KR19990013644A - 탄성표면파장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 탄성표면파장치는, 제1단면과 제2단면이 있는 탄성표면파기판; 및 수평전단형(Shear Horizontal type; SH-type) 탄성표면파를 이용하여 동작하는, 상기 탄성표면파기판상에 설치된 탄성표면파소자를 포함한다. 상기 탄성표면파소자는, 다수개의 손가락 전극을 구비한 인터디지탈 변환기(interdigital transducer) 및, 다수개의 손가락 전극을 구비한 반사기를 포함한다. 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개는, 상기 탄성표면파기판의 제1 및 제2단면들 중의 하나와 동일평면상에 있으며, 상기 반사기는, 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 다른 한 개가 위치한 측에 설치되어, 그 결과 상기 IDT에 의해 여기된 SH형 탄성표면파는, 상기 반사기와, 상기 제1 및 제2단면들 중의 하나와의 사이에 갇히게 된다.

Description

탄성표면파장치
본 발명은, 예를 들어 사다리형필터를 구성하기 위해 다수개의 탄성표면파소자들이 접속되어 이루어진 탄성표면파장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 수평전단형(Shear Horizontal type; SH-type) 탄성표면파를 이용한 탄성표면파장치에 관한 것이다.
다수개의 SAW 소자들을 포함하는, 종래 유형의 탄성표면파(SAW)장치들이 많이 있다. 예를 들어, 다수개의 SAW 공진자가 사다리형회로를 구성하기 위해 배치되어 있는 SAW 필터가 알려져 있으며, 사다리형필터로서 간주된다. 도1a는 일본특허 공개번호 5-183380호 공보에 공개된 종래의 사다리형필터(201)를 나타낸다. 도1b는 이것의 등가회로도이다. 사다리형필터(201)는, 압전기판(202)과, 압전기판(202)에 설치된 직렬 1-포트 SAW 공진기(series one-port SAW resonators)(203, 204)와 병렬 1-포트 SAW 공진기(parallel one-port SAW resonators)(205∼207)를 포함한다. 직렬 1-포트 SAW 공진기(203, 204)는 입력단자(IN)와 출력단자(OUT)와의 사이에 직렬로 접속되어, 직렬완(series arm)을 형성하고, 병렬 1-포트 SAW 공진기(205∼207)는 직렬완과 접지전위(ground potential)와의 사이에 각각 병렬로 접속되어, 병렬완(parallel arm)을 각각 형성한다.
도1a에 나타낸 바와 같이, 각각의 SAW 공진기(203∼207)들은, 각각 한 쌍의 인터디지탈 변환기(IDTs)(203a∼207a)와, 이들의 대향측들에 설치된 각각 한 쌍의 격자형반사기(grating reflectors)(203b∼207b)를 포함한다. SAW 공진기(203∼207)에서, IDTs(203a∼207a)에 의해 여기된 탄성표면파는 격자형반사기(203b)∼격자형반사기(207b)의 사이에 한정되어, 정재파를 형성한다. 각각의 공진기(203∼207)는, 공진기의 임피던스가 공진주파수 부근에서는 낮아지고 반공진주파수 부근에서는 높아지는 공진특성을 갖는다.
사다리형필터(201)에서, 직렬 1-포트 공진기(203, 204)의 공진주파수는 병렬 1-포트 공진기(205∼207)의 반공진주파수와 일치하도록 구성된다. 따라서, 사다리형필터(201)는 직렬 1-포트 공진기(203, 204)의 반공진주파수와 병렬 1-포트 공진기(205∼207)의 공진주파수에 의해 형성된 통과대역(passband)을 갖는다.
종래의 사다리형필터(201)와 이런 유형에 속하는 다른 사다리형필터가, TV, VCRs, 예를 들어, 셀 방식 전화(cellular phone)와 같은 통신장치 등에 폭넓게 응용되고 있다. 그러나, 이런 사다리형필터의 성능향상과 소형화가 지속적으로 요구되고 있다.
본 발명의 구현예는, 종래 장치의 결함을 극복하기 위해, 종래의 장치에 비하여 성능특성(performance characteristics)이 상당히 향상되며 크기가 상당히 감소된 탄성표면파장치를 제공한다.
도1a는 종래의 사다리형필터를 나타내는 사시도이다.
도1b는 도1a에 도시된 사다리형필터의 등가회로도이다.
도2는 본 발명에 속하는 구현예들에 따른 SAW 장치(device)에 사용된 SAW 소자(element)의 사시도이다.
도3a는 본 발명의 제1구현예에 따른 사다리형회로를 구성하는 SAW 장치의 사시도이다.
도3b는 도3a에 도시된 SAW 장치의 등가회로도이다.
도4a는 본 발명의 제2구현예에 따른 격자회로(lattice circuit)를 구성하는 SAW 장치의 사시도이다.
도4b는 도3a에 도시된 SAW 장치의 등가회로도이다.
도5는 본 발명의 또 하나의 구현예에 따른 SAW 장치를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도6은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 SAW 장치를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도7은 본 발명의 또 하나의 구현예에 따른 SAW 장치를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도8은 본 발명의 또 하나의 구현예에 따른 SAW 장치를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도9는 본 발명의 또 하나의 구현예에 따른 SAW 장치를 보여주는 개략적인 평면도이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
22a, 22b: 측면
3, 4, 5, 6, 7, 203a~207a, 103, 23, 24, 25, 26, 46: IDT
105, 8~10, 11, 12, 27, 28, 29, 30, 68: 반사기
S1, S2, S3: 직렬완공진자
P1, P2: 병렬완공진자
15a, 15b, 16a, 16b, 16c, 31a, 31b, 31c, 31d: 접속용 전극
1, 21: 탄성표면파장치
2, 22: 탄성표면파기판
203b~207b: 격자형반사기
41, 42, 43, 44, 45: SAW 공진자 필터
201: 종래의 사다리형 필터
202, 102: 압전기판
203, 204: 직렬 1-포트 SAW 공진기
205~207: 병렬 1-포트 SAW 공진기
IN: 입력단자
OUT: 출력단자
본 발명의 구현예에 따르면, 탄성표면파장치는,
제1단면과 제2단면이 있는 탄성표면파기판; 및
SH형 탄성표면파를 이용하여 동작하는, 상기 탄성표면파기판에 설치된 탄성표면파소자를 포함한다. 상기 탄성표면파소자는, 다수개의 손가락 전극을 구비한 인터디지탈 변환기(interdigital transducer)와, 다수개의 손가락 전극을 구비한 반사기를 포함한다. 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개는, 탄성표면파기판의 제1 및 제2단면들 중의 하나와 동일평면상에 있으며, 반사기는 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 다른 한 개가 위치된 측에 위치되어, 그 결과 상기 IDT에 의해 여기된 SH형 탄성표면파는, 반사기와, 제1 및 제2단면들중의 하나와의 사이에 갇히게 된다.
탄성표면파장치는 상술한 한 개 또는 다수개의 탄성표면파소자를 포함할 수 있다. 다수개의 탄성표면파소자가 포함된 경우, 바람직하게는 다수개의 탄성표면파소자가 사다리형 회로 또는 격자형 회로 배열로 접속되는 것이 좋다.
본 발명의 구현예를 설명하기 위해, 현재 선호되는 여러 가지 유형이 도면에 도시되어 있으나, 본 발명이, 도시한 정밀한 배열과 수단에 한정되지 않는다는 것은 물론이다.
본 발명의 발명가들은 미국특허번호 5,184,042호 공보와 1996년 제12회 제44권, 마이크로파 이론과 기술(Microwave Theory and Technique)에 관한 국제전기전자학회(IEEE)의 회지에 공개된 단면 반사형 SAW 공진기(edge reflection type SAW resonators)를 연구하여, 단면 반사형 SAW 공진자가 다수개의 SAW 소자를 포함하는 사다리형필터나 또는 SAW 장치에 적용될 수 있다는 것을 발견하였다.
본 발명의 발명가들은, 종래의 사다리형필터에는 SAW 공진기의 격자형반사기와 관련된 문제점이 있음을 발견하였다. 보다 구체적으로는, 격자형반사기들이 IDTs의 크기에 비해서 상대적으로 크기 때문에, 이는 사다리형필터의 소형화에 장애가 될 수 있다.
반면에, 단면 반사형 SAW 공진기는 격자형반사기를 필요로 하지 않는다. 따라서, 단면 반사형 SAW 필터를 이용함으로써, 사다리형필터가 소형화될 수 있다. 단면 반사형 SAW 공진기는 압전기판의 단면들을 이용하여 탄성표면파를 반사하고, 기판단면들 사이의 거리는 단면 반사형 SAW 공진기의 주파수특성에 의해 결정된 소정의 값으로 설정된다. 이것은, 오직 한 개의 단면 반사형 SAW 공진기가 한 개의 기판에 형성될 수 있으며, 기판의 크기는 단면 반사형 SAW 공진기의 주파수특성을 기초로 하여 달라진다는 것을 의미한다. 이러한 제약은 다수개의 단면 반사형 SAW 공진기의 집적(integrating)을 불가능하게 한다. 본 발명가들은 하기에 상세하게 설명되는 바와 같이 성공적으로 상술한 문제를 해결하였다.
이하, 본 발명의 구현예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도2는 본 발명의 구현예들에 따른 SAW 장치에서 1-포트 공진기로서 이용된 탄성표면파(SAW) 소자(101)의 일례를 나타내는 사시도이다. SAW 소자(101)는 수평전단(SH) 표면파를 이용하도록 구성된다. 본 명세서에서, 탄성표면파의 전파방향에 실질적으로 수직인 방향으로 변위됨과 함께, SH-탄성표면파가 여기되는 기판의 표면에 실질적으로 평행한 탄성표면파로서, SH-탄성표면파가 형성된다. 예를 들어, 이러한 SH-표면파에는 SH-누설파(SH leaky waves), 러브파(Love waves) 및 BGS(Bleustein-Gulyaev-Shimizu)계 파가 있다.
SAW 소자(101)는, 압전기판(102)과 인터디지탈 변환기(IDT)(103) 및 반사기(105)를 포함한다. 압전기판(102)에는 한 쌍의 단면(102a, 102b)이 형성되어 있으며, 압전기판은 바람직하게는, 예를 들어, 티탄산지르코산납계(lead titanate zirconate) 압전세라믹, LiNbO3압전단결정, LiTaO3압전단결정, 또는 석영단결정과 같은 압전체로 만들어지는 것이 좋다. 기판(102)이 압전세라믹으로 만들어지는 경우에, 바람직하게는 기판(102)은 도2의 화살표P가 나타내는 방향으로 분극되는 것이 좋다.
IDT(103)는 기판(102)의 상면에 배치되어 있는 한 쌍의 빗모양의 전극(106, 107)을 구비하며, 상기 빗모양의 전극(106, 107)은 서로 맞물려지도록 배치된다. 각각의 빗모양의 전극(106, 107)은 다수개의 손가락 전극(electrode fingers)을 포함하며, 이에 의해 IDT는 최외곽에 한 쌍의 손가락 전극(108, 109)을 구비한다. 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개, 즉, 최외곽에 있는 손가락 전극(108)은, 단면들 중의 하나, 즉, 예를 들어, 단면(102a)과 동일평면상에 있도록 배치된다.
반사기(105)는 바람직하게는 격자형반사기인 것이 좋으며, 다수개의 손가락 전극을 포함하는 것이 좋다. 손가락 전극의 양단은 단락(short-circuit)된다. 반사기(105)는 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 다른 한 개의 측에, 즉, 최외곽의 손가락 전극(109)옆에 위치된다.
손가락 전극들 사이의 거리와, 최외곽의 손가락 전극(108)을 제외한 손가락 전극들의 폭은 대략 λ/4로 설정되는 것이 바람직하며, 여기에서 λ는 기판(102) 위에서 여기되는 SH형 파의 파장이다. 최외곽의 손가락 전극(108)의 폭은 대략 λ/8로 설정되는 것이 바람직하다.
빗모양의 전극(106, 107)로부터 교류전압(alternating current voltage)을 인가하면, SAW 소자(101)에서 SH파가 여기되어, 단면(102a)에 실질적으로 수직인 방향으로 SH파가 전파한다. SH파는 단면(102a)과 반사기(105) 사이에서 반사되어, SH파는 그들 사이에서 갇혀있게 된다.
상기 SAW 소자(101)는 한 개의 반사기만을 필요로하기 때문에, SAW 소자(101)는 한 쌍의 반사기를 갖는 SAW 소자보다 소형으로 제작될 수 있다. 게다가, SAW 소자(101)의 기판(102)의 단면은, 반사기가 제공된 측상의 최외곽의 손가락 전극과 정렬될 필요가 없다. 이에 의해, 기판(102)이 반사기(105) 너머로 확장하여, 그 위에 다른 SAW 소자와, 상기 SAW 소자(101)와 상기 다른 SAW 소자와의 사이에 접속된 전극 등을 형성할 공간을 제공할 수 있다. 그러므로, 다수개의 SAW 소자(101)는 단일의 기판 위에 병렬 및/또는 직렬의 회로를 형성하도록 배열되어, 이에 의해 단일의 기판 위에 다수개의 SAW 소자(101)를 배치하는 융통성이 향상될 수 있다.
이하, 도2에 나타낸 다수개의 SAW 소자를 포함하는 탄성표면파장치를 상세하게 설명한다.
(제1구현예)
도3a는 본 발명의 제1구현예에 따른 탄성표면파장치를 나타내는 사시도이다.
도3a에 나타낸 탄성표면파장치(1)에 있어서, SH형 탄성표면파로서 BGS파를 사용하여 동작하는 다수개의 탄성표면파소자를 접속시켜서, 사다리형필터를 형성한다.
탄성표면파장치(1)는 실질적으로 직사각형의 탄성표면파기판(2)을 포함한다. 바람직하게는 탄성표면파기판(2)은 예를 들어, LiTaO3, LiNbO3, 또는 석영(quartz) 등의 압전단결정 또는 압전성세라믹으로 구성되는 것이 좋다. IDTs(3~5)는 탄성표면파기판(2)의 상면에서 탄성표면파기판(2)의 단면(2a)을 따라 위치되도록 설치된다. 게다가, IDTs(6, 7)는 탄성표면파기판(2)의 상면에서 탄성표면파기판(2)의 단면(2b)을 따라 위치되도록 설치된다.
각각의 IDTs(3~5)는 다수개의 손가락 전극을 갖는 빗모양의 전극들을 구비하며, 최외곽에 있는 한 쌍의 손가락들 중의 한 개는 단면2a와 동일평면상에 있는 것을 특징으로 한다. 탄성표면파의 전파방향에 있어서 각각의 IDTs(3~5)의 단면2a에 대향하는 측에, 즉, 각각의 IDT(3)~IDT(5)의 최외곽의 한 쌍의 손가락들 중 다른 한 개가 위치한 측에, 반사기(8~10)가 형성된다. 각각의 반사기(8~10)는, 바람직하게는 다수개의 손가락 전극들이 그의 양단에서 단락되어 있는 격자형반사기인 것이 좋다.
상기 IDT(3) 및 반사기(8)는 도2에 나타낸 SAW 소자(101)에 상응하는 직렬완공진자(series arm resonator)S1을 형성한다. 이 직렬완공진자S1에서, 탄성표면파가 IDT(3)에 의해 발생되어, 단면(2a)과 반사기(8)에 의해 반사되며, 따라서 탄성표면파는 단면(2a)과 반사기(8) 사이에 갇히게 된다. 탄성표면파가 양단면 사이에 갇혀있는 단면 반사형 탄성표면파 공진기와 대조를 이루어, 직렬완공진자(S1)의 탄성표면파는, IDT(3)의 한쪽 말단측에 위치한 단면(2a)에 의해 반사되며, 또 IDT(3)의 대향측에 위치한 반사기(8)에 의해 반사되어, 그 결과 탄성표면파는 단면(2a)과 반사기(8)와의 사이에 갇히게 된다.
유사하게, IDT(4)와 반사기(9)는 직렬완공진자(S2)를 형성하며, IDT(5)와 반사기(10)는 직렬완공진자(S3)를 형성한다.
각각의 IDT(6) 및 IDT(7)은 다수개의 손가락 전극을 갖는 빗모양의 전극들을 구비하며, 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락들 중의 한 개는 단면(2b)과 동일평면상에 있는 것을 특징으로 한다. 탄성표면파의 전파방향에 있어서 각각의 IDT(6) 및 IDT(7)의 단면(2b)에 대향하는 측에, 즉, 각각의 IDT(6) 및 IDT(7)의 최외곽의 한 쌍의 손가락들 중 다른 한 개가 위치한 측에, 반사기(11, 12)가 형성된다. 각각의 반사기(11, 12)는, 바람직하게는 다수개의 손가락 전극들이 그의 양단에서 단락되어 있는 격자형반사기인 것이 좋다.
IDT(6)와 반사기(11)는 병렬완공진자(P1)를 형성하며, IDT(6)에 의해 발생된 탄성표면파는 반사기(11)와 단면(2b) 사이에 갇히게 된다. 동일한 방법으로, IDT(7) 및 반사기(12)는 병렬완공진자(P2)를 형성하며, IDT(7)에 의해 발생된 탄성표면파는 반사기(12)와 단면(2b) 사이에 갇히게 된다.
직렬완공진자(S1)는 바람직하게도 결합선(13)을 거쳐 입력단자(IN)에 접속된다. 직렬완공진자(S3)는 바람직하게도 결합선(14)을 거쳐 출력단자(OUT)에 접속된다. 게다가, 직렬완공진자(S1) 및 직렬완공진자(S2)는 기판(2)에 배치된 접속용 전극(connection electrode)(15a)에 의해 서로 전기적으로 접속된다. 유사하게, 직렬완공진자(S2) 및 직렬완공진자(S3)는 기판(2)에 형성된 접속용 전극(15b)에 의해 서로 전기적으로 접속된다.
더욱이, 접속용 전극(16a)이 설치되어 있는데, 이것의 한쪽 말단은 접속용 전극(15a)에 접속되며, 이것의 다른쪽 말단은 병렬완공진자(P1)에 접속된다. 병렬완공진자(P1) 및 병렬완공진자(P2)는 접속용 전극(16b)에 의해 서로 접속된다. 접속용 전극(16b)은 결합선(17)의 한쪽 말단에 접속된다. 결합선(17)의 다른쪽 말단은 접지된다. 접속용 전극(16a, 16b)은 기판(2) 위에 형성된다.
병렬완공진자(P2)는 기판(2) 위에 형성된 접속용 전극(16c)에 의해 접속용 전극(15b)에 접속된다.
따라서, 직렬완공진자(S1~S3) 및 병렬완공진자(P1, P2)가 접속되어, 그 결과 도3b에 나타낸 바와 같이 사다리형 회로가 형성된다. 즉, 단일의 탄성표면파기판(2)에 IDTs(3~7)와, 반사기(8~12), 및 접속용 전극(15a, 15b, 16a~16c)을 배치함으로써, 사다리형필터가 실현된다.
IDTs(3~7)와, 반사기(8~12), 및 접속용 전극(15a, 15b, 16a~16c)은 도전성 재료로 구성되는데, 이를테면, 알루미늄(aluminium), 은(silver), 또는 구리(copper)와 같은 금속, 또는 합금(alloy)으로 구성된다. 이들 소자의 형성은, 증착법(evaporation), 도금법(plating), 스퓨터링법(sputtering), 도전성 페이스트의 도포나 경화(curing)와 같은 다른 적당한 방법에 의해 수행될 수 있다.
SAW 장치(1)에 따르면, 각각의 공진자들(S1~S3, P1, P2)이 한 개의 반사기만을 구비하기 때문에, SAW 장치(1)의 총면적은, 각각의 공진자들이 한 쌍의 반사기를 구비한 종래의 SAW 소자를 포함하는 SAW 장치와 비교하여 대단히 축소될 수 있다.
게다가, 탄성표면파를 반사하는 것으로 작용하는 단면은, 다이싱(dicing)에 의해 노출된 단면(2a, 2b)을 제조함으로써 간단히 얻어질 수 있다. 즉, 2회의 다이싱에 의해 단면형성의 고정도 처리를 수행하는 것만이 필요하며, 이에 의해 제조 공정이 대단히 단순화된다.
게다가, 탄성표면파공진자(S1~S3)와 탄성표면파공진자(P1, P2)와의 사이의 접속은, 도전성 패턴(conductive patterns), 즉, 탄성표면파기판(2)에 설치된 접속용 전극(15a, 15b, 16a~16c)에 의해 모두 실현된다. 즉, 본 구현예에 있어서, 탄성표면파공진자들 사이를 결합선을 사용하지 않고서도 접속할 수 있으며, 따라서 결합선의 개수가 감소되어, 결합선과 접속하는 공정이 대단히 단순화된다. 더욱 상세하게는, 탄성표면파장치(1)에 있어서, 결합선(13, 14, 17)은, 탄성표면파장치(1)를 입력단자와 출력단자 및 접지에 접속하는데에만 이용되며, 사다리형 네트워크(ladder network) 내부의 접속을 이루기 위해 결합선들을 필요로 하지 않는다.
(제2구현예)
도4a는 본 발명에 따른 SAW 장치의 제2구현예를 보여주는 사시도이다. 도4b는 도4a에 나타낸 SAW 장치의 등가회로도이다. 본 구현예에서, SAW 장치(21)는, 바람직하게는, 4개의 탄성표면파공진자를 접속하여 이루어진, BGS파를 이용하여 동작하는 격자형 필터(lattice-type filter)이다.
탄성표면파장치(21)는 바람직하게는 탄성표면파기판(22)을 포함한다. 탄성표면파기판(22)은, 탄성표면파기판을 형성하기 위해 제1구현예에서 사용된 것과 유사한 재료로 구성될 수 있다. 탄성표면파기판(22) 위에는, 측면(22a)을 따라서 IDTs(23, 24)가 위치된다. 또한, 측면(22a)과 대향하는 측면(22b)을 따라 탄성표면파기판(22) 위에 IDTs(25, 26)가 위치된다.
각각의 IDTs(23~26)는 다수개의 인터디지탈 손가락 전극을 포함하는 빗모양의 전극들을 구비하며, 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개는 단면(22a) 또는 단면(22b) 중의 어느 한 개와 동일평면상에 있는 것을 특징으로 한다.
IDTs(23, 24)에서는, 탄성표면파의 전파방향에 있어서 단면(22a)의 대향측에 반사기(27, 28)가 각각 설치된다. IDT(23)에 의해 발생된 탄성표면파는 단면(22a)과 반사기(27)에 의해 반사되며, 따라서 탄성표면파는 이들 사이에 갇혀있게 된다. 그러므로, 탄성표면파공진자는, 제1구현예의 탄성표면파공진자(S1)와 유사하게 제공된다. 즉, IDT(23)과 반사기(27)는 한 개의 탄성표면파공진자(R1)를 형성한다. 유사하게, IDT(24)와 반사기(28)는 또 하나의 탄성표면파공진자(R2)를 형성한다.
한편, IDTs(25, 26)가 배치되어 있는 측에, 탄성표면파의 전파방향에 있어서 단면(22b)의 대향측에 반사기(29, 30)가 각각 설치된다. 즉, IDT(25) 및 반사기(29)는 탄성표면파공진자(R3)를 형성하며, IDT(26)과 반사기(30)는 탄성표면파공진자(R4)를 형성한다. 탄성표면파공진자(R3, R4)에 있어서, 탄성표면파는 단면(22b)과 반사기(29) 또는 (30)에 의해 반사되며, 따라서 탄성표면파는 단면(22b)과 반사기(29) 또는 (30)과의 사이에 갇혀있게 된다.
탄성표면파공진자(R1) 및 탄성표면파공진자(R3)는 탄성표면파기판(22)에 설치된 접속용 전극(31a)의 도전성 패턴에 의해 서로 전기적으로 접속된다. 결합선(32)은 접속용 전극(31a)에 접속된다.
탄성표면파공진자(R1) 및 탄성표면파공진자(R2)는 접속용 전극(31b)에 의해 서로 전기적으로 접속된다. 탄성표면파공진자(R3) 및 탄성표면파공진자(R4)는 접속용 전극(31c)에 의해 서로 전기적으로 접속된다. 결합선(33, 34)은 접속용 전극(31b, 31c)에 각각 접속된다. 게다가, 탄성표면파공진자(R2) 및 탄성표면파공진자(R4)는 접속용 전극(31d)에 의해 서로 접속된다. 결합선(35)은 접속용 전극(31d)에 접속된다.
따라서, 탄성표면파장치(21)에 있어서, 결합선(32~35)에 접속된 노드들 사이에, 도4b의 회로도에 나타낸 바와 같이, 탄성표면파공진자(R1~R4)가 격자형 네트워크의 형태로 접속됨으로써, 격자형 필터가 형성된다.
또한 본 구현예에서는, 각각의 공진자들(R1~R4)이 한 개의 반사기만을 구비하기 때문에, SAW 장치(21)의 총면적은, 각각의 공진자들이 한 쌍의 반사기를 구비한 종래의 SAW 소자를 포함하는 SAW 장치와 비교하여 상당히 축소된다.
게다가, 탄성표면파기판의 반사용 단면을 제조하기 위한 다이싱은, 단면(22a, 22b)의 제조에만 요구된다. 즉, 탄성표면파기판(22)은 단지 2회의 다이싱을 수행함으로써 얻어질 수 있다.
게다가, 격자형 필터를 형성하기 위한 탄성표면파공진자(R1~R4) 사이의 접속은, 탄성표면파기판(22) 위의 접속용 전극(31a~31d)의 도전성 패턴을 배열함으로써 실현된다. 즉, 결합선을 사용하지 않고서도 공진자들이 전기적으로 접속될 수 있다. 따라서, 결합선의 개수가 감소되며, 감소된 개수의 결합선들이 단순공정에 의해 접속될 수 있다.
(변형예)
상술한 제1 및 제2 구현예에 있어서, 탄성표면파장치는 사다리형필터 또는 격자형 필터를 형성하도록 배치된다. 그러나, 본 발명의 탄성표면파장치는 이런 회로유형에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 탄성표면파장치에 있어서, 다수개의 탄성표면파공진자가 원하는 회로를 형성하도록 어느 방법으로든지 접속될 수 있다. 도5~도9는, 본 발명의 다른 구현예들에 따른 SAW 공진자 필터41, 42, 43, 44, 45의 몇몇 예를 나타낸다. 도5~도9에 있어서, 참조번호46은 IDTs이며, 참조번호47은 반사기이다. 참조번호49는 기판이다. 주지하는 바와 같이, 도5~도9는 또한 SAW 공진자 필터(41, 42, 43, 44 및 45)에서는 불필요하지만, SAW 공진자 필터(41, 42, 43, 44 및 45)에 상응하는 종래의 SAW 공진자 필터에서는 요구되는 반사기68을 점선으로 나타낸다.
SAW 공진자 필터41~45에서는, 종래의 필터에는 제공되어야 했던 반사기68을 기판49의 단면이 각각 대신하며, 최외곽에 있는 한 쌍의 IDTs46의 손가락 전극중의 한 개는 단면과 동일평면상에 있다. 그러므로, SAW 공진자 필터41~45는, 종래의 대응하는 SAW 공진자 필터에 비하여 대략 면적의 1/4~1/2로 상당히 작아진다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 구현예는, SH형 탄성표면파를 사용하여 동작하는 다수개의 탄성표면파소자를 적절하게 접속시킨 다양한 유형의 탄성표면파장치를 실현하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 구현예를 설명하였지만, 여기에 기재된 원리를 수행하는 다양한 형태들이 하기의 청구항의 범위이내에서 고려된다. 그러므로, 청구항에서 설명한 것을 제외하고, 본 발명의 범위가 한정되지 않는다는 것은 말할 것도 없다.
본 발명의 SAW 장치에 따르면, 각각의 공진자들이 한 개의 반사기만을 구비하기 때문에, SAW 장치의 총면적은, 각각의 공진자들이 한 쌍의 반사기를 구비한 종래의 SAW 소자를 포함하는 SAW 장치와 비교하여 대단히 축소될 수 있다.
게다가, 탄성표면파를 반사하는 것으로 작용하는 단면은, 다이싱(dicing)에 의해 노출된 단면을 제조함으로써 간단히 얻어질 수 있다. 즉, 2회의 다이싱에 의해 단면형성의 고정도 처리를 수행하는 것만이 필요하며, 이에 의해 제조공정이 대단히 단순화된다.
게다가, 탄성표면파공진자와 탄성표면파공진자와의 사이의 접속은, 도전성 패턴(conductive patterns), 즉, 탄성표면파기판에 설치된 접속용 전극에 의해 모두 실현된다. 즉, 본 구현예에 있어서, 탄성표면파공진자들 사이를 결합선을 사용하지 않고서도 접속할 수 있으며, 따라서 결합선의 개수가 감소되어, 결합선과 접속하는 공정이 대단히 단순화된다. 더욱 상세하게는, 탄성표면파장치에 있어서, 결합선은, 탄성표면파장치를 입력단자와 출력단자 및 접지에 접속하는데에만 이용되며, 사다리형 네트워크(ladder network) 내부의 접속을 이루기 위해 결합선들을 필요로 하지 않는다.

Claims (20)

  1. 제1단면과 제2단면이 있는 탄성표면파기판; 및
    수평전단형(Shear Horizontal type; SH-type) 탄성표면파를 이용하여 동작하는, 상기 탄성표면파기판상에 설치된 탄성표면파소자
    을 포함하는 탄성표면파장치에 있어서,
    상기 탄성표면파소자는, 다수개의 손가락 전극을 구비한 인터디지탈 변환기(interdigital transducer) 및, 다수개의 손가락 전극을 구비한 반사기를 포함하며,
    최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개는, 상기 탄성표면파기판의 제1 및 제2단면들 중의 하나와 동일평면상에 있으며,
    상기 반사기는, 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 다른 한 개가 위치한 측에 설치되어, 그 결과 상기 IDT에 의해 여기된 SH형 탄성표면파는, 상기 반사기와, 상기 제1 및 제2단면들중의 하나와의 사이에 갇히게 되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  2. 제1항에 있어서, 다수개의 손가락 전극을 구비한 인터디지탈 변환기와, 다수개의 손가락 전극을 구비한 반사기를 각각 포함하는 다수개의 탄성표면파소자를 더 포함하는 탄성표면파장치에 있어서,
    최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개는, 상기 탄성표면파기판의 제1 및 제2단면들 중의 하나와 동일평면상에 있으며,
    상기 반사기는, 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 다른 한 개가 위치한 측에 설치되어, 그 결과 상기 IDT에 의해 여기된 SH형 탄성표면파는, 상기 반사기와, 상기 제1 및 제2단면들중의 하나와의 사이에 갇히게 되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다수개의 탄성표면파소자들이 사다리형 회로(ladder circuit)로 접속되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 다수개의 탄성표면파소자의 제1군은 사다리형 회로의 병렬공진자를 구성하며, 상기 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개가 탄성표면파기판의 제1단면과 동일평면상에 있도록 배치되며,
    상기 다수개의 탄성표면파소자의 제2군은 사다리형 회로의 직렬공진자를 구성하며, 상기 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개가 탄성표면파기판의 제2단면과 동일평면상에 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 탄성표면파기판 위에 다수개의 접속용 전극들이 더 설치되어 있는 탄성표면파장치에 있어서, 상기 제1군의 탄성표면파소자와 제2군의 탄성표면파소자가 다수개의 접속용 전극들에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 다수개의 탄성표면파소자들이 격자형 회로로 접속되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개가 탄성표면파기판의 제1단면과 동일평면상에 있도록, 제1군의 탄성표면파소자들이 다수개 배치되며,
    상기 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개가 탄성표면파기판의 제2단면과 동일평면상에 있도록, 제2군의 탄성표면파소자들이 다수개 배치되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 탄성표면파기판 위에 다수개의 접속용 전극들이 더 설치되어 있는 탄성표면파장치에 있어서, 상기 제1군의 탄성표면파소자와 상기 제2군의 탄성표면파소자가 다수개의 접속용 전극들에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 반사기가 격자형반사기(grating reflector)임을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  10. 제1단면과 제2단면이 있는 탄성표면파기판; 및
    SH형 탄성표면파를 이용하여 동작하는, 상기 탄성표면파기판상에 설치된 적어도 한 개의 탄성표면파소자
    을 포함하는 탄성표면파장치에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 탄성표면파소자는, 다수개의 손가락 전극을 구비한 인터디지탈 변환기, 및 다수개의 손가락 전극을 구비한 단 한 개의 반사기만을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 인터디지탈 변환기의 제1단이 상기 탄성표면파기판의 제1단면과 동일평면상에 있도록, 상기 탄성표면파기판상에 적어도 한 개의 탄성표면파소자가 배치되며,
    상기 인터디지탈 변환기의 제2단은 상기 탄성표면파기판의 제2단면 근방에 위치됨과 함께, 상기 인터디지탈 변환기의 제2단과 상기 탄성표면파기판의 제2단면과의 사이에 단 한 개의 반사기가 위치되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  12. 제10항에 있어서, 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개는, 상기 탄성표면파기판의 제1 및 제2단면중의 하나와 동일평면상에 있으며,
    상기 단 한 개의 반사기는, 상기 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 다른 한 개가 위치한 측에 설치되어, 그 결과 IDT에 의해 여기된 수평전단형 탄성표면파는, 상기 단 한 개의 반사기와, 상기 제1 및 제2단면들중의 하나와의 사이에 갇히게 되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  13. 제10항에 있어서, 다수개의 손가락 전극을 구비한 인터디지탈 변환기와, 다수개의 손가락 전극들을 구비한 단 한 개의 반사기만을 각각 포함하는 다수개의 탄성표면파소자를 더 포함하는 탄성표면파장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 다수개의 탄성표면파소자들이 사다리형 회로로 접속되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 다수개의 탄성표면파소자의 제1군은 사다리형 회로의 병렬공진자를 구성하며, 상기 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개가 탄성표면파기판의 제1단면과 동일평면상에 있도록 배치되며,
    상기 다수개의 탄성표면파소자의 제2군은 사다리형 회로의 직렬공진자를 구성하며, 상기 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개가 탄성표면파기판의 제2단면과 동일평면상에 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 탄성표면파기판 위에 다수개의 접속용 전극들이 더 설치되어 있는 탄성표면파장치에 있어서, 상기 제1군의 탄성표면파소자와 제2군의 탄성표면파소자가 다수개의 접속용 전극들에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 다수개의 탄성표면파소자들이 격자형 회로로 접속되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개가 탄성표면파기판의 제1단면과 동일평면상에 있도록, 제1군의 탄성표면파소자들이 다수개 배치되며,
    상기 최외곽에 형성된 한 쌍의 손가락 전극중의 한 개가 탄성표면파기판의 제2단면과 동일평면상에 있도록, 제2군의 탄성표면파소자들이 다수개 배치되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 탄성표면파기판 위에 다수개의 접속용 전극들이 더 설치되어 있는 탄성표면파장치에 있어서, 상기 제1군의 탄성표면파소자와 제2군의 탄성표면파소자가 다수개의 접속용 전극들에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
  20. 제10항에 있어서, 상기 단 한 개의 반사기가 격자형반사기임을 특징으로 하는 탄성표면파장치.
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