KR101044971B1

KR101044971B1 - 탄성 표면파 필터

Info

Publication number: KR101044971B1
Application number: KR1020067001958A
Authority: KR
Inventors: 츠토무 이가키; 카쥬오 이케다; 아키오 츠네카와
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2011-06-29
Also published as: CN1830143A; WO2005013481A1; US7482895B2; CN100511999C; JP4544157B2; US20070109075A1; JPWO2005013481A1; KR20060041296A

Abstract

압전체 기판(11)과, 이 압전체 기판(11) 상의 제1 탄성 표면파 전파로 상에 설치한 복수개의 IDT 전극(12, 13)과, 이들 IDT 전극(12, 13)을 포함하는 제1 전극 패턴의 양단부에 배치된 반사기 전극(14, 15)과, 상기 압전체 기판(11) 상에서, 또한 제1 탄성 표면파 전파로 상과는 다른 제2 탄성 표면파 전파로 상에 설치한 1개 이상의 IDT 전극(16)과, 이 IDT 전극(16)을 포함하는 제2 전극 패턴의 양단부에 배치된 반사기 전극(17, 18)을 가지고, 제1 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(12, 13) 간을 접속 배선부(19)에서 전기적으로 직렬로 접속함과 함께, 이 접속 배선부(19)와 접지(20)와의 사이에 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(16)을 접속한 구성으로 이루어져, SAW 필터(10)를 소형화할 수 있다.

압전체 기판, 접속 배선부, 반사기 전극

Description

탄성 표면파 필터{SURFACE ACOUSTIC WAVE FILTER}

본 발명은 휴대 전화 등에 주로 이용되는 탄성 표면파 필터에 관한 것이다.

휴대 전화 등에는 필요한 주파수 대역만을 선택하기 위하여 탄성 표면파 필터(이하, SAW 필터라고 함)가 이용되고 있다. 이 SAW 필터에 대해서는 통과 대역폭을 넓게 하고 억압도를 높게 하며, 또한 삽입 손실을 작게하는 것이 요망되고 있다. 이와 같은 요망에 대하여 일본 특개평 5-183380호 공보에서는 래더형의 SAW 필터에 관하여, 통상 대역폭에 대해서는 폭을 넓게 하는 동시에 삽입 손실을 작게 하고, 또한 통상 대역 외의 억압도를 높게 하는 구성이 나타내어져 있다. 이에 따르면, 소정의 공진 주파수를 가지는 제1 일단자쌍 탄성 표면파 공진자를 병렬 아암(arm)으로 배치하고, 이 제1 공진기의 반공진 주파수와 대략 일치하는 공진 주파수를 가지는 제2 일단자쌍 탄성 표면파 공진자를 직렬 아암으로 배치하여 구성하고 있다. 또한 제1 탄성 표면파 공진자에 직렬로 인덕턴스를 부가하는 구성도 나타내고 있다.

상기의 구성뿐만 아니라, 보다 양호한 필터 특성을 실현하기 위하여 각종 구성이 제안되고 실용화되고 있다.

도 14에 도시한 구성으로 이루어지는 SAW 필터(200)도 일반적으로 많이 이용 되고 있다. 도 14에 도시한 SAW 필터(200)는 압전체 기판(202) 상에 3개의 직렬 아암의 탄성 표면파 공진자(204, 212, 220)와 2개의 병렬 아암의 탄성 표면파 공진자(228, 236)를 형성하고, 이들을 접속함으로써 소정의 필터 특성을 얻고 있다. 즉 직렬 아암의 탄성 표면파 공진자(204, 212, 220)는 인터 디지털 트랜스듀서 전극(INTER DIGITAL TRANSDUCER 이하, IDT 전극이라고 함;206, 214, 222)과, 그 양측에 배치된 반사기 전극(208, 210, 216, 218, 224, 226)에 의해 각각 구성되어 있다. 또한 병렬 아암의 탄성 표면파 공진자(228, 236)도, 마찬가지로 IDT 전극(230, 238)과, 그 양측에 배치된 반사기 전극(232, 234, 240, 242)에 의해 각각 구성되어 있다. 3개의 직렬 아암의 탄성 표면파 공진자(204, 212, 220)는 제1 접속 배선부(242, 244)를 통해 직렬로 접속되어 있다. 또한 병렬 아암의 탄성 표면파 공진자(228, 236)는 제1 접속 배선부(242, 244)에 각각 접속하는 제2 접속 배선부(246, 248)와 접속하고, 타방은 접지(250)에 접속되어 있다. 또한 3개의 직렬 아암의 탄성 표면파 공진자(204, 212, 220) 중, 각각 외측에 배치된 탄성 표면파 공진자(204, 220)는 입력 단자(252) 및 출력 단자(254)에 각각 접속되어 있다.

이 구성에 의해 소정의 특성을 가지는 SAW 필터(200)를 실현할 수 있다. 그러나 이 구성에 있어서 대역외 감쇠량을 크게 하려고 하면, 탄성 표면파 공진자의 수를 증가시킬 필요가 발생한다. 그 때문에 칩 사이즈를 크게 하지 않으면 안되게 된다.

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위한 것으로, 고감쇠 특성을 가지면서 소형화 가능한 SAW 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이하의 구성을 가진다.

본 발명의 SAW 필터는 압전체 기판과, 이 압전체 기판의 표면에서, 또한 제1 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 복수개의 IDT 전극과, 복수의 상기 IDT 전극을 포함하여 구성되는 제1 전극 패턴의 적어도 양단부에 배치된 반사기 전극과, 상기 압전체 기판의 표면에서, 또한 제1 탄성 표면파 전파로 상과는 다른 제2 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 1개 이상의 IDT 전극과, 이 IDT 전극을 포함하여 구성되는 제2 전극 패턴의 적어도 양단부에 배치된 반사기 전극을 가지고, 제1 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극간을 접속 배선부에 의해 전기적으로 직렬로 접속함과 함께, 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴과의 사이에 배치된 상기 접속 배선부와 접지와의 사이에 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극을 접속한 구성으로 이루어진다.

이에 따라 직렬로 배치되는 복수개의 공진자를 한데 모은 구성으로 할 수 있으므로, SAW 필터로서의 양호한 특성을 확보하면서 칩 사이즈를 작게 할 수 있다.

또한 본 발명의 SAW 필터는, 상기 제2 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 IDT 전극과, 이 IDT 전극을 포함하여 구성되는 제2 전극 패턴의 적어도 양단부에 배치된 반사기 전극에 의해 적어도 1개의 탄성 표면파 공진자를 구성해도 무방하다.

또한 본 발명의 SAW 필터는, 상기 제2 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 복수의 IDT 전극의 일방의 단자는 접지에 접속하고, 타방의 단자는 각각 다른 접속 배선부와 접속된 구성으로 해도 무방하다.

또한 본 발명의 SAW 필터는, 상기 구성에 있어서 제1 탄성 표면파 전파로 상에 배치되고 전기적으로 직렬로 접속된 복수의 IDT 전극은, 인접하는 IDT 전극간이 상호 역상이 되도록 배치해도 무방하다.

또한 본 발명의 SAW 필터는, 상기 구성에 있어서, 추가로 복수의 IDT 전극이 배치되어 구성되는 제1 전극 패턴의 IDT 전극간에 반사기 전극을 설치해도 무방하다.

또한 본 발명의 SAW 필터는, 제1 전극 패턴의 IDT 전극간에 설치한 상기 반사기 전극을 접지에 접속해도 무방하다.

또한 본 발명의 SAW 필터는, 제1 전극 패턴의 IDT 전극간을 상기 반사기 전극을 통해 전기적으로 직렬로 접속해도 무방하다.

또한 본 발명의 SAW 필터는, 제1 전극 패턴에 있어서, 인접하는 IDT 전극간이 상호 동상이 되도록 배치해도 무방하다.

또한 본 발명의 SAW 필터는 압전체 기판과, 이 압전체 기판의 표면에서, 또한 제1 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 복수개의 IDT 전극과, 복수의 상기 IDT 전극을 포함하여 구성되는 제1 전극 패턴의 적어도 양단부에 배치된 반사기 전극과, 상기 압전체 기판의 표면에서, 또한 제1 탄성 표면파 전파로 상과는 다른 제2 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 1개 이상의 IDT 전극과, 이 IDT 전극을 포함하여 구성되는 제2 전극 패턴의 적어도 양단부에 배치된 반사기 전극으로 탄성 표면파 공진자를 구성하고, 제1 전극 패턴의 IDT 전극은 일방의 단자를 각각 접지에 접속하고, 타방의 단자를 탄성 표면파 공진자의 개별 단자에 접속한 구성으로 이루어진다.

이에 따라 복수개의 병렬로 배치한 탄성 표면파 공진자(이하, 공진자라고 함)를 한데 모은 구성으로 할 수 있으므로, SAW 필터로서의 특성을 종래와 같은 정도 혹은 더욱 향상할 수 있음과 동시에 칩 사이즈를 작게 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 SAW 필터는 복수의 공진자를 한데 모은 구성으로 하고 있으므로, 수많은 공진자를 필요로 하는 고 감쇠 특성의 필터의 경우라도 칩 사이즈를 작게 할 수 있어서 낮은 비용의 SAW 필터를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 SAW 필터의 압전체 기판상에서의 전극 구성을 나타내는 평면도.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 SAW 필터의 전극 구성을 나타내는 평면도.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 SAW 필터의 전극 구성을 나타내는 평면도.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 SAW 필터의 전극 구성을 나타내는 평면도.

도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 SAW 필터의 전극 구성을 나타내는 평면도.

도 6A는 본 발명의 SAW 필터의 특성을 측정하기 위해 제작한 필터 구성을 나타내는 블록도.

도 6B는 본 발명의 SAW 필터의 특성을 측정하기 위해 제작한 다른 필터 구성을 나타내는 블록도.

도 7은 도 6A에 도시한 필터 구성에 대한 특성을 측정한 결과를 나타낸 도.

도 8은 도 6B에 도시한 필터 구성에 대한 특성을 측정한 결과를 나타낸 도.

도 9는 종래 구성의 SAW 필터의 특성을 측정한 결과를 나타낸 도.

도 10은 본 발명의 SAW 필터의 특성을 측정하기 위하여 제작한 또 다른 필터 구성을 나타낸 블록도.

도 11은 도 10에 도시한 필터 구성으로서, 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극을 동상으로 했을 때의 특성을 측정한 결과를 나타낸 도.

도 12는 도 10에 도시한 필터 구성으로서, 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극을 역상으로 했을 때의 특성을 측정한 결과를 나타낸 도.

도 13은 도 10에 도시한 필터 구성으로서, 제2 탄성 표면파 전파로 상에 설치한 IDT 전극과 반사기 전극에 의해 2개의 래더 구성의 공진기로 했을 때의 특성을 측정한 결과를 나타내는 도.

도 14는 종래의 래더 구성으로 이루어지는 SAW 필터를 나타내는 도.

(도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명)

10, 30, 40, 50, 70, 75, 80, 100, 200 SAW 필터

11, 202 압전체 기판

19, 42, 44, 64, 65, 66, 88, 89, 90, 92, 93, 94, 95 접속 배선부

20, 250 접지

21, 252 입력 단자

22, 254 출력 단자

24, 204, 212, 220, 228, 236 탄성 표면파 공진자(공진자)

12, 13, 16, 51, 52, 53, 54, 60, 61, 62, 63, 68, 81, 82, 85, 206, 214, 222, 230, 238 IDT 전극

14, 15, 17, 18, 32, 56, 57, 58, 59, 62, 63, 67, 68, 86, 87, 208, 210, 216, 218, 224, 226, 232, 234, 240, 242 반사기 전극

242, 244 제1 접속 배선부

246, 248 제2 접속 배선부

이하 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있으므로 설명을 생략하는 경우가 있다.

(제1 실시예)

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 SAW 필터(10)의 압전체 기판(11) 상에서의 전극 구성을 나타내는 평면도이다. 본 실시예의 SAW 필터(10)는 이하의 구성으로 이루어진다. 압전체 기판(11)의 표면에서, 또한 제1 탄성 표면파 전파로 상에 2개의 IDT 전극(12, 13)이 접하도록 배치되어 제1 전극 패턴을 구성하고 있다. 이들 IDT 전극(12, 13)으로 이루어지는 제1 전극 패턴의 양단부에 반사기 전극(14, 15)이 배치되어 있다.

또한 동일한 압전체 기판(11)의 표면에서, 또한 제1 탄성 표면파 전파로 상과는 다른 제2 탄성 표면파 전파로 상에 IDT 전극(16)이 배치되고, 이 양단부에 반 사기 전극(17, 18)이 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 이 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(16)과 반사기 전극(17, 18)에 의해 1개의 공진자(24)를 구성하고 있다.

또한 도시하는 바와 같이, 제1 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(12, 13)은 일방의 단자끼리가 접속 배선부(19)에서 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 또한 타방의 단자는 각각 입력 단자(21)와 출력 단자(22)에 접속되어 있다. 이에 따라 제1 탄성 표면파 전파로 상에서는 2개의 IDT 전극(12, 13)과 2개의 반사기 전극(14, 15)에 의해 실질적으로 2개의 공진자가 구성되어 있다. 한편, 접속 배선부(19)와 접지(20)와의 사이에는 제2 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 IDT 전극(16)이 접속되어 있다. 즉 본 실시예에서는 접속 배선부(19)와 접지(20)와의 사이에 공진자(24)가 접속된 구성으로 되어 있다.

이와 같은 구성으로 함으로써, 종래의 래더 형으로 구성하면 3개의 공진자를 형성할 필요가 있었던 것에 대하여, 종래 구성의 거의 2개의 면적분으로 형성할 수 있다. 따라서 칩 사이즈의 소형화를 도모할 수 있다.

본 실시예의 SAW 필터(10)의 구체적인 구성의 일례에 대하여 이하에 설명한다. 압전체 기판(11)으로서는 리튬나이오베이트(LiNbO₃) 단결정 기판, 리튬탄탈레이트(LiTaO₃) 단결정 기판 등의 특정의 커트각의 압전체 기판을 이용한다. 이하의 구체예에서는 압전체 기판(11)으로서 36°Y 커트 X 전파 리튬탄탈레이트(LiTaO₃) 단결정 기판을 이용했다. 그 압전체 기판(11) 상에, 알루미늄 중에 동을 도핑한 전극막 을 400nm의 막 두께로 형성한 후, IDT 전극이나 반사기 전극 등의 소정의 형상을 포토리소 그래피 프로세스와 에칭 프로세스에 의해 제작했다. 제1 전극 패턴은, 이 압전체 기판(11)의 표면에서 제1 탄성 표면파 전파로 상에 배치되어 있는데, 이 제1 전극 패턴을 구성하는 IDT 전극(12, 13)은 빗형 전극의 전극 핑거 피치가 2.34㎛이고 각각 70쌍이 된다. 또한 2개의 IDT 전극(12, 13) 간에 설치한 틈새는 1.17㎛, 반사기 전극(14, 15)은 전극 핑거 피치가 2.40㎛이고 전극 핑거 개수가 50개이다. 또한 반사기 전극(14)과 IDT 전극(12) 간에 설치하는 틈새, 및 반사기 전극(15)과 IDT 전극(13)과의 사이에 설치하는 틈새는 각각 1.17㎛으로 했다.

또한 접속 배선부(19)와 접지(20)와의 사이에 접속하는 탄성 표면파 공진자(24)는, IDT 전극(16)을 구성하는 빗형 전극의 전극 핑거 피치가 2.44㎛이고 쌍 수 80쌍으로 하고, 그 양단부에 전극 핑거 피치가 2.50㎛이고 전극 핑거 개수가 50개로 이루어지는 반사기 전극(17, 18)을 각각 배치하고 있다.

접속 배선부(19)는 IDT 전극(12, 13, 16) 및 반사기 전극(14, 15, 17, 18)을 형성할 때에, 동시에 포토리소 그래피 프로세스 및 에칭 프로세스에 의해 제작해도 무방하다. 또한 접속 배선부(19)의 저항을 저감하기 위하여, 이 전극 박막상에 보강 전극막을 형성해도 무방하다.

또한 제1 전극 패턴의 2개의 IDT 전극(12, 13)은 위상이 서로 역상이 되도록 하면 리플을 작게 할 수 있다. 한편 위상이 서로 동상이 되도록 하면, 서로가 간섭하기 쉬워져서 리플이 다소 커지나 로스를 작게 할 수 있다. 따라서 각각 목표로 하는 특성을 실현하기 위하여 설계에 따라 분리하여 사용하는 것이 바람직하다.

또한 본 실시예에서는 제1 탄성 표면파 전파로 상에 배치한 IDT 전극은 2개이고 제2 탄성 표면파 전파로 상에 배치한 IDT 전극은 1개로 했으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 제1 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극을 3개 이상, 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극을 2개 이상 설치해도 무방하다. 이 경우에 IDT 전극간에 반사기 전극을 설치해도 무방하다.

(제2 실시예)

이하 본 발명의 제2 실시예에 따른 SAW 필터(30)에 대하여 도 2을 참조하여 설명한다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예의 SAW 필터(30)는 이하의 점이 제1 실시예의 SAW 필터(10)와 다르다. 즉 본 실시예에서는 제1 탄성 표면파 전파로 상의 제1 전극 패턴을 구성하는 2개의 IDT 전극(12, 13)의 사이에 반사기 전극(32)을 설치하고 있는 것이다.

도 2에서의 구체적인 구성의 일례를 설명한다. 제1 실시예에서 설명한 구체적인 구성의 일례에 있어서, 제1 전극 패턴을 구성하는 2개의 IDT 전극(12, 13) 간에 전극 핑거 피치가 2.40㎛이고 전극 핑거 개수가 10개로 이루어지는 반사기 전극(32)을 배치했다. 또한 반사기 전극(32)과 IDT 전극(12, 13)의 각각의 틈새는, 예를 들면 1. 17㎛으로 했다.

이와 같이 2개의 IDT 전극(12, 13) 간에 반사기 전극(32)을 설치함으로써 2개의 IDT 전극(12, 13) 간의 부유 용량을 저감하여 고역측에서의 감쇠량의 열화를 방지할 수 있다. 또한 2개의 IDT 전극(12, 13)을 동상으로 해도 반사기 전극(32)이 설치되어 있으므로 리플도 작게 할 수 있다.

또한 IDT 전극(12, 13) 간의 반사기 전극(32)의 전극의 개수는 부유 용량의 영향을 작게 하기 위해서는 많은 쪽이 좋다. 그러나 너무 많으면 칩 사이즈가 커지므로 양단부에 배치하는 반사기 전극(14, 15)의 전극 개수보다는 적게 하는 것이 바람직하다.

또한 이 반사기 전극(32)은 단지 배치되어 있는 것만으로도 부유 용량을 저감하여 고역측의 감쇠량의 열화를 방지할 수 있는데, 접지에 접속하면 감쇠량의 열화를 방지하는 효과가 보다 커져서 한층 더 특성의 개선을 행할 수 있다.

또한 본 실시예에서는 제1 탄성 표면파 전파로 상에 배치한 IDT 전극은 2개이고 제2 탄성 표면파 전파로 상에 배치한 IDT 전극은 1개로 했으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 제1 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극을 3개 이상, 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극을 2개 이상 설치하고, 이들 IDT 전극 간에 반사기 전극을 설치해도 무방하다. 또한 이들 반사기 전극을 접지에 접속해도 무방하다.

(제3 실시예)

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 SAW 필터의 전극 구성을 나타내는 평면도이다. 본 실시예의 SAW 필터(40)는 IDT 전극(12, 13, 16) 및 반사기 전극(14, 15, 17, 18, 32)의 구성에 대해서는 제2 실시예의 SAW 필터(30)와 동일하다. 다만 본 실시예에서는 제1 탄성 표면파 전파로 상의 제1 전극 패턴을 구성하는 2개의 IDT 전극(12, 13)이 반사기 전극(32)을 통해 접속 배선부(42, 44)에 의해 직렬로 접속되어 있다. 또한 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴과의 사이에 배치되어 있는 접 속 배선부(42)와 접지(20)와의 사이에 공진자(24)가 접속되어 있다.

이상과 같이 본 실시예의 SAW 필터(40)는 반사기 전극(32)과 접속 배선부(42, 44)를 통해 2개의 IDT 전극(12. 13) 간을 직렬로 접속하고 있다. 이와 같이 반사기 전극(32)을 통해 직렬로 접속해도 동일한 특성을 얻을 수 있다. 따라서 출력 단자(22)와의 접속 위치 등을 포함하여 IDT 전극(12, 13) 간을 직렬로 접속하기 위한 설계 자유도를 크게 할 수 있다.

또한 본 실시예에서는 제1 탄성 표면파 전파로 상에 배치한 IDT 전극은 2개이고 제2 탄성 표면파 전파로 상에 배치한 IDT 전극은 1개로 했으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 제1 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극을 3개 이상, 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극을 2개 이상 설치하고, 이들 IDT 전극 간에 반사기 전극을 설치하고, 반사기 전극과 접속 배선부에 의해 제1 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극을 전기적으로 직렬로 접속해도 무방하다.

(제4 실시예)

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 SAW 필터(50)의 전극 구성을 나타내는 평면도이다. 본 실시예의 SAW 필터(50)는 제1 탄성 표면파 전파로 상에는 제1 전극 패턴과, 이 제1 전극 패턴의 양단부에 배치된 반사기 전극(56, 57)이 설치되어 있다. 그리고 제1 전극 패턴은 4개의 IDT 전극(51, 52, 53, 54)과, 2개의 반사기 전극(58, 59)으로 구성되어 있다. 또한 이들 반사기 전극(58, 59)은 도시한 바와 같이 2개의 IDT 전극(51, 52) 간 및 별도의 2개의 IDT 전극(53, 54) 간에 각각 배치되어 있다.

또한 제1 탄성 표면파 전파로와는 다른 제2 탄성 표면파 전파로 상에는 2개의 IDT 전극(60, 61)에 의해 제2 전극 패턴이 구성되고, 이 제2 전극 패턴의 양단부에 반사기 전극(62, 63)이 배치되어 있다.

또한 제1 탄성 표면파 전파로 상의 4개의 IDT 전극(51, 52, 53, 54)은 접속 배선부(64, 65, 66)에 의해 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 그리고 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴과의 사이에 배치된 접속 배선부(64, 65)와 접지(20)와의 사이에 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(60, 61)이 접속되어 있다. 본 실시예에서는 도 4로부터 알 수 있듯이, IDT 전극(60)은 접속 배선부(64)와 접지(20)에 접속되고, 또 하나의 IDT 전극(61)은 접속 배선부(65)와 접지(20)에 접속되어 있다.

또한 IDT 전극(51, 54)의 각각 일방의 단자가 입력 단자(21)와 출력 단자(22)에 접속되어 있다.

본 실시예의 SAW 필터의 구체적인 구성의 일례에 대하여 이하와 같이 설명한다. 제1 전극 패턴에 있어서 IDT 전극(51, 54)의 빗형 전극의 쌍 수를 70쌍, IDT 전극(52, 53)의 빗형 전극의 쌍 수를 60쌍으로 하고, 빗형 전극의 전극 핑거 피치는 제1 실시예와 마찬가지로 2.34㎛로 했다. 또한 제2 전극 패턴의 IDT 전극(60, 61)은 빗형 전극의 전극 핑거 피치가 2.44㎛으로서 각각 80쌍으로 하고, IDT 전극(60, 61) 간의 틈새는 1.22㎛으로 했다. 또한 그 양단부에 배치된 반사기 전극(62, 63)은 전극 핑거 피치가 2.50㎛으로서 전극 핑거 개수가 50개, 반사기 전극(62, 63)과 IDT 전극(60, 61) 간의 틈새는 각각 1.20㎛로 했다.

또한 제1 전극 패턴에 배치된 반사기 전극(58, 59)은 그 전극 핑거 피치가 2.5㎛이고 전극 핑거 개수는 각각 10개이다. 또한 본 실시예에서는 제1 전극 패턴의 중앙부에 배치되어 있는 2개의 IDT 전극(52, 53) 간에는 반사기 전극을 설치하지 않았다. 이것은 제1 전극 패턴에 있어서 2개의 IDT 전극(51, 52) 간 및 마찬가지로 2개의 IDT(53, 54) 간의 부유 용량은 고역측의 감쇠량에 영향을 미치나, 중앙부의 2개의 IDT 전극(52, 53) 간의 부유 용량은 거의 영향을 미치지 않는 것이 발견된 것에 따른다. 단, 이 사이에 반사기 전극을 설치해도 무방하다. 반사기 전극을 설치하면 설계의 자유도를 보다 크게 할 수 있다.

또한 종래의 래더 형에서는 직렬 아암의 공진자의 빗형 전극의 쌍 수가 100쌍 정도 이하가 되면 리플이 커지는 경향이 있었다. 그러나 본 실시예의 경우에는 2개의 IDT 전극(52, 53)이 인접하여 배치되어 있기 때문에 각각의 빗형 전극의 쌍 수는 60쌍이나, 실질상 120쌍의 상태가 실현되어 있고, 이 결과 리플이 억압된다. 또한 IDT 전극(51, 54)에 대해서도, 각각 배치되어 있는 반사기 전극(58, 59)의 전극 개수를 10개 정도로 하면 리플로의 영향이 저감되어 빗형 전극의 쌍 수가 70쌍 정도라도 거의 리플의 발생을 볼 수 없었다.

이상 설명한 바와 같이, 종래의 래더형으로 구성하면 6개의 공진자를 형성할 필요가 있었던 것에 반해 본 실시예에서는 2개의 공진자 군으로 형성할 수 있다. 이 결과 SAW 필터 특성을 열화시키지 않고 칩 사이즈의 소형화를 도모할 수 있다.

또한 제1 전극 패턴의 반사기 전극(58, 59)은 본 실시예에서는 접지에 접속하지 않으나, 제2 실시예에서 설명한 바와 같이 접지에 접속해도 무방하다.

(제5 실시예)

도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 SAW 필터(80)의 전극 구성을 나타내는 평면도이다. 본 실시예의 SAW 필터(80)가 도 1에 도시한 SAW 필터(10)와 다른 점은 이하와 같다. 즉 제1 실시예의 SAW 필터(10)에서는, 입력 단자(21)와 출력 단자(22)에 접속되는 직렬의 공진자의 IDT 전극(12, 13)을 제1 탄성 표면파 전파로 상에 설치하고 있다. 한편 본 실시예의 SAW 필터(80)에서는 입력 단자(21)와 출력 단자(22)에 일방의 단자를 접속하고, 타방의 단자를 접지에 접속하는 IDT 전극(81, 82)을 제1 탄성 표면파 전파로 상에 설치하고 있다. 또한 제1 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(81)과 제2 탄성 표면파 전파로 상의 반사기 전극(86)을 접속 배선부(88)에 의해 접속하고, 반사기 전극(86)과 IDT 전극(85)을 접속 배선부(90)에 의해 접속하며, 또한 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(85)과 제1 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(82)을 접속 배선부(89)에 의해 접속하고 있다. 이에 따라 제1 탄성 표면파 전파로 상의 2개의 IDT 전극(81, 82)은 접속 배선부(88, 89, 90)와 반사기 전극(86)에 의해 전기적으로 직렬로 접속된다. 또한 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(85)과 반사기 전극(86, 87)에 의해 공진자를 구성하고 있고, 제1 전극 패턴의 2개의 IDT 전극(81, 82)은 상기 공진자의 개별 단자에 접속되어 있다.

이렇게 구성함으로써 종래의 래더형으로 구성하는 SAW 필터의 경우에는 3개의 공진자를 형성할 필요가 있었으나, 본 실시예의 SAW 필터(80)의 경우에는 거의 2개분의 면적으로 형성할 수 있다. 이 결과 칩 사이즈의 소형화가 가능해진다.

이하, 본 실시예에 따른 SAW 필터의 구체적인 구성예에 대하여 설명한다. 압전체 기판(11) 상에 IDT 전극(81, 82)을 제1 탄성 표면파 전파로 상에 배치하여 제 1 전극 패턴을 형성한다. 이 제1 전극 패턴의 양단부에 반사기 전극(83, 84)을 배치한다. 2개의 IDT 전극(81, 82)은 빗형 전극의 전극 핑거 피치가 2.44㎛이고 각각 80쌍으로 했다. 또한 2개의 IDT 전극(81, 82) 간의 틈새는 1.22㎛으로 했다. 또한 반사기 전극(83, 84)은 전극 핑거 피치가 2.50㎛이고 전극 핑거 개수를 50개로 했다. 또한 반사기 전극(83)과 IDT 전극(81)과의 틈새 및 반사기 전극(84)과 IDT 전극(82)과의 틈새는 각각 1.20㎛으로 했다.

또한 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(85)은 빗형 전극의 전극 핑거 피치가 2.34㎛이고 70쌍으로 구성되어 있다. 이 IDT 전극(85)의 양단부에 배치된 반사기 전극(86, 87)은 전극 핑거 피치가 2.40㎛이고 전극 핑거 개수는 50개로 했다. 이 IDT 전극(85)과 반사기 전극(86, 87)에 의해 공진자를 구성하고 있다. 또한 입력 단자(21)는 접속 배선부(88)에 접속되어 있고 출력 단자(22)는 접속 배선부(89)에 접속되어 있다.

이와 같은 SAW 필터 구성으로 함으로써 종래의 래더형으로 구성하는 SAW 필터의 공진자의 거의 2개분의 면적으로 형성할 수 있다. 이 결과 칩 사이즈를 소형화할 수 있어 낮은 비용의 SAW 필터를 실현하는 것이 가능해진다.

또한 본 실시예에서는 제1 탄성 표면파 전파로 상에 배치한 IDT 전극은 2개이고 제2 탄성 표면파 전파로 상에 배치한 IDT 전극은 1개로 했으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 제1 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극을 3개 이상, 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극을 2개 이상 설치해도 무방하다.

또한 본 발명은 제1 실시예로부터 제5 실시예에서 설명한 구성에 한정되지 않고, 각종 IDT 전극과 반사기 전극 구성으로 할 수 있다. 또한 인접하는 IDT 전극간을 역상으로 해도 무방하고 동상으로 해도 무방하다.

이하 제4 실시예에 따른 SAW 필터(50)를 기본으로, 이것을 일부 변형한 구성으로 이루어지는 SAW 필터의 구체예에 대하여 필터 특성을 측정한 결과를 설명한다.

도 6A는 본 발명의 SAW 필터의 특성을 측정하기 위하여 제작한 필터 구성을 나타내는 블록도이다. 또한 도 6A에서는 설명을 용이하게 하기 위해 IDT 전극과 반사기 전극을 블록 구성으로 나타내고 있다. 도 6A에 도시한 SAW 필터(70)는 제1 탄성 표면파 전파로 상에 4개의 IDT 전극(51, 52, 53, 54)과, 그들 양측에 각각 반사기 전극(56, 57, 58, 59, 67)을 배치하고 있다. 제2 탄성 표면파 전파로 상에는 IDT 전극(60, 61)과 양단부 및 중앙부에 반사기 전극(62, 63, 68)이 배치되어 있다. 제1 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(51, 52, 53, 54)은 접속 배선부(64, 65, 66)에 의해 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 또한 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(60)은 접속 배선부(64)와 접지(20)에 접속되어 있고, 또 하나의 IDT 전극(61)은 접속 배선부(65)와 접지(20)에 접속되어 있다.

여기서 IDT 전극(51, 52)은 158쌍, IDT 전극(53, 54)은 216쌍으로, 그 교차폭은 양쪽 모두 25㎛로 했다. 또한 반사기 전극(56, 57)의 전극 핑거 개수는 30개이고, 제1 전극 패턴에 배치한 반사기 전극(58, 59, 67)의 전극 핑거 개수는 10개로 했다. 또한 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(60, 61)은 각각 147쌍, 263쌍으로 했다. 또한 반사기 전극(62, 63, 68)의 전극 핑거 개수는 30개이다. 또한 η은 0.52로 설정했다. 또한 전극막 두께는 약 160nm이다. 이 SAW 필터(70)의 경우에는 제1 전극 패턴 중의 IDT 전극(51, 52, 53, 54)은 모두 동상이 되도록 했다.

도 6B는 본 발명의 SAW 필터의 특성을 측정하기 위하여 제작한 별도의 필터 구성을 나타낸 블록도이다. 또한 도 6B에 대해서도 설명을 용이하게 하기 위하여 IDT 전극과 반사기 전극을 블록 구성으로 나타내고 있다. 도 6B에 도시한 SAW 필터(75)는 제1 전극 패턴 중의 반사기 전극을 중앙부의 반사기 전극(67)만으로 하고, 또한 2개의 각각 인접하는 IDT 전극(51, 52) 간 및 IDT 전극(53, 54) 간은 역상, 반사기 전극(67)을 통해 인접하는 IDT 전극(52, 53) 간에 대해서는 동상이 되도록 한 점이 도 6A에 도시한 SAW 필터(70)와 다르다.

또한 도 14에 도시한 종래 구성의 SAW 필터도 제작했다. 쌍 수나 교차폭 등에 대해서는 도 6A, 도 6B 에 도시한 구성과 동일하게 했다.

도 7, 도 8 및 도 9에 이들 필터 특성의 측정 결과를 나타낸다. 도 7은 SAW 필터(70)의 특성을 나타내는 도이다. 또한 도 8은 SAW 필터(75)의 특성을 나타내는 도이다. 또한 도 9는 종래 구성의 SAW 필터의 특성을 나타내는 결과이다. 도면으로부터 알 수 있듯이, 종래 구성의 SAW 필터에서는 통과 대역의 소정의 주파수의 A점에서의 삽입 손실이 1.41dB 및 B점에서의 삽입 손실이 1.54dB였다. 이에 대하여 SAW 필터(70)에서는 A점에서의 삽입 손실이 1.37dB 및 B점에서의 삽입 손실이 1.33dB였다. 한편 SAW 필터(75)에서는 A점에서의 삽입 손실이 1.37dB 및 B점에서의 삽입 손실이 1.37dB였다. 즉 본 발명의 SAW 필터는 종래 구성의 SAW 필터와 비교하여 삽입 손실을 작게 할 수 있는 것이 발견되었다. 특히 IDT 전극간에 반사기를 설 치하고 동상으로 함으로써, 보다 양호한 특성을 얻을 수 있는 것이 발견되었다. 또한 본 실시예에서 시험 제작한 SAW 필터는 PCS 용도로서 A점의 주파수는 1930MHz이고 B점의 주파수는 1990MHz이다.

이상과 같이 본 발명의 SAW 필터에 있어서는 칩 사이즈를 작게 할 수 있음과 동시에 삽입 손실도 저감할 수 있는 것이 발견되었다. 이와 같이 삽입 손실을 저감할 수 있는 이유에 대해서는 이하와 같이 추측하고 있다.

도 6B에 도시한 SAW 필터(75)에서 IDT 전극(51)의 공진을 고려하면, IDT 전극(52)이 반사기 전극(56)과는 전극 핑거 피치가 다르고, 또한 그 개수도 많은 반사기 전극으로서 작용하기 때문에 실효적인 공진 길이가 길어진다. 따라서 반사기의 Q값이 커져서, 필터를 구성한 경우에 삽입 손실이 작아 진다고 생각된다. 한편 도 6A에 도시한 SAW 필터(70)에서는 IDT 전극(51)과 인접하는 IDT 전극(52)을 동상으로 함으로써, 이들 사이에 배치되어 있는 반사기 전극(58)을 통과한 표면 탄성파의 일부가 신호로서 전파하게 되기 때문에, 더욱 삽입 손실을 저감할 수 있는 것으로 추측된다.

다음으로 도 10에 도시한 구성의 SAW 필터에 대한 특성을 측정한 결과에 대하여 설명한다. 또한 도 10에 있어서도 설명을 용이하게 하기 위하여 IDT 전극과 반사기 전극을 블록 구성으로 나타내고 있다.

도 10에 도시한 SAW 필터(100)는 제1 탄성 표면파 전파로 상에 4개의 IDT 전극(51, 52, 53, 54)과, 그들의 양단부에 설치한 반사기 전극(56, 57)과, 중앙부의 IDT 전극(52, 53) 간에 반사기 전극(67)을 배치하고 있다. 또한 제2 탄성 표면파 전파로 상에는 IDT 전극(60, 61)과 양단부 및 중앙부에 반사기 전극(62, 63, 68)이 배치되어 있다. 제1 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(51, 52, 53, 54)은, 접속 배선부(92, 93, 94, 95)에 의해 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 또한 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(60)은 접속 배선부(92)와 접지(20)에 접속되어 있고, 또 하나의 IDT 전극(61)은 접속 배선부(93)와 접지(20)에 접속되어 있다.

또한 이 SAW 필터(100)의 경우에는, 입력 단자(21)는 접속 배선부(92)에 접속되고, 출력 단자(22)는 IDT 전극(54)의 일방의 단자에 접속되어 있는 것이 특징이다.

여기서 IDT 전극(51, 52, 53, 54)은 모두 같은 84쌍이고, 그 교차폭도 모두 같은 25㎛로 했다. 또한 반사기 전극(56, 57)의 전극 핑거 개수는 35개이고, 제1 전극 패턴에 배치한 반사기 전극(67)의 전극 핑거 개수는 10개로 했다. 또한 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(60, 61)은 각각 73쌍, 68쌍으로 했다. 또한 반사기 전극(62, 63)의 전극 핑거 개수는 35개이고, 중앙부의 반사기 전극(68)의 전극 핑거 개수는 7개로 했다. 또한 η은 0.5로 설정했다. 또한 전극막 두께는 약 400nm이다.

또한 제2 탄성 표면파 전파로 상에 2개의 공진자를 설치한 래더 구성도 제작했다. 이때 IDT 전극이나 반사기 전극의 쌍 수 및 전극 핑거 개수 등에 대해서는 도 10에 도시한 SAW 필터(100)와 동일하게 설정했다.

도 11은 SAW 필터(100)로, 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(60, 61)을 동상으로 한 경우이다. 또한 도 12는 동일한 SAW 필터(100)의 구성으로, 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극(60, 61)을 역상으로 한 경우이다. 또한 도 13은 제2 탄성 표면파 전파로 상에 2개의 래더 구성의 공진자를 설치한 경우이다. 또한 이들에 있어서 제1 탄성 표면파 전파로 상의 2개의 IDT 전극(51, 52) 간 및 2개의 IDT 전극(53, 54) 간은 역상으로 하고, 2개의 IDT 전극(52, 53) 간에 대해서는 동상으로 했다.

도 13에 도시한 바와 같이 제2 탄성 표면파 전파로 상의 IDT 전극과 반사기 전극에 의해 래더 구성으로 한 SAW 필터에서는 통과 대역의 소정의 주파수의 C점에서의 삽입 손실이 1.06dB, D점에서의 삽입 손실이 1.27dB였다. 한편 도 11에 도시한 바와 같이 동상으로 한 경우에는, C점에서의 삽입 손실은 0.98dB이고 D점에서의 삽입 손실이 1.18dB였다. 또한 도 12로부터 알 수 있듯이 역상으로 한 경우에는, C점에서의 삽입 손실이 1.01dB이고 D점에서의 삽입 손실이 1.23dB였다. 또 본 실시예에서 시험 제작한 SAW 필터는 AMPS 용도로서 C점의 주파수는 824MHz이고 D점의 주파수는 849MHz이다.

이상과 같이 SAW 필터로서의 특성은 양호한 결과가 얻어지는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 SAW 필터는 많은 공진자를 필요로 하는 고 감쇠 특성의 필터라도, 칩 사이즈를 작게 할 수 있어 휴대 전화 등의 통신 분야, 혹은 TV 등의 영상 분야 등의 필터에 유용하다.

Claims

압전체 기판과, 상기 압전체 기판의 표면에서, 또한 제1 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 복수개의 인터 디지털 트랜스듀서 전극과, 복수의 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극을 포함하여 구성되는 제1 전극 패턴의 적어도 양단부에 배치된 반사기 전극과, 상기 압전체 기판의 표면에서, 또한 상기 제1 탄성 표면파 전파로 상과는 다른 제2 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 1개 이상의 인터 디지털 트랜스듀서 전극과, 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극을 포함하여 구성되는 제2 전극 패턴의 적어도 양단부에 배치된 반사기 전극을 가지고, 상기 제1 탄성 표면파 전파로 상의 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극간을 접속 배선부에 의해 전기적으로 직렬로 접속함과 함께, 상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴과의 사이에 배치된 상기 접속 배선부와 접지와의 사이에 상기 제2 탄성 표면파 전파로 상의 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극을 접속하고, 복수개의 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극을 포함하여 구성되는 상기 제 1 전극 패턴의 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극 사이에, 상기 제1 전극 패턴의 양단부에 배설된 상기 반사기 전극보다도 전극 핑거 개수가 적은 반사기 전극을 설치하고 상기 제1 전극 패턴의 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극 간에 설치된 상기 반사기 전극을 접지에 접속한 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
제1 항에 있어서, 상기 제2 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극과, 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극을 포함하여 구성되는 상기 제2 전극 패턴의 적어도 양단부에 배치된 상기 반사기 전극에 의해 적어도 1개의 탄성 표면파 공진자를 구성한 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
제1 항에 있어서, 상기 제2 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 복수의 상기 인 터 디지털 트랜스듀서 전극의 일방의 단자는 접지에 접속하고, 타방의 단자가 각각 다른 상기 접속 배선부와 접속된 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 탄성 표면파 전파로 상에 배치되고, 전기적으로 직렬로 접속된 복수의 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극은, 인접하는 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극간이 상호 역상이 되도록 배치된 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
삭제
삭제
제1 항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전극 패턴의 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극간을, 상기 반사기 전극을 통해 전기적으로 직렬로 접속한 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
제1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전극 패턴에 있어서, 인접하는 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극간이 상호 동상이 되도록 배치된 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
압전체 기판과, 상기 압전체 기판의 표면에서, 또한 제1 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 복수개의 인터 디지털 트랜스듀서 전극과, 복수의 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극을 포함하여 구성되는 제1 전극 패턴의 적어도 양단부에 배치된 반사기 전극과, 상기 압전체 기판의 표면에서, 또한 상기 제1 탄성 표면파 전파로 상과는 다른 제2 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 1개 이상의 인터 디지털 트랜스듀서 전극과, 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극을 포함하여 구성되는 제2 전극 패턴의 적어도 양단부에 배치된 반사기 전극으로 탄성 표면파 공진자를 구성하고, 상기 제1 전극패턴의 상기 복수개의 인터 디지털 트랜스듀서 전극 사이에, 상기 제1 전극 패턴의 양단부에 배치된 상기 반사기 전극보다도 전극 핑거 개수가 적은 제2 반사기 전극을 설치하고, 상기 제2 반사기 전극을 통하여 상기 제1 전극패턴의 상기 복수개의 인터 디지털 트랜스듀서 전극 간을 직렬로 접속하고, 상기 제2 반사기 전극과 접지와의 사이에 상기 제2 탄성 표면파 전파로상의 상기 인터 디지털 트랜스듀서 전극을 접속한 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.