(57)【要約】【課題】圧電ウエハの切り欠き部に垂直な方向と、そのウエハから切り出された長方形の圧電基板の長辺の方向とが同じである圧電基板上に弾性表面波の伝播効率の良い電極配置をもつ、小型の弾性表面波装置を提供する。【解決手段】１枚の圧電基板２上に、くし型電極Ｓから離れるにつれて電極指が短くなる構造の反射器Ｒａ、Ｒｂを備えた弾性表面波フィルタ素子３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂからなる弾性表面波フィルタ素子３、４を圧電基板２の長辺方向に対して所定の角度もって、各弾性表面波フィルタ素子が前記圧電基板の長辺に垂直な方向において接触することなく重なるように近接配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形の圧電基板上に、くし型電極対と、該くし型電極対の両側に設けられた反射器とを有する弾性表面波素子を複数個配置した構造の弾性表面波デバイスであって、
前記反射器は、前記くし型電極対を離れるにつれて反射器を構成するグレーティングが短くなる構造を備えており、
前記弾性表面波素子は、前記圧電基板の一辺と前記くし型電極対を構成する電極指の法線とが所定の角度θ１（θ１は０ではない）を有し、且つ各弾性表面波素子の反射器が前記圧電基板の一辺と平行な方向について互いに接触することなく重なるように近接配置されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項２】
前記圧電基板は、一部に切り欠き部を有する圧電ウエハより矩形上に切り出されたものであって、前記切り欠き部と平行な辺を備えていることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項３】
前記角度θ１を８°以上１５°未満としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の弾性表面波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波装置に関し、特に同一の長方形の圧電基板上に複数の弾性表面波フィルタ素子の電極を、所定の角度をもたせて効率よく配置することによって小型化することができる弾性表面波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、弾性表面波装置は、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を有することから、移動体通信分野、特に、携帯電話等に多く用いられている。
図２（ａ）は、従来の１次−３次縦結合型二重モード弾性表面波フィルタ（以下、二重モードＳＡＷフィルタという）の電極配置例を示す平面図である。
同図に示されるように、二重モードＳＡＷフィルタ１０は、圧電基板１１の主面上に表面波の主たる伝搬方向に沿って３つのくし型電極対（以下、ＩＤＴ電極という）１２、１３、１４を近接配置すると共に、これらの両側に正規型反射器１５ａ、１５ｂを配置して構成したものである。
【０００３】
前記ＩＤＴ電極１２、１３、１４はそれぞれ互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対のくし型の電極により構成され、ＩＤＴ電極１２の一方のくし形の電極は入力端（ＩＮ）に接続され、他方のくし形の電極は接地される。一方、ＩＤＴ電極１３、１４の一方のくし形電極は互いに連結されて出力端子（ＯＵＴ）に接続されると共に、他方のくし形電極は接地される。
【０００４】
同図に示される二重モードＳＡＷフィルタ１０の動作は、周知のように、ＩＤＴ電極１２、１３、１４によって励起される複数の表面波が反射器１５ａ、１５ｂの間に閉じ込められて音響結合し、電極パターンにより１次と３次の２つの縦共振モードが強勢に励振されるため、適当な終端を施すことによりこれらの２つのモードを利用した二重モードＳＡＷフィルタとして動作する。
【０００５】
上記の電極構造を有する二重モードＳＡＷフィルタは、ＩＤＴ電極の対数を増やすことによって振動エネルギを大きくして弾性表面波の伝播効率を高め、また、反射器の電極指の本数を多くすることによって弾性表面波の反射効率を高めることができ、優れた特性を有する二重モードＳＡＷフィルタを構成することができる。
【０００６】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す二重モードＳＡＷフィルタを２つ縦続接続した２段縦続接続二重モードＳＡＷフィルタの電極配置例を示す平面図である。
同図に示されるように、本２段縦続接続二重ＳＡＷフィルタ２０は、圧電基板２１の主面上に表面波の主たる伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極２２、２３、２４を近接配置すると共に、これらの両側に反射器２５ａ、２５ｂを配置した二重モードＳＡＷフィルタ素子２０ａと、前記二重モードＳＡＷフィルタ素子２０ａと同じ構成のＩＤＴ電極２２'、２３'、２４'及び反射器２５ａ'、２５ｂ'を備えた他の二重モードＳＡＷフィルタ素子２０ｂを縦続に接続した構成を有する。
【０００７】
そして、この２段縦続接続二重ＳＡＷフィルタ２０は、前述のようにＩＤＴ電極の対数を増やし、また、反射器の電極指の本数を多くすることによって高い伝送効率をもつとともに、２段縦続に接続することによって通過域近傍において急峻な減衰傾度と大きな保証減衰量をもつフィルタ構成となっている。
【０００８】
携帯端末等の高機能化に伴う要求によって、例えば、図３（ａ）に示すように、１枚の圧電基板上に図２（ｂ）に示す２段縦続接続二重ＳＡＷフィルタを２つ備えた弾性表面波装置を構成する場合がある。
同図に示すように、本弾性表面波装置３０は、圧電基板３１上に、第１の二重モードＳＡＷフィルタ素子３２ａと第２の二重モードＳＡＷフィルタ素子３２ｂとから成る２段縦続接続二重ＳＡＷフィルタ３２と、第３の二重モードＳＡＷフィルタ素子３３ａと第４の二重モードＳＡＷフィルタ素子３３ｂとから成る他の２段縦続接続二重ＳＡＷフィルタ３３と、を構成したものである。
【０００９】
なお、同図の各二重ＳＡＷフィルタ素子のＩＤＴ電極及び反射器電極は、それぞれ簡略のため、図３（ｂ）に示すように、各電極部分の輪郭線（この場合、輪郭は長方形となる）で示しており、それぞれの二重ＳＡＷフィルタ素子３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂは長方形で表される。以降の説明においても、各電極部分は同様に輪郭線で示すものとする。
【００１０】
同図に示す弾性表面波装置３０は小型化のため、例えば、それぞれが７００×１５０（μｍ）の大きさの二重モードＳＡＷフィルタ素子３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂを他の付属のパターン電極と共に大きさが１,５００×１,１００（μｍ）の１枚の圧電基板３１上に構成したものである。
【特許文献１】特開２００４−４８２４０号公報
【特許文献２】特開２０００−１９６３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図４（ａ）は、図３（ａ）の回路構成であって、これを更に小型化した弾性表面波装置の電極配置例を示す平面図である。同図に示すように、本例の弾性表面波装置４０は、１枚の圧電基板４１上に、二重モードＳＡＷフィルタ素子４２ａ、４２ｂとから成る２段縦続接続二重ＳＡＷフィルタ４２と、二重モードＳＡＷフィルタ素子４３ａ、４３ｂとから成る２段縦続接続二重ＳＡＷフィルタ４３と、で構成される。
そして、前記二重モードＳＡＷフィルタ素子４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂをその長方形の電極輪郭の長辺の方向と前記圧電基板４１の長辺の方向との間に所定の角度をもたせて、互いの電極が接触しないように、且つ圧電基板４１の長辺に垂直な方向に対して重なるように近接配置したものである。
【００１２】
この場合、同図（ｂ）に示すように、例えば二重モードＳＡＷフィルタ素子４２ｂ、４３ｂの長方形の長辺の方向（電極指の法線方向：Ｆ−Ｆ'）と圧電基板の長辺方向（Ｘ−Ｘ'）との間の角度はθ１＝１５°である。
長方形の二重モードＳＡＷフィルタ素子を、前記のように圧電基板の長辺方向に対して傾きをもたせて重なるように近接配置するためには、前記角度θ１と、二重モードＳＡＷフィルタ素子の長方形の長辺の方向（Ｆ−Ｆ'）とその対角線の方向（Ｇ−Ｇ'）との間の角度θ２との間に、θ１＞θ２の関係が必要である。前記二重モードＳＡＷフィルタ素子４２ｂ、４３ｂにおいてはθ２＝１２°である。
【００１３】
通常、弾性表面波装置の電極を形成する長方形の圧電基板は、圧電基板を切り出す圧電ウエハに設けられた該圧電ウエハの結晶方位を示す切り欠き部（オリエンテイション・フラット）に垂直な方向を前記長方形の圧電基板の長辺の方向とするのが一般的である。
即ち、前記切り欠き部は、圧電ウエハ上における表面波の最良の伝播方向を示すガイドとなるものであって、上記のように切り出された圧電基板の長辺の方向と、その基板上に形成された弾性表面波装置のＩＤＴ電極による弾性表面波の主たる伝播方向と、が同じの場合に、弾性表面波の伝播効率が最良となる。
このため、図４のように、圧電基板４１の長辺の方向と二重モードＳＡＷフィルタ素子４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂの長辺の方向との間に１５°の大きな角度がある場合は、ＩＤＴ電極における弾性表面波の励振効率が低下して、フィルタの挿入損失が増大するという問題があった。
【００１４】
上記問題に対して、圧電ウエハの切り欠き部に垂直な方向と弾性表面波装置のＩＤＴ電極による弾性表面波の主たる伝播方向とが同じ方向であって、小型化された弾性表面波装置の例が、特開２００４−４８２４０号公報に示されている。
この弾性表面波装置は、圧電ウエハ上にＩＤＴ電極による弾性表面波の伝播方向が、該圧電ウエハの切り欠き部に垂直な方向と同じ方向になるようにＳＡＷフィルタ素子の電極を形成した後に、前記圧電ウエハから切り出される長方形の圧電基板の長辺の方向と、前記ＳＡＷフィルタ素子のＩＤＴ電極による弾性表面波の主たる伝播方向と、の間の角度を大きくすることによって、表面波装置を小型化するものである。
【００１５】
しかしながら、弾性表面波装置の圧電基板は、通常、圧電ウエハに設けられた切り欠き部を基準にして、これに垂直な方向を長辺として切り出される長方形の圧電基板に、前記圧電基板の長方形の長辺の方向と弾性表面波のＩＤＴ電極による主たる弾性表面波の伝播方向とが同一方向となるように電極を配設する製造工程が設定されるのが一般的である。
このため、前記特開２００４−４８２４０号公報に示された製造方法によれば、従来の製造工程を変更しなければならず、コスト高となるという問題があった。
本発明は、上記問題の解決のためになされたものであって、圧電ウエハの切り欠き部に垂直な方向と、そのウエハから切り出された長方形の圧電基板の長辺の方向とが同じである圧電基板上に弾性表面波の伝播効率の良い電極配置をもつ、小型の弾性表面波装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、請求項１の発明においては、矩形の圧電基板上に、くし型電極対と、該くし型電極対の両側に設けられた反射器とを有する弾性表面波素子を複数個配置した構造の弾性表面波デバイスであって、前記反射器は、前記くし型電極対を離れるにつれて反射器を構成するグレーティングが短くなる構造を備えており、前記弾性表面波素子は、前記圧電基板の一辺と前記くし型電極対を構成する電極指の法線とが所定の角度θ１（θ１は０ではない）を有し、且つ各弾性表面波素子の反射器が前記圧電基板の一辺と平行な方向について互いに接触することなく重なるように近接配置されていることを特徴とする。
また、請求項２の発明においては、請求項１に記載の弾性表面波デバイスであって、前記圧電基板は、一部に切り欠き部を有する圧電ウエハより矩形上に切り出されたものであって、前記切り欠き部と平行な辺を備えていることを特徴とする。
さらに、請求項３の発明においては、請求項１または請求項２に記載の弾性表面波デバイスであって、前記角度θ１を８°以上１５°未満としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、１枚の圧電基板上に複数の弾性表面波フィルタ素子で構成される弾性表面波装置を構成する場合に、前記各弾性表面波フィルタ素子をくし型電極から離れるにつれて電極指が短くなる構造の反射器を備えた弾性表面波フィルタ素子とし、これらの弾性表面波フィルタ素子を圧電基板の長辺方向に対して所定の角度もって近接配置する構成とした。
これによって、正規型の反射器を備えた場合に比べて、圧電基板の短辺方向の長さを短くでき、小型で且つ減衰特性の優れた弾性表面波フィルタ装置を提供する上で著効を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を図面に示した実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係わる弾性表面波装置の実施の一形態例を示す図で、（ａ）は電極配置を示す平面図、（ｂ）は弾性表面波装置を構成する２重モードＳＡＷフィルタ素子の詳細な電極の平面図、（ｃ）は（ａ）で隣接する２つの２重モードＳＡＷフィルタ素子の配置を示す平面図である。
同図（ａ）に示すように、本実施例の弾性表面波装置１は、１枚の矩形の圧電基板２上に第１の２重モードＳＡＷフィルタ素子３ａと第２の２重モードＳＡＷフィルタ素子３ｂとから成る２段縦続接続２重モードＳＡＷフィルタ３と、第３の２重モードＳＡＷフィルタ素子４ａと第４の２重モードＳＡＷフィルタ素子４ｂとから成る他の２段縦続接続２重モードＳＡＷフィルタ４と、で構成される。
【００１９】
前記２重モードＳＡＷフィルタ素子３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂは、それぞれ同図（ｂ）に示されるように、複数のＩＤＴ電極（くし型電極対）Ｓと反射器Ｒａ、Ｒｂとから成り、前記反射器Ｒａ、Ｒｂは、本発明の特徴である前記ＩＤＴ電極から離れるにつれてそのグレーティング電極が短くなる楔形の構造を有している。
【００２０】
上記構造の２重モードＳＡＷフィルタ素子３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂを同図（ａ）のように配置することによって、図１（ｃ）に示すように圧電基板１の長辺の方向（ＳＡＷの伝播効率の優れた方向：Ｘ−Ｘ'）と２重モードＳＡＷフィルタ素子の長辺の方向（電極指の法線方向：Ｈ−Ｈ'）との間の角度はθ１＝８°となる。
この結果、図４（ａ）の構成の場合と比べて圧電基板の短辺の方向の長さが短くなり弾性表面波装置１を小型化することができるとともに、圧電基板の長辺の方向、即ち圧電ウエハの切り欠き部に垂直な方向により近くなるため、ＩＤＴ電極による主たる弾性表面波の伝播効率が高くなる。
また、図１（ｃ）の場合、圧電基板の長辺方向（Ｘ−Ｘ'）との間の角度θ１を、８°〜１５°の間に設定することで、隣接する２重モードＳＡＷフィルタ素子３ａ、４ｂあるいは３ｂ、４ｂ間の互いの電極の重なりの程度を深くして、図４（ａ）のものより圧電基板の長辺の方向の長さを短くして小型化することができる。
【００２１】
なお、図１（ｂ）のＩＤＴ電極から離れるにつれてその電極指が短くなる楔形の電極構造の反射器Ｒａ、Ｒｂを備えた２重モードＳＡＷフィルタは、特許公報特開２０００−１９６３９９号に示された２重モードＳＡＷフィルタと同じ構造のものであって、同公報に示されているように、同フィルタの通過帯域の低域側の減衰量を改善する効果をもつものである。
したがって、図１（ｂ）の２重モードＳＡＷフィルタ素子で構成した弾性表面波装置１は小型で性能の優れた弾性表面波フィルタ装置を提供することができる。
なお、本実施例では、弾性表面波フィルタを構成する場合を示したが、本発明は、これのみに限定されるものではなく、１つのＩＤＴ電極とその両側に配置される反射器とで構成されるあらゆるタイプのＳＡＷ共振子に適用しても同じように効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係わる弾性表面波フィルタ装置の実施の一形態例を示す図で、（ａ）は電極配置を示す平面図、（ｂ）は２重モードＳＡＷフィルタ素子の詳細な電極の平面図、（ｃ）は（ａ）において隣接する２つの２重モードＳＡＷフィルタ素子間の配置を示す平面図。
【図２】従来の１次−３次縦結合型二重モード弾性表面波フィルタ（以下、二重モードＳＡＷフィルタという）の電極配置例を示す平面図。
【図３】（ａ）は２段縦続接続の二重モードＳＡＷフィルタを２つ備えたＳＡＷフィルタ装置の電極配置例を示す平面図、（ｂ）はフィルタ電極を輪郭線で示したときの説明図。
【図４】図３（ａ）の回路構成であって、これを更に小型化したＳＡＷフィルタ装置の電極配置例を示す平面図。
【符号の説明】
【００２３】
１・・弾性表面波装置、２・・圧電基板、３・・２段縦続接続の２重モードＳＡＷフィルタ、
３ａ、３ｂ・・２重モードＳＡＷフィルタ素子、
４・・２段縦続接続の２重モードＳＡＷフィルタ、４ａ・・２重モードＳＡＷフィルタ素子、
４ｂ・・２重モードＳＡＷフィルタ素子、１０・・二重モードＳＡＷフィルタ素子、
１１・・圧電基板、１２、１３、１４・・くし型電極対（ＩＤＴ電極）、
１５ａ、１５ｂ・・反射器、２０・・２段縦続接続二重ＳＡＷフィルタ、
２０ａ、２０ｂ・・二重モードＳＡＷフィルタ素子２１・・圧電基板、
２２、２２'、２３、２３'、２４、２４'・・くし型電極対（ＩＤＴ電極）、
２５ａ、２５ａ'、２５ｂ、２５ｂ'・・反射器、３０・・弾性表面波装置、３１・・圧電基板、
３２・・２段縦続接続二重ＳＡＷフィルタ、３２ａ、３２ｂ・・二重モードＳＡＷフィルタ素子、
３３・・２段縦続接続二重ＳＡＷフィルタ、３３ａ、３３ｂ・・二重モードＳＡＷフィルタ素子、
４０・・弾性表面波装置、４１・・圧電基板、４２・・２段縦続接続二重ＳＡＷフィルタ、
４２ａ、４２ｂ・・二重モードＳＡＷフィルタ素子、４３・・２段縦続接続二重ＳＡＷフィルタ、
４３ａ、４３ｂ・・二重モードＳＡＷフィルタ素子、
Ｒａ、Ｒｂ・・反射器、Ｓ・・くし型電極（ＩＤＴ電極）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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