KR20200033960A - 탄성파 필터 장치 - Google Patents
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Abstract
감쇠량의 저하를 억제한다. 탄성파 필터 장치(1)는 기판, 제1 음향 임피던스층(4A), 제2 음향 임피던스층(4B), 압전체층(5), 제1 IDT 전극(7A), 제2 IDT 전극(7B), 입력 단자(15), 출력 단자(16), 복수개의 그라운드 단자(17, 18), 직렬암 회로(12), 및 병렬암 회로(13, 14)를 포함한다. 제1 IDT 전극(7A)은 평면에서 보았을 때, 제1 음향 임피던스층(4A)과 적어도 일부 중복된다. 제2 IDT 전극(7B)은 평면에서 보았을 때, 제2 음향 임피던스층(4B)과 적어도 일부 중복된다. 직렬암 회로(12)는 입력 단자(15)과 출력 단자(16)를 잇는 제1 경로 상에 마련되고, 제1 IDT 전극(7A) 및 제2 IDT 전극(7B)을 가진다. 제1 음향 임피던스층(4A)에서의 도전층과, 제2 음향 임피던스층(4B)에서의 도전층이 전기적으로 절연되어 있다.
Description
본 발명은 일반적으로 탄성파 필터 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는 압전체층을 포함하는 탄성파 필터 장치에 관한 것이다.
종래, 공진자나 대역 필터(탄성파 필터 장치) 등에 이용되는 탄성파 장치로서 판파를 이용한 탄성파 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 기재된 탄성파 장치는 지지 기판과 음향 반사층(음향 임피던스층)과 압전체층과 IDT(Interdigital Transducer) 전극을 포함하고 있다.
특허문헌 1에 기재된 탄성파 장치의 음향 반사층은 저음향 임피던스층과, 저음향 임피던스층보다도 음향 임피던스가 높은 고음향 임피던스층을 가지고 있다.
특허문헌 1에는 고음향 임피던스층의 음향 임피던스와, 저음향 임피던스층의 음향 임피던스의 비(比)인 음향 임피던스비를 크게 함으로써, 판파를 효과적으로 반사할 수 있고, 양호한 필터 특성을 얻을 수 있는 취지가 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는 음향 임피던스비가 최대가 되는 재료의 조합으로서, W(텅스텐)와 SiO2(산화규소)의 조합이 개시되어 있다.
그러나 음향 반사층(음향 임피던스층)을 포함하는 탄성파 필터 장치에서는 음향 반사층의 재료로 W 등의 금속을 채용한 경우에, 통과 대역 밖의 감쇠량이 저하된다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 감쇠량의 저하를 억제하는 것이 가능한 탄성파 필터 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 한 양태에 따른 탄성파 필터 장치는 기판과 제1 음향 임피던스층 및 제2 음향 임피던스층과 압전체층과 제1 IDT 전극과 제2 IDT 전극과 입력 단자와 출력 단자와 그라운드 단자와 직렬암(series arm) 회로와 병렬암(parallel arm) 회로를 포함한다. 제1 음향 임피던스층 및 제2 음향 임피던스층은 상기 기판 상에 형성된다. 상기 압전체층은 상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층 상에 형성된다. 상기 제1 IDT 전극은 상기 압전체층 상에 형성되고, 상기 압전체층의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 상기 제1 음향 임피던스층과 적어도 일부 중복된다. 상기 제2 IDT 전극은 상기 압전체층 상에 형성되고, 상기 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 상기 제2 음향 임피던스층과 적어도 일부 중복된다. 상기 입력 단자는 상기 압전체층 상에 형성된다. 상기 출력 단자는 상기 압전체층 상에 형성된다. 상기 그라운드 단자는 상기 압전체층 상에 형성된다. 상기 직렬암 회로는 상기 입력 단자와 상기 출력 단자를 잇는 제1 경로 상에 마련되고, 상기 제1 IDT 전극 및 상기 제2 IDT 전극을 가진다. 상기 병렬암 회로는 상기 제1 경로 상의 노드와 상기 그라운드 단자를 잇는 제2 경로 상에 마련된다. 상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층 각각은 적어도 하나의 고음향 임피던스층과, 상기 적어도 하나의 고음향 임피던스층보다도 음향 임피던스가 낮은 적어도 하나의 저음향 임피던스층을 가진다. 상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층 각각에 대해, 상기 적어도 하나의 고음향 임피던스층 및 상기 적어도 하나의 저음향 임피던스층 중 적어도 하나가 도전층이다. 상기 제1 음향 임피던스층에서의 상기 도전층과, 상기 제2 음향 임피던스층에서의 상기 도전층이 전기적으로 절연된다.
본 발명의 한 양태에 따른 탄성파 필터 장치에서는 감쇠량의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치의 평면도이다.
도 2는 상술한 탄성파 필터 장치에 관한 것이고, 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은, 도 3A는 상술한 탄성파 필터 장치에서의 제1 IDT 전극(또는 제2 IDT 전극)의 평면도이다. 도 3B는 상술한 탄성파 필터 장치에서의 제3 IDT 전극의 평면도이다.
도 4는 상술한 탄성파 필터 장치의 회로도이다.
도 5는 비교예의 탄성파 필터 장치의 주요부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 2에 따른 탄성파 필터 장치의 일부 파단된 평면도이다.
도 7은 상술한 탄성파 필터 장치에 관한 것이고, 도 6의 X1-X1선 단면도이다.
도 8은, 도 8A는 상술한 탄성파 필터 장치에서의 제1 IDT 전극(또는 제2 IDT 전극) 및 각 반사기의 평면도이다. 도 8B는 상술한 탄성파 필터 장치에서의 제3 IDT 전극 및 각 반사기의 평면도이다.
도 9는 상술한 탄성파 필터 장치의 회로도이다.
도 2는 상술한 탄성파 필터 장치에 관한 것이고, 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은, 도 3A는 상술한 탄성파 필터 장치에서의 제1 IDT 전극(또는 제2 IDT 전극)의 평면도이다. 도 3B는 상술한 탄성파 필터 장치에서의 제3 IDT 전극의 평면도이다.
도 4는 상술한 탄성파 필터 장치의 회로도이다.
도 5는 비교예의 탄성파 필터 장치의 주요부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 2에 따른 탄성파 필터 장치의 일부 파단된 평면도이다.
도 7은 상술한 탄성파 필터 장치에 관한 것이고, 도 6의 X1-X1선 단면도이다.
도 8은, 도 8A는 상술한 탄성파 필터 장치에서의 제1 IDT 전극(또는 제2 IDT 전극) 및 각 반사기의 평면도이다. 도 8B는 상술한 탄성파 필터 장치에서의 제3 IDT 전극 및 각 반사기의 평면도이다.
도 9는 상술한 탄성파 필터 장치의 회로도이다.
이하, 실시형태에 따른 탄성파 필터 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
이하의 실시형태 등에서 참조하는 도 1, 2, 3A, 3B, 5, 6, 7, 8A 및 8B는 모두 모식적인 도면이며, 도 중의 각 구성 요소의 크기나 두께 각각의 비가 반드시 실제 치수비를 반영하고 있다고는 할 수 없다.
(실시형태 1)
(1) 탄성파 필터 장치의 전체 구성
이하, 실시형태에 따른 탄성파 필터 장치(1)에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)는 래더(ladder)형 필터이다. 탄성파 필터 장치(1)는 도 1 및 4에 나타내는 바와 같이, 입력 단자(15)와 출력 단자(16)와 복수개(2개)의 그라운드 단자(17, 18)와 직렬암 회로(12)와 복수개의 병렬암 회로(13, 14)를 포함하고 있다. 직렬암 회로(12)는 입력 단자(15)와 출력 단자(16)를 잇는 제1 경로 상에 마련되어 있다. 2개의 병렬암 회로(13, 14)는 제1 경로 상의 노드와 2개의 그라운드 단자(17, 18)를 일대일로 잇는 2개의 제2 경로 상에 각각 마련되어 있다. 직렬암 회로(12)는 복수개(3개)의 직렬암 공진자(S1)를 가진다. 2개의 병렬암 회로(13, 14) 각각은 병렬암 공진자(P1)를 가진다.
탄성파 필터 장치(1)에서는, 복수개의 직렬암 공진자(S1)는 서로 직렬로 접속되어 있다. 이하에서는 설명의 편의상, 3개의 직렬암 공진자(S1)를 입력 단자(15)에 가까운 순서대로 직렬암 공진자(S11), 직렬암 공진자(S12), 직렬암 공진자(S13)라고 칭하기도 한다. 또한, 2개의 병렬암 공진자(P1)를 입력 단자(15)에 가까운 순서대로 병렬암 공진자(P11), 병렬암 공진자(P12)라고 칭한다. 병렬암 공진자(P11)의 일단(一端)은 2개의 직렬암 공진자(S11, S12)의 접속 점(제1 경로 상의 노드)에 접속되어 있다. 병렬암 공진자(P11)의 타단(他端)은 그라운드 단자(17)에 접속되어 있다. 병렬암 공진자(P12)의 일단은 2개의 직렬암 공진자(S12, S13)의 접속 점(제1 경로 상의 노드)에 접속되어 있다. 병렬암 공진자(P12)의 타단은 그라운드 단자(18)에 접속되어 있다.
탄성파 필터 장치(1)는, 구체적으로는 도 1 및 2에 나타내는 바와 같이, 기판(2)과 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B)과 압전체층(5)과 입력 단자(15)와 출력 단자(16)와 복수개(2개)의 그라운드 단자(17, 18)와 제1 IDT 전극(7A) 및 제2 IDT 전극(7B)과 복수개(2개)의 제3 IDT 전극(8)을 포함한다. 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B)은 기판(2) 상에 형성되어 있다. 압전체층(5)은 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 상에 형성되어 있다. 입력 단자(15)는 압전체층(5) 상에 형성되어 있다. 출력 단자(16)는 압전체층(5) 상에 형성되어 있다. 복수개의 그라운드 단자(17, 18)는 압전체층(5) 상에 형성되어 있다. 제1 IDT 전극(7A) 및 제2 IDT 전극(7B)은 압전체층(5) 상에 형성되어 있다. 제1 IDT 전극(7A) 및 제2 IDT 전극(7B)은 입력 단자(15)와 출력 단자(16)를 잇는 제1 경로 상에 마련되는 복수개의 직렬암 공진자(S1)용 IDT 전극이다. 복수개의 제3 IDT 전극(8)은 압전체층(5) 상에 형성되어 있다. 복수개의 제3 IDT 전극(8)은 제1 경로 상의 노드와 복수개의 그라운드 단자(17, 18)를 잇는 복수개의 제2 경로에 각각 마련되는 복수개의 병렬암 공진자(P1)용 IDT 전극이다.
(2) 탄성파 필터 장치의 각 구성 요소
다음으로, 탄성파 필터 장치(1)의 각 구성 요소에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
(2.1) 기판
기판(2)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 음향 임피던스층(4A), 제2 음향 임피던스층(4B), 압전체층(5), 제1 IDT 전극(7A), 제2 IDT 전극(7B) 및 복수개의 제3 IDT 전극(8)을 포함하는 적층체를 지지하고 있다. 이하에서는 적층체 중 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B)을 포함하고, 기판(2)과 압전체층(5) 사이에 개재되는 층을 중간층(3)이라고 칭한다. 기판(2)은 그 두께방향(D1)에서 서로 반대 측에 있는 제1 주면(主面)(201) 및 제2 주면(202)을 가진다. 제1 주면(201) 및 제2 주면(202)은 배향(背向)한다. 기판(2)의 평면에서 보았을 때 형상(기판(2)을 두께방향(D1)에서 보았을 때의 바깥둘레 형상)은 장방형상인데, 장방형상에 한정되지 않고, 예를 들면 정방형상이어도 된다. 기판(2)은 예를 들면 실리콘 기판이다. 기판(2)의 두께는 예를 들면, 120㎛이다.
(2.2) 제1 음향 임피던스층 및 제2 음향 임피던스층
제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(2)의 제1 주면(201) 상에 형성되어 있다. 제1 음향 임피던스층(4A)은 기판(2)의 두께방향(D1)에서 제1 IDT 전극(7A)에 대향한다. 제2 음향 임피던스층(4B)은 기판(2)의 두께방향(D1)에서 제2 IDT 전극(7B)에 대향한다. 또한, 복수개의 제3 음향 임피던스층(40)은 기판(2)의 두께방향(D1)에서 복수개(2개)의 제3 IDT 전극(8)에 대향한다. 또한, 탄성파 필터 장치(1)는 기판(2) 상에서 제1 음향 임피던스층(4A)과 제2 음향 임피던스층(4B) 사이에 개재되어 있는 절연층(30)을 더 포함한다. 절연층(30)은 기판(2) 상에 형성되어 있다. 절연층(30)은 상술한 적층체에 포함되어 있다. 제1 음향 임피던스층(4A), 제2 음향 임피던스층(4B), 복수개의 제3 음향 임피던스층(40) 및 절연층(30)은 기판(2)과 압전체층(5) 사이에 개재되어 있다. 탄성파 필터 장치(1)에서는, 직렬암 공진자(S11 및 13)는 제1 IDT 전극(7A)과, 상기 제1 IDT 전극(7A)에 대향하는 제1 음향 임피던스층(4A)과, 압전체층(5) 중 제1 IDT 전극(7A)과 제1 음향 임피던스층(4A) 사이에 있는 부분을 포함한다. 또한, 직렬암 공진자(S12)는 제2 IDT 전극(7B)과, 상기 제2 IDT 전극(7B)에 대향하는 제2 음향 임피던스층(4B)과, 압전체층(5) 중 제2 IDT 전극(7B)과 제2 음향 임피던스층(4B) 사이에 있는 부분을 포함한다. 병렬암 공진자(P11 및 P12)는 제3 IDT 전극(8)과, 상기 제3 IDT 전극(8)에 대향하는 제3 음향 임피던스층(40)과, 압전체층(5) 중 제3 IDT 전극(8)과 제3 음향 임피던스층(40) 사이에 있는 부분을 포함한다.
제1 음향 임피던스층(4A)은 제1 IDT 전극(7A)에서 여진(勵振)된 탄성파가 기판(2)에 누설되는 것을 억제하는 기능을 가진다. 제2 음향 임피던스층(4B)은 제2 IDT 전극(7B)에서 여진된 탄성파가 기판(2)에 누설되는 것을 억제하는 기능을 가진다. 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각은 복수개(3개)의 저음향 임피던스층(42)과 복수개(2개)의 고음향 임피던스층(41)이 두께방향(D1)에서 한층마다 교대로 늘어선 적층 구조를 가진다. 저음향 임피던스층(42)의 음향 임피던스는 고음향 임피던스층(41)의 음향 임피던스보다도 낮다.
이하에서는 설명의 편의상, 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각에서 2개의 고음향 임피던스층(41)을 기판(2)의 제1 주면(201)에 가까운 순서대로, 고음향 임피던스층(411), 고음향 임피던스층(412)이라고 칭하기도 한다. 또한, 3개의 저음향 임피던스층(42)을 기판(2)의 제1 주면(201)에 가까운 순서대로, 저음향 임피던스층(420), 저음향 임피던스층(421), 저음향 임피던스층(422)이라고 칭하기도 한다.
제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각에서는 기판(2) 측으로부터 저음향 임피던스층(420), 고음향 임피던스층(411), 저음향 임피던스층(421), 고음향 임피던스층(412) 및 저음향 임피던스층(422)이 이 순서대로 늘어서 있다. 따라서, 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각은 저음향 임피던스층(422)과 고음향 임피던스층(412)의 계면, 저음향 임피던스층(421)과 고음향 임피던스층(411)의 계면, 고음향 임피던스층(411)과 저음향 임피던스층(420)의 계면 각각에서 압전체층(5)으로부터의 탄성파(판파)를 반사하는 것이 가능하다.
제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각에서 복수개의 고음향 임피던스층(41)의 재료는 예를 들면, Pt(백금)이다. 또한, 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각에서 복수개의 저음향 임피던스층(42)의 재료는 예를 들면, SiO2(산화규소)이다. 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각은 복수개의 고음향 임피던스층(41) 각각이 Pt에 의해 형성되어 있으므로, 2층의 도전층을 포함하고 있다.
복수개의 제3 음향 임피던스층(40)은 제3 IDT 전극(8)에서 여진된 탄성파가 기판(2)에 누설되는 것을 억제하는 기능을 가진다. 복수개의 제3 음향 임피던스층(40) 각각은 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B)과 동일한 적층 구조를 가진다.
절연층(30)은 제1 음향 임피던스층(4A), 제2 음향 임피던스층(4B) 및 복수개의 제3 음향 임피던스층(40)과는 다른 위치에서 기판(2)과 압전체층(5) 사이에 개재되어 있다. 본 실시형태에서는, 절연층(30)은 기판(2)과 압전체층(5) 사이에 개재되는 중간층(3)에서 제1 음향 임피던스층(4A), 제2 음향 임피던스층(4B) 및 복수개의 제3 음향 임피던스층(40) 이외의 영역이다. 절연층(30)은 저음향 임피던스층(42)과 동일한 재료에 의해 형성되어 있다. 절연층(30)은 전기 절연성을 가진다.
(2.3) 압전체층
압전체층(5)은 예를 들면, LiNbO3 압전 단결정으로 이루어진다.
압전체층(5)의 두께는 제1 IDT 전극(7A) 그리고 제2 IDT 전극(7B)의 전극지(電極指) 피치인 2×T1(T1에 대해서는 도 3A 참조) 및 제3 IDT 전극(8)의 전극지 피치인 2×T21(T21에 대해서는 도 3B 참조)에 의해 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 했을 때에, 1λ 이하이다. 이로써, 탄성파 필터 장치(1)에서는 제1 IDT 전극(7A), 제2 IDT 전극(7B) 및 제3 IDT 전극(8) 각각에 의해 판파가 여진되고, 판파가 전파된다. 전극지 피치인 2×T1, 2×T21에 대해서는 후술할 "(2.4) 제1 IDT 전극, 제2 IDT 전극 및 제3 IDT 전극" 란에서 설명한다. 본 실시형태의 탄성파 필터 장치(1)에서는 예를 들면, 탄성파의 파장이 1.7㎛이며, 압전체층(5)의 두께가 340㎚이다.
(2.4) 제1 IDT 전극, 제2 IDT 전극 및 제3 IDT 전극
제1 IDT(7A), 제2 IDT 전극(7B) 및 복수개의 제3 IDT 전극(8)은 압전체층(5) 상에 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 제1 IDT(7A), 제2 IDT 전극(7B) 및 복수개의 제3 IDT 전극(8)은 압전체층(5)의 중간층(3) 측과는 반대의 표면 상에 형성되어 있다. 제1 IDT(7A), 제2 IDT 전극(7B) 및 복수개의 제3 IDT 전극(8)은 도전성을 가진다. 제1 IDT(7A), 제2 IDT 전극(7B) 및 복수개의 제3 IDT 전극(8)의 재료는 예를 들면, Al이다. 제1 IDT(7A), 제2 IDT 전극(7B) 및 복수개의 제3 IDT 전극(8)의 두께는 예를 들면, 85㎚이다.
제1 IDT 전극(7A) 및 제2 IDT 전극(7B) 각각은 도 3A에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 버스바(busbar)(71, 72)(이하, 제1 버스바(71) 및 제2 버스바(72)라고도 함)와, 복수개의 전극지(73)(이하, 제1 전극지(73)라고도 함)와, 복수개의 전극지(74)(이하, 제2 전극지(74)라고도 함)를 포함한다. 도 3A에서는 제1 IDT 전극(7A)(또는 제2 IDT 전극(7B))에 도트 해칭(dot hatching)이 쳐져 있는데, 이 해칭은 절단면을 나타내는 것이 아닌, 제1 IDT 전극(7A)(또는 제2 IDT 전극(7B))과 제1 음향 임피던스층(4A)(또는 제2 음향 임피던스층(4B))의 관계를 알기 쉽게 하기 위해 쳐져 있는 것에 불과하다.
제1 버스바(71) 및 제2 버스바(72)는 기판(2)의 두께방향(D1)에 직교하는 한 방향을 긴 쪽 방향으로 하는 장척상(長尺狀)이다. 제1 IDT 전극(7A) 및 제2 IDT 전극(7B) 각각에서는 제1 버스바(71)와 제2 버스바(72)는 기판(2)의 두께방향(D1)과 상기 한 방향 양쪽에 직교하는 방향에서 서로 대향하고 있다.
복수개의 제1 전극지(73)는 제1 버스바(71)에 접속되고 제2 버스바(72)를 향해 연장되어 있다. 여기서, 복수개의 제1 전극지(73)는 제1 버스바(71)로부터 제1 버스바(71)의 긴 쪽 방향에 직교하는 방향을 따라 연장되어 있다. 복수개의 제1 전극지(73)의 선단과 제2 버스바(72)는 떨어져 있다. 복수개의 제1 전극지(73)는 서로의 길이 및 폭이 동일하다.
복수개의 제2 전극지(74)는 제2 버스바(72)에 접속되고 제1 버스바(71)를 향해 연장되어 있다. 여기서, 복수개의 제2 전극지(74)는 제2 버스바(72)로부터 제2 버스바(72)의 긴 쪽 방향에 직교하는 방향을 따라 연장되어 있다. 복수개의 제2 전극지(74) 각각의 선단은 제1 버스바(71)와는 떨어져 있다. 복수개의 제2 전극지(74)는 서로의 길이 및 폭이 동일하다. 복수개의 제2 전극지(74)의 길이 및 폭은 복수개의 제1 전극지(73)의 길이 및 폭 각각과 동일하다.
제1 IDT 전극(7A) 및 제2 IDT 전극(7B) 각각에서는 복수개의 제1 전극지(73)와 복수개의 제2 전극지(74)가 제1 버스바(71)와 제2 버스바(72)의 대향방향에 직교하는 방향에서, 1개씩 교대로 서로 격리되어 늘어서 있다. 따라서, 제1 버스바(71)의 긴 쪽 방향에서 서로 이웃하는 제1 전극지(73)와 제2 전극지(74)는 떨어져 있다. 제1 IDT 전극(7A) 및 제2 IDT 전극(7B) 각각의 전극지 피치(2×T1)는 도 3A에 나타내는 바와 같이, 서로 이웃하는 제1 전극지(73)와 제2 전극지(74)의 서로 대응하는 변(도 3A에서는 제1 전극지(73) 및 제2 전극지(74) 각각에서 중심선에 평행한 좌측 변) 사이의 거리(T1)의 2배 값이다. 전극지 폭(T2)(도 3A 참조)을 거리(T1)로 나눈 값(듀티비)은 0.5이다. 전극지 폭(T2)은 제1 전극지(73) 및 제2 전극지(74)의 폭이다.
제1 IDT 전극(7A) 및 제2 IDT 전극(7B) 각각은 도 3A에 일점쇄선으로 나타내는 규정 영역(10)에서 탄성파(판파)를 여진한다. 규정 영역(10)은 복수개의 제1 전극지(73)와 복수개의 제2 전극지(74)가 제1 버스바(71)의 긴 쪽 방향을 따른 방향에서 겹치는 영역이다.
제3 IDT 전극(8)은 도 3B에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 버스바(81, 82)(이하, 제1 버스바(81) 및 제2 버스바(82)라고도 함)와, 복수개의 전극지(83)(이하, 제1 전극지(83)라고도 함)와, 복수개의 전극지(84)(이하, 제2 전극지(84)라고도 함)를 포함한다. 도 3B에서는 제3 IDT 전극(8)에 도트 해칭이 쳐져 있는데, 이 해칭은 절단면을 나타내는 것이 아닌, 제3 IDT 전극(8)과 제3 음향 임피던스층(40)의 관계를 알기 쉽게 하기 위해 쳐져 있는 것에 불과하다.
제1 버스바(81) 및 제2 버스바(82)는 기판(2)의 두께방향(D1)에 직교하는 한 방향을 긴 쪽 방향으로 하는 장척상이다. 제3 IDT 전극(8) 각각에서는, 제1 버스바(81)와 제2 버스바(82)는 기판(2)의 두께방향(D1)과 상기 한 방향 양쪽에 직교하는 방향에서 서로 대향하고 있다.
복수개의 제1 전극지(83)는 제1 버스바(81)에 접속되고 제2 버스바(82)를 향해 연장되어 있다. 여기서, 복수개의 제1 전극지(83)는 제1 버스바(81)로부터 제1 버스바(81)의 긴 쪽 방향에 직교하는 방향을 따라 연장되어 있다. 복수개의 제1 전극지(83)의 선단과 제2 버스바(82)는 떨어져 있다. 복수개의 제1 전극지(83)는 서로의 길이 및 폭이 동일하다.
복수개의 제2 전극지(84)는 제2 버스바(82)에 접속되고 제1 버스바(81)를 향해 연장되어 있다. 여기서, 복수개의 제2 전극지(84)는 제2 버스바(82)로부터 제2 버스바(82)의 긴 쪽 방향에 직교하는 방향을 따라 연장되어 있다. 복수개의 제2 전극지(84) 각각의 선단은 제1 버스바(81)와는 떨어져 있다. 복수개의 제2 전극지(84)는 서로의 길이 및 폭이 동일하다. 복수개의 제2 전극지(84)의 길이 및 폭은 복수개의 제1 전극지(83)의 길이 및 폭 각각과 동일하다.
제3 IDT 전극(8)에서는 복수개의 제1 전극지(83)와 복수개의 제2 전극지(84)가 제1 버스바(81)와 제2 버스바(82)의 대향방향에 직교하는 방향에서, 1개씩 교대로 서로 격리되어 늘어서 있다. 따라서, 제1 버스바(81)의 긴 쪽 방향에서 서로 이웃하는 제1 전극지(83)와 제2 전극지(84)는 떨어져 있다. 제3 IDT 전극(8)의 전극지 피치인 2×T21은 도 3B에 나타내는 바와 같이, 서로 이웃하는 제1 전극지(83)와 제2 전극지(84)의 서로 대응하는 변(도 3B에서는 제1 전극지(83) 및 제2 전극지(84) 각각에서 중심선에 평행한 좌측 변) 사이의 거리(T21)의 2배 값이다. 전극지 폭(T22)(도 3B 참조)을 거리(T21)로 나눈 값(듀티비)은 0.5이다. 전극지 폭(T22)은 제1 전극지(83) 및 제2 전극지(84)의 폭이다.
제3 IDT 전극(8)은 도 3B에 일점쇄선으로 나타내는 규정 영역(11)에서 탄성파(판파)를 여진한다. 규정 영역(11)은 복수개의 제1 전극지(83)와 복수개의 제2 전극지(84)가 제1 버스바(81)의 긴 쪽 방향을 따른 방향에서 겹치는 영역이다.
제1 IDT 전극(7A) 및 제2 IDT 전극(7B)의 전극지 피치인 2×T1과 제3 IDT 전극(8)의 전극지 피치인 2×T21은 동일한 값이다.
(3) 레이아웃
실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)에서는 입력 단자(15), 출력 단자(16), 복수개의 그라운드 단자(17, 18), 제1 IDT 전극(7A), 제2 IDT 전극(7B) 및 복수개의 제3 IDT 전극(8)은 압전체층(5) 상에서 서로 떨어져 있다.
실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)에서는 기판(2)의 두께방향(D1)에서 제1 음향 임피던스층(4A)에 대향하는 제1 IDT 전극(7A)이 두께방향(D1)에서 제1 음향 임피던스층(4A)의 고음향 임피던스층(41)(도전층)에 겹쳐 있다. 또한, 탄성파 필터 장치(1)에서는 제1 IDT 전극(7A)의 전역(全域)이 상기 제1 IDT 전극(7A)에 대향하는 도전층에 겹쳐 있다. 또한, 실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)에서는 기판(2)의 두께방향(D1)에서 제2 음향 임피던스층(4B)에 대향하는 제2 IDT 전극(7B)이 두께방향(D1)에서 제2 음향 임피던스층(4B)의 고음향 임피던스층(41)(도전층)에 겹쳐 있다. 또한, 탄성파 필터 장치(1)에서는 제2 IDT 전극(7B)의 전역이 상기 제2 IDT 전극(7B)에 대향하는 도전층에 겹쳐 있다. 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B)은 서로 떨어져 배치되어 있다. 또한, 복수개(2개)의 제1 음향 임피던스층(4A)은 서로 떨어져 배치되어 있다.
또한, 실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)에서는 기판(2)의 두께방향(D1)에서 제3 음향 임피던스층(40)에 대향하는 제3 IDT 전극(8)이 두께방향(D1)에서 제3 음향 임피던스층(40)의 고음향 임피던스층(41)(도전층)에 겹쳐 있다. 또한, 탄성파 필터 장치(1)에서는 제3 IDT 전극(8)의 전역이 상기 제3 IDT 전극(8)에 대향하는 도전층에 겹쳐 있다. 복수개의 제3 음향 임피던스층(40)은 서로 떨어져 배치되어 있다.
실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)에서는 중간층(3)에서 제1 음향 임피던스층(4A), 제2 음향 임피던스층(4B) 및 복수개의 제3 음향 임피던스층(40) 이외가 절연층(30)으로 되어 있다. 따라서, 실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)에서는 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각에서의 2층의 도전층(고음향 임피던스층(411, 412)) 중 기판(2)으로부터 떨어져 있는 도전층(고음향 임피던스층(412))들 사이에 절연층(30)의 일부가 개재되어 있다.
(4) 효과
실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)는 기판(2)과 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B)과 압전체층(5)과 제1 IDT 전극(7A)과 제2 IDT 전극(7B)과 입력 단자(15)와 출력 단자(16)와 그라운드 단자(17, 18)와 직렬암 회로(12)와 병렬암 회로(13, 14)를 포함한다. 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B)은 기판(2) 상에 형성되어 있다. 압전체층(5)은 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 상에 형성되어 있다. 제1 IDT 전극(7A)은 압전체층(5) 상에 형성되고, 압전체층(5)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 제1 음향 임피던스층(4A)과 적어도 일부 중복된다. 제2 IDT 전극(7B)은 압전체층(5) 상에 형성되고, 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 제2 음향 임피던스층(4B)과 적어도 일부 중복된다. 입력 단자(15)는 압전체층(5) 상에 형성되어 있다. 출력 단자(16)는 압전체층(5) 상에 형성되어 있다. 그라운드 단자(17, 18)는 압전체층(5) 상에 형성되어 있다. 직렬암 회로(12)는 입력 단자(15)와 출력 단자(16)를 잇는 제1 경로 상에 마련되고, 제1 IDT 전극(7A) 및 제2 IDT 전극(7B)을 가진다. 병렬암 회로(13, 14)는 제1 경로 상의 노드와 그라운드 단자(17, 18)를 잇는 제2 경로 상에 마련되어 있다. 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각은 고음향 임피던스층(41)과, 고음향 임피던스층(41)보다도 음향 임피던스가 낮은 저음향 임피던스층(42)을 가진다. 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각에 대해, 고음향 임피던스층(41) 또는 저음향 임피던스층(42)이 도전층이다. 제1 음향 임피던스층(4A)에서의 도전층과, 제2 음향 임피던스층(4B)에서의 도전층이 전기적으로 절연되어 있다. 한편, 두께방향(D1)에서 제1 IDT 전극(7A)에 대향하는 도전층과 두께방향(D1)에서 제2 IDT 전극(7B)에 대향하는 도전층이 연결되어 있으면, 입력 단자(15)와 출력 단자(16) 사이에 불요한 용량 결합에 의한 용량이 형성되고(바꿔 말하면, 불요한 용량 결합에 의한 용량이 직렬암 회로(12)에 병렬 접속되고), 필터 특성에서의 감쇠량이 저하된다. 이에 반해, 실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)에서는 예를 들면, 도 5에 나타내는, 비교예에 따른 탄성파 필터 장치(100)와 같이 기판(2)의 두께방향(D1)에서 제1 IDT 전극(7A)과 제2 IDT 전극(7B)에 겹치는 크기의 도전층(고음향 임피던스층(41))을 포함하는 음향 임피던스층(4)을 포함하는 경우에 비해, 입력 단자(15)와 출력 단자(16) 사이에서 용량 결합에 의해 발생하는 용량의 용량값을 저감시킬 수 있고, 통과 대역 밖의 감쇠량 저하를 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)에서는 제1 IDT 전극(7A), 제2 IDT 전극(7B) 및 제3 IDT 전극(8)의 전극지 피치인 2×T1, 2×T1 및 2×T21에 의해 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 했을 때에, 압전체층(5)의 두께가 1λ 이하이다. 이로써, 실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)에서는 판파를 여진할 수 있다.
또한, 실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)에서는 탄성파가 판파이다. 이로써, 실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)에서는 판파를 이용하는 탄성파 필터 장치로 사용하는 것이 가능해진다.
(실시형태 2)
이하, 실시형태 2에 따른 탄성파 필터 장치(1a)에 대해 도 6~9에 기초하여 설명한다. 실시형태 2에 따른 탄성파 필터 장치(1a)에 관해, 실시형태 1에 따른 탄성파 필터 장치(1)와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 적절히 생략한다.
실시형태 2에 따른 탄성파 필터 장치(1a)는 도 9에 나타내는 바와 같이, 입력 단자(15a)와 출력 단자(16a)와 복수개(2개)의 그라운드 단자(17a, 18a)와 복수개(3개)의 직렬암 공진자(S1a)와 복수개(2개)의 병렬암 공진자(P1a)를 포함하고 있다. 복수개의 직렬암 공진자(S1a)는 입력 단자(15a)와 출력 단자(16a)를 잇는 제1 경로 상에 마련된 직렬암 회로(12a)에 포함되어 있다. 복수개의 병렬암 공진자(P1a)는 제1 경로 상의 노드와 2개의 그라운드 단자(17a, 18a)를 잇는 복수개의 제2 경로 상에 마련된 복수개의 병렬암 회로(13a, 14a)에 포함되어 있다.
탄성파 필터 장치(1a)에서는, 복수개의 직렬암 공진자(S1a)는 서로 직렬로 접속되어 있다. 이하에서는 설명의 편의상, 3개의 직렬암 공진자(S1a)를 입력 단자(15a)에 가까운 순서대로, 직렬암 공진자(S11a), 직렬암 공진자(S12a), 직렬암 공진자(S13a)라고 칭하기도 한다. 또한, 2개의 병렬암 공진자(P1a)를 입력 단자(15a)에 가까운 순서대로, 병렬암 공진자(P11a), 병렬암 공진자(P12a)라고 칭한다. 병렬암 공진자(P11a)의 일단은 2개의 직렬암 공진자(S11a, S12a)의 접속 점(제1 경로 상의 노드)에 접속되어 있다. 병렬암 공진자(P11a)의 타단은 그라운드 단자(17a)에 접속되어 있다. 병렬암 공진자(P12a)의 일단은 2개의 직렬암 공진자(S12a, S13a)의 접속 점(제1 경로 상의 노드)에 접속되어 있다. 병렬암 공진자(P12a)의 타단은 그라운드 단자(18a)에 접속되어 있다.
또한, 탄성파 필터 장치(1a)에서는 입력 단자(15a)와 직렬암 공진자(S11a)의 접속 점과, 병렬암 공진자(P11a)와 그라운드 단자(17a)의 접속 점 사이에 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 직렬 회로가 접속되어 있다.
또한, 탄성파 필터 장치(1a)에서는 직렬암 공진자(S11a, 13a)(도 9 참조) 각각이 도 8A에 나타내는 바와 같이, 제1 IDT 전극(7A)의 제1 버스바(71)의 긴 쪽 방향을 따른 방향에서 제1 IDT 전극(7A)의 한쪽 측에 배치되어 있는 반사기(91)와, 다른 쪽 측에 배치되어 있는 반사기(92)를 포함하고 있다. 제1 IDT 전극(7A)의 제1 버스바(71)의 긴 쪽 방향을 따른 방향은 탄성파(본 실시형태에서는 판파)의 전파방향을 따른 방향이다. 반사기(91 및 92)는 그레이팅(grating) 반사기이다. 반사기(91 및 92)는 탄성파를 반사한다. 도 8A에서는 제1 IDT 전극(7A), 반사기(91 및 92)에 도트 해칭이 쳐져 있는데, 이 해칭은 절단면을 나타내는 것이 아닌, 제1 IDT 전극(7A), 반사기(91 및 92)와 제1 음향 임피던스층(4A)의 관계를 알기 쉽게 하기 위해 쳐져 있는 것에 불과하다. 탄성파 필터 장치(1a)에서는, 제1 음향 임피던스층(4A)은 두께방향(D1)에서 제1 IDT 전극(7A)뿐만 아닌, 제1 IDT 전극(7A)의 양측의 반사기(91 및 92)와도 중복되어 있다. 또한, 탄성파 필터 장치(1a)에서는 직렬암 공진자(S12a)(도 9 참조)가 도 8A에 나타내는 바와 같이, 제2 IDT 전극(7B)의 제1 버스바(71)의 긴 쪽 방향을 따른 방향에서 제2 IDT 전극(7B)의 한쪽 측에 배치되어 있는 반사기(91)와, 다른 쪽 측에 배치되어 있는 반사기(92)를 포함하고 있다. 제2 IDT 전극(7B)의 제1 버스바(71)의 긴 쪽 방향을 따른 방향은 탄성파(본 실시형태에서는 판파)의 전파방향을 따른 방향이다. 제2 IDT 전극(7B)의 양측의 반사기(91 및 92)는 그레이팅 반사기이고, 탄성파를 반사한다. 도 8A에서는 제2 IDT 전극(7B), 반사기(91 및 92)에 도트 해칭이 쳐져 있는데, 이 해칭은 절단면을 나타내는 것이 아닌, 제2 IDT 전극(7B), 반사기(91 및 92)와 제2 음향 임피던스층(4B)의 관계를 알기 쉽게 하기 위해 쳐져 있는 것에 불과하다. 탄성파 필터 장치(1a)에서는, 제2 음향 임피던스층(4B)은 두께방향(D1)에서 제2 IDT 전극(7B)뿐만 아닌, 제2 IDT 전극(7B)의 양측의 반사기(91 및 92)와도 중복되어 있다.
또한, 탄성파 필터 장치(1a)에서는 복수개의 병렬암 공진자(P1a) 각각이 도 8B에 나타내는 바와 같이, 제3 IDT 전극(8)의 제1 버스바(81)의 긴 쪽 방향을 따른 방향에서 제3 IDT 전극(8)의 한쪽 측에 배치되어 있는 반사기(93)와, 다른 쪽 측에 배치되어 있는 반사기(94)를 포함하고 있다. 제3 IDT 전극(8)의 제1 버스바(81)의 긴 쪽 방향을 따른 방향은 탄성파(본 실시형태에서는 판파)의 전파방향을 따른 방향이다. 반사기(93 및 94)는 그레이팅 반사기이다. 반사기(93 및 94)는 탄성파를 반사한다. 도 8B에서는 제3 IDT 전극(8), 반사기(93 및 94)에 도트 해칭이 쳐져 있는데, 이 해칭은 절단면을 나타내는 것이 아닌, 제3 IDT 전극(8), 반사기(93 및 94)와 제3 음향 임피던스층(40)의 관계를 알기 쉽게 하기 위해 쳐져 있는 것에 불과하다. 탄성파 필터 장치(1a)에서는, 제3 음향 임피던스층(40)은 두께방향(D1)에서 제3 IDT 전극(8)뿐만 아닌, 제3 IDT 전극(8)의 양측 반사기(93 및 94)와도 중복되어 있다.
탄성파 필터 장치(1a)는 도 6 및 7에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(21)과, 제2 전극(22)을 더 포함한다.
제1 전극(21)은 제1 커패시터(C1) 형성용 전극이며, 압전체층(5) 상에 형성되어 있다. 제1 전극(21)은 복수개의 제1 IDT 전극(7A)과 제2 IDT 전극(7B) 중 하나인 제1 IDT 전극(7A)의 한 쌍의 버스바(71, 72)에서의 입력 단자(15a) 측의 버스바(71)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극(21)은 도 6에 나타내는 바와 같이, 기판(2)의 두께방향(D1)(도 7 참조)으로부터의 평면에서 보았을 때 직렬암 공진자(S11a)에 인접한다. 제1 전극(21)은 직렬암 공진자(S11a)의 제1 IDT 전극(7A)의 버스바(71)와 함께, 직렬암 회로(12a)에서 등전위가 되는 부분에 접속되어 있다.
제2 전극(22)은 제2 커패시터(C2) 형성용 전극이며, 압전체층(5) 상에 형성되어 있다. 제2 전극(22)은 복수개의 제3 IDT 전극(8) 중 하나인 제3 IDT 전극(8)의 한 쌍의 버스바(81, 82)에서의 그라운드 단자(17a) 측의 버스바(82)에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 전극(22)은 도 6에 나타내는 바와 같이, 기판(2)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 병렬암 공진자(P11a)에 인접한다. 제2 전극(22)은 병렬암 공진자(P11a)와 함께, 병렬암 회로(13a)에서 등전위가 되는 부분에 접속되어 있다.
탄성파 필터 장치(1a)에서는, 중간층(3)은 음향 임피던스층(400)(이하, 제4 음향 임피던스층(400)이라고도 함)을 더 가진다. 제4 음향 임피던스층(400)은 기판(2)의 두께방향(D1)에서 기판(2)과 압전체층(5) 사이에 개재되어 있다. 제4 음향 임피던스층(400)은 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 전극(21)의 적어도 일부와 제2 전극(22)의 적어도 일부에 중복된다. 제4 음향 임피던스층(400)은 제1 음향 임피던스층(4A), 제2 음향 임피던스층(4B) 및 제3 음향 임피던스층(40)과 동일한 적층 구조를 가지고 있다. 따라서, 제4 음향 임피던스층(400)은 적어도 1층(실시형태 2에서는 2층)의 도전층(고음향 임피던스층(411, 412))을 포함하고 있다. 탄성파 필터 장치(1a)에서는 제1 커패시터(C1)가 제1 전극(21)과, 제4 음향 임피던스층(400)의 고음향 임피던스층(412) 중 제1 전극(21)에 대향하는 제1 부분(4121)과, 압전체층(5) 중 제1 전극(21)과 고음향 임피던스층(412)의 제1 부분(4121) 사이에 개재되는 부분으로 구성되어 있다. 또한, 탄성파 필터 장치(1a)에서는 제2 커패시터(C2)가 제2 전극(22)과, 제4 음향 임피던스층(400)의 고음향 임피던스층(412) 중 제2 전극(22)에 대향하는 제2 부분(4122)과, 압전체층(5) 중 제2 전극(22)과 고음향 임피던스층(412)의 제2 부분(4122) 사이에 개재되는 부분으로 구성되어 있다. 또한, 제4 음향 임피던스층(400)의 고음향 임피던스층(412) 중 제1 부분(4121)과 제2 부분(4122) 사이의 제3 부분(4123)이 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)를 전기적으로 접속하는 배선을 구성하고 있다.
실시형태 2에 따른 탄성파 필터 장치(1a)에서는 제1 전극(21), 제2 전극(22) 및 제4 음향 임피던스층(400)을 포함함으로써 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 형성할 수 있으므로, 필터 특성의 저하(감쇠량의 저하)를 보다 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 실시형태 2에 따른 탄성파 필터 장치(1a)에서는 그 설계 시에 제1 전극(21) 및 제2 전극(22) 각각의 면적(제4 음향 임피던스층(400)의 도전층과의 대향 면적)을 결정함으로써, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2) 각각의 용량값을 결정하는 것이 가능해진다.
또한, 실시형태 2에 따른 탄성파 필터 장치(1a)에서는 제4 음향 임피던스층(400)의 제3 부분(4123)이 배선을 구성하고 있으므로, 배선을 압전체층(5) 상에 형성하는 경우에 비해 소형화를 도모하는 것이 가능해진다.
상기 실시형태 1 및 2는 본 발명의 다양한 실시형태 중 하나에 불과하다. 상기 실시형태 1 및 2는 본 발명의 목적을 달성할 수 있으면, 설계 등에 따라 다양한 변경이 가능하다.
(변형예)
예를 들면, 탄성파 필터 장치(1)에서는 복수개의 그라운드 단자(17, 18)를 포함하고, 복수개의 그라운드 단자(17, 18)에 복수개의 병렬암 공진자(P1)가 일대일로 접속되어 있는데, 이에 한정되지 않고 하나의 그라운드 단자에 복수개의 병렬암 공진자(P1)가 접속되어 있어도 된다. 즉, 그라운드 단자(17, 18)는 하나의 그라운드 단자로서 공통화되어 있어도 된다. 탄성파 필터 장치(1a)에 관해서도, 마찬가지로 그라운드 단자(17a, 18a)가 하나의 그라운드 단자로서 공통화되어 있어도 된다.
또한, 기판(2)의 재료는 Si에 한정되지 않고, 예를 들면, LiNbO3, LiTaO3, 수정, 유리 등이어도 된다. 또한, 기판(2)의 두께방향(D1)에서 본 기판(2)의 평면에서 보았을 때 형상은 장방형상에 한정되지 않고, 예를 들면 정방형상이어도 된다.
또한, 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각에서의 고음향 임피던스층(41) 및 저음향 임피던스층(42) 각각의 수는 2개 및 3개에 한정되지 않고, 2개 이상 및 3개 이상이어도 된다. 또한, 고음향 임피던스층(41)의 수와 저음향 임피던스층(42)의 수는 다른 경우에 한정되지 않으며, 동일해도 되고, 저음향 임피던스층(42)의 수가 고음향 임피던스층(41)의 수보다도 하나 적어도 된다. 또한, 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각은 적어도 하나의 고음향 임피던스층(41)과 적어도 하나의 저음향 임피던스층(42)이 기판(2)의 두께방향(D1)에서 중복되어 있으면 된다.
또한, 복수개의 고음향 임피던스층(41)의 재료는 Pt(백금)에 한정되지 않고, 예를 들면, W(텅스텐) 등의 금속이어도 된다. 또한, 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각은 고음향 임피던스층(41)이 도전층인 예에 한정되지 않고, 저음향 임피던스층(42)이 도전층이어도 된다. 어느 쪽이든, 제1 음향 임피던스층(4A)의 도전층과 제2 음향 임피던스층(4B)의 도전층이 전기적으로 절연되어 있으면 된다. 또한, 탄성파 필터 장치(1)와 같이 제1 음향 임피던스층(4A)을 복수개 포함하는 경우, 제1 음향 임피던스층(4A)의 도전층끼리가 전기적으로 절연되어 있으면 된다. 또한, 실시형태 2에 따른 탄성파 필터 장치(1a)의 제3 음향 임피던스층(40a) 및 제4 음향 임피던스층(400)에 대해서도 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B)과 마찬가지로, 고음향 임피던스층(41)이 도전층인 예에 한정되지 않고, 저음향 임피던스층(42)이 도전층이어도 된다.
또한, 복수개의 고음향 임피던스층(41)은 서로 동일한 재료인 경우에 한정되지 않고, 예를 들면, 서로 다른 재료이어도 된다. 또한, 복수개의 저음향 임피던스층(42)은 서로 동일한 재료인 경우에 한정되지 않고, 예를 들면, 서로 다른 재료이어도 된다.
압전체층(5)의 재료는 LiNbO3에 한정되지 않고, 예를 들면, LiTaO3 등이어도 된다.
제1 IDT 전극(7A), 제2 IDT 전극(7B), 제3 IDT 전극(8), 반사기(91, 92, 93 및 94)의 재료는 Al에 한정되지 않고, Al 합금이어도 된다. 또한, 제1 IDT 전극(7A), 제2 IDT 전극(7B), 제3 IDT 전극(8), 반사기(91, 92, 93 및 94)의 재료는 예를 들면, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Ni, Cr, Mo, W 또는 이들 금속 중 어느 하나를 주체로 하는 합금 등이어도 된다. 또한, 제1 IDT 전극(7A), 제2 IDT 전극(7B), 제3 IDT 전극(8), 반사기(91, 92, 93 및 94)는 단층 구조에 한정되지 않고, 다층 구조이어도 된다.
탄성파 필터 장치(1, 1a)에서는 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 IDT 전극(7A)의 전역이 제1 음향 임피던스층(4A)의 도전층(고음향 임피던스층(41))에 겹쳐 있는데, 이에 한정되지 않고, 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 IDT 전극(7A) 중 일부(예를 들면, 규정 영역(10))만이 도전층에 겹쳐 있어도 된다. 또한, 탄성파 필터 장치(1, 1a)에서는 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제2 IDT 전극(7B)의 전역이 제2 음향 임피던스층(4B)의 도전층(고음향 임피던스층(41))에 겹쳐 있는데, 이에 한정되지 않고, 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제2 IDT 전극(7B) 중 일부(예를 들면, 규정 영역(10))만이 도전층에 겹쳐 있어도 된다.
또한, 탄성파 필터 장치(1a)에서는 제2 커패시터(C2)의 제1 커패시터(C1)와는 반대 측의 일단이 병렬암 공진자(P11a)(의 제3 IDT 전극(8)의 제2 버스바(82))와 그라운드 단자(17a)의 접속 점에 접속되어 있는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제2 커패시터(C2)의 제1 커패시터(C1)와는 반대 측의 일단이 병렬암 공진자(P12a)(의 제3 IDT 전극(8)의 제2 버스바(82))와 그라운드 단자(18a)의 접속 점에 접속되어 있어도 된다.
또한, 탄성파 필터 장치(1a)에서는 제4 음향 임피던스층(400)이 직렬암 공진자(S11a)의 제1 음향 임피던스층(4A) 및 병렬암 공진자(P11a)의 제3 음향 임피던스층(40) 각각과 떨어져 있는데, 이에 한정되지 않는다. 탄성파 필터 장치(1a)에서는 예를 들면, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 직렬 회로의 용량값을 크게 하고 싶은 경우에는 제4 음향 임피던스층(400)이 직렬암 공진자(S11a)의 제1 음향 임피던스층(4A) 및 병렬암 공진자(P11a)의 제3 음향 임피던스층 각각 혹은 어느 한쪽과 연결되어 있어도 된다.
또한, 탄성파 필터 장치(1)에서는 2개의 병렬암 회로(13, 14)를 포함하고 있는데, 병렬암 회로의 수는 2개에 한정되지 않고, 예를 들면 하나이어도 되며, 3개 이상이어도 된다. 탄성파 필터 장치(1a)에 관해서도, 병렬암 회로의 수는 2개에 한정되지 않고, 예를 들면 하나이어도 되며, 3개 이상이어도 된다. 또한, 병렬암 회로는 병렬암 공진자를 가지는 구성에 한정되지 않고, 예를 들면 인덕터, 커패시터 등을 가지는 구성이어도 된다.
(정리)
이상 설명한 실시형태 등으로부터 이하의 양태가 개시되어 있다.
제1 양태에 따른 탄성파 필터 장치(1; 1a)는 기판(2)과, 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B)과 압전체층(5)과 제1 IDT 전극(7A)과 제2 IDT 전극(7B)과 입력 단자(15; 15a)와 출력 단자(16; 16a)와 그라운드 단자(17, 18; 17a, 18a)와 직렬암 회로(12; 12a)와 병렬암 회로(13, 14; 13a, 14a)를 포함한다. 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B)은 기판(2) 상에 형성된다. 압전체층(5)은 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 상에 형성된다. 제1 IDT 전극(7A)은 압전체층(5) 상에 형성되고, 압전체층(5)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 제1 음향 임피던스층(4A)과 적어도 일부 중복된다. 제2 IDT 전극(7B)은 압전체층(5) 상에 형성되고, 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 제2 음향 임피던스층(4B)과 적어도 일부 중복된다. 입력 단자(15; 15a)는 압전체층(5) 상에 형성된다. 출력 단자(16; 16a)는 압전체층(5) 상에 형성된다. 그라운드 단자(17, 18; 17a, 18a)는 압전체층(5) 상에 형성된다. 직렬암 회로(12; 12a)는 입력 단자(15; 15a)와 출력 단자(16; 16a)를 잇는 제1 경로 상에 마련되고, 제1 IDT 전극(7A) 및 제2 IDT 전극(7B)을 가진다. 병렬암 회로(13, 14; 13a, 14a)는 제1 경로 상의 노드와 그라운드 단자(17, 18; 17a, 18a)를 잇는 제2 경로 상에 마련된다. 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각은 적어도 하나의 고음향 임피던스층(41)과, 적어도 하나의 고음향 임피던스층(41)보다도 음향 임피던스가 낮은 적어도 하나의 저음향 임피던스층(42)을 가진다. 제1 음향 임피던스층(4A) 및 제2 음향 임피던스층(4B) 각각에 대해, 적어도 하나의 고음향 임피던스층(41) 및 적어도 하나의 저음향 임피던스층(42) 중 적어도 하나가 도전층이다. 제1 음향 임피던스층(4A)에서의 도전층과, 제2 음향 임피던스층(4B)에서의 도전층이 전기적으로 절연된다.
제1 양태에 따른 탄성파 필터 장치(1; 1a)에서는 감쇠량의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.
제2 양태에 따른 탄성파 필터 장치(1; 1a)는 제1 양태에 있어서, 적어도 하나의 고음향 임피던스층(41)은 복수개의 고음향 임피던스층(41)을 포함한다. 적어도 하나의 저음향 임피던스층(42)은 복수개의 저음향 임피던스층(42)을 포함한다. 복수개의 고음향 임피던스층(41)과 복수개의 저음향 임피던스층(42)이 두께방향(D1)에서 한층마다 교대로 늘어선다.
제2 양태에 따른 탄성파 필터 장치(1; 1a)에서는 필터 특성의 향상을 도모할 수 있다.
제3 양태에 따른 탄성파 필터 장치(1a)는 제1 또는 제2 양태에 있어서, 병렬암 회로(13, 14; 13a, 14a)는 압전체층(5) 상에 형성된 제3 IDT 전극(8)을 가진다. 제1 IDT 전극(7A), 제2 IDT 전극(7B) 및 제3 IDT 전극(8) 각각은 한 쌍의 버스바(71, 72, 71, 72 및 81, 82)를 포함한다. 탄성파 필터 장치(1a)는 제1 전극(21)과, 제2 전극(22)을 더 포함한다. 제1 전극(21)은 압전체층(5) 상에 형성된다. 제1 전극(21)은 제1 IDT 전극(7A)과 제2 IDT 전극(7B) 중 하나의 한 쌍의 버스바(71, 72)에서의 입력 단자(15a) 측의 버스바(71)에 전기적으로 접속된다. 제2 전극(22)은 압전체층(5) 상에 형성된다. 제2 전극(22)은 복수개의 제3 IDT 전극(8) 중 하나인 제3 IDT 전극(8)의 한 쌍의 버스바(81, 82)에서의 그라운드 단자(17a) 측의 버스바(82)에 전기적으로 접속된다. 탄성파 필터 장치(1a)는 음향 임피던스층(400)을 더 가진다. 음향 임피던스층(400)은 기판(2)과 압전체층(5) 사이에서 평면에서 보았을 때 제1 전극(21)의 적어도 일부와 제2 전극(22)의 적어도 일부에 중복되는 적어도 한층의 도전층을 포함한다.
제3 양태에 따른 탄성파 필터 장치(1a)에서는 감쇠량의 저하를 보다 억제하는 것이 가능해진다.
제4 양태에 따른 탄성파 필터 장치(1; 1a)는 제3 양태에 있어서, 제1 IDT 전극(7A), 제2 IDT 전극(7B) 및 제3 IDT 전극(8)의 전극지 피치(2×T1, 2×T1 및 2×T21)에 의해 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 했을 때에, 압전체층(5)의 두께가 1λ 이하이다.
제4 양태에 따른 탄성파 필터 장치(1; 1a)에서는 판파를 여진할 수 있다.
제5 양태에 따른 탄성파 필터 장치(1; 1a)는 제4 양태에 있어서, 탄성파가 판파이다.
제5 양태에 따른 탄성파 필터 장치(1; 1a)에서는 판파를 이용하는 탄성파 필터 장치로 사용하는 것이 가능해진다.
1, 1a: 탄성파 필터 장치
100: 탄성파 필터 장치
2: 기판
201: 제1 주면
202: 제2 주면
3: 중간층
30: 절연층
4A: 제1 음향 임피던스층
4B: 제2 음향 임피던스층
40: 제3 음향 임피던스층
400: 음향 임피던스층(제4 음향 임피던스층)
41: 고음향 임피던스층(도전층)
42: 저음향 임피던스층
4121: 제1 부분
4122: 제2 부분
4123: 제3 부분
5: 압전체층
7A: 제1 IDT 전극
7B: 제2 IDT 전극
71: 버스바(제1 버스바)
72: 버스바(제2 버스바)
73: 전극지(제1 전극지)
74: 전극지(제2 전극지)
8: 제3 IDT 전극
81: 버스바(제1 버스바)
82: 버스바(제2 버스바)
83: 전극지(제1 전극지)
84: 전극지(제2 전극지)
10: 규정 영역
11: 규정 영역
12, 12a: 직렬암 회로
13, 13a: 병렬암 회로
14, 13a: 병렬암 회로
15, 15a: 입력 단자
16, 16a: 출력 단자
17, 17a: 그라운드 단자
18, 18a: 그라운드 단자
21: 제1 전극
22: 제2 전극
91, 93: 반사기
92, 94: 반사기
C1: 제1 커패시터
C2: 제2 커패시터
T1, T21: 거리
T2, T22: 전극지 폭
D1: 두께방향
S1, S1a: 직렬암 공진자
P1, P1a: 병렬암 공진자
100: 탄성파 필터 장치
2: 기판
201: 제1 주면
202: 제2 주면
3: 중간층
30: 절연층
4A: 제1 음향 임피던스층
4B: 제2 음향 임피던스층
40: 제3 음향 임피던스층
400: 음향 임피던스층(제4 음향 임피던스층)
41: 고음향 임피던스층(도전층)
42: 저음향 임피던스층
4121: 제1 부분
4122: 제2 부분
4123: 제3 부분
5: 압전체층
7A: 제1 IDT 전극
7B: 제2 IDT 전극
71: 버스바(제1 버스바)
72: 버스바(제2 버스바)
73: 전극지(제1 전극지)
74: 전극지(제2 전극지)
8: 제3 IDT 전극
81: 버스바(제1 버스바)
82: 버스바(제2 버스바)
83: 전극지(제1 전극지)
84: 전극지(제2 전극지)
10: 규정 영역
11: 규정 영역
12, 12a: 직렬암 회로
13, 13a: 병렬암 회로
14, 13a: 병렬암 회로
15, 15a: 입력 단자
16, 16a: 출력 단자
17, 17a: 그라운드 단자
18, 18a: 그라운드 단자
21: 제1 전극
22: 제2 전극
91, 93: 반사기
92, 94: 반사기
C1: 제1 커패시터
C2: 제2 커패시터
T1, T21: 거리
T2, T22: 전극지 폭
D1: 두께방향
S1, S1a: 직렬암 공진자
P1, P1a: 병렬암 공진자
Claims (5)
- 기판과,
상기 기판 상에 형성된 제1 음향 임피던스층 및 제2 음향 임피던스층과,
상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층 상에 형성된 압전체층과,
상기 압전체층 상에 형성되고 상기 압전체층의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 상기 제1 음향 임피던스층과 적어도 일부 중복되는 제1 IDT 전극과,
상기 압전체층 상에 형성되고 상기 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 상기 제2 음향 임피던스층과 적어도 일부 중복되는 제2 IDT 전극과,
상기 압전체층 상에 형성된 입력 단자와,
상기 압전체층 상에 형성된 출력 단자와,
상기 압전체층 상에 형성된 그라운드 단자와,
상기 입력 단자와 상기 출력 단자를 잇는 제1 경로 상에 마련되고 상기 제1 IDT 전극 및 상기 제2 IDT 전극을 가지는 직렬암(series arm) 회로와,
상기 제1 경로 상의 노드와 상기 그라운드 단자를 잇는 제2 경로 상에 마련된 병렬암(parallel arm) 회로를 포함하며,
상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층 각각은,
적어도 하나의 고음향 임피던스층과,
상기 적어도 하나의 고음향 임피던스층보다도 음향 임피던스가 낮은 적어도 하나의 저음향 임피던스층을 가지며,
상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층 각각에 대해, 상기 고음향 임피던스층 및 상기 저음향 임피던스층 중 적어도 하나가 도전층이고,
상기 제1 음향 임피던스층에서의 상기 도전층과, 상기 제2 음향 임피던스층에서의 상기 도전층이 전기적으로 절연되는, 탄성파 필터 장치. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 고음향 임피던스층은 복수개의 고음향 임피던스층을 포함하고,
상기 적어도 하나의 저음향 임피던스층은 복수개의 저음향 임피던스층을 포함하며,
상기 복수개의 고음향 임피던스층과 상기 복수개의 저음향 임피던스층이 상기 두께방향에서 한층마다 교대로 늘어서는, 탄성파 필터 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 병렬암 회로는 상기 압전체층 상에 형성된 복수개의 제3 IDT 전극을 가지며,
상기 제1 IDT 전극, 상기 제2 IDT 전극 및 상기 복수개의 제3 IDT 전극 각각은 한 쌍의 버스바(busbar)를 포함하고,
상기 압전체층 상에 형성되고 상기 제1 IDT 전극과 상기 제2 IDT 전극 중 하나의 상기 한 쌍의 버스바에서의 상기 입력 단자 측의 버스바에 전기적으로 접속되는 제1 전극과,
상기 압전체층 상에 형성되고 상기 복수개의 제3 IDT 전극 중 하나인 제3 IDT 전극의 상기 한 쌍의 버스바에서의 상기 그라운드 단자 측의 버스바에 전기적으로 접속되는 제2 전극을 더 포함하며,
상기 기판과 상기 압전체층 사이에서의 평면에서 보았을 때 상기 제1 전극의 적어도 일부와 상기 제2 전극의 적어도 일부에 중복되는 적어도 1층의 도전층을 포함하는 제3 음향 임피던스층을 더 가지는, 탄성파 필터 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1 IDT 전극, 상기 제2 IDT 전극 및 상기 복수개의 제3 IDT 전극의 전극지(電極指) 피치에 의해 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 했을 때에, 상기 압전체층의 두께가 1λ 이하인, 탄성파 필터 장치. - 제4항에 있어서,
상기 탄성파가 판파인, 탄성파 필터 장치.
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Citations (4)
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| WO2012086441A1 (ja) | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置及びその製造方法 |
| JP2013223025A (ja) * | 2012-04-13 | 2013-10-28 | Taiyo Yuden Co Ltd | フィルタ装置、フィルタ装置の製造方法及びデュプレクサ |
| WO2016052129A1 (ja) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置及びその製造方法 |
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-
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- 2018-09-26 CN CN201880062735.3A patent/CN111149293A/zh active Pending
- 2018-09-26 WO PCT/JP2018/035553 patent/WO2019065667A1/ja active Application Filing
-
2020
- 2020-03-13 US US16/817,680 patent/US20200212889A1/en active Pending
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