WO2007049754A1 - 弾性表面波装置および通信装置 - Google Patents

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WO2007049754A1
WO2007049754A1 PCT/JP2006/321526 JP2006321526W WO2007049754A1 WO 2007049754 A1 WO2007049754 A1 WO 2007049754A1 JP 2006321526 W JP2006321526 W JP 2006321526W WO 2007049754 A1 WO2007049754 A1 WO 2007049754A1
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acoustic wave
wave device
idts
electrode
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PCT/JP2006/321526
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Hiroyuki Tanaka
Tsuyoshi Nakai
Kiyohiro Iioka
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Kyocera Corporation
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    • H03H9/14544—Transducers of particular shape or position
    • H03H9/14588—Horizontally-split transducers

Definitions

  • the present invention relates to a surface acoustic wave device such as a surface acoustic wave filter or a surface acoustic wave resonator used in a mobile communication device such as a cellular phone, and a communication device including the same.
  • a surface acoustic wave device such as a surface acoustic wave filter or a surface acoustic wave resonator used in a mobile communication device such as a cellular phone, and a communication device including the same.
  • a surface acoustic wave filter has been widely used as a frequency selection filter (hereinafter also referred to as a filter) used in an RF (radio frequency) stage of a mobile communication device such as a mobile phone or a car phone.
  • the characteristics required for a frequency selective filter include various characteristics such as a wide passband, low loss, and high attenuation.
  • a low insertion loss for a surface acoustic wave filter in order to improve reception sensitivity and reduce power consumption particularly in mobile communication devices.
  • the antenna has been shifted to a built-in antenna using conventional whip antenna force dielectric ceramics and the like for miniaturization. For this reason, it is difficult to obtain a sufficient antenna gain. From this point as well, there is an increasing demand for further improving the insertion loss of the surface acoustic wave filter.
  • balanced input or balanced output means that the signal is A signal that is input or output as a potential difference between two signal lines.
  • the signal of each signal line has an opposite phase with equal amplitude.
  • an unbalanced input or unbalanced output is one in which a signal is input or output as a single line potential with respect to the ground potential.
  • a conventional surface acoustic wave filter is generally an unbalanced car unbalanced output type surface acoustic wave filter (hereinafter referred to as an unbalanced inertial surface acoustic wave filter), and is therefore connected to the subsequent stage of the surface acoustic wave filter.
  • the circuit or electronic component to be used is a balanced input type
  • a circuit configuration is adopted in which an unbalance-balance change (hereinafter also referred to as a balun) is inserted between the surface acoustic wave filter and the subsequent circuit. It was!
  • the circuits and electronic components in the front stage of the surface acoustic wave filter are of the balanced output type, the circuit configuration is such that nolan is inserted between the circuit in the previous stage and the surface acoustic wave filter.
  • an unbalanced input-balanced output type surface acoustic wave filter in which a surface acoustic wave filter is provided with an unbalanced-equilibrium deformability or balanced-unbalanced conversion function.
  • a filter or balanced input-unbalanced output type surface acoustic wave filter (hereinafter referred to as a balanced type surface acoustic wave filter) has been put into practical use. Longitudinal coupled double-mode filters are often used to satisfy the unbalance-balance change requirements.
  • connection terminals are unbalanced and the input / output impedance is matched to 50 ⁇ , and the other is balanced and the input / output impedance is matched to 100 to 200 ⁇ . Often required.
  • FIG. 17 is a plan view schematically showing an electrode structure of a surface acoustic wave device 1000 which is a conventional surface acoustic wave filter having a balance-unbalance conversion function.
  • a surface acoustic wave element 1012 and a surface acoustic wave element 1013 are arranged on a piezoelectric substrate 1001.
  • the surface acoustic wave element 1012 includes three IDTs 1002, 1003, and 1044, and reflectors 1008 and 1009 arranged on both sides thereof.
  • the neutral surface acoustic wave element 1013 includes three IDTs 1005, 1006, and 1007, and reflectors 1010 and 1011 arranged on both sides thereof.
  • the surface acoustic wave element 1012 and the surface acoustic wave element 1013 are connected in parallel to the unbalanced signal terminal 1014.
  • IDT1002, 1004, 1005, and 1007 ⁇ each pair
  • the surface acoustic waves are excited by applying an electric field to the comb-like electrodes facing each other.
  • the excited surface acoustic wave propagates to the IDT 1003 at the center of the surface acoustic wave element 1012 and the IDT 1006 of the surface acoustic wave element 1013.
  • phase of IDT1003 is 180 ° different from the phase of IDT1006, and finally, from one comb-like electrode of IDT1003 and 1006 to balanced output signal terminals 1015 and 1016 The signal is transmitted and balanced. With such a structure, a balance-unbalance conversion function is realized.
  • FIG. 18 is a plan view schematically showing an electrode structure of another conventional surface acoustic wave device 2000.
  • the first stage (upper side in the drawing) having three IDTs 2002, 2003, and 2004 sandwiched between reflectors 2 010 and 2011 on both sides.
  • unbalanced terminal 2021 is connected to IDT2003 in the center, and IDT2002 and 2004 on both sides are cascaded to IDT2005 and 2007 in the second stage, respectively.
  • the IDT2006 in the center of the second stage (the lower stage side in the drawing) is divided into two parts and connected to the balanced signal terminals 2022 and 2023 in opposite phases.
  • balanced-unbalanced shelving capability is realized (see, for example, JP-A-11-97966).
  • a resonator type surface acoustic wave filter using a conventional longitudinally coupled double mode filter among IDTs arranged in the propagation direction of the surface acoustic wave, IDTs arranged in the center are arranged.
  • IDTs arranged in the center are arranged.
  • There has been proposed a structure that attempts to improve the balance of amplitude and phase by reversing the polarity of adjacent electrode fingers while making even pairs of electrode fingers for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-84164). reference).
  • the amplitude and phase balance when a signal is input or output as a potential difference between two signal lines, the amplitude balance is superior as the amplitude of the signal on each signal line is equal. Also, if the phase difference of each signal is equal to 180 °, the phase balance is excellent!
  • a surface acoustic wave filter having a balance-unbalance conversion function improvement in the degree of balance between amplitude and phase in the passband is required.
  • a resonator-type electrode pattern in which reflectors for efficiently resonating surface acoustic waves are provided at both ends of IDT surface acoustic wave propagation paths Therefore, there is a need for improved amplitude and phase balance within the passband.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2002-9587 discloses a surface acoustic wave device in which a balanced output (input) force terminal is connected to an IDT in the center of the second stage in a two-stage configuration. Therefore, the balance is degraded because the structure of the IDT, such as the pitch of the IDT located on both sides of the center IDT, is changed, or the distance between the center IDT and the IDT on both sides is changed.
  • the number of poles, the positions of the electrodes, the polarities of the electrode fingers adjacent to each other between adjacent IDTs, and the structure of the peripheral electrode patterns that cause parasitic capacitance are different from each other.
  • the amplitudes of the signals transmitted to the balanced output signal terminals 2022 and 2023 are different from each other, and the phase is shifted from the opposite phase. Therefore, in the resonator-type surface acoustic wave filter 2000, the balance is not sufficient.
  • the polarity of the outermost electrode finger of the center IDT and the polarity of the outermost electrode finger of the adjacent IDT are left-right. Therefore, the parasitic capacitance formed at each balanced signal terminal is different, and the balance is not necessarily improved sufficiently.
  • the present invention has been proposed in view of the above-described conventional problems.
  • the purpose of the present invention is to improve the insertion loss by suppressing the generation of minute ripples in the filter characteristics in the passband, and to achieve amplitude balance.
  • the surface acoustic wave device is a surface acoustic wave device having an unbalance-balance conversion function, and an unbalanced input / output terminal is provided on a piezoelectric substrate.
  • a surface acoustic wave resonator connected to each other and first and second surface acoustic wave elements connected in parallel with each other via the surface acoustic wave resonator are formed, and the first and second surface acoustic wave elements are formed.
  • Each of the surface wave elements is arranged along the propagation direction of the surface acoustic wave propagating on the piezoelectric substrate, and is provided with an odd number of three or more odd number IDTs having a plurality of electrode fingers whose longitudinal directions are orthogonal to the propagation direction.
  • a first reflector having a plurality of electrode fingers disposed at both ends of the IDT row composed of the odd number of IDTs and having a longitudinal direction orthogonal to the transmission direction, and the first and second In the surface acoustic wave device, a balanced input / output terminal is connected to the center IDT of the odd number of IDTs.
  • the polarity of the electrode fingers having different the IDT or the first reflector is adjacent Force
  • the first surface acoustic wave element or the second surface acoustic wave element is arranged symmetrically about the center IDT.
  • the distribution of higher-order modes of the excited surface acoustic wave is symmetric, the excitation field of the surface acoustic wave is symmetric, and the excitation electrode and reflector electrode are further symmetrical.
  • the reflection coefficient is not reduced, the reflection characteristics are improved, and the excitation efficiency is not deteriorated.
  • first and second surface acoustic wave elements serving as a balanced input section or a balanced output section have a structure in which they are connected in parallel via a surface acoustic wave resonator to which an unbalanced input / output terminal is connected.
  • the surface acoustic wave device according to the second aspect is the surface acoustic wave device according to the first aspect, wherein the longitudinal direction is between the IDTs adjacent in the propagation direction among the odd number of IDTs.
  • a second reflector having a plurality of electrode finger forces orthogonal to the propagation direction is further provided.
  • the distance between the propagation paths of the surface acoustic wave can be adjusted by interposing the electrode fingers between the electrode fingers connected to the signal terminal, and the first elastic
  • the difference in surface acoustic wave amplitude between the surface acoustic wave device and the second surface acoustic wave device can be reduced, and a good amplitude balance characteristic can be obtained.
  • the surface acoustic wave device according to the third aspect is the surface acoustic wave device according to the second aspect, wherein the second reflector is grounded.
  • the amplitude of the surface acoustic wave is more effectively attenuated than in the second aspect, the elasticity between the first surface acoustic wave element and the second surface acoustic wave element is reduced. The difference in amplitude of the surface wave can be further reduced, and a better amplitude balance characteristic can be obtained.
  • a surface acoustic wave device is the surface acoustic wave device according to the second aspect, wherein the first and second surface acoustic wave elements include electrodes along the propagation direction. There is a first portion where the finger pitch varies, and a second portion where the electrode finger pitch is constant, and the first and second portions are the electrode finger pitch in the first portion.
  • the electrode finger pitch of the first part which is shorter than the electrode finger pitch of the second part, becomes shorter toward the boundary between two adjacent IDTs.
  • the pitch is the second part
  • the electrode pitch is shorter than the minute electrode finger pitch.
  • the area of the piezoelectric substrate 1 occupied by the electrode fingers of the IDT is adjusted at a location where the IDTs are adjacent to each other, thereby radiating the surface acoustic wave to the Balta wave. Loss is prevented.
  • the frequency between the longitudinal 1st mode and the longitudinal 3rd mode and their harmonic modes is also adjusted, so that the generation of small ripples in the passband and good amplitude balance characteristics are realized. Being done. That is, a surface acoustic wave device having good electrical characteristics with a wide passband and low insertion loss is realized.
  • the surface acoustic wave device is the surface acoustic wave device according to the fourth aspect, wherein the first and second surface acoustic wave elements include the odd number of IDTs. Since there is a maximum value in the electrode finger pitch in IDTs other than the central IDT, the electrode finger pitch is larger than the electrode finger pitch in the second part and there is a part in the first part. I tried to do it.
  • the electrode fingers by arranging the electrode fingers so that the resonance peak position in the pass band is optimal, a filter characteristic with improved flatness and insertion loss while realizing a wide band is realized. be able to.
  • a surface acoustic wave device is the surface acoustic wave device according to the first aspect, wherein one of the first reflectors of the first surface acoustic wave element and the One of the first reflectors of the second surface acoustic wave element was designed to have one reflector force.
  • the phase of the surface acoustic wave excited by the first surface acoustic wave element and the second surface acoustic wave element is changed between the plus side and the minor side in the integrally formed reflector. Since each cancels each other on the side, the reflection characteristics are improved. As a result, the generation of minute ripples in the passband can be further suppressed.
  • a surface acoustic wave device is the surface acoustic wave device according to the first aspect, wherein the balanced input in the central IDT of the first and second surface acoustic wave elements is provided.
  • the number of electrode fingers connected to the output terminals is the same.
  • the impedance of the IDT in the center of the first and second surface acoustic wave elements does not differ, and one surface acoustic wave element (for example, the first surface acoustic wave element) IDT at the center of the I is the center I of the other surface acoustic wave device (for example, the second surface acoustic wave device) Since the capacity is larger than that of DT, a phase delay occurs, so that a favorable phase balance characteristic can be obtained in which the phase balance characteristic is not shifted to the plus side or the minus side.
  • the surface acoustic wave device is the surface acoustic wave device according to the first aspect, wherein the electrode fingers of the first IDT and the second surface acoustic wave element in the central IDT The number was made odd.
  • the first surface acoustic wave element and the second surface acoustic wave element each have a different IDT or polar force of the electrode finger on which the reflector is located next.
  • the distribution of higher-order modes of the excited surface acoustic wave is symmetric, and the excitation field of the surface acoustic wave is
  • the reflection coefficient of the excitation electrode and reflector electrode is not reduced, the reflection characteristics are improved, and the excitation efficiency is not deteriorated. Can do.
  • the surface acoustic wave device according to the first aspect is provided in at least one of the reception circuit or the transmission circuit.
  • a communication device is the communication device according to the ninth aspect, wherein a mixer that superimposes a transmission signal on a carrier wave signal to make an antenna transmission signal, and an unnecessary signal of the antenna transmission signal
  • a transmission circuit comprising: a band-pass filter for attenuating; and a no-amplifier that amplifies the antenna transmission signal and outputs the amplified antenna transmission signal to an antenna through a duplexer.
  • the elastic surface wave device is used.
  • a communication device is the communication device according to the ninth aspect, wherein a low-noise amplifier that amplifies an antenna reception signal received by an antenna and passed through a duplexer, and the amplified antenna reception
  • a reception circuit including a band-pass filter for attenuating unnecessary signals and a mixer for separating the reception signal from the carrier signal of the antenna reception signal, wherein the band-pass filter is configured by the surface acoustic wave device. Become I did it.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an electrode structure of a surface acoustic wave device 100 according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing an electrode structure of a surface acoustic wave device 200 according to a second embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing an electrode structure of a surface acoustic wave device 300 according to a third embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing an electrode structure of a surface acoustic wave device 400 according to a fourth embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an electrode structure of a surface acoustic wave device 500 according to a fifth embodiment.
  • (A) is a distribution of electrode finger pitches of IDTs of the surface acoustic wave device 500 in (b).
  • FIG. 4B is a plan view schematically showing an electrode structure of the surface acoustic wave device 500.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an electrode structure of a surface acoustic wave device 600 according to a sixth embodiment; (a) is a distribution of electrode finger pitches of IDTs of the surface acoustic wave device 600 in (b).
  • FIG. 4B is a plan view schematically showing an electrode structure of the surface acoustic wave device 600
  • FIG. 4C is a plan view in which a main part of the surface acoustic wave device 600 is enlarged.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing an electrode structure of a surface acoustic wave device 700 according to a seventh embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing an electrode structure of a surface acoustic wave device 800 according to Comparative Example 11.
  • FIG. 9 is a diagram showing frequency characteristics in the vicinity of the passband of the surface acoustic wave device according to Example 1 and Comparative Example 11 1.
  • (a) is a diagram of Example 1 and
  • (b) is a graph of Comparative Example 11 FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing phase balance in the vicinity of the passband of the surface acoustic wave device according to Example 1 and Comparative Example 12; (a) is a diagram of Example 1 and (b) is Comparative Example 1.
  • FIG. 10 is a diagram showing phase balance in the vicinity of the passband of the surface acoustic wave device according to Example 1 and Comparative Example 12; (a) is a diagram of Example 1 and (b) is Comparative Example 1.
  • FIG. 10 is a diagram showing phase balance in the vicinity of the passband of the surface acoustic wave device according to Example 1 and Comparative Example 12; (a) is a diagram of Example 1 and (b) is Comparative Example 1.
  • FIG. 10 is a diagram showing phase balance in the vicinity of the passband of the surface acoustic wave device according to Example 1 and Comparative Example 12; (a) is a diagram of Example 1 and (b) is Comparative Example 1.
  • FIG. 10 is a diagram showing phase balance in the vicinity of the passband of the surface a
  • FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics in the vicinity of the passband of the surface acoustic wave device according to Example 3.
  • FIG. 12 is a diagram showing the degree of balance near the passband of the surface acoustic wave device according to Example 3, ) Is a diagram of the amplitude balance of the third embodiment, and (b) is a diagram of the phase balance of the third embodiment.
  • FIG. 13 is a view showing a change in electrode finger pitch of the surface acoustic wave device according to Comparative Example 2.
  • FIG. 14 is a diagram showing frequency characteristics in the vicinity of the passband in Example 4-1 and Comparative Example 2.
  • FIG. 15 is a diagram showing frequency characteristics in the vicinity of the passband in Example 4-2 and Comparative Example 2.
  • FIG. 16 shows the relationship between the number of electrode fingers existing between the electrode fingers connected to the signal terminal, the number of electrode fingers of the IDT or the second reflector, and the amplitude intensity at locations where the IDTs are adjacent to each other.
  • FIG. 17 is a plan view schematically showing an electrode structure of a conventional surface acoustic wave device 1000.
  • FIG. 18 is a plan view schematically showing an electrode structure of a conventional surface acoustic wave device 2000.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating frequency characteristics in the vicinity of the passband of a conventional surface acoustic wave filter.
  • FIG. 20 is a block circuit diagram of a high-frequency circuit having a bandpass filter.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an electrode structure of a surface acoustic wave device 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • a first surface acoustic wave element 14 and a second surface acoustic wave element 15 are formed on a piezoelectric substrate 1.
  • the first surface acoustic wave element 14 includes three IDTs 2, 3, and 4 arranged along the propagation direction of the surface acoustic wave propagating on the surface of the piezoelectric substrate 1, and these three IDTs 2, 3, And reflectors 8 and 20 located at both ends of an IDT row of 4 or more.
  • the surface wave element 15 includes three IDTs 5, 6, and 7 arranged along the propagation direction, and reflectors 21 arranged at both ends of an IDT row composed of these three IDTs 5, 6, and 7. 10 and power. More specifically, as shown in FIG. 1, from the left side of the drawing, reflectors 8, IDT2, 3, and 4, reflectors 20 and 21, IDT5, 6, and 7, and reflector 10 in this order of propagation. Are arranged in a row along the line. Further, the IDTs 2 to 7, and the reflectors 8, 10, 20, and 21 have a plurality of electrode fingers that are long in the direction orthogonal to the propagation direction (the longitudinal direction is perpendicular to the propagation direction). A comb-like electrode.
  • the first surface acoustic wave element 14 and the second surface acoustic wave element 15 each have three IDTs is merely an example, and may be an odd number of three or more.
  • Reflectors 8, 10, 20, and 21 are all grounded, but for the sake of simplicity, their illustration is omitted, including the following figures.
  • the first surface acoustic wave element 14 and the second surface acoustic wave element 15 include a surface acoustic wave resonator 16 that is a surface acoustic wave element including a single IDT 11 and reflectors 12 and 13 at both ends. And connected in parallel.
  • the surface acoustic wave resonator 16 is connected to an unbalanced input / output terminal 17 serving as an unbalanced input terminal or unbalanced output terminal.
  • the first surface acoustic wave element 14 and the second surface acoustic wave element 15 are each an equilibrium output unit or a balanced input unit.
  • the balanced input / output terminals 18 and 19 serving as balanced output terminals or balanced input terminals are connected to the IDTs 3 and 6 at the center of the first surface acoustic wave element 14 and the second surface acoustic wave element 15, respectively. It becomes.
  • first surface acoustic wave element 14 and the second surface acoustic wave element 15 are respectively adjacent to electrode fingers adjacent to each other between adjacent IDTs, and adjacent to each other between adjacent IDTs and reflectors.
  • Polarity force on electrode finger in contact It is configured to have symmetry about IDT electrode 3 or 6 in the center.
  • the first surface acoustic wave element 14 and the second surface acoustic wave element 15 are different from each other in that the polarity of the electrode finger adjacent to the different IDT or reflector is centered on the IDT 3 or 6 at the center. Constructed to be symmetric
  • the electrode fingers corresponding to the above-mentioned adjacent portions are connected to the unbalanced input / output terminal 17 side (unbalanced input / output terminal 17 Are connected to the surface acoustic wave resonator 16) and the balanced input / output terminal 18).
  • the electrode fingers connected to and 19 are denoted by S
  • the grounded electrode fingers are denoted by G.
  • the polarities of all electrode fingers provided in different IDTs and reflectors and adjacent to each other are G, G, S, S, Expressed as S, S, G, G.
  • the polarities of the electrode fingers are symmetric about the center IDT3.
  • the second surface acoustic wave element 15 is expressed as G, S, G, S, S, G, S, G from the left side of the figure. Again, it is symmetric around the center IDT6. Therefore, it is confirmed that the first surface acoustic wave element 14 and the surface acoustic wave element 15 have the above-described configuration.
  • the first surface acoustic wave device 14 and the second surface acoustic wave device 15 are the number forces of the electrode fingers of the center IDTs 3 and 6, respectively. It can be said that it is configured to be an odd number.
  • the first surface acoustic wave element 14 and the second surface acoustic wave element 15 are different from each other in terms of the polar force of the electrode finger adjacent to the IDT or the reflector. It is a little power that is configured to be symmetrical around IDT3 or 6.
  • the surface acoustic wave device 100 includes an unbalanced input between the first surface acoustic wave element 14 and the second surface acoustic wave element 15 serving as a balanced input unit or a balanced output unit.
  • the output terminal 17 is connected in parallel via a surface acoustic wave resonator 16 to which the output terminal 17 is connected. If the connection destination of the unbalanced input / output terminal 17 is a longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave device, the required impedance matching is obtained when 50 ⁇ is input to or output from the unbalanced input / output terminal 17.
  • the first stage is a single IDT and In the case of the surface acoustic wave resonator 16 that is a surface acoustic wave element that also has a reflector force, impedance matching can be easily achieved.
  • the first surface acoustic wave element 14 and the second surface acoustic wave element 15 preferably have balanced input / output terminals 18 and 19 in the central IDTs 3 and 6.
  • the number of electrode fingers connected to each other is the same as each other.
  • the impedances of the central IDTs 3 and 6 do not differ, and the central IDT (for example, IDT3) of one surface acoustic wave element (for example, the first surface acoustic wave element 14) is not connected to the other elastic surface. Since the capacitance is larger than the IDT (IDT6) at the center of the wave element (for example, the second surface acoustic wave element 15), a phase lag occurs, and the phase balance characteristic is shifted to the plus side or the minus side. A good phase balance characteristic can be obtained.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing an electrode structure of a surface acoustic wave device 200 according to the second embodiment of the present invention.
  • the surface acoustic wave device 200 is provided with a reflector 9 in place of the reflector 20 and the reflector 21, and the surface acoustic wave according to the first embodiment is provided.
  • the reflector 9 is one in which the reflector 20 and the reflector 21 are integrally formed.
  • the reflector 9 is grounded, but for the sake of simplicity, its illustration is omitted including the following figures.
  • the phases of the surface acoustic waves excited by the first surface acoustic wave element 14 and the second surface acoustic wave element 15 are integrally formed.
  • Reflector 9 cancels each other on the plus side and minus side, so that the reflection characteristics are good.
  • the generation of minute ripples in the passband can be further suppressed.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing an electrode structure of a surface acoustic wave device 300 according to the third embodiment of the present invention.
  • the surface acoustic wave device 300 further includes reflectors 22, 23, 24, between IDTs adjacent to each other in the propagation direction of the surface acoustic wave device 100 according to the first embodiment.
  • And 25 are arranged.
  • ID Reflectors 22 to 25 having long electrode fingers in the direction orthogonal to the propagation direction are arranged between T2 and IDT3, between IDT3 and IDT4, between IDT5 and IDT6, and between IDT6 and IDT7, respectively.
  • reflectors 8, 9, 10, 20, and 21 are referred to as first reflectors
  • reflectors 22, 23, 24, and 25 are referred to as second reflectors. .
  • the surface acoustic wave device 300 includes the second reflectors 22, 23, 24, and 25, so that an electrode finger is further provided between the electrode fingers connected to the signal terminals of each IDT. It has an intervening structure.
  • FIG. 16 shows the number of electrode fingers existing between the electrode fingers connected to the signal terminal, the number of electrode fingers of the IDT or the second reflector, and the amplitude intensity at the place where the IDTs are adjacent to each other. It is a figure which shows a relationship.
  • the number of electrode fingers existing between the electrode fingers connected to the signal terminal is The number of surface acoustic wave elements 14 is zero, and the number of second surface acoustic wave elements 15 is one. As shown in FIG. 16, the amplitude balance in this case was 0.16 dB.
  • the number of electrode fingers existing between the electrode fingers connected to the signal terminals is the first elasticity.
  • the surface acoustic wave element 14 There are two for the surface acoustic wave element 14 and three for the second surface acoustic wave element. As shown in FIG. 16, the amplitude balance in this case was 0.12 dB.
  • the distance of the propagation path of the surface acoustic wave can be adjusted by sandwiching the electrode finger between the electrode fingers connected to the signal terminal at the place where the IDTs are adjacent to each other. This means that the amplitude intensity of the surface acoustic wave between the surface acoustic wave element and the second surface acoustic wave element can be adjusted and equalized (the difference can be reduced).
  • a surface acoustic wave device in which the amplitude intensity of the surface acoustic wave with the surface acoustic wave element 15 is finely adjusted and equalized can be realized.
  • the surface acoustic wave device 300 according to the present embodiment that has been adjusted in this way, suppression of the generation of minute ripples in the passband and good amplitude balance characteristics are realized.
  • Book of electrode fingers of the second reflectors 22, 23, 24, and 25 in the surface acoustic wave device 300 The number is preferably 2 to 4. When the number of electrode fingers is larger than that, the propagation loss of the surface acoustic wave increases, so that a good insertion loss cannot be obtained.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing an electrode structure of a surface acoustic wave device 400 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the surface acoustic wave device 400 has a structure in which the second reflectors 22, 23, 24, and 25 related to the surface acoustic wave device 300 according to the third embodiment are grounded. Have.
  • the surface acoustic wave device 400 attenuates the amplitude of the surface acoustic wave more effectively than the surface acoustic wave device 300 according to the third embodiment.
  • the first surface acoustic wave element 14 and the second finger are compared with the surface acoustic wave device 300 according to the third embodiment.
  • the difference in surface acoustic wave amplitude between the surface acoustic wave element 15 and the surface acoustic wave element 15 can be further reduced, and a better amplitude balance characteristic is realized.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an electrode structure of a surface acoustic wave device 500 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (a) is a diagram showing a change in electrode finger pitch in the first surface acoustic wave element 514 provided in the surface acoustic wave device 500.
  • FIG. 5B is a plan view schematically showing the electrode structure of the surface acoustic wave device 500.
  • the surface acoustic wave device 500 has a structure similar to that of the surface acoustic wave element 400 according to the fourth embodiment. That is, the first surface acoustic wave element 514 of the surface acoustic wave device 500 has three IDTs 502, 503, and 504, and the two first first surface acoustic wave elements 514, like the first surface acoustic wave element 14 of the surface acoustic wave device 400. Reflectors 8 and 20, and two second reflectors 22 and 23.
  • the second surface acoustic wave element 515 includes three IDTs 505, 506, and 507, and two first reflectors 21. And 10 and two more second reflectors 24 and 25 It consists of.
  • the polarities of the electrode fingers of each IDT and reflector are the same as the corresponding portions of the surface acoustic wave device 400.
  • the arrangement interval of the electrode fingers in the first surface acoustic wave element 514 and the second surface acoustic wave element 515 is different from the corresponding part of the surface acoustic wave device 400.
  • the first surface acoustic wave element 514 and the second surface acoustic wave element 515 have a first portion (variable pitch portion) and a second portion (constant pitch portion). The distance between the electrode fingers is determined. More specifically, in the surface acoustic wave device 400,
  • the average electrode finger pitch in the first part is shorter than the electrode finger pitch in the second part;
  • the electrode finger pitch of the first part is shortened (towards the second reflector) towards the boundary between two adjacent IDTs;
  • the electrode finger pitch of the second reflectors 22, 23, 24 and 25 is shorter than the electrode finger pitch of the second part
  • the electrode fingers are arranged so as to satisfy the requirement.
  • the first portion is a narrow pitch portion in which the electrode finger pitch is shorter than that of the second portion.
  • FIG. 5A illustrates the relationship between the electrode finger pitches for the first surface acoustic wave element 514.
  • FIG. 5 (a) is a diagram showing the change of the electrode finger pitch p (X) when the propagation direction of the surface acoustic wave of the piezoelectric substrate 1 is taken on the horizontal axis (x axis) (scale is arbitrary).
  • the X-axis direction can be divided into five sections with different electrode finger pitch values. Sections L2 and L4 correspond to the first part, and sections Ll, L3, and L5 correspond to the second part. The fact that the above three requirements are satisfied is apparent from the variation of the electrode finger pitch in Fig. 5 (a).
  • the second surface acoustic wave element 515 is configured to satisfy the same relationship, although not shown.
  • the area on the piezoelectric substrate 1 occupied by the electrode fingers of the IDT is adjusted at a location where the IDTs are adjacent to each other.
  • the radiation loss of the surface acoustic wave to the Balta wave is prevented. Since the frequency between the longitudinal 1st mode and the longitudinal 3rd mode and their harmonic modes is also adjusted, the generation of minute ripples in the passband and the good amplitude balance characteristics are achieved. Realized. That is, a surface acoustic wave device having good electrical characteristics with a wide passband and low insertion loss is realized.
  • FIG. 6 is a view for explaining an electrode structure of a surface acoustic wave device 600 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 (a) is a diagram showing changes in the electrode finger pitch in the first surface acoustic wave element 614 provided in the surface acoustic wave device 600.
  • FIG. FIG. 6B is a plan view schematically showing the electrode structure of the surface acoustic wave device 600.
  • FIG. 6 (c) is an enlarged view showing the structure in the vicinity of the portion A in FIG. 6 (b) in more detail.
  • the surface acoustic wave device 600 has a structure similar to the surface acoustic wave device 500 according to the fifth embodiment. That is, the electrode fingers are arranged so as to satisfy the same requirements as those described in the fifth embodiment.
  • the first surface acoustic wave element 614 of the surface acoustic wave device 600 includes three IDTs 60 2, 603, and 604, two first reflectors 8 and 20, and two more The second reflector 22 and 23 are composed of force.
  • the second elastic surface wave element 615 includes three IDTs 605, 606, and 607, two first reflectors 21 and 10, and two second reflectors 24 and 25. Consists of The polarities of the electrode fingers of each IDT and reflector are the same as the corresponding portions of the surface acoustic wave device 500.
  • the first part (variable pitch part) and the second part (constant pitch part) is determined so that
  • FIG. 6 (a) illustrates the relationship between the electrode finger pitches of the first surface acoustic wave element 614 to explain this by using the same coordinate axes as in FIG. 5 (a) (the scale is arbitrary).
  • the X-axis direction can be divided into five sections with different electrode finger pitch values.
  • the sections L2 and L4 can be the first part, and the sections Ll, L3, and L5 can be the second part.
  • the variation of the electrode finger pitch in the first part is different from that in Fig. 5 (a). That is, in the sections L2 and L4 in FIG. 6 (a), there is a part having an electrode finger pitch larger than the electrode finger pitch of the second part, which is different from FIG. 5 (a). .
  • FIG. 6 (c) is an enlarged detailed view of the vicinity of the portion A of the second surface acoustic wave element 615 shown in FIG. 6 (b).
  • the ID T607 is divided into three parts, a reduction part 607a, a maximum part 607b, and a constant part 607c. It consists of a partial cover.
  • the decreasing portion 607a is a portion in which the pitch of the electrode fingers in the vicinity of the second reflector 24 is relatively small! /, (Smaller than the second portion), and in FIG.
  • the maximum portion 607b is a portion where the pitch of the electrode fingers is relatively large (larger than the second portion), and in FIG. 6 (a), it almost corresponds to the maximum portions of the section L2 and the section L4.
  • the constant portion 607c is a portion that forms the second portion (constant pitch portion). In Fig. 6 (a), it almost corresponds to section L1, section L3, and section L5.
  • IDTs 602, 604, 605 other than the central IDT 603 and 606 in the first surface acoustic wave element 614 and the second surface acoustic wave element 615 are used.
  • And 607 are configured to have a maximum in electrode finger pitch.
  • the same effect as in the fifth embodiment can be obtained. Furthermore, by arranging the electrode fingers so that the resonance peak position in the pass band is optimal, it is possible to realize filter characteristics with improved flatness and insertion loss while achieving wide bandwidth.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing an electrode structure of a surface acoustic wave device 700 according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the surface acoustic wave device 700 is further connected between the IDTs adjacent to each other in the propagation direction of the surface acoustic wave device 200 according to the second embodiment.
  • Reflectors 22, 23, 24, and 25 are disposed, and each has an electrode structure that is grounded.
  • the surface acoustic wave device 400 according to the fourth embodiment has an electrode structure in which the first reflectors 20 and 21 are provided instead of the first reflectors 20 and 21.
  • the latter can be said to have a configuration including a reflector 9 in which a reflector 20 and a reflector 21 are integrally formed.
  • the first surface acoustic wave element 14 and the second surface acoustic wave element 15 are similar to the surface acoustic wave device 200 according to the second embodiment. Since the phase of the excited surface acoustic wave cancels out on the plus side and the minus side of the integrally formed reflector 9, the reflection characteristics are improved. As a result, the generation of minute ripples in the passband can be suppressed. As a result, it is possible to provide a surface acoustic wave device in which the insertion loss in the pass band is further improved as compared with the surface acoustic wave device 400 according to the fourth embodiment.
  • the piezoelectric substrate 1 used in the surface acoustic wave device includes 36 °, 3 ° Y-cut, X-propagation lithium tantalate single crystal, 42 ° ⁇ 3 ° Y-cut, X-propagation, lithium tantalate single crystal. 64 ° ⁇ 3 ° Y-cut X-propagating lithium niobate single crystal, 41 ° ⁇ 3 ° Y-cut X-propagating lithium niobate single crystal, 45 ° ⁇ 3 ° X-cut Z-propagating lithium tetraborate single crystal, etc. It is preferable because the electromechanical coupling coefficient is large and the frequency temperature coefficient is small.
  • the piezoelectric substrate 1 if the piezoelectric substrate 1 has a significantly reduced pyroelectric property due to solid solution of oxygen defects or Fe, the reliability of the device is good.
  • the thickness of the piezoelectric substrate 1 is about 0.1 to 0.5 mm. If the thickness is less than 0.1 mm, the piezoelectric substrate 1 becomes brittle, and if it exceeds 0.5 mm, the material cost and component dimensions increase, making it suitable for use.
  • electrode structures such as IDTs and reflectors are formed of A1 or A1 alloy (Al-Cu system, Al-Ti system). These are formed by thin film formation methods such as vapor deposition, sputtering, or CVD. An electrode thickness of about 0.1 to 0.5 m is suitable for obtaining desired characteristics as a surface acoustic wave device.
  • SiO, SiN, Si, AlO is formed as a protective film on the electrode structure portion of the surface acoustic wave device according to the present invention and the propagation portion of the surface acoustic wave on the piezoelectric substrate 1, thereby providing conductivity.
  • the surface acoustic wave device according to each of the above-described embodiments can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention with respect to the number of IDTs and other configurations.
  • the surface acoustic wave device can be applied to a communication device. That is, in a communication device including at least one of a receiving circuit and a transmitting circuit, it can be used as a bandpass filter included in these circuits.
  • FIG. 20 is a block circuit diagram of a high-frequency circuit having a bandpass filter.
  • the high-frequency circuit is an example of what is inserted in a mobile phone which is a communication device.
  • a transmission signal (high-frequency signal) is superimposed on a carrier wave signal by a mixer 31 to be an antenna transmission signal.
  • the antenna transmission signal has its unnecessary signal attenuated by a bandpass filter 32.
  • Amplified by the power amplifier 33 radiated from the antenna 36 through the isolator 34 and the surface acoustic wave duplexer (duplexer) 35.
  • the antenna reception signal received by the antenna 36 passes through the surface acoustic wave demultiplexer 35 and is amplified by the low noise amplifier 37.
  • the unnecessary signal is attenuated by the bandpass filter 38, the signal is re-amplified by the amplifier 39. And converted into a low-frequency signal by the mixer 40.
  • the surface acoustic wave device according to each embodiment of the present invention can be applied as the band-pass filter 32 for transmission or the band-pass filter 38 for reception. is there. Since the insertion loss is improved by using the surface acoustic wave device of the present invention, it is possible to provide an excellent communication device with reduced power consumption and remarkably good sensitivity.
  • the surface acoustic wave device 200 according to the second embodiment was fabricated and its characteristics were evaluated. Specifically, LiTaO single crystal with 38.7 ° Y-cut propagation in X direction
  • a three-dimensional piezoelectric substrate (more precisely speaking, it is the state of a mother substrate for multi-piece fabrication) 1
  • a fine electrode pattern made of Al (99 mass%)-Cu (l mass%) was formed . Pattern of each electrode
  • the film was produced by photolithography using a sputtering apparatus, a reduction projection exposure machine (stepper), and a RIE (Reactive Ion Etching) apparatus.
  • the target passband was 1930MHz to 1990MHz.
  • the piezoelectric substrate 1 was ultrasonically cleaned with acetone, IPA (isopropyl alcohol) or the like to remove organic components.
  • IPA isopropyl alcohol
  • a metal layer serving as each electrode was formed on the piezoelectric substrate 1.
  • a sputtering apparatus was used to form the metal layer, and an A1 (99 mass%)-Cu (l mass%) alloy was used as the metal layer material.
  • the thickness of the metal layer at this time was about 0.18 m.
  • a photoresist is spin-coated on the metal layer to a thickness of about 0.5 ⁇ m, patterned into a desired shape by a reduction projection exposure apparatus (stepper), and an unnecessary portion is developed by a development apparatus.
  • the photoresist was dissolved with an alkaline developer to reveal a desired pattern.
  • patterning was completed by etching the metal layer with an RIE apparatus. As a result, an electrode structure pattern related to the surface acoustic wave device was obtained.
  • a SiO layer having a thickness of about 0.02 m was formed as a protective layer on each electrode pattern and the piezoelectric substrate 1 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus.
  • conductor bumps for flip-chipping the surface acoustic wave device 200 onto an external circuit board or the like were formed on the pad electrode with Au.
  • the diameter of the conductor bump was about 80 ⁇ m and its height was about 30 ⁇ m.
  • a die cinder was applied to the piezoelectric substrate 1 along the dividing line to divide it into a large number of chips.
  • Each chip is a surface acoustic wave device.
  • the surface acoustic wave device was packaged by using a flip chip mounting device, in which each chip was accommodated in a package with the electrode pad forming surface facing down, and then baked in an N atmosphere. Pack
  • the cage is made of multilayered ceramic layers of 2.5 X 2. Omm square. Using.
  • Characteristic evaluation of the obtained surface acoustic wave device 200 was performed by inputting an OdBm signal using a multiport network analyzer ("E5071A” manufactured by Agilent Technologies, Inc.), a frequency from 164 0 to 2140 MHz, and 801 measurement points. The conditions were as follows. The number of samples was 30.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing an electrode structure of the surface acoustic wave device 800 according to Comparative Example 11.
  • the surface acoustic wave device 800 has a structure similar to that of the surface acoustic wave element 200 according to the second embodiment. That is, the surface acoustic wave device 800 includes the reflectors 8, 9, and 10, and the first surface acoustic wave element 814 is similar to the first surface acoustic wave device 14 of the surface acoustic wave device 200.
  • each of the first surface acoustic wave element 814 and the second surface acoustic wave element 815 includes electrode fingers adjacent to each other between adjacent IDTs, and adjacent IDTs and reflectors. The electrode fingers adjacent to each other are configured so that their polarities are asymmetric about the center IDT electrode 803 or 806.
  • the first surface acoustic wave element 814 and the second surface acoustic wave element 815 are asymmetrical with respect to the IDT 803 or 806 at the center of the respective electrode finger polar force adjacent to a different IDT or reflector. It is comprised so that it may become.
  • the polarities of the electrode fingers are G, G, S, S, G, G, S, G from the left side of FIG.
  • G, G, S, G, S, G, S, and G are arranged from the left side of the figure, and are asymmetrically arranged around the center IDTs 803 and 806.
  • a surface acoustic wave device 800 according to Comparative Example 1-1 was fabricated in the same manner as in Example 1, and the characteristics thereof were evaluated.
  • FIG. 9 is a diagram showing frequency characteristics in the vicinity of the pass band (1930 MHz to 1990 MHz) of the surface acoustic wave device according to Example 1 and Comparative Example 11.
  • Figure 9 shows the frequency dependence of the insertion loss, which represents the transmission characteristics of the filter.
  • Example 1 Surface acoustic wave device according to Example 1 The filter characteristics were very good. Specifically, as shown in FIG. 9 (a), generation of minute ripples was not observed in the pass band of the surface acoustic wave device according to Example 1. In other words, it was confirmed that good filter characteristics with improved insertion loss were obtained.
  • Comparative Example 12 the electrodes connected to the unbalanced input / output terminals of the IDT in the center of the first and second surface acoustic wave elements are compared with the surface acoustic wave device 200 according to the second embodiment.
  • Surface acoustic wave devices with different numbers of fingers were produced in the same manner as in Example 1, and their characteristics were evaluated.
  • FIG. 10 is a diagram showing the degree of phase balance in the vicinity of the pass band (1930 MHz to 1990 MHz) of the surface acoustic wave device according to Example 1 and Comparative Example 12.
  • the phase balance of the surface acoustic wave device according to Example 1 was stable and flat in the passband. That is, it was confirmed that the surface acoustic wave device according to Example 1 can obtain very good phase balance characteristics.
  • FIG. 10 (b) it was confirmed that the phase balance of the surface acoustic wave device according to Comparative Example 1-2 was not stable within the passband. That is, in the surface acoustic wave device according to Example 1, it was confirmed that the phase balance in the passband was greatly improved.
  • the combination of electrode finger polarities at locations where IDTs are adjacent and the number of electrode fingers of the central IDT are 16 different types.
  • Surface acoustic wave devices were fabricated in the same manner as in Example 1, and the presence or absence of minute ripples in the passband and the phase balance characteristics were also examined in the same manner as in Example 1.
  • Table 1 shows the results together with the structural features of the surface acoustic wave device.
  • Table 2 shows the details of the structure of each of the 16 types of surface acoustic wave devices.
  • the polarity of the surface acoustic wave device 100 corresponds to the structure No. 5 in Table 2.
  • surface acoustic wave devices 200, 300, 400, 500, 600, and 700 [Hang! / Similarly, it has a polarity corresponding to structure No. 5 in Table 2. Incidentally, the polarity of the surface acoustic wave device of Comparative Example 1-1 corresponds to No. 4, and the polarity of the surface acoustic wave device of Comparative Example 12 corresponds to No. 7.
  • the first and second surface acoustic wave elements are respectively connected to electrode fingers adjacent to each other between adjacent IDTs and electrode fingers adjacent to each other between adjacent IDTs and reflectors.
  • the first and second elastic surface acoustic wave devices are connected to the center IDT as the balanced input / output terminal. Connected to the electrode finger If the numbers are configured to be the same, the above-described effects can be obtained.
  • the surface acoustic wave device 700 according to the seventh embodiment was produced in the same manner as in Example 1, and the characteristics thereof were evaluated.
  • FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics in the vicinity of the passband (1930 MHz to 1990 MHz).
  • Figure 11 shows the frequency dependence of the insertion loss that represents the transmission characteristics of the filter.
  • the filter characteristics of the surface acoustic wave device according to Example 3 were very good. Specifically, as shown in FIG. 11, generation of minute ripples was not observed in the pass band of the surface acoustic wave device according to Example 3. In other words, it was confirmed that good filter characteristics with improved insertion loss were obtained.
  • FIG. 12 is a view showing the degree of balance in the vicinity of the pass band (1930 MHz to 1990 MHz) of the surface acoustic wave device according to the third embodiment.
  • the amplitude balance in the passband of the surface acoustic wave device according to Example 3 was very good with a flat characteristic in the passband.
  • the phase balance is relatively good.
  • the first and second surface acoustic wave elements are arranged. It is possible to reduce the difference in the amplitude of the surface acoustic wave between them and to realize a good amplitude balance characteristic.
  • the surface acoustic wave device 500 according to the fifth embodiment was produced in the same manner as in Example 1, and the characteristics thereof were evaluated.
  • the surface acoustic wave device 600 according to the sixth embodiment was produced in the same manner as in Example 1 and its characteristics were evaluated.
  • FIG. 13 is a diagram showing changes in the electrode finger pitch in the first and second surface acoustic wave elements of the surface acoustic wave device according to Comparative Example 2.
  • the surface acoustic wave device is It was produced in the same manner as in Example 1, and its characteristics were evaluated.
  • the portion where the electrode finger pitch between IDTs is shortened corresponds to the electrode finger gap in the portion where the IDT is adjacent.
  • the surface acoustic wave device according to Comparative Example 2 does not have the second reflector electrode, but has an electrode finger pitch different from the surface acoustic wave devices according to Example 41 and Example 42.
  • the other parts have the same structure as that of the surface acoustic wave device 500 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing frequency characteristics in the vicinity of the passband in Example 4-1 and Comparative Example 2.
  • Figure 14 shows the frequency dependence of the insertion loss that represents the transmission characteristics of the filter.
  • the filter characteristics of the surface acoustic wave device according to Example 41 were very good. Specifically, in the surface acoustic wave device according to Example 41, generation of minute ripples was not observed in the passband. In addition, it was confirmed that the insertion loss was better than the filter characteristics of Comparative Example 2. In addition, it was confirmed that the passband was wideband. Thus, with respect to the surface acoustic wave device according to Example 41, it was confirmed that the generation of minute ripples in the pass band was suppressed and the insertion loss was greatly improved.
  • FIG. 15 is a diagram showing frequency characteristics in the vicinity of the passband in Example 42 and Comparative Example 2.
  • Figure 15 shows the frequency dependence of the insertion loss, which represents the transmission characteristics of the filter.
  • the filter characteristics of Example 4-2 were also very good. That is, in the surface acoustic wave device according to Example 42, generation of minute ripples in the passband was not observed. It was also confirmed that the insertion loss was better than the filter characteristics of Comparative Example 2. Furthermore, it was confirmed that the passband was wideband. Thus, even with the surface acoustic wave device according to Example 42, it was confirmed that the generation of minute ripples was suppressed and the insertion loss was greatly improved in the passband. .

Abstract

　表面弾性波装置における、通過帯域内の微小リップルの発生抑制、挿入損失改善、平衡度の向上を実現する。弾性表面波共振子（１６）に並列接続された第１と第２の弾性表面波素子（１４，１５）はそれぞれ、圧電基板（１）上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って配置された複数の電極指を備える３個以上の奇数個のＩＤＴ（２－４、５－７）と、該ＩＤＴ列の両端に配置された複数の電極指を備える反射器（８、２０、２１、１０）とを備えるとともに、それぞれのＩＤＴおよび反射器に備わる全ての電極指のうち、異なるＩＤＴまたは反射器が隣に位置する電極指の極性が、それぞれの中央のＩＤＴを中心にして対称的な配置とされてなる。

Description

明 細 書
弾性表面波装置および通信装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば携帯電話等の移動体通信機器に用いられる弾性表面波フィルタ や弾性表面波共振器等の弾性表面波装置及びこれを備えた通信装置に関するもの である。
背景技術
[0002] 従来、携帯電話や自動車電話等の移動体通信機器の RF (無線周波数)段に用い られる周波数選択フィルタ（以下、フィルタともいう）として、弾性表面波フィルタが広く 用いられている。一般に、周波数選択フィルタに求められる特性としては、広通過帯 域、低損失、高減衰量等の諸特性が挙げられる。近年、特に移動体通信機器におけ る受信感度の向上、低消費電力化のために、さらに弾性表面波フィルタに対する低 挿入損失ィ匕の要求が高まっている。また、近年、移動体通信機器において、小型化 のために、アンテナが従来のホイップアンテナ力 誘電体セラミックス等を用いた内蔵 アンテナに移行してきている。そのため、アンテナのゲインを充分に得ることが難しく なり、この点からも、弾性表面波フィルタの挿入損失をさらに改善させる要求が増大し ている。
[0003] このような広通過帯域化、低挿入損失化を実現するために、例えば、圧電基板上 に 3つの IDT(Inter Digital Transducer)を設け、縦 1次モードと縦 3次モードを利用し た二重モード弾性表面波共振器フィルタが提案されている。
[0004] 特に、隣り合う IDTの端部に電極指の狭ピッチ部を設けることにより IDT間における バルタ波の放射損を低減して共振モードの状態を制御し、これによつて広通過帯域 化及び低挿入損失ィ匕が図られていた (例えば、特開 2002— 9587号公報参照)。
[0005] また、近年、移動体通信機器等の小型化、軽量ィ匕及び低コストィ匕のために、使用部 品の削減が進められ、弾性表面波フィルタに新たな機能の付加が要求されてきてい る。その 1つに、不平衡入カー平衡出力型または平衡入力ー不平衡出力型に構成 できるようにするといつた要求がある。ここで、平衡入力または平衡出力とは、信号が 2つの信号線路間の電位差として入力または出力するものをいい、各信号線路の信 号は振幅が等しぐ位相が逆相になっている。これに対して、不平衡入力または不平 衡出力とは、信号がグランド電位に対する 1本の線路の電位として入力または出力す るものをいう。
[0006] 従来の弾性表面波フィルタは、一般的に不平衡入カー不平衡出力型弾性表面波 フィルタ（以下、不平衡型弹性表面波フィルタという）であるため、弾性表面波フィルタ の後段に接続される回路や電子部品が平衡入力型となっている場合は、弾性表面 波フィルタと後段の回路等との間に、不平衡ー平衡変 (以下、バランともいう）を 挿入した回路構成を採って!/ヽた。同様に弾性表面波フィルタ前段の回路や電子部 品が平衡出力型となっている場合は、前段の回路等と弾性表面波フィルタとの間に ノランを挿入した回路構成となって ヽた。
[0007] 現在、ノ ランを削除するために、弾性表面波フィルタに不平衡—平衡変擁能ま たは平衡—不平衡変換機能を持たせた、不平衡入力—平衡出力型弾性表面波フィ ルタまたは平衡入力ー不平衡出力型弾性表面波フィルタ（以下、平衡型弾性表面波 フィルタという）の実用化が進められている。不平衡ー平衡変 能の要求を満たす ため、縦結合型二重モードフィルタが多く用いられている。また、 RF用フィルタとして は、一方の接続端子が不平衡接続であって入出力インピーダンスが 50 Ωに整合し、 他方が平衡接続であつて入出力インピーダンスが 100〜 200 Ωに整合するものが、 要求されることが多い。
[0008] 図 17は、従来の平衡ー不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタである弾性 表面波装置 1000の電極構造を模式的に示す平面図である。弾性表面波装置 100 0においては、圧電基板 1001上に、弾性表面波素子 1012と弾性表面波素子 1013 とが配置されてなる。弾性表面波素子 1012は、 3個の IDT1002、 1003、および 10 04と、それらの両側に配置された反射器 1008および 1009から構成されている。弹 性表面波素子 1013は、 3個の IDT1005、 1006、および 1007と、それらの両側に 配置された反射器 1010および 1011から構成されている。
[0009] 弾性表面波素子 1012と弾性表面波素子 1013とは、不平衡信号端子 1014に対し 並歹 U【こ接続されて ヽる。 IDT1002、 1004、 1005、および 1007ίま、それぞれ、一対 の互いに対向させた櫛歯状電極に電界を加えられることで、弾性表面波を励振させ る。励振された弾性表面波は弾性表面波素子 1012の中央の IDT1003および弾性 表面波素子 1013の IDT1006に伝搬する。また、 IDT1003の位相は、 IDT1006の 位相に対して 180° 異なった逆相となっており、最終的には、 IDT1003および 100 6の一方の櫛歯状電極から、平衡出力信号端子 1015および 1016へ信号が伝わり 平衡出力される。このような構造により、平衡ー不平衡変換機能を実現している。
[0010] また、図 18は、別の従来の弾性表面波装置 2000の電極構造を模式的に示す平 面図である。図 18に示すように、弾性表面波装置 2000においては、両側を反射器 2 010, 2011に挟まれた 3個の IDT2002, 2003,および 2004を有する 1段目（図面 視上段側）の縦結合二重モードフィルタのうち、中央の IDT2003に不平衡端子 202 1が接続されてなり、その両側の IDT2002および 2004がそれぞれ 2段目の IDT20 05および 2007に縦続接続されてなる。さらに、 2段目（図面視下段側）の中央の ID T2006は 2分割されてなり、逆位相にして平衡信号端子 2022および 2023に接続さ れてなる。これにより、平衡—不平衡変棚能を実現がされてなる（例えば、特開平 1 1— 97966号公報参照)。
[0011] また、従来の縦結合二重モードフィルタを用いた共振器型の弾性表面波フィルタと して、弾性表面波の伝搬方向に 3個並んだ IDTの内、中央に配置された IDTの電極 指を偶数対にするとともに、隣り合う電極指の極性を反転することにより振幅及び位 相の平衡度の改善を図ろうとする構造が提案されている（例えば、特開 2002— 841 64号公報参照)。なお、振幅と位相の平衡度については、信号が 2つの信号線路間 の電位差として入力または出力する場合に、各信号線路の信号の振幅の大きさが等 しいほど振幅の平衡度が優れており、また、各信号の位相の差が 180° に等しいほ ど位相の平衡度が優れて 、ると!/、える。
[0012] 図 17に示すような従来の弾性表面波フィルタを用いることにより、不平衡一平衡変 能を実現することができる。し力しながら、係る弾性表面波フィルタにおいては、 隣り合う IDT間で互いに隣接する電極指の極性の選択により（それぞれの電極指の 極性の組合せによっては）、フィルタ特性 (周波数特性)をみた場合に、通過帯域内 に微小リップルが発生して挿入損失が劣化するという問題点があった。図 19はこうし た従来の弾性表面波フィルタの通過帯域近傍の周波数特性を例示する図である。図
19においては、矢印部に、係る微小リップルが確認される。
[0013] また、従来、通過帯域外で高減衰量化された弾性表面波フィルタを実現する手段と して、弾性表面波の伝搬方向に沿って 3個の IDTを近接配置するとともにその両側 に反射器を配設した縦結合弾性表面波素子を複数段縦続接続させて、弾性表面波 フィルタを構成する方法が広く用いられている。この構成を用いると、通過帯域外減 衰量を大きくすることができるが、通過帯域内の挿入損失は劣化する。そのため、通 過帯域幅の広い弾性表面波フィルタをこの構成により得ようとすると、要求される挿入 損失は十分に実現されな力つた。
[0014] 特開 2002— 9587号公報に開示されている弾性表面波装置のように、 IDTの端部 に狭ピッチ部を設けると、弾性表面波が結合した状態で電極指ピッチが異なる部分 が存在するため、通過帯域におけるフィルタ特性のリップルが大きくなり、肩特性が劣 化する。そのため、通過帯域におけるフィルタ特性の平坦性が得られない。また、 ID Tの端部に狭ピッチ部を設けるだけでは、弾性表面波の励振に利用できる基本的な 共振モードの数が縦 1次モードと縦 3次モードに限定され、他の共振モードが利用で きないので、設計の自由度が小さくなつていた。そのため、通過帯域におけるフィル タ特性の平坦性を向上させ、広通過帯域化しつつ、挿入損失を改善させるには不充 分であった。
[0015] 一方、平衡ー不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタにおいては、通過帯域 内での振幅と位相の平衡度の向上が求められている。例えば、複数個並設した IDT の弾性表面波伝搬路の両端に弾性表面波を効率よく共振させるための反射器が設 けられた共振器型電極パターンにお！/、て、通過帯域内での振幅と位相の平衡度の 向上が求められている。
[0016] 特開 2002— 9587号公報には、 2段構成で 2段目の中央の IDTに平衡出（入)力 端子を接続した弾性表面波装置が開示されているが、位相を逆相にするため中央の IDTの両側に位置する IDTのピッチ等の構造を変えた構造や、中央の IDTとその両 側の IDTとの距離を変えた構造を採用しているので、平衡度が劣化する問題があつ [0017] また、図 18に示す、特開平 11— 97966号公報に開示されている従来の共振器型 弾性表面波装置 2000では、 IDT2003と 2006との間で、対向する櫛歯状電極の電 極本数、配置された位置、隣り合う IDT間で互いに隣接する電極指の極性、および、 寄生容量を発生させる要因となる周辺の電極パターン等の構造が互いに異なる。こ れにより、平衡出力信号端子 2022および 2023に伝わる信号の振幅が互いに異なり 、また、位相が逆相からずれてしまうため、共振器型弾性表面波フィルタ 2000では 平衡度は十分ではな力つた。
[0018] さらには、特開 2002— 84164号公報に開示されている弾性表面波フィルタでは、 中央の IDTの最外側電極指の極性と、隣接する IDTの最外側電極指の極性とが左 右で異なるので、各平衡信号端子に形成される寄生容量が異なり、必ずしも平衡度 が十分に改善されては 、なかった。
発明の開示
[0019] 本発明は、上述した従来の諸問題に鑑み提案されたものであり、その目的は、通過 帯域におけるフィルタ特性の微小リップルの発生を抑制することによる挿入損失の改 善と、振幅平衡度の改善とが実現されてなり、高品質な平衡型弾性表面波フィルタと しても機能できる、不平衡ー平衡変換機能を有する平衡型の弾性表面波装置、及び これを用いた通信装置を提供することにある。
[0020] 上記課題を解決するため、第 1の態様に係る弾性表面波装置は、不平衡ー平衡変 換機能を有する弾性表面波装置であって、圧電基板上に、不平衡入出力端子が接 続された弾性表面波共振子と前記弾性表面波共振子を介して互いに並列接続され てなる第 1と第 2の弾性表面波素子とを形成してなり、前記第 1と第 2の弾性表面波素 子はそれぞれ、前記圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って配置さ れ、長手方向が前記伝搬方向と直交する複数の電極指を備える 3個以上の奇数個 の IDTと、前記奇数個の IDTからなる IDT列の両端に配置され、長手方向が前記伝 搬方向と直交する複数の電極指を備える第 1の反射器と、を備えるとともに、前記第 1 と第 2の弾性表面波素子は、前記奇数個の IDTのうちの中央の IDTに平衡入出力端 子が接続されてなり、それぞれの前記奇数個の IDTおよび前記第 1の反射器に備わ る電極指のうち、異なる前記 IDTまたは前記第 1の反射器が隣接する電極指の極性 力 前記第 1または第 2の弾性表面波素子の前記中央の IDTを中心にして対称的な 配置とされてなるようにした。
[0021] 第 1の態様によれば、励振された弾性表面波の高次モードの分布が対称となり、ま た、弾性表面波の励振フィールドが対称になり、さらに、励振電極及び反射器電極の 反射係数が小さくなることがなく反射特性が良好となり、励振効率が劣化することがな
V、ために、局所的な微小リップルの発生を抑制することができる。
[0022] また、平衡入力部または平衡出力部となる第 1と第 2の弾性表面波素子が不平衡 入出力端子が接続された弾性表面波共振子を介して並列接続された構造を有して
V、るので、インピーダンス整合を容易に取ることができる。
[0023] 第 2の態様に係る弾性表面波装置は、第 1の態様に係る弾性表面波装置であって 、前記奇数個の IDTのうち前記伝搬方向において隣り合う IDTの間に、長手方向が 前記伝搬方向と直交する複数の電極指力 成る第 2の反射器がさらに配設されてな るよつにした。
[0024] 第 2の態様によれば、信号端子に接続された電極指の間に電極指が介在させるこ とで、弾性表面波の伝搬経路の距離を調整することができ、第 1の弾性表面波素子と 第 2の弾性表面波素子との弾性表面波の振幅の差を少なくすることができ、良好な 振幅平衡度特性を得ることができる。
[0025] 第 3の態様に係る弾性表面波装置は、第 2の態様に係る弾性表面波装置であって 、前記第 2の反射器が接地されてなるようにした。
[0026] 第 3の態様によれば、第 2の態様よりも効果的に弾性表面波の振幅が減衰するので 、第 1の弾性表面波素子と第 2の弾性表面波素子との間の弾性表面波の振幅の差を より少なくすることができ、さらに良好な振幅平衡度特性を得ることができる。
[0027] 第 4の態様に係る弾性表面波装置は、第 2の態様に係る弾性表面波装置であって 、前記第 1と第 2の弾性表面波素子においては、前記伝搬方向に沿って電極指ピッ チが変動する第 1の部分と、前記電極指ピッチが一定である第 2の部分と、が存在し 、前記第 1と第 2の部分とは、前記第 1の部分における電極指ピッチの平均値は前記 第 2の部分の電極指ピッチよりも短ぐ前記第 1の部分の電極指ピッチが隣り合う 2つ の IDTの境界に向かって短くなり、前記第 2の反射器の電極指ピッチは前記第 2の部 分の電極指ピッチより短い、という構成とした。
[0028] 第 4の態様によれば、 IDTが隣り合う箇所にぉ 、て IDTの電極指が占める圧電基 板 1の面積が調整されてなり、これにより、弾性表面波のバルタ波への放射損が防止 されてなる。カロえて、縦 1次モードと縦 3次モードとそれらの高調波モード間の周波数 も調整されているので、通過帯域内の微小リップルの発生の抑制と、良好な振幅平 衡度特性とが実現されてなる。すなわち、広通過帯域かつ低挿入損失である良好な 電気特性を持つ弾性表面波装置が実現される。
[0029] 第 5の態様に係る弾性表面波装置は、第 4の態様に係る弾性表面波装置であって 、前記第 1と第 2の弾性表面波素子においては、前記奇数個の IDTのうち前記中央 の IDT以外の IDTにおける電極指ピッチに極大値が存在することにより、前記第 1の 部分にぉ 、て前記第 2の部分における電極指ピッチよりも電極指ピッチが大き 、部 分が存在するようにした。
[0030] 第 5の態様によれば、通過帯域における共振ピーク位置が最適となるように電極指 を配置することで、広帯域ィ匕しつつ平坦性及び挿入損失が改善されたフィルタ特性 を実現することができる。
[0031] 第 6の態様に係る弾性表面波装置は、第 1の態様に係る弾性表面波装置であって 、前記第 1の弾性表面波素子の前記第 1の反射器のうちの 1つと前記第 2の弾性表 面波素子の第 1の反射器のうちの 1つとが、一の反射器力もなるようにした。
[0032] 第 6の態様によれば、第 1の弾性表面波素子および第 2の弾性表面波素子で励振 された弾性表面波の位相を、一体的に形成された反射器においてプラス側、マイナ ス側でそれぞれ打ち消し合うので、反射特性が良好になる。これにより、通過帯域内 の微小リップルの発生をさらに抑制することができる。
[0033] 第 7の態様に係る弾性表面波装置は、第 1の態様に係る弾性表面波装置であって 、前記第 1と第 2の弾性表面波素子の、前記中央の IDTにおける前記平衡入出力端 子に接続されて ヽる電極指の本数が互いに同じであるようにした。
[0034] 第 7の態様によれば、第 1と第 2の弾性表面波素子の中央の IDTのインピーダンス が異なることがなぐまた、一方の弾性表面波素子 (例えば第 1の弾性表面波素子） の中央の IDTが他方の弾性表面波素子 (例えば第 2の弾性表面波素子）の中央の I DTよりも容量が大き 、ために位相の遅れが発生して、位相平衡度特性がプラス側ま たはマイナス側に片寄るようなことがなぐ良好な位相平衡度特性を得ることができる
[0035] 第 8の態様に係る弾性表面波装置は、第 1の態様に係る弾性表面波装置であって 、前記第 1と第 2の弾性表面波素子の、前記中央の IDTにおける電極指の本数が奇 数であるようにした。
[0036] 第 8の態様によれば、第 1の弾性表面波素子と第 2の弾性表面波素子とがそれぞれ 、異なる IDTまたは反射器が隣に位置する電極指の極性力 それぞれの中央の IDT を中心にして対称となるように、構成されることになるので、弾性表面波装置において 、励振された弾性表面波の高次モードの分布が対称となり、また、弾性表面波の励 振フィールドが対称になり、さらに、励振電極及び反射器電極の反射係数が小さくな ることがなく反射特性が良好となり、励振効率が劣化することがないために、局所的 な微小リップルの発生を抑制することができる。
[0037] 第 9の態様に係る通信装置は、第 1の態様に係る弾性表面波装置を、受信回路あ るいは送信回路の少なくとも一方に備えるようにした。
[0038] 第 9の態様によれば、厳 、挿入損失に対する従来力もの厳 、要求を満たし、消 費電力が低減され、かつ感度が格段に良好な通信装置が実現される。
[0039] 第 10の態様に係る通信装置は、第 9の態様に係る通信装置であって、送信信号を 搬送波信号に重畳させてアンテナ送信信号とするミキサと、前記アンテナ送信信号 の不要信号を減衰させるバンドパスフィルタと、前記アンテナ送信信号を増幅すると ともに増幅された前記アンテナ送信信号をデュプレクサを介してアンテナへ出力する ノ ヮ一アンプと、を具備する送信回路を備え、前記バンドパスフィルタが前記弾性表 面波装置により構成されてなるようにした。
[0040] 第 11の態様に係る通信装置は、第 9の態様に係る通信装置であって、アンテナで 受信されデュプレクサを通ったアンテナ受信信号を増幅するローノイズアンプと、増 幅された前記アンテナ受信信号の不要信号を減衰させるバンドパスフィルタと、前記 アンテナ受信信号の搬送波信号から受信信号を分離するミキサと、を具備する受信 回路を備え、前記バンドパスフィルタが前記弾性表面波装置により構成されてなるよ うにした。
図面の簡単な説明
[図 1]第 1の実施の形態に係る弾性表面波装置 100の電極構造を模式的に示す平 面図である。
[図 2]第 2の実施の形態に係る弾性表面波装置 200の電極構造を模式的に示す平 面図である。
[図 3]第 3の実施の形態に係る弾性表面波装置 300の電極構造を模式的に示す平 面図である。
[図 4]第 4の実施の形態に係る弾性表面波装置 400の電極構造を模式的に示す平 面図である。
[図 5]第 5の実施の形態に係る弾性表面波装置 500の電極構造を説明するための図 であり、 (a)は（b)の弾性表面波装置 500の IDTの電極指ピッチの分布を示す図で あり、 (b)は弾性表面波装置 500の電極構造を模式的に示す平面図である。
[図 6]第 6の実施の形態に係る弾性表面波装置 600の電極構造を説明するための図 であり、 (a)は（b)の弾性表面波装置 600の IDTの電極指ピッチの分布を示す図で あり、（b)は弾性表面波装置 600の電極構造を模式的に示す平面図であり、（c)は 弾性表面波装置 600の要部を拡大した平面図である。
[図 7]第 7の実施の形態に係る弾性表面波装置 700の電極構造を模式的に示す平 面図である。
[図 8]比較例 1 1に係る弾性表面波装置 800の電極構造を模式的に示す平面図で ある。
[図 9]実施例 1および比較例 1 1に係る弾性表面波装置の通過帯域近傍の周波数 特性を示す図であり、（a)は実施例 1の図、（b)は比較例 1 1の図である。
[図 10]実施例 1および比較例 1 2に係る弾性表面波装置の通過帯域近傍の位相平 衡度を示す図であり、（a)は実施例 1の図、（b)は比較例 1 2の図である。
[図 11]実施例 3に係る弾性表面波装置の通過帯域近傍の周波数特性を示す図であ る。
[図 12]実施例 3に係る弾性表面波装置の通過帯域近傍の平衡度を示す図であり、 (a )は実施例 3の振幅平衡度の図、（b)は実施例 3の位相平衡度の図である。
[図 13]比較例 2に係る弾性表面波装置の電極指ピッチの変化を示す図である。
[図 14]実施例 4—1と比較例 2の通過帯域近傍の周波数特性を示す図である。
[図 15]実施例 4— 2と比較例 2の通過帯域近傍の周波数特性を示す図である。
[図 16]IDTが隣り合う場所において、信号端子に接続された電極指の間に存在する 電極指の本数、 IDTもしくは第 2の反射器の電極指の本数と、振幅強度との関係を 示す図である。
[図 17]従来の弾性表面波装置 1000の電極構造を模式的に示す平面図である。
[図 18]従来の弾性表面波装置 2000の電極構造を模式的に示す平面図である。
[図 19]従来の弾性表面波フィルタの通過帯域近傍の周波数特性を例示する図であ る。
[図 20]バンドパスフィルタを有する高周波回路のブロック回路図である。
発明を実施するための最良の形態
[0042] 以下、本発明の弾性表面波装置の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に 説明する。それぞれの実施の形態においては、簡単な構造の共振器型の弾性表面 波フィルタを例にとり説明する。なお、以下に説明する図面において同一の構成要素 には同一符号を付すものとする。また、各電極の大きさや電極間の距離等、電極指 の本数や間隔等については、説明のために模式的に図示している。また、各実施の 形態に係る IDT,反射器、さらには弾性表面波共振子 16の電極指の本数は、数本 〜数 100本にも及ぶので、簡単のため、各図においてはそれらの形状を簡略ィ匕して 図示している。
[0043] <第 1の実施の形態 >
図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係る弾性表面波装置 100の電極構造を模式 的に示す平面図である。図 1に示すように、弾性表面波装置 100においては、圧電 基板 1の上に、第 1の弾性表面波素子 14と第 2の弾性表面波素子 15とが形成されて なる。第 1の弾性表面波素子 14は、圧電基板 1の表面を伝搬する弾性表面波の伝 搬方向に沿って配置された 3個の IDT2、 3、および 4と、これら 3個の IDT2、 3、およ び 4カゝらなる IDT列の両端に配置された反射器 8および 20とからなる。第 2の弾性表 面波素子 15は、該伝搬方向に沿って配置された 3個の IDT5、 6、および 7と、これら 3個の IDT5、 6、および 7からなる IDT列の両端に配置された反射器 21および 10と 力もなる。より具体的には、図 1に示すように、図面視左側より、反射器 8、 IDT2、 3、 および 4、反射器 20および 21、 IDT5、 6、および 7、反射器 10の順に該伝搬方向に 沿って一列に配置されてなる。また、 IDT2ないし 7、および反射器、 8、 10、 20、およ び 21は 、ずれも、該伝搬方向の直交する方向に長い (長手方向が該伝搬方向と直 交する)複数の電極指を備える櫛歯状の電極である。また、第 1の弾性表面波素子 1 4と第 2の弾性表面波素子 15とがそれぞれ IDTを 3個備えるというのはあくまで例示 であって、 3個以上の奇数個であればよい。なお、反射器 8、 10、 20、および 21はい ずれも接地されているが、簡単のため、以降の図も含めて、その図示は省略する。
[0044] 第 1の弾性表面波素子 14および第 2の弾性表面波素子 15は、単一の IDT11と両 端の反射器 12および 13から成る弾性表面波素子である弾性表面波共振子 16を介 して、並列接続されてなる。弾性表面波共振子 16には、不平衡入力端子または不平 衡出力端子となる不平衡入出力端子 17が接続されてなる。
[0045] また、第 1の弾性表面波素子 14および第 2の弾性表面波素子 15は、それぞれが平 衡出力部または平衡入力部とされる。第 1の弾性表面波素子 14および第 2の弾性表 面波素子 15のそれぞれの中央の IDT3, 6には、平衡出力端子または平衡入力端 子となる平衡入出力端子 18および 19がそれぞれ接続されてなる。
[0046] さらに、第 1の弾性表面波素子 14および第 2の弾性表面波素子 15はそれぞれ、隣 り合う IDT間で互いに隣接する電極指、及び隣り合う IDTと反射器との間で互いに隣 接する電極指についての極性力 中央の IDT電極 3あるいは 6を中心にして対称性 を有するように、構成されている。換言すれば、第 1の弾性表面波素子 14および第 2 の弾性表面波素子 15は、異なる IDTまたは反射器が隣に位置する電極指の極性が 、それぞれの中央の IDT3あるいは 6を中心にして対称となるように、構成されてなる
[0047] これを説明するため、以降の説明においては、図 1に示すように、上記の隣接箇所 に該当する電極指であって、不平衡入出力端子 17側に (不平衡入出力端子 17が接 続された弾性表面波共振子 16に)接続された電極指、および平衡入出力端子 18お よび 19に接続された電極指を符号 Sで表し、接地された電極指 (反射器の電極指お よび接続端子に接続された電極指)を符号 Gで表すものとする。すると、第 1の弾性 表面波素子 14においては、相異なる IDTおよび反射器に備わりかつ互いに隣接し あう関係にある全ての電極指の極性は、図の左側より、 G、 G、 S、 S、 S、 S、 G、 Gと表 される。すなわち、電極指の極性は、中央の IDT3を中心にして対称になっている。 同様に、第 2の弾性表面波素子 15においては、図の左側より、 G、 S、 G、 S、 S、 G、 S、 Gと表される。やはり、中央の IDT6を中心にして対称になっている。従って、第 1 の弾性表面波素子 14と弾性表面波素子 15とが上述した構成であることが確認され る。
[0048] 係る構成を有する場合、隣り合う IDTにおける電極指の極性配置が対称的である ので、励振された弾性表面波の高次モードの分布が対称となり、弾性表面波の励振 フィールドが対称になる。さらに励振電極及び反射器電極の反射係数が小さくなるこ とがなく反射特性が良好となり、励振効率が劣化することがない。よって、フィルタ特 性において局所的に微小リップルが発生するという問題は発生しない。すなわち、弹 性表面波フィルタのフィルタ特性にぉ 、て厳しく要求されて 、る、通過帯域内の挿入 損失の改善が、実現されることになる。
[0049] 別の局面からみれば、図 1に示すように、第 1の弾性表面波素子 14および第 2の弹 性表面波素子 15は、それぞれの中央の IDT3および 6の電極指の本数力 奇数本と なるように構成されてなるともいえる。係る要件を満たすように構成されていれば、第 1 の弾性表面波素子 14と第 2の弾性表面波素子 15とは、異なる IDTまたは反射器が 隣に位置する電極指の極性力 それぞれの中央の IDT3あるいは 6を中心にして対 称となるように、構成されること〖こなる力らである。
[0050] また、本実施の形態に係る弾性表面波装置 100は、平衡入力部または平衡出力部 となる第 1の弾性表面波素子 14と第 2の弾性表面波素子 15とが、不平衡入出力端 子 17が接続された弾性表面波共振子 16を介して並列接続された構成を有している 。不平衡入出力端子 17の接続先が、縦結合共振子型弾性表面波素子である場合 は、不平衡入出力端子 17に 50 Ωで入力または出力されたとき、要求されるインピー ダンス整合を取ることが困難になる力 本実施の形態のように、初段が単一の IDT及 び反射器力もなる弾性表面波素子である弾性表面波共振子 16である場合は、イン ピーダンス整合を容易に取ることができる。
[0051] また、図 1に示すように、上記構成において好ましくは、第 1の弾性表面波素子 14 および第 2の弾性表面波素子 15は、中央の IDT3および 6において平衡入出力端子 18および 19に接続されている電極指の本数が互いに同じであるように構成される。
[0052] これにより、中央の IDT3および 6のインピーダンスが異なることがなぐまた、一方の 弾性表面波素子 (例えば第 1の弾性表面波素子 14)の中央の IDT (例えば IDT3)が 他方の弾性表面波素子 (例えば第 2の弾性表面波素子 15)の中央の IDT(IDT6)よ りも容量が大き 、ために位相の遅れが発生して、位相平衡度特性がプラス側または マイナス側に片寄るようなことがなぐ良好な位相平衡度特性を得ることができる。
[0053] <第 2の実施の形態 >
図 2は、本発明の第 2の実施の形態に係る弾性表面波装置 200の電極構造を模式 的に示す平面図である。図 2に示すように、弾性表面波装置 200は、反射器 20およ び反射器 21に代えて、反射器 9が設けられてなる点で、第 1の実施の形態に係る弹 性表面波装置 100と相違する。換言すれば、反射器 9は、反射器 20と反射器 21とを 一体的に形成したものであるともいえる。なお、反射器 9は接地されているが、簡単の ため、以降の図も含めて、その図示は省略する。
[0054] 係る構成を有する弾性表面波装置 200においては、第 1の弾性表面波素子 14お よび第 2の弾性表面波素子 15で励振された弾性表面波の位相を、一体的に形成さ れた反射器 9においてプラス側、マイナス側でそれぞれ打ち消し合うので、反射特性 が良好になる。これにより、通過帯域内の微小リップルの発生をさらに抑制することが できる。その結果、通過帯域内の挿入損失をさらに改善した弾性表面波装置を提供 することができる。
[0055] <第 3の実施の形態 >
図 3は、本発明の第 3の実施の形態に係る弾性表面波装置 300の電極構造を模式 的に示す平面図である。図 3に示すように、弾性表面波装置 300は、第 1の実施の形 態に係る弾性表面波装置 100の伝搬方向において隣り合う IDTの間に、さらに、反 射器 22、 23、 24、および 25を配設した構成の電極構造を有する。具体的には、 ID T2と IDT3の間、 IDT3と IDT4の間、 IDT5と IDT6の間、および IDT6と IDT7の間 に、それぞれ、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を有する反射器 22〜25が配 設されてなる。なお、区別のため、反射器 8、 9、 10、 20、および 21を、第 1の反射器 と称し、反射器 22、 23、 24、および 25を、第 2の反射器と称することとする。
[0056] すなわち、弾性表面波装置 300は、第 2の反射器 22、 23、 24、および 25が備わる こと〖こよって、各 IDTの信号端子に接続された電極指の間にさらに電極指を介在さ せてなる構造を有する。
[0057] 図 16は、 IDTが隣り合う場所において、信号端子に接続された電極指の間に存在 する電極指の本数、 IDTもしくは第 2の反射器の電極指の本数と、振幅強度との関係 を示す図である。第 1の実施の形態に係る弾性表面波装置 100のように第 2の反射 器が存在しない構成の場合、信号端子に接続された電極指の間に存在する電極指 の本数は、第 1の弾性表面波素子 14では 0本であり、第 2の弾性表面波素子 15では 1本である。図 16に示すように、この場合の振幅平衡度は 0. 16dBであった。これに 対して、第 2の反射器を備える本実施の形態に係る弾性表面波装置 300の場合、信 号端子に接続された電極指の間に存在する電極指の本数は、第 1の弾性表面波素 子 14では 2本であり、第 2の弾性表面波素子では 3本である。そして、図 16に示すよ うに、この場合の振幅平衡度は 0. 12dBであった。
[0058] このことは、 IDTが隣り合う場所において、信号端子に接続された電極指の間に電 極指を挟むことで、弾性表面波の伝搬経路の距離を調整することができ、第 1の弾性 表面波素子と第 2の弾性表面波素子の弾性表面波の振幅強度を調整して均等化す る（差を小さくする)ことができることを意味して 、る。
[0059] すなわち、第 2の反射器を設けて電極指を介在させることで、弾性表面波の伝搬経 路の距離をあらかじめ微調整すれば、第 1の弾性表面波素子 14と第 2の弾性表面波 素子 15との弾性表面波の振幅強度が微調整され、均等化された弾性表面波装置が 、実現可能である。このような調整がなされた本実施の形態に係る弾性表面波装置 3 00においては、通過帯域内の微小リップルの発生の抑制と、良好な振幅平衡度特 性とが実現されてなる。
[0060] 弾性表面波装置 300における第 2の反射器 22、 23, 24、および 25の電極指の本 数は、 2〜4本が好ましい。電極指の本数がそれよりも多い場合は、弾性表面波の伝 搬損失が増加するため、良好な挿入損失を得ることができない。
[0061] <第 4の実施の形態 >
図 4は、本発明の第 4の実施の形態に係る弾性表面波装置 400の電極構造を模式 的に示す平面図である。図 4に示すように、弾性表面波装置 400は、第 3の実施の形 態に係る弾性表面波装置 300に係る第 2の反射器 22、 23、 24および 25が、接地さ れた構造を有する。これにより、弾性表面波装置 400においては、第 3の実施の形態 に係る弾性表面波装置 300よりも効果的に、弾性表面波の振幅が減衰するようにな る。
[0062] すなわち、各 IDTの信号端子に接続された電極指の間に、接地された第 2の反射 器を設けて電極指を介在させることで、第 1の弾性表面波素子 14と第 2の弾性表面 波素子 15との弾性表面波の振幅強度が、さらに良好に調整されることになる。このよ うな調整がなされた本実施の形態に係る弾性表面波装置 400においては、第 3の実 施の形態に係る弾性表面波装置 300の場合よりも、第 1の弾性表面波素子 14と第 2 の弾性表面波素子 15との間の弾性表面波の振幅の差をより小さくすることができ、さ らに良好な振幅平衡度特性が実現されてなる。
[0063] <第 5の実施の形態 >
図 5は、本発明の第 5の実施の形態に係る弾性表面波装置 500の電極構造を説明 するための図である。図 5 (a)は、弾性表面波装置 500が備える第 1の弾性表面波素 子 514における電極指ピッチの変化を示す線図である。また、図 5 (b)は、弾性表面 波装置 500の電極構造を模式的に示す平面図である。
[0064] 図 5 (b)に示すように、弾性表面波装置 500は、第 4の実施の形態に係る弾性表面 波素子 400と類似する構造を有している。すなわち、弾性表面波装置 500の第 1の 弾性表面波素子 514は、弾性表面波装置 400の第 1の弾性波表面素子 14と同様に 、 3つの IDT502、 503、および 504と、 2つの第 1の反射器 8および 20と、さらに 2つ の第 2の反射器 22と 23とから構成される。また、第 2の弾性表面波素子 515は、弾性 表面波装置 400の第 2の弾性波表面素子 15と同様に、 3つの IDT505、 506、およ び 507と、 2つの第 1の反射器 21および 10と、さらに 2つの第 2の反射器 24および 25 とから構成される。また、それぞれの IDTおよび反射器の電極指の極性は、弾性表 面波装置 400の対応箇所と同じである。
[0065] し力しながら、第 1の弾性表面波素子 514と第 2の弾性表面波素子 515とにおける 電極指の配置間隔は、弾性表面波装置 400の対応箇所とは相違する。具体的には 、第 1の弾性表面波素子 514と第 2の弾性表面波素子 515とにおいては、第 1の部分 (変動ピッチ部)と第 2の部分 (一定ピッチ部)とを有するように、電極指の間隔が定め られてなる。より詳細には、弾性表面波装置 400においては、
1)第 1の部分における電極指ピッチの平均値は第 2の部分の電極指ピッチよりも短 い；
2)第 1の部分の電極指ピッチが隣り合う 2つの IDTの境界に向力つて (第 2の反射 器に向かって)短くなる；かつ、
3)第 2の反射器 22、 23、 24、および 25の電極指ピッチは第 2の部分の電極指ピッ チより短い；
という要件を満たすように、電極指が配置されてなる。これにより、第 1の部分は、第 2 の部分より電極指ピッチが短い狭ピッチ部とされてなる。
[0066] このような電極指ピッチの関係を第 1の弾性表面波素子 514について例示するのが 図 5 (a)である。図 5 (a)は、圧電基板 1の弾性表面波の伝搬方向を横軸 (x軸）に取 つた場合の電極指ピッチ p (X)の変化を示す図 (スケールは任意)である。図 5 (a)に おいては、 X軸方向を、電極指ピッチの値が異なる 5つの区間に区分して考えること 力 Sできる。区間 L2および L4が第 1の部分に相当し、区間 Ll、 L3、および L5が第 2の 部分に相当することになる。上記 3つの要件が満たされていることは、図 5 (a)におけ る電極指ピッチの変動の態様から明らかである。第 2の弾性表面波素子 515につい ては、図示は省略するが、同様の関係をみたすように構成されてなる。
[0067] 上述の要件を満たすように作製した弾性表面波装置 500にお 、ては、 IDTが隣り 合う箇所において IDTの電極指が占める圧電基板 1上の面積が調整されてなり、こ れにより、弾性表面波のバルタ波への放射損が防止されてなる。カロえて、縦 1次モー ドと縦 3次モードとそれらの高調波モード間の周波数も調整されて 、るので、通過帯 域内の微小リップルの発生の抑制と、良好な振幅平衡度特性とが実現されてなる。 すなわち、広通過帯域かつ低挿入損失である良好な電気特性を持つ弾性表面波装 置が実現される。
[0068] <第 6の実施の形態 >
図 6は、本発明の第 6の実施の形態に係る弾性表面波装置 600の電極構造を説明 するための図である。図 6 (a)は、弾性表面波装置 600が備える第 1の弾性表面波素 子 614における電極指ピッチの変化を示す線図である。また、図 6 (b)は、弾性表面 波装置 600の電極構造を模式的に示す平面図である。ただし、図示の簡単のため、 図 6 (b)に示す弾性表面波装置 600の電極指の構成は、実際の態様とは異なってい る。さらに、図 6 (c)は、図 6 (b)の部分 Aの近傍の構造をより詳細に示す拡大図であ る。
[0069] 弾性表面波装置 600は、第 5の実施の形態に係る弾性表面波装置 500と類似する 構造を有している。すなわち、第 5の実施の形態において示した要件と同じ要件を満 たすように、電極指は配置される。
[0070] 具体的には、弾性表面波装置 600の第 1の弾性表面波素子 614は、 3つの IDT60 2、 603、および 604と、 2つの第 1の反射器 8および 20と、さらに 2つの第 2の反射器 22と 23と力ら構成される。また、第 2の弾'性表面波素子 615は、 3つの IDT605、 60 6、および 607と、 2つの第 1の反射器 21および 10と、さらに 2つの第 2の反射器 24お よび 25とから構成される。また、それぞれの IDTおよび反射器の電極指の極性は、 弾性表面波装置 500の対応箇所と同じである。さらに、弾性表面波装置 500と同様 に、第 1の弾性表面波素子 614と第 2の弾性表面波素子 615とにおいて、第 1の部分 (変動ピッチ部)と第 2の部分 (一定ピッチ部)とを有するように、電極指の間隔が定め られてなる。
[0071] ただし、第 1の弾性表面波素子 614と第 2の弾性表面波素子 615のそれぞれにお ける第 1の部分 (変動ピッチ部）の電極指ピッチは、弾性表面波装置 500の第 1の弾 性表面波素子 514と第 2の弾性表面波素子 515とは異なっている。これを説明すベ ぐ第 1の弾性表面波素子 614についての電極指ピッチの関係を、図 5 (a)と同様の 座標軸によって例示するのが図 6 (a)である（スケールは任意)。図 6 (a)においても、 図 5 (a)と同様に、 X軸方向を電極指ピッチの値が異なる 5つの区間に区分することが でき、区間 L2および L4を第 1の部分とし、区間 Ll、 L3、および L5を第 2の部分とす ることができる。し力しながら、第 1の部分（区間 L2および L4)の電極指ピッチの変動 の態様は、図 5 (a)とは異なるものとなっている。すなわち、図 6 (a)の区間 L2および L 4においては、第 2の部分の電極指ピッチよりも大きな電極指ピッチを有する部分が 存在する点で、図 5 (a)とは相違している。
[0072] なお、第 2の弾性表面波素子 615についても、同様の関係をみたすように構成され てなる。図 6 (c)は、図 6 (b)に示す第 2の弾性表面波素子 615の部分 Aの近傍の拡 大詳細図である。図 6 (c)に示すように、第 2の弾性表面波素子 615においては、 ID T607が、電極指の間隔が互いに異なる、減少部 607aと、極大部 607bと、一定部 6 07cという 3つの部分カゝら構成されてなる。減少部 607aは、第 2の反射器 24の近傍 の電極指のピッチが相対的に小さ!/、 (第 2の部分よりも小さ 、)部分であり、図 6 (a)で いえば、区間 L2や L4の減少部にほぼ対応する。極大部 607bは、電極指のピッチが 相対的に大きい (第 2の部分よりも大きい)部分であり、図 6 (a)でいえば、区間 L2や 区間 L4の極大部にほぼ対応する。一定部 607cは、第 2の部分 (一定ピッチ部）を形 成する部分である。図 6 (a)でいえば、区間 L1や区間 L3や区間 L5にほぼ対応する。
[0073] 係る態様は弾性表面波装置 600において IDT607と同様の配置関係にある他の I DTについても同様である。すなわち、本実施の形態に係る弾性表面波装置 600〖こ おいては、第 1の弾性表面波素子 614と第 2の弾性表面波素子 615とにおいて中央 の IDT603および 606以外の IDT602、 604、 605、および 607の電極指ピッチに極 大部を有するように構成される。
[0074] 以上より、本実施の形態においては、第 5の実施の形態と同様の効果を得ることが できる。さらに、通過帯域における共振ピーク位置が最適となるように電極指を配置 することで、結果として広帯域ィ匕しつつ平坦性及び挿入損失が改善されたフィルタ特 性を実現することができる。
[0075] <第 7の実施の形態 >
図 7は、本発明の第 7の実施の形態に係る弾性表面波装置 700の電極構造を模式 的に示す平面図である。図 7に示すように、弾性表面波装置 700は、第 2の実施の形 態に係る弾性表面波装置 200の伝搬方向において隣り合う IDTの間に、さらに、第 2 の反射器 22、 23、 24、および 25を配設し、それぞれを接地した構成の電極構造を 有する。あるいは、第 4の実施の形態に係る弾性表面波装置 400の第 1の反射器 20 と 21とに代えて、反射器 9が設けられてなる構成の電極構造を有するものであるとも いえる。後者は、反射器 20と反射器 21とを一体的に形成した反射器 9を有する構成 であるともいえる。
[0076] 係る構成を有する弾性表面波装置 700においては、第 2の実施の形態に係る弾性 表面波装置 200と同様に、第 1の弾性表面波素子 14および第 2の弾性表面波素子 15で励振された弾性表面波の位相を、一体的に形成された反射器 9にお ヽてプラス 側、マイナス側でそれぞれ打ち消し合うので、反射特性が良好になる。これにより、さ らに通過帯域内の微小リップルの発生を抑制することができる。その結果、第 4の実 施の形態に係る弾性表面波装置 400よりも、通過帯域内の挿入損失をさらに改善し た弾性表面波装置を提供することができる。
[0077] <弾性表面波装置の作製 >
上述の各実施の形態に係る弾性表面波装置に用いる圧電基板 1としては、 36° 士 3° Yカット X伝搬タンタル酸リチウム単結晶、 42° ± 3° Yカット X伝搬タンタル酸リ チウム単結晶、 64° ± 3° Yカット X伝搬ニオブ酸リチウム単結晶、 41° ± 3° Yカツ ト X伝搬ニオブ酸リチウム単結晶、 45° ± 3° Xカット Z伝搬四ホウ酸リチウム単結晶 などが、電気機械結合係数が大きぐかつ、周波数温度係数が小さいために好まし い。また、これらの焦電性圧電単結晶のうち、酸素欠陥や Fe等の固溶により焦電性 を著しく減少させた圧電基板 1であれば、デバイスの信頼性上良好である。圧電基板 1の厚みは 0. 1〜0. 5mm程度がよぐ 0. 1mm未満では圧電基板 1が脆くなり、 0. 5mm超では材料コストと部品寸法が大きくなり使用に適さな 、。
[0078] また、 IDTや反射器などの電極構造は、 A1もしくは A1合金 (Al— Cu系、 Al— Ti系） で形成される。これらは、蒸着法、スパッタリング法、または CVD法等の薄膜形成法 により形成される。電極厚みは 0. 1〜0. 5 m程度とすることが弾性表面波装置とし ての所期の特性を得る上で好適である。
[0079] さらに、本発明に係る弾性表面波装置の電極構造部及び圧電基板 1上の弾性表 面波の伝搬部に、 SiO , SiN , Si, Al Oを保護膜として形成して、導電性異物によ
2 2 3 る通電防止ゃ耐電力向上を図ることもできる。
[0080] なお、上述した各実施の形態に係る弾性表面波装置については、 IDTの個数その 他の構成に関し、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することは可能である
[0081] <通信装置への適用 >
また、上記各実施の形態に係る弾性表面波装置を通信装置に適用することができ る。即ち、少なくとも受信回路または送信回路の一方を備える通信装置において、こ れらの回路に含まれるバンドパスフィルタとして用いることができる。
[0082] 図 20は、バンドパスフィルタを有する高周波回路のブロック回路図である。該高周 波回路は通信装置である携帯電話に み込まれるものの一例である。該高周波回 路においては、送信信号 (高周波信号）はミキサ 31によって搬送波信号に重畳され てアンテナ送信信号とされ、該アンテナ送信信号は、バンドパスフィルタ 32によりそ の不要信号が減衰されたうえでパワーアンプ 33で増幅され、アイソレータ 34と弾性 表面波分波器 (デュプレクサ） 35を通って、アンテナ 36から放射される。また、アンテ ナ 36で受信されたアンテナ受信信号は、弾性表面波分波器 35を通りローノイズアン プ 37で増幅され、バンドパスフィルタ 38でその不要信号が減衰された後、アンプ 39 で再増幅され、ミキサ 40で低周波信号に変換される。
[0083] 係る通信装置 10000を構成するにあたって、本発明の各実施の形態に係る弾性 表面波装置を、送信用のバンドパスフィルタ 32や受信用のバンドパスフィルタ 38とし て適用することが可能である。本発明の弾性表面波装置を用いることで、挿入損失が 改善されるので、消費電力が低減され感度が格段に良好な優れた通信装置を提供 できる。
実施例
[0084] (実施例 1)
本実施例においては、第 2の実施の形態に係る弾性表面波素子 200を作製し、そ の特性を評価した。具体的には、 38. 7° Yカットの X方向伝搬とする LiTaO単結晶
3 カゝらなる圧電基板 (より厳密に言えば、多数個取り用の母基板の状態である） 1上に、 Al(99質量％)— Cu(l質量％)による微細電極パターンを形成した。各電極のパタ ーン作製は、スパッタリング装置、縮小投影露光機 (ステッパー）、及び RIE (Reactive Ion Etching)装置によりフォトリソグラフィを施すことにより行った。なお、狙いの通過 帯域は 1930MHz〜 1990MHzとした。
[0085] まず、圧電基板 1をアセトン， IPA (イソプロピルアルコール)等によって超音波洗浄 し、有機成分を落とした。次に、クリーンオーブンによって充分に乾燥を行った後、圧 電基板 1の上に、各電極となる金属層の成膜を行った。金属層の成膜にはスパッタリ ング装置を使用し、金属層の材料として A1 (99質量％)— Cu (l質量％)合金を用い た。このときの金属層の厚みは約 0. 18 mとした。
[0086] 次に、金属層上にフォトレジストを約 0. 5 μ mの厚みにスピンコートし、縮小投影露 光装置 (ステッパー）により、所望形状にパターニングを行い、現像装置にて不要部 分のフォトレジストをアルカリ現像液で溶解させ、所望パターンを表出させた。その後 、 RIE装置により金属層のエッチングを行うことでパターユングを終了した。これにより 弾性表面波装置に係る電極構造のパターンが得られた。
[0087] この後、 CVD (Chemical Vapor Deposition)装置により、各電極のパターン及び圧 電基板 1の上に、保護層として SiO層を約 0. 02 mの厚みで形成した。
2
[0088] 引き続き、フォトリソグラフィによりパターユングを行い、 RIE装置等でフリップチップ 用窓開け部のエッチングを行った。その後、そのフリップチップ用窓開け部に、スパッ タリング装置を使用して A1を主体とするノ ッド電極用層を成膜した。このときのパッド 電極用層の膜厚は約 1. O /z mとした。さらに、フォトレジスト及び不要箇所の A1をリフ トオフ法により同時に除去することにより、ノ ッド電極を完成した。
[0089] 次に、バンプボンディング装置を使用して、上記パッド電極上に、弾性表面波装置 200を外部回路基板等にフリップチップするための導体バンプを Auにより形成した。 導体バンプの直径は約 80 μ m、その高さは約 30 μ mであった。
[0090] 次に、分割線に沿って圧電基板 1にダイシンダカ卩ェを施し、多数のチップに分割し た。それぞれのチップが弾性表面波装置である。その後、フリップチップ実装装置に て、各チップを電極パッドの形成面を下面にしてパッケージ内に収容し接着し、さら に N雰囲気中でベーキングを行うことで、弾性表面波装置をパッケージ化した。パッ
2
ケージには、セラミック層を多層積層してなる 2. 5 X 2. Omm角の積層構造のものを 用いた。
[0091] 得られた弾性表面波装置 200の特性評価は、マルチポートネットワークアナライザ（ アジレントテクノロジ一社製「E5071A」）により、 OdBmの信号を入力し、周波数 164 0〜2140MHz、測定ポイントを 801ポイントの条件にて行った。サンプル数は 30個 とした。
[0092] (比較例 1 1)
一方、図 8は、比較例 1 1に係る弾性表面波装置 800の電極構造を模式的に示 す平面図である。弾性表面波装置 800は、第 2の実施の形態に係る弾性表面波素 子 200と類似する構造を有している。すなわち、弾性表面波装置 800は、反射器 8、 9、および 10を備えると共に、第 1の弾性表面波素子 814においては、弾性表面波 装置 200の第 1の弾性波表面素子 14と同様に、 3つの IDT2、 803、および 804を備 え、第 2の弾性表面波素子 815においては、弾性表面波装置 200の第 2の弾性波表 面素子 15と同様に、 3つの IDT805、 806、および 7を備える。ただし、弾性表面波 装置 200とは異なり、第 1の弾性表面波素子 814および第 2の弾性表面波素子 815 はそれぞれ、隣り合う IDT間で互いに隣接する電極指、及び隣り合う IDTと反射器と の間で互いに隣接する電極指にっ 、ての極性が、中央の IDT電極 803あるいは 80 6を中心にして非対称であるように構成されている。換言すれば、第 1の弾性表面波 素子 814および第 2の弾性表面波素子 815は、異なる IDTまたは反射器が隣に位置 する電極指の極性力 それぞれの中央の IDT803あるいは 806を中心にして非対称 となるように、構成されてなる。具体的には、第 1の弾性表面波素子 814では、電極 指の極性は、図 8の左側より G、 G、 S、 S、 G、 G、 S、 Gとなっており、第 2の弾性表面 波素子 815では、図の左側より、 G、 G、 S、 G、 S、 G、 S、 Gとなっており、中央の IDT 803, 806を中心にして非対称な配置になっている。
[0093] この比較例 1—1に係る弾性表面波装置 800を実施例 1と同様に作製し、その特性 を評価した。
[0094] 図 9は、実施例 1および比較例 1 1に係る弾性表面波装置の通過帯域（1930M Hz〜1990MHz)近傍の周波数特性を示す図である。図 9は、フィルタの伝送特性 を表す挿入損失の周波数依存性を示している。実施例 1に係る弾性表面波装置のフ ィルタ特性は非常に良好であった。具体的には、図 9 (a)に示すように、実施例 1に係 る弾性表面波装置の通過帯域内には微小リップルの発生は見られな力つた。すなわ ち、挿入損失が向上した良好なフィルタ特性が得られていることが確認された。
[0095] 一方、図 9 (b)に示すように、比較例 1 1に係る弾性表面波装置の通過帯域内に は微小リップルが発生がみられた。すなわち、比較例 1 1に係る弾性表面波装置で は、実施例 1に比して挿入損失が劣化することが確認された。
[0096] (比較例 1 2)
比較例 1 2においては、第 2の実施の形態に係る弾性表面波装置 200と比較して 、第 1および第 2の弾性表面波素子の中央の IDTの不平衡入出力端子に接続され た電極指の本数が異なる弾性表面波装置を、実施例 1と同様に作製し、その特性を 評価した。
[0097] 図 10は、実施例 1および比較例 1 2に係る弾性表面波装置の通過帯域（1930M Hz〜1990MHz)近傍の位相平衡度を示す図である。図 10 (a)に示すように、実施 例 1に係る弾性表面波装置の位相平衡度は、通過帯域内で安定してフラットであつ た。すなわち、実施例 1に係る弾性表面波装置によれば、非常に良好な位相平衡度 特性が得られることが確認された。一方、図 10 (b)に示すように、比較例 1—2に係る 弾性表面波装置の位相平衡度は、通過帯域内で安定しないことが確認された。すな わち、実施例 1に係る弾性表面波装置では、通過帯域における位相平衡度が大きく 改善されてなることが確認された。
[0098] (実施例 2)
第 1の実施の形態に係る弾性表面波装置 100の構成をベースに、 IDTが隣接した 箇所における電極指の極性の組合せ、及び中央の IDTの電極指本数について、種 々に違えた 16種類の弾性表面波装置を実施例 1と同様に作製し、それらの通過帯 域内の微小リップルの発生の有無と位相平衡度特性をやはり実施例 1と同様に調べ た。その結果を弾性表面波装置の構造の特徴と併せて示したのが表 1である。 16種 類の弾性表面波装置それぞれの構造にっ 、ての詳細を示したのが表 2である。ここ で、弾性表面波装置 100の極性は、表 2の構造 No. 5に相当する。また、弾性表面 波装置 200、 300、 400、 500、 600、および 700【こつ!ヽても、極' 14の関係【こつ！/、て 言えば同様に、表 2の構造 No. 5に相当する極性を有する。ちなみに、比較例 1—1 の弾性表面波装置の極性は No. 4に相当し、比較例 1 2の弾性表面波装置の極 性は、 No. 7に相当するものである。
[0099] [表 1]
Figure imgf000026_0001
[0100] [表 2]
Figure imgf000027_0001
表 1に不すように、 No. 5、 6、 9、および 10に係る弾性表面波装置において、微小 リップル発生の抑制と位相平衡度の改善とがみられた。表 2に示す構成を併せ考える と、第 1と第 2の弾性表面波素子をそれぞれ、隣り合う IDT間で互いに隣接する電極 指、及び隣り合う IDTと反射器との間で互いに隣接する電極指についての極性を、 中央の IDT電極を中心にして対称性を有するように構成するとともに、第 1と第 2の弾 性表面波素子を、中央の IDTにお!/、て平衡入出力端子に接続されて 、る電極指の 本数を互いに同じであるように構成すれば、上述の効果が得られるものと 、える。
[0102] (実施例 3)
本実施例においては、第 7の実施の形態に係る弾性表面波装置 700を実施例 1と 同様に作製し、その特性を評価した。
[0103] 図 11は、通過帯域（1930MHz〜 1990MHz)近傍の周波数特性を示す図である 。図 11は、フィルタの伝送特性を表す挿入損失の周波数依存性を示している。実施 例 3に係る弾性表面波装置のフィルタ特性は非常に良好であった。具体的には、図 1 1に示すように、実施例 3に係る弾性表面波装置の通過帯域内には微小リップルの 発生は見られなかった。すなわち、挿入損失が向上した良好なフィルタ特性が得られ ていることが確認された。
[0104] 図 12は、実施例 3に係る弾性表面波装置の通過帯域（1930MHz〜 1990MHz) 近傍の平衡度を示す図である。図 12 (a)に示すように、実施例 3に係る弾性表面波 装置の通過帯域における振幅平衡度は、通過帯域内でフラットな特性となり非常に 良好であった。なお、図 12 (b)に示すように、位相平衡度についても比較的良好で めつに。
[0105] すなわち、各 IDTの信号端子に接続された電極指の間に、接地された第 2の反射 器を設けて電極指を介在させることで、第 1と第 2の弾性表面波素子の間の弾性表面 波の振幅の差を少なくすることができ、良好な振幅平衡度特性を実現できることが確 f*i¾ れ 。
[0106] (実施例 4 1)
本実施例では、第 5の実施の形態に係る弾性表面波装置 500を実施例 1と同様に 作製し、その特性を評価した。
[0107] (実施例 4 2)
本実施例では、第 6の実施の形態に係る弾性表面波装置 600を実施例 1と同様に 作製し、その特性を評価した。
[0108] (比較例 2)
図 13は、比較例 2に係る弾性表面波装置の第 1および第 2の弾性表面波素子にお ける電極指ピッチの変化を示す線図である。比較例 2では、係る弾性表面波装置を 実施例 1と同様に作製し、その特性を評価した。なお、図 13において、 IDT間の電極 指ピッチが短くなつている箇所は、 IDTが隣接している部分における電極指のギヤッ プに相当する。また、比較例 2に係る弾性表面波装置は、第 2の反射器電極を有して おらず、実施例 4 1および実施例 4 2に係る弾性表面波装置と異なる電極指ピッ チを有するが、他の部分については、第 5の実施の形態に係る弾性表面波装置 500 と同様の構造を有する。
[0109] 図 14は、実施例 4—1と比較例 2の通過帯域近傍の周波数特性を示す図である。
図 14は、フィルタの伝送特性を表す挿入損失の周波数依存性を示している。図 14 からわかるように、実施例 4 1に係る弾性表面波装置のフィルタ特性は非常に良好 であった。具体的には、実施例 4 1に係る弾性表面波装置については、通過帯域 内に微小リップルの発生は見られな力つた。また比較例 2のフィルタ特性と比較して、 挿入損失がより良好であることが確認された。さらに、通過帯域が広帯域ィ匕することも 確認された。このように、実施例 4 1に係る弾性表面波装置については、通過帯域 において微小リップル発生が抑制されてなるとともに、挿入損失が大きく改善されて なることが確認された。
[0110] 図 15は、実施例 4 2と比較例 2の通過帯域近傍の周波数特性を示す図である。
図 15は、フィルタの伝送特性を表す挿入損失の周波数依存性を示している。図 15 からわかるように、実施例 4— 2のフィルタ特性も非常に良好であった。すなわち、実 施例 4 2に係る弾性表面波装置についても、通過帯域内に微小リップルの発生は 見られな力 た。また比較例 2のフィルタ特性と比較して、挿入損失がより良好である ことも確認された。さらに、通過帯域が広帯域ィ匕することも確認された。このように、実 施例 4 2に係る弾性表面波装置にっ 、ても、通過帯域にぉ 、て微小リップル発生 が抑制されてなるとともに、挿入損失が大きく改善されてなることが確認された。

Claims

請求の範囲
[1] 不平衡ー平衡変換機能を有する弾性表面波装置であって、
圧電基板上に、不平衡入出力端子が接続された弾性表面波共振子と前記弾性表 面波共振子を介して互いに並列接続されてなる第 1と第 2の弾性表面波素子とを形 成してなり、
前記第 1と第 2の弾性表面波素子はそれぞれ、
前記圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って配置され、長手方 向が前記伝搬方向と直交する複数の電極指を備える 3個以上の奇数個の IDTと、 前記奇数個の IDTからなる IDT列の両端に配置され、長手方向が前記伝搬方向 と直交する複数の電極指を備える第 1の反射器と、
を備えるとともに、前記第 1と第 2の弾性表面波素子は、
前記奇数個の IDTのうちの中央の IDTに平衡入出力端子が接続されてなり、 それぞれの前記奇数個の IDTおよび前記第 1の反射器に備わる電極指のうち、異 なる前記 IDTまたは前記第 1の反射器が隣接する電極指の極性が、前記第 1または 第 2の弾性表面波素子の前記中央の IDTを中心にして対称的な配置とされてなる、 ことを特徴する弾性表面波装置。
[2] 請求項 1に記載の弾性表面波装置であって、
前記奇数個の IDTのうち前記伝搬方向において隣り合う IDTの間に、長手方向が 前記伝搬方向と直交する複数の電極指力 成る第 2の反射器がさらに配設されてな る、
ことを特徴する弾性表面波装置。
[3] 請求項 2に記載の弾性表面波装置であって、
前記第 2の反射器が接地されてなる、
ことを特徴する弾性表面波装置。
[4] 請求項 2に記載の弾性表面波装置であって、
前記第 1と第 2の弾性表面波素子においては、
前記伝搬方向に沿って電極指ピッチが変動する第 1の部分と、
前記電極指ピッチが一定である第 2の部分と、 が存在し、
前記第 1と第 2の部分とは、
前記第 1の部分における電極指ピッチの平均値は前記第 2の部分の電極指ピッ チよりも短ぐ
前記第 1の部分の電極指ピッチが隣り合う 2つの IDTの境界に向力つて短くなり、 前記第 2の反射器の電極指ピッチは前記第 2の部分の電極指ピッチより短い、 ことを特徴する弾性表面波装置。
[5] 請求項 4に記載の弾性表面波装置であって、
前記第 1と第 2の弾性表面波素子においては、前記奇数個の IDTのうち前記中央 の IDT以外の IDTにおける電極指ピッチに極大値が存在することにより、前記第 1の 部分にぉ 、て前記第 2の部分における電極指ピッチよりも電極指ピッチが大き 、部 分が存在する、
ことを特徴する弾性表面波装置。
[6] 請求項 1に記載の弾性表面波装置であって、
前記第 1の弾性表面波素子の前記第 1の反射器のうちの 1つと前記第 2の弾性表 面波素子の第 1の反射器のうちの 1つとが、一の反射器力もなる、
ことを特徴とする弾性表面波装置。
[7] 請求項 1に記載の弾性表面波装置であって、
前記第 1と第 2の弾性表面波素子の、前記中央の IDTにおける前記平衡入出力端 子に接続されて ヽる電極指の本数が互いに同じである、
ことを特徴とする弾性表面波装置。
[8] 請求項 1に記載の弾性表面波装置であって、
前記第 1と第 2の弾性表面波素子の、前記中央の IDTにおける電極指の本数が奇 数である、
ことを特徴とする弾性表面波装置。
[9] 請求項 1に記載の弾性表面波装置を、受信回路あるいは送信回路の少なくとも一 方に備える、
ことを特徴とする通信装置。
[10] 請求項 9に記載の通信装置であって、
送信信号を搬送波信号に重畳させてアンテナ送信信号とするミキサと、 前記アンテナ送信信号の不要信号を減衰させるバンドパスフィルタと、 前記アンテナ送信信号を増幅するとともに増幅された前記アンテナ送信信号をデ ュプレクサを介してアンテナへ出力するパワーアンプと、
を具備する送信回路を備え、
前記バンドパスフィルタが前記弾性表面波装置により構成されてなる、 ことを特徴とする通信装置。
[11] 請求項 9に記載の通信装置であって、
アンテナで受信されデュプレクサを通ったアンテナ受信信号を増幅するローノイズ アンプと、
増幅された前記アンテナ受信信号の不要信号を減衰させるバンドパスフィルタと、 前記アンテナ受信信号の搬送波信号力 受信信号を分離するミキサと、 を具備する受信回路を備え、
前記バンドパスフィルタが前記弾性表面波装置により構成されてなる、 ことを特徴とする通信装置。
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