KR20080096512A

KR20080096512A - 종결합 공진자형 탄성파 필터장치

Info

Publication number: KR20080096512A
Application number: KR1020087017596A
Authority: KR
Inventors: 마사루 야타
Original assignee: 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2008-10-30
Also published as: EP2066026A4; US20080266027A1; JPWO2008035525A1; CN101371436A; EP2066026A1; CN101371436B; JP4670956B2; KR100954292B1; US7479855B2; EP2066026B1; WO2008035525A1

Abstract

직렬 웨이팅이 실시된 IDT를 갖는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치에 있어서 통과대역 내 리플을 저감시키는 구조를 제공한다.

IDT(113, 114)들이 이웃하고 있는 부분 중 적어도 1개소에 있어서, 적어도 한쪽 IDT(113, 114)에 있어서 더미전극(116, 118)이 형성되어 직렬 웨이팅이 실시되어 있고, 상기 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 부분의 적어도 1개소에 있어서 더미전극(116)의 제1 음향트랙의 탄성파 전파방향 양측에 위치하는 금속화비의 차이를 작게 하도록, 제1 음향트랙에 형성된 금속화비 감소수단과, 제2 음향트랙에 형성된 금속화비 증대수단 중 적어도 한쪽이 형성되어 있는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치.

종결합 공진자형 탄성파 필터장치, 더미전극, IDT, 직렬 웨이팅, 음향트랙

Description

종결합 공진자형 탄성파 필터장치{LONGITUDINALLY COUPLED RESONATOR TYPE SURFACE ACOUSTIC WAVE FILTER DEVICE}

본 발명은 예를 들면 휴대전화기의 대역 필터 등으로서 이용되는 탄성파 필터장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치에 관한 것이다.

종래, 휴대전화기의 대역 필터로서 다양한 탄성표면파 필터장치가 이용되고 있다. 예를 들면 하기의 특허문헌 1에는 이러한 종류의 용도로 이용되는 탄성표면파 필터장치로서, 평형-불평형 변환기능을 갖는 탄성표면파 필터장치가 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는 도 19에 나타내는 IDT 전극(1001)을 이용함으로써, 한쌍의 평형단자간의 평형도가 개선된다고 되어 있다.

압전기판(1000)상에 상기 IDT 전극(1001)이 형성되어 있다. IDT 전극(1001)은 탄성표면파 전파방향 한쪽측의 단부(端部) 근방에 교차폭 웨이팅(apodization-weighting)이 실시된 전극지(1002, 1003)를 갖는다. 전극지(1002)는 어스전위(ground potential)에 접속되는 전극지이고, 전극지(1003)는 핫측(hot-side)의 전위에 접속되는 전극지이다. 전극지(1002, 1003)의 길이는 어스전위에 접속되는 나머지 전극지(1004) 및 핫측의 나머지 전극지(1005)보다 짧게 되어 있다.

한편, 전극지(1002, 1003)가 형성되어 있는 부분에서는 더미전극(1006)이 형성되어 직렬 웨이팅(series weighting)이 실시되어 있다. 더미전극(1006)은 제1 더미전극지부(1006a)와, 제2 더미전극지부(1006b)와, 제1, 제2 더미전극지부(1006a, 1006b)를 연결하고 있는 연결부(1006c)를 갖는다.

제1 더미전극지부(1006a)는 전극지(1002)의 선단과 거리를 두고 떨어져 있고, 또한 전극지(1002)의 길이방향 연장선상에 위치하고 있으며, 탄성표면파 전파방향에 있어서 전극지(1003)와 포개지도록 배치되어 있다. 마찬가지로, 제2 더미전극지부(1006b)는 전극지(1003)의 선단과 떨어져 있고, 또한 전극지(1003)의 길이방향 연장선상에서 연장되어 있으며, 전극지(1002)와 탄성표면파 전파방향으로 포개지도록, 즉 교차하도록 형성되어 있다. 연결부(1006c)는 전극지(1002)의 선단과, 전극지(1003)의 선단 사이의 영역에서 탄성표면파 전파방향으로 연장되어, 전극지부(1006a)의 안쪽끝과 전극지부(1006b)의 안쪽끝을 연결하고 있다.

더미전극(1006)이 형성되어 있음으로 인해, 더미전극(1006)이 형성되어 있는 부분에서의 탄성표면파의 여진(勵振)이 약화된다. 한쌍의 평형단자 중, 탄성표면파의 여진이 강한 쪽의 평형단자에 접속된 IDT에 더미전극(1006)을 형성함으로써, 한쌍의 평형단자간의 여진강도를 근접시킬 수 있다. 그로 인해 평형도가 개선된다.

특허문헌 1: 일본국 특허 제3520420호 공보

상기한 바와 같이, IDT 전극에 직렬 웨이팅을 실시함으로써, 평형-불평형 변환기능을 갖는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터장치에서는 평형도를 개선할 수 있다고 되어 있다.

그러나, 종결합 공진자형 탄성경계파 필터장치에 있어서, 상기와 같은 직렬 웨이팅을 실시한 IDT를 이용했을 경우, 통과대역상에 커다란 리플(ripple)이 나타난다는 것을 알 수 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 결점을 해소하여, 직렬 웨이팅이 실시된 IDT를 갖는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치로서, 통과대역에서의 리플을 효과적으로 억압할 수 있다고 되어 있으며, 그로 인해 양호한 필터특성을 얻을 수 있는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따르면, 압전기판과, 상기 압전기판상에 탄성파 전파방향을 따라 배치된 적어도 2개의 IDT를 구비하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치로서, 상기 2개의 IDT들이 이웃하고 있는 부분에 있어서, 이웃하고 있는 2개의 IDT 중 적어도 한쪽에 있어서 상대방의 IDT에 가장 근접하고 있는 최외측에 위치하고 있는 제1 전극지와, 제1 전극지에 인접하고 있는 제2 전극지의 길이가 나머지 전극지의 길이와 다르고 그로 인해 교차폭 웨이팅이 실시되어 있으며, 또한 상기 제1, 제2 전극지간에 배치된 더미전극을 더 가지며, 더미전극은, 제1 전극지의 선단과 떨어져 제1 전극지의 길이방향 연장선상에 배치되어 있으며, 제2 전극지와 평행하게 연장된 제1 더미전극지부와, 상기 제2 전극지 선단과 떨어져 있고, 동시에 제2 전극지의 길이방향 연장선상에 배치되어 있으며, 제1 전극지와 평행하게 연장된 제2 더미전극지부와, 제1, 제2 더미전극지부를 연결하고 있는 연결부를 가지며, 상기 연결부가 제1 전극지의 선단과 제2 전극지의 선단 사이에 위치해 있으며, 상기 더미전극을 형성함으로써 직렬 웨이팅이 실시되어 있고, 상기 종결합 공진자형 탄성표면파 필터장치의, 탄성파가 전파하는 부분은 제1 음향트랙과, 제1 음향트랙의 탄성파 전파방향과 직교하는 방향으로 양측에 각각 배치된 제2 음향트랙과, 각 제2 음향트랙의 탄성파 전파방향과 직교하는 방향 외측에 배치된 제3 음향트랙을 가지며, 제1 음향트랙은 상기 더미전극의 연결부를 통과하는 음향트랙이고, 상기 제2 음향트랙은 제1 또는 제2 전극지의 선단과 상기 더미전극의 연결부 사이의 갭을 포함하는 음향트랙이며, 상기 제3 음향트랙은 상기 제1 또는 제2 전극지를 포함하는 음향트랙이며, 상기 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 부분에 있어서, 상기 제2 음향트랙의 금속화비(metallization ratio)를 증대시키는 금속화비 증대수단과, 상기 제1 음향트랙의 금속화비를 작게 하는 금속화비 감소수단 중 적어도 한쪽을 더 구비하며, 그로 인해 제1 음향트랙의 금속화비와 제2 음향트랙의 금속화비의 차이가 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치가 제공된다.

본 발명에 따른 종결합 공진자형 탄성파 필터장치에서는, 바람직하게는 상기 금속화비 증대수단이, 상기 제2 음향트랙에 있어서, 제1 및/또는 제2 더미전극지부에 있어서, 이웃하는 제2 전극지 또는 제1 전극지측에 돌출되어 있는 돌출부, 상기 제2 전극지의 안쪽에 인접하고 있는 전극지로부터 제2 전극지측에 돌출하도록 형성된 돌출부, 및 상기 제1 및/또는 제2 전극지의 선단으로부터 상기 제2 음향트랙에 돌출하도록 형성된 돌출부 중 적어도 1개의 돌출부이다. 이와 같이, 돌출부를 형성하여 금속화비 증대수단을 구성할 경우에는, 더미전극이나 전극지를 형성할 때의 패터닝시에 패턴을 변경하는 것만으로 용이하게 금속화비 증대수단을 형성할 수 있다. 따라서, 제조 공정을 증가시키지 않고 금속화비 증대수단을 형성하여 필터특성의 개선을 도모할 수 있다.

본 발명에 따른 종결합 공진자형 탄성파 필터장치에서는, 바람직하게는 상기 금속화비 감소수단이 상기 더미전극의 상기 연결부의 제1 음향트랙에 차지하는 면적을 작게 하도록 상기 연결부에 형성된 전극 컷아웃부(electrode cutout portion)이다. 금속화비 감소수단이, 더미전극의 연결부의 제1 음향트랙에 차지하는 면적을 작게 하도록 상기 연결부에 전극 컷아웃부를 형성한 구성에서는 전극형성시의 패터닝을 변경하는 것만으로 제1 음향트랙에서의 금속화비를 작게 할 수 있다. 따라서 제조공정을 증대시키지 않고도 필터특성의 개선을 도모할 수 있다.

본 발명에서는 바람직하게는 상기 IDT가 금속막으로 이루어지며, 상기 금속막이 Au, Pt, Pd, Ag, Cu, W 및, 이들을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 군에서 선택한 1종의 금속층을 포함한다. 이 경우에는, IDT가 상기와 같은 비교적 무거운 금속으로 이루어지는 금속층을 포함하기 때문에 탄성파의 음속 저하량이 커지므로, 본 발명에 따라서 제1 음향트랙의 금속화비와 제2 음향트랙의 금속화비의 차이를 작게 함으로 인한 효과가 크다.

본 발명에 따른 종결합 공진자형 탄성파 필터장치는 바람직하게는 불평형단자와 제1, 제2 평형단자를 구비하여 평형-불평형 변환기능을 갖도록 구성되어 있다. 따라서, 평형-불평형 변환기능을 갖는 발룬(balun)을 생략하는 것을 가능하게 하는 필터장치를 본 발명에 따라서 제공할 수 있다.

상기 평형-불평형 변환기능을 실현하는 구성은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 어느 특정국면에서는 상기 압전기판상에 형성된 적어도 2개의 IDT에 의해 제1 필터소자와 제2 필터소자가 형성되어 있으며, 상기 제1 필터소자는 탄성파 전파방향을 따라 배치된 복수의 IDT를 갖는 종결합 공진자형 탄성파 필터소자로서 입력단과 출력단을 가지며, 상기 제2 필터소자는 탄성파 전파방향을 따라 배치된 복수의 IDT를 갖는 종결합 공진자형 필터소자로서 입력단 및 출력단을 가지며, 제2 필터소자에서의 입력신호에 대한 출력신호의 위상이 제1 필터소자에서의 입력신호에 대한 출력신호의 위상에 대하여 180도 다르게 되어 있으며, 상기 제1, 제2 필터소자의 각 입력단이 상기 불평형단자에 접속되어 있고, 제1 필터소자의 출력단이 제1 평형단자에 접속되어 있으며, 제2 필터소자의 출력단이 제2 평형단자에 접속되어 있다.

또한, 본 발명의 탄성파 필터장치의 다른 특정국면에서는, 상기 평형-불평형 변환기능을 갖는 구성은, 상기 제1 필터소자가, 탄성파 전파방향을 따라 배치된 복수의 IDT를 갖는 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터부를 가지며, 상기 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터부가 종속 접속(cascade-connect)되어 있으며, 상기 제2 필터소자가, 탄성파 전파방향을 따라 순서대로 배치된 복수의 IDT를 갖는 제3, 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터부를 가지며, 제3, 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터부가 종속 접속되어 있는 구조이다.

또한, 상기 평형-불평형 변환기능을 실현하는 구성은, 상기 압전기판상에 형성된 적어도 2개의 IDT로서, 탄성파 전파방향으로 순서대로 배치된, 제4, 제2, 제1, 제3 및 제5 IDT를 가지며, 상기 제1∼제5 IDT가 형성되어 있는 부분의 양측에 형성된 제1, 제2 반사기를 더 구비하며, 상기 제2 IDT의 위상이 제3 IDT의 위상에 대하여 180도 다르게 되어 있고, 상기 제2, 제3 IDT가 상기 불평형단자에 접속되어 있으며, 상기 제1 IDT가, 탄성파 전파방향으로 분할되어 형성된 제1 분할IDT부 및 제2 분할IDT부를 가지며, 제1 분할IDT부 및 상기 제4 IDT가 상기 제1 평형단자에 접속되어 있고, 상기 제2 분할IDT부 및 상기 제5 IDT가 상기 제2 평형단자에 접속되어 있는 구성이어도 된다. 또한, 상기 평형-불평형 변환기능을 갖는 구성은, 상기 적어도 2개의 IDT로서, 탄성파 전파방향으로 순서대로 배치된 제4, 제2, 제1, 제3 및 제5 IDT를 가지며, 제1~제5 IDT가 형성되어 있는 부분의 양측에 형성된 제1, 제2 반사기를 더 구비하고, 상기 제2 IDT의 위상이 상기 제3 IDT의 위상에 대하여 180도 다르며, 상기 제1, 제4 및 제5 IDT의 각 한쪽끝이 불평형단자에 접속되어 있고, 제2 IDT가 제1 평형단자에 접속되어 있으며, 제3 IDT가 상기 제2 평형단자에 접속되어 있는 구성이어도 된다.

본 발명에 따른 종결합 공진자형 탄성파 필터장치는 탄성파로서 탄성표면파를 이용한 것이어도 되는데, 그 경우에는 본 발명에 따라서 필터특성이 양호한 탄성표면파 필터장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 탄성파로서 탄성경계파를 이용해도 되며, 그 경우에는 압전기판상에 유전체층이 더 적층된다. 그리고, 본 발명에 따라서 필터특성이 양호한 종결합 공진자형 탄성경계파 필터장치를 제공할 수 있다.

(발명의 효과)

본 발명에 따른 종결합 공진자형 탄성파 필터장치에 따르면, 제1, 제2 IDT들이 이웃하고 있는 부분 및/또는 제1, 제3 IDT들이 이웃하고 있는 부분에 있어서, 이웃하고 있는 2개의 IDT 중 적어도 한쪽에 직렬 웨이팅이 실시되어 있으며, 상기 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 부분에 있어서, 상기 금속화비 증대수단 및 상기 금속화비 감소수단 중 적어도 한쪽이 구비되어 있으므로, 제1 음향트랙의 금속화비와 제2 음향트랙의 금속화비의 차이가 작게 되어 있다. 그로 인해, 통과대역 내에서의 리플을 효과적으로 저감할 수 있다.

후술하는 바와 같이, 본원 발명자에 따르면, 종래의 직렬 웨이팅이 실시된 종결합 공진자형 탄성경계파 필터장치에서 통과대역 내에 리플이 발생하는 것은 이웃하는 음향트랙간에서의 금속화비의 불연속성이 커져서, 그로 인해 이웃하는 음향트랙간에서 탄성파의 음속이 불연속적으로 되는 것에 따르는 것이 발견되었다.

이에 반해, 본 발명에 따르면 상기한 바와 같이 제1, 제2 음향트랙의 금속화비의 차이가 작게 되므로, 제1, 제2 음향트랙간에서의 탄성파의 음속의 연속성이 높아지며, 그로 인해 통과대역 내에서의 리플을 효과적으로 저감할 수 있게 되어 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 직렬 웨이팅이 실시된 IDT를 갖는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치에 있어서, 통과대역 내에서의 리플을 저감하여 양호한 필터특성을 얻을 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 탄성경계파 장치의 전극구조를 나타내는 모식적 평면도이다.

도 2(a) 및 (b)는 도 1에 나타낸 실시형태의 탄성경계파 필터장치의 전극구조의 요부를 나타내는 모식적 확대 평면도 및 상기 전극구조에 형성된 금속화비 증대수단을 설명하기 위한 모식적 부분 절결 평면도이다.

도 3은 본 발명의 실시형태의 탄성경계파 장치를 설명하기 위한 모식적 정면 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시형태의 탄성경계파 장치에 있어서, 제2 종결합 공진자 형 탄성경계파 필터부에 있어서, 제1, 제2 IDT가 이웃하고 있는 부분을 나타내는 부분 절결 확대 평면도이다.

도 5는 본 발명의 실시형태의 탄성경계파 장치에 있어서, 제2 종결합 공진자 형 탄성경계파 필터부에 있어서, 제1, 제3 IDT가 이웃하고 있는 부분을 나타내는 부분 절결 확대 평면도이다.

도 6은 금속화비 증대수단 및 금속화비 감소수단을 갖지 않는 종래의 탄성경계파 필터장치의 전극구조를 설명하기 위한 부분 절결 확대 평면도이다.

도 7은 본 발명의 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성경계파 필터장치 및 비교예로서 준비한 탄성경계파 필터장치 필터특성을 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명의 실시형태의 탄성경계파 필터장치 및 비교예로서 준비한 탄성경계파 필터장치에ㄸ서의 제1~제3 음향트랙의 금속화비를 설명하기 위한 모식도이다.

도 9는 본 발명의 실시형태의 탄성경계파 필터장치 및 비교예로서 준비한 종래의 탄성경계파 필터장치에서의 제1~제3 음향트랙의 금속화비를 설명하기 위한 모 식적 평면도이다.

도 10(a)~(d)는 금속화비 증대수단이 형성되어 있는 구조의 변형예를 설명하기 위한 각 부분 절결 평면도이다.

도 11(a)~(c)는 금속화비 증대수단이 형성되어 있는 구조의 변형예를 설명하기 위한 각 부분 절결 평면도이다.

도 12(a)~(c)는 본 발명에서 이용되는 금속화비 감소수단의 예를 설명하기 위한 부분 절결 평면도이다.

도 13은 본 발명의 변형예에 따른 탄성경계파 필터장치의 전극구조를 나타내는 모식적 평면도이다.

도 14는 본 발명의 다른 변형예에 따른 탄성경계파 필터장치의 전극구조를 나타내는 모식적 평면도이다.

도 15는 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 탄성경계파 필터장치의 전극구조를 나타내는 모식적 평면도이다.

도 16은 본 발명의 다른 변형예에 따른 탄성경계파 필터장치의 전극구조를 나타내는 모식적 평면도이다.

도 17은 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 탄성경계파 필터장치의 전극구조를 나타내는 모식적 평면도이다.

도 18은 본 발명의 탄성경계파 필터장치의 또 다른 변형예의 전극구조를 나타내는 모식적 평면도이다.

도 19는 종래의 탄성표면파 필터장치의 IDT를 설명하기 위한 모식적 평면도 이다.

<부호의 설명>

100 탄성경계파 장치

101 불평형단자

102, 103 평형단자

104 압전기판

105 SiO₂막

105a, 105b 개구부

106 전극패턴

107, 108 전극패턴

109a, 109b 외부전극

110, 120 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부

111, 115 반사기

112, 114 제2, 제3 IDT

113 제1 IDT

113a, 113b 제1, 제2 전극지

113c 전극지

114A IDT

116 더미전극

116a, 116b 제1, 제2 더미전극지부

116c 연결부

117a∼117h 돌출부

118 더미전극

118c 연결부

119a∼119h 돌출부

121, 125 반사기

122, 124 제2, 제3 IDT

123 제1 IDT

126, 127 더미전극

130, 140, 150, 160 탄성경계파 공진자

200 탄성경계파 장치

201a∼201e 돌출부

202a∼202e 돌출부

211a∼211d 돌출부

212a∼212d 돌출부

300 탄성경계파 필터장치

301a, 30lb 전극 컷아웃부

302a, 302b 전극 컷아웃부

321a, 32lb 전극 컷아웃부

322a, 322b 전극 컷아웃부

400 종결합 공진자 탄성경계파 필터장치

410, 420 제1, 제2 종결합 공진자 탄성경계파 필터부

412, 414 제2, 제3 IDT

413 제1 IDT

422, 424 제2, 제3 IDT

423 제1 IDT

430, 440 제3, 제4 종결합 공진자 탄성경계파 필터부

432, 434 제2, 제3 IDT

433 제1 IDT

442, 444 제2, 제3 IDT

443 제1 IDT

500 탄성경계파 필터장치

510 종결합 공진자 탄성경계파 필터부

511 제4 IDT

512, 514 제2, 제3 IDT

513 제1 IDT

513a, 513b 분할IDT부

515 제5 IDT

516, 517 반사기

521 탄성경계파 공진자

522 탄성경계파 공진자

523 탄성경계파 공진자

600 탄성경계파 장치

610 종결합 공진자 탄성경계파 필터부

611, 615 제4, 제5 IDT

612 제2 IDT

613 제1 IDT

614 제3 IDT

618 더미전극

619 더미전극

621 탄성경계파 공진자

622 탄성경계파 공진자

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명함으로써 본 발명을 명확히 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성경계파 장치의 전극구조를 나타내는 모식적 평면도이고, 도 2(a), (b)는 IDT의 요부를 나타내는 부분 절결 모식도 및 부분 절결 확대 평면도이며, 도 3은 본 실시형태의 탄성경계파 장치의 정면 단면도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 탄성경계파 장치(100)는 불평형단자(101)와, 제1, 제2 평형단자(102, 103)를 가지며 평형-불평형 변환기능을 갖는다. 보다 구체적으로는, 불평형단자(101)에 탄성경계파 공진자(130, 140)를 개재하여, 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(110, 120)가 접속되어 있다. 또한 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(110, 120)의 후단(後段)에는 각각 일단자쌍 탄성경계파 공진자(150, 160)가 접속되어 있다. 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(110, 120)는 탄성경계파 공진자(150, 160)를 개재하여 상기 제1, 제2 평형단자(102, 103)에 각각 전기적으로 접속되어 있다.

도 3에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 탄성경계파 장치(100)에서는 압전기판(104)상에 유전체층으로서 SiO₂막(105)이 적층되어 있다. 본 실시형태에서는, 상기 압전기판(104)은 오일러각(0°, 105°±10°, 0°)의 LiNbO₃기판이다. 압전기판(104)과 SiO₂막(105)의 계면에는 전극패턴(106)이 형성되어 있다. 이 전극패턴(106)은 도 1에 나타낸 전극구조에 상당한다.

SiO₂막(105)에는 복수의 개구부(105a, 105b)가 형성되어 있다. 개구부(105a, 105b)에는 전극패턴(106)의 일부가 노출되어 있다. 그리고, 개구부(105b)에 노출되어 있는 전극패턴(106)에 전기적으로 접속되도록 도전패턴(107, 108)이 형성되어 있다. 도전패턴(107, 108)은 개구부(105a, 105b) 내부에서 개구(105a, 105b) 외부에 이르러, 외부전극(109a, 109b)에 전기적으로 접속되어 있다. 외부전극(109a, 109b)은 탄성경계파 필터장치(100)를 외부와 전기적으로 접속하는 부분, 예를 들면 상기 불평형단자(101)나 평형단자(102, 103) 중 어느 하나의 단자, 또는 어스전위에 접속되는 단자에 상당한다.

도 1로 돌아가서, 탄성경계파 공진자(130, 140)는 각각 IDT와, IDT의 탄성경계파 전파방향 양측에 형성된 반사기를 갖는다. 마찬가지로, 1포트형 탄성경계파 공진자(150, 160)도 또한 IDT와, IDT의 탄성경계파 전파방향 양측에 배치된 반사기를 갖는다.

한편, 제1 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(110)는 제1 IDT(113)와, 제 1 IDT(113)의 탄성경계파 전파방향 양측에 배치된 제2, 제3 IDT(112, 114)를 갖는 3IDT형의 종결합 공진자형 탄성경계파 필터이다. IDT(112∼114)가 형성되어 있는 부분의 탄성경계파 전파방향 양측에는 반사기(111, 115)가 배치되어 있다.

마찬가지로, 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(120)에서도 중앙에 제1 IDT(123)가 배치되어 있으며, 제1 IDT(123)의 탄성경계파 전파방향 양측에 제2, 제3 IDT(122, 124)가 배치되어 있다. 또한, IDT(122∼124)가 형성되어 있는 영역의 양측에 반사기(121, 125)가 배치되어 있다.

한편, 도 1에서는 IDT의 전극지의 개수나 반사기의 그레이팅(grating)의 개수는 도시를 용이하게 하기 위해 실제보다 상당히 적게 그리고 있다. 단, IDT의 양단의 전극지의 극성은 도 1에 나타내는 그대로이다.

제1 종결합 공진자형 탄성경계파 필터(110)에서는, 제1 IDT(113)의 한쪽끝이 탄성경계파 공진자(130)를 개재하여 불평형단자(101)에 접속되어 있고, 다른쪽끝이 어스전위에 접속되어 있다. 또한, 제2, 제3 IDT(112, 114)의 한쪽끝이 어스전위에 접속되고, 각 다른쪽끝이 공통 접속되어 탄성경계파 공진자(150)를 개재하여 평형단자(102)에 접속되어 있다.

마찬가지로, 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(120)에서는, 제1 IDT(123)의 한쪽끝이 탄성경계파 공진자(140)를 개재하여 불평형단자(101)에 접속되어 있고, 다른쪽끝이 어스전위에 접속되어 있다.

제2, 제3 IDT(122, 124)의 각 한쪽끝이 어스전위에 접속되어 있고, 각 다른쪽끝이 공통 접속되어 탄성경계파 공진자(160)를 개재하여 제2 평형단자(103)에 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 제1 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(110)의 제1 IDT(113)의 극성에 대하여, 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(120)의 제1 IDT(123)의 극성이 반전되어 있다. 따라서, 불평형단자(101)로부터 입력신호를 인가했을 경우, 제1 평형단자(102)로부터 출력되는 신호의 위상에 대하여, 제2 평형단자(103)로부터 출력되는 신호의 위상이 180도 다르게 되어 있어, 그로 인해 평형-불평형 변환기능이 실현되어 있다.

제1 IDT(113)의 극성이 제1 IDT(123)의 극성에 대하여 반전되어 있는 것을 제외하고는, 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(120)의 설계 변수는 제1 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(110)의 설계 변수와 동일하게 되어 있다.

또한, 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(110, 120)에서의 탄성경계파 전파방향은 오일러각의 φ=20°로 되어 있고, 탄성경계파 공진자(130, 140)에서는 탄성경계파 전파방향은 φ=10°로 되어 있으며, 탄성경계파 공진자(150, 160)에서는 탄 성경계파 전파방향은 φ=30°로 되어 있다. 즉, 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(110, 120)에서의 탄성경계파 전파방향에 대하여, 탄성경계파 공진자(130, 140)에서의 탄성경계파 전파방향 및 탄성경계파 공진자(150, 160)에서의 탄성경계파 전파방향이 다르게 되어 있다. 그로 인해, 탄성경계파 공진자와 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부의 전기기계 결합계수를 적당한 값으로 설정하여 양호한 특성을 얻을 수 있도록 되어 있다.

본 실시형태의 탄성경계파 필터장치(100)의 특징은, 제1 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(110) 및 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(120)에 있어서, IDT들이 이웃하는 부분의 적어도 1개소에 있어서, 이웃하는 IDT 중 적어도 한쪽에 직렬 웨이팅이 실시되어 평형도의 개선이 도모되어 있을 뿐 아니라, 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 부분에 후술하는 금속화비 증대수단을 형성함으로써 통과대역 내의 리플이 저감되어 있는 것에 있다. 이것을 보다 구체적으로 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, IDT(113)와 IDT(114)가 이웃하고 있는 부분에서는 IDT(113) 및 IDT(114)는 각각, 직렬 웨이팅이 실시되어 있다. 즉, IDT(113)의 IDT(114) 측단부에 있어서는, 최외측에 위치하고 있는 제1 전극지(113a)와, 제1 전극지(113a)에 인접하는 제2 전극지(113b)의 길이가 나머지 전극지(113c)보다도 짧게 되어 교차폭 웨이팅이 실시되어 있다. 또한, 제1, 제2 전극지(113a, 113b) 사이에 더미전극지(116)가 형성되어 있다.

도 2(a)에 확대하여 나타내는 바와 같이, 더미전극(116)은 제1 더미전극지부(116a)와, 제2 더미전극지부(116b)와, 제1, 제2 더미전극지부(116a, 116b)를 연 결하고 있는 연결부(116c)를 갖는다.

제1, 제2 더미전극지부(116a, 116b)는 그 폭방향 치수, 즉 더미전극이 연장하는 방향과 직교하는 방향의 치수가 제1, 제2 전극지(113a, 113b)와 동등하게 되어 있다. 단, 후술하는 돌출부가 형성되어 있는 부분에서는 전극지의 폭방향 치수는 크게 되어 있다.

제1 더미전극지부(116a)는 제1 전극지(113a)의 선단과 떨어져 있고, 제1 전극지(113a)의 길이방향 연장선상에 있어서 직선 형상으로 연장되어 있다. 또한, 제1 더미전극지부(116a)는 탄성경계파 전파방향에 있어서, 인접하는 제2 전극지(113b)와 포개져 있고, 즉 교차하고 있다.

제2 더미전극지부(116b)는 제2 전극지(113b)의 선단과 떨어져 있고, 또한 제2 전극지(113b)의 길이방향 연장선상에 직선 형상으로 연장되어 있으며, 제1 전극지(113a)와 탄성경계파 전파방향에 있어서 포개지는 위치에, 즉 교차하는 위치에 형성되어 있다.

제1, 제2 더미전극지부(116a, 116b)의 선단 즉 안쪽끝이 연결부(116c)에 의해 연결되어 있다. 이 연결부(116c)는 탄성경계파 전파방향으로 연장되어 있다.

상기 더미전극(116)을 형성함으로써 직렬 웨이팅이 실시되어 있으며, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 평형-불평형 변환기능을 갖는 탄성경계파 필터장치(100)에서 진폭평형도 및 위상평형도를 개선할 수 있다.

본 실시형태의 특징은 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 부분에 있어서, IDT(113)에 금속화비 증대수단으로서 돌출부(117a∼117f) 가 형성되어 있는 것에 있다. 돌출부(117a, 117e)는 제1, 제2 전극지(113a, 113b)의 선단에 형성된 사다리꼴 부분으로서, 즉 돌출부(117a, 117e)가 형성되어 있지 않은 제1, 제2 전극지의 선단에, 선단으로 감에 따라 폭이 좁아지도록 테이퍼(taper)가 부여된 사다리꼴 부분이다.

한편, 돌출부(117b, 117d)는 돌출부(117a, 117e)에 대향하도록 연결부(116c)로부터 돌출된 사다리꼴 부분이다. 돌출부(117a, 117b, 117d, 117e)는 모두, 연결부(116c)를 통과하는 후술하는 제1 음향트랙의 양측에 위치하고 있는 제2 음향트랙의 금속화비를 높이도록 작용하고 있다.

마찬가지로, 돌출부(117c)는 더미전극(116)의 제1 더미전극지부(116a)의 제2 음향트랙에 배치된 부분이 탄성경계파 전파방향으로 돌출하고 있는 사다리꼴 부분이다. 돌출부(117f)는 제2 전극지(113b)에 인접하는 전극지(113c)의 제2 음향트랙에 배치된 부분이 탄성파 전파방향으로 돌출하고 있는 사다리꼴 부분이다. 돌출부(117c, 117f)도 또한 상기 제2 음향트랙의 금속화비를 증대시키고 있다.

따라서, IDT(113)에서는 제2 음향트랙의 금속화비가 높아져, 그로 인해 연결부(116c)를 통과하는 제1 음향트랙에서의 금속화비와 제2 음향트랙의 금속화비의 차이가 작게 되어 있다.

마찬가지로, IDT(113)에 인접하는 IDT(114)에서도 더미전극(118)이 형성되어 직렬 웨이팅이 실시되어 있는데, 여기서도 돌출부(119a∼119f)를 형성함으로써 제2 음향트랙의 금속화비가 상대적으로 높아져, 제1, 제2 음향트랙간의 금속화비의 차이가 작게 되어 있다.

도 1에 나타내는 IDT(122, 123)가 이웃하고 있는 부분에서도, 도 4에 나타내는 바와 같이, IDT(123)측에 더미전극(126)이 형성되어, IDT(113, 114)가 이웃하고 있는 부분에서의 IDT(114)와 마찬가지로 제2 음향트랙의 금속화비를 증대시키는 수단이 형성되어 제1, 제2 음향트랙의 금속화비의 차이가 작게 되어 있다. 단, IDT(122, 123)가 이웃하고 있는 부분에서는 IDT(123)측에서만 금속화비 증대수단이 형성되어 있다.

마찬가지로, 도 5에 나타내는 바와 같이 IDT(123, 124)가 이웃하고 있는 부분에서는 IDT(124)측에 더미전극(127)이 형성되어 있으며, 더미전극(127)이 형성된 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 부분에 있어서, 마찬가지로 제2 음향트랙의 금속화비를 높이는 금속화비 증대수단이 형성되어 제1, 제2 음향트랙간의 금속화비의 차이가 작게 되어 있다.

본 실시형태의 종결합 공진자형 탄성경계파 필터장치에서는, 상기한 바와 같이 IDT(113, 114, 123, 124)에 직렬 웨이팅이 실시되어 있고, 상기 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 부분에 있어서, 제2 음향트랙 금속화비를 증대시키는 금속화비 증대수단이 형성되어 있기 때문에 통과대역 내에서의 리플을 작게 할 수 있다. 이것을 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 실시형태에 따라 PCS휴대전화기의 수신측 대역 필터로서 이용했을 경우의 필터특성을 나타내는 도면이다. 실선이 본 실시형태의 결과를 나타낸다. 이 대역 필터에서는 1930∼1990MHz가 수신 대역이다. 한편, 도 7의 파선은 상기 금속화비 증대수단이 형성되어 있지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시형태와 동일하게 구성된 비교예의 탄성경계파 필터장치의 필터특성을 나타낸다. 즉, 상술한 도 2와 비교하여 나타낸 도 6에 나타나 있는 직렬 웨이팅 구조를 갖는 종래의 탄성경계파 필터장치(1100)의 필터특성을 도 7에 파선으로 나타낸다.

도 7로부터 명백한 바와 같이, 비교예의 탄성경계파 필터장치에서는 1990MHz 부근에서의 리플이 매우 큰 것에 반해, 본 실시형태에 따르면 상기 리플이 0.5dB 정도 개선되어 있음을 알 수 있다. 또한, 통과대역 내 삽입손실에 대해서도, 비교예에서는 2.8dB이었던 것에 반해, 본 실시형태에 따르면 2.3dB로 개선되어 있음을 알 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서 통과대역 내에서의 리플을 작게 할 수 있었던 것은 이하의 이유에 의한 것이라 생각된다.

도 9의 오른쪽 도면에 나타내는 바와 같이, 비교예의 탄성경계파 필터장치(1100)에서는 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 부분에 있어서, 교차폭 방향으로 IDT의 듀티(duty)가 불연속적인 부분이 존재하고 있기 때문에 탄성경계파의 음속에 있어서 분포가 존재하게 된다. 즉, 제1 음향트랙에서의 탄성경계파의 음속과, 제2 음향트랙에서의 탄성경계파의 음속이 다르기 때문에 탄성경계파의 불연속부분이 발생한다. 그로 인해, 탄성경계파가 산란하여 상기 리플이 발생한다고 생각된다.

이에 반해, 도 9의 왼쪽 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 탄성경계파 필터장치(100)에서는, 상기 제2 음향트랙에서의 금속화비를 증대시키는 금속화비 증대수단이 형성되어 있으므로, 제1 음향트랙에서의 금속화비와 제2 음향트랙에서의 금속화비의 차이가 작게 되어 있다. 그 때문에, 제1 음향트랙에서의 탄성경 계파의 음속과, 제2 음향트랙에서의 탄성경계파의 음속의 차이가 적게 되고, 탄성경계파의 음속의 불연속성이 완화되어 상기 리플이 작게 되어 있는 것이라 생각된다.

또한, 제1~제3 음향트랙이란, 탄성경계파 필터장치를 탄성경계파가 전파하는 영역을 상기 전극구조에 기초하여 구획한 표현이다. 제1~제3 음향트랙은 탄성경계파 전파방향으로 연장되는 영역으로서, 제1 음향트랙은 상기 더미전극의 연결부를 포함하는 영역이고, 제2 음향트랙은 제1 음향트랙의 탄성경계파 전파방향과 직교하는 방향 양측에 각각 위치하고 있으며, 상기 제1, 제2 전극지의 선단과 상기 연결부 사이의 부분을 통과하는 음향트랙이고, 제3 음향트랙은 제2 음향트랙의 외측에 위치하고 있는 음향트랙으로서, 제1 또는 제2 전극지가 위치하고 있는 부분이다.

도 8은 제1 종결합 공진자형 탄성경계파 필터장치(100)에 있어서, 상기IDT(113)가 형성되어 있는 부분에서의 제1~제3 음향트랙에 있어서의 금속화비의 분포와, 상기 비교예의 탄성경계파 필터장치(1100)의 상기 부분에서의 금속화비의 분포를 나타내는 도면이다. 한편 금속화비란, 탄성파 필터장치의 압전기판상의 영역에서의 전극, 즉 금속이 차지하는 면적비율을 말한다. 도 8로부터 명백한 바와 같이, 비교예의 탄성경계파 필터장치에서는, 제1 음향트랙과 제2 음향트랙의 금속화비가 크게 다르다. 즉, 비교예의 탄성경계파 장치에서는 제1 음향트랙과 제2 음향트랙의 경계에서 금속화비가 0.65에서 0.25로 변화하고 있다. 즉, 제1 음향트랙과 제2 음향트랙의 경계에서는 금속화비의 차이가 0.4로 되어 있다. 제2 음향트랙과 제3 음향트랙의 경계에서는 금속화비가 0.25에서 0.4로 변화하고 있다. 이에 반해, 본 실시형태에서는 상기 돌출부(117a∼117f)가 형성되어 있음으로 인해, 제2 음향트랙의 제1 음향트랙과 인접하는 부분에서의 금속화비가 높아져, 제1 음향트랙의 금속화비와 제2 음향트랙의 금속화비의 차이가 현저하게 작게 되어 있음을 알 수 있다. 즉, 제1 음향트랙과 제2 음향트랙의 경계에서는 금속화비의 차이가 0.2가 되어, 비교예에 비해 반감되어 있음을 알 수 있다.

그 때문에, 상기 실시형태에서는 제1, 제2 음향트랙간에서의 금속화비의 차이가 작게 되어 있음으로 인해, 탄성경계파의 음속의 불연속성이 완화되어 상술한 바와 같이 리플이 저감되어 있음을 알 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 도 2, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 IDT(113, 114) 또는 IDT(123, 124)에 돌출부를 형성함으로써 제2 음향트랙의 금속화비가 증대되어 있지만, 이러한 돌출부의 형태는 도 2, 도 4 및 도 5에 나타낸 것에 한정되지 않는다. 돌출부의 변형예를 도 10(a)~(d) 및 도 11(a)~(c)에 나타낸다. 한편, 도 10(a)~(d) 및 도 11(a)~(c)는 도 2(a), (b)에 나타낸 부분, 즉 IDT(113, 114)가 인접하는 부분에 상당하는 부분이다.

도 10(a)에 나타내는 바와 같이, IDT(113, 114A)에 돌출부(201a∼201e, 202a∼202e)를 형성해도 된다. 여기서는, 도 2(b)에 나타낸 돌출부(117c)가 형성되어 있지 않다. 또한, IDT(114A)는 도 2(a)에 나타낸 IDT(114)와는 극성이 반전되어 있다. 또한, 도 2(b)에 나타낸 돌출부(119a)에 상당하는 돌출부가 형성되어 있지 않다. 그 밖의 점에 대해서는 도 2(b)에 나타낸 구조와 동일하다.

도 10(b)에서는, IDT(113)측에 있어서, 도 2(b)에 나타낸 돌출부(117a∼ 117f)가 형성되어 있는 것에 더하여, 돌출부(117g, 117h)가 더 형성되어 있다. 돌출부(117g, 117h)는 제1, 제2 더미전극지부(116a, 116b)로부터 탄성경계파 전파방향으로 돌기한 사다리꼴 부분이다.

도 10(c)에 나타내는 구조에서는 도 2(b)에 나타낸 돌출부(117f, 117c, 119a, 119f)가 제외되어 있다.

도 10(d)에 나타내는 구조에서는 도 2(b)에 나타낸 돌출부(117c, 117f, 119a, 119e)만이 금속화비 증대수단으로서 이용되고 있다.

한편, 돌출부(117c, 117f, 119a, 119e) 중 어느 하나만을 이용해도 금속화비는 증대된다.

도 11(a)에 나타내는 구조에서는, 금속화비 증대수단으로서, 도 2(b)에 나타낸 돌출부(117c, 117f, 119a, 119f)에 더하여, 2개의 뿔 형상의 돌출부(211a, 21lb, 211c, 211d, 212a, 212b, 212c, 212d)가 형성되어 있다.

도 11(b) 및 (c)에 나타내는 바와 같이, 도 10(b) 및 (c)에 나타낸 돌출부의 사다리꼴 돌출부를, 마찬가지로 2개의 뿔 형상 부분으로 이루어지는 돌출부(221, 231)로 바꿔도 된다.

도 10 및 도 11로부터 명백한 바와 같이, 제2 음향트랙의 금속화비를 증대시키기 위한 돌출부의 형상 및 형성 위치는 제2 음향트랙의 금속화비를 높일 수 있는 한, 적절히 변경할 수 있다.

또한, 상기 실시형태로부터 명백한 바와 같이, 제1, 제2 음향트랙의 금속화비의 차이를 작게 하면 상기 리플을 저감할 수 있다. 따라서, 제2 음향트랙의 금속 화비를 증대시키는 대신에, 제1 음향트랙의 금속화비를 감소시킴으로써 상기 리플을 저감시킬 수도 있다. 즉, 본 발명에서는 제1 음향트랙의 금속화비를 감소시키는 금속화비 감소수단을 형성해도 된다.

도 12(a)~(c)는 제1 음향트랙의 금속화비를 감소시키는 금속화비 감소수단이 형성되어 있는 구조를 나타내는 모식적 부분 절결 평면도이다. 여기서는, 상기 실시형태의 탄성경계파 필터장치의 IDT(113, 114)가 이웃하고 있는 부분에 있어서, 금속화비 감소수단이 형성되어 있는 구조를 모식적으로 나타낸다. 즉, 도 12(a)~(c)에 나타내는 부분은 도 2(a), (b)에 나타내는 부분에 상당하는 부분이다.

도 12(a)에 나타내는 바와 같이, IDT(113)측에 있어서, 더미전극(116)의 연결부(116c)에 전극 컷아웃부(301a, 30lb)가 형성되어, 연결부(116c)의 면적이 상기 실시형태의 연결부(116c)의 경우에 비해 작게 되어 있다. 그로 인해, 제1 음향트랙의 금속화비가 작게 되어 있다. 마찬가지로, IDT(114)측에 있어서도, 더미전극(118)의 연결부에 전극 컷아웃부(302a, 302b)가 형성되어 있음으로써, 연결부의 면적이 작게 되어 있다. 따라서, 제1 음향트랙에서의 금속화비가 작게 되어 있으므로 제1, 제2 음향트랙의 금속화비의 차이가 작게 되어 상기 실시형태와 마찬가지로 리플을 저감할 수 있다.

도 12(b)에 나타내는 바와 같이, 상기한 바와 같이 하여, 제1 음향트랙의 금속화비를 감소시키는 금속화비 감소수단을 형성하는 것에 더하여, 제2 음향트랙의 금속화비를 높이는 금속화비 증대수단으로서의 직사각형의 돌출부(311a∼311d)를 형성해도 된다. 즉, 본 발명에서는 금속화비 증대수단 및 금속화비 감소수단의 쌍 방을 병용해도 된다.

도 12(c)에 나타내는 바와 같이, 연결부(116c, 118c)를 탄성경계파 전파방향과 평행한 방향이 아니라, 경사방향에 교차하는 방향으로 하도록 하여, 연결부에 전극 컷아웃부를 형성하여 그로 인해 금속화비를 감소시켜도 된다. 바꿔 말하면, 도 12(c)에서는 탄성경계파 전파방향으로 연장되는 연결부에 탄성경계파 전파방향과 경사방향으로 교차하는 끝가장자리를 갖도록 전극 컷아웃부(321a, 32lb, 322a, 322b)를 형성함으로써, 연결부(116c, 118c)에 전극 컷아웃부가 형성되어 제1 음향트랙의 금속화비가 작게 되어 있다.

상기한 바와 같이, 제1 음향트랙의 금속화비를 작게 하기 위한 전극 컷아웃부의 형상에 대해서도 특별히 한정되는 것은 아니다.

한편, 상술한 실시형태 및 변형예에서는, 압전기판으로서 LiNbO₃ 단결정 기판을 이용했지만, LiNbO₃ 이외에 LiTaO₃나 수정 등의 다른 압전 단(單)결정을 이용해도 되고, 혹은 압전 세라믹스에 의해 압전기판을 구성해도 된다. 또한, 유전체층에 대하여, SiO₂ 이외에 다른 산화 규소막이나 질화 규소막 등의 각종 유전체 재료를 이용할 수 있다.

바람직하게는, IDT는 Au, Pt, Pd, Ag, Cu, W, 및 이들을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 군에서 선택한 1종의 금속층을 포함한다. 그 경우에는, 상기 금속층이 무겁기 때문에 금속화비 증대수단 및/또는 금속화비 감소수단을 형성하지 않은 경우에는, 제1, 제2 음향트랙간의 탄성파의 음속의 차이가 커지는 경향이 있어서 통과대역 내에서의 리플이 커지는 경향이 있다. 이에 반해, 본 발명에 따르면 이와 같은 무거운 금속으로 이루어지는 금속층을 갖는 경우이더라도, 제1, 제2 음향트랙간의 탄성파의 음속의 차이가 작아져 통과대역 내 리플을 효과적으로 작게 할 수 있어 특히 효과적이다. 한편, 본 발명에서 IDT를 구성하는 금속재료는 특별히 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명은 도 1에 나타낸 전극구조를 갖는 탄성경계파 장치에 한정되는 것은 아니다. 제1 실시형태의 탄성경계파 장치의 변형예를 도 13∼도 15를 참조하여 설명한다.

도 13에 나타내는 변형예의 탄성경계파 장치(200)에서는, 제1 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(110)의 제1, 제3 IDT(113, 114)가 이웃하고 있는 부분에 있어서 제3 IDT(114)에 웨이팅이 실시되어 있지 않은 것, 및 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(120)에 있어서 제3 IDT(124)에 웨이팅이 실시되어 있지 않은 것을 제외하고는 제1 실시형태와 동일하게 되어 있다.

도 14에 나타내는 탄성경계파 필터장치(300)에서는, 제1 종결합 공진자형 탄성경계파 필터(110)에 있어서 웨이팅이 실시되어 있지 않은 것, 및 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터에 있어서 제3 IDT(124)에 웨이팅이 실시되어 있지 않고, 제1, 제3 IDT(123, 124)가 이웃하고 있는 부분에 있어서 제1 IDT(123)의 탄성경계파 전파방향 양측 단부에 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 것을 제외하고는 제1 실시형태와 동일하게 구성되어 있다.

도 15에 나타내는 변형예에서는, 제1 종결합 공진자형 탄성경계파 필터 부(110)에서 웨이팅이 실시되어 있지 않고, 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터에 있어서, 제1, 제2 IDT(123, 122)가 이웃하고 있는 부분에 있어서 제2 IDT(122)측에 웨이팅이 실시되어 있는 것이 제1 실시형태와 다르다.

또한, 제1 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(110)의 제2, 제3 IDT(112, 114)의 극성에 대하여, 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(120)의 제2, 제3 IDT(122, 124)의 극성이 반전되어 있는 것이 제1 실시형태와 다르다.

도 13∼15에 나타내는 변형예에 있어서도, IDT에 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 부분의 적어도 1개소에 있어서, 앞선 실시형태의 경우와 마찬가지로 제1 음향트랙과 제2 음향트랙의 금속화비의 차이를 작게 하도록, 제1 음향트랙의 금속화비를 감소시키는 금속화비 감소수단 및/또는 제2 음향트랙의 금속화비를 증대시키는 금속화비 증대수단을 형성함으로써 통과대역 내의 리플을 감소시킬 수 있다.

도 16은 본 발명이 적용되는 탄성파 장치의 또 다른 변형예에 따른 종결합 공진자형 탄성경계파 필터장치(400)를 나타내는 모식적 평면도이다. 여기서는, 불평형 단자(101)에 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(410, 420)가 각각 접속되어 있다. 그리고, 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(410, 420)의 후단에 또한, 제3, 제4 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(430, 440)가 접속되어 있다. 탄성경계파 필터부(410∼440)는 모두 3IDT형의 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부이다.

제1, 제3 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(410, 430)의 제2, 제3 IDT(4 12, 414)의 한쪽끝과, 제2, 제3 IDT(432, 434)의 한쪽끝들이 전기적으로 접속되어 있고, IDT(412, 414, 432, 434)의 각 다른쪽끝은 어스전위에 접속되어 있다. 중앙에 배치되어 있는 제1 IDT(413)의 한쪽끝이 불평형단자(101)에, 다른쪽끝이 어스전위에 접속되어 있고, 중앙에 배치되어 있는 IDT(433)의 한쪽끝이 어스전위에, 다른쪽끝이 제1 평형단자(102)에 접속되어 있다.

마찬가지로 제2 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(420)의 제2, 제3 IDT(422, 424)의 한쪽끝이, 제4 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(440)의 제2, 제3 IDT (442, 444)의 한쪽끝과 전기적으로 접속되어 있고, 이들 IDT(422, 424, 442, 444)의 각 다른쪽끝이 어스전위에 접속되어 있다. 제1 IDT(423)의 한쪽끝이 불평형단자(101)에 접속되어 있고, 다른쪽끝이 어스전위에 접속되어 있다. 제1 IDT(443)의 한쪽끝이 어스전위에, 다른쪽끝이 제2 평형단자(103)에 접속되어 있다.

여기서는, IDT(413)의 극성에 대하여 IDT(423)의 극성이 반전되어 있고, 제2 IDT(423)의 탄성경계파 전파방향 양측 단부에 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 것을 제외하고는, 제2, 제4 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(420, 440)는 제1, 제3 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(410, 430)와 동일하게 구성되어 있다.

그리고, IDT(423)와 IDT(422)가 이웃하고 있는 부분, 및 IDT(423)와 IDT(424)가 이웃하고 있는 부분에 있어서 상기 IDT(423)에 상기한 바와 같이 각각 직렬 웨이팅이 실시되어 있다.

본 변형예에서도, 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 부분에 있어서 금속화비 감소수단 및/또는 금속화비 증대수단을 형성함으로써 리플을 저감할 수 있다.

도 17 및 도 18은 본 발명이 적용되는 탄성파 필터장치의 전극구조의 또 다 른 변형예를 설명하기 위한 각 모식적 평면도이다.

도 17에 나타내는 탄성경계파 필터장치(500)에서는 불평형단자(101)에 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(510)가 접속되어 있다. 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(510)는 중앙에 배치된 제1 IDT(513)의 양측에 제2, 제3 IDT(512, 514)가 배치되어 있고, 제2 IDT(512)의 외측에 제4 IDT(511)가, 제3 IDT(514)의 외측에 제5 IDT(515)가 배치되어 있다. 즉, 탄성경계파 필터부(510)는 5IDT형의 종결합 공진자형 탄성경계파 필터이다.

IDT(511∼515)가 형성되어 있는 부분의 양측에 반사기(516, 517)가 형성되어 있다.

여기서는, 제2, 제3 IDT(512, 514)의 각 한쪽끝이 공통 접속되어 불평형단자(101)에 접속되어 있다. 또한, 불평형단자(101)는 탄성경계파 공진자(521)를 개재하여 어스전위에 접속되어 있다.

IDT(512, 514)의 다른쪽끝은 어스전위에 접속되어 있다. 중앙의 제1 IDT(513)는 한쪽끝이 어스전위에 접속되어 있고, 핫측이 탄성경계파 전파방향으로 2분할되어 분할IDT부(513a, 513b)를 갖는다. 분할IDT부(513a)와 제4 IDT(511)의 다른쪽끝이 공통 접속되어, 탄성경계파 공진자(522)를 개재하여 제1 평형단자(102)에 접속되어 있다. 제4 IDT(511)의 한쪽끝은 어스전위에 접속되어 있다. 또한, 분할IDT부(513b)와 제5 IDT(515)의 다른쪽끝이 공통 접속되어, 탄성경계파 공진자(523)를 개재하여 제2 평형단자(103)에 접속되어 있다. IDT(515)의 한쪽끝은 어스전위에 접속되어 있다.

본 변형예에서는 제2 IDT(512)의 극성에 대하여 제3 IDT(514)의 극성이 반전되어 있다. 따라서 평형-불평형 변환기능이 실현되어 있다.

그리고, IDT(513)와 IDT(514)가 이웃하는 부분 및 IDT(514)와 IDT(515)가 이웃한 부분에 있어서, IDT(514)측에 더미전극(531, 532)이 형성되어 직렬 웨이팅이 실시되어 있다.

본 변형예에서도 상기 직렬 웨이팅에 의해 위상평형도 및 진폭평형도를 개선할 수 있다. 또한, 상기 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 부분에 있어서, 앞선 실시형태의 경우와 마찬가지로 금속화비 증대수단 및/또는 금속화비 감소수단을 형성함으로써 통과대역 내의 리플을 억압할 수 있다.

도 18에 나타내는 변형예의 탄성경계파 장치(600)에서는, 탄성경계파 장치(500)와 마찬가지로 5IDT형의 종결합 공진자형 탄성경계파 필터부(610)가 형성되어 있다. 여기서는, 중앙의 제1 IDT(613)의 한쪽끝, 최외측에 위치하는 제4, 제5 IDT(611, 615)의 한쪽끝이 공통 접속되어, 탄성경계파 공진자(621)를 개재하여 불평형단자(101)에 접속되어 있다. IDT(611, 613, 615)의 각 다른쪽끝은 어스전위에 접속되어 있다. 제2 IDT(612)의 한쪽끝이 어스전위에 접속되어 있고, 다른쪽끝이 제1 평형단자(102)에 접속되어 있다. 또한, 제3 IDT(614)의 한쪽끝이 어스전위에, 다른쪽끝이 제2 평형단자(103)에 접속되어 있다. 그리고, 제1 평형단자(102)와 제2 평형단자(103) 사이에 탄성경계파 공진자(622)가 접속되어 있다.

여기서는, 제2 IDT(612)의 극성에 대하여 제3 IDT(614)의 극성이 반전되어 있어, 그로 인해 평형-불평형 변환기능이 실현되어 있다. 또한, 제3 IDT(614)와 제 1 IDT(613)가 이웃하고 있는 부분에 있어서, IDT(614)측에 더미전극(618)이 형성되어 있고, IDT(614)와 IDT(615)가 이웃하고 있는 부분에도 IDT(614)측에 더미전극(619)이 형성되어 있으며 각각 직렬 웨이팅이 실시되어 있다. 본 변형예에서도, 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 부분에 있어서 금속화비 감소수단 및/또는 금속화비 증대수단을 형성함으로써 통과대역 내 리플을 억압할 수 있다.

한편, 상술한 실시형태 및 변형예에서는 탄성경계파 장치에 대하여 설명했지만, 본 발명은 탄성표면파를 이용한 종결합 공진자형 탄성표면파 필터장치에도 적용할 수 있다.

Claims

압전기판과, 상기 압전기판상에 탄성파 전파방향을 따라 배치된 적어도 2개 의 IDT를 포함하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치로서,

상기 2개의 IDT들이 이웃하고 있는 부분에 있어서, 이웃하고 있는 2개의 IDT 중 적어도 한쪽에서, 상대방의 IDT에 가장 근접하고 있는 최외측에 위치하고 있는 제1 전극지와, 제1 전극지에 인접하고 있는 제2 전극지의 길이가 나머지 전극지의 길이와 다르게 되어 있으며, 그로 인해 교차폭 웨이팅(apodization-weighting)이 실시되어 있고,

또한 상기 제1, 제2 전극지간에 배치된 더미전극을 더 가지며, 더미전극은, 제1 전극지의 선단과 떨어져 제1 전극지의 길이방향 연장선상에 배치되어 있으며 제2 전극지와 평행하게 연장된 제1 더미전극지부와, 상기 제2 전극지의 선단과 떨어져 있고, 또한 제2 전극지의 길이방향 연장선상에 배치되어 있으며, 제1 전극지와 평행하게 연장된 제2 더미전극지부와, 제1, 제2 더미전극지부를 연결하고 있는 연결부를 가지며, 상기 연결부가 제1 전극지의 선단과 제2 전극지의 선단 사이에 위치해 있고, 상기 더미전극을 형성함으로써 직렬 웨이팅이 실시되어 있으며,

상기 종결합 공진자형 탄성표면파 필터장치의, 탄성파가 전파하는 부분은 제1 음향트랙과, 제1 음향트랙의 탄성파 전파방향과 직교하는 방향에 있어서 양측에 각각 배치된 제2 음향트랙과, 각 제2 음향트랙의 탄성파 전파방향과 직교하는 방향 외측에 배치된 제3 음향트랙을 가지며, 제1 음향트랙은 상기 더미전극의 연결부를 통과하는 음향트랙이고, 상기 제2 음향트랙은 제1 또는 제2 전극지의 선단과 상기 더미전극의 연결부 사이의 갭을 포함하는 음향트랙이며, 상기 제3 음향트랙은 상기 제1 또는 제2 전극지를 포함하는 음향트랙이며,

상기 직렬 웨이팅이 실시되어 있는 부분에 있어서, 상기 제2 음향트랙의 금속화비(metallization ratio)를 증대시키는 금속화비 증대수단과, 상기 제1 음향트랙의 금속화비를 감소시키는 금속화비 감소수단 중 적어도 한쪽을 더 구비하여, 그로 인해 제1 음향트랙의 금속화비와 제2 음향트랙의 금속화비의 차이가 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치.
제1항에 있어서,

상기 금속화비 증대수단이, 상기 제2 음향트랙에 있어서, 제1 및/또는 제2 더미전극지부에서, 이웃하는 제2 전극지 또는 제1 전극지측에 돌출되어 있는 돌출부, 상기 제2 전극지의 안쪽에 인접하고 있는 전극지로부터 제2 전극지측에 돌출하도록 형성된 돌출부, 및 상기 제1 및/또는 제2 전극지의 선단에서 상기 제2 음향트랙에 돌출하도록 형성된 돌출부 중 적어도 1개의 돌출부인 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치.
제1항에 있어서,

상기 금속화비 감소수단이, 상기 더미전극의 상기 연결부의 제1 음향트랙에 차지하는 면적을 작게 하도록 상기 연결부에 형성된 전극 컷아웃부인 것을 특징으 로 하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 IDT가 금속막으로 이루어지며, 상기 금속막이 Au, Pt, Pd, Ag, Cu, W, 및 이들을 주체로 하는 합금으로 이루어지는 군에서 선택한 1종의 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

불평형단자와 제1, 제2 평형단자를 구비하여 평형-불평형 변환기능을 갖도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치.
제5항에 있어서,

상기 압전기판상에 형성된 적어도 2개의 IDT에 의해 제1 필터소자와 제2 필터소자가 형성되어 있고,

상기 제1 필터소자는 탄성파 전파방향을 따라 배치된 복수의 IDT를 갖는 종결합 공진자형 탄성파 필터소자로서 입력단과 출력단을 가지며,

상기 제2 필터소자는 탄성파 전파방향을 따라 배치된 복수의 IDT를 갖는 종결합 공진자형의 필터소자로서 입력단 및 출력단을 가지며,

제2 필터소자에서의 입력신호에 대한 출력신호의 위상이, 제1 필터소자에서의 입력신호에 대한 출력신호의 위상에 대하여 180도 다르게 되어 있으며,

상기 제1, 제2 필터소자의 각 입력단이 상기 불평형단자에 접속되어 있고, 제1 필터소자의 출력단이 제1 평형단자에 접속되어 있으며, 제2 필터소자의 출력단이 제2 평형단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치.
제6항에 있어서,

상기 제1 필터소자가, 탄성파 전파방향을 따라 배치된 복수의 IDT를 갖는 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터부를 가지며, 상기 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터부가 종속 접속되어 있으며,

상기 제2 필터소자가, 탄성파 전파방향을 따라 순서대로 배치된 복수의 IDT를 갖는 제3, 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터부를 가지며, 제3, 제4 종결합 공진자형 탄성파 필터부가 종속 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치.
제5항에 있어서,

상기 압전기판상에 형성된 적어도 2개의 IDT로서, 탄성파 전파방향으로 순서대로 배치된 제4, 제2, 제1, 제3 및 제5 IDT를 가지며, 상기 제1~제5 IDT가 형성되어 있는 부분의 양측에 형성된 제1, 제2 반사기를 더 구비하고,

상기 제2 IDT의 위상이 제3 IDT의 위상에 대하여 180도 다르게 되어 있으며,

상기 제2, 제3 IDT가 상기 불평형단자에 접속되어 있고,

상기 제1 IDT가 탄성파 전파방향으로 분할되어 형성된 제1 분할IDT부 및 제2 분할IDT부를 가지며, 제1 분할IDT부 및 상기 제4 IDT가 상기 제1 평형단자에 접속되어 있고, 상기 제2 분할IDT부 및 상기 제5 IDT가 상기 제2 평형단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치.
제5항에 있어서,

상기 적어도 2개의 IDT로서 탄성파 전파방향으로 순서대로 배치된 제4, 제2, 제1, 제3 및 제5 IDT를 가지며, 제1~제5 IDT가 형성되어 있는 부분의 양측에 형성된 제1, 제2 반사기를 더 구비하고,

상기 제2 IDT의 위상이 상기 제3 IDT의 위상에 대하여 180도 다르며,

상기 제1, 제4 및 제5 IDT의 각 한쪽끝이 불평형단자에 접속되어 있고, 제2 IDT가 제1 평형단자에 접속되어 있으며, 제3 IDT가 상기 제2 평형단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 탄성파로서 탄성표면파가 이용되고 있으며, 그로 인해 탄성표면파 필터장치가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 압전기판에 적층된 유전체층을 더 구비하고, 상기 탄성파로서 탄성경계 파가 이용되고 있으며, 그로 인해 탄성경계파 필터장치가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성파 필터장치.