WO2015119025A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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康政 谷口
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株式会社村田製作所
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    • H03H9/6456—Coupled resonator filters having two acoustic tracks being electrically coupled
    • H03H9/6459—Coupled resonator filters having two acoustic tracks being electrically coupled via one connecting electrode

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device used for a resonator, a bandpass filter and the like, and more particularly to an elastic wave device using a piston mode.
  • Patent Document 1 discloses an elastic wave device using a so-called piston mode.
  • the sound speed at the electrode finger tip side portion is lowered as compared with the sound speed at the electrode finger crossing portion of the IDT electrode.
  • a piston mode is formed, and ripple suppression by the transverse mode can be achieved.
  • Patent Document 2 also discloses an elastic wave device using a piston mode.
  • the resonator is often divided into multiple stages in series.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing an electrode configuration when the acoustic wave device described in Patent Document 1 is divided in series.
  • the elastic wave device 1000 is divided into a first elastic wave resonator unit having a first IDT electrode 1001 and an elastic wave resonator unit having a second IDT electrode 1002.
  • the right part of the electrode structure schematically shows the acoustic velocity of the elastic wave in each region.
  • the sound speed in the center area of the first IDT electrode 1001 is V1
  • the sound speed in the low sound speed area on both sides thereof is V2A and V2B. The further to the right, the higher the speed of sound.
  • An interstage bus bar 1007 is provided between the first IDT electrode 1001 and the second IDT electrode 1002, whereby the first IDT electrode 1001 and the second IDT electrode 1002 are connected in series. Has been.
  • the sound velocity V2A and V2B regions on both sides of the central region are low sound velocity regions.
  • the sound velocity reducing film 1005 is provided on the electrode fingers 1003 and 1004. This reduces the speed of sound. The same applies to the second IDT electrode 1002.
  • a high sound speed region of the sound velocity V3B, an interstage bus bar 1007, and a high sound velocity region of the sound speed V13A are provided in a portion where the first IDT electrode 1001 and the second IDT electrode 1002 are connected. There must be. That is, the length of the dimension Wc in FIG. 6 has to be increased to some extent. Therefore, in the acoustic wave device 1000, the dimension in the extending direction of the electrode fingers becomes long, and it is difficult to reduce the size.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device that uses a piston mode and can be miniaturized.
  • the elastic wave device of the present invention is configured by dividing an elastic wave resonator into a plurality of stages of elastic wave resonator units in series.
  • the acoustic wave device according to the present invention is formed on the piezoelectric substrate, the first IDT electrode that is formed on the piezoelectric substrate and forms the first acoustic wave resonator unit, and the piezoelectric substrate.
  • a second IDT electrode constituting a second elastic wave resonator unit connected in series to the first elastic wave resonator unit, and the first elastic wave resonator unit, And an interstage connecting portion connecting the second elastic wave resonator unit.
  • the first IDT electrode includes a first bus bar and a second bus bar arranged to be separated from the first bus bar.
  • the base end of the first IDT electrode is electrically connected to the first bus bar, a plurality of first electrode fingers extending toward the second bus bar, and a base of the second bus bar.
  • a plurality of second electrode fingers are connected to each other and extend toward the first bus bar.
  • the second IDT electrode includes a third bus bar and a fourth bus bar arranged to be separated from the third bus bar.
  • the base end of the second IDT electrode is electrically connected to the third bus bar, a plurality of third electrode fingers extending toward the fourth bus bar, and a base of the fourth bus bar.
  • a plurality of fourth electrode fingers are connected to each other and extend toward the third bus bar.
  • the first IDT electrode and the second IDT electrode are connected in a direction in which an electrode finger extends through the interstage connection portion.
  • a central region is provided in the center in the extending direction of the electrode finger, and the central region is provided on both outer sides of the central region in the extending direction of the electrode finger.
  • a low sound velocity region having a lower elastic wave propagation speed than the central region is provided on both outer sides of the low sound velocity region in the extending direction of the electrode fingers. It has been.
  • the dimension of the electrode finger extending direction of the high sound velocity region provided on the first bus bar side is set to Wa
  • the dimension of the second IDT electrode on the fourth bus bar side is set to Wa.
  • Wc ⁇ (Wa + Wb) where Wb is a dimension in the extending direction of the electrode finger in the high sound velocity region provided and Wc is a dimension of the interstage connection portion in the extending direction of the electrode finger.
  • Wc ⁇ 6 ⁇ where ⁇ is a wavelength determined by the electrode finger period of the first and second IDT electrodes.
  • Wc ⁇ 4 ⁇ where ⁇ is a wavelength determined by the electrode finger period of the first and second IDT electrodes.
  • the second bus bar of the first IDT electrode and the third bus bar of the second IDT electrode are shared as a common bus bar. Yes.
  • the common bus bar is provided with a plurality of openings arranged along the elastic wave propagation direction, and the opening is provided in the region.
  • a high acoustic velocity region having a higher acoustic wave propagation speed than the central region is provided, and the common bass bar is provided with the low acoustic velocity regions on both outer sides of the opening in the extending direction of the electrode fingers. ing.
  • the first and second IDT electrodes in the low sound velocity region have a shape in which the propagation speed of the elastic wave is slower than that in the central region. ing.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an electrode structure of an acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a band-pass filter having the acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the attenuation frequency characteristics of the band-pass filter of the example of the first embodiment of the present invention and the comparative example.
  • FIG. 5 is a plan view showing an electrode structure of an acoustic wave device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing an electrode structure when a conventional acoustic wave resonator is divided in series.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an electrode structure of a surface acoustic wave resonator as an acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing the entire acoustic wave device of the present embodiment.
  • the illustrated electrode structure is provided on a piezoelectric substrate such as LiTaO 3 or LiNbO 3 .
  • This electrode structure can be formed of an appropriate metal or alloy such as Al, Ag, Cu, Mo, Pt, Au, Ti, and W. Moreover, these metals may be laminated
  • first and second IDT electrodes 11 and 12 are provided on the piezoelectric substrate 10A.
  • Reflectors 13 and 14 are provided on both sides of the first IDT electrode 11 in the elastic wave propagation direction.
  • reflectors 15 and 16 are provided on both sides of the second IDT electrode 12 in the elastic wave propagation direction.
  • the first IDT electrode 11 and the reflectors 13 and 14 constitute a first acoustic wave resonator unit.
  • the IDT electrode 12 and the reflectors 15 and 16 constitute a second acoustic wave resonator unit.
  • a structure in which one acoustic wave resonator is divided into two stages in series into the first and second acoustic wave resonator units is formed. With a structure in which one elastic wave resonator is divided in series into a plurality of stages of elastic wave resonator units, power durability and IMD characteristics can be improved.
  • FIG. 1 is a plan view showing details of the first IDT electrode 11, the second IDT electrode 12 and the interstage connection portion 17 schematically shown in FIG. 2.
  • the first IDT electrode 11 has a first bus bar 11a and a second bus bar 11b separated from the first bus bar 11a.
  • the first and second bus bars 11a and 11b extend in the elastic wave propagation direction.
  • the first bus bar 11a has a plurality of openings 11a3 arranged along the elastic wave propagation direction.
  • the portion on the second bus bar 11b side of the opening 11a3 is the bus bar end portion 11a1.
  • the bus bar end portion 11a1 is connected to the bus bar main body portion 11a2 by a connecting portion 11a4 extending in the extending direction of the electrode fingers.
  • the opening portion 11a3 and the connecting portion 11a4 are combined to form a first bus bar high sound velocity portion.
  • the base ends of a plurality of first electrode fingers 11c are connected to the first bus bar 11a. Each electrode finger 11c extends toward the second bus bar 11b side.
  • the base ends of the plurality of second electrode fingers 11d are connected to the second bus bar 11b.
  • the second electrode finger 11d extends toward the first bus bar 11a.
  • the plurality of first electrode fingers 11c and the plurality of second electrode fingers 11d are interleaved with each other.
  • first electrode finger 11c and the second electrode finger 11d have thick width portions 11c1 and 11d1 that are thicker than the remaining portions on the tip side.
  • the second IDT electrode 12 has the same structure as the first IDT electrode 11.
  • a plurality of third electrode fingers 12c and a plurality of fourth electrode fingers 12d are connected to the third bus bar 12b and the fourth bus bar 12a, respectively.
  • the third electrode finger 12c has a wide width portion 12c1 at the tip.
  • the fourth electrode finger 12d also has a wide width portion 12d1 at the tip.
  • the fourth bus bar 12a Similar to the first bus bar 11a, the fourth bus bar 12a has a bus bar end portion 12a1 and a bus bar body portion 12a2.
  • a plurality of openings 12a3 are provided.
  • the bus bar body 12a2 and the bus bar end 12a1 are connected by a plurality of connecting parts 12a4.
  • the bus bar opening portion 12a3 and the connecting portion 12a4 are combined to form a second bus bar high sound velocity portion.
  • the interstage connecting portion 17 has a plurality of connecting portions 17a.
  • Each connecting portion 17 a is formed integrally with the first and second IDT electrodes 11 and 12.
  • Each connection part 17a is extended in the direction where an electrode finger extends. Accordingly, the opening 17b is provided between the adjacent connecting portions 17a in the elastic wave propagation direction.
  • the opening portion 17b and the connecting portion 17a are combined to form a third bus bar high sound velocity portion 17e. Between the steps of the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12, the bus bar high sound velocity part of the first IDT electrode 11 and the second IDT electrode 12 is shared.
  • the connecting portion 17a is provided on the extension of the second electrode finger 11d.
  • the connecting portion 11a4 described above is provided on the extension of the first electrode finger 11c. But the position of each connection part 17a, 11a4 is not limited to this.
  • the right side of the electrode structure shows the propagation speed of elastic waves in each region in the direction in which the electrode fingers extend. That is, V1 to V16 indicated by thick lines extending in the vertical direction on the right side of FIG. 1 indicate the elastic wave propagation speeds in the respective regions in the direction in which the electrode fingers of the elastic wave device 10 extend. The further to the right, the higher the speed of sound.
  • the sound speed is V1 in the central region in the extending direction of the electrode fingers.
  • This central region is a region where the first electrode finger 11c and the second electrode finger 11d intersect.
  • low sound velocity regions are provided on both outer sides of the central region.
  • the sound speeds in these low sound speed regions are V2A and V2B.
  • the low sound velocity region corresponds to a portion where the thick portions 11c1 and 11d1 are provided.
  • the thick portions 11c1 and 11d1 have a relatively low sound speed due to their shapes. That is, in the present embodiment, the shape of the electrode finger is determined so as to form a low sound velocity region whose sound velocity is lower than that of the central region. Therefore, it is possible to easily form the low sound velocity region only by changing the shape at the time of electrode patterning.
  • High sound speed regions of sound speeds V3A and V3B are provided on both outer sides of the low sound speed region in the direction in which the electrode fingers extend. In these high sound velocity regions, only one of the first electrode finger 11c or the second electrode finger 11d exists in the elastic wave propagation direction.
  • the elastic wave propagation velocity is V4A, which is a low sound velocity region.
  • the sound speed is increased to be a high sound speed region V5A.
  • the bus bar main body 11a2 is a low sound speed region of the sound speed V6.
  • the portion where the second bus bar 11b is provided has a sound velocity V4B because only metal exists along the elastic wave propagation direction.
  • the interstage connecting portion 17 since the interstage connecting portion 17 includes a plurality of connecting portions 17a and openings 17b, it becomes a high sound velocity region of the sound velocity V10.
  • the sound velocity in the central region is V11.
  • the low sound speed regions of the sound speeds V12A and V12B are located on both sides thereof, and the high sound speed regions of the sound speeds V13A and V13B are present on both sides thereof.
  • the portion where the third bus bar 12b is provided is a low sound velocity region, and the sound velocity is V14A.
  • the sound speeds of V14B, V15B, and V16 are connected.
  • the low sound velocity regions having a lower sound speed than the central region are provided on both sides of the central region, and the high sound velocity regions are provided on both sides of the low sound velocity region. That is, the piston mode is used. Therefore, the transverse mode ripple can be suppressed, and a further low-loss resonator can be manufactured.
  • the sum of the dimension Wa and the dimension Wb in FIG. 1 is made larger than the dimension Wc. Therefore, downsizing can be achieved.
  • the dimension Wa is a dimension in the extending direction of the electrode finger in the high sound velocity region provided on the first bus bar 11 a side in the first IDT electrode 11.
  • the dimension Wb refers to the dimension of the high sound velocity region provided on the fourth bus bar 12a side in the second IDT electrode 12, and the dimension Wc is the dimension in the extending direction of the electrode finger at the interstage connection portion 17. .
  • the dimension Wc is larger than one of the dimensions Wa and Wb.
  • the dimension in the extending direction of the electrode fingers of the interstage connection portion 17 can be made smaller as compared with the elastic wave device 1000 shown in FIG. Therefore, the acoustic wave device 10 can be downsized. Moreover, as shown in the following experimental examples, the electrical characteristics are hardly deteriorated.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a band-pass filter including the elastic wave device of the above embodiment.
  • the band-pass filter 21 shown in FIG. 3 has a ladder circuit configuration.
  • the attenuation frequency characteristic of the ladder type filter using the surface acoustic wave resonator according to the present embodiment is shown by a solid line in FIG.
  • the broken line in FIG. 4 shows the attenuation frequency characteristic of the band-pass filter configured in the same manner as in the above embodiment except that the structure shown in FIG. 6 is adopted.
  • the filter characteristics of the example are hardly deteriorated as compared with the comparative example.
  • the dimension in the direction in which the electrode fingers extend can be reduced by about 10 to 20% compared to the comparative example of FIG. Therefore, it is possible to reduce the size of the acoustic wave resonator and the filter device using the acoustic wave resonator without deteriorating the filter characteristics.
  • a high sound velocity region in which the dimension in the extending direction of the electrode finger is at least 2 ⁇ or more, preferably 3 ⁇ or more is provided outside the center region. It is necessary to provide it. Therefore, in the case of the two-stage division structure, it is necessary to provide a high sound velocity region having a dimension of 2 ⁇ or more or 3 ⁇ or more on both sides between the stages. Accordingly, in the acoustic wave device 1000 shown in FIG. 6, the dimension of the interstage connection portion is 4 ⁇ or more, or 6 ⁇ or more. ⁇ is the wavelength of the elastic wave determined by the electrode finger period of the first and second IDT electrodes 11 and 12.
  • the inventors of the present application have found that the filter characteristics are hardly deteriorated even if the dimension Wc of the interstage connection portion 17 is reduced in the structure in which a plurality of stages are divided in series. It has come. Conventionally, as described above, when the piston mode is used in a structure in which a plurality of stages are divided in series, it has been considered that the size of the high sound velocity region must be sufficiently increased. Therefore, downsizing has been difficult.
  • Wc can be made smaller than 6 ⁇ , and preferably Wc ⁇ 4 ⁇ .
  • FIG. 5 is a plan view showing the main part of the electrode structure of the acoustic wave device according to the second embodiment of the present invention.
  • the elastic wave device 30 according to the second embodiment includes a first IDT electrode 31 and a second IDT electrode 32.
  • the first IDT electrode 31 has a first bus bar 31a.
  • a common bus bar 40 is disposed apart from the first bus bar 31a.
  • the common bus bar 40 is a part in which the second bus bar and the third bus bar of the second IDT electrode 32 are made common. That is, in the present embodiment, the second bus bar and the third bus bar are shared by the common bus bar 40.
  • a plurality of first electrode fingers 31c are connected to the first bus bar 31a.
  • a plurality of second electrode fingers 31 d are connected to the common bus bar 40.
  • a sound speed lowering film 31c1 is laminated on the tip of the electrode finger 31c.
  • a sound speed reducing film 31d1 is also laminated on the tip of the electrode finger 31d. Accordingly, as in the first embodiment, a central region of the sound velocity V1 is configured at the center of the electrode finger crossing portion, and low sound velocity regions of the sound velocity V2A and V2B are provided on both sides thereof.
  • a high sound speed region where only the electrode finger 31c or the electrode finger 31d exists is provided on both sides of the low sound speed region in the extending direction of the electrode finger. That is, a high sound speed region of sound speeds V3 and V3B is provided.
  • the bus bar 31a is in a low sound speed region, and the sound speed is V4.
  • a fourth bus bar 32b is provided separately from the common bus bar 40.
  • a plurality of third electrode fingers 32 c are connected to the common bus bar 40.
  • a plurality of fourth electrode fingers 32d are connected to the fourth bus bar 32b.
  • the sound velocity reducing films 32c1 and 32d1 are also provided at the tips of the third and fourth electrode fingers 32c and 32d, respectively.
  • the low sound velocity regions of the sound velocities V12A and V12B are provided on both sides of the central region of the sound velocity V11.
  • high sound speed regions of sound speeds V13A and V13B are provided outside the low sound speed regions of these sound speeds V12A and V12B, respectively.
  • the bus bar 32b becomes a low sound speed region of the sound speed V14.
  • the common bus bar 40 Since the common bus bar 40 is made of metal, it forms a low sound velocity region with a sound velocity V10.
  • the size can be reduced.
  • the second bus bar and the third bus bar may be shared by using the common bus bar 40.
  • a low sound velocity region including the common bus bar 40 may be provided between the high sound velocity regions on the interstage connection part side of the first elastic wave resonator and the second elastic wave resonator as described above.
  • the present invention is not limited to a series two-stage division structure, and can also be applied to an acoustic wave resonator having a structure in which three or more stages are divided in series. Further, not only the surface acoustic wave but also a boundary acoustic wave may be used.
  • the filter device of the present invention is not limited to the one having the ladder type circuit configuration shown in FIG. 3, and the present invention can be applied to filter devices using various acoustic wave resonators.

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Abstract

　ピストンモードを利用しており、小型化を図ることができる弾性波装置を提供する。　第１のＩＤＴ電極１１を有する第１の弾性波共振子ユニットと、第２のＩＤＴ電極１２を有する第２の弾性波共振子ユニットに直列分割されている弾性波装置１であって、第１のＩＤＴ電極１１において、第１のバスバー１１ａ側に設けられている高音速領域の電極指の延びる方向の寸法をＷａ、第２のＩＤＴ電極１２において、第４のバスバー１２ａ側に設けられている高音速領域の電極指の延びる方向の寸法をＷｂ、段間接続部１７の寸法をＷｃとしたときに、Ｗｃ＜（Ｗａ＋Ｗｂ）とされている。

Description

弾性波装置
　本発明は、共振子や帯域フィルタ等に用いられる弾性波装置に関し、特に、ピストンモードを利用した弾性波装置に関する。
　下記の特許文献１には、いわゆるピストンモードを利用した弾性波装置が開示されている。特許文献１では、ＩＤＴ電極における電極指交叉部の音速に比べて、電極指先端側部分における音速が低められている。それによって、ピストンモードが形成され、横モードによるリップルの抑圧を図ることができるとされている。
　下記の特許文献２にも、ピストンモードを利用した弾性波装置が開示されている。
特開２０１１－１０１３５０号公報 特表２０１３－５１８４５５号公報
　携帯電話機の送信フィルタなどでは、耐電力性を高めたり、ＩＭＤを改善すること等が求められている。このような目的を果たすために、共振子を直列に多段分割することが多い。
　特許文献１に記載の弾性波共振子を直列分割すると、弾性波伝搬方向と直交する方向の寸法が大きくなるという問題があった。図６を参照して説明する。
　図６は、特許文献１に記載の弾性波装置を直列分割した場合の電極構成を示す模式的平面図である。弾性波装置１０００では、第１のＩＤＴ電極１００１を有する第１の弾性波共振子ユニットと、第２のＩＤＴ電極１００２を有する弾性波共振子ユニットとに分割されている。図６において電極構造の右側部分は、各領域の弾性波の音速を模式的に示している。例えば、第１のＩＤＴ電極１００１の中央領域の音速はＶ１であり、その両側の低音速領域の音速はＶ２Ａ，Ｖ２Ｂである。右側にいくほど音速が高いことを示す。
　第１のＩＤＴ電極１００１と第２のＩＤＴ電極１００２との間には、段間バスバー１００７が設けられており、それによって、第１のＩＤＴ電極１００１と第２のＩＤＴ電極１００２とが直列に接続されている。
　なお、中央領域の両側である音速Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂの領域は、低音速領域である。低音速領域では、音速低下膜１００５が電極指１００３，１００４上に設けられている。それによって音速が低められている。第２のＩＤＴ電極１００２においても同様である。
　図６から明らかなように、第１のＩＤＴ電極１００１と第２のＩＤＴ電極１００２とを接続している部分において、音速Ｖ３Ｂの高音速領域、段間バスバー１００７及び音速Ｖ１３Ａの高音速領域を設けなければならない。すなわち、図６中の寸法Ｗｃの長さを、ある程度長くしなければならなかった。従って、弾性波装置１０００では、電極指の延びる方向の寸法が長くなり、小型化が困難であった。
　本発明の目的は、ピストンモードを利用しており、小型化を図り得る弾性波装置を提供することにある。
　本発明の弾性波装置は、弾性波共振子を、複数段の弾性波共振子ユニットに、直列に複数段分割することにより構成されている。本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成されており、第１の弾性波共振子ユニットを構成している第１のＩＤＴ電極と、前記圧電基板上に形成されており、かつ前記第１の弾性波共振子ユニットに直列に接続されている第２の弾性波共振子ユニットを構成している第２のＩＤＴ電極と、前記第１の弾性波共振子ユニットと、前記第２の弾性波共振子ユニットとを接続している段間接続部とを備える。
　本発明では、前記第１のＩＤＴ電極が、第１のバスバーと、前記第１のバスバーと隔てられて配置された第２のバスバーとを有する。
　前記第１のＩＤＴ電極は、前記第１のバスバーに基端が電気的に接続されており、前記第２のバスバー側に延びる複数本の第１の電極指と、前記第２のバスバーに基端が接続されており、前記第１のバスバー側に向かって延びている複数本の第２の電極指とを有する。
　前記第２のＩＤＴ電極は、第３のバスバーと、前記第３のバスバーと隔てられて配置された第４のバスバーとを有する。前記第２のＩＤＴ電極は、前記第３のバスバーに基端が電気的に接続されており、前記第４のバスバー側に延びる複数本の第３の電極指と、前記第４のバスバーに基端が接続されており、前記第３のバスバー側に向かって延びている複数本の第４の電極指とを有する。
　前記第１のＩＤＴ電極と、前記第２のＩＤＴ電極とは、前記段間接続部を介して電極指が延びる方向に連ねられている。
　本発明では、前記第１及び第２のＩＤＴ電極のそれぞれにおいて、電極指の延びる方向中央に中央領域が設けられており、前記電極指の延びる方向において前記中央領域の両外側に、前記中央領域に比べて弾性波伝搬速度が低い低音速領域が設けられており、前記電極指の延びる方向において前記低音速領域の両外側に、前記中央領域よりも弾性波伝搬速度が高い高音速領域が設けられている。そして、前記第１のＩＤＴ電極において前記第１のバスバー側に設けられている前記高音速領域の前記電極指の延びる方向の寸法をＷａ、前記第２のＩＤＴ電極において前記第４のバスバー側に設けられている前記高音速領域の前記電極指の延びる方向の寸法をＷｂ、前記電極指の延びる方向における前記段間接続部の寸法をＷｃとしたときに、Ｗｃ＜（Ｗａ＋Ｗｂ）とされている。
　本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記第１，第２のＩＤＴ電極の電極指周期で定まる波長をλとしたときに、Ｗｃ＜６λである。
　本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記第１，第２のＩＤＴ電極の電極指周期で定まる波長をλとしたときに、Ｗｃ＜４λである。
　本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記第１のＩＤＴ電極の前記第２のバスバーと、前記第２のＩＤＴ電極の前記第３のバスバーとが共通バスバーとして共通化されている。
　本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記共通バスバーに、前記弾性波伝搬方向に沿って配置された複数の開口部が設けられており、該開口部が設けられている領域において、前記中央領域に比べて前記弾性波伝搬速度が高い高音速領域が設けられており、前記共通バスバーにおいて、前記電極指の延びる方向において前記開口部の両外側に前記低音速領域が設けられている。
　本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記低音速領域における前記第１，第２のＩＤＴ電極の形状が、前記中央領域よりも弾性波の伝搬速度が遅くなる形状とされている。
　本発明に係る弾性波装置によれば、前記Ｗｃ＜（Ｗａ＋Ｗｂ）とされているため、ピストンモードを利用した弾性波装置の小型化を図ることが可能となる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の電極構造を示す模式的平面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態の弾性波装置の略図的平面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態の弾性波装置を有する帯域通過型フィルタの回路図である。 図４は、本発明の第１の実施形態の実施例と、比較例の帯域通過型フィルタの減衰量周波数特性を示す図である。 図５は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の電極構造を示す平面図である。 図６は、従来の弾性波共振子を直列分割した場合の電極構造を示す模式的平面図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　図１は、本発明の第１の実施形態の弾性波装置としての弾性表面波共振子の電極構造を示す模式的平面図である。図２は、本実施形態の弾性波装置の全体を略図的に示す平面図である。
　図２に示す弾性波装置１０では、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３などの圧電基板上に図示の電極構造が設けられている。この電極構造は、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｗなどの適宜の金属もしくは合金により形成され得る。また、これらの金属が積層されていてもよい。
　より詳細には、圧電基板１０Ａ上には、第１，第２のＩＤＴ電極１１，１２が設けられている。第１のＩＤＴ電極１１の弾性波伝搬方向両側に反射器１３，１４が設けられている。また、第２のＩＤＴ電極１２の弾性波伝搬方向両側に反射器１５，１６が設けられている。第１のＩＤＴ電極１１、及び反射器１３，１４により、第１の弾性波共振子ユニットが構成されている。ＩＤＴ電極１２及び反射器１５，１６により、第２の弾性波共振子ユニットが構成されている。言い換えれば、１つの弾性波共振子を、第１，第２の弾性波共振子ユニットに２段直列分割した構造が形成されている。１つの弾性波共振子を、複数段の弾性波共振子ユニットに直列分割した構造では、耐電力性やＩＭＤ特性を改善することができる。
　本実施形態の弾性波装置１０では、上記ＩＤＴ電極１１，１２が段間接続部１７を介して接続されている部分の寸法が小さくされ得る。これを、図１を参照してより具体的に説明する。図１は、図２に略図的に示した第１のＩＤＴ電極１１、第２のＩＤＴ電極１２及び段間接続部１７の詳細を示す平面図である。
　図１に示すように、第１のＩＤＴ電極１１は、第１のバスバー１１ａと、第１のバスバー１１ａと隔てられた第２のバスバー１１ｂとを有する。第１，第２のバスバー１１ａ，１１ｂは、弾性波伝搬方向に延びている。第１のバスバー１１ａは、弾性波伝搬方向に沿って配置された複数の開口部１１ａ３を有する。開口部１１ａ３よりも第２のバスバー１１ｂ側の部分が、バスバー端部１１ａ１である。バスバー端部１１ａ１は、電極指の延びる方向に延ばされた連結部１１ａ４により、バスバー本体部１１ａ２に連ねられている。開口部１１ａ３と連結部１１ａ４をあわせて、第１のバスバー高音速部とする。
　第１のバスバー１１ａには、複数本の第１の電極指１１ｃの基端が接続されている。各電極指１１ｃは、第２のバスバー１１ｂ側に向かって延ばされている。
　複数本の第２の電極指１１ｄの基端が第２のバスバー１１ｂに接続されている。第２の電極指１１ｄは、第１のバスバー１１ａ側に向かって延ばされている。
　複数本の第１の電極指１１ｃと、複数本の第２の電極指１１ｄとは、間挿し合っている。
　また、第１の電極指１１ｃ及び第２の電極指１１ｄは、先端側において、電極指幅が残りの部分に比べて太い太幅部１１ｃ１，１１ｄ１を有する。
　第２のＩＤＴ電極１２は、第１のＩＤＴ電極１１と同様の構造を有する。第３のバスバー１２ｂ及び第４のバスバー１２ａに、それぞれ、複数本の第３の電極指１２ｃ及び複数本の第４の電極指１２ｄが接続されている。第３の電極指１２ｃは先端に太幅部１２ｃ１を有する。第４の電極指１２ｄも先端に太幅部１２ｄ１を有する。第４のバスバー１２ａは、第１のバスバー１１ａと同様に、バスバー端部１２ａ１と、バスバー本体部１２ａ２とを有する。また、複数の開口部１２ａ３が設けられている。バスバー本体部１２ａ２と、バスバー端部１２ａ１とは、複数本の連結部１２ａ４により連結されている。バスバー開口部１２ａ３と連結部１２ａ４をあわせて、第２のバスバー高音速部とする。
　段間接続部１７は、各複数本の連結部１７ａを有する。各連結部１７ａは、第１，第２のＩＤＴ電極１１，１２と一体に形成されている。各連結部１７ａは、電極指の延びる方向に延ばされている。従って、弾性波伝搬方向において、隣り合う連結部１７ａ間に開口部１７ｂが設けられている。開口部１７ｂと連結部１７ａをあわせて、第３のバスバー高音速部１７ｅとする。第１のＩＤＴ電極１１と第２のＩＤＴ電極１２の段間においては、第１のＩＤＴ電極１１と第２のＩＤＴ電極１２のバスバー高音速部を共有している。
　必須ではないが、本実施形態では、連結部１７ａは、第２の電極指１１ｄの延長上に設けられている。他方、前述した連結部１１ａ４は第１の電極指１１ｃの延長上に設けられている。もっとも、各連結部１７ａ、１１ａ４の位置はこれに限定されるものではない。
　図１において、電極構造の右側は、電極指の延びる方向における各領域の弾性波の伝搬速度を示す。すなわち、図１の右側において縦方向に延びる太線で示すＶ１～Ｖ１６は、それぞれ、弾性波装置１０の電極指の延びる方向における各領域の弾性波伝搬速度を示す。右側にいくほど音速が高いことを示す。
　より詳細には、第１のＩＤＴ電極１１において、電極指の延びる方向において中央領域では、音速はＶ１である。この中央領域は、第１の電極指１１ｃと第２の電極指１１ｄとが交叉している領域である。
　電極指の延びる方向において、中央領域の両外側に、低音速領域が設けられている。これらの低音速領域の音速がＶ２Ａ，Ｖ２Ｂである。低音速領域は、上記太幅部１１ｃ１，１１ｄ１が設けられている部分に相当する。太幅部１１ｃ１，１１ｄ１は、その形状により音速を相対的に低めている。すなわち、本実施形態では、中央領域よりも音速が低い低音速領域を形成するように電極指の形状が決定されている。従って、電極のパターニングに際しての形状の変更だけで、低音速領域を容易に形成することが可能とされている。
　電極指の延びる方向において上記低音速領域の両外側には、音速Ｖ３Ａ，Ｖ３Ｂの高音速領域が設けられている。これらの高音速領域では、弾性波伝搬方向において、第１の電極指１１ｃまたは第２の電極指１１ｄの一方のみが存在する。
　第１のバスバー１１ａのバスバー端部１１ａ１では、弾性波伝搬速度はＶ４Ａであり、低音速領域とされている。開口部１１ａ３が設けられている部分では、音速が高められ、高音速領域Ｖ５Ａとされている。また、バスバー本体部１１ａ２は、音速Ｖ６の低音速領域となる。
　第２のバスバー１１ｂが設けられている部分は、弾性波伝搬方向に沿って金属のみが存在するため、音速Ｖ４Ｂとなる。
　第２のＩＤＴ電極１２においても同様である。また、段間接続部１７においては、複数本の連結部１７ａと開口部１７ｂとが存在するため、音速Ｖ１０の高音速領域となる。
　第２のＩＤＴ電極１２側においても、中央領域の音速がＶ１１である。その両側に音速Ｖ１２Ａ，Ｖ１２Ｂの低音速領域が位置し、さらにその両側に、音速Ｖ１３Ａ，Ｖ１３Ｂの高音速領域が存在する。また、第３のバスバー１２ｂが設けられている部分は、低音速領域であり、その音速はＶ１４Ａとなる。第４のバスバー１２ａでは、音速がＶ１４Ｂ，Ｖ１５Ｂ及びＶ１６の各領域が連ねられている。
　弾性波装置１０では、上記のように、中央領域と比べて、音速が低い低音速領域が中央領域の両側に設けられており、さらに低音速領域の両側に高音速領域が設けられている。すなわち、ピストンモードを利用している。従って、横モードリップルを抑圧でき、さらに低損失な共振子を作製することができる。
　加えて、本実施形態では、図１の寸法Ｗａと寸法Ｗｂの和が寸法Ｗｃよりも大きくされている。従って、小型化を図り得る。寸法Ｗａは、第１のＩＤＴ電極１１において第１のバスバー１１ａ側に設けられている高音速領域の電極指の延びる方向の寸法である。寸法Ｗｂは、第２のＩＤＴ電極１２において、第４のバスバー１２ａ側に設けられている高音速領域の寸法をいい、寸法Ｗｃは、段間接続部１７における電極指の延びる方向の寸法である。また、寸法Ｗｃは寸法Ｗａ、Ｗｂのいずれか一方よりも大きい。本実施形態の弾性波装置１０では、上記のように段間接続部１７の電極指の延びる方向の寸法を図６に示した弾性波装置１０００に比べ小さくすることができる。従って、弾性波装置１０の小型化を図ることができる。しかも、以下の実験例で示すように、電気的特性の劣化も生じ難い。
　図３は、上記実施形態の弾性波装置を含む帯域通過型フィルタの回路図である。図３に示す帯域通過型フィルタ２１は、ラダー型回路構成を有する。
　本実施形態による弾性表面波共振子を用いたラダー型フィルタの減衰量周波数特性を図４に実線で示す。なお、図４の破線は、図６に示した構造を採用したことを除いては上記実施例と同様にして構成された帯域通過型フィルタの減衰量周波数特性を示す。
　図４から明らかなように、実施例のフィルタ特性は、比較例に比べてほとんど劣化していないことがわかる。弾性波装置１０では、直列に複数段分割した構造において、図６の比較例に比べて電極指の延びる方向の寸法を１０～２０％程度小さくすることが可能となる。従って、フィルタ特性を劣化させることなく、弾性波共振子や弾性波共振子を用いたフィルタ装置の小型化を図ることができる。
　通常、ピストンモードを利用した弾性波共振子では、共振子のＱを維持するために、中央領域の外側に、電極指の延びる方向の寸法が少なくとも２λ以上、望ましくは３λ以上の高音速領域を設ける必要がある。そのため、２段分割構造の場合には、段間の両側において各２λ以上、あるいは３λ以上の寸法の高音速領域を設ける必要があった。従って、図６に示した弾性波装置１０００では、段間接続部の寸法が４λ以上、または６λ以上となる。なお、λは、第１，第２のＩＤＴ電極１１，１２の電極指周期で定まる弾性波の波長である。
　本願発明者らは、上記のように、直列に複数段分割した構造において、段間接続部１７の寸法Ｗｃを小さくしたとしても、フィルタ特性の低下が生じ難いことを見出し、本発明を成すに至ったものである。従来、上記のように、直列に複数段分割した構造でピストンモードを利用した場合、高音速領域の寸法を十分大きくしなければならないと考えられていた。そのため、小型化が困難であった。
　上記実施形態の弾性波装置１０では、Ｗｃを６λより小さくすることができ、好ましくはＷｃ＜４λとすることができる。
　図５は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の電極構造の要部を示す平面図である。第２の実施形態の弾性波装置３０は、第１のＩＤＴ電極３１と第２のＩＤＴ電極３２とを有する。第１のＩＤＴ電極３１は、第１のバスバー３１ａを有する。第１のバスバー３１ａと隔てられて、共通バスバー４０が配置されている。共通バスバー４０は、第２のバスバーと、第２のＩＤＴ電極３２の第３のバスバーとを共通化した部分である。すなわち、本実施形態では、第２のバスバーと第３のバスバーとが共通バスバー４０に共通化されている。
　第１のバスバー３１ａに、複数本の第１の電極指３１ｃが接続されている。共通バスバー４０に、複数本の第２の電極指３１ｄが接続されている。電極指３１ｃの先端には、音速低下膜３１ｃ１が積層されている。電極指３１ｄの先端にも、音速低下膜３１ｄ１が積層されている。それによって、第１の実施形態と同様に、電極指交叉部中央に、音速Ｖ１の中央領域が構成されており、その両側に、音速Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂの低音速領域が設けられている。
　電極指の延びる方向において低音速領域の両側には、電極指３１ｃまたは電極指３１ｄのみが存在する高音速領域が設けられている。すなわち、音速Ｖ３，Ｖ３Ｂの高音速領域が設けられている。バスバー３１ａは低音速領域となり、その音速はＶ４である。
　第２のＩＤＴ電極３２では、第４のバスバー３２ｂが共通バスバー４０に対して隔てられて設けられている。複数本の第３の電極指３２ｃが、共通バスバー４０に接続されている。複数本の第４の電極指３２ｄが第４のバスバー３２ｂに接続されている。第３，第４の電極指３２ｃ，３２ｄの先端にも、音速低下膜３２ｃ１，３２ｄ１が、それぞれ、設けられている。それによって、音速Ｖ１１の中央領域の両側に、音速Ｖ１２Ａ，Ｖ１２Ｂの低音速領域が設けられている。また、これらの音速Ｖ１２Ａ，Ｖ１２Ｂの低音速領域の外側に、音速Ｖ１３Ａ，Ｖ１３Ｂの高音速領域が、それぞれ、設けられている。バスバー３２ｂは、音速Ｖ１４の低音速領域となる。
　共通バスバー４０は、金属からなるため、音速Ｖ１０の低音速領域を構成している。
　本実施形態においても、寸法Ｗｃが、寸法Ｗａ＋寸法Ｗｂよりも小さいため、小型化を図ることができる。
　本実施形態のように、共通バスバー４０を用いて、第２のバスバーと第３のバスバーとを共通化してもよい。それによって、より一層の小型化を図ることができる。また、このように第１の弾性波共振子と第２の弾性波共振子の段間接続部側の高音速領域間に共通バスバー４０からなる低音速領域を設けてもよい。
　なお、本発明は、直列２段分割構造に限定されず、３以上の複数段に直列に分割してなる構造の弾性波共振子にも適用することができる。また、弾性波表面波に限らず、弾性境界波を用いてもよい。
　また、本発明のフィルタ装置は、図３に示したラダー型の回路構成を有するものに限らず、様々な弾性波共振子を用いたフィルタ装置に本発明を適用することができる。
１…弾性波装置
１０…弾性波装置
１０Ａ…圧電基板
１１…第１のＩＤＴ電極
１１ａ…第１のバスバー
１１ａ１…バスバー端部
１１ａ２…バスバー本体部
１１ａ３…開口部
１１ａ４…連結部
１１ｂ…第２のバスバー
１１ｃ…第１の電極指
１１ｃ１…太幅部
１１ｄ…第２の電極指
１１ｄ１…太幅部
１２…第２のＩＤＴ電極
１２ａ…第４のバスバー
１２ａ１…バスバー端部
１２ａ２…バスバー本体部
１２ａ３…開口部
１２ａ４…連結部
１２ｂ…第３のバスバー
１２ｃ…第３の電極指
１２ｃ１…太幅部
１２ｄ…第４の電極指
１２ｄ１…太幅部
１３，１４…反射器
１５，１６…反射器
１７…段間接続部
１７ａ…連結部
１７ｂ…開口部
２０…フィルタ装置
２１…帯域通過型フィルタ
３０…弾性波装置
３１…第１のＩＤＴ電極
３１ａ…第１のバスバー
３１ｃ…第１の電極指
３１ｃ１…音速低下膜
３１ｄ…第２の電極指
３１ｄ１…音速低下膜
３２…第２のＩＤＴ電極
３２ｂ…第４のバスバー
３２ｃ…第３の電極指
３２ｃ１…音速低下膜
３２ｄ…第４の電極指
３２ｄ１…音速低下膜
４０…共通バスバー
Ｖ１…音速
Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂ…音速
Ｖ３Ａ，Ｖ３Ｂ…音速
Ｖ４…音速
Ｖ４Ａ…音速
Ｖ４Ｂ…音速
Ｖ５Ａ…音速
Ｖ６…音速
Ｖ１０…音速
Ｖ１１…音速
Ｖ１２Ａ，Ｖ１２Ｂ…音速
Ｖ１３Ａ，Ｖ１３Ｂ…音速
Ｖ１４…音速
Ｖ１４Ａ，Ｖ１４Ｂ…音速
Ｖ１５Ｂ…音速
Ｖ１６…音速
１０００…弾性波装置
１００１…第１のＩＤＴ電極
１００２…第２のＩＤＴ電極
１００３…電極指
１００４…電極指
１００５…音速低下膜
１００７…段間バスバー

Claims (6)

  1. 　弾性波共振子を、複数段の弾性波共振子ユニットに、直列に複数段分割することにより構成されている弾性波装置であって、
    　圧電基板と、
    　前記圧電基板上に形成されており、第１の弾性波共振子ユニットを構成している第１のＩＤＴ電極と、
    　前記圧電基板上に形成されており、かつ前記第１の弾性波共振子ユニットに直列に接続されている第２の弾性波共振子ユニットを構成している第２のＩＤＴ電極と、
    　前記第１の弾性波共振子ユニットと、前記第２の弾性波共振子ユニットとを接続している段間接続部とを備え、
    　前記第１のＩＤＴ電極が、第１のバスバーと、前記第１のバスバーと隔てられて配置された第２のバスバーと、
    　前記第１のバスバーに基端が電気的に接続されており、前記第２のバスバー側に延びる複数本の第１の電極指と、前記第２のバスバーに基端が接続されており、前記第１のバスバー側に向かって延びる複数本の第２の電極指とを有し、
    　前記第２のＩＤＴ電極が、第３のバスバーと、前記第３のバスバーと隔てられて配置された第４のバスバーと、
    　前記第３のバスバーに基端が電気的に接続されており、前記第４のバスバー側に延びる複数本の第３の電極指と、前記第４のバスバーに基端が接続されており、前記第３のバスバー側に向かって延びている複数本の第４の電極指とを有し、
    　前記第１のＩＤＴ電極と、前記第２のＩＤＴ電極とが、前記段間接続部を介して電極指が延びる方向に連ねられており、
    　前記第１及び第２のＩＤＴ電極のそれぞれにおいて、電極指の延びる方向中央に中央領域が設けられており、前記電極指の延びている方向において前記中央領域の両外側に、前記中央領域に比べて弾性波伝搬速度が低い低音速領域が設けられており、前記電極指の延びる方向において前記低音速領域の両外側に、前記中央領域よりも弾性波伝搬速度が高い高音速領域が設けられており、
    　前記第１のＩＤＴ電極において前記第１のバスバー側に設けられている前記高音速領域の前記電極指の延びる方向の寸法をＷａ、前記第２のＩＤＴ電極において前記第４のバスバー側に設けられている前記高音速領域の前記電極指の延びる方向の寸法をＷｂ、前記電極指の延びる方向における前記段間接続部の寸法をＷｃとしたときに、Ｗｃ＜（Ｗａ＋Ｗｂ）とされている、弾性波装置。
  2. 　前記第１，第２のＩＤＴ電極の電極指周期で定まる波長をλとしたときに、Ｗｃ＜６λである、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記第１，第２のＩＤＴ電極の電極指周期で定まる波長をλとしたときに、Ｗｃ＜４λである、請求項２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記第１のＩＤＴ電極の前記第２のバスバーと、前記第２のＩＤＴ電極の前記第３のバスバーとが共通バスバーとして共通化されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  5. 　前記共通バスバーに、前記弾性波伝搬方向に沿って配置された複数の開口部が設けられており、該開口部が設けられている領域において、前記中央領域に比べて前記弾性波伝搬速度が高い高音速領域が設けられており、前記共通バスバーにおいて、前記電極指の延びる方向において前記開口部の両外側に前記低音速領域が設けられている、請求項４に記載の弾性波装置。
  6. 　前記低音速領域における前記第１，第２のＩＤＴ電極の形状が、前記中央領域よりも弾性波の伝搬速度が遅くなる形状とされている、請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
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