KR101664858B1 - 필터 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명에 따른 필터 장치는 예를 들면 듀플렉서(1)이다. 듀플렉서(1)는 압전 기판(2)과, 탄성표면파 공진자를 구성하도록, 압전 기판(2)의 주면에 형성되는 IDT(3)와, IDT(3)와 전기적으로 접속되는 배선 전극(5)과, IDT(3) 근방의 압전 기판(2)의 주면에 형성되고, 압전 기판(2)과 음향 임피던스가 다른 음향 부재(이음향부)(6)를 포함한다. IDT(3) 근방에 배치하는 배선 전극(5)은 음향 부재(6)에 형성된다.

Description

필터 장치{FILTER DEVICE}
본 발명은 필터 장치에 관한 것으로서, 특히 탄성표면파 공진자를 구성하도록, 압전 기판의 주면에 IDT(Interdigital Transducer)를 형성한 필터 장치에 관한 것이다.
종래, 휴대전화용의 RF(Radio Frequency) 필터나 IF(Intermediate Frequency) 필터, VCO(Voltage Controlled Oscillator)용 공진자, 혹은 텔레비전용 VIF(Video Intermediate Frequency) 필터 등에 필터 장치인 탄성표면파 장치가 사용되고 있다. 이러한 탄성표면파 장치의 구성이 일본국 공개특허공보 2005-117151호(특허문헌 1)에 개시되어 있다.
특허문헌 1에는, 압전 기판의 주면에 형성되는 IDT(Interdigital Transducer)와, IDT로부터 전파되는 탄성표면파의 전파방향에 있어서 IDT의 양측에 배치된 리플렉터와, IDT와 전기적으로 접속되면서, 적어도 탄성표면파의 전파방향에 배치되는 배선 전극을 포함하는 탄성표면파 장치가 개시되어 있다.
일본국 공개특허공보 2005-117151호
그러나 특허문헌 1에 개시된 탄성표면파 장치를 포함하는 종래의 탄성표면파 장치는, IDT에 인가하는 전력이나 탄성표면파 장치의 구조 등에 의해, 압전 기판의 주면을 전파하는 탄성표면파가 배선 전극에 진동 에너지를 전달하여, 배선 전극을 단선시키거나, 배선 전극을 단락시키는 경우가 있었다. 구체적으로, 종래의 탄성표면파 장치에서는, 배선 전극에 진동 에너지가 전달되면, 배선 전극에서 마이그레이션 또는 위스커가 생겨, 배선 전극의 단선 혹은 다른 배선 전극과의 단락이 발생한다는 문제가 있었다.
예를 들면, 압전 기판에 LT(LiTaO3) 기판을 사용한 탄성표면파 장치에서는, 압전 기판의 주면을 전파하는 탄성표면파로서 누설파가 있다. 이 누설파가, IDT의 양측에 배치된 리플렉터에 전파된 경우, 리플렉터의 외측에 위치하는 배선 전극은, 전력 인가시에, 리플렉터를 통과하여 전파하는 누설파에 의한 진동 에너지가 가해짐으로써 발열하여 단선, 또는 단락하는 경우가 있었다. 특히, 배선 전극은 Au나 Al 등의 금속막으로 형성되어 있는 경우, 압전 기판을 전파하는 누설파에 의한 진동 에너지에 의해 단선, 또는 단락이 발생하는 경우가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 압전 기판의 주면을 전파하는 탄성표면파에 의해, 배선 전극이 단선, 또는 단락하는 것을 방지할 수 있는 필터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 어느 국면에 따른 필터 장치는 압전 기판과, 탄성표면파 공진자를 구성하도록, 압전 기판의 주면에 형성되는 IDT와, IDT와 전기적으로 접속되는 배선 전극과, IDT 근방에 형성되어, 압전 기판과 음향 임피던스가 다른 이음향부(異音響部)를 포함하고, IDT 근방에 배치하는 배선 전극은 이음향부에 형성된다.
하나의 실시 양태에서는, 이음향부는, 압전 기판의 주면에 있어서, 압전 기판과 음향 임피던스가 다른 음향 부재가 형성된 부분이다.
하나의 실시 양태에서는, 이음향부는, 압전 기판의 주면과, 주면과 동일 평면에 있지 않은 면으로 구성하는 단차가 형성된 부분이다.
하나의 실시 양태에서는, 이음향부는 압전 기판과 음향 임피던스가 다른 음향 부재를 형성하고 있는 부분과, 압전 기판의 주면과, 주면과 동일 평면에 있지 않은 면으로 구성하는 단차가 형성된 부분을 포함한다.
하나의 실시 양태에서는, 압전 기판의 주면에 있어서의 탄성표면파에 대한 음향 임피던스(Zc)와, 음향 부재의 횡파 음속에 대한 음향 임피던스(Za)가 Za/Zc<0.17의 관계를 가진다.
하나의 실시 양태에서는, 이음향부는, 단차를 형성한 부분에 배치되어, 압전 기판과 음향 임피던스가 다른 음향 부재를 포함한다.
하나의 실시 양태에서는, 이음향부는 압전 기판의 주면에 형성된 홈에 의해 형성된 단차를 포함한다.
하나의 실시 양태에서는, 이음향부는 IDT를 형성하는 압전 기판의 주면이 돌기부가 되도록 형성된 단차를 포함한다.
하나의 실시 양태에서는, 이음향부는 IDT 근방에 형성되는 리플렉터에 인접하는 위치에 형성된다.
본 발명에 의하면, 압전 기판과 음향 임피던스가 다른 이음향부에 IDT 근방에 배치하는 배선 전극을 형성한다. 따라서, IDT로부터 전파하는 탄성표면파를 이음향부로 감쇠할 수 있어, 배선 전극의 단선, 단락을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 듀플렉서의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 듀플렉서의 I-I 면에서의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시의 형태에 따른 듀플렉서의 회로 구성을 나타내는 약도적 회로도이다.
도 4는 각 재료에 대한 횡파 음속, 밀도, 음향 임피던스를 각각 나타낸 표이다.
도 5는 음향 부재의 각 재료에 대한 LN 기판 및 압전 기판의 비율과, 그 경우의 에너지비(E)를 나타낸 표이다.
도 6은 IDT 및 리플렉터를 형성한 압전 기판의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 압전 기판의 I-I 면에서의 단면도이다.
도 8은 음향 부재를 형성한 압전 기판의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8에 나타내는 압전 기판의 I-I 면에서의 단면도이다.
도 10은 홈을 형성한 압전 기판의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10에 나타내는 압전 기판의 I-I 면에서의 단면도이다.
도 12는 음향 부재를 형성한 압전 기판의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 13은 배선 전극을 형성한 압전 기판의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 14는 도 13에 나타내는 압전 기판의 I-I 면에서의 단면도이다.
도 15는 홈을 형성한 압전 기판의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 16은 도 15에 나타내는 압전 기판의 II-II 면에서의 단면도이다.
도 17은 IDT 및 리플렉터를 형성한 압전 기판의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 18은 도 17에 나타내는 압전 기판의 II-II 면에서의 단면도이다.
도 19는 음향 부재를 형성한 압전 기판의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 20은 배선 전극을 형성한 압전 기판의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 21은 도 20에 나타내는 압전 기판의 II-II 면에서의 단면도이다.
이하, 본 발명을 실시한 바람직한 형태에 대하여, 탄성표면파 필터 장치(이하, 간단히 필터 장치라고도 칭함)인 도 1~도 21에 나타내는 듀플렉서를 예로 들어 설명한다. 단, 듀플렉서는 단순한 예시이다. 본 발명에 따른 필터 장치는 듀플렉서에 하등 한정되지 않는다. 본 발명은 예를 들면 송신 필터, 수신 필터, 다이플렉서, 트리플렉서, 멀티플렉서 등의 듀플렉서 이외의 필터 장치에도 적용 가능하다.
또한 이하에 설명하는 실시의 형태에 있어서, 동일 또는 상당하는 부분에 동일한 참조 부호를 부여하여, 그 설명을 반복하지 않을 경우가 있다. 또한 개수, 양 등을 언급할 경우, 특별히 기재가 있는 경우를 제외하고, 본 발명의 범위는 반드시 그 개수, 양 등에 한정되지 않는다. 또한 이하의 실시의 형태에 있어서, 각각의 구성 요소는 특별히 기재가 있는 경우를 제외하고, 본 발명에 있어 반드시 필수적인 것은 아니다.
본 실시의 형태에 따른 듀플렉서는, 예를 들면 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)와 같은 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식에 대응하는 휴대전화기 등의 고주파 디바이스에 탑재되는 것이다. 듀플렉서는 UMTS-BAND5에 대응하는 듀플렉서이다. UMTS-BAND5의 송신 주파수대는 824MHz~849MHz이며, 수신 주파수대는 869MHz~894MHz이다.
(실시의 형태 1)
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 듀플렉서(1)의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 2는 도 1에 나타내는 듀플렉서(1)의 I-I 면에서의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 듀플렉서(1)의 회로 구성을 나타내는 약도적 회로도이다.
우선, 도 3에 나타내는 바와 같이, 듀플렉서(1)는 안테나에 접속되는 안테나 단자(11)와, 송신 단자(Tx)(12)와, 수신 단자(Rx1,Rx2)(13a,13b)를 가진다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 안테나 단자(11)와 송신 단자(12) 사이에 송신 필터(20)가 접속되어 있다. 또한 안테나 단자(11)와 수신 단자(13a,13b) 사이에 수신 필터(30)가 접속되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 송신 필터(20)는 래더형 탄성표면파 필터에 의해 구성되어 있다. 송신 필터(20)는 출력 단자(21)와, 입력 단자(22)를 가진다. 출력 단자(21)는 안테나 단자(11)와 접속되어 있고, 입력 단자(22)는 송신 단자(12)와 접속되어 있다.
송신 필터(20)는 출력 단자(21)와 입력 단자(22)의 사이를 접속하고 있는 직렬암(23)을 가진다. 직렬암(23)에 있어서, 직렬암 공진자(S1~S4)가 직렬로 접속되어 있다. 송신 필터(20)는 직렬암(23)과 그라운드(G1) 사이에 접속되어 있는 병렬암(24,25)을 가진다. 병렬암(24,25)에는 병렬암 공진자(P1,P2)가 마련되어 있다. 직렬암 공진자(S1~S4) 및 병렬암 공진자(P1,P2)는 각각 탄성표면파 공진자에 의해 구성되어 있다.
또한 병렬암 공진자(P1,P2)와 그라운드(G1) 사이에는 인덕터(L1)가 접속되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 수신 필터(30)는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에 의해 구성되어 있다. 수신 필터(30)는 불평형 입력-평형 출력형의 필터이다. 즉, 수신 필터(30)는 평형-불평형 변환 기능을 가지는 밸런스형의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에 의해 구성되어 있다. 그 때문에, 수신 필터(30)는 불평형 입력 단자(31)와, 제1 및 제2의 평형 출력 단자(32a,32b)를 가진다. 불평형 입력 단자(31)는 안테나 단자(11)와 접속되어 있고, 제1 및 제2의 평형 출력 단자(32a,32b)는 수신 단자(13a,13b)와 접속되어 있다. 수신 필터(30)는, 불평형 입력 단자(31)와 제1 및 제2의 평형 출력 단자(32a,32b) 사이에 접속되어 있는 탄성표면파 공진자(33)와, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터부(34)를 가진다.
다음으로, 도 3에 나타낸 회로 구성을 형성한 듀플렉서(1)의 평면 구성에 대하여, 도 1을 사용하여 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 듀플렉서(1)는 압전 기판(2)상에 탄성표면파 공진자(직렬암 공진자(S1~S4), 병렬암 공진자(P1,P2), 탄성표면파 공진자(33), 종결합 공진자형 탄성표면파 필터부(34)를 포함)를 구성하는 IDT(3)를 형성하고 있다. IDT(3)는 압전 기판(2)상에 성막(成膜)한 Ti/AlCu 적층막으로 형성하고, 주응답파로서 누설파를 사용하는 빗살전극을 가진다.
구체적으로, IDT(3)는 소정의 주파수로 압전 기판(2)을 여진시키는 복수의 전극지(3a)가 버스바(bus bar)부(3b)에서 공통 접속되는 한 쌍의 빗살전극을 가진다. 각각의 빗살전극의 전극지(3a)는 맞물리게 하여 배치된다.
또한 듀플렉서(1)는 압전 기판(2)이나 AlCu의 IDT(3)에 한정되는 것은 아니다. 기판으로서는 압전성을 가지는 압전 기판이면 예를 들면 LN(LiNbO3), 수정, LBO(Li2B4O7) 등이어도 된다. IDT(3)도 Al, Ti, Pt, Cr, W, Cu, Au, Ni, Co, Ta 등의 금속이나 합금을 포함하는 단층막, 또는 적층막으로 형성해도 된다. 또한 IDT(3)는 주응답파로서 누설파에 한정되는 것은 아니고, 레일리파나 러브파 등의 탄성표면파여도 된다.
또한 듀플렉서(1)에는, IDT(3)로부터 전파되는 탄성표면파(예를 들면 누설파)의 전파방향에 있어서 IDT(3)의 양측에 리플렉터(4)가 배치되어 있다. 또한 리플렉터(4)는 Al, Pt, Cu, Au, Ti, NiCr 등으로 이루어지고, 예를 들면 Al 및 Ti를 포함하는 금속막으로 형성되어 있다.
듀플렉서(1)는, 압전 기판(2)상에 형성한 IDT(3)와 전기적으로 접속하기 위해, 각각의 IDT(3)의 버스바부(3b)간에 미리 정해진 패턴의 배선 전극(5)이 형성되어 있다. 또한 배선 전극(5)은 Al, Pt, Cu, Au, Ti, NiCr 등으로 이루어지고, 예를 들면 Al 및 Ti를 포함하는 금속막으로 형성된다.
배선 전극(5)은 IDT(3)의 버스바부(3b)와 서로 겹치는 부분 이외에 압전 기판(2)상에 형성되어 있다. 그러나 듀플렉서(1)는, IDT(3)의 전극지(3a)로부터 리플렉터(4)의 방향 혹은 버스바부(3b)의 방향으로 탄성표면파가 전파하는 경우가 있다. 전파하는 탄성표면파가 배선 전극(5)에 달하면 배선 전극(5)에 진동 에너지가 전달된다. 따라서 배선 전극(5)에 마이그레이션, 또는 위스커가 생겨 배선 전극(5)을 단선시키거나, 배선 전극(5)을 다른 배선 전극과 단락시킨다. 특히, 배선 전극(5)이 Au나 Al 등의 금속막으로 형성되어 있을 경우, 압전 기판(2)에 전파하는 누설파에 의한 진동 에너지에 의해 단선, 또는 단락하기 쉬워진다.
그리하여, 본 실시의 형태 1에 따른 듀플렉서(1)에서는, IDT(3)의 근방에 전파하는 탄성표면파의 진동 에너지를 감쇠하기 위해, 압전 기판(2)과 음향 임피던스가 다른 음향 부재(6)를 형성하고 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 듀플렉서(1)에 있어서, IDT(3) 근방의 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 음향 부재(6)를 성막하고, 상기 음향 부재(6)상에 배선 전극(5)을 형성하고 있다. 그 때문에, 리플렉터(4)를 통과하여 전파하는 탄성표면파가, 배선 전극(5)에 직접 전파하지 않고, 음향 부재(6)로 감쇠되어 배선 전극(5)에 전파한다. 그러므로, 배선 전극(5)에 마이그레이션이 생기는 것에 의한 배선 전극(5)의 단선, 또는 위스커의 발생에 의한 배선 전극(5)과 다른 배선 전극의 단락을 방지할 수 있다.
음향 부재(6)는, 압전 기판(2)의 음향 임피던스(3.13×107kg/m2s)와 다른 음향 임피던스를 가지고, 음향 임피던스가 압전 기판인 압전 기판(2)에 대하여 부정합이 되는 재료이다. 도 4는 각 재료에 대한 횡파 음속, 밀도, 음향 임피던스를 각각 나타낸 표이다. 또한 횡파 음속의 단위는 m/s, 밀도의 단위는 g/cm3, 음향 임피던스의 단위는 ×107kg/m2s이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌의 음향 임피던스는 0.01~0.15×107kg/m2s이며, 압전 기판(2)의 음향 임피던스에 비해 작다. 그 때문에, 음향 부재(6)에 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌을 사용함으로써, 음향 부재(6)와 압전 기판(2)의 음향 임피던스의 차가 커져, 압전 기판(2)에 전파하는 탄성표면파를 음향 부재(6)에 의해 감쇠할 수 있다.
SiO2, Si3N4, Ta2O5의 음향 임피던스는 1.02~2.06kg/m2s이며, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌의 음향 임피던스에 비하면 크지만, 압전 기판(2)의 음향 임피던스와 차를 가지고 있다. 그 때문에, 음향 부재(6)에 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌을 사용한 경우에 비해 효과는 작아지지만, 음향 부재(6)에 SiO2, Si3N4, Ta2O5를 사용해도, 압전 기판(2)에 전파하는 탄성표면파를 음향 부재(6)로 감쇠할 수 있다.
상술과 같이, 음향 부재(6)의 음향 임피던스와, 압전 기판(2)의 음향 임피던스의 차가 커지면, 전파하는 탄성표면파를 음향 부재(6)로 보다 감쇠할 수 있다. 압전 기판(2)의 주면에 있어서의 탄성표면파에 대한 음향 임피던스를 Za로 하고, 음향 부재(6)의 횡파 음속에 대한 음향 임피던스를 Zc로 한다. 이때, 압전 기판(2)으로부터 음향 부재(6)에 전달되는 횡파의 에너지비(E)는 다음 식(1)로 나타낼 수 있다.
Figure 112014073503467-pct00001
Zc/Za<0.17의 관계가 있으면, 전파하는 탄성표면파를 음향 부재(6)로 효과적으로 감쇠할 수 있어, 배선 전극(5)의 단선, 단락을 확실하게 방지하는 효과가 실험적으로 얻어지고 있다. 이것은 Zc/Za<0.17 또는 Zc/Za>5.8의 범위이면, 압전 기판(2)으로부터 음향 부재(6)에 전달되는 횡파의 에너지비(E)가 절반보다 작아짐으로써, 압전 기판(2)으로부터 음향 부재(6)에의 탄성표면파의 에너지 전달을 억제할 수 있기 때문으로 생각된다.
또한 도 5는 음향 부재(6)의 각 재료에 대한 LN 기판 및 압전 기판의 비율과, 그 경우의 에너지비(E)를 나타낸 표이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, Zc/Za>5.8이 되는 구성은 통상은 사용되지 않는다. Zc/Za<0.17의 범위인 음향 임피던스를 가지는 압전 기판(2)과 음향 부재(6)에 의한 구성은, 압전 기판(2)의 음향 임피던스를, 음향 부재(6)의 음향 임피던스에 비해 보다 큰 음향 임피던스로 선택할 수 있다. 또한 Zc/Za<0.1의 범위가 되는 음향 부재(6)로서 폴리이미드, 폴리스티렌 또는 폴리에틸렌 등의 수지 재료를 사용하면 바람직하다. 압전 기판(2)상에의 음향 부재(6)의 형상이나 두께를 비교적 자유롭게 형성할 수 있다. 또한 음향 부재(6)와 압전 기판(2)의 음향 임피던스의 차가 커져 에너지비(E)도 3분의 1보다 작아진다. 이것에 의해, 압전 기판(2)으로부터 음향 부재(6)에의 탄성표면파의 에너지 전달을 더욱 억제할 수 있다.
또한 IDT(3)의 근방에 전파하는 탄성표면파의 진동 에너지를 감쇠하기 위해 마련하는 부재(음향 부재)는, 음향 부재(6)에 한정되는 것은 아니며, 압전 기판(2)과 음향 임피던스가 다른 재료이면 된다.
다음으로 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 듀플렉서(1)의 제조방법을 설명한다. 우선, 도 6은 IDT(3) 및 리플렉터(4)를 형성한 압전 기판(2)의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 7은 도 6에 나타내는 압전 기판(2)의 I-I 면에서의 단면도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 압전 기판(2)에 Ti/AlCu 적층막을 성막하고, 포토리소그래피(Photolithography) 기술을 사용하여, IDT(3) 및 리플렉터(4)를 미리 정해진 위치에 형성한다. IDT(3) 및 리플렉터(4)를 압전 기판(2)에 형성한 시점에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이 리플렉터(4)에 인접하는 위치에는 아무것도 형성되어 있지 않다.
그 후, 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 음향 부재(6)를 형성한다. 도 8은 음향 부재를 형성한 압전 기판(2)의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 9는 도 8에 나타내는 압전 기판(2)의 I-I 면에서의 단면도이다. 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 리플렉터(4)에 인접하는 위치에, 압전 기판(2)에 음향 부재(6)로서 막 두께가 2㎛인 폴리이미드막으로 절연막을 형성한다. 특히, 음향 부재(6)는 리플렉터(4)에 인접하는 위치 중 배선 전극(5)을 위치 설정할 예정인 위치에 형성한다.
음향 부재(6)는 폴리이미드 이외의 절연 재료여도 되고, 상술한 바와 같이 압전 기판(2)과의 음향 임피던스의 차가 커지는 재료가 보다 바람직하다. 그 때문에, 음향 부재(6)는 SiO2나 Si3Ni4 등 무기계의 음향 부재보다, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 등의 유기계의 음향 부재 쪽이 바람직하다. 음향 부재(6)는, 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 형성할 뿐 아니라, 다른 배선 전극끼리가 입체 교차하는 부분에도 형성된다. 구체적으로, 탄성표면파 공진자(33)와 종결합 공진자형 탄성표면파 필터부(34)를 접속하는 배선 전극과, 탄성표면파의 전파 경로상인 다른 배선 전극이 입체 교차하는 위치에, 음향 부재(6a)로서 폴리이미드 등의 유기계의 절연막이 형성되어 있다.
또한 음향 부재(6)는 대전력(大電力)이 인가되는 송신 필터(20)에만 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 형성되어 있다. 그러나 듀플렉서(1)가 수신 필터(30)에 큰 전력이 인가되는 펨토셀(femtocell) 등의 시스템이면, 수신 필터(30)의 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 음향 부재(6)를 형성함으로써, 수신 필터(30)에도 동일한 효과가 얻어진다.
그 후, 도 1 및 도 2에서 나타낸 바와 같이, 음향 부재(6)를 형성한 압전 기판(2)상에 Ti/AlCu 적층막을 성막하고, 포토리소그래피 기술을 사용하여 배선 전극(5)을 미리 정해진 위치에 형성한다. 또한 도시하고 있지 않은 외부단자의 형성이나, 듀플렉서(1)와 회로 기판의 접속 등은 공지 기술 등을 사용하여, 적절한 구조, 공법으로 적절히 행해진다. 또한 도 1, 도 2, 도 6~도 9에 나타낸 제조방법은 예시이며, 상술의 제조방법에 한정되는 것은 아니다.
이상과 같이, 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 듀플렉서(1)는, IDT(3)의 근방의 압전 기판(2)에, 압전 기판(2)과 음향 임피던스가 다른 음향 부재(6)(이음향부)를 형성하고, IDT(3)의 근방에 배치하는 배선 전극(5)을 음향 부재(6)상에 형성한다. 이것에 의해, 듀플렉서(1)는, IDT(3)로부터 전파하는 탄성표면파를 음향 부재(6)로 감쇠할 수 있어, 배선 전극(5)의 단선, 단락을 방지할 수 있다.
(실시의 형태 2)
실시의 형태 1에 따른 듀플렉서(1)에서는, IDT(3)의 근방의 압전 기판(2)에 음향 부재(6)를 형성하고, 압전 기판(2)과 음향 임피던스가 다른 이음향부를 형성하고 있었다. 그러나 압전 기판(2)과 음향 임피던스가 다른 이음향부는, 음향 부재(6)로 형성하는 경우에 한정되는 것은 아니며, 압전 기판(2)의 주면(IDT(3)를 형성한 면)과, 상기 주면과 동일 평면에 있지 않은 면으로 구성하는 단차를 형성하는 것이어도 된다.
즉, 압전 기판(2)의 주면에 단차를 형성함으로써, 음향 부재(6) 대신에 압전 기판(2)과 음향 임피던스가 다른 공기층을 형성할 수 있다. 그 때문에, 압전 기판(2)과 공기층의 음향 임피던스가 부정합이 되는 부분(이음향부)을 형성할 수 있다. 구체적으로는, 압전 기판(2)의 주면에 홈을 형성함으로써 압전 기판(2)의 주면에 단차를 형성한다.
본 발명의 실시의 형태 2에 따른 듀플렉서(1)의 제조방법에 대하여 설명을 한다. 또한 실시의 형태 1에 따른 구성 요소와 같은 구성 요소에 대해서는 같은 부호를 부여하여 상세한 설명을 반복하지 않는다.
우선, 도 10은 홈을 형성한 압전 기판(2)의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 11은 도 10에 나타내는 압전 기판(2)의 I-I 면에서의 단면도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, IDT(3) 및 리플렉터(4)가 형성된 압전 기판(2)에, Ar에 의한 드라이 에칭 기술을 사용하여, 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 깊이 0.5㎛의 홈(8)을 형성한다. 특히, 홈(8)은 리플렉터(4)가 IDT(3)에 인접하지 않는 위치 중, 리플렉터(4)에 인접하는 배선 전극(5)을 위치 설정할 예정인 압전 기판(2)상의 위치에 형성한다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 탄성표면파의 전파방향에 있어서의 IDT(3)의 근방에 있는 리플렉터(4)의 외측에 인접하는 압전 기판(2)상에 홈(8)을 형성한다. 이것에 의해, 음향 임피던스가 압전 기판(2)과 다른 공기층을, 리플렉터(4)에 인접하는 배선 전극(5)이 형성되는 압전 기판(2)상의 위치에 형성할 수 있다. 그 때문에, 압전 기판(2)과 공기층의 음향 임피던스가 부정합이 되는 부분(이음향부)을, 배선 전극(5)이 포함되는 탄성표면파의 전파 경로상에 형성할 수 있다.
그 후, 배선 전극끼리가 입체 교차하는 부분 등에 음향 부재(6)를 형성한다. 도 12는 음향 부재를 형성한 압전 기판(2)의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 압전 기판(2)에 막 두께가 2㎛인 폴리이미드막을 성막하고, 압전 기판(2)에 음향 부재(6)로서 폴리이미드막을 형성한다.
또한 홈(8)을 형성한 압전 기판(2)상에 배선 전극(5)을 형성한다. 도 13은 배선 전극(5)을 형성한 압전 기판(2)의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 14는 도 13에 나타내는 압전 기판(2)의 I-I 면에서의 단면도이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 홈(8)을 형성한 압전 기판(2)상에 Ti/AlCu 적층막을 성막하고, 포토리소그래피 기술을 사용하여, 배선 전극(5)을 미리 정해진 위치에 형성한다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 형성한 홈(8)에도 배선 전극(5)이 형성된다. 압전 기판(2)과 배선 전극(5) 사이에는 홈(8)을 형성함으로써 마련된 공기층(8a)이 존재한다.
그 때문에, 듀플렉서(1)에서는, IDT(3)로부터 전파하는 탄성표면파를, 압전 기판(2)과 공기층(8a)의 음향 임피던스의 부정합에 의해 감쇠시킬 수 있다. 이 감쇠는 반사에 의한 감쇠를 포함한다. 그러므로, 듀플렉서(1)에서의 배선 전극(5)의 단선, 단락을 방지할 수 있다.
또한 홈(8)은 대전력이 인가되는 송신 필터(20)에만 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 형성되어 있다. 그러나 듀플렉서(1)가, 수신 필터(30)에 큰 전력이 인가되는 펨토셀 등의 시스템이면, 수신 필터(30)의 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 홈을 형성함으로써 수신 필터(30)에도 동일한 효과가 얻어진다.
그 후 또한 도시하고 있지 않은 외부단자의 형성이나, 듀플렉서(1)와 회로 기판의 접속 등은 적절한 구조, 공법으로 적절히 행해진다. 또한 도 10~도 14에 나타낸 제조방법은 예시이며, 상술의 제조방법에 한정되는 것은 아니다.
이상과 같이, 본 발명의 실시의 형태 2에 따른 듀플렉서(1)는, 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 홈(8)을 형성하고, 상기 홈(8)에 IDT(3)의 근방에 배치하는 배선 전극(5)을 형성한다. 이것에 의해, 듀플렉서(1)는, IDT(3)로부터 전파하는 탄성표면파를 홈(8)에 의해 형성된 공기층(8a)으로 감쇠할 수 있어, 배선 전극(5)의 단선, 단락을 방지할 수 있다. 또한 본 발명의 실시의 형태 2에 따른 듀플렉서(1)는 홈(8)에 형성한 배선 전극(5)의 부분의 높이를 낮게 억제할 수 있다.
또한 듀플렉서(1)는, 이음향부로서 홈(8)에 의해 형성한 단차만 형성하는 경우에 한정되지 않고, 이음향부로서 단차를 형성한 부분과, 실시의 형태 1에서 나타낸 음향 부재(6)를 형성한 부분을 혼재시켜도 된다. 또한 듀플렉서(1)는 홈(8)을 형성한 부분에 음향 부재(6)를 형성하고, 그 음향 부재(6)상에 배선 전극(5)을 형성함으로써, IDT(3)로부터 전파하는 탄성표면파를 보다 감쇠할 수 있다.
(실시의 형태 3)
실시의 형태 2에 따른 듀플렉서(1)에서는, 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 홈(8)을 형성하고, 압전 기판(2)의 주면에 단차를 형성하는 경우에 대하여 설명했는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 듀플렉서(1)에서는, IDT(3)를 형성하는 압전 기판(2)의 주면이 돌기부가 되도록 단차를 형성한다. 구체적으로는, IDT(3)를 형성하기 전의 압전 기판(2)에 대하여, IDT(3)를 형성하는 위치의 주면이 돌기부가 되도록 주위에 홈을 형성함으로써, 압전 기판(2)의 주면에 단차를 형성한다.
본 발명의 실시의 형태 3에 따른 듀플렉서(1)의 제조방법에 대하여 설명을 한다. 또한 실시의 형태 1에 따른 구성 요소와 같은 구성 요소에 대해서는, 같은 부호를 부여하여 상세한 설명을 반복하지 않는다.
우선, 도 15는 홈을 형성한 압전 기판(2)의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 16은 도 15에 나타내는 압전 기판(2)의 II-II 면에서의 단면도이다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 압전 기판(2)에, Ar에 의한 드라이 에칭 기술을 사용하여, IDT(3)를 형성할 예정인 위치의 주위에 깊이 0.5㎛의 홈(9)을 형성한다. 특히, 홈(9)은 IDT(3)를 형성할 예정인 위치의 주위 중 배선 전극(5)을 위치 설정할 예정인 위치에 형성한다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 홈(9)을 형성함으로써, IDT(3)를 형성할 예정인 위치의 주면이 돌기부(9a)가 되도록 형성할 수 있다. 그 때문에, IDT(3)를 형성할 위치의 압전 기판(2)의 주위에 음향 임피던스가 다른 공기층을 마련할 수 있다. 압전 기판(2)과 공기층의 음향 임피던스가 부정합이 되는 부분(이음향부)을 형성할 수 있다.
그 후, 홈(9)을 형성한 압전 기판(2)에 IDT(3) 및 리플렉터(4)를 형성한다. 도 17은 IDT(3) 및 리플렉터(4)를 형성한 압전 기판(2)의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 18은 도 17에 나타내는 압전 기판(2)의 II-II 면에서의 단면도이다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 압전 기판(2)에 Ti/AlCu 적층막을 성막하고, 포토리소그래피 기술을 사용하여, IDT(3) 및 리플렉터(4)를 미리 정해진 위치에 형성한다. 도 18에 나타내는 바와 같이, IDT(3)는 압전 기판(2)의 돌기부(9a)에 형성되어 있다.
그 후, 배선 전극끼리가 입체 교차하는 부분 등에 음향 부재(6)를 형성한다. 도 19는 음향 부재를 형성한 압전 기판(2)의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 압전 기판(2)에 막 두께가 2㎛인 폴리이미드막을 성막하고, 압전 기판(2)에 음향 부재(6)로서 폴리이미드막을 형성한다.
또한 IDT(3) 및 리플렉터(4)를 형성한 압전 기판(2)상에 배선 전극(5)을 형성한다. 도 20은 배선 전극(5)을 형성한 압전 기판(2)의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 21은 도 20에 나타내는 압전 기판(2)의 II-II 면에서의 단면도이다. 도 20에 나타내는 바와 같이, 홈(9)을 형성한 압전 기판(2)상에 Ti/AlCu 적층막을 성막하고, 포토리소그래피 기술을 사용하여, 배선 전극(5)을 미리 정해진 위치에 형성한다. 도 21에 나타내는 바와 같이, 압전 기판(2)의 돌기부(9a)에 형성한 IDT(3)와 전기적으로 접속하는 배선 전극(5)이 홈(9)에 형성된다. 홈(9)에 배선 전극(5)을 형성함으로써, 도 20에 나타내는 바와 같이, 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 형성한 배선 전극(5)과 압전 기판(2) 사이에 홈(9)을 형성함으로써 마련된 공기층(9b)이 존재한다.
그 때문에, 듀플렉서(1)는, IDT(3)로부터 전파하는 탄성표면파를 공기층(9b)으로 감쇠할 수 있어, 배선 전극(5)의 단선, 단락을 방지할 수 있다.
또한 홈(9)은 대전력이 인가되는 송신 필터(20)에만 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 형성되어 있다. 그러나 듀플렉서(1)가 수신 필터(30)에 큰 전력이 인가되는 펨토셀 등의 시스템이면, 수신 필터(30)의 리플렉터(4)에 인접하는 위치에 홈을 형성함으로써 수신 필터(30)에도 동일한 효과가 얻어진다.
그 후 또한 도시하고 있지 않은 외부단자의 형성이나, 듀플렉서(1)와 회로 기판의 접속 등은 적절한 구조, 공법으로 적절히 행해진다. 또한 도 15~도 21에 나타낸 제조방법은 예시이며, 상술의 제조방법에 한정되는 것은 아니다.
이상과 같이, 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 듀플렉서(1)는, IDT(3)를 형성하는 위치의 주면이 돌기부가 되도록 주위에 홈(9)을 형성하고, 상기 홈(9)에 IDT(3)의 근방에 배치하는 배선 전극(5)을 형성한다. 이것에 의해, 듀플렉서(1)는, IDT(3)로부터 전파하는 탄성표면파를, 홈(9)에 의해 형성된 공기층(9b)에 의한 음향 임피던스의 부정합면에서의 반사나 산란 등에 의해 감쇠할 수 있어, 배선 전극(5)의 단선, 단락을 방지할 수 있다. 또한 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 듀플렉서(1)는 홈(9)에 형성한 배선 전극(5)의 부분의 높이를 낮게 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 듀플렉서(1)는, IDT(3)의 버스바부(3b)에 인접하여 홈(9)이 마련되므로, 버스바부(3b)에 전파하는 탄성표면파도 감쇠할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 듀플렉서(1)는, 버스바부(3b)에 누설이 큰 레일리파나 러브파를 주응답파로서 사용할 경우에 보다 효과를 발휘한다.
또한 듀플렉서(1)는, 이음향부로서 홈(9)에 의해 형성한 단차만 형성하는 경우에 한정되지 않고, 이음향부로서 홈(8) 및/또는 홈(9)에 의한 단차를 형성한 부분과, 실시의 형태 1에서 나타낸 음향 부재(6)를 형성한 부분을 혼재시켜도 된다. 또한 듀플렉서(1)는 홈(9)을 형성한 부분에 음향 부재(6)를 형성하고, 그 음향 부재(6)상에 배선 전극을 형성함으로써, IDT(3)로부터 전파하는 탄성표면파를 보다 감쇠할 수 있다.
이번에 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라, 청구의 범위에 의해 나타나며, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1: 듀플렉서 2: 압전 기판
3: IDT 3a: 전극지
3b: 버스바부 4: 리플렉터
5: 배선 전극 6, 6a: 음향 부재
8, 9: 홈 8a, 9b: 공기층
9a: 돌기부 11: 안테나 단자
12: 송신 단자 13a, 13b: 수신 단자
20: 송신 필터 21: 출력 단자
22: 입력 단자 23: 직렬암
24, 25: 병렬암 30: 수신 필터
31: 불평형 입력 단자 32a: 제1의 평형 출력 단자
32b: 제2의 평형 출력 단자 33: 탄성표면파 공진자
34: 종결합 공진자형 탄성표면파 필터부

Claims (9)

  1. 압전 기판과,
    탄성표면파 공진자를 구성하도록, 상기 압전 기판의 주면에 형성되는 IDT와,
    상기 IDT와 전기적으로 접속되는 배선 전극과,
    상기 IDT로부터 전파되는 탄성표면파의 전파방향에 있어서 상기 IDT에 인접하게 배치되는 리플렉터와,
    상기 탄성표면파의 전파방향에 있어서 상기 리플렉터에 인접하게 배치되며, 상기 압전 기판과 음향 임피던스가 다른 이음향부(異音響部)를 포함하고,
    상기 이음향부는, 상기 압전 기판의 음향 임피던스가 다른 음향 부재를 포함하며,
    상기 배선 전극 중 상기 탄성표면파의 전파방향에 있어서 상기 리플렉터에 인접한 부분은 상기 이음향부의 상기 음향 부재 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  2. 삭제
  3. 압전 기판과,
    탄성표면파 공진자를 구성하도록, 상기 압전 기판의 주면에 형성되는 IDT와,
    상기 IDT와 전기적으로 접속되는 배선 전극과,
    상기 IDT로부터 전파되는 탄성표면파의 전파 경로와 교차하도록 배치되고, 상기 압전 기판과 음향 임피던스가 다른 이음향부(異音響部)를 포함하고,
    상기 이음향부는, 상기 압전 기판의 상기 주면과, 상기 주면과 동일 평면에 있지 않은 면으로 구성하는 단차가 형성된 부분을 포함하며,
    상기 단차는 상기 압전 기판의 상기 주면에 형성된 홈에 의해 형성되고,
    상기 배선 전극 중 상기 탄성표면파의 전파 경로와 교차하는 부분은 상기 홈의 바닥면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  4. 압전 기판과,
    탄성표면파 공진자를 구성하도록, 상기 압전 기판의 주면에 형성되는 IDT와,
    상기 IDT와 전기적으로 접속되는 배선 전극과,
    상기 IDT로부터 전파되는 탄성표면파의 전파 경로와 교차하도록 배치되고, 상기 압전 기판과 음향 임피던스가 다른 이음향부(異音響部)를 포함하고,
    상기 이음향부는, 상기 압전 기판과 음향 임피던스가 다른 음향 부재가 형성된 부분과, 상기 압전 기판의 상기 주면과, 상기 주면과 동일 평면에 있지 않은 면으로 구성하는 단차가 형성된 부분을 포함하며,
    상기 단차는 상기 압전 기판의 상기 주면에 형성된 홈에 의해 형성되고,
    상기 배선 전극 중 상기 탄성표면파의 전파 경로와 교차하는 부분은 상기 음향 부재 상 및 상기 홈의 바닥면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 압전 기판의 상기 주면에 있어서의 탄성표면파에 대한 음향 임피던스(Za)와, 상기 음향 부재의 횡파 음속에 대한 음향 임피던스(Zc)가 Zc/Za<0.17의 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 단차는, 상기 IDT를 형성하는 상기 압전 기판의 상기 주면이 돌기부가 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  9. 삭제
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