(57)【要約】【課題】  通過帯域内の微小リップルを抑制し、挿入損失が向上する弾性表面波装置を提供すること。【解決手段】  弾性表面波素子１４は、中央のＩＤＴ電極３の両端の信号用電極指と、ＩＤＴ電極２，４のＩＤＴ電極３側の端の信号用電極指との間の接地用電極指がｎ本であり、ＩＤＴ電極間で隣接する電極指の極性がＩＤＴ電極３を中心に対称である。弾性表面波素子１５は、中央のＩＤＴ電極６の一端の信号用電極指と、ＩＤＴ電極５の一端側の端の信号用電極指との間の接地用電極指の本数がｎ−１本で、ＩＤＴ電極６の他端の信号用電極指と、ＩＤＴ電極７の他端側の端の信号用電極指との間の接地用電極指の本数がｎ＋１本であり、ＩＤＴ電極間で隣接する電極指の極性がＩＤＴ電極間の電極指間ギャップの中心Ｃ，Ｄに対称である。ＩＤＴ電極の電極指ピッチがＩＤＴ電極６の中心の電極指間ギャップの中心Ｅに対称である。【選択図】  図１
2008136022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に、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、前記伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた３個のＩＤＴ電極と、それらの両側にそれぞれ配置され、前記伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極とを有する第１及び第２の弾性表面波素子が形成されており、前記第１及び第２の弾性表面波素子は不平衡信号端子に並列接続されているとともにそれぞれが平衡出力部または平衡入力部とされており、前記第１及び第２の弾性表面波素子のそれぞれの中央の前記ＩＤＴ電極に平衡信号端子が接続されている弾性表面波装置であって、
前記第１及び第２の弾性表面波素子のうち一方は、中央の前記ＩＤＴ電極の両端の信号用電極指と、中央の前記ＩＤＴ電極の両側の前記ＩＤＴ電極における中央の前記ＩＤＴ電極側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がそれぞれｎ本（ｎは１以上の整数）であるとともに、隣り合う前記ＩＤＴ電極間で互いに隣接する電極指の極性が中央の前記ＩＤＴ電極を中心にして対称的な配置とされており、さらに３個の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチが中央の前記ＩＤＴ電極の中心に位置する電極指を中心にして対称的な分布とされており、
前記第１及び第２の弾性表面波素子のうち他方は、中央の前記ＩＤＴ電極の一端の信号用電極指と、前記一端側で中央の前記ＩＤＴ電極に隣接する一方の前記ＩＤＴ電極の前記一端側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がｎ−１本で、中央の前記ＩＤＴ電極の他端の信号用電極指と、前記他端側で中央の前記ＩＤＴ電極に隣接する他方の前記ＩＤＴ電極の前記他端側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がｎ＋１本であるとともに、隣り合う前記ＩＤＴ電極間で互いに隣接する電極指の極性が隣り合う前記ＩＤＴ電極間の電極指間ギャップの中心に対して対称的な配置とされており、さらに前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチが中央の前記ＩＤＴ電極の中心に位置する電極指間ギャップの中心に対して対称的な分布とされていることを特徴する弾性表面波装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の弾性表面波素子のうちの一方における３個の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチの分布と、前記第１及び第２の弾性表面波素子のうちの他方における３個の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチの分布とが同じであることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の弾性表面波素子は、弾性表面波共振子を介して前記不平衡信号端子に並列接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の弾性表面波素子は、それらが隣り合う箇所における反射器電極が一体的に形成された１つの反射器電極からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の弾性表面波装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか記載の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【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、通過帯域外の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損失化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から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、弾性表面波フィルタに対してさらに挿入損失を改善させる要求が増大している。
【０００３】
このような広帯域化、低損失化を実現するために、例えば、圧電基板上に３つのＩＤＴ電極（Inter Digital Transducer）を設け、縦１次モードと縦３次モードを利用した２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電極の端部に電極指の狭ピッチ部を設けることにより、ＩＤＴ電極間におけるバルク波の放射損を低減して、共振モードの状態を制御することにより広帯域化及び低損失化が図られていた（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
また、近年、移動体通信機器等の小型化、軽量化及び低コスト化のために、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、不平衡入力−平衡出力型または平衡入力−不平衡出力型に構成できるようにするといった要求がある。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く、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、一般的に不平衡入力−不平衡出力型弾性表面波フィルタ（以下、不平衡型弾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との間に、不平衡−平衡変換器（以下、バランともいう）を挿入した回路構成を採っていた。同様に弾性表面波フィルタの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、前段と弾性表面波フィルタとの間にバランを挿入した回路構成となっていた。
【０００７】
現在、バランを削除するために、弾性表面波フィルタに不平衡−平衡変換機能または平衡−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−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−平衡変換機能の要求を満たすため、縦結合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、接続端子の一方を不平衡接続で入出力インピーダンスが５０Ω、他方を平衡接続で入出力インピーダンスが１００〜２００Ωに整合させるという要求が多い。
【０００８】
また、図８に示すように、両側を反射器電極２１０，２１１に挟まれた３個のＩＤＴ電極２０２，２０３，２０４を有する１段目の縦結合型二重モードフィルタのうち、中央のＩＤＴ電極２０３に不平衡端子２２１を接続し、その両側のＩＤＴ電極２０２，２０４がそれぞれ２段目のＩＤＴ電極２０５，２０７に縦続接続され、２段目の中央ＩＤＴ電極２０６を２分割して、逆位相にして平衡信号端子２２２，２２３に接続している。これにより、入力インピーダンス５０Ωの不平衡入力で、出力インピーダンス２００Ωの平衡出力である構成が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。なお、図８において、２１２，２１３は反射器電極である。
【０００９】
図９は、従来の平衡−不平衡変換機能を有する弾性表面波フィルタの電極構造を模式的に示す平面図である。圧電基板２０１上に並列接続させた弾性表面波フィルタ２１２，２１３を配置し、縦結合共振器型弾性表面波素子２１２，２１３は、それぞれ３個のＩＤＴ電極２０２，２０３，２０４及び２０５，２０６，２０７と、その両側に配置された反射器電極２０８，２０９及び２１０，２１１とから構成されている。
【００１０】
縦結合共振器型弾性表面波素子２１２，２１３は、並列接続されて不平衡信号端子２１４に接続されている。不平衡信号端子２１４に接続されたＩＤＴ電極２０２，２０４及びＩＤＴ電極２０５，２０７は、一対の互いに対向した櫛歯状電極に電界が印加され、弾性表面波を励振する。励振された弾性表面波が中央のＩＤＴ電極２０３，２０６に伝搬される。また、中央のＩＤＴ電極２０３の位相は、中央のＩＤＴ電極２０６の位相に対して１８０°異なった逆相となっており、最終的に中央のＩＤＴ電極２０３，２０６の一方の櫛歯状電極から平衡出力信号端子２１５，２１６へ信号が伝わり平衡出力される。このような構成により、平衡−不平衡変換機能を実現している。また、図８に示した２段縦続接続したタイプの縦結合共振器型弾性表面波フィルタと比べて、ＩＤＴ電極の電極指の交差幅を従来の半分まで小さくし、さらに、並列接続することにより、縦結合共振器型弾性表面波フィルタにおける抵抗損失を小さくすることができ、低損失な縦結合共振器型弾性表面波フィルタを実現することができる。（例えば、特許文献３を参照。）。
【特許文献１】特開２００２−９５８７号公報
【特許文献２】特開平１１−９７９６６号公報
【特許文献３】特開２００２−８４１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図９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−平衡変換機能を実現することができる。しかしながら、隣り合うＩＤＴ電極間で互いに隣接する電極指の極性、即ち隣接する電極指が信号用であるか接地用であるかの配置及び組合せ、及び各ＩＤＴ電極の電極指ピッチの分布により、図１０の通過帯域近傍の周波数特性に示すように、フィルタ特性における通過帯域内で微小リップル（図１０の矢印部）が発生するために、通過帯域内における挿入損失が劣化する問題点があった。
【００１２】
また、従来、弾性表面波フィルタを通過帯域外で高減衰量化させる手段として、弾性表面波の伝搬方向に沿って３個のＩＤＴ電極を近接配置し、その両側に反射器電極を配設した縦結合共振器型弾性表面波素子を複数段縦続接続して弾性表面波フィルタとする構成が広く用いられている。この構成を用いると、縦結合共振器型弾性表面波素子を複数段に縦続接続するため、通過帯域内の挿入損失が大きくなるが、通過帯域外を高減衰量化できる。しかし、この縦結合共振器型弾性表面波素子を複数段縦続接続した構成により、通過帯域幅の広い弾性表面波フィルタを得ようとすると、要求される挿入損失を向上させるには不充分であった。
【００１３】
また、特許文献１，２に開示されている弾性表面波装置では、ＩＤＴ電極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、肩特性が劣化して通過帯域の平坦な特性が得られない。また、ＩＤＴ電極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っていた。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、広帯域化しつつ、挿入損失を向上させるには不充分であった。
【００１４】
従って、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、弾性表面波フィルタの通過帯域におけるスパイク状のスプリアス（微小リップル）を改善して挿入損失特性が向上した、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弾性表面波装置及びそれを用いた通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に、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、前記伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた３個のＩＤＴ電極と、それらの両側にそれぞれ配置され、前記伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極とを有する第１及び第２の弾性表面波素子が形成されており、前記第１及び第２の弾性表面波素子は不平衡信号端子に並列接続されているとともにそれぞれが平衡出力部または平衡入力部とされており、前記第１及び第２の弾性表面波素子のそれぞれの中央の前記ＩＤＴ電極に平衡信号端子が接続されている弾性表面波装置であって、
前記第１及び第２の弾性表面波素子のうち一方は、中央の前記ＩＤＴ電極の両端の信号用電極指と、中央の前記ＩＤＴ電極の両側の前記ＩＤＴ電極における中央の前記ＩＤＴ電極側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がそれぞれｎ本であるとともに、隣り合う前記ＩＤＴ電極間で互いに隣接する電極指の極性が中央の前記ＩＤＴ電極を中心にして対称的な配置とされており、さらに３個の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチが中央の前記ＩＤＴ電極の中心に位置する電極指を中心にして対称的な分布とされており、
前記第１及び第２の弾性表面波素子のうち他方は、中央の前記ＩＤＴ電極の一端の信号用電極指と、前記一端側で中央の前記ＩＤＴ電極に隣接する一方の前記ＩＤＴ電極の前記一端側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がｎ−１本で、中央の前記ＩＤＴ電極の他端の信号用電極指と、前記他端側で中央の前記ＩＤＴ電極に隣接する他方の前記ＩＤＴ電極の前記他端側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がｎ＋１本であるとともに、隣り合う前記ＩＤＴ電極間で互いに隣接する電極指の極性が隣り合う前記ＩＤＴ電極間の電極指間ギャップの中心に対して対称的な配置とされており、さらに前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチが中央の前記ＩＤＴ電極の中心に位置する電極指間ギャップの中心に対して対称的な分布とされていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、前記第１及び第２の弾性表面波素子のうちの一方における３個の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチの分布と、前記第１及び第２の弾性表面波素子のうちの他方における３個の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチの分布とが同じであることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、前記第１及び第２の弾性表面波素子は、弾性表面波共振子を介して前記不平衡信号端子に並列接続されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、前記第１及び第２の弾性表面波素子は、それらが隣り合う箇所における反射器電極が一体的に形成された１つの反射器電極からなることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の通信装置は、上記本発明の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に、圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた３個のＩＤＴ電極と、それらの両側にそれぞれ配置され、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極とを有する第１及び第２の弾性表面波素子が形成されており、第１及び第２の弾性表面波素子は不平衡信号端子に並列接続されているとともにそれぞれが平衡出力部または平衡入力部とされており、第１及び第２の弾性表面波素子のそれぞれの中央のＩＤＴ電極に平衡信号端子が接続されている弾性表面波装置であって、
第１及び第２の弾性表面波素子のうち一方は、中央のＩＤＴ電極の両端の信号用電極指と、中央のＩＤＴ電極の両側のＩＤＴ電極における中央のＩＤＴ電極側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がそれぞれｎ本であるとともに、隣り合うＩＤＴ電極間で互いに隣接する電極指の極性が中央のＩＤＴ電極を中心にして対称的な配置とされており、さらに３個の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチが中央のＩＤＴ電極の中心に位置する電極指を中心にして対称的な分布とされており、
第１及び第２の弾性表面波素子のうち他方は、中央のＩＤＴ電極の一端の信号用電極指と、一端側で中央のＩＤＴ電極に隣接する一方のＩＤＴ電極の一端側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がｎ−１本で、中央のＩＤＴ電極の他端の信号用電極指と、他端側で中央のＩＤＴ電極に隣接する他方のＩＤＴ電極の他端側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がｎ＋１本であるとともに、隣り合うＩＤＴ電極間で互いに隣接する電極指の極性が隣り合うＩＤＴ電極間の電極指間ギャップの中心に対して対称的な配置とされており、さらにＩＤＴ電極の電極指ピッチが中央のＩＤＴ電極の中心に位置する電極指間ギャップの中心に対して対称的な分布とされていることから、以下の作用効果を奏する。
【００２１】
即ち、ＩＤＴ電極の隣接部分において電極指の極性配置が非対称の場合には、励振された弾性表面波の高次モードの分布が非対称となること、弾性表面波の励振フィールドが非対称になること、及び弾性表面波のＩＤＴ電極（励振電極）及び反射器電極において励振効率が悪くなることにより、微小リップルが発生するという問題が生じていたが、電極指が隣接する部分における接地端子に接続された電極指の本数を一定にし、２つの弾性表面波素子の電極指ピッチの対称性を確保した本発明の上記構成により、微小リップルが発生するという問題を解消できる。
【００２２】
本発明のように電極指の極性配置が対称性を有する場合には、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、ＩＤＴ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、局所的に微小リップルが発生するという問題が発生しない。
【００２３】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、第１及び第２の弾性表面波素子のうちの一方における３個のＩＤＴ電極の電極指ピッチの分布と、第１及び第２の弾性表面波素子のうちの他方における３個のＩＤＴ電極の電極指ピッチの分布とが同じであることにより、励振される弾性表面波の分布を２つの弾性表面波素子において対称にすることができ、そのため通過帯域内における微小リップルの発生をより有効に防止することができる。
【００２４】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、第１及び第２の弾性表面波素子は、弾性表面波共振子を介して不平衡信号端子に並列接続されていることにより、弾性表面波共振子を接続することで減衰極を形成することができ、また、電極指の周期を調整することにより要求される仕様を満たすように特性を制御できることができる。さらに、複数の弾性表面波共振子を接続するとともにそれらの電極指の周期を異なるように構成することにより、減衰極を複数形成するとともに減衰極の周波数位置を制御することができ、さらに高度に要求される仕様を満たす構成とすることができる。
【００２５】
また、インピーダンス５０Ωで不平衡信号端子に高周波信号が入力または出力された場合、インピーダンス５０Ωで第１及び第２の弾性表面波素子に接続することが難しく、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。しかしながら、初段が弾性表面波共振子（単一のＩＤＴ電極及び反射器電極から成る弾性表面波素子）の場合は、インピーダンス整合を容易に取ることができる。
【００２６】
また、本発明の弾性表面波素子は好ましくは、第１及び第２の弾性表面波素子は、それらが隣り合う箇所における反射器電極が一体的に形成された１つの反射器電極からなることにより、２つの弾性表面波素子で励振された弾性表面波が、一体的に形成された反射器電極において、位相がそれぞれプラス側、マイナス側で打ち消し合い、反射特性が良好になることにより、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。
【００２７】
本発明の通信装置は、上記いずれかの本発明の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことにより、従来より要求されていた厳しい挿入損失を満たすことができるものが得られ、消費電力が低減され、かつ感度が格段に良好な通信装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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にしつつ詳細に説明する。また、本発明の弾性表面波装置について、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構成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。
【００２９】
図１に、本発明の弾性表面波装置の電極構造について実施の形態の一例の平面図を示す。図１に示すように、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上１に、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、この伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた３個のＩＤＴ電極２〜７と、それらの両側にそれぞれ配置され、伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えた反射器電極８〜１１とを有する第１及び第２の弾性表面波素子１４，１５が形成されており、第１及び第２の弾性表面波素子１４，１５は不平衡信号端子２１に並列接続されているとともにそれぞれが平衡出力部または平衡入力部とされており、第１及び第２の弾性表面波素子１４，１５のそれぞれの中央のＩＤＴ電極３，６に平衡信号端子２２，２３が接続されている。
【００３０】
また、第１及び第２の弾性表面波素子１４，１５のうち一方（たとえば、弾性表面波素子１４）は、中央のＩＤＴ電極３の両端の信号用電極指と、中央のＩＤＴ電極３の両側のＩＤＴ電極２，４における中央のＩＤＴ電極３側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がそれぞれｎ本（図１の場合１本）であるとともに、隣り合うＩＤＴ電極間（ＩＤＴ電極２，３間、及びＩＤＴ電極３，４間）で互いに隣接する電極指の極性が中央のＩＤＴ電極３を中心にして対称的な配置とされている。
【００３１】
なお、対称的な配置とは、図１の弾性表面波素子１４に関していえば、ＩＤＴ電極３の中心Ａの軸（弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に沿った軸）に対して線対称とされた配置をいう。以下、同様とする。
【００３２】
ここで、平衡信号端子（平衡信号出力（入力）端子：信号ライン）に接続された電極指をＳ、接地端子に接続された電極指をＧとすると、例えば、第１の弾性表面波素子１４は、上記隣接箇所において、図の左側より、ＳＧＳ，ＳＧＳの配置であり、接地用電極指の本数がそれぞれ１本である。さらに、図１（ｂ）に示すように、３個のＩＤＴ電極２〜４の電極指ピッチが中央のＩＤＴ電極３の中心Ａに位置する電極指を中心にして対称的な分布とされている。なお、図１（ｂ）において、縦軸の電極指ピッチｐ（Ｘ）の単位はμｍである。また図２（ｂ）〜図５（ｂ）においても同様である。
【００３３】
また、第１及び第２の弾性表面波素子１４，１５のうち他方（たとえば、弾性表面波素子１５）は、中央のＩＤＴ電極６の一端の信号用電極指と、その一端側で中央のＩＤＴ電極６に隣接する一方のＩＤＴ電極５の一端側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がｎ−１本（図１の場合０本）で、中央のＩＤＴ電極６の他端の信号用電極指と、その他端側で中央のＩＤＴ電極６に隣接する他方のＩＤＴ電極７の他端側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がｎ＋１本（図１の場合２本）であるとともに、隣り合うＩＤＴ電極間（ＩＤＴ電極５，６間、及びＩＤＴ電極６，７間）で互いに隣接する電極指の極性が隣り合うＩＤＴ電極間（ＩＤＴ電極５，６間、及びＩＤＴ電極６，７間）の電極指間ギャップの中心Ｃ，Ｄに対して対称的な配置とされている。
【００３４】
例えば、第２の弾性表面波素子１５は、上記隣接箇所において、図の左側より、ＧＳＳＧ，ＳＧＧＳの配置であり、中央のＩＤＴ電極６の一端の信号用電極指と、その一端側で中央のＩＤＴ電極６に隣接する一方のＩＤＴ電極５の一端側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がｎ−１本、つまり１−１＝０本であり、中央のＩＤＴ電極６の他端の信号用電極指と、他端側で中央のＩＤＴ電極６に隣接する他方のＩＤＴ電極７の他端側の端の信号用電極指との間に配置された接地用電極指の本数がｎ＋１本、つまり１＋１＝２本となっている。
【００３５】
さらに、図１（ｂ）に示すように、ＩＤＴ電極の電極指ピッチが中央のＩＤＴ電極６の中心に位置する電極指間ギャップの中心Ｅに対して対称的な分布とされている。
【００３６】
ｎはできるだけ小さい方がよく、その場合入出力信号による振動（弾性表面波の腹に相当する振動）ではない振動（弾性表面波の節に相当する振動）をする接地用電極指が減るので、低域側の減衰の急峻度に優れ、帯域幅も広くなる。従って、ｎは１〜３が好適である。ｎが３を超えると、入出力信号による振動（弾性表面波の腹に相当する振動）ではない振動（弾性表面波の節に相当する振動）をする接地用電極指が増加するため、低域側の減衰の急峻度が劣化し、帯域幅も狭くなる。
【００３７】
２つの弾性表面波素子１４，１５の電極指ピッチの対称性を確保した本発明の上記構成により、通過帯域内に発生する微小リップルの問題を解消できる。即ち、本発明のように電極指の極性配置が対称性を有する場合、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、ＩＤＴ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、局所的に微小リップルが発生する問題が発生しない。
【００３８】
また、本発明の弾性表面波装置は、上記の構成において好ましくは、第１及び第２の弾性表面波素子１４，１５のうちの一方における３個のＩＤＴ電極の電極指ピッチの分布と、第１及び第２の弾性表面波素子１４，１５のうちの他方における３個のＩＤＴ電極の電極指ピッチの分布とが同じであることにより、励振される弾性表面波の分布を２つの弾性表面波素子１４，１５において対称にすることができ、そのため通過帯域内における微小リップルの発生をより有効に防止することができる。
【００３９】
なお、電極指ピッチの分布が同じであるとは、フォトリソグラフィ法による電極指のパターン形成の精度（約０．１μｍ以下）の範囲内において同じであればよい。その場合、励振される弾性表面波の分布が実質的に同じになる。
【００４０】
図２に、本発明の弾性表面波装置の電極構造について実施の形態の他例の平面図を示す。図２に示すように、第１及び第２の弾性表面波素子１４，１５は、弾性表面波共振子１６を介して不平衡信号端子２１に並列接続されていることがよい。これにより、弾性表面波共振子１６を接続することで減衰極を形成することができ、電極指の周期を調整することにより要求される仕様を満たすように特性を制御することができる。さらに、複数の弾性表面波共振子１６を接続してそれらの電極周期を異なるように構成することにより、減衰極を複数形成するとともに減衰極の周波数位置を制御することができ、さらに高度に要求される仕様を満たす設計ができる。
【００４１】
また、インピーダンス５０Ωで不平衡信号端子２１に高周波信号が入力または出力された場合、インピーダンス５０Ωで第１及び第２の弾性表面波素子１４，１５に接続することが難しく、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。しかしながら、本発明のように初段が弾性表面波共振子（単一のＩＤＴ電極及び反射器電極から成る弾性表面波素子）１６である場合、インピーダンス整合を容易に取ることができる。
【００４２】
図３に、本発明の弾性表面波装置の電極構造について実施の形態の他例の平面図を示す。図３に示すように、第１及び第２の弾性表面波素子１４，１５は、それらが隣り合う箇所における反射器電極３０が一体的に形成された１つの反射器電極３０からなるものであることがよい。この構成により、２つの弾性表面波素子１４，１５で励振された弾性表面波が、一体的に形成された反射器電極３０において、位相がそれぞれプラス側、マイナス側で打ち消し合い、反射特性が良好になることにより、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、弾性表面波フィルタのフィルタ特性において厳しく要求されている、通過帯域内の挿入損失をさらに改善した弾性表面波フィルタを提供することができる。
【００４３】
図４に、本発明の弾性表面波装置の電極構造について実施の形態の他例の平面図を示す。図４に示すように、弾性表面波の伝搬方向において隣り合うＩＤＴ電極の間に、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に長い電極指から成る反射器電極（中間反射器電極）が配設されていることがよい。即ち、ＩＤＴ電極２，３間に反射器電極６１が、ＩＤＴ電極３，４間に反射器電極６２が、ＩＤＴ電極５，６間に反射器電極６３が、ＩＤＴ電極６，７間に反射器電極６４が、それぞれ配設されている。この構成により、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小さくすることができ、良好な振幅平衡度特性を得ることができる。
【００４４】
図５に、本発明の弾性表面波装置の電極構造について実施の形態の他例の平面図を示す。図５に示すように、弾性表面波素子５２，５３がそれぞれ、第１及び第２の弾性表面波素子１４，１５に縦続接続されていることがよい。この構成により、弾性表面波装置の通過特性において、局所的に微小リップルが発生する問題が発生しない。さらに、弾性表面波素子５２，５３が縦続接続されていることにより、良好な通過帯域外の減衰特性を得ることができる。
【００４５】
なお、図５において、４２〜４４，４５〜４７はＩＤＴ電極、４８〜５１は反射器電極である。
【００４６】
なお、ＩＤＴ電極２〜７，反射器電極８〜１１，１７，１８，３０，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、図においてはそれら形状を簡略化して図示している。
【００４７】
また、弾性表面波フィルタ用の圧電基板１としては、３６°±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カット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は電気機械結合係数が大きく、かつ、周波数温度係数が小さいため圧電基板１として好ましい。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程度がよく、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い。
【００４８】
また、ＩＤＴ電極及び反射器電極は、ＡｌもしくはＡｌ合金（Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｔｉ系）からなり、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０．１〜０．５μｍ程度とすることが、弾性表面波フィルタとしての所期の特性を得る上で好適である。
【００４９】
さらに、本発明に係る弾性表面波フィルタの電極及び圧電基板１上の弾性表面波の伝搬部に、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ｓｉ，Ａｌ２Ｏ３を保護膜として形成して、導電性異物による通電防止や耐電力向上を図ることもできる。
【００５０】
また、本発明の弾性表面波フィルタを通信装置９０（図１１）に適用することができる。即ち、少なくとも受信回路及び送信回路の一方を備え、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。例えば、図１１に示すように、送信回路から出力された送信信号をミキサでキャリア周波数にのせて、不要信号をバンドパスフィルタ（弾性表面波フィルタ）９１で減衰させ、その後、パワーアンプ９２で送信信号を増幅して、アイソレータ９３を通してデュプレクサ９４を通ってアンテナ９９より送信することができる送信回路を備えた通信装置、または、受信信号をアンテナ９９で受信し、デュプレクサ９４を通った受信信号をローノイズアンプ９５で増幅し、その後、バンドパスフィルタ（弾性表面波フィルタ）９６で不要信号を減衰して、パワーアンプ９７で受信信号を増幅し、ミキサ９８でキャリア周波数から信号を分離し、この信号を取り出す受信回路へ伝送するような受信回路を備えた通信装置に適用可能である。したがって、本発明の弾性表面波装置を採用すれば、弾性表面波装置の挿入損失が改善されたため、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１】
【００５１】
本発明の実施例について以下に説明する。
【００５２】
図１に示す弾性表面波装置を具体的に作製した実施例１について説明する。３８．７°ＹカットのＸ方向伝搬とするＬｉＴａＯ３単結晶からなる圧電基板（多数個取り用の母基板）１上に、Ａｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）による微細電極パターンを形成した。
【００５３】
また、各電極のパターン作製には、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。
【００５４】
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圧電基板１の乾燥を行った後、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Ａｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金を用いた。このときの金属層の厚みは約０．１８μｍとした。
【００５５】
次に、金属層上にフォトレジストを約０．５μｍの厚みにスピンコートし、縮小投影露光装置により、所望形状にパターニングを行い、現像装置によっ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い、パターニングを終了し、弾性表面波素子を構成する各電極のパターンを得た。
【００５６】
この後、電極の所定領域上に保護膜を形成した。即ち、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置により、各電極のパターン及び圧電基板１上にＳｉＯ２を約０．０２μｍの厚みで形成した。
【００５７】
その後、フォトリソグラフィによりパターニングを行い、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Ａｌを主体とするパッド電極を成膜した。このときのパッド電極の膜厚は約１．０μｍとした。その後、フォトレジスト及び不要箇所のＡｌをリフトオフ法により同時に除去し、弾性表面波装置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形成するためのパッド電極を完成した。
【００５８】
次に、上記パッド電極上にＡｕからなるフリップチップ用の導体バンプをバンプボンディング装置を使用して形成した。導体バンプの直径は約８０μｍ、その高さは約３０μｍであった。
【００５９】
次に、圧電基板１に分割線に沿ってダイシング加工を施し、各弾性表面波装置（チップ）ごとに分割した。その後、各チップをフリップチップ実装装置にて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た。その後、Ｎ２雰囲気中でベーキングを行い、パッケージ化された弾性表面波装置を完成した。パッケージは、セラミック層を多層積層して成る２．５×２．０ｍｍ角の積層構造のものを用いた。
【００６０】
また、比較例１のサンプルとして、図９に示す構成の弾性表面波装置を、上記実施例１と同様にして作製した。比較例１の弾性表面波装置は、第１の弾性表面波素子２１２において、隣り合うＩＤＴ電極間（ＩＤＴ電極２０２，２０３間、及びＩＤＴ電極２０３，２０４間）で、互いに隣接する電極指の極性が中央のＩＤＴ電極２０３を中心にして非対称的な配置とされた構成であって、接地端子に接続された電極指の本数が図１の構成とは異なっており、第１の弾性表面波素子２１２において、３個のＩＤＴ電極２０２〜２０４の電極指ピッチが中央のＩＤＴ電極２０３の中心に位置する電極指を中心にして非対称的な分布とされている。また、第２の弾性表面波素子２１３において、隣り合うＩＤＴ電極間（ＩＤＴ電極２０５，２０６間、及びＩＤＴ電極２０６，２０７間）で互いに隣接する電極指の極性が、隣り合うＩＤＴ電極間（ＩＤＴ電極２０５，２０６間、及びＩＤＴ電極２０６，２０７間）の電極指間ギャップの中心に対して非対称的な配置とされている。
【００６１】
また、比較例１の弾性表面波装置の上記以外の構成は、本実施例である図１に示す弾性表面波装置の構成と同様である。
【００６２】
次に、本実施例１及び比較例１の弾性表面波装置について、それぞれ特性測定を行った。０ｄＢｍの信号を入力し、周波数１６４０〜２１４０ＭＨｚ、測定ポイントを８０１ポイントの条件において、通過帯域の通過特性（挿入損失）を測定した。サンプル数は３０個、測定機器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ー社製「Ｅ５０７１Ａ」）である。
【００６３】
測定の結果得られた、通過帯域近傍の周波数特性のグラフを図６に示す。図６は、フィルタの伝送特性を表す通過帯域の通過特性（挿入損失）の周波数依存性を示すグラフである。本実施例１の弾性表面波装置のフィルタ特性は非常に良好であった。即ち、図６の実線で示すように、本実施例１の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ず、挿入損失が向上した良好なフィルタ特性が得られた。
【００６４】
一方、図６の破線で示すように、比較例１の弾性表面波装置の通過帯域内には微小リップルが発生し、挿入損失が劣化した。
【実施例２】
【００６５】
実施例２として、図３の構成の弾性表面波装置を実施例１と同様の方法で作製し、評価した。
【００６６】
また、比較例２として、図３の構成において、第１及び第２の弾性表面波素子１４，１５の両方が、ＩＤＴ電極２〜４及び５〜７の電極指ピッチが、中央のＩＤＴ電極３，６の中心に位置する電極指を中心にして対称的な分布とされたものを作製した。
【００６７】
次に、本実施例２及び比較例２の弾性表面波装置について、それぞれ特性測定を行った。０ｄＢｍの信号を入力し、周波数１６４０〜２１４０ＭＨｚ、測定ポイントを８０１ポイントの条件において、通過帯域の通過特性（挿入損失）を測定した。サンプル数は３０個、測定機器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ー社製「Ｅ５０７１Ａ」）である。
【００６８】
測定の結果得られた、通過帯域近傍の周波数特性のグラフを図７に示す。実施例１の場合と同様に、図７の実線で示すように、本実施例２の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ず、挿入損失が向上した良好なフィルタ特性が得られた。
【００６９】
一方、図７の破線で示すように、比較例２の弾性表面波装置の通過帯域内には微小リップルが発生し、挿入損失が劣化した。
【００７０】
以上より、本発明の弾性表面波装置によれば、通過帯域内に発生する微小リップルの発生を抑制して、挿入損失を向上した弾性表面波装置を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）は本発明の弾性表面波装置について実施の形態の１例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の弾性表面波装置の電極指位置と電極指ピッチとの関係を示すグラフである。
【図２】（ａ）は本発明の弾性表面波装置について実施の形態の他例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の弾性表面波装置の電極指位置と電極指ピッチとの関係を示すグラフである。
【図３】（ａ）は本発明の弾性表面波装置について実施の形態の他例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の弾性表面波装置の電極指位置と電極指ピッチとの関係を示すグラフである。
【図４】（ａ）は本発明の弾性表面波装置について実施の形態の他例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の弾性表面波装置の電極指位置と電極指ピッチとの関係を示すグラフである。
【図５】（ａ）は本発明の弾性表面波装置について実施の形態の他例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の弾性表面波装置の電極指位置と電極指ピッチとの関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例１の弾性表面波装置及び比較例１の弾性表面波装置の通過帯域及びその近傍における挿入損失の周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図７】本発明の実施例２の弾性表面波装置及び比較例２の弾性表面波装置の通過帯域及びその近傍における挿入損失の周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図８】従来の弾性表面波装置の電極構造の１例を模式的に示す平面図である。
【図９】従来例（比較例１）の弾性表面波装置の電極構造の１例を模式的に示す平面図である。
【図１０】従来の弾性表面波装置の通過帯域及びその近傍における挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の通信装置のブロック回路図である。
【符号の説明】
【００７２】
１：圧電基板
１４：第１の弾性表面波素子
１５：第２の弾性表面波素子
１６：弾性表面波共振子
５２，５３：縦続接続された弾性表面波素子
２〜７，４２〜４７：ＩＤＴ電極
８〜１１，１７，１８，４８〜５１，６１〜６４：反射器電極
２１：不平衡信号端子
２２，２３：平衡信号端子
【図１】
2008136022.tif 000003
【図２】
2008136022.tif 000004
【図３】
2008136022.tif 000005
【図４】
2008136022.tif 000006
【図５】
2008136022.tif 000007
【図６】
2008136022.tif 000008
【図７】
2008136022.tif 000009
【図８】
2008136022.tif 000010
【図９】
2008136022.tif 000011
【図１０】
2008136022.tif 000012
【図１１】
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