(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性表面波基板上に入力及び出力すだれ状電極が配置された弾性表面波装置において、
弾性表面波の伝播路を少なくとも２個配置し、すだれ状電極の幾何学的位置と弾性表面波の音速、周波数により定められる幾何学的位相差を０度または１８０度から外した幾何学的位相差φm だけ隔てて配置されたI、Qすだれ状電極を１組とし、第１の伝播路にN組のI、Qすだれ状電極を表面波の入力側に近い側からI11電極、Q11電極、I12電極、Q12電極、----- I1N電極、Q1N電極とし、
もう片方の伝播路におけるN組のI、Qすだれ状電極を表面波の主出力側に近い側からI21電極、Q21電極、I22電極、Q22電極、----- I2N電極、Q2N電極とした時、
iを1以上N以下の整数として、I1i電極とQ2(N+1-i)電極、Q1i電極とI2(N+1-i)電極を電気的に接続して、前記電極群への入力信号が他方の伝播路に伝達する際、所望の方向により強く弾性表面波を放射させたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
請求項１記載の弾性表面波装置において、前記弾性表面波の伝播路を少なくとも２個配置し、それぞれの伝播路に少なくとも２個以上のすだれ状電極が配置され、この２つのすだれ状電極の幾何学的位置と弾性表面波の音速、周波数により定められる幾何学的位相差φm を９０度としたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項３】
請求項１記載の弾性表面波装置において、前記弾性表面波の伝播路を少なくとも２個配置し、それぞれの伝播路に少なくとも２個以上のすだれ状電極が配置され、この２つのすだれ状電極を幾何学的位相差φm だけ隔てる手段としてソリッド型のグループ型電極を用いたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項４】
請求項１記載の弾性表面波装置において、前記弾性表面波の伝播路を少なくとも２個配置し、それぞれの伝播路に少なくとも２個以上のすだれ状電極が配置され、この２つのすだれ状電極を幾何学的位相差φm だけ隔てる手段としてスプリット型のグループ型電極を用いたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項５】
請求項１記載の弾性表面波装置において、前記第１、第２伝播路の電極間の接続をさせるための相対するボンディングパッドの中心を結ぶ直線がそれぞれほぼ平行となるように、前記ボンディングパッドを配置したことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項６】
請求項５記載の弾性表面波装置において、弾性表面波チップの実装をフリップチップボンディングによりダイレクトに配線基板に接続され、前記ボンディングパッドに相対する配線がほぼ平行に配線されていることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項７】
請求項１記載の弾性表面波装置において、前記弾性表面波の伝播路を少なくとも２個配置し、それぞれの伝播路に少なくとも４個以上のすだれ状電極が配置され、さらにその内各々組みとなる２個のすだれ状電極の幾何学的位置と弾性表面波の音速、周波数により定められる幾何学的位相差φm を０度または１８０度から外し、それぞれのすだれ状電極を独立に他方の伝播路に配置したすだれ状電極に接続し、さらに組みとなるそれぞれ２個のすだれ状電極群は相対する入力または出力電極に対し対称に配置されたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７記載のいずれかの弾性表面波装置をフィルタ部に用いたことを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波装置及びそれを用いた通信装置に係り、特に外部移相回路を必要とせず、かつ広帯域な低損失型の弾性表面波装置及びそれを用いた通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の外部移相回路を必要としない縦続接続型低損失型弾性表面波装置は、２０００年IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM PROCEEDINGS  ９９頁〜１０４頁により報告されている。
【０００３】
前記の縦続接続型一方向性電極は外部移相回路が不要である等の利点を有するが、その帯域は縦続接続段の整合によって決められるため、同一の基板を前提とすれば、帯域幅に限界が有るという欠点を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように従来の縦続接続型一方向性電極では、１段目から２段目へのI、Q 電極間の整合をとらなければならず、結果的に帯域幅に制限がある。また、外部に整合用の素子を設ければ帯域幅の問題はある程度回避できるが、外部回路が複雑となってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、外部整合回路を用いず、しかも整合による制限が無い、広帯域電極を有す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。
【０００６】
【解決を解決するための手段】
前記目的は、弾性表面波の伝播路を少なくとも２個配置し、それぞれの伝播路に電極間距離L、弾性表面波音速Vを用いて、０°、１８０°とは異なる
φm ＝2 ≠L/V                                                       と表される幾何学的位相差φm だけ隔てて配置されたI、Qすだれ状電極を１組とし第１の伝播路にN組のI、Qすだれ状電極を表面波の入力側に近い側からI11電極、Q11電極、I12電極、Q12電極、----- I1N電極、Q1N電極とし、もう片方の伝播路におけるN組のI、Qすだれ状電極を表面波の主出力側に近い側からI21電極、Q21電極、I22電極、Q22電極、----- I2N電極、Q2N電極とした時、iを1以上N以下の整数として、I1i電極とQ2(N+1-i)電極、Q1i電極とI2(N+1-i)電極を電気的に接続する事により達成される。
【０００７】
φm を９０度にすれば第２トラックの入射波側の方向では、I1電極Q2電極を通ってくる波とQ1電極I2電極を通ってくる波は同相となり、逆方向に伝搬する波では、I1電極I2電極を通ってくる波とQ1電極Q2電極を通ってくる波の位相差は2 φm=180 度となり相殺される。
【０００８】
φm が９０度以外では原理的には逆方向に波が伝搬するが、方向性が充分な条件では低損失性も保持される。また、本発明の構成を用いれば、第２段伝播路に出現するインパルス応答は広がらないため、広帯域化が達成される。
【０００９】
以上、本発明の構造を用いれば、外部に移相回路を設ける事無く、広帯域な一方向性が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図とともに説明する。図１に本発明の弾性表面波装置の構成図を示す。同図は広帯域化検討を行った縦続接続型一方向性電極の一例を示す図である。
【００１１】
弾性表面波基板１上に１段目伝播路側のすだれ状電極群２と２段目伝播路側のすだれ状電極群３が配置されている。１段目伝播路側のすだれ状電極群２の入力表面波側の１番目のI電極をI11、Q電極をQ11とし、２段目伝播路側のすだれ状電極群３の主出力表面波側の１番目のI電極をI21、Q電極をQ21とする。また２番目のI電極をI12、Q電極をQ12とし、２段目トラックの順方向側の２番目のI電極をI22、Q電極をQ22、同様に電極にナンバーを付け、N番目の１段目トラックのI電極をI1N、Q電極をQ1Nとし、２段目トラックの電極をI2N、Q電極をQ2Nとする。
【００１２】
各電極の１トラック目と２トラック目の電極の接続相手を次の表に示す。表の２段目と３段目に示した電極がそれぞれ接続される。
【００１３】
【表１】
0004363807.tif 000002
この表をみれば、iを1以上N以下の整数として、I1i電極とQ2(N+1-i)電極、Q1i電極とI2(N+1-i)電極を電気的に接続すしている事がわかる。
【００１４】
図２に従来のグループ型弾性表面波装置の構成図を示す。通常はIすだれ状電極、Qすだれ状電極を配置し、外部にφe の位相差を生じせしめる電気的移相器４を配置し、φm φe を９０度としている。従来のグループ型弾性表面波装置は、大きく分けてスプリット型、ソリッド型に分類される。本発明の適用にも前記２種の構造を検討した。
【００１５】
図３は、ソリッド型を基本とした構造模式図である。第１の伝播路にはI1すだれ状電極１２、Q1すだれ状電極１3を配置し、第２のの伝播路にはI2すだれ状電極１４、Q2すだれ状電極１５を配置している。また、共通電極としてミアンダ電極５を配置している。
【００１６】
前記構造の有効性を確認するため、前述と同様の計算を行った。電極対数４対のソリッド型UDTをそれぞれ２トラックに３群配置し、それぞれは表１に示す規則  に則り、I11電極とQ23電極、Q11電極とI23電極、I12電極とQ22電極、Q12電極とI22電極、I13電極とQ21電極、Q13電極とI21電極をそれぞれ接続した。前述と同様、基板は１２８度Y-X  LiNbO3、開口は50lとした。
【００１７】
図４は、従来の構造の電極の特性図である。２つの伝播路に置かれるすだれ状電極はI、Q電極１組みで、電極対数を調整して、伝播路間の信号伝達は損失の少ないように設定している。基板は１２８度Y―X  LiNb03を用い、シミュレーションツールとしては等価回路モデルを用いている。太い実線が順方向（主伝播方向）側の特性、細線が逆方向側の特性、丸い点が、第２伝播路に伝わらずに電極を通過していく波、三角点が入力表面波方向への反射波である。シミュレーション結果では、充分な方向性が得られているが、前述のように帯域幅が制限される。
【００１８】
図５に、今回の構造の周波数特性を示す。記号は図４と同様である。図４の特性に比べ、大幅な広帯域化（約３倍）を達成している。本構成では、通過帯域幅は１群の電極対数のみによって決定されるため、原理的には周波数帯域の制約は無い。また、計算によると、最適な電極グループ数（前記の例では３グループ）を選ぶ事により低損失化が達成される事も解った。本実施例ではφmを９０度としている。
【００１９】
本電極構造の有効性を確認するために、入力補助電極、順方向出力補助電極、逆方向出力補助電極を配置し実験による確認を行った。図６にその結果を示す。記号は図４と同様である。補助電極の中心周波数が、本発明の構成の広帯域型縦続接続一方向性電極の中心周波数とずれてしまったため、シミュレーション程の広帯域化は達成できなかったが、従来に比べ、約２〜３の広帯域化を達成している。
【００２０】
図７は、本発明の第２実施形態を示す図である。スプリット型を基本とした構造模式図である。第１の伝播路にはI1すだれ状電極、Q1すだれ状電極６を配置し、第２のの伝播路にはI2すだれ状電極、Q2すだれ状電極６を配置している。図には示していないが、前述と同様、それぞれの電極群はそれぞれの伝播路に複数組み配置されている。
【００２１】
図８は、本発明の第３実施形態を示す図である。本発明の広帯域型縦続接続一方向性電極７を、入力すだれ状電極８と出力すだれ電極９の両側に配置した。本実施例を用いれば、弾性表面波エネルギーを閉じ込め、低損失化を図る事ができる。
【００２２】
図９は、本発明の第４実施形態を示す図である。本実施形態では、本発明の広帯域型縦続接続一方向性電極の実装配線例を示している。本発明の複雑な配線を可能とするため、互いに接続が必要な電極のボンディングパッドを図のように並べ、それぞれをワイヤボンディング１０の接続線が、互いに平行になるように配置している。また、同時にミアンダ電極部の導体抵抗損失を小さくするため、各ブロック毎に配線１１により接続を行っている。
【００２３】
図１０は、本発明の第５実施形態を示す図である。本実施形態では、前記第４実施形態のSAWチップをフリップチップ実装したものである。配線基板側の配線パターン１２は互いに平行になるように配置され、ボンディング接続部に相対する位置に電極パッド１３が配置されている。
【００２４】
図１１は本実施形態のフリップチップ実装部の断面図である。図１０と同一箇所は同一記号で示している。配線基板１６上に配線パターン１２が形成され、SAWチップとの接続はバンプ１５により行われている。本実施形態を用いれば、複雑な接続も比較的容易に行う事ができる。
【００２５】
本発明の実施形態に係る弾性表面波装置は、例えば携帯電話などの通信装置のフィルタ部に用いられる。本発明の弾性表面波装置は回路が簡略化可能であると共に、低損失、広帯域特性なフィルタが可能となるため、通信装置の小形化、高性能化に有効である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば外部移相回路を用いず、広帯域な低損失フィルタが可能な為、回路の簡略化、広帯域化に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による弾性表面波装置の模式図である。
【図２】従来のグループ型一方向性電極の模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態による弾性表面波装置の主要構成部分（ソリッド型）を示す模式図である。
【図４】従来の縦続接続型一方向性電極の周波数特性図である。
【図５】本発明の第１実施形態による広帯域型縦続接続一方向性電極の周波数特性図である。
【図６】本発明の第１実施形態による広帯域型縦続接続一方向性電極の周波数特性図である。
【図７】本発明の第２実施形態による弾性表面波装置の主要構成部分（スプリット型）を示す模式図である。
【図８】本発明の第３実施形態による弾性表面波装置の模式図である。
【図９】本発明の第４実施形態による弾性表面波装置の電気配線模式図である。
【図１０】本発明の第５実施形態による弾性表面波装置の電気配線模式図である。
【図１１】本発明の第５実施形態の弾性表面波装置の断面模式図である。
【符号の説明】
１  弾性表面波基板
３，４  すだれ状電極群
６  すだれ状電極
７  一方向性電極
８，９  すだれ状電極
１０  ワイヤボンディング
１２  配線パターン
１３  電極パッド
１５  バンプ
１６  配線基板
【図１】
0004363807.tif 000003
【図２】
0004363807.tif 000004
【図３】
0004363807.tif 000005
【図４】
0004363807.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004363807.tif 000009
【図８】
0004363807.tif 000010
【図９】
0004363807.tif 000011
【図１０】
0004363807.tif 000012
【図１１】
0004363807.tif 000013