(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板の主面上に形成された励振電極により弾性表面波を励振する弾性表面波素子であって、
前記励振電極を有し、互いの弾性表面波の伝搬方向が平行な第１及び第２の弾性表面波共振子と、
信号の入力を行う第１及び第２の入力端子と、
信号の出力を行う第１及び第２の出力端子とを備えており、
前記第１の弾性表面波共振子の励振電極と、前記第２の弾性表面波共振子の励振電極とは、前記弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に対して重ならないように配置され、
前記各励振電極は、対向配置した一対のバスバーと、前記各バスバーから延びる弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に櫛歯状の電極指とを有しており、
前記第１の弾性表面波共振子は、
前記一対のバスバーのうちの一方が、少なくとも２つに分割され、該分割されたバスバー同士は弾性表面波の伝搬方向と平行な方向に沿って一列に配列され、
前記２つに分割されたバスバーのうち、前記第２の弾性表面波素子から遠い位置に配置されたバスバーは前記圧電基板の主面上に形成された平面配線により前記第１の出力端子に接続され、前記２つに分割されたバスバーのうち、前記第２の弾性表面波素子から近い位置に配置されたバスバーは前記圧電基板の主面上に形成された平面配線により前記第２の出力端子に接続され、
前記一対のバスバーのうちの他方が、前記第１の入力端子に接続されており、
前記第２の弾性表面波共振子は、
前記一対のバスバーのうちの一方が、少なくとも２つに分割され、該分割されたバスバー同士は弾性表面波の伝搬方向と平行な方向に沿って一列に配列され、
前記２つに分割されたバスバーのうち、前記第１の弾性表面波素子から遠い位置に配置されたバスバーは前記圧電基板の主面上に形成された平面配線により前記第１の出力端子に接続され、前記２つに分割されたバスバーのうち、前記第１の弾性表面波素子から近い位置に配置されたバスバーは前記圧電基板の主面上に形成された平面配線により前記第２の出力端子に接続され、
前記一対のバスバーのうちの他方が、前記第２の入力端子に接続されている、弾性表面波素子。
【請求項２】
前記第１の弾性表面波共振子は、
前記２つに分割されたバスバーの間に、接地端子に接続されたバスバーが挿入された形状を有しており、
前記第２の弾性表面波共振子は、
前記２つに分割されたバスバーの間に、接地端子に接続されたバスバーが挿入された形状を有している、請求項１に記載の弾性表面波素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子に関し、特に、携帯電話機等の移動体通信機器に好適に用いられる弾性表面波素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等の移動体通信装置に搭載された弾性表面波素子が小型化されており、移動体通信装置が用いられる分野以外においても、幅広く用いられている。
また、この小型化に加え、広帯域化や通信キャリアの高周波化への対応、通過帯域外減衰量の向上、通過帯域の挿入損失の向上が、弾性表面波素子に要求されている。
最近では、移動体通信機器等の小型化、軽量化および低コスト化のため、使用部品の削減が進められ、弾性表面波素子に新たな機能の付加が要求されている。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不平衡−平衡変換機能の要求がある。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、各信号線路で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本の信号線路の電位として入力または出力するものをいう。
【０００３】
図６は、従来の共振子型弾性表面波素子１００の電極構造における平面図を示す。
共振子型弾性表面波素子１００は、圧電基板１０２上に、弾性表面波共振子１１０と、弾性表面波共振子１２０とを備えている。
圧電基板１０２上に形成された弾性表面波共振子１１０と弾性表面波共振子１２０とに含まれる複数のＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電極は、電極指を互いに対向させ噛み合わせた一対の櫛歯状電極で形成されており、この櫛歯状電極に電界を印加することで、弾性表面波を励振する。
【０００４】
ＩＤＴ電極１１１に接続された入力端子１３１から不平衡信号を入力することにより、ＩＤＴ電極１１１から弾性表面波が励振される。この弾性表面波は、ＩＤＴ電極１１１の両側に配置されたＩＤＴ電極１１２，１１３に伝搬する。そして、ＩＤＴ電極１１２，１１３に接続されたＩＤＴ電極１２２，１２３を介して、ＩＤＴ電極１２１に接続された出力端子１３２から不平衡信号が出力される。
【０００５】
また、反射器電極１１９ａ，１１９ｂ，１２９ａ，１２９ｂは、前記ＩＤＴ電極１１１〜１１３，１２１〜１２３で励振された弾性表面波を反射することができ、励振された弾性表面波のエネルギーを増幅することで、これら反射器電極１１９ａ，１１９ｂ間及び反射器電極１２９ａ，１２９ｂ間に定在波が生成される。
このようにして、弾性表面波共振子１１０，１２０を２段縦続接続して、１段目の弾性表面波共振子１１０と２段目の弾性表面波共振子１２０との定在波が相互干渉することで、通過帯域外減衰量を向上することができる。すなわち、同様の特性を有する弾性表面波共振子を２段縦続接続した場合、弾性表面波共振子１１０で減衰された通過帯域外の信号を、弾性表面波共振子１２０でさらに減衰することができ、結果として、通過帯域外減衰量を約２倍に向上することができる。
【０００６】
前述の弾性表面波素子１００は、不平衡入力信号から不平衡出力信号への変換を行う不平衡−不平衡変換機能と、通過帯域外の高減衰量化との機能を有するものである。これ以外にも、複数の機能を有する弾性表面波素子として、特許文献１に開示されているような弾性表面波共振子を複数個使用している平衡型弾性表面波フィルタ（平衡型弾性表面波素子）や、特許文献２に開示されているような多電極型を用いた弾性表面波フィルタ（弾性表面波素子）等がある。
【特許文献１】特開平７−２８８４４２号公報
【特許文献２】特開２００１−２９２０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示されている平衡型弾性表面波フィルタは、複数の弾性表面波共振子を用いて平衡信号に対応する機能を有したものであるが、多くの励振電極を接続しなければならず、配線接続時の配線抵抗が大きくなってしまう。また、この平衡型弾性表面波フィルタでは、複数の励振電極を配設するための容積が大きくなってしまう。よって、この平衡型弾性表面波フィルタは、小型化することが難しかった。
【０００８】
また、特許文献２に開示されている弾性表面波フィルタは、不平衡−平衡変換機能を有したものではあるが、平面的な配線が難しく、この弾性表面波フィルタの製造に手間がかかってしまっていた。
本発明の目的は、前述した従来の諸問題に鑑み提案されたものであって、通過帯域外減衰量を向上し、通過帯域幅の広いフィルタ特性を有し、かつ、小型化が可能な弾性表面波素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための弾性表面波素子は、圧電基板の主面上に形成された励振電極により弾性表面波を励振する弾性表面波素子であって、前記励振電極を有し、互いの弾性表面波の伝搬方向が平行な第１及び第２の弾性表面波共振子と、信号の入力を行う第１及び第２の入力端子と、信号の出力を行う第１及び第２の出力端子とを備えており、前記第１の弾性表面波共振子の励振電極と、前記第２の弾性表面波共振子の励振電極とは、前記弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に対して重ならないように配置され、前記各励振電極は、対向配置した一対のバスバーと、前記各バスバーから延びる弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に櫛歯状の電極指とを有しており、前記第１の弾性表面波共振子は、前記一対のバスバーのうちの一方が、少なくとも２つに分割され、該分割されたバスバー同士は弾性表面波の伝搬方向と平行な方向に沿って一列に配列され、前記２つに分割されたバスバーのうち、前記第２の弾性表面波素子から遠い位置に配置されたバスバーは前記圧電基板の主面上に形成された平面配線により前記第１の出力端子に接続され、前記２つに分割されたバスバーのうち、前記第２の弾性表面波素子から近い位置に配置されたバスバーは前記圧電基板の主面上に形成された平面配線により前記第２の出力端子に接続され、前記一対のバスバーのうちの他方が、前記第１の入力端子に接続されており、前記第２の弾性表面波共振子は、前記一対のバスバーのうちの一方が、少なくとも２つに分割され、該分割されたバスバー同士は弾性表面波の伝搬方向と平行な方向に沿って一列に配列され、前記２つに分割されたバスバーのうち、前記第１の弾性表面波素子から遠い位置に配置されたバスバーは前記圧電基板の主面上に形成された平面配線により前記第１の出力端子に接続され、前記２つに分割されたバスバーのうち、前記第１の弾性表面波素子から近い位置に配置されたバスバーは前記圧電基板の主面上に形成された平面配線により前記第２の出力端子に接続され、前記一対のバスバーのうちの他方が、前記第２の入力端子に接続されている。
【００１０】
この構成によれば、前記励振電極を同一の弾性表面波の伝搬方向に沿って並べて形成された第１の弾性表面波共振子及び第２の弾性表面波共振子は、前記励振電極の一方のバスバーを入力端子に接続し、かつ、２つに分割した他方のバスバーを、それぞれ２つの出力端子に接続した３ポートを有する構造となっている。また、第１の弾性表面波共振子と、第２の弾性表面波共振子とは、第１及び第２の出力端子を介して接続された２入力２出力配線を有する構造となっている。これにより、配線接続が容易となり、前記励振電極のバスバーと入力端子及び出力端子に接続する引き出し電極との接続幅を広くし、引き出し電極の面積を大きくした平面的な接続配線を実現できるため、配線抵抗を低減することができ、弾性表面波素子の挿入損失を小さくすることができる。
【００１１】
また、引き出し電極の面積を大きくして平面的に接続しており、弾性表面波の伝搬路をずらして弾性表面波素子を配置できるため、平衡信号が接地電極等に漏れ出ることなく、入力端子及び出力端子において、接地電極からのノイズを非対称に受信することがなく、平衡度の劣化が少ない良好な平衡信号を保つことができる。
さらに、弾性表面波素子は、不平衡−平衡変換機能を有する。これにより、例えば、後段に備えられる平衡入力にのみ対応した装置に対して、平衡信号の変換のための不平衡−平衡変換器（以下、バランともいう）を設置する必要がなく、部材設置のための容量を削減し、コストを抑えることができる。
【００１２】
また、本発明の弾性表面波素子は、３ポート共振子としての第１の弾性表面波共振子と第２の弾性表面波共振子とを、格子状に接続した回路構造を有しているので、対称モードと非対称モードとの２つの共振モードを有することができる。これにより、２つの共振モードを格子状に接続するフィルタ特性を発現することが可能となる。
なお、前記第１の弾性表面波共振子は、前記２つに分割されたバスバーの間に、接地端子に接続されたバスバーが挿入された形状を有しており、前記第２の弾性表面波共振子は、前記２つに分割されたバスバーの間に、接地端子に接続されたバスバーが挿入された形状を有していることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、第１の弾性表面波共振子における接地端子に接続されたバスバーを含む励振電極は、不平衡入力に対応することができる。同様に、第２の弾性表面波共振子における接地端子に接続されたバスバーを含む励振電極は、不平衡入力に対応することができる。これにより、この弾性表面波素子の前記接地端子に接続されたバスバーを含む２つの励振電極は、それぞれ不平衡−平衡変換機能を有しているので、回路部材の後段にバランを挿入することなく、入力信号を平衡信号に変換して出力することができる。また、変換後の平衡信号が良好に保たれフィルタ特性を得ることができ、不平衡−平衡フィルタと平衡フィルタとの縦続により、高減衰なフィルタを得ることができる。それに加え、この平衡信号を出力する配線が平面上で難なく接続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下では、本発明の弾性表面波素子の実施の形態を、共振子型の弾性表面波素子を例にとり、図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に説明する図面において、同一構成のもの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。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態にかかる弾性表面波素子での、圧電基板の主面上の電極配置を示す平面図である。
なお、本明細書での「主面２Ｓ」とは、板状に形成された圧電基板２の表面であって、弾性表面波共振子１０，２０等の電極パターンが形成されている電極形成面のことをいう。
【００１６】
弾性表面波素子１は、圧電基板２と、この圧電基板２の主面２Ｓ上に形成された弾性表面波共振子１０と、弾性表面波共振子１０とほぼ同じ形状を有する弾性表面波共振子２０とを備えている。また、弾性表面波素子１は、外部接続するために各弾性表面波共振子１０，２０に接続された入力端子３１，３２及び出力端子３３，３４（以下、総称するときは入出力端子３１〜３４という）を備えている。
【００１７】
圧電基板２は、タンタル酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム単結晶、四ホウ酸リチウム単結晶等の大きな圧電性を有する材料で形成されている。これにより、圧電基板２は、電気機械結合係数を大きくすることができ、かつ、群遅延時間温度係数を小さくすることができる。
また、これらの圧電性を有する材料において、酸素欠陥やＦｅ等の固溶を行うこととすれば、圧電基板２に生じる焦電効果を著しく低減することができる。これにより、圧電基板２の主面２Ｓ上に形成された弾性表面波共振子１０，２０の電極指の破壊を防止することができ、弾性表面波素子１の信頼性を良好に保つことができる。
【００１８】
圧電基板２の厚みは、好ましくは、０．０３〜０．５ｍｍ程度である。このため、この厚みが０．０３ｍｍ未満で薄く形成されたときのように、圧電基板２が脆くなることもなく、逆に、この厚みが０．５ｍｍを超えて厚く形成されたときのように、材料コストが大きくなることもなく、弾性表面波素子１の寸法が大きくなることもない。
弾性表面波共振子１０は、励振電極としてのＩＤＴ電極部１１ａ，１１ｂ（以下、総称するときはＩＤＴ電極１１という）及び反射器電極（以下、単に反射器ともいう）１９ａ，１９ｂ（以下、総称するときは反射器１９という）を有している。弾性表面波共振子２０は、弾性表面波共振子１０とほぼ同様の形状を有しており、ＩＤＴ電極部２１ａ，２１ｂ（以下、総称するときはＩＤＴ電極２１という）及び反射器２９ａ，２９ｂ（以下、総称するときは反射器２９という）を有している。
【００１９】
弾性表面波共振子１０は、入力端子３１、出力端子３３，３４の３つのポートに接続されている。弾性表面波共振子２０は、入力端子３２、出力端子３３，３４の３つのポートに接続されている。入力端子３１，３２から平衡信号が入力されることで、出力端子３３，３４から平衡信号を出力することにより、弾性表面波素子１は、３ポート共振子としての不平衡−平衡変換機能を有している。
【００２０】
弾性表面波共振子１０，２０の電極パターンは、蒸着法、スパッタリング法やＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長法）等の薄膜形成法を用いて、ＡｌやＡｌ合金（例えば、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｔｉ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系）等の金属で形成されている。
弾性表面波共振子１０，２０は、その電極厚みを０．１μｍ〜０．５μｍ程度とすることで、弾性表面波を好適に励振することができる。
【００２１】
圧電基板２の主面２Ｓ上に形成されたＩＤＴ電極１１，２１や反射器１９，２９等の電極パターン（以下、圧電基板２の主面２Ｓ上に形成された電極パターンを総称するときは、単に「各種電極パターン」という）上には、Ｓｉ，ＳｉＯ2，ＳｉＮx，Ａｌ2Ｏ3等の半導体や絶縁体を材料とする保護膜（図示せず）が覆っており、導電性異物による通電防止や耐電力向上を図ることができる。
【００２２】
以下、この弾性表面波素子１の実装用基板（図示せず）への実装方法について、説明する。
実装用基板上には、弾性表面波素子１上の導体バンプとしての入出力端子３１〜３４に対向する位置に、導体パッド（図示せず）が形成されている。
また、弾性表面波素子１には、圧電基板２の主面２Ｓ上の弾性表面波共振子１０，２０を取り囲むように、四角枠状の環状電極（図示せず）が形成されている。
【００２３】
一方、弾性表面波素子１を実装するための実装用基板上には、弾性表面波素子１上の環状電極に対向する位置に、環状導体（図示せず）が形成されている。
弾性表面波素子１と実装用基板との実装に際して、圧電基板２の主面２Ｓ側を、実装用基板に向けて、フェースダウン実装する。つまり、入出力端子３１〜３４が、実装用基板上の対向した導体パッドに載置固定され、入出力端子３１〜３４と導体パッドとが、半田等の溶融性材料を用いて接続される。
【００２４】
一方、弾性表面波素子１上の環状電極が、半田等の溶融性材料を用いて、実装用基板上の環状導体に接合される。そして、弾性表面波共振子１０，２０は、圧電基板２の主面２Ｓ、実装用基板の実装面及び環状電極で囲まれた空間で密閉される。
このようにして、実装用基板へ弾性表面波素子１を実装することで、弾性表面波装置が作製される。
【００２５】
なお、本発明の弾性表面波素子１の実装構造は、前述した環状電極で囲まれた封止構造の態様に限定されるものではない。
以下、弾性表面波共振子１０及び弾性表面波共振子２０の詳細な構成を説明する。
弾性表面波共振子１０は、前述のように、ＩＤＴ電極１１と反射器１９とを備えている。
【００２６】
ＩＤＴ電極１１は、図１に示されるように、ＩＤＴ電極部１１ａとＩＤＴ電極部１１ｂとに区分けされた領域を有しており、平行に対向配置されたバスバー１２とバスバー１３ａ，１３ｂとを有している。ＩＤＴ電極１１は、このバスバー１２から延びる電極指とバスバー１３ａ，１３ｂから延びる電極指とが互いに対向して噛み合わさった櫛歯状電極である。
【００２７】
バスバー１２は、分割されておらず、入力端子３１に配線接続されている。
一方、バスバー１２に対向配置されているバスバーは、２つのバスバー１３ａ及びバスバー１３ｂに分割されている。ＩＤＴ電極１１は、バスバー１３ａが形成された側をＩＤＴ電極部１１ａとして、また、バスバー１３ｂが形成された側をＩＤＴ電極部１１ｂとして、２つの領域に区分けされている。そして、バスバー１３ａは出力端子３３に配線接続され、バスバー１３ｂは出力端子３４に配線接続されている。
【００２８】
反射器１９ａ，１９ｂはそれぞれ、ＩＤＴ電極１１の両端に配設されており、ＩＤＴ電極１１から励振される弾性表面波の伝搬方向に直交する向きに平行配置された複数の電極指を有している。
ＩＤＴ電極１１の電極指ピッチＰｉは一定（等ピッチ）であり、約２．０１μｍである。一方、反射器１９の電極指ピッチＰｒは、ＩＤＴ電極１１の電極指ピッチＰｉに比べて、わずかに広く形成されており、好ましくは１．０１〜１．０２倍の値を有するように形成されている。
【００２９】
ＩＤＴ電極１１と反射器１９との電極指ピッチの広さをわずかにずらして形成されている理由は、以下のとおりである。
反射器１９は電気的に短絡状態であり、一方、ＩＤＴ電極１１は終端抵抗がついた状態である。このため、反射器１９とＩＤＴ電極１１とは、電気回路的に異なる状態にあり、その結果、反射器１９における弾性表面波を反射する実効周波数帯域と、ＩＤＴ電極１１における弾性表面波の実効周波数帯域とに、わずかなズレが生じる。よって、反射器１９とＩＤＴ電極１１との実効周波数帯域を合致させるために、反射器１９の電極指ピッチは、ＩＤＴ電極１１の電極指ピッチよりもわずかに広く形成されている。
【００３０】
一方、弾性表面波共振子２０は、前述のように、ＩＤＴ電極２１と反射器２９とを備えている。
ＩＤＴ電極２１は、図１に示されるように、ＩＤＴ電極部２１ａとＩＤＴ電極部２１ｂとに区分けされた領域を有しており、平行に対向配置されたバスバー２２とバスバー２３ａ，２３ｂとを有している。ＩＤＴ電極２１は、このバスバー２２から延びる電極指とバスバー２３ａ，２３ｂから延びる電極指とが互いに対向して噛み合わさった櫛歯状電極である。
【００３１】
バスバー２２は、分割されておらず、入力端子３２に配線接続されている。
一方、バスバー２２に対向配置されているバスバーは、２つのバスバー２３ａ及びバスバー２３ｂに分割されている。ＩＤＴ電極２１は、バスバー２３ａが形成された側をＩＤＴ電極部２１ａとして、また、バスバー２３ｂが形成された側をＩＤＴ電極部２１ｂとして、２つの領域に区分けされている。そして、バスバー２３ａは出力端子３３に配線接続され、バスバー２３ｂは出力端子３４に配線接続されている。
【００３２】
反射器２９ａ，２９ｂはそれぞれ、ＩＤＴ電極２１の両端に配設されており、ＩＤＴ電極２１から励振される弾性表面波の伝搬方向に直交する向きに平行配置された複数の電極指を有している。
ＩＤＴ電極２１の電極指ピッチＰｉは、弾性表面波共振子１０と同様に、一定（等ピッチ）であり、約２．０１μｍである。一方、反射器２９の電極指ピッチＰｒは、ＩＤＴ電極２１の電極指ピッチＰｉに比べて、前述のように、わずかに広く形成されている。
【００３３】
図２は、図１での弾性表面波素子１の回路構造を示す回路図である。
弾性表面波素子１に含まれる共振子は、前述のとおり、弾性表面波共振子１０，２０である。
弾性表面波共振子１０は、図１に示されるように、バスバー１２と、バスバー１２の対をなす２つのバスバー１３ａ，１３ｂとを有している。そして、バスバー１２は入力端子３１に接続され、ＩＤＴ電極部１１ａのバスバー１３ａは出力端子３３に接続され、ＩＤＴ電極部１１ｂのバスバー１３ｂは出力端子３４に接続されている。弾性表面波共振子１０は、３つの入力端子３１及び出力端子３３，３４に接続されていることから、３ポート共振子構造を有している。
【００３４】
また、弾性表面波共振子２０は、図１に示されるように、バスバー２２と、バスバー２２の対をなす２つのバスバー２３ａ，２３ｂとを有している。そして、バスバー２２は入力端子３２に接続され、ＩＤＴ電極部２１ａのバスバー２３ａは出力端子３３に接続され、ＩＤＴ電極部２１ｂのバスバー２３ｂは出力端子３４に接続されている。弾性表面波共振子２０は、３つの入力端子３２及び出力端子３３，３４に接続されていることから、３ポート共振子構造を有している。
【００３５】
このように、弾性表面波共振子１０は、図２に示されるように、バスバー１２に相当する部分が入力端子３１に接続され、バスバー１３ａに相当する部分が出力端子３３に接続され、バスバー１３ｂに相当する部分が出力端子３４に接続された回路構造を形成している。すなわち、弾性表面波共振子１０は、ＩＤＴ電極部１１ａに相当する共振子が、入力端子３１と出力端子３３とに接続され、ＩＤＴ電極部１１ｂに相当する共振子が、入力端子３１と出力端子３４とに接続された回路構造を形成している。
【００３６】
また、弾性表面波共振子２０は、図２に示されるように、バスバー２２に相当する部分が入力端子３２に接続され、バスバー２３ａに相当する部分が出力端子３３に接続され、バスバー２３ｂに相当する部分が出力端子３４に接続された回路構造を形成している。すなわち、弾性表面波共振子２０は、ＩＤＴ電極部２１ａに相当する共振子が、入力端子３２と出力端子３３とに接続され、ＩＤＴ電極部２１ｂに相当する共振子が、入力端子３２と出力端子３４とに接続された回路構造を形成している。
【００３７】
したがって、弾性表面波素子１では、図２に示されるように、４つの共振子に相当するＩＤＴ電極部１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂを格子状に平面配線した回路構造が形成されている。そして、弾性表面波素子１は、格子状に４つの共振子を接続したときと同様の電気特性を有するため、より高いフィルタ特性を得ることができる。
また、弾性表面波素子１は、対称モードと非対称モードとの２つの共振モードを生成することができる。これは、前述のような励振電極構成および構造により、縦結合共振子型弾性表面波フィルタと同等の構成となり、その共振子中を伝搬する波が定在波となり、その定在波の共振モードとして、対称モードと非対称モードとの２つの共振モードが励振することにより、２重共振状態を生成し、この共振状態でのフィルタ特性を得ることができる。
【００３８】
以上のようにして、弾性表面波素子１は、弾性表面波共振子１０と弾性表面波共振子２０とが平面配線を形成しているため、配線接続が容易となり、ＩＤＴ電極１１，２１の有するバスバー１２，１３ａ，１３ｂ，２２，２３ａ，２３ｂと入出力端子３１〜３４に接続した引き出し配線との接続幅を広くし、引き出し配線の面積を大きくした平面的な接続配線を実現できるため、配線抵抗を低減することができ、弾性表面波素子１の挿入損失を小さくすることができる。
【００３９】
また、弾性表面波素子１は、弾性表面波を効率よく閉じ込めることができる３ポート共振子構造を有しているため、挿入損失の劣化が少なく、通過帯域幅の広い優れたフィルタ特性を有することができる。それに加え、引き出し配線の面積を大きくして平面的に接続しており、弾性表面波の伝搬路をずらして弾性表面波素子１を配置できるため、平衡信号が接地電極等に漏れ出ることなく、入出力端子３１〜３４において接地電極からのノイズを非対称に受信することがなく、平衡度の劣化が少ない良好な平衡信号を保つことができる。
【００４０】
さらに、弾性表面波素子１は、バランとしての不平衡−平衡変換機能を有する。これにより、例えば、後段に備えられる平衡入力にのみ対応した装置に対して、平衡信号の変換のためのバランを設置する必要がなく、部材設置のための容量を削減し、コストを抑えることができる。
また、弾性表面波素子１は、図２に示されるように、格子状に接続された回路構造を有しているので、弾性表面波素子１が形成されたチップのサイズを小さくしても、より高いフィルタ特性を得ることができ、かつ、２つの共振モードを有することができる。
【００４１】
以下では、本発明の他の実施形態にかかる弾性表面波素子の構成を説明する。
図３は、本発明の他の実施形態にかかる弾性表面波素子１ａの平面図である。
弾性表面波素子１ａは、圧電基板２と、この圧電基板２の主面２Ｓ上に形成された弾性表面波共振子５０と、弾性表面波共振子５０とほぼ同じ形状を有する弾性表面波共振子６０とを備えている。また、弾性表面波素子１ａは、外部接続するための入力端子３１，３２及び出力端子３３，３４に加え、接地するための接地端子３９ａ〜３９ｅ（以下、総称するときは接地端子３９という）を備えている。
【００４２】
弾性表面波共振子５０は、ＩＤＴ電極５１を備えている。このＩＤＴ電極５１は、バスバーにより区切られた、ＩＤＴ電極部５１ａと、ＩＤＴ電極部５１ａを挟む位置に配設されたＩＤＴ電極部５１ｂ，５１ｃとを有している。そして、ＩＤＴ電極５１の両端には、反射器５９ａ，５９ｂ（以下、総称するときは反射器５９という）が配設されている。
ＩＤＴ電極部５１ａは、対向配置された一対のバスバー５２ａとバスバー５３ａとを有している。バスバー５２ａは、入力端子３１に接続されており、バスバー５３ａは、接地端子３９ａに接続されている。
【００４３】
ＩＤＴ電極部５１ｂは、対向配置された一対のバスバー５２ｂとバスバー５３ｂとを有している。バスバー５２ｂは、接地端子３９ｂに接続されており、バスバー５３ｂは、出力端子３３に接続されている。また、バスバー５２ｂは、反射器５９ａの片方のバスバーに接続されている。
ＩＤＴ電極部５１ｃは、対向配置された一対のバスバー５２ｃとバスバー５３ｃとを有している。バスバー５２ｃは、接地端子３９ｃに接続されており、バスバー５３ｃは、出力端子３４に接続されている。また、バスバー５２ｃは、反射器５９ｂの片方のバスバーに接続されている。
【００４４】
一方、弾性表面波共振子６０は、ＩＤＴ電極６１を備えている。このＩＤＴ電極６１は、バスバーにより区切られた、ＩＤＴ電極部６１ａと、ＩＤＴ電極部６１ａを挟む位置に配設されたＩＤＴ電極部６１ｂ，６１ｃとを有している。そして、ＩＤＴ電極６１の両端には、反射器６９ａ，６９ｂ（以下、総称するときは反射器６９という）が配設されている。
【００４５】
ＩＤＴ電極部６１ａは、対向配置された一対のバスバー６２ａとバスバー６３ａとを有している。バスバー６２ａは入力端子３２に接続されており、バスバー６３ａは接地端子３９ｄに接続されている。
ＩＤＴ電極部６１ｂは、対向配置された一対のバスバー６２ｂとバスバー６３ｂとを有している。バスバー６２ｂは接地端子３９ｅに接続されており、バスバー６３ｂは出力端子３３に接続されている。また、バスバー６２ｂは、反射器６９ａの片方のバスバーに接続されている。
【００４６】
ＩＤＴ電極部６１ｃは、対向配置された一対のバスバー６２ｃとバスバー６３ｃとを有している。バスバー６２ｃは接地端子３９ｃに接続されており、バスバー６３ｃは出力端子３４に接続されている。また、バスバー６２ｃは、反射器６９ｂの片方のバスバーに接続されている。
ＩＤＴ電極５０は、前述のとおり、ＩＤＴ電極部５１ａにおいて、バスバー５２ａが入力端子３１に接続されており、バスバー５３ａが接地端子３９ａに接続されているので、不平衡入力に対応することができる。ＩＤＴ電極６０は、ＩＤＴ電極５０と同様に、ＩＤＴ電極部６１ａにおいて、バスバー６２ａは入力端子３２に接続されており、バスバー６３ａは接地端子３９ｄに接続されているので、不平衡入力に対応することができる。よって、弾性表面波素子１ａは、図１に示される弾性表面波素子１に比べて、図３に示される弾性表面波素子１ａの構成では、３つのＩＤＴ電極部を有する構造の励振電極構成により、縦結合共振器型弾性表面波フィルタと同等の構成となり、その共振器中を伝搬する波が定在波となり、その定在波の共振モードとして、対称モードと非対称モードとの２つの共振モードが励振することにより、２重共振状態を生成し、この共振状態でのフィルタ特性を得られる。
【００４７】
以上のように、この弾性表面波素子１ａのＩＤＴ電極部５１ａ，６１ａはそれぞれ、不平衡−平衡変換機能を有しているので、回路部材の後段に不平衡−平衡変換器を挿入することなく、入力信号を平衡信号に変換して出力することができる。また、変換後の平衡信号が良好に保たれたフィルタ特性を得ることができ、不平衡−平衡フィルタと平衡フィルタとの縦続により、高減衰なフィルタを得ることができる。それに加え、この平衡信号を出力する配線が平面上で難なく接続することができる。そして、図１に示される２つのＩＤＴ電極部を有する構造に比べて、非常に広帯域なフィルタ特性が得られる。
【００４８】
ところで、本発明の弾性表面波素子１，１ａは、小型化が求められている移動体通信機器等の高周波回路に好適に適用することができる。
図４は、携帯電話機の高周波回路９０のブロック回路図である。
携帯電話機から送信される高周波信号は、弾性表面波フィルタ９１によりその不要信号が除去され、パワーアンプ９２で増幅された後、アイソレータ９３と本発明の弾性表面波素子１，１ａを含む分波器（ＤＰＸ）９４を通り、アンテナ９９から放射される。
【００４９】
また、アンテナ９９で受信された高周波信号は、前記分波器９４で切り分けられ、ローノイズアンプ９５で増幅され、弾性表面波フィルタ９６でその不要信号を除去された後、アンプ９７で再増幅されミキサ９８で低周波信号に変換される。
以上のように、本発明の弾性表面波素子１，１ａを、高電力の高周波信号が入力される分波器９４に適用することにより、通過帯域外減衰量を向上し、通過帯域幅の広いフィルタ特性を有し、かつ、小型化が可能な高周波回路９０を提供することができる。
【００５０】
なお、前述の弾性表面波素子１，１ａ上に形成された弾性表面波共振子（１０，２０，５０，６０）等の各種電極パターンの構造は、図示された態様に限定されるものではない。例えば、圧電基板２上に弾性表面波の伝搬方向に対して直交する方向に電極指を複数本備えたＩＤＴ電極を１つ以上配設してなり、電極指ピッチが一定でなくとも２つ以上の共振モードを得ることが出来ればよい。よって、３ポート共振子の電気接続構造を有している弾性表面波素子であれば、弾性表面波共振子を多数段に形成することもできる。これにより、通過帯域外減衰量を向上することができる。
【００５１】
むろん、弾性表面波の極性を利用した不平衡信号と平衡信号との相互の変換を行うような弾性表面波素子を、前段や後段へ接続すれば、通過帯域以外の周波数の出力を、さらに減衰することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【実施例】
【００５２】
図１に示される本発明にかかる弾性表面波素子１を製造した。
まず、弾性表面波素子１の圧電基板２には、３８．７°ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ3単結晶を用いた。
圧電基板２上に形成されるＩＤＴ電極１１，２１、反射器電極１９，２９、配線電極や端子３１〜３４等の各種電極パターンは、以下のように、スパッタリング装置、縮小投影露光機（ステッパー）やＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置を用いて、フォトリソグラフィを行って形成した。
【００５３】
各種電極パターンを形成するため、まず、アセトンやＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の材料によって、圧電基板２の表面を超音波洗浄し、この圧電基板２上に付着した有機成分を落とした。そして、クリーンオーブンによって、圧電基板２を充分に乾燥した。
次に、スパッタリング装置を用いて、Ａｌ９９重量％−Ｃｕ１重量％合金で、各種電極パターンとなる金属薄膜の成膜を行った。この金属薄膜の膜厚は、約０．３μｍであった。
【００５４】
次に、この金属薄膜上に、フォトレジスト層を約０．５μｍの厚みにスピンコートし、縮小投影露光装置を用いて、各種電極パターンが所定の形状となるようにパターニングを行った。そして、現像装置を用いて、不要部分のフォトレジスト層をアルカリ現像液で溶解することで、所定形状の各種電極パターンを表出した。その後、ＲＩＥ装置を用いて、金属薄膜のエッチングを行い、ＩＤＴ電極１１，２１、反射器電極１９，２９、配線電極や端子３１〜３４等の各種電極パターンを形成した。
【００５５】
このとき、圧電基板２上に形成されたＩＤＴ電極１１の電極指の対数は全４４対であり、ＩＤＴ電極部１１ａは２２対であり、ＩＤＴ電極部１１ｂは２２対であった。
一方、ＩＤＴ電極２１は全４４対であり、ＩＤＴ電極部２１ａは２２対であり、ＩＤＴ電極部２１ｂは２２対であった。
ＩＤＴ電極１１，２１の平均電極指ピッチは、ともに約２．０１μｍであった。また、反射器１９，２９の平均電極指ピッチは、ともに約２．０２μｍであった。
【００５６】
その後、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置を用いて、圧電基板２の主面２Ｓ上の各種電極パターンを覆うように、ＳｉＯ2で約０．０２μｍの厚みの保護膜を形成した。
次に、入出力端子３１〜３４上に電極パッドを形成するために、圧電基板２の各種電極パターンが形成された主面２Ｓ上にフォトレジスト層を形成し、フォトリソグラフィによって、そのフォトレジスト層のパターニングを行った。そして、ＲＩＥ装置等を用いて、入出力端子３１〜３４の下地となる電極パッドの窓開け部用のエッチングを行った。その後、スパッタリング装置を用いて、フォトレジスト層上にＡｌを主成分とする金属膜を約１．０μｍの膜厚で形成した。その後、リフトオフ法を用いて、フォトレジスト層及び不要箇所に形成した金属膜を除去し、弾性表面波素子１の入出力端子３１〜３４上に、外部回路基板等にフリップチップ実装するための電極パッドを形成した。
【００５７】
次に、バンプボンディング装置を用いて、前記電極パッド上に、フリップチップ用の導体バンプをＡｕで形成した。導体バンプは、その直径が約８０μｍであり、その高さが約３０μｍであった。これにより、電極パッド上に金属膜を積層した導体バンプとしての入出力端子３１〜３４を形成した。
次に、所定の各種電極パターン等が形成された圧電基板２を、所定のダイシングラインに沿ってダイシングし、個々のチップとして、弾性表面波素子１に切り分けた。その後、フリップチップ実装装置を用いて、弾性表面波素子１上の入出力端子３１〜３４が形成された面（圧電基板２の主面２Ｓ）を、実装用基板に対向して載置固定し、弾性表面波素子１を実装用基板に接合した。この実装用基板は、セラミック層を多層積層した２．５×２．０ｍｍ角のものを用いた。
【００５８】
その後、Ｎ2雰囲気中でベークを行った。このベークとは、半導体デバイスの半製品、製品の各製造段階で付着した不要な水分を取り除くために、一定時間、高温で処理すること、または、各製造段階で形成されている部品材料のなじみをよくしたりするために、所定以上の温度をかけて処理すること、である。
このようにして、弾性表面波素子１を作製した。
【００５９】
図５は、本発明の実施形態にかかる弾性表面波素子１の、規格化した周波数帯域と、挿入損失（ｄＢ）との関係を示すグラフである。
ここでは、図１に示される弾性表面波素子１の入力端子３１，３２から、所定の周波数の差分信号を入力したとき、出力端子３３，３４からどれほどの信号が出力されたかを測定することで、弾性表面波素子１の有する周波数特性がわかる。このとき、通過帯域比の基準となる周波数（横軸の周波数帯域での“１”となる周波数）は、９４２．５ＭＨｚであった。
【００６０】
弾性表面波素子１は、図５のグラフによると、横軸の通過帯域比が約０．９８〜１．０２の周波数帯域では、挿入損失量を約３ｄＢ以内に抑えることができた。このことは、この通過帯域比が０．９８〜１．０２の周波数帯域において、良好な通信を行うことができることを表している。また、通過帯域比を約４％（＝１．０２−０．９８）有していることにより、弾性表面波素子１は、近年の通信装置における十分な通過帯域幅を有することができた。
【００６１】
また、弾性表面波素子１は、通過帯域比が約０．９８〜１．０２の周波数帯域以外では、減衰量を急激に向上することができた。これにより、弾性表面波素子１は、弾性表面波素子１は、ノイズ等の原因となりうるような通過帯域外減衰量を向上することができ、所望の通過帯域（通過帯域比が０．９８〜１．０２の周波数帯域）における周波数を良好に通過させることができた。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる弾性表面波素子での、圧電基板の主面上の電極配置を示す平面図である。
【図２】図１での弾性表面波素子の回路構造を示した回路図である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかる弾性表面波素子の平面図である。
【図４】携帯電話機の高周波回路のブロック回路図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる弾性表面波素子１の、規格化した周波数帯域と、挿入損失（ｄＢ）との関係を示すグラフである。
【図６】従来の共振子型弾性表面波素子の電極構造における平面図を示す。
【符号の説明】
【００６３】
１    弾性表面波素子
２    圧電基板
２ａ    主面
１０    弾性表面波共振子
１１    ＩＤＴ電極
１１ａ，１１ｂ    ＩＤＴ電極部
１２    入力側バスバー
１３ａ，１３ｂ    出力側バスバー
２０    弾性表面波共振子
２１    ＩＤＴ電極
２１ａ，２１ｂ    ＩＤＴ電極部
２２    入力側バスバー
２３ａ，２３ｂ    出力側バスバー
３１，３２    入力端子
３３，３４    出力端子
３９ａ〜３９ｅ    接地端子
５０    弾性表面波共振子
５１    ＩＤＴ電極
５１ａ〜５１ｃ    ＩＤＴ電極部
５２ａ〜５２ｃ    入力側バスバー
５３ａ〜５３ｃ    出力側バスバー
６０    弾性表面波共振子
６１    ＩＤＴ電極
６１ａ〜６１ｃ    ＩＤＴ電極部
６２ａ〜６２ｃ    入力側バスバー
６３ａ〜６３ｃ    出力側バスバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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