107b)는, 외부 입력 단자(106) 또는 Y축에 대하여 대칭하게 위치하기 위하여, 패키지(105)의 외부 바닥면에 배치되어 있다. 외부 입력 단자(108a 내지 108c)는 또한 대칭축 Y에 대하여 대칭으로 배치된다. 보다 구체적으로, 외부 접지 단자(108a 및 108b)는, 외부 입력 단자(106)가 외부 접지 단자(108a 및 108b) 사이의 중간 지점에 위치하고, 외부 접지 단자(108c)는 대칭축 Y상에 위치하도록 하는 위치에 배치된다.
이러한 외부 단자는 상기 설명한 패키지의 내부 바닥에 제공되어 있는 전극 패드와 전기적으로 접속되어 있고, 상기 전극패드는 또한 플립-칩 본딩 또는 와이어 본딩에 의하여 패키지(105)에 위치하는 탄성 표면파 필터의 단자에 접속되어 있다.
예를 들어, 도 1 에 나타난 본 발명의 제 1 바람직한 구현예에 따라 상기 탄성 표면파 필터가 구성될 경우, 외부 입력 단자(106)은 입력 단자(4)와 전기적으로 접속하고, 외부 출력 단자(107a 및 107b)는 각각 출력 단자(6 및 5)와 전기적으로 접속된다. 외부 접지 전극(108c)은 바람직하게는 IDT(2a 및 3a)와 전기적으로 접속하고, 외부 접지 전극(108a 및 108b)는 다른 IDT와 접속하여 접지된다.
도 24c에서 보는 바와 같이, 외부 접지 단자(108a 및 108b)는 각각 외부 입력 단자(106)와 외부 출력 단자(107a 및 107b) 사이에 위치한다.
상기 구조에 따르면, 두 개의 외부 출력 단자가 외부 입력 단자에 대하여 대칭으로 배치되기 때문에 평형도는 더욱 향상된다. 외부 접지 단자가 외부 출력 단자 사이에 제공될 때, 평형도는 더욱 더 향상된다. 반면, 두 개의 외부 접지 단자가 외부 입력 단자와 두 개의 외부 출력 단자 사이에 제공될 때, 상기 입력 단자와 출력 단자 사이에서 직접 전파 신호 성분을 감소시킬 수 있다.
도 25는, 다른 주파수 특성을 얻기 위하여, 동일한 압전 기판에 배치된 불평 형-평형 탄성 표면파 필터를 포함하는, 탄성 표면파 필터에 대한 제 12 바람직한 구현예를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 상기 탄성 표면파 필터(111)에서, 도 20에 나타난 탄성 표면파 필터 장치와 동일한 구조를 갖는 탄성 표면파 필터 장치(113 및 114)는 동일한 압전 기판(112)에 배치되어 있다. 예를 들어, 탄성 표면파 필터 장치(113)은 900-MHz 대역통과 필터이며, 탄성 표면파 필터 장치(114)는 1900-MHz 대역통과 필터일 수 있다. 동일한 압전 기판상에서 두 개의 불평형-평형 탄성 표면파 필터 장치(113 및 114)로 된 구성은 대역통과 필터의 크기를 감소시키게 된다.
도 25에서, 압전 기판에 배치되어 있는 전극 패드는, 본딩 와이어를 통하여 전극 패턴 또는 접지 전극 패턴과 접속된다. 그러나, 전기적 접속을 이루기 위하여 와이어 본딩 이외에 다른 기술이 사용될 수도 있다.
도 26은 도 25에 나타난 탄성 표면파 필터 장치(111)을 사용하는 안테나 듀플렉서를 나타내는 다이어그램이다. 이러한 안테나 듀플렉서에서, 탄성 표면파 필터 장치(113 및 114)의 입력단들은 안테나 ANT에 공통으로 접속된다. 탄성 표면파 필터 장치(113 및 114)의 상기 출력단들은 각각 송신 출력단 Tx 및 수신 출력단 RX로 작용한다.
도 25에서, 다른 주파수 특성을 갖는 필터들이 동일한 압전 기판(112)에 배치된다. 한편, 도 27에서 보는 바와 같이, 다른 주파수 특성을 갖는 탄성 표면파 필터 장치(113 및 114)는 서로 다른 압전 기판(112a 및 112b)에 배치될 수도 있다. 이러한 경우, 다른 압전 기판(112a 및 112b)에 배치된 탄성 표면파 필터 장치(113 및 114)는 패키지(116)에 내장된다.
이때까지 본 발명의 바람직한 구현예에 대하여만 기술하였지만, 여기에 기재된 원리를 수행하는 다양한 변형예들도 하기 특허청구범위에 포함된다고 보여진다. 따라서, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 상항에 의해서만 한정될 뿐이라는 것을 강조한다.
본 발명은 탄성 표면파 필터 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따를 경우, 평형도의 감소가 적고, 공진에서의 Q값이 높아서, 우수하고 선택성이 뛰어난 필터 장치를 얻을 수 있다.

Claims (43)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 압전 기판; 및
    상기 압전 기판상에 배치되어 있는 제 1, 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자;
    를 포함하는 탄성 표면파 필터 장치로서,
    상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자는 탄성 표면파의 진행 방향을 따라 배치된 제 1 IDT를 포함하고, 또한 탄성 표면파의 진행 방향에 있어서 상기 제 1 IDT의 대향측에 각각 배치된 제 2 및 제 3 IDT를 포함하며;
    상기 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자는 각각 탄성 표면파의 진행 방향을 따라 배치된 IDT를 포함하고;
    상기 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자는, 대역 내에서 전송 진폭 특성은 동일하지만 전송 위상 특성은 180°차이가 나도록 배치되어 있으며;
    상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 2 IDT는 제 2 탄성 표면파 필터 소자에 접속되어 있고, 상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 3 IDT는 제 3 탄성 표면파 필터 소자의 IDT에 접속되어 있는데;
    제 3 탄성 표면파 필터 소자에서 제 1 탄성 표면파 필터 소자에 접속되어 있는 하나의 IDT와 출력 단자에 접속되어 있는 다른 IDT 사이에 형성되어 있는 제 2 간격이, 제 2 탄성 표면파 필터 소자에서 제 1 탄성 표면파 필터 소자에 접속되어 있는 하나의 IDT와 출력 단자에 접속되어 있는 다른 IDT 사이에 형성되어 있는 제 1 간격과 0.48λ 내지 0.525λ(여기서 λ는 탄성 표면파 필터의 파장을 나타낸다) 차이가 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 간격은 (n/2＋1.22)×λ 내지 (n/2＋1.33)×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위에 있으며, 상기 제 2 간격은 (n/2＋1.72)×λ 내지 (n/2＋1.83)×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1 간격은 (n/2＋1.22)×λ 내지 (n/2＋1.33)×λ(여기서, n은 0에서 2까지의 정수를 나타낸다)의 범위에 있으며, 상기 제 2 간격은 (n/2＋1.72)×λ 내지 (n/2＋1.83)×λ(여기서, n은 0에서 2까지의 정수를 나타낸다)의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 간격은 1.72λ 내지 1.83λ의 범위에 있으며, 상기 제 2 간격은 2.22λ 내지 2.33λ의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 압전 기판은 X축 주위에서 Y축으로부터 Z축 쪽으로 36° 내지 44°의 범위 내에서 회전 배향된 LiTaO3 단결정으로 된 LiTaO3 기판이며, 적어도 하나의 전극지는 제 1 탄성 표면파 필터 소자에서 상기 제 1 및 제 2 간격 중 적어도 하나에 삽입되어, 상기 전극지가 삽입된 간격에서 전극 피복율이 50％ 이상이 되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 전극 피복율이 63％ 이상이 되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  9. 제 3항에 있어서;
    상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자의 복수개의 IDT가 배치되어 있는 영역에서 탄성 표면파가 진행하는 방향에 대하여 대향하는 각 측면에 배치된 제 1 및 제 2 반사기; 및
    상기 제 3 탄성 표면파 필터 소자의 복수개의 IDT가 배치되어 있는 영역에서 탄성 표면파가 진행하는 방향에 대하여 대향하는 각 측면에 배치된 제 3 및 제 4 반사기;
    를 더 포함하고,
    상기 제 1 반사기와 상기 제 2 반사기 사이의 거리는 상기 제 3 반사기와 상기 제 4 반사기 사이의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  10. 삭제
  11. 압전 기판; 및
    상기 압전 기판상에 배치되어 있는 제 1, 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자;
    를 포함하는 탄성 표면파 필터 장치로서,
    상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자는, 제 1 IDT, 제 2 IDT 및 제 3 IDT를 포함하며, 상기 제 2 및 제 3 IDT는 탄성 표면파의 진행 방향을 따라 상기 제 1 IDT의 각각 대향하는 쪽에서 대향되어 있고;
    상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자는 상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 2 IDT에 접속되어 있고;
    상기 제 3 탄성 표면파 필터 소자는 상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 3 IDT에 접속되어 있으며;
    상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 상기 제 2 IDT의 입력 또는 출력단과 제 3 IDT 사이의 통과 대역 내에 180°의 위상 차이가 제공되는데;
    상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 1 IDT와 제 2 IDT 사이의 제 1 간격과 상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 1 IDT와 제 3 IDT 사이의 제 2 간격이 서로 0.48λ 내지 0.525λ의 차이가 있어서, 상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 입력단에 대하여 통과 대역 내에서 180°의 위상차가 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 제 1 간격은 (n/2＋1.22)×λ 내지 (n/2＋1.33)×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위에 있으며, 상기 제 2 간격은 (n/2＋1.72)×λ 내지 (n/2＋1.83)×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 제 1 간격은 (n/2＋1.22)×λ 내지 (n/2＋1.33)×λ(여기서, n은 0에서 2까지의 정수를 나타낸다)의 범위에 있으며, 상기 제 2 간격은 (n/2＋1.72)×λ 내지 (n/2＋1.83)×λ(여기서, n은 0에서 2까지의 정수를 나타낸다)의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 제 1 간격은 1.72λ 내지 1.83λ의 범위에 있으며, 상기 제 2 간격은 2.22λ 내지 2.33λ의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 압전 기판은 X축 주위에서 Y축으로부터 Z축 쪽으로 36° 내지 44°의 범위 내에서 회전 배향된 LiTaO3 단결정으로 된 LiTaO3 기판이며, 적어도 하나의 전극지는 제 1 탄성 표면파 필터 소자에서 상기 제 1 및 제 2 간격 중 적어도 하나에 삽입되어, 상기 전극지가 삽입된 간격에서 전극 피복율이 50％ 이상이 되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 전극 피복율이 63％ 이상이 되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  17. 제 11항에 있어서, 상기 제1 탄성 표면파 필터 소자는, 상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 복수개의 IDT가 배치되어 있는 영역에서 탄성 표면파가 진행하는 방향에 대하여 대향하는 각 측면에 배치된 제 1 및 제 2 반사기를 포함하며;
    상기 제 1 IDT의 중심에서 상기 제 1 반사기 까지의 거리와 제 1 IDT의 중심에서 제 2 반사기 까지의 거리는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  18. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자를 구성하는 IDT의 전극지에서 인터디지털의 겹침 길이(intedigital overlapping length)가 제 2 및 제 3 탄성 표면파 필터 소자를 구성하는 IDT의 전극지에서 인터디지털의 겹침 길이의 1.5배 내지 3.5배의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  19. 삭제
  20. 압전 기판; 및
    상기 압전 기판상에 배치되어 있는 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자;
    를 포함하는 탄성 표면파 필터 장치로서,
    상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자는 탄성 표면파의 진행 방향을 따라 배치된 복수개의 IDT를 포함하며;
    상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자는 탄성 표면파의 진행 방향을 따라 배치된 복수개의 IDT를 포함하며;
    상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자는, 상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자의 전송 진폭 특성이 상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 전송 진폭 특성과 동일하게 되도록 배치되고, 상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자의 전송 위상 특성은 상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 전송 위상 특성과 180°차이가 나도록 배치되며;
    상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자 각각의 일단은 전기적으로 서로 병렬로 접속되어 있고. 상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자 각각의 타단은 전기적으로 서로 직렬로 접속되어 있어서, 상기 병렬 접속 단자는 불평형 단자를 구성하는데,
    제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자 각각은 세 개의 IDT를 가지며, 제 2 탄성 표면파 필터 소자에서 불평형 단자에 접속되어 있는 IDT와 평형 단자에 접속되어 있는 IDT 사이에 형성되어 있는 제 2 간격이, 제 1 탄성 표면파 필터 소자에서 중심에 위치해 있는 IDT와 어느 한쪽에 위치해 있는 IDT 사이에 형성되어 있는 제 1 간격과 0.48λ 내지 0.525λ(여기서 λ는 탄성 표면파 필터의 파장을 나타낸다) 차이가 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 제 1 간격은 (n/2＋1.22)×λ 내지 (n/2＋1.33)×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위에 있으며, 상기 제 2 간격은 (n/2＋1.72)×λ 내지 (n/2＋1.83)×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 제 1 간격은 (n/2＋1.22)×λ 내지 (n/2＋1.33)×λ(여기서, n은 0에서 2까지의 정수를 나타낸다)의 범위에 있으며, 상기 제 2 간격은 (n/2＋1.72)×λ 내지 (n/2＋1.83)×λ(여기서, n은 0에서 2까지의 정수를 나타낸다)의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  23. 제 20항에 있어서, 상기 제 1 간격은 1.72λ 내지 1.83λ의 범위에 있으며, 상기 제 2 간격은 2.22λ 내지 2.33λ의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  24. 제 20항에 있어서, 상기 압전 기판은 X축 주위에서 Y축으로부터 Z축 쪽으로 36°내지 44°의 범위 내에서 회전 배향된 LiTaO3 단결정으로 된 36°내지 44°-회전 Y-절단 LiTaO3 기판이며, 적어도 하나의 전극지는 제 1 탄성 표면파 필터 소자에서 상기 제 1 및 제 2 간격 중 적어도 하나에 삽입되어, 상기 전극지가 삽입된 간격에서 전극 피복율이 50％ 이상이 되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 전극 피복율이 63％ 이상이 되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  26. 제 20항에 있어서, 상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 복수개의 IDT가 배치되어 있는 영역에서 탄성 표면파가 진행하는 방향에 대하여 대향하는 각 측면에 제 1 및 제 2 반사기가 배치되어 있으며;
    상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자의 복수개의 IDT가 배치되어 있는 영역에서 탄성 표면파가 진행하는 방향에 대하여 대향하는 각 측면에 제 3 및 제 4 반사기가 배치되어 있으며;
    상기 제 1 반사기와 제 2 반사기 사이의 거리는 상기 제 3 반사기와 제 4 반사기 사이의 거리와 서로 동일한 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  27. 제 20항에 있어서, 상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 불평형측 단자와 상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자의 불평형측 단자는 기판상의 전극 패턴에 의하여 서로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  28. 압전 기판; 및
    상기 압전 기판상에 배치되어 있는 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자;를 포함하는 탄성 표면파 필터 장치로서,
    상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자는 각각 제 1 IDT, 제 2 IDT및 제 3 IDT를 포함하되, 상기 제 2 및 제 3 IDT는 탄성 표면파의 진행 방향에 있어서 상기 제 1 IDT의 각 대향측에 배치되어 있으며;
    상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자에서 제 1 IDT와 제 2 또는 제 3 IDT 사이에 형성되어 있는 제 2 간격이, 제 1 탄성 표면파 필터 소자에서 제 1 IDT와 제 2 또는 제 3 IDT 사이에 형성되어 있는 제 1 간격과 0.48λ 내지 0.525λ(여기서 λ는 탄성 표면파 필터의 파장을 나타낸다)차이가 있으며,
    상기 제 1 간격은 (n/2＋1.22)×λ 내지 (n/2＋1.33)×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위에 있으며, 상기 제 2 간격은 (n/2＋1.72)×λ내지 (n/2＋1.83)×λ(여기서, n은 0에서 4까지의 정수를 나타낸다)의 범위 내에 있으며,
    상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 1 IDT는 불평형 단자를 형성하고, 상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자의 제 2 및 제 3 IDT는 전기적으로 직렬로 접속되어 평형 단자를 구성하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  29. 압전 기판; 및
    상기 압전 기판상에 배치되어 있는 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자;를 포함하는 탄성 표면파 필터 장치로서,
    상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자는 각각 제 1 IDT, 제 2 IDT및 제 3 IDT를 포함하되, 상기 제 2 및 제 3 IDT는 탄성 표면파의 진행 방향에 있어서 상기 제 1 IDT의 각 대향측에 배치되어 있으며;
    상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자에서 제 1 IDT와 제 2 또는 제 3 IDT 사이에 형성되어 있는 제 2 간격이, 제 1 탄성 표면파 필터 소자에서 제 1 IDT와 제 2 또는 제 3 IDT 사이에 형성되어 있는 제 1 간격과 0.48λ 내지 0.525λ(여기서 λ는 탄성 표면파 필터의 파장을 나타낸다)차이가 있으며,
    상기 제 1 간격은 (n/2＋1.22)×λ 내지 (n/2＋1.33)×λ(여기서, n은 0에서 2까지의 정수를 나타낸다)의 범위에 있으며, 상기 제 2 간격은 (n/2＋1.72)×λ내지 (n/2＋1.83)×λ(여기서, n은 0에서 2까지의 정수를 나타낸다)의 범위 내에 있으며,
    상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 1 IDT는 불평형 단자를 형성하고, 상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자의 제 2 및 제 3 IDT는 전기적으로 직렬로 접속되어 평형 단자를 구성하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  30. 압전 기판; 및
    상기 압전 기판상에 배치되어 있는 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자;
    를 포함하는 탄성 표면파 필터 장치로서,
    상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자는 각각 제 1 IDT, 제 2 IDT및 제 3 IDT를 포함하되, 상기 제 2 및 제 3 IDT는 탄성 표면파의 진행 방향에 있어서 상기 제 1 IDT의 각 대향측에 배치되어 있으며;
    상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자에서 제 1 IDT와 제 2 또는 제 3 IDT 사이에 형성되어 있는 제 2 간격이, 제 1 탄성 표면파 필터 소자에서 제 1 IDT와 제 2 또는 제 3 IDT 사이에 형성되어 있는 제 1 간격과 0.48λ 내지 0.525λ(여기서 λ는 탄성 표면파 필터의 파장을 나타낸다) 차이가 있으며,
    상기 제 1 간격은 1.72λ 내지 1.83λ의 범위에 있으며;
    상기 제 2 간격은 2.22λ 내지 2.33λ의 범위 내에 있으며;
    상기 제 1 탄성 표면파 필터 소자의 제 1 IDT는 불평형 단자를 형성하고, 상기 제 2 탄성 표면파 필터 소자의 제 2 및 제 3 IDT는 전기적으로 직렬로 접속되어 평형 단자를 구성하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  31. X축 주위에서 Y축으로부터 Z축 쪽으로 36°내지 44°의 범위 내에서 회전 배향된 LiTaO3 단결정으로 된 압전 기판;
    상기 압전 기판상에 배치되어 있는 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자;
    를 포함하는 탄성 표면파 필터 장치로서,
    상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 소자는 각각 탄성 표면파의 진행 방향을 따라 배치된 제 1 IDT를 포함하고, 또한 탄성 표면파의 진행 방향에 있어서 상기 제 1 IDT의 대향측에 각각 배치된 제 2 및 제 3 IDT를 포함하며;
    상기 제 2 탄성 표면파 필터에서 제 1 IDT와 어느 한 쪽에 배치되어 있는 제 2 또는 제 3 IDT 사이에 형성되어 있는 제 2 간격이, 제 1 탄성 표면파 필터 소자에서 제 1 IDT와 제 2 또는 제 3 IDT 사이에 형성되어 있는 제 1 간격과 0.48λ 내지 0.525λ(여기서 λ는 탄성 표면파 필터의 파장을 나타낸다) 차이가 있으며,
    적어도 하나의 전극지가, 신호 라인에 접속되어 있는 상기 제 1 IDT의 전극지 중의 하나로서 가장 바깥 위치에 배치되어 있는 전극지 및 신호 라인에 접속되어 있는 상기 제 2 또는 제 3 IDT의 전극지 중의 하나로서 상기 제 1 IDT에 가장 가까이 배치되어 있는 전극지 사이에 위치하는 각 영역에 배치되어 있어, 전극 피복율이 50% 이상인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 전극 피복율이 63％ 이상이 되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  33. 제 28항에 있어서, 상기 제 2 및 제 3 IDT 바깥쪽에 제 1 및 제 2 반사기를 각각 설치하되, 상기 제 1 IDT와 제 1 반사기 사이의 거리가 상기 제 1 IDT와 제 2 반사기 사이의 거리와 서로 동일하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  34. 제 20항에 있어서, 상기 불평형 단자측에 접속되어 있는 직렬 공진기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  35. 제 20항에 있어서, 상기 평형 단자측에서 각각의 단자에 직렬로 접속되어 있는 탄성 표면파 공진기들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  36. 제 3항에 있어서, 상기 제2 및 제3 탄성표면파 필터 소자에 인접한 평형 단자측에 종속접속(cascade) 형태로 접속되어 있는 사다리형 탄성 표면파 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  37. 제 3항에 있어서, 상기 탄성 표면파 필터 장치는 탄성 표면파 필터 소자가 배치되어 있는 상기 압전 기판을 포함하는 칩을 내장(house)하기 위한 캐비티(cavity)를 갖는 패키지를 더 포함하는데,
    상기 패키지는 상기 캐비티의 내부 바닥면에 상기 칩상의 전극 패턴과 전기적으로 접속하기 위한 전극 패드를 가지며,
    상기 압전 기판에 배치되어 있는 전극 패턴, 패키지 및 전극 패드 중 적어도 하나는 축 대칭 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  38. 제 37항에 있어서, 전극 패턴, 패키지 및 전극 패드 중 적어도 두 개는, 동일한 대칭축에 대하여 축 대칭 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  39. 제 3항에 있어서, 상기 탄성 표면파 필터 장치는 탄성 표면파 필터 소자가 배치되어 있는 상기 압전 기판을 포함하는 칩을 내장(house)하기 위한 캐비티(cavity)를 갖는 패키지를 더 포함하는데,
    상기 패키지는 상기 캐비티의 외부 바닥에 외부 입력 단자 및 두 개의 외부 출력 단자를 가지되, 상기 두 개의 외부 출력 단자가 상기 외부 입력 단자에 대하여 축 대칭인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  40. 제 39항에 있어서, 상기 두 개의 외부 출력 단자 사이에 배치된 외부 접지 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  41. 제 39항에 있어서, 상기 외부 입력 단자와 상기 두 개의 외부 출력 단자 사이에 배치된 두 개의 외부 접지 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터 장치.
  42. 제 3항에 의한 탄성 표면파 필터를 포함하는 듀플렉서에 있어서,
    상기 탄성 표면파 필터는 입력단이 안테나에 공통으로 접속되고, 출력단이 각각 송신 출력단과 수신 출력단으로 작용하는 것을 특징으로 하는, 듀플렉서.
  43. 삭제
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