(57)【要約】【課題】  通過帯域内の挿入損失を向上させ、かつ通過帯域の平衡度を向上できる優れた特性の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。【解決手段】  圧電基板１上に第１及び第２の弾性表面波素子１４，１５が形成され、弾性表面波素子１４，１５は不平衡入出力端子１７が接続された弾性表面波共振子１６を介して並列接続され、弾性表面波素子１４，１５の中央のＩＤＴ電極３，６に平衡出入力端子１８，１９が接続されており、弾性表面波素子１４，１５の中央のＩＤＴ電極３，６に接続された接地用引き出し配線２０，２１と、弾性表面波共振子１６と弾性表面波素子１４，１５とを接続した信号引き出し配線２２，２３とが、絶縁体２４，２５を介して交差して配設されていることにより、弾性表面波共振子１６と弾性表面波素子１４，１５との接続部に容量２６，２７が設けられている。【選択図】  図１
2007300604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性表面波装置であって、
ＩＤＴ電極を具備する前段の弾性表面波共振子と、
前記弾性表面波共振子に並列接続された、３個以上の奇数個のＩＤＴ電極をそれぞれ具備する後段の第１および第２の弾性表面波素子と、
前段側の前記ＩＤＴ電極および後段側の前記ＩＤＴ電極を接続する信号引き出し配線と、
後段側の前記ＩＤＴ電極と基準電位用電極とを接続する接地用引き出し配線と、
前記信号引き出し配線の一部、該信号引き出し配線の一部と対向する接地用引き出し配線の一部、および両配線の一部で挟持された絶縁体から構成される容量と、
前段側の前記ＩＤＴ電極に接続された１つの不平衡入出力端子と、
後段側の前記ＩＤＴ電極に接続された２つの平衡出入力端子と、
を具備する弾性表面波装置。
【請求項２】
前記容量における前記接地用引き出し配線の幅および前記信号用引き出し配線の幅が異なる請求項１記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記絶縁体が、酸化シリコンまたはポリイミド系樹脂で形成されている請求項１または２記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
前記絶縁体が、該絶縁体と誘電率の異なる絶縁体粒子または金属粒子を含む請求項３記載の弾性表面波装置。
【請求項５】
前記基準電位用電極は、前記前段の弾性表面波共振子、前記後段の弾性表面波素子、前記信号引き出し配線、前記接地用引き出し配線、前記容量、前記不平衡入出力端子および前記平衡出入力端子を取り囲むように形成された環状電極である請求項１乃至４のいずれか記載の弾性表面波装置。
【請求項６】
前記第１および第２の弾性表面波素子の一方に前記接地用引き出し配線が設けられている請求項１乃至５のいずれか記載の弾性表面波装置。
【請求項７】
前記第１および第２の弾性表面波素子の両方に前記接地用引き出し配線が設けられており、該２つの接地用引き出し配線がそれぞれ容量を形成する請求項１乃至５のいずれか記載の弾性表面波装置。
【請求項８】
２つの前記容量を構成する前記絶縁体の材料が互いに異なっている請求項７記載の弾性表面波装置。
【請求項９】
２つの前記容量を構成する前記絶縁体の厚みが互いに異なっている請求項７または８記載の弾性表面波装置。
【請求項１０】
クレーム１に記載の弾性表面波装置を有する通信装置であって、
送信信号を搬送波信号に重畳させてアンテナ送信信号とするミキサと、
前記アンテナ送信信号の不要信号を減衰させる前記弾性表面波装置を含むバンドパスフィルタと、
前記アンテナ送信信号を増幅するとともに増幅された前記アンテナ送信信号をデュプレクサを介してアンテナへ出力するパワーアンプと
を具備する通信装置。
【請求項１１】
クレーム１に記載の弾性表面波装置を有する通信装置であって、
アンテナと、
該アンテナで受信され、デュプレクサを通ったアンテナ受信信号を増幅するローノイズアンプと、
前記ローノイズアンプにて増幅された前記アンテナ受信信号の不要信号を減衰させる前記弾性表面波装置を含むバンドパスフィルタと、
該バンドパスフィルタを通過した前記アンテナ受信信号の搬送波信号から受信信号を分離するミキサと
を具備する通信装置。
【請求項１２】
弾性表面波装置であって、
３個以上の奇数個のＩＤＴ電極をそれぞれ具備する前段および後段の弾性表面波素子と、
前段側の前記ＩＤＴ電極および後段側の前記ＩＤＴ電極を接続する信号引き出し配線と、
前段側および後段側の前記ＩＤＴ電極の少なくとも一方と基準電位用電極とを接続する接地用引き出し配線と、
前記信号引き出し配線の一部、該信号引き出し配線の一部と対向する接地用引き出し配線の一部、および両配線の一部で挟持された絶縁体から構成される容量と、
前段側の前記ＩＤＴ電極に接続された１つの不平衡入出力端子と、
後段側の前記ＩＤＴ電極に接続された２つの平衡出入力端子と
を具備することを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項１３】
前記容量における前記接地用引き出し配線の幅および前記信号用引き出し配線の幅が異なる請求項１２記載の弾性表面波装置。
【請求項１４】
前記絶縁体が、酸化シリコンまたはポリイミド系樹脂で形成されている請求項１２または１３記載の弾性表面波装置。
【請求項１５】
前記絶縁体が、該絶縁体と誘電率の異なる絶縁体粒子または金属粒子を含む請求項１４記載の弾性表面波装置。
【請求項１６】
前記基準電位用電極は、前記前段および前記後段の弾性表面波素子、前記信号引き出し配線、前記接地用引き出し配線、前記容量、前記不平衡入出力端子および前記平衡出入力端子を取り囲むように形成された環状電極である請求項１２乃至１５のいずれか記載の弾性表面波装置。
【請求項１７】
２つの前記容量を構成する前記絶縁体の材料が互いに異なっている請求項１２乃至１６のいずれか記載の弾性表面波装置。
【請求項１８】
２つの前記容量を構成する前記絶縁体の厚みが互いに異なっている請求項１２乃至１７のいずれか記載の弾性表面波装置。
【請求項１９】
クレーム１２に記載の弾性表面波装置を有する通信装置であって、
送信信号を搬送波信号に重畳させてアンテナ送信信号とするミキサと、
前記アンテナ送信信号の不要信号を減衰させる前記弾性表面波装置を含むバンドパスフィルタと、
前記アンテナ送信信号を増幅するとともに増幅された前記アンテナ送信信号をデュプレクサを介してアンテナへ出力するパワーアンプと
を具備する通信装置。
【請求項２０】
クレーム１２に記載の弾性表面波装置を有する通信装置であって、
アンテナと、
該アンテナで受信され、デュプレクサを通ったアンテナ受信信号を増幅するローノイズアンプと、
前記ローノイズアンプにて増幅された前記アンテナ受信信号の不要信号を減衰させる前記弾性表面波装置を含むバンドパスフィルタと、
該バンドパスフィルタを通過した前記アンテナ受信信号の搬送波信号から受信信号を分離するミキサと
を具備する通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の移動体通信機器等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およ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として、弾性表面波フィルタが広く用いられている。移動体通信機器の小型化、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、弾性表面波フィルタに新たな機能の付加が要求されてきている。例えば、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）の要求がある。
【０００３】
こ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。
【０００４】
ここで、不平衡入力−平衡出力型弾性表面波フィルタとは、不平衡入力と平衡出力を有する弾性表面波フィルタを意味する。平衡入力−不平衡出力型弾性表面波フィルタは、平衡入力と不平衡出力を有する弾性表面波フィルタを意味する。なお、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。
【０００５】
図１２は、従来の平衡型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。平衡型弾性表面波フィルタは、圧電基板２０１上に並列接続した弾性表面波フィルタ２１２、２１３を配置している。弾性表面波フィルタ２１２、２１３は、それぞれ３個のＩＤＴ電極２０２、２０３、２０４および２０５、２０６、２０７と、その両側に配置された反射器電極２０８、２０９および２１０、２１１とをそれぞれ具備する。
【０００６】
弾性表面波フィルタ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および２０５、２０７は、一対の互いに対向させた櫛歯状電極に電界を加えられ、弾性表面波を励振させる。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ＩＤＴ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。このような構造により、平衡−不平衡変換機能を実現している。
【０００７】
図１２に示す従来の平衡型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、この平衡型弾性表面波フィルタは平衡度（振幅平衡度および位相平衡度）の劣化したものであった。ここで、平衡度は、振幅平衡度と位相平衡度とを含む。振幅平衡度は、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で、各信号線路の信号の振幅の大きさ（絶対値）が等しいほど優れている。また、位相平衡度は、同様に各信号の位相の差が１８０°に等しいほど優れている。
【０００８】
一方、図１３に示す平衡型弾性表面波素子も提案されている。この構造の例として、特開平１１−９７９６６号公報を示すことができる。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弾性表面波フィルタのうち、中央のＩＤＴ電極２０３に不平衡端子２２１を接続する。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段目の中央の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の不平衡入力と、出力インピーダンス２００Ωの平衡出力が得られる。
【０００９】
なお、図１３における２段の弾性表面波素子に対して、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弾性表面波素子をさらに縦続接続させて弾性表面波フィルタを形成する構成も用いることができる。しかし、この構成であっても、振幅平衡度および位相平衡度は十分ではなかった。
【００１０】
さらに、特開２００２−８４１６４号公報では、従来の２重モード弾性表面波共振器フィルタでは、弾性表面波の伝搬方向に３個並んだＩＤＴ電極の内、中央に配置されたＩＤＴ電極を偶数対にすることにより平衡度を改善する構造が提案されている。しかし、中央のＩＤＴ電極の最外側電極指の極性と、中央のＩＤＴ電極に隣接するＩＤＴ電極の最外側電極指の極性とが左右で異なるので、各平衡信号端子に形成される寄生容量が異なるため、このような構造の平衡型弾性表面波フィルタは振幅平衡度および位相平衡度は良くない。
【００１１】
従って、従来の平衡型弾性表面波フィルタにおいて、振幅平衡度および位相平衡度の向上が求められている。また、従来の平衡型弾性表面波装置を用いた通信装置は、感度が十分ではなかった。
【特許文献１】特開平１１−９７９６６号公報
【特許文献２】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】
【００１２】
従って、本発明の目的は、平衡型弾性表面波フィルタの平衡度（振幅平衡度および位相平衡度）を改善した弾性表面波装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、感度の優れ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】
【００１３】
本発明の弾性表面波装置は、ＩＤＴ電極を具備する前段の弾性表面波共振子と、前記弾性表面波共振子に並列接続された、３個以上の奇数個のＩＤＴ電極をそれぞれ具備する後段の第１および第２の弾性表面波素子と、前段側の前記ＩＤＴ電極および後段側の前記ＩＤＴ電極を接続する信号引き出し配線と、後段側の前記ＩＤＴ電極と基準電位用電極とを接続する接地用引き出し配線と、前記信号引き出し配線の一部、該信号引き出し配線の一部と対向する接地用引き出し配線の一部、および両配線の一部で挟持された絶縁体から構成される容量と、前段側の前記ＩＤＴ電極に接続された１つの不平衡入出力端子と、後段側の前記ＩＤＴ電極に接続された２つの平衡出入力端子と、を具備するものである。
【００１４】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、前記容量における前記接地用引き出し配線の幅および前記信号用引き出し配線の幅が異なるものである。
【００１５】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、前記絶縁体が、酸化シリコンまたはポリイミド系樹脂で形成されているものである。
【００１６】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、前記絶縁体が、該絶縁体と誘電率の異なる絶縁体粒子または金属粒子を含むものである。
【００１７】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、前記基準電位用電極は、前記前段の弾性表面波共振子、前記後段の弾性表面波素子、前記信号引き出し配線、前記接地用引き出し配線、前記容量、前記不平衡入出力端子および前記平衡出入力端子を取り囲むように形成された環状電極であるものである。
【００１８】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、前記第１および第２の弾性表面波素子の一方に前記接地用引き出し配線が設けられているものである。
【００１９】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、前記第１および第２の弾性表面波素子の両方に前記接地用引き出し配線が設けられており、該２つの接地用引き出し配線がそれぞれ容量を形成するものである。
【００２０】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、２つの前記容量を構成する前記絶縁体の材料が互いに異なっているものである。
【００２１】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、２つの前記容量を構成する前記絶縁体の厚みが互いに異なっているものである。
【００２２】
本発明の通信装置は、本発明の弾性表面波装置を有する通信装置であって、送信信号を搬送波信号に重畳させてアンテナ送信信号とするミキサと、前記アンテナ送信信号の不要信号を減衰させる前記弾性表面波装置を含むバンドパスフィルタと、前記アンテナ送信信号を増幅するとともに増幅された前記アンテナ送信信号をデュプレクサを介してアンテナへ出力するパワーアンプとを具備するものである。
【００２３】
本発明の通信装置は、本発明の弾性表面波装置を有する通信装置であって、アンテナと、該アンテナで受信され、デュプレクサを通ったアンテナ受信信号を増幅するローノイズアンプと、前記ローノイズアンプにて増幅された前記アンテナ受信信号の不要信号を減衰させる前記弾性表面波装置を含むバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタを通過した前記アンテナ受信信号の搬送波信号から受信信号を分離するミキサとを具備するものである。
【００２４】
本発明の弾性表面波装置は、３個以上の奇数個のＩＤＴ電極をそれぞれ具備する前段および後段の弾性表面波素子と、前段側の前記ＩＤＴ電極および後段側の前記ＩＤＴ電極を接続する信号引き出し配線と、前段側および後段側の前記ＩＤＴ電極の少なくとも一方と基準電位用電極とを接続する接地用引き出し配線と、前記信号引き出し配線の一部、該信号引き出し配線の一部と対向する接地用引き出し配線の一部、および両配線の一部で挟持された絶縁体から構成される容量と、前段側の前記ＩＤＴ電極に接続された１つの不平衡入出力端子と、後段側の前記ＩＤＴ電極に接続された２つの平衡出入力端子と、を具備するものである。
【００２５】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、前記容量における前記接地用引き出し配線の幅および前記信号用引き出し配線の幅が異なるものである。
【００２６】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、前記絶縁体が、酸化シリコンまたはポリイミド系樹脂で形成されているものである。
【００２７】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、前記絶縁体が、該絶縁体と誘電率の異なる絶縁体粒子または金属粒子を含むものである。
【００２８】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、前記基準電位用電極は、前記前段および前記後段の弾性表面波素子、前記信号引き出し配線、前記接地用引き出し配線、前記容量、前記不平衡入出力端子および前記平衡出入力端子を取り囲むように形成された環状電極であるものである。
【００２９】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、２つの前記容量を構成する前記絶縁体の材料が互いに異なっているものである。
【００３０】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、２つの前記容量を構成する前記絶縁体の厚みが互いに異なっているものである。
【００３１】
本発明の通信装置は、本発明の弾性表面波装置を有する通信装置であって、送信信号を搬送波信号に重畳させてアンテナ送信信号とするミキサと、前記アンテナ送信信号の不要信号を減衰させる前記弾性表面波装置を含むバンドパスフィルタと、前記アンテナ送信信号を増幅するとともに増幅された前記アンテナ送信信号をデュプレクサを介してアンテナへ出力するパワーアンプと、を具備するものである。
【００３２】
本発明の通信装置は、本発明の弾性表面波装置を有する通信装置であって、アンテナと、該アンテナで受信され、デュプレクサを通ったアンテナ受信信号を増幅するローノイズアンプと、前記ローノイズアンプにて増幅された前記アンテナ受信信号の不要信号を減衰させる前記弾性表面波装置を含むバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタを通過した前記アンテナ受信信号の搬送波信号から受信信号を分離するミキサと、を具備するものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の弾性表面波装置は、ＩＤＴ電極を具備する前段の弾性表面波共振子と、弾性表面波共振子に並列接続された、３個以上の奇数個のＩＤＴ電極をそれぞれ具備する後段の第１および第２の弾性表面波素子と、前段側のＩＤＴ電極および後段側のＩＤＴ電極を接続する信号引き出し配線と、後段側のＩＤＴ電極と基準電位用電極とを接続する接地用引き出し配線と、信号引き出し配線の一部、信号引き出し配線の一部と対向する接地用引き出し配線の一部、および両配線の一部で挟持された絶縁体から構成される容量と、前段側のＩＤＴ電極に接続された１つの不平衡入出力端子と、後段側のＩＤＴ電極に接続された２つの平衡出入力端子と、を具備することにより、寄生容量を発生させる要因となる周辺の電極パターン等の構造が異なっていると、平衡出入力端子に伝わる信号が互いに振幅が異なり、また位相が逆相からずれてしまって平衡度が劣化することがあるが、本発明の上記の構成により、弾性表面波共振子と第１及び第２の弾性表面波素子との間に形成された容量により、弾性表面波素子の等価回路において導入される電気的な容量を、第１及び第２の弾性表面波素子において調整することが可能となり、振幅平衡度及び位相平衡度を向上させることができる。
【００３４】
また、上記の構成により、弾性表面波共振子と第１及び第２の弾性表面波素子（縦結合共振器型弾性表面波フィルタ）との間に接地用パッド電極等を配設する必要がなくなり、弾性表面波共振子と縦結合共振器型弾性表面波フィルタとを極力近づけることができ、接地用パッド電極等のパターンを、弾性表面波素子間や弾性表面波共振子と弾性表面波素子との間の外側にレイアウトすることが可能となり、弾性表面波素子、弾性表面波共振子及び配線パターンが占める面積を極力低減して弾性表面波装置を大幅に小型化することが可能となる。
【００３５】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、容量における接地用引き出し配線の幅および信号引き出し配線の幅が異なることにより、容量に生じる電気的な容量をより細かく制御することができる。
【００３６】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、絶縁体が、酸化シリコンまたはポリイミド系樹脂で形成されていることにより、信号引き出し配線と接地用引き出し配線の交差部において、絶縁性を確実に確保することができる。さらに、弾性表面波共振子と第１及び第２の弾性表面波素子との間に、適切な容量を挿入することができ、第１の弾性表面波素子と第２の弾性表面波素子との間で信号の平衡度を調整することが可能となり、弾性表面波装置の平衡度を向上させることができる。
【００３７】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、絶縁体が、絶縁体と誘電率の異なる絶縁体粒子または金属粒子を含むことにより、容量に生じる電気的な容量をより細かく制御することができる。
【００３８】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、基準電位用電極は、前段の弾性表面波共振子、後段の弾性表面波素子、信号引き出し配線、接地用引き出し配線、容量、不平衡入出力端子および平衡出入力端子を取り囲むように形成された環状電極であることにより、弾性表面波素子の周囲に形成されている環状電極に接地用引き出し配線が接続されているので、弾性表面波素子間に接地パッド電極を配置する必要がなくなり、さらには基準電位用電極を１つにまとめることが可能となり、弾性表面波共振子、弾性表面波素子及び配線パターンが占める面積を極力低減して弾性表面波装置を小型化することが可能である。
【００３９】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、第１および第２の弾性表面波素子の一方に接地用引き出し配線が設けられていることにより、第１および第２の弾性表面波素子の一方に容量を設けて、振幅平衡度及び位相平衡度を向上させることができる。
【００４０】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、第１および第２の弾性表面波素子の両方に接地用引き出し配線が設けられており、２つの接地用引き出し配線がそれぞれ容量を形成することから、振幅平衡度及び位相平衡度をより向上させることができる。
【００４１】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、２つの容量を構成する絶縁体の材料が互いに異なっていることから、それぞれの容量に生じる電気的な容量を各別に制御することができる。
【００４２】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、２つの容量を構成する絶縁体の厚みが互いに異なっていることから、それぞれの容量に生じる電気的な容量を各別に制御することができる。
【００４３】
本発明の通信装置は、本発明の弾性表面波装置を有する通信装置であって、送信信号を搬送波信号に重畳させてアンテナ送信信号とするミキサと、アンテナ送信信号の不要信号を減衰させる弾性表面波装置を含むバンドパスフィルタと、アンテナ送信信号を増幅するとともに増幅されたアンテナ送信信号をデュプレクサを介してアンテナへ出力するパワーアンプとを具備することにより、従来より要求されていた厳しい挿入損失及び平衡度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。
【００４４】
本発明の通信装置は、本発明の弾性表面波装置を有する通信装置であって、アンテナと、アンテナで受信され、デュプレクサを通ったアンテナ受信信号を増幅するローノイズアンプと、ローノイズアンプにて増幅されたアンテナ受信信号の不要信号を減衰させる弾性表面波装置を含むバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタを通過したアンテナ受信信号の搬送波信号から受信信号を分離するミキサとを具備することにより、従来より要求されていた厳しい挿入損失及び平衡度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。
【００４５】
本発明の弾性表面波装置は、３個以上の奇数個のＩＤＴ電極をそれぞれ具備する前段および後段の弾性表面波素子と、前段側のＩＤＴ電極および後段側のＩＤＴ電極を接続する信号引き出し配線と、前段側および後段側のＩＤＴ電極の少なくとも一方と基準電位用電極とを接続する接地用引き出し配線と、信号引き出し配線の一部、信号引き出し配線の一部と対向する接地用引き出し配線の一部、および両配線の一部で挟持された絶縁体から構成される容量と、前段側のＩＤＴ電極に接続された１つの不平衡入出力端子と、後段側のＩＤＴ電極に接続された２つの平衡出入力端子と、を具備することにより、前段と後段とで、寄生容量を発生させる要因となる周辺の電極パターン等の構造が異なっていると、平衡出入力端子に伝わる信号が互いに振幅が異なり、また位相が逆相からずれてしまって平衡度が劣化することがあるが、上記の構成により、前段と後段との間に形成された容量により、弾性表面波素子の等価回路上導入される電気的な容量を、前段及び後段において調整することが可能となり、振幅平衡度及び位相平衡度を向上させることができる。
【００４６】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、容量における接地用引き出し配線の幅および信号用引き出し配線の幅が異なることにより、容量に生じる電気的な容量をより細かく制御することができる。
【００４７】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、絶縁体が、酸化シリコンまたはポリイミド系樹脂で形成されていることにより、信号引き出し配線と接地用引き出し配線の交差部において、絶縁性を確実に確保することができる。さらに、前段及び後段の弾性表面波素子間に、適切な容量を挿入することができ、前段及び後段の弾性表面波素子間で信号の平衡度を調整することが可能となり、弾性表面波装置の平衡度を向上させることができる。
【００４８】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、絶縁体が、絶縁体と誘電率の異なる絶縁体粒子または金属粒子を含むことにより、容量に生じる電気的な容量をより細かく制御することができる。
【００４９】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、基準電位用電極は、前段および後段の弾性表面波素子、信号引き出し配線、接地用引き出し配線、容量、不平衡入出力端子および平衡出入力端子を取り囲むように形成された環状電極であることにより、弾性表面波素子の周囲に形成されている環状電極に接地用引き出し配線が接続されているので、弾性表面波素子間に接地パッド電極を配置する必要がなくなり、さらには基準電位用電極を１つにまとめることが可能となり、弾性表面波素子及び配線パターンが占める面積を極力低減して弾性表面波装置を小型化することが可能である。
【００５０】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、２つの容量を構成する絶縁体の材料が互いに異なっていることにより、それぞれの容量に生じる電気的な容量を各別に制御することができる。
【００５１】
また、本発明の弾性表面波装置は好ましくは、２つの容量を構成する絶縁体の厚みが互いに異なっていることにより、それぞれの容量に生じる電気的な容量を各別に制御することができる。
【００５２】
本発明の通信装置は、本発明の弾性表面波装置を有する通信装置であって、送信信号を搬送波信号に重畳させてアンテナ送信信号とするミキサと、アンテナ送信信号の不要信号を減衰させる弾性表面波装置を含むバンドパスフィルタと、アンテナ送信信号を増幅するとともに増幅されたアンテナ送信信号をデュプレクサを介してアンテナへ出力するパワーアンプと、を具備することにより、従来より要求されていた厳しい挿入損失及び平衡度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。
【００５３】
本発明の通信装置は、本発明の弾性表面波装置を有する通信装置であって、アンテナと、アンテナで受信され、デュプレクサを通ったアンテナ受信信号を増幅するローノイズアンプと、ローノイズアンプにて増幅されたアンテナ受信信号の不要信号を減衰させる弾性表面波装置を含むバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタを通過したアンテナ受信信号の搬送波信号から受信信号を分離するミキサと、を具備することにより、従来より要求されていた厳しい挿入損失及び平衡度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】
【００５４】
本発明の弾性表面波装置の実施形態について、図面を参照にしつつ詳細に説明する。また、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。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。
【００５５】
本発明の弾性表面波装置の一実施形態は、図１に示すように、前段に設けられた弾性表面波共振子１６と、後段に設けられた２つの弾性表面波素子とを具備する。前段の弾性表面波共振子１６は、後段の２つの弾性表面波素子と並列に接続されている。
【００５６】
前段の弾性表面波共振子１６は、圧電基板１上に設けられたＩＤＴ電極１１と反射器電極１２、１３とで構成される。ＩＤＴ電極１１および反射器電極１２、１３は、圧電基板１の表面を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、その伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えている。反射器電極１２および反射器電極１３は、ＩＤＴ電極１１の左側および右側にそれぞれ配置されている。
【００５７】
後段の２つの弾性表面波素子は、第１の弾性表面波素子１４および第２の弾性表面波素子１５で構成される。第１および第２の弾性表面波素子は、３個以上の奇数個のＩＤＴ電極群と、そのＩＤＴ電極群の両側に設けられた反射器電極で構成される。
【００５８】
第１の弾性表面波素子１４は、圧電基板１上に、圧電基板１の表面を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、その伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備えたＩＤＴ電極２、３、４で構成されるＩＤＴ電極群を具備する。また、そのＩＤＴ電極群の左側には反射器電極８が、右側には反射器電極２９が設けられている。
【００５９】
第２の弾性表面波素子１５は、ＩＤＴ電極５、６、７で構成されるＩＤＴ電極群を具備する。ＩＤＴ電極５、６、７は、圧電基板１の表面を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、その伝搬方向に直交する方向に長い電極指を複数備える。このＩＤＴ電極群の左側に反射器電極３０が、右側に反射器電極１０が設けられている。
【００６０】
前段の弾性表面波共振子１６を構成するＩＤＴ電極１１には不平衡入出力端子１７（不平衡入力端子または不平衡出力端子）が接続されている。後段の第１の弾性表面波素子１４を構成するＩＤＴ電極群のうち、中央のＩＤＴ電極３に平衡入出力端子１８（平衡入出力端子または平衡入力端子）が接続されている。後段の第２の弾性表面波素子１５を構成するＩＤＴ電極群のうち、中央のＩＤＴ電極６にも平衡入出力端子１９が接続されている。
【００６１】
第１の弾性表面波素子１４を構成する３つのＩＤＴ電極２〜４のうち２つのＩＤＴ電極２、４は、信号用引き出し配線２２によって、前段側のＩＤＴ電極１１と並列に接続している。第１の弾性表面波素子１５構成する３つのＩＤＴ電極のうち２つのＩＤＴ電極５、７は、信号用引き出し配線２３によって、前段側のＩＤＴ電極１１と並列に接続している。
【００６２】
第１の弾性表面波素子１４を構成するＩＤＴ電極群のうち、中央のＩＤＴ電極３には接地用引き出し配線２０が接続されている。第２の弾性表面波素子１５を構成するＩＤＴ電極群のうち、中央のＩＤＴ電極６にも接地用引き出し配線２１が接続されている。
【００６３】
接地用引き出し配線２０，２１はそれぞれ、後段側のＩＤＴ電極３，６と基準電位用電極（環状電極）２８とを接続している。基準電位用電極２８は、接地電極等であるが、必ずしも接地電極である必要はなく、ある程度の電位に保持された電極であってもよい。
【００６４】
接地用引き出し配線２０と信号用引き出し配線２２とは、絶縁体２４を介して交差している。接地用引き出し配線２１と信号用引き出し配線２３とは、絶縁体２５を介して交差している。これらの交差部に容量２６、２７がそれぞれ形成されている。すなわち、容量２６は、信号引き出し配線２２の一部と、信号引き出し配線２２の一部と対向する接地用引き出し配線２０の一部と、両配線２０、２２の一部で挟持された絶縁体２４で構成される。同様にして、容量２７は、信号引き出し配線２３の一部と、信号引き出し配線２３の一部と対向する接地用引き出し配線２１の一部と、両配線２１、２３の一部で挟持された絶縁体２５で構成される。
【００６５】
従来の構成では、寄生容量を発生させる要因となる第１および第２の弾性表面波素子周辺の電極パターン等の構造がそれぞれ異なっている場合、平衡出力端子に伝わる信号が互いに振幅が異なり、また位相が逆相からずれてしまって平衡度が劣化していた。ところが、本発明の一実施形態では、容量２６、２７を設けるにより、弾性表面波装置の等価回路において導入される容量を、第１の弾性表面波素子１４および第２の弾性表面波素子１５において調整することが可能となり、振幅平衡度および位相平衡度を向上させることができる。
【００６６】
図１４は、図１に示す本発明の弾性表面波装置について、容量２６，２７を等価回路で示した平面図である。図１４に示すように、信号引き出し配線２２，２３の一部と、信号引き出し配線２１，２３の一部と対向する接地用引き出し配線２０，２１の一部との間に、電気的な容量が形成される。
【００６７】
さらに、弾性表面波共振子１６を介して第１の弾性表面波素子１４および第２の弾性表面波素子１５が並列接続された構成により、弾性表面波素子１４、１５の通過帯域内における挿入損失が劣化することなく、平衡型弾性表面波素子を実現することができる。この平衡方弾性表面波素子は、不平衡−平衡変換機能または平衡−不平衡変換機能を有する不平衡入力−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を示すものである。
【００６８】
本発明の一実施形態の構成によれば、弾性表面波共振子１６と弾性表面波素子１４、１５との間に接地用パッド電極等を配設する必要がない。その結果、弾性表面波共振子１６と第１および第２の弾性表面波素子１４、１５を極力近づけることができ、接地用パッド電極等のパターンを弾性表面波共振子１６と第１および第２の弾性表面波素子１４、１５との間に挟まれた領域の外側、および第１および第２の弾性表面波素子１４、１５間に挟まれた領域の外側にレイアウトすることが可能となる。よって、弾性表面波共振子１６、第１および第２の弾性表面波素子１４、１５および配線パターンが占める面積を極力低減して、弾性表面波装置を小型化することが可能となる。
【００６９】
容量に用いる絶縁体２４、２５としては、酸化シリコンまたはポリイミド系樹脂を用いることが良い。これにより、信号用引き出し電極２２、２３と接地用引き出し電極２０、２１との間の絶縁性を良好に保つことができる。引き出し電極の面積および絶縁体２４、２５の厚みを調整することにより、所望の容量を弾性表面波共振子１６と第１および第２の弾性表面波素子１４、１５との間に形成することができ、付加した容量により弾性表面波装置の平衡度を向上させることができる。
【００７０】
接地用引き出し配線２０、２１は、その一部が圧電基板１上に弾性表面波装置の周囲を囲って形成された環状電極２８に接続されている。これにより、同様に弾性表面波共振子１６と第１および第２の弾性表面波素子１４、１５との間に形成された容量２６、２７により、弾性表面波装置の等価回路に導入される容量を、第１の弾性表面波素子１４および第２の弾性表面波素子１５において調整することが可能となり、振幅平衡度および位相平衡度を向上させることができる。
【００７１】
さらに、この構成により、弾性表面波共振子１６および第１および第２の弾性表面波素子１４、１５の周囲に形成されている環状電極２８に接地用引き出し電極２０、２１が接続されているので、弾性表面波共振子１６と第１および第２の弾性表面波素子１４、１５との間および第１および第２の弾性表面波素子１４、１５間に接地用パッド電極を配置する必要がなくなり、さらには基準電位用電極を１つにまとめることが可能となり、弾性表面波共振子１６、第１および第２の弾性表面波素子１４、１５および配線パターンが占める面積を極力低減して、弾性表面波装置を小型化することが可能となる。
【００７２】
また、外部の回路基板における環状電極２８に対向する箇所に環状導体のパターンを形成して、環状電極２８と環状導体とを半田接続体等で接合して弾性表面波装置をフェースダウン構造で回路基板上に実装し、それらの外周部を半田接続体等で封止した構成とすることもできる。この場合、弾性表面波装置について充分な気密性を確保することができ、小型で信頼性に優れた弾性表面波装置を提供することができる。
【００７３】
また、図１に示すように、第１の弾性表面波素子１４または第２の弾性表面波素子１５の少なくとも一方に、容量２６、２７を形成した状態で、接地用引き出し電極２０、２１を環状電極２８に接続してもよい。
【００７４】
本発明の弾性表面波装置の他の実施形態を図２に示す。図１に記載の弾性表面波装置は２つの容量を具備するが、図２に記載の弾性表面波装置は１つの容量を具備する。すなわち、弾性表面波共振子１６と第１の弾性表面波素子１４との間または弾性表面波共振子１６と第２の弾性表面波素子１５との間のどちらか一方の接地用引き出し配線に容量が設けられていれば良い。
【００７５】
図２では、第１の弾性表面波素子１４のＩＤＴ電極３に接続された接地用引き出し電極２０と、弾性表面波共振子１６と弾性表面波素子１４とを接続した信号用引き出し配線２２との交差部に、容量２６を形成してもよい。この場合、図１の場合と同様に第１の弾性表面波素子１４または第２の弾性表面波素子１５のどちらか一方に付加する容量を調整することより、弾性表面波装置の平衡度を向上させることができる。なお、図２において符号３５は、基準電位用電極を示す。
【００７６】
図２における接地用引き出し電極２０および信号引き出し配線２２に代えて、第２の弾性表面波素子１５のＩＤＴ電極６に接地用引き出し電極を接続し、弾性表面波共振子１６と弾性表面波素子１５とを信号用引き出し配線で接続し、これらの交差部に、容量を形成してもよい。
【００７７】
本発明の弾性表面波装置の他の実施の形態を図３に示す。図１では反射器電極２９および３０が、図３では一つの反射器電極３１として形成されている。すなわち、第１および第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が一体的に形成された１つの反射器電極３１からなる。２つの弾性表面波素子１４、１５で励振された弾性表面波は、反射器電極３１において、位相がそれぞれプラス側、マイナス側となって打ち消し合い、反射特性が良好になる。その結果、通過帯域内の微小リップルの発生をさらに抑制することができる。
【００７８】
また、第１および第２の弾性表面波素子１４、１５の隣接する箇所に１つの反射器電極３１を形成して共通化することにより、第１および第２の弾性表面波素子１４、１５の占める面積を小さくすることができ、弾性表面波装置を小型化することができる。
【００７９】
本発明の他の弾性表面波装置の実施形態は、図４に示すように、前段および後段に弾性表面波素子１１１、１１２を具備する。前段および後段の弾性表面波素子１１１、１１２が縦続接続されている。
【００８０】
圧電基板１０１上に、圧電基板１の表面を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、ＩＤＴ電極１０２〜１０７と反射器電極１０８〜１１１が設けられている。ＩＤＴ電極１０２〜１０７は、ＩＤＴ電極１０２〜１０４および１０５〜１０７が、それぞれ３個で１組となり、それぞれの組の外側に反射器１０８、１０９および１１０、１１１が配置されている。
【００８１】
すなわち、圧電基板１０１上に、圧電基板１０１の表面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１０２〜１０４および１０５〜１０７と、ＩＤＴ電極１０２〜１０４および１０５〜１０７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１０８、１０９および１１０、１１１とからなる前段および後段の弾性表面波素子１１２、１１３が縦続接続されて、弾性表面波装置が構成されている。
【００８２】
前段の弾性表面波素子１１２には不平衡入出力端子１２２が接続されている。不平衡入出力端子を介して信号の入出力がある。例えば、不平衡入出力端子１２２に不平衡入力信号が入力する、または不平衡出力端子１２２から不平衡出力を出力する。
【００８３】
後段の弾性表面波素子１１３には２つの平衡入出力端子が接続されておいる。前段の弾性表面波素子１１２に不平衡入力端子１２２が接続されている場合には、後段の弾性表面波素子１１３には２つの平衡出力端子が接続される。また、前段の弾性表面波素子１１２に不平衡出力端子１２２が接続されている場合には、後段の弾性表面波素子１１３には２つの平衡入力端子が接続される。
【００８４】
前段または後段の弾性表面波素子１１３のＩＤＴ電極１０６に接続された接地用引き出し配線１１４が設けられている。前段の弾性表面波素子１１２および後段の弾性表面波素子１１３を縦続接続する信号用引き出し配線１１５が設けられている。
【００８５】
接地用引き出し配線１１４と信号用引き出し配線１１５とが絶縁体１１７を介して立体的に交差し、容量１１８は、信号引き出し配線の一部、信号引き出し配線の一部と対向する接地用引き出し配線の一部、および両配線の一部で挟持された絶縁体によって形成されている。
【００８６】
すなわち、後段の弾性表面波素子１１３のＩＤＴ電極１０６に接続された接地用引き出し配線１１４と、前段の弾性表面波素子１１２および後段の弾性表面波素子１１３を縦続接続する信号用引き出し配線１１５とが、絶縁体１１７を介して交差して配設されている。この交差部に、接地用引き出し配線１１４と信号用引き出し配線１１５とで絶縁体１１７を挟持する構造を有する容量１１８が設けられている。
【００８７】
前段の弾性表面波素子１１２と後段の弾性表面波素子１１３とで、寄生容量を発生させる要因となる周辺の電極パターン等の構造が異なっていると、平衡出力信号端子に伝わる信号が互いに振幅が異なり、また位相が逆相からずれてしまって平衡度が劣化することがある。ところが、本発明の一実施形態である弾性表面波装置が容量１１８を具備することによって、等価回路上導入される容量を、平衡出力（または平衡入力）間で調整することが可能となる。つまり、２つの平衡出力信号端子１２３、１２４の出力信号の振幅や位相を調整することができるため、振幅平衡度および位相平衡度を向上させることができる。
【００８８】
また、上記の構成により、前段の弾性表面波素子１１２と後段の弾性表面波素子１１３との間に接地用パッド電極等を配設する必要がなくなり、前段の弾性表面波素子１１２と後段の弾性表面波素子１１３を極力近づけることができ、接地用パッド電極等のパターンを弾性表面波素子間に挟まれた領域の外側にレイアウトすることが可能となり、弾性表面波素子面積を極力低減して弾性表面波装置を小型化することが可能となる。
【００８９】
絶縁体１１７の厚みは０．５〜６μｍ程度がよく、０．５μｍ未満では大きな電気的容量を発生するため、弾性表面波素子に対して電気特性に悪影響を与えることとなる。また、６μｍを超えると、上部配線電極が断線する可能性が大きくなる。
【００９０】
絶縁体１１７は、ビルドアップ法等の方法で形成される。絶縁体１１７を形成する際に、複数の絶縁層１１７を積層させた構成としてもよい。また、絶縁体１１７中にアルミナセラミックス等からなる絶縁体粒子や銀等からなる金属粒子を混入させることによって、あるいは絶縁体１１７を多数の気泡が形成された多孔質体とすることによって、絶縁体１１７の誘電率を所望のものに調整することができる。
【００９１】
接地用引き出し配線１１４と信号用引き出し配線１１５とが絶縁体１１７を介して交差して配設されている部位、即ち容量１１８において、接地用引き出し配線１１４および信号用引き出し配線１１５のうち絶縁体１１７の上に配置された方の幅（幅ｂとする）を、その残部の幅（幅ａとする）よりも大きく形成し、容量を調整する際に、幅ｂをレーザ光やエッチングにより小さくしていくこともできる。
【００９２】
あるいは、最初に幅ｂを幅ａと同じにしておき、容量を調整する際に、幅ｂの部位にハンダ層を形成したり、金属層を形成したりすることによって、幅ｂを幅ａよりも大きくしていくこともできる。
【００９３】
即ち、弾性表面波装置の容量の容量調整方法は、１）絶縁体中にそれと誘電率の異なる絶縁体粒子または金属粒子を混入させる方法、２）容量の部位における接地用引き出し配線の幅及び信号用引き出し配線の幅の少なくとも一方を変更する方法、３）第１の弾性表面波素子の側に第１の容量、第２の弾性表面波素子の側に第２の容量を形成し、第１の容量の絶縁体の材料または厚みと第２の容量の絶縁体の材料または厚みとを異なるものとする方法等である。
【００９４】
本発明の弾性表面波装置の他の実施形態を図５に示す。図４に記載の弾性表面波装置においては、接地用引き出し電極１１４は、後段の弾性表面波素子１１３の中央のＩＤＴ電極１０６に接続されているが、図５の例においては、接地用引き出し電極１１４が、前段の弾性表面波素子１１２の中央のＩＤＴ電極１０３の共通電極に接続されている。この場合、図４に記載の弾性表面波装置と同様に、前段の弾性表面波素子１１２と後段の弾性表面波素子１１３との間に形成された容量１１８により、等価回路上導入される容量を、平衡出力（または平衡入力）間で調整することが可能となり、振幅平衡度および位相平衡度を向上させることができる。また、上記と同様に、前段の弾性表面波素子１１２と後段の弾性表面波素子１１３との間に接地用パッド電極等を配設する必要がなくなり、前段の弾性表面波素子１１２と後段の弾性表面波素子１１３を極力近づけることができ、接地用パッド電極等のパターンを弾性表面波素子間以外の外側にレイアウトすることが可能となり、弾性表面波素子面積を極力低減して弾性表面波装置を小型化することが可能となる。
【００９５】
さらに、図６に本発明の弾性表面波装置に関する他の実施形態の平面図を示す。上記の構成において、前段の弾性表面波素子１１２と後段の弾性表面波素子１１３との間に、接地用引き出し配線１１４、１１８と、前段の弾性表面波素子１１２と後段の弾性表面波素子１１３とを縦続接続した信号用引き出し配線１１５、１１６との交差部に２つの容量１１８、１２１を形成している。この場合、上記と同様に、２つの縦続接続された箇所の両方に付加した容量を調整することより、弾性表面波装置の平衡度を向上させることができる。
【００９６】
容量に用いる絶縁体１１７、１２０としては、酸化シリコンまたはポリイミド系樹脂を用いることがよい。これにより、信号用引き出し電極１１５、１１６と接地用引き出し電極１１４、１１８との間の絶縁性を良好に保つことができ、引き出し電極の面積および絶縁体１１７、１２０の膜みを調整することにより、所望の容量を平衡出力（または平衡入力）間に形成することができ、付加した容量により弾性表面波装置の平衡度を向上させることができる。
【００９７】
図６に示すように、上記の構成において、接地用引き出し配線１１４は、その一部が圧電基板１０１上に弾性表面波装置の周囲を囲って形成された環状電極１２８に接続されている。これにより、上記と同様に、前段の弾性表面波素子１１２と後段の弾性表面波素子１１３との間に形成された容量１１８により、弾性表面波素子の等価回路上導入される容量を、２つの平衡出力（または平衡入力）おいて調整することが可能となり、振幅平衡度および位相平衡度を向上させることができる。
【００９８】
さらに、この構成により、弾性表面波装置の周囲に形成されている環状電極１２８に接地用引き出し電極１１４が接続されているので、弾性表面波素子間に接地パッド電極を配置する必要がなくなり、さらには基準電位用電極を１つにまとめることが可能となり、弾性表面波素子面積を極力低減して弾性表面波装置を小型化することが可能となる。
【００９９】
また、環状電極１２８に対向する回路基板上の箇所に環状導体パターンを形成して、フェースダウン構造で弾性表面波装置を実装して、半田接続体等で封止した構成により弾性表面波装置を形成した場合、弾性表面波装置に充分な気密性を確保することができ、小型で信頼性に優れた弾性表面波装置を提供することができる。
【０１００】
また、図６に示すように、前段の弾性表面波素子１１２と後段の弾性表面波素子１１３の両方の縦続接続部に、容量１１８、１２１を形成した状態で、接地用引き出し電極１１４および１１９を環状電極１２８に接続してもよい。
【０１０１】
また、弾性表面波装置用の圧電基板としては、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が好ましい。これら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、圧電基板として好ましい。
【０１０２】
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が、デバイスの信頼性の点において良好である。圧電基板の厚みは０．１〜０．５ｍｍ程度が、脆いというデメリットが少なく、材料コストも低く、部品寸法を小さくし易い点において好ましい。
【０１０３】
圧電基板の弾性表面波素子が形成される一方の主面において、弾性表面波装置を外部回路基板等にフェースダウンでフリップチップ接続するためのＡｕ、ハンダ等から成る導体バンプ等の導電接続体を、不平衡入出力端子１７、平衡入出力端子１８、１９、基準電位用電極（環状電極２８）等の上に形成する。
【０１０４】
また、ＩＤＴ電極および反射器電極は、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する。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特性を得る上で好適である。
【０１０５】
なお、弾性表面は装置の実施形態におけるＩＤＴ電極の電極指、反射器電極の電極指および弾性表面波共振子の電極指の数は数本〜数１００本にも及ぶので、簡単のため、図においてはそれらの形状を簡略化して図示している。
【０１０６】
さらに、弾性表面波装置の実施の形態では、電極および圧電基板表面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。
【０１０７】
また、本発明の弾性表面波装置を通信装置に適用することができる。即ち、少なくとも受信回路およ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、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で減衰させ、その後、パワーアンプで送信信号を増幅して、デュプレクサを通ってアンテナ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で受信し、デュプレクサを通った受信信号をローノイズアンプで増幅し、その後、バンドパスフィルタで不要信号を減衰させて、ミキサ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。従って、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るため消費電力が低減された通信装置を提供できる。また、挿入損失が改善されることによってＳＮ比が向上するため、通信装置の感度を改善することができる。
【０１０８】
図１５に、通信装置である携帯電話に組み込まれる、バンドパスフィルタを有する高周波回路のブロック回路図の１例を示す。送信信号（高周波信号）をミキサ２２０によって搬送波信号に重畳させてアンテナ送信信号とし、バンドパスフィルタである弾性表面波装置２２１によりその不要信号が減衰され、パワーアンプ２２２で増幅された後、アイソレータ２２３と弾性表面波分波器（デュプレクサ）２１５を通り、アンテナ２１４から放射される。また、アンテナ２１４で受信されたアンテナ受信信号は、弾性表面波分波器２１５を通りローノイズアンプ２１６で増幅され、バンドパスフィルタである弾性表面波装置２１７でその不要信号が減衰された後、アンプ２１８で再増幅され、ミキサ２１９で低周波信号に変換される。
【０１０９】
なお、上述した実施の形態では、簡単のために、圧電基板上を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って、この伝搬方向に対して直交する方向に長い電極指を多数本有する３つのＩＤＴ電極を配設した弾性表面波素子の例を示した。しかし、これに限定されるものではなく、ＩＤＴ電極を５個以上の奇数個配設するようにしてもよい。その他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することは可能である。
【実施例１】
【０１１０】
図１に示す弾性表面波装置を具体的に作製した実施例について説明する。
【０１１１】
３８．７°ＹカットのＸ方向伝搬とするＬｉＴａＯ３単結晶の圧電基板（多数個取り用の母基板）１上の多数の弾性表面波装置形成領域に、Ａｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金からなる第１および第２の弾性表面波素子１４、１５等の微細電極パターンを形成した。また、各電極パターンの作製は、スパッタリング装置、縮小投影露光機（ステッパー）、および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。
【０１１２】
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膜みは約０．１８μｍとした。
【０１１３】
次に、金属層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、縮小投影露光装置により、所望形状にパターニングを行い、現像装置に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、弾性表面波装置を構成する各電極のパターンを得た。
【０１１４】
次に、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、各電極パターンおよび圧電基板１上にＳｉＯ２層を約０．１μｍの厚みで形成した。
【０１１５】
次に、絶縁体を介して交差させて配設する引き出し電極の形成に対して、フォトリソグラフィによりパターニングを行い、引き出し電極２２、２３の、接地用引き出し配線２０、２１との交差部の上に絶縁体を形成した。次に、ＩＤＴ電極３、６の共通電極から引き出された接地用引き出し配線２０、２１と環状電極２８との接続を取るための接続電極であって、引き出し電極２２、２３の、接地用引き出し配線２０、２１との交差部上の絶縁体の上に設けられる接続電極を形成するために、フォトリソグラフィによりパターニングを行った。
【０１１６】
そのとき、接続電極と、接地用引き出し配線２０、２１および環状電極２８の接続部では上記ＳｉＯ２層が電気接続を阻害するため、その部位をＲＩＥ装置等でドライエッチング法により、ＳｉＯ２層に窓部を開けるためのエッチング加工を行った。
【０１１７】
さらに、ＲＩＥ装置等を用いて、圧電基板１の弾性表面波素子が形成される一方の主面に、弾性表面波装置を外部回路基板等にフェースダウンでフリップチップ接続する導電接続体を設けるための窓部を、ＳｉＯ２層にエッチング加工を施すことによって形成した。その後、スパッタリング装置を使用し、窓部に、Ｃｒ層，Ｎｉ層，Ａｕ層を積層した構成の、不平衡入出力端子、平衡入出力端子、基準電位用電極（環状電極）を成膜した。不平衡入出力端子、平衡入出力端子、基準電位用電極のそれぞれの厚みは約１．０μｍとした。その後、フォトレジストおよび不要箇所のＣｒ層，Ｎｉ層，Ａｕ層をリフトオフ法により同時に除去し、導電接続体を形成するための、不平衡入出力端子、平衡入出力端子、基準電位用電極を完成した。
【０１１８】
次に、不平衡入出力端子、平衡入出力端子、基準電位用電極のそれぞれの上にハンダからなるフリップチップ接続用の導電接続体を、印刷法により形成した。
【０１１９】
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基準電位用電極等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。
【０１２０】
また、比較例１のサンプルとして、図７に示すような弾性表面波共振子１６と第１および第２の弾性表面波素子１４、１５とを有する弾性表面波装置であって、信号用引き出し電極２２、２３と接地用引き出し電極２０、２１の交差部が形成されておらず、弾性表面波共振子１６と第１および第２の弾性表面波素子１４、１５との間に接地用パッド電極２９、３０を形成した弾性表面波装置を上記実施例と同様の工程で作製した。
【０１２１】
尚、比較例１のサンプルとして用いた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。
【０１２２】
次に、実施例１および比較例１の弾性表面波装置について特性測定を行った。０ｄＢｍの信号を入力し、周波数１６４０〜２１４０ＭＨｚ、測定ポイントを８０１ポイントの条件にて測定した。サンプル数は各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。
【０１２３】
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８に示す。図８は、周波数フィルタとしての弾性表面波装置の伝送特性を表す挿入損失の周波数依存性を示すグラフである。実施例１のフィルタ特性は非常に良好であった。即ち、図８の実線で示すように、挿入損失が向上した良好なフィルタ特性が得られた。
【０１２４】
一方、図８の波線で示すように、比較例１の通過帯域内のフィルタ特性は、挿入損失が劣化している。実施例１の弾性表面波装置は、比較例１と比較して通過帯域の挿入損失を０．３ｄＢ改善させることができた。
【０１２５】
また、実施例１および比較例１の弾性表面波装置について、通過帯域近傍の位相平衡度の線図を図９に示す。図９の実線に示すように、実施例１の位相平衡度は、通過帯域内で安定してフラットな特性となり非常に良好であった。図９の波線に示すように、比較例１の位相平衡度は、通過帯域内で安定した特性となっていない。このように本実施例では通過帯域において平衡度を大きく改善することができた。
【０１２６】
このように実施例１では、挿入損失を向上させ、かつ平衡度を改善した弾性表面波装置を実現することができた。また、実施例１の弾性表面波装置は、比較例１の弾性表面波装置に比べて、弾性表面波素子等が形成された主面の面積が１０％程度小型化された。
【実施例２】
【０１２７】
図４に示す弾性表面波装置を具体的に作製した実施例について説明する。
【０１２８】
３８．７°Ｙカット−Ｘ方向伝搬とするＬｉＴａＯ３単結晶からなる圧電基板１０１（多数個取り用の母基板）上に、Ａｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金からなる微細電極パターンを形成した。
【０１２９】
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）、および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。
【０１３０】
まず、圧電基板１０１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膜みは約０．１８μｍとした。
【０１３１】
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、弾性表面波装置を構成する各電極のパターンを得た。
【０１３２】
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、各電極のパターンおよび圧電基板１上にＳｉＯ２層を約１．０μｍの厚みで形成した。
【０１３３】
その後、フォトリソグラフィによりパターニングを行い、接地用引き出し電極１４とＩＤＴ電極６の共通電極との接続部に相当するＳｉＯ２層の部位を窓部とするためのエッチング加工を、ＲＩＥ装置等でドライエッチングにより行った。さらに、フォトリソグラフィによりパターニングを行い、ＲＩＥ装置等により容量１８以外の箇所のＳｉＯ２層をエッチングして、厚みを０．２μｍまでに薄く調整して加工した。
【０１３４】
その後、スパッタリング装置を使用し、Ａｌ−Ｃｕ合金によって接地用引き出し電極１４を成膜した。さらに、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接続用の窓部をＳｉＯ２層に開けるためのエッチングを行った。その後、スパッタリング装置を使用し、窓部に、Ｃｒ層，Ｎｉ層，Ａｕ層を積層した構成の、不平衡入出力端子、平衡入出力端子、基準電位用電極（環状電極）を成膜した。不平衡入出力端子、平衡入出力端子、基準電位用電極のそれぞれの厚みは約１．０μｍとした。その後、フォトレジストおよび不要箇所のＣｒ層，Ｎｉ層，Ａｕ層をリフトオフ法により同時に除去し、導電接続体を形成するための、不平衡入出力端子、平衡入出力端子、基準電位用電極を完成した。
【０１３５】
次に、不平衡入出力端子、平衡入出力端子、基準電位用電極のそれぞれの上にハンダからなるフリップチップ接続用の導電接続体を、印刷法により形成した。
【０１３６】
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基準電位用電極等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。
【０１３７】
また、比較例２のサンプルとして、図１０に示すような前段の弾性表面波素子１２と後段の弾性表面波素子１３において、信号用引き出し電極１５、１６と接地用引き出し電極の交差部が形成されておらず、前段の弾性表面波素子１２と後段２のＩＤＴ電極１３との間に接地用パッド電極２５を形成した弾性表面波装置を上記と同様の工程で作製した。
【０１３８】
尚、比較例のサンプルにおける弾性表面波装置の上記以外の構成は、実施例２である図４に示す弾性表面波装置の構成と同様である。
【０１３９】
次に、実施例２および比較例２の弾性表面波装置の特性測定を行った。０ｄＢｍの信号を入力し、周波数８４０〜１０４０ＭＨｚ、測定ポイントを８０１ポイントの条件にて測定した。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。
【０１４０】
実施例２および比較例２の弾性表面波装置における通過帯域近傍の位相平衡度の線図を図１１に示す。図１１の実線に示すように、実施例２の弾性表面波装置の位相平衡度は、通過帯域内で安定してフラットな特性となり非常に良好であった。図１１の波線に示す比較例２の弾性表面波装置の位相平衡度と比較して、実施例２の弾性表面波装置は、通過帯域において平衡度を改善することができた。
【０１４１】
このように実施例２では、通過帯域内に発生する微小リップルの発生を抑制して、挿入損失を向上させ、かつ平衡度を改善した弾性表面波装置を実現することができた。また、実施例２の弾性表面波装置は、比較例２の弾性表面波装置に比べて、弾性表面波素子等が形成された主面の面積が１０％程度小型化された。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】図１は、本発明の弾性表面波装置に関する実施形態の例を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の弾性表面波装置に関する実施形態の他の例を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の弾性表面波装置に関する実施形態のさらに他の例を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の弾性表面波装置に関する実施形態のさらに他の例を示す平面図である。
【図５】図５は、本発明の弾性表面波装置に関する実施形態のさらに他の例を示す平面図である。
【図６】図６は、本発明の弾性表面波装置に関する実施形態のさらに他の例を示す平面図である。
【図７】図７は、比較例１の弾性表面波装置の電極構造を示す平面図である。
【図８】図８は、実施例１および比較例１の弾性表面波装置について通過帯域およ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線図である。
【図９】図９は、実施例１および比較例１の弾性表面波措置について通過帯域およびその近傍における位相平衡度の周波数依存性を示す線図である。
【図１０】図１０は、比較例２の弾性表面波装置の電極構造を模式的に示す平面図である。
【図１１】図１１は、実施例２および比較例２の弾性表面波装置の通過帯域およびその近傍における位相平衡度の周波数依存性を示す線図である。
【図１２】図１２は、従来の弾性表面波装置の電極構造例を示す平面図である。
【図１３】図１３は、従来の弾性表面波装置の通過帯域およびその近傍における挿入損失の周波数特性を示す線図である。
【図１４】図１４は、図１に示す本発明の弾性表面波装置について、容量を等価回路で示した平面図である。
【図１５】図１５は、本発明の通信装置である携帯電話に組み込まれる、バンドパスフィルタを有する高周波回路のブロック回路図である。
【符号の説明】
【０１４３】
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
２〜７：ＩＤＴ電極
８，２０，２１，１０：反射器電極
２０，２１：接地用引き出し配線
２２，２３：信号引き出し配線
２４，２５：絶縁体
２６，２７：容量
１７：不平衡入出力端子
１８，１９：平衡出入力端子
【図１】
2007300604.tif 000003
【図２】
2007300604.tif 000004
【図３】
2007300604.tif 000005
【図４】
2007300604.tif 000006
【図５】
2007300604.tif 000007
【図６】
2007300604.tif 000008
【図７】
2007300604.tif 000009
【図８】
2007300604.tif 000010
【図９】
2007300604.tif 000011
【図１０】
2007300604.tif 000012
【図１１】
2007300604.tif 000013
【図１２】
2007300604.tif 000014
【図１３】
2007300604.tif 000015
【図１４】
2007300604.tif 000016
【図１５】
2007300604.tif 000017