(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、前記圧電基板上に形成されたＩＤＴとを備え、前記ＩＤＴの外側の前記圧電基板の上面側に表面波を反射させるための反射端面を構成する溝または段差を設けた表面波装置において、
前記表面波装置が端面反射型の縦結合共振子型フィルタであり、
表面波の波長をλとしたときに、前記圧電基板の端面と前記反射端面との距離Ｌを８λ以下に設定し、かつ前記反射端面の高さＨを２λ〜４λに設定したことを特徴とする表面波装置。
【請求項２】
圧電基板と、前記圧電基板上に形成されたＩＤＴとを備え、前記ＩＤＴの外側の前記圧電基板の上面側に表面波を反射させるための反射端面を構成する溝または段差を設けた表面波装置において、
前記表面波装置が端面反射型の横結合共振子型フィルタであり、
表面波の波長をλとしたときに、前記圧電基板の端面と前記反射端面との距離Ｌを８λ以下に設定し、かつ前記反射端面の高さＨを２λ〜４λに設定したことを特徴とする表面波装置。
【請求項３】
圧電基板と、前記圧電基板上に形成されたＩＤＴとを備え、前記ＩＤＴの外側の前記圧電基板の上面側に表面波を反射させるための反射端面を構成する溝または段差を設けた表面波装置において、
前記表面波装置が端面反射型のラダー型フィルタであり、
表面波の波長をλとしたときに、前記圧電基板の端面と前記反射端面との距離Ｌを８λ以下に設定し、かつ前記反射端面の高さＨを２λ〜４λに設定したことを特徴とする表面波装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３に記載の表面波装置を備えたことを特徴とする通信機装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＨタイプの表面波を利用した端面反射型の表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＳＨタイプの表面波を利用した端面反射型の表面波装置が知られている。ＳＨタイプの表面波とは、ＢＧＳ波やラブ波等のように変位が表面波伝搬方向と垂直で基板表面と平行な成分を主成分とする表面波をいう。このような端面反射型の表面波装置として、バルク波を抑制するために、あるい製造を容易とするために、基板端面に段差あるいは基板に溝を設け、基板端面の上部側端面または溝の内面を反射端面とした構造のものがある（特開平４−８２３１５号公報、特開平７−２６３９９８号公報参照）。例えば、特開平４−８２３１５号公報では、基板端面であって表面からＳＨ波のエネルギーの８０％が集中する厚み以上の厚みを隔てた高さ位置に段差を設けることにより、ＳＨ波の共振に対してバルク波共振の影響を遮断でき、バルク波共振に基づく不要スプリアスが効果的に抑圧されるとされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように反射端面の高さを所定の高さ以上に設定した場合にも、所望の共振特性や通過帯域特性が得られないことがあった。すなわち、上記従来のように段差または溝により反射端面を形成した表面波装置において、その反射端面の高さを適切な値に設定した場合にも、基板端面と反射端面の距離が大きくなると、通過帯域内にリップルが生じる等の問題があった。また、反射端面の高さを大きくしていくと同様に通過帯域内にリップルが生じるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、バルク波によるリップルを低減して、所望の共振特性、通過帯域特性を確実に得ることができる表面波装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成されたＩＤＴとを備え、前記ＩＤＴの外側の前記圧電基板の上面側に表面波を反射させるための反射端面を構成する溝または段差を設けた表面波装置において、前記表面波装置が端面反射型の縦結合共振子型フィルタ、横結合共振子型フィルタ、ラダー型フィルタであり、表面波の波長をλとしたときに、前記圧電基板の端面と前記反射端面との距離Ｌを８λ以下に設定し、かつ前記反射端面の高さＨを２λ〜４λに設定したことを特徴とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成されたＩＤＴとを備え、前記ＩＤＴの外側の前記圧電基板の上面側に表面波を反射させるための反射端面を構成する溝または段差を設けた表面波装置において、前記表面波装置が端面反射型の表面波フィルタであり、表面波の波長をλとしたときに、前記圧電基板の端面と前記反射端面との距離Ｌを８λ以下に設定し、かつ前記反射端面の高さＨを２λ〜４λに設定したことを特徴とする。
【０００７】
なお、本発明における表面波装置は、表面波共振子、縦結合共振子型フィルタ、横結合共振子型フィルタ、ラダー型フィルタ等のＳＨ波の表面波を利用した装置一般を含むものであり、１つ以上の任意の数のインターデジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）が圧電基板上に設けられ、少なくとも１つのＩＤＴの少なくとも一方側に表面波を反射させるための反射端面を形成した構成を有するものである。
【０００８】
また、本発明に係る通信機装置は上記の特徴を有する表面波装置を備えて構成される。これにより、特性が良好な通信機装置を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態に係る表面波装置の構成を図１〜図２を参照して説明する。図１は外観斜視図、図２は断面図である。なお、以下の図においてＩＤＴの電極指の幅を広い幅で図示しているが、実際の製品においては電極指の幅は非常に細いものとなっている。
本実施形態の表面波装置は、端面反射型の縦結合共振子型表面波フィルタであり、平面形状が矩形の圧電基板２を備えている。圧電基板２は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス等の圧電セラミックス、またはＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３等の圧電単結晶により構成されている。圧電基板２は対向する端面２１，２２を有し、両端面２１，２２の内側の上面（一方主面）側に両端面２１，２２と平行に溝２３，２４がそれぞれ形成され、この溝２３，２４の内側の面２３ａ，２４ａが表面波を反射させるための反射端面として機能するように構成されている。
【００１０】
圧電基板２の上面の溝２３，２４の間には２つのＩＤＴ３，４が形成されている。ＩＤＴ３は一対の櫛歯電極３ａ，３ｂからなり、櫛歯電極３ａ，３ｂはそれぞれ複数本の電極指を有し、櫛歯電極３ａの電極指と櫛歯電極３ｂの電極指とは互いに間挿し合うように配置されている。同様に、ＩＤＴ４は一対の櫛歯電極４ａ，４ｂからなり、櫛歯電極４ａ，４ｂは櫛歯電極３ａ，３ｂと同様に構成されている。各電極指は溝２３，２４と平行に配置され、ＩＤＴ３，４の最も外側の電極指３ｃ，４ｃはその外側端縁が反射端面２３ａ，２４ａに接して配置され、表面波の波長をλとしたとき、ＩＤＴ３，４の最も外側の電極指の幅は略λ／８とされ、他の電極指の幅はすべて略λ／４とされている。
【００１１】
この構成おいて、一方のＩＤＴに入力電圧を印加すると、ＳＨ波の表面波が励振され、励振された表面波は反射端面２３ａ，２４ａを結ぶ方向に伝搬し、端面２３ａ，２４ａで反射されてさらに基本波と高次モードの波とが結合し、定在波が端面２３ａ，２４ａ間に発生する。この定在波に基づく出力は、他方のＩＤＴで取り出され、ＳＨ波の表面波を利用した縦結合共振子型フィルタとして動作する。
【００１２】
そして、この表面波装置では、反射端面２３ａ，２４ａから基板端面２１，２２までのそれぞれの距離Ｌを８λ以下となるように形成している。また、反射端面２３ａ，２４ａの高さすなわち溝２３，２４の深さＨを２λ〜４λの範囲となるように形成している。
【００１３】
次に、本発明の第２実施形態に係る表面波装置の構成を図３に示す。本実施形態の表面波装置は、基板端面に段差を設けて反射端面を形成したものである。すなわち、この表面波装置では、圧電基板２の対向２端面２１，２２に段差２５，２６がそれぞれ形成されている。段差２５，２６は圧電基板２の上面側を矩形状に切り欠くように形成され、段差２５，２６よりも上方側の端面２１ａ，２２ａを反射端面としている。この反射端面２１ａ，２２ａの構成以外のＩＤＴを構成する部分については、第１実施形態の構成と同様であり、その説明を省略する。
【００１４】
この表面波装置では、反射端面２１ａ，２２ａから基板端面２１，２２までのそれぞれの距離Ｌを８λ以下となるように形成し、反射端面２１ａ，２２ａの高さすなわち段差２５，２６の圧電基板２上面からの距離Ｈを２λ〜４λの範囲となるように形成している。
【００１５】
上記第１及び第２実施形態の表面波装置は、以下のように製造される。まず、圧電母基板に上記表面波装置を構成するＩＤＴを多数形成する。次に、圧電母基板の上面側に反射端面を形成するための溝（図１及び図２における２３，２４）をダイサー等を用いて形成する。この溝の形成はＩＤＴの最も外側の電極指３ｃ，４ｃが所定の幅となるように、溝の内面にチッピング等が発生しないように精度よく行われる。この溝の側面の一方側が上記反射端面２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａとなっており、この溝の深さ（反射端面の高さ）は２λ〜４λの範囲に設定される。次に、溝の外側または溝内をダイサー等を用いて切断して個々の表面波装置に分離する。このときの切断面が上記圧電基板２の端面２１，２２となり、この切断面が各溝の内側の面から８λ以下に設定される。すなわち、上記溝の外側を切断すれば、第１実施形態の表面波装置となり、上記溝内を切断すれば第２実施形態の表面波装置となり基板端面に段差が形成される。このように、反射端面となる溝を形成した後反射端面とは異なる位置で圧電基板２を切断することにより、チッピング等のない精度の高い反射端面を形成している。
【００１６】
次に、基板端面と反射端面の距離Ｌ、及び反射端面の高さＨの限定理由を実験結果に基づいて説明する。なお、このような表面波装置において、切断分離前の状態すなわち上記距離Ｌを実質的に無限大とした場合（実際には上記距離Ｌを５００λ以上とした場合）、基板端面でのバルク波の反射は起こらないので、リップルや挿入損失は最も小さくなる。また、挿入損失−周波数特性における帯域内リップルは帯域内ＧＤＴ偏差に対応しており、帯域内リップルをＧＤＴ偏差で評価した。
図４は、上記第１及び第２実施形態の表面波装置において、圧電母基板を切断する前を基準としたときの切断後の上記距離Ｌと通過帯域内のＧＤＴ偏差の変化量の関係を示す図である。なお、ＩＤＴ３，４の電極指の総対数を３４対、表面波の波長λを２０μｍ、反射端面の高さＨを３λとして構成した中心周波数１９０ＭＨｚ、通過帯域幅５ＭＨｚの携帯電話の１ｓｔＩＦ用のフィルタである。図４に示すように、帯域内ＧＤＴ偏差は基板端面と反射端面との距離Ｌが８λを境界として大きく変化し、距離Ｌが８λ以下でＧＤＴ偏差の変化量は小さく、距離Ｌが８λ以上でＧＤＴ偏差の変化量は大きくなっている。すなわち、距離Ｌを８λ以下に設定すれば、通過帯域内リップルを低減することができる。
【００１７】
なお、反射端面にチッピング等が生じないように、つまり精度の高い反射端面を形成するために段差は必要であり、距離Ｌはλ／１０以上に設定するのが好ましい。
【００１８】
図５は、上記実施形態の表面波装置で反射端面の高さＨと帯域内ＧＤＴ偏差及び最小挿入損失の関係を示す図である。なお、基板端面と反射端面との距離Ｌをλとしたときのデータである。図５に示すように、帯域内ＧＤＴ偏差は反射端面の高さＨが２λ〜４λの範囲で小さくなっており使用レベルである０．１２５μｓ以下となり、反射端面の高さＨが２λより小さくなると、表面波エネルギーを反射しきれず、最小挿入損失が大きくなっている。すなわち、反射端面の高さＨを２λ〜４λの範囲に設定すれば、通過帯域内リップル及び挿入損失を低減することができ、良好な通過帯域特性を得ることができる。
【００１９】
なお、上記実施形態では縦結合共振子型フィルタの構成を例にとって説明したが、表面波装置としては、横結合共振子型フィルタ、ラダー型フィルタまたは表面波共振子であってもよい。また、反射端面をＩＤＴの両側に形成したものに限定されるものではなく、表面波装置を構成するＩＤＴの片側に反射端面を設けＩＤＴの他方側に反射器を設けた構成であってもよい。例えば、複数の表面波共振子を同一圧電基板上に多数配置してラダー型フィルタを構成する場合、反射端面による端面反射と反射器による反射とを利用した構成が採用される。
【００２０】
次に、本発明の第３実施形態に係る通信機装置の構成を図６に示す。この通信機装置は、送信用フィルタＴＸ及び受信用フィルタＲＸからなるデュプレクサＤＰＸのアンテナ端にアンテナＡＮＴが接続され、送信用フィルタＴＸの入力端に送信回路が接続され、受信用フィルタＲＸの出力端に受信回路が接続されて構成されている。送信回路からの送信信号は送信用フィルタＴＸを通してアンテナＡＮＴから発信される。また、アンテナＡＮＴで受信された受信信号は受信用フィルタＲＸを通して受信回路に入力される。
【００２１】
ここに、受信用フィルタＲＸ、受信回路の１ｓｔＩＦ用フィルタ、通信機装置の各種段間用フィルタまたは発振用素子として、本発明に係る表面波装置を採用することができる。本発明に係る表面波装置を用いることにより、特性が良好な通信機装置を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る表面波装置によれば、基板端面と反射端面の距離を８λ以下とすることにより、バルク波によって生じる通過帯域内のリップルを低減することができ、所望の共振特性または通過帯域特性を得ることができる。さらに、反射端面の高さを２λ〜４λの範囲内に設定することにより、通過帯域内のリップルを低減でき、所望の共振特性または通過帯域特性を得ることができる。
【００２３】
また、本発明に係る表面波装置を実装することにより、特性が良好な通信機装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る表面波装置の斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る表面波装置の断面図である。
【図３】第２実施形態に係る表面波装置の断面図である。
【図４】基板端面と反射端面との距離と帯域内ＧＤＴ偏差の変化量の関係を示す図である。
【図５】反射端面の高さと帯域内特性（ＧＤＴ偏差、挿入損失）の関係を示す図である。
【図６】第３実施形態に係る通信機装置のブロック図である。
【符号の説明】
２                圧電基板
２１，２２        基板端面
２１ａ，２２ａ    反射端面
２３，２４        溝
２３ａ，２４ａ    反射端面
３，４            ＩＤＴ
【図１】
0003705722.tif 000002
【図２】
0003705722.tif 000003
【図３】
0003705722.tif 000004
【図４】
0003705722.tif 000005
【図５】
0003705722.tif 000006
【図６】
0003705722.tif 000007