JPH03158014A - 弾性表面波素子 - Google Patents
弾性表面波素子Info
- Publication number
- JPH03158014A JPH03158014A JP29680189A JP29680189A JPH03158014A JP H03158014 A JPH03158014 A JP H03158014A JP 29680189 A JP29680189 A JP 29680189A JP 29680189 A JP29680189 A JP 29680189A JP H03158014 A JPH03158014 A JP H03158014A
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- JP
- Japan
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- electrode
- surface acoustic
- acoustic wave
- electrode fingers
- comb
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
弾性表面波素子の構造に関し、
弾性表面波素子の通過帯域特性を改善することを目的と
し、 圧電体基板上に、弾性表面波を励振・受信する複数の電
極指を有する櫛形構成の入力用電極と、複数の電極指を
有する櫛形構成の出力用電極とが少なくとも配設されて
なる弾性表面波素子において、前記入力用および出力用
電極の電極指のそれぞれの単位長さ当たりの重量を、そ
の交差方向に沿って変化させて弾性表面波素子を構成す
る。
し、 圧電体基板上に、弾性表面波を励振・受信する複数の電
極指を有する櫛形構成の入力用電極と、複数の電極指を
有する櫛形構成の出力用電極とが少なくとも配設されて
なる弾性表面波素子において、前記入力用および出力用
電極の電極指のそれぞれの単位長さ当たりの重量を、そ
の交差方向に沿って変化させて弾性表面波素子を構成す
る。
本発明は弾性表面波素子、とくに、弾性表面波フィルタ
の入出力電極の構成に関する。
の入出力電極の構成に関する。
近年、情報処理機器や通信機器の高速化にともなって、
搬送波や信号波の周波数帯は益々高周波域にシフトして
きており、それに対応して高周波における安定度の高い
基準信号の発生や2位相同期用の素子、あるいは、フィ
ルタなどが必要となり、最近はこれらの用途に弾性表面
波素子、たとえば、弾性表面波フィルタや弾性表面波共
振子が使用されるようになってきた。
搬送波や信号波の周波数帯は益々高周波域にシフトして
きており、それに対応して高周波における安定度の高い
基準信号の発生や2位相同期用の素子、あるいは、フィ
ルタなどが必要となり、最近はこれらの用途に弾性表面
波素子、たとえば、弾性表面波フィルタや弾性表面波共
振子が使用されるようになってきた。
今後、その小形、安価という特徴を生かして、自動車電
話、携帯電話などの移動体無線への展開が期待されてお
り、より安価で高性能、たとえば、通過帯域11の広い
弾性表面波フィルタの開発が求められている。
話、携帯電話などの移動体無線への展開が期待されてお
り、より安価で高性能、たとえば、通過帯域11の広い
弾性表面波フィルタの開発が求められている。
弾性表面波素子またとえば、弾性表面波フィルタは、電
気−機械結合係数が大きく、しかも周波数の温度係数か
比較的小さい圧電体基板、たとえば、36°回転Yカッ
トーX伝播LiTa03(36°Y−X LiTa0z
)単結晶基板の上に、入力用および出力用の櫛形電極を
設けた3端子あるいは4端子型素子である。
気−機械結合係数が大きく、しかも周波数の温度係数か
比較的小さい圧電体基板、たとえば、36°回転Yカッ
トーX伝播LiTa03(36°Y−X LiTa0z
)単結晶基板の上に、入力用および出力用の櫛形電極を
設けた3端子あるいは4端子型素子である。
櫛形電極(すだれ状電極とも呼ばれる)の櫛歯の巾(L
)、櫛歯間のスペース(S)、櫛歯ピッチ(P)は表面
波の波長をλとすると、通常、L =S =λ/4.P
=λ/2といった設計値のものが多い。たとえば、中心
周波数840MH2を得るためには、前記基板lのX伝
播表面波の音速4090m/sからλ= 4.88μm
が算出され、電極ピッチは2.44μm。
)、櫛歯間のスペース(S)、櫛歯ピッチ(P)は表面
波の波長をλとすると、通常、L =S =λ/4.P
=λ/2といった設計値のものが多い。たとえば、中心
周波数840MH2を得るためには、前記基板lのX伝
播表面波の音速4090m/sからλ= 4.88μm
が算出され、電極ピッチは2.44μm。
電極巾および電極間隔は1.22μmといった値となる
。
。
第1O図は従来の弾性表面波素子の電極構成の例を示す
図で、いわゆる、正規型−正規型電極による弾性表面波
フィルタの場合であり、同図(イ)は平面図、同図(ロ
)はX−X断面図である。
図で、いわゆる、正規型−正規型電極による弾性表面波
フィルタの場合であり、同図(イ)は平面図、同図(ロ
)はX−X断面図である。
電極は通常軽い金属、たとえば、圧電体基板lの上にA
Jなとの薄膜金属を蒸着し、ホトエツチング法により所
要の巾とピッチに形成され、各電極の対数は所要の帯域
中に応じて決められる。
Jなとの薄膜金属を蒸着し、ホトエツチング法により所
要の巾とピッチに形成され、各電極の対数は所要の帯域
中に応じて決められる。
図中、1は圧電体基板で、たとえば、36°Y−X L
iTaO5単結晶基板、2°はAlからなる櫛形の入力
用電極で、たとえば、電極ピッチは2.44μm。
iTaO5単結晶基板、2°はAlからなる櫛形の入力
用電極で、たとえば、電極ピッチは2.44μm。
電極巾および電極間隔はいずれも一様で1.22μm9
電極の厚さは130nmで一定であり、電極対数は38
対である。3′は同じ< AJ7からなる櫛形の出力
用電極で、たとえば、電極対数は57対てあり、その他
は入力用電極2′と同様4こ構成されている。
電極の厚さは130nmで一定であり、電極対数は38
対である。3′は同じ< AJ7からなる櫛形の出力
用電極で、たとえば、電極対数は57対てあり、その他
は入力用電極2′と同様4こ構成されている。
20′a、 20’ bおよび30’ a、 30’
bは入力用電極2′および出力用電極3゛の電極指で、
その巾do’および厚さtoは全て一定である。
bは入力用電極2′および出力用電極3゛の電極指で、
その巾do’および厚さtoは全て一定である。
第11図は従来の弾性表面波素子の通過帯域特性の例を
示す図で、上記第1O図に示した電極構成例のもの\周
波数応答特性である。中心周波数f0は840MHz、
フィルタ帯域内偏差が1dB以内となる通過帯域中
として約4 MH2か得られている。
示す図で、上記第1O図に示した電極構成例のもの\周
波数応答特性である。中心周波数f0は840MHz、
フィルタ帯域内偏差が1dB以内となる通過帯域中
として約4 MH2か得られている。
梨構成の出力用電極3とが少な(とも配設されてなる弾
性表面波素子において、前記電極指20および30のそ
れぞれの単位長さ当たりの重量を、その交差方向に沿っ
て変化させて弾性表面波素子を構成することによって解
決することができる。
性表面波素子において、前記電極指20および30のそ
れぞれの単位長さ当たりの重量を、その交差方向に沿っ
て変化させて弾性表面波素子を構成することによって解
決することができる。
しかし、上記従来例に示したごとき弾性表面波フィルタ
の場合、比較的通過帯域中が狭く、その用途によっては
使用できない。より広い通過帯域中を得るには、たとえ
ば、電極指の長さを変化させる。たとえば、アポタイズ
法などが知られているが、設計・製作が難しく製品歩留
りが悪くなり高価になるといった問題があり、その解決
が必要てあった。
の場合、比較的通過帯域中が狭く、その用途によっては
使用できない。より広い通過帯域中を得るには、たとえ
ば、電極指の長さを変化させる。たとえば、アポタイズ
法などが知られているが、設計・製作が難しく製品歩留
りが悪くなり高価になるといった問題があり、その解決
が必要てあった。
上記の課題は、圧電体基板I上に、弾性表面波を励振・
受信する複数の電極指20を有する櫛型構成の入力用電
極2と、複数の電極指30を有する櫛〔作用〕 圧電帯基板lの表面近傍を伝播する弾性表面波は、櫛形
電極部分でその質量の影響を受けて音速か遅くなる。こ
のとき入出力電極の電極指ピッチが一定であれば、波長
は一定であるから音速が変化した分だけ中心周波数が変
化することになる。
受信する複数の電極指20を有する櫛型構成の入力用電
極2と、複数の電極指30を有する櫛〔作用〕 圧電帯基板lの表面近傍を伝播する弾性表面波は、櫛形
電極部分でその質量の影響を受けて音速か遅くなる。こ
のとき入出力電極の電極指ピッチが一定であれば、波長
は一定であるから音速が変化した分だけ中心周波数が変
化することになる。
したがって、本発明により電極指20および30のそれ
ぞれの単位長さ当たりの重量を、その交差方向に沿って
変化させることによって、中心周波数が僅かづ\異なっ
たフィルタを同一基板上に構成したことになり、それだ
け通過帯域中を広げることが可能となるのである。
ぞれの単位長さ当たりの重量を、その交差方向に沿って
変化させることによって、中心周波数が僅かづ\異なっ
たフィルタを同一基板上に構成したことになり、それだ
け通過帯域中を広げることが可能となるのである。
第1図は本発明の第1実施例の電極構成を示す図で、同
図(イ)は平面図、同図(ロ)はXz−X2断面図、同
図(ロ)は粘−X1断面図である。
図(イ)は平面図、同図(ロ)はXz−X2断面図、同
図(ロ)は粘−X1断面図である。
図中、1は圧電体基板で、たとえば大きさ1.2mmX
2.2mm、厚さ0.5mmの36°Y −X LiT
aO3単結晶基板、2はAlからなる櫛形の入力用電極
で、たとえば、電極ピッチは2.44μm、電極巾d0
および電極間隔はいずれも−様で1.22μmである。
2.2mm、厚さ0.5mmの36°Y −X LiT
aO3単結晶基板、2はAlからなる櫛形の入力用電極
で、たとえば、電極ピッチは2.44μm、電極巾d0
および電極間隔はいずれも−様で1.22μmである。
電極対数は38対である。
3は同じ< Alからなる櫛形の出力用電極で。
たとえば、電極対数は57対であり、その他電極ピッチ
、電極巾は入力用電極2と同様に構成されている。
、電極巾は入力用電極2と同様に構成されている。
電極指20および30の厚さは、同図(イ)の平面図の
斜線の有無て示したごとく、たとえば、丁度電極指の長
さ方向の中央部を界にして、その厚さを変えである。た
とえば、斜線のない部分の厚さt2=60nm、斜線部
分の厚さt 1=200 nmとした。このように電極
指の厚さを交差方向に沿って2段に変化させるには、た
とえば、最初に厚さt + =200 n mのAlの
櫛形入出力電極を形成しておき、厚くする部分、すなわ
ち、斜線部分をホトレジストで覆い、ウェットあるいは
ドライエツチングを行って非斜線部分を所要の厚さに減
らせばよい。
斜線の有無て示したごとく、たとえば、丁度電極指の長
さ方向の中央部を界にして、その厚さを変えである。た
とえば、斜線のない部分の厚さt2=60nm、斜線部
分の厚さt 1=200 nmとした。このように電極
指の厚さを交差方向に沿って2段に変化させるには、た
とえば、最初に厚さt + =200 n mのAlの
櫛形入出力電極を形成しておき、厚くする部分、すなわ
ち、斜線部分をホトレジストで覆い、ウェットあるいは
ドライエツチングを行って非斜線部分を所要の厚さに減
らせばよい。
第3図は電極指膜厚(1)と中心周波数(f、)の関係
を示す図で、たとえば、前記第1O図のような構成の弾
性表面波フィルタにおいて、Al電極指の厚さを変化さ
せた場合、それに対応して中心周波数が直線的に変化す
ることがわかる。
を示す図で、たとえば、前記第1O図のような構成の弾
性表面波フィルタにおいて、Al電極指の厚さを変化さ
せた場合、それに対応して中心周波数が直線的に変化す
ることがわかる。
第4図は本発明の第1実施例の各部分の通過帯域特性を
示す図で、第1図(イ)に示したもの\罪科線部と斜線
部のそれぞれを別個の素子として扱い、シミュレーショ
ンによる計算結果を示したものである。、同図(イ)は
電極指膜厚t=60nmの場合、同図(ロ)は電極指膜
厚t=200nmの場合である。840MHzを挟んで
それぞれの中心周波数が上下にシフトしていることがわ
かる。またそれぞれの通過帯域中は前記従来例の場合と
同等である。
示す図で、第1図(イ)に示したもの\罪科線部と斜線
部のそれぞれを別個の素子として扱い、シミュレーショ
ンによる計算結果を示したものである。、同図(イ)は
電極指膜厚t=60nmの場合、同図(ロ)は電極指膜
厚t=200nmの場合である。840MHzを挟んで
それぞれの中心周波数が上下にシフトしていることがわ
かる。またそれぞれの通過帯域中は前記従来例の場合と
同等である。
第2図は本発明第1実施例の総合通過帯域特性を示す図
で、前記第1図に示したちの\罪科線部と斜線部が複合
された1つの弾性表面波フィルタとしての特性である。
で、前記第1図に示したちの\罪科線部と斜線部が複合
された1つの弾性表面波フィルタとしての特性である。
図かられかるように中心周波数は840MHz、帯域内
偏差が1dB以内となる通過帯域中は約20MHzと、
従来例の約4 MB2に比較して大巾に向上した。
偏差が1dB以内となる通過帯域中は約20MHzと、
従来例の約4 MB2に比較して大巾に向上した。
第5図は本発明の第1実施例の電極指拡大断面図で、前
記第1図の電極指の重量変化の様子をよく理解するため
に示したものである。なお、前記諸国面で説明したもの
と同等の部分については同一符号を付し、かつ、同等部
分についての説明は省略する。
記第1図の電極指の重量変化の様子をよく理解するため
に示したものである。なお、前記諸国面で説明したもの
と同等の部分については同一符号を付し、かつ、同等部
分についての説明は省略する。
第6図は本発明の第2実施例の電極指拡大断面図である
。本実施例では−様な厚さの、たとえばAl電極指(密
度ρl)の上に、異なる材質の、たとえば、Au電極指
(密度ρ2)を部分的に重ねて、電極指のそれぞれの単
位長さ当たりの重量を、その交差方向に沿って変化させ
た例である。
。本実施例では−様な厚さの、たとえばAl電極指(密
度ρl)の上に、異なる材質の、たとえば、Au電極指
(密度ρ2)を部分的に重ねて、電極指のそれぞれの単
位長さ当たりの重量を、その交差方向に沿って変化させ
た例である。
第7図は本発明の第3実施例の電極指拡大断面図で、本
実施例では電極指20および30の厚さを階段状でなく
、斜めに徐々に、たとえば、直線的に変えて電極指のそ
れぞれの単位長さ当たりの重量を、その交差方向に沿っ
て変化させた例である。
実施例では電極指20および30の厚さを階段状でなく
、斜めに徐々に、たとえば、直線的に変えて電極指のそ
れぞれの単位長さ当たりの重量を、その交差方向に沿っ
て変化させた例である。
第8図は本発明の第4実施例の電極指拡大平面図で、本
実施例では各電極指の厚さは一定とし、その巾をd、か
らd2に変えて、電極指のそれぞれの単位長さ当たりの
重量を、その交差方向に沿って変化させた例である。
実施例では各電極指の厚さは一定とし、その巾をd、か
らd2に変えて、電極指のそれぞれの単位長さ当たりの
重量を、その交差方向に沿って変化させた例である。
第9図は本発明の第5実施例の電極指拡大平面図で、本
実施例でも各電極指の厚さは一定とし、その巾dを階段
状でなく、斜めに徐々に、たとえば、直線的に変えて電
極指のそれぞれの単位長さ当たりの重量を、その交差方
向に沿って変化させた例である。
実施例でも各電極指の厚さは一定とし、その巾dを階段
状でなく、斜めに徐々に、たとえば、直線的に変えて電
極指のそれぞれの単位長さ当たりの重量を、その交差方
向に沿って変化させた例である。
なお、上記実施例では、巾あるいは厚さの一方を一定と
し、他方だけを変えた例を示したが、その両方を変えて
電極指のそれぞれの単位長さ当たりの重量を、その交差
方向に沿って変化させてもよい。
し、他方だけを変えた例を示したが、その両方を変えて
電極指のそれぞれの単位長さ当たりの重量を、その交差
方向に沿って変化させてもよい。
以上述べた実施例は例として示したもので、本発明の趣
旨に添うものである限り、使用する素材や電極ピッチ、
電極数など適宜好ましいもの、あるいはその組み合わせ
を用いることができることは言うまでもない。
旨に添うものである限り、使用する素材や電極ピッチ、
電極数など適宜好ましいもの、あるいはその組み合わせ
を用いることができることは言うまでもない。
以上述べたように、本発明によれば電極指20および3
0のそれぞれの単位長さ当たりの重量を、その交差方向
に沿って変化させ、中心周波数が僅かづ\異なった素子
を同一基板上に形成したのと同等の構成としであるので
、それだけ通過帯域中を広げることが可能となり、弾性
表面波素子、とくに、弾性表面波フィルタの応用範囲の
拡大に寄与するところが極めて大きい。
0のそれぞれの単位長さ当たりの重量を、その交差方向
に沿って変化させ、中心周波数が僅かづ\異なった素子
を同一基板上に形成したのと同等の構成としであるので
、それだけ通過帯域中を広げることが可能となり、弾性
表面波素子、とくに、弾性表面波フィルタの応用範囲の
拡大に寄与するところが極めて大きい。
第1図は本発明の第1実施例の電極構成を示す図、
第2図は本発明実施例の総合通過帯域特性を示す図、
第3図は電極指膜厚(1)と中心周波数(fo)を示す
図、 第5図は本発明の第1実施例の電極指拡大断面図、 第6図は本発明の第2実施例の電極指拡大断面図、 第7図は本発明の第3実施例の電極指拡大断面図、 第8図は本発明の第4実施例の電極指拡大平面図、 第9図は本発明の第5実施例の電極指拡大平面図、 第1θ図は従来の弾性表面波素子の電極構成の例を示す
図、 第11図は従来の弾性表面波素子の通過帯域特性の例を
示す図である。 図において、 lは圧電体基板、 2は入力用電極、 3は出力用電極、 20.30は電極指である。 史 (イン ユyhz さ発酪ρ第1でそ・91n9吟擺八乞示10第 1
記 ;ン会亀9更啄(te)乙ヂjヒ、口2父オγ(TO)
の饗1ξ示プ固ダ 3 」 呵 ごご(へ)自ちe月iフ隣シ2啼Cそ42月Iつ蝉r)
η1才瓜ブ(2びテdロ2″沿 β 記 察騎甥θダ3寅杷例n電語侶狐べ爵面区! ・7 2 圓7(村<=St) 5、!B9ρ笑1てそマ11.か鈍さが漣14担ぞ樗乞
シ阪そ −1−二 12止 ど 二t5・り弓Iフ勺枦’、4f、、@イΣす/)電オゼ
〉!オ局プニ臥ソ【Jナニと日コ配置 8 回 杢発岬0不5て5そ9110電疫芋広人千二二坪 q
二 (、イ) =斗乙d匿シn (ニ)X−X釘面図 つ′5二も工崎、・つギ卓・+fl&rfrJう史号子
1つ9合うfAfs、lフイクリ゛を、カーフf序口×
10 2 ワ90 6父 8′10 20 3C 40 50 動 賽 勲 370 周5ぐ叡(図Hz) 捉来θ禅・11波1f通辺病轟忰庄n命j1乏示j運菓 回
図、 第5図は本発明の第1実施例の電極指拡大断面図、 第6図は本発明の第2実施例の電極指拡大断面図、 第7図は本発明の第3実施例の電極指拡大断面図、 第8図は本発明の第4実施例の電極指拡大平面図、 第9図は本発明の第5実施例の電極指拡大平面図、 第1θ図は従来の弾性表面波素子の電極構成の例を示す
図、 第11図は従来の弾性表面波素子の通過帯域特性の例を
示す図である。 図において、 lは圧電体基板、 2は入力用電極、 3は出力用電極、 20.30は電極指である。 史 (イン ユyhz さ発酪ρ第1でそ・91n9吟擺八乞示10第 1
記 ;ン会亀9更啄(te)乙ヂjヒ、口2父オγ(TO)
の饗1ξ示プ固ダ 3 」 呵 ごご(へ)自ちe月iフ隣シ2啼Cそ42月Iつ蝉r)
η1才瓜ブ(2びテdロ2″沿 β 記 察騎甥θダ3寅杷例n電語侶狐べ爵面区! ・7 2 圓7(村<=St) 5、!B9ρ笑1てそマ11.か鈍さが漣14担ぞ樗乞
シ阪そ −1−二 12止 ど 二t5・り弓Iフ勺枦’、4f、、@イΣす/)電オゼ
〉!オ局プニ臥ソ【Jナニと日コ配置 8 回 杢発岬0不5て5そ9110電疫芋広人千二二坪 q
二 (、イ) =斗乙d匿シn (ニ)X−X釘面図 つ′5二も工崎、・つギ卓・+fl&rfrJう史号子
1つ9合うfAfs、lフイクリ゛を、カーフf序口×
10 2 ワ90 6父 8′10 20 3C 40 50 動 賽 勲 370 周5ぐ叡(図Hz) 捉来θ禅・11波1f通辺病轟忰庄n命j1乏示j運菓 回
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 圧電体基板(1)上に、弾性表面波を励振・受信する
複数の電極指(20)を有する櫛型構成の入力用電極(
2)と、複数の電極指(30)を有する櫛型構成の出力
用電極(3)とが少なくとも配設されてなる弾性表面波
素子において、 前記電極指(20,30)のそれぞれの単位長さ当たり
の重量を、その交差方向に沿って変化させることを特徴
とした弾性表面波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29680189A JPH03158014A (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 弾性表面波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29680189A JPH03158014A (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 弾性表面波素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03158014A true JPH03158014A (ja) | 1991-07-08 |
Family
ID=17838319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29680189A Pending JPH03158014A (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 弾性表面波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03158014A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006078001A1 (ja) * | 2005-01-21 | 2008-06-19 | 国立大学法人 千葉大学 | 弾性表面波装置 |
| US7453334B1 (en) * | 2005-03-21 | 2008-11-18 | Triquint Semiconductor, Inc. | Leaky SAW resonator and method |
| US7965155B2 (en) * | 2006-12-27 | 2011-06-21 | Panasonic Corporation | Surface acoustic wave resonator, and surface acoustic wave filter and antenna duplexer in which the surface acoustic wave resonator is used |
| US8085116B2 (en) * | 2008-03-24 | 2011-12-27 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Elastic wave device with a dielectric layer on the comb-shaped electrodes |
| US20170201229A1 (en) * | 2016-01-13 | 2017-07-13 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Acoustic wave resonator, filter, and duplexer |
-
1989
- 1989-11-15 JP JP29680189A patent/JPH03158014A/ja active Pending
Cited By (8)
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