JPH0494207A - Saw共振器フィルタ - Google Patents
Saw共振器フィルタInfo
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- JPH0494207A JPH0494207A JP21246590A JP21246590A JPH0494207A JP H0494207 A JPH0494207 A JP H0494207A JP 21246590 A JP21246590 A JP 21246590A JP 21246590 A JP21246590 A JP 21246590A JP H0494207 A JPH0494207 A JP H0494207A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- saw
- piezoelectric substrate
- saw resonator
- slit
- filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Landscapes
- 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】
(産業上の利用分野〉
本発明は、弾性表面波(Surface Acous
tic Wave;5AW)を用いたSAW共振器フ
ィルタの構造に関するものである。
tic Wave;5AW)を用いたSAW共振器フ
ィルタの構造に関するものである。
(従来の技術)
従来、高周波領域に使用するSAWフィルタとして、例
えばUHF/VHF帯の無線機等の通信装置に使用され
帯域幅が広帯域のフィルタについては、トランスバーサ
ル型が主に用いられている。
えばUHF/VHF帯の無線機等の通信装置に使用され
帯域幅が広帯域のフィルタについては、トランスバーサ
ル型が主に用いられている。
近年、通信装置等の小型化に伴い、フィルタの小型化が
更に要求され、特に狭帯域で安定かつ低挿入損失を有す
るSAW共振器フィルタが注目されている。そのSAW
共振器フィルタの一構成例を第2図(a)、(b)に示
す。
更に要求され、特に狭帯域で安定かつ低挿入損失を有す
るSAW共振器フィルタが注目されている。そのSAW
共振器フィルタの一構成例を第2図(a)、(b)に示
す。
第2図(a)、(b)は、従来のSAW共振器フィルタ
を説明するための図であり、同図(a>は従来の2重モ
ードSAW共振器フィルタの構成図、同図(b)は同図
(a>における変位分布図である。
を説明するための図であり、同図(a>は従来の2重モ
ードSAW共振器フィルタの構成図、同図(b)は同図
(a>における変位分布図である。
このSAW共振器フィルタ、即ち2重モードSAW共振
器フィルタは、圧電基板1を有し、その圧電基板1上に
は、SAW共振器2,3が形成されている。SAW共振
器2は、電極指2a−1を有するインターディジタルト
ランスジューサ(以下、IDTという)2aと反射器2
b、2cとで構成され、SAW共振器3は、SAW共振
器2と同一の構成でしかもSAW共振器2に対して並列
に近接配置されるものであり、電極指3a−1を有する
IDT3aと反射器3b、3cとで構成されている。さ
らに、SAW共振器2のIDT2aには、電気信号を入
力する入力端子4a、4bが接続され、SAW共振器3
のIDT3aには、電気信号を出力する出力端子5a、
5bが接続されている。
器フィルタは、圧電基板1を有し、その圧電基板1上に
は、SAW共振器2,3が形成されている。SAW共振
器2は、電極指2a−1を有するインターディジタルト
ランスジューサ(以下、IDTという)2aと反射器2
b、2cとで構成され、SAW共振器3は、SAW共振
器2と同一の構成でしかもSAW共振器2に対して並列
に近接配置されるものであり、電極指3a−1を有する
IDT3aと反射器3b、3cとで構成されている。さ
らに、SAW共振器2のIDT2aには、電気信号を入
力する入力端子4a、4bが接続され、SAW共振器3
のIDT3aには、電気信号を出力する出力端子5a、
5bが接続されている。
次に、以上のように構成されるSAW共振器フィルタの
動作を第3図(a>、(b)、(c)を参照しつつ説明
する。
動作を第3図(a>、(b)、(c)を参照しつつ説明
する。
第3図(a>、(b)、(c)は、第2図中のSAW共
振器の特性を説明するための図であり、同図(a)は第
2図中のSAW共振器の電極構成図、同図(b)は伝搬
方向の変位分布図、同図(C)は伝搬方向に直交する方
向の変位分布図である。なお、図中、ψは変位を示すパ
ラメータであるスカラーポテンシャルを表わしている。
振器の特性を説明するための図であり、同図(a)は第
2図中のSAW共振器の電極構成図、同図(b)は伝搬
方向の変位分布図、同図(C)は伝搬方向に直交する方
向の変位分布図である。なお、図中、ψは変位を示すパ
ラメータであるスカラーポテンシャルを表わしている。
このSAW共振器フィルタでは、入力端子4a。
4bを介してIDT2aに電気信号が入力されると、I
DT2aの電極指2a−1間に電界が生じて電極指2a
−1下の圧電基板1に弾性表面波(以下、SAWという
)が励振される。そのSAWは、電極指2a−1と垂直
に圧電基板1を左右に伝搬し、反射器2b、2cで反射
されて、その2つの反射器2b及び20間で反射を繰り
返して定在波となり、そのエネルギーが反射器2b及び
20間に閉じ込められる。
DT2aの電極指2a−1間に電界が生じて電極指2a
−1下の圧電基板1に弾性表面波(以下、SAWという
)が励振される。そのSAWは、電極指2a−1と垂直
に圧電基板1を左右に伝搬し、反射器2b、2cで反射
されて、その2つの反射器2b及び20間で反射を繰り
返して定在波となり、そのエネルギーが反射器2b及び
20間に閉じ込められる。
この時、SAW共振器2の伝搬方向(縦方向)、即ち第
2図中に示したX方向には、キャビティが構成され、第
3図(b)において(i)、(酉)、(iii)で示す
ような1次、2次、3次の変位を有する共振モードが励
起される。また、伝搬方向に対して直交する方向(横方
向)、即ち第2図中に図示したZ方向には、第3図(c
)において(I)(II)、(III)で示すような1
次、2次、3次の変位を有するモードが励起される。こ
のZ方向では、電極指2a−1が互いに交差する領域A
とその両側の領域BとでSAWの伝搬速度が異なり、領
域Aで電極指2a−1による反射と摂動によりSAWの
伝搬速度がその両側の領域Bより低下し、いわゆる弾性
波導波路を構成する。
2図中に示したX方向には、キャビティが構成され、第
3図(b)において(i)、(酉)、(iii)で示す
ような1次、2次、3次の変位を有する共振モードが励
起される。また、伝搬方向に対して直交する方向(横方
向)、即ち第2図中に図示したZ方向には、第3図(c
)において(I)(II)、(III)で示すような1
次、2次、3次の変位を有するモードが励起される。こ
のZ方向では、電極指2a−1が互いに交差する領域A
とその両側の領域BとでSAWの伝搬速度が異なり、領
域Aで電極指2a−1による反射と摂動によりSAWの
伝搬速度がその両側の領域Bより低下し、いわゆる弾性
波導波路を構成する。
SAW共振器2の反射器2b及び20間にSAWのエネ
ルギーが閉じ込められると、SAW共振器2及び3はそ
の間の間層が十分に小さい場合にいわゆる2重モードS
AW共振器として機能し、SAW共振器2及び3間に音
響結合が生して、第2図(b)に示すような2つの共振
モード、即ち対称モードと反対称モードが励起される。
ルギーが閉じ込められると、SAW共振器2及び3はそ
の間の間層が十分に小さい場合にいわゆる2重モードS
AW共振器として機能し、SAW共振器2及び3間に音
響結合が生して、第2図(b)に示すような2つの共振
モード、即ち対称モードと反対称モードが励起される。
一方の対称モードは、2つのSAW共振器2゜3がその
中心に対して対称な変位分布を持つものであり、他方の
反対称モードは、2つのSAW共振器2,3がその中心
に対して点対称な変位分布を持つものである。SAW共
振器2及び3間に音響結合が生しると、その音響結合に
より、IDT3aの電極指3a−1間に所望の中心周波
数f。を通過帯域中に含む周波数特性を有する電気信号
が励起されて出力端子5a、5bに出力される。
中心に対して対称な変位分布を持つものであり、他方の
反対称モードは、2つのSAW共振器2,3がその中心
に対して点対称な変位分布を持つものである。SAW共
振器2及び3間に音響結合が生しると、その音響結合に
より、IDT3aの電極指3a−1間に所望の中心周波
数f。を通過帯域中に含む周波数特性を有する電気信号
が励起されて出力端子5a、5bに出力される。
次に、以上のように動作するSAW共振器フィルタの特
性について解析する。
性について解析する。
このSAW共振器フィルタについて、第2図(a)に示
すような5つの領域1〜■からなる弾性表面波導波路モ
デルを用いて解析すると、領域II、 IVは低速度領
域、領域I、III、Vは高速度領域であることが分か
る。また、領域IIIは2つのSAW共振器2.3の音
響結合領域である。さらに、第2図中、各領域I、Vの
幅をB、領域IIIVの幅をW、領域IIIの幅をGと
し、SAWの伝搬方向をX方向、これと直交する方向を
Z方向として、圧電基板1を均一な等方向性物質と仮定
すると、SAWの伝搬は、低速度領域におけるスカラー
ポテンシャルψ5、高速度領域におけるスカラーポテン
シャルψfを用いて次式(1)、(2>のように表わさ
れる。
すような5つの領域1〜■からなる弾性表面波導波路モ
デルを用いて解析すると、領域II、 IVは低速度領
域、領域I、III、Vは高速度領域であることが分か
る。また、領域IIIは2つのSAW共振器2.3の音
響結合領域である。さらに、第2図中、各領域I、Vの
幅をB、領域IIIVの幅をW、領域IIIの幅をGと
し、SAWの伝搬方向をX方向、これと直交する方向を
Z方向として、圧電基板1を均一な等方向性物質と仮定
すると、SAWの伝搬は、低速度領域におけるスカラー
ポテンシャルψ5、高速度領域におけるスカラーポテン
シャルψfを用いて次式(1)、(2>のように表わさ
れる。
・・・(1)
kfw
二こで、■3、■fは、各々低速度領域、高速度領域に
おけるSAWの伝搬速度、ωは共振角周波数である。
おけるSAWの伝搬速度、ωは共振角周波数である。
(1)、(2)式での境界条件を、各境界において変位
及び応力が連続であること、及び最外端で力が加わらな
いこととし、外側の高速領域の幅Bが十分に広いと仮定
して、(1)、(2〉式を解くと次式(3)、(4)が
得られる。
及び応力が連続であること、及び最外端で力が加わらな
いこととし、外側の高速領域の幅Bが十分に広いと仮定
して、(1)、(2〉式を解くと次式(3)、(4)が
得られる。
k、W=
・・・(3)
但し、
である。
ここで、(3)式は、領域II、 IVの変位を同一方
向とした場合、即ち対称モードに対応し、(4)式は、
領域I1. IVの変位を逆方向とした場合、即ち反対
称モードに対応する。また、各式(3)(4)中の■は
各モードにおけるSAWの伝搬速度である。
向とした場合、即ち対称モードに対応し、(4)式は、
領域I1. IVの変位を逆方向とした場合、即ち反対
称モードに対応する。また、各式(3)(4)中の■は
各モードにおけるSAWの伝搬速度である。
以上のように解析される2重モードSAW共振器フィル
タの等価回路を第4図に示す。ここで、第4図は、第2
図中の2重モードSAW共振器フィルタの等価回祁の回
路図である。
タの等価回路を第4図に示す。ここで、第4図は、第2
図中の2重モードSAW共振器フィルタの等価回祁の回
路図である。
この等価回路は、入力端子4a、4bと出力端子5a、
5bの間に等価的に設定される、対称共振モードにおけ
る共振周波数fs、等価インダクタンスLS、等価キャ
パシタンスC3、及び等価抵抗Rsと、反対称共振モー
ドにおける共振周波数fa、等価インダクタンスLa
、等価キャパシタンスCa、及び等価抵抗Raとで表わ
される。
5bの間に等価的に設定される、対称共振モードにおけ
る共振周波数fs、等価インダクタンスLS、等価キャ
パシタンスC3、及び等価抵抗Rsと、反対称共振モー
ドにおける共振周波数fa、等価インダクタンスLa
、等価キャパシタンスCa、及び等価抵抗Raとで表わ
される。
ここで、Lf =Laであり、Ra≧R3である。
また、coは各SAW共振器2.3の並列キャパシタン
スである。この等価回路は、回路理論により第5図に示
すように等価変換される。
スである。この等価回路は、回路理論により第5図に示
すように等価変換される。
第5図は、第4図の等価回路から等価変換されたラダー
回路の回路図である。
回路の回路図である。
このラダー回路は、入力端子4a、4bと出力端子5a
、5bの間に等価的に設定されるもので、第5図中のイ
ンダクタンス成分L1はL1=LS=Laの関係を満た
し、抵抗成分R1は、R1=R3=Raの関係を、キャ
パシタンス成分cmは、1/Cm =1/Ca−1/C
sの関係をそれぞれ満たすものである。このラダー回路
では、無極型のフィルタとして第6図に示すようなフィ
ルタ特性が得られる。なお、第6図は4次フィルタのス
プリアスレスポンスと対応する変位分布を併記した第5
図でのフィルタ特性図である。
、5bの間に等価的に設定されるもので、第5図中のイ
ンダクタンス成分L1はL1=LS=Laの関係を満た
し、抵抗成分R1は、R1=R3=Raの関係を、キャ
パシタンス成分cmは、1/Cm =1/Ca−1/C
sの関係をそれぞれ満たすものである。このラダー回路
では、無極型のフィルタとして第6図に示すようなフィ
ルタ特性が得られる。なお、第6図は4次フィルタのス
プリアスレスポンスと対応する変位分布を併記した第5
図でのフィルタ特性図である。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上記構成のSAW共振器フィルタでは、
次のような課題があった。
次のような課題があった。
従来のSAW共振器フィルタでは、第6図のフィルタ特
性図から分かるようにフィルタ通過帯域の両側にスプリ
アスが存在する。第2図(a)の構造のSAW共振器フ
ィルタにおいて、このスプリアスの状態を調べてみると
、従来のSAW共振器フィルタでは、SAWの伝搬のみ
を利用しているが、バルク波の振動も電極下に閉じ込め
られるため、バルク波によるスプリアスが顕著に表われ
、フィルタの特性に多大な悪影響を及ぼしている。
性図から分かるようにフィルタ通過帯域の両側にスプリ
アスが存在する。第2図(a)の構造のSAW共振器フ
ィルタにおいて、このスプリアスの状態を調べてみると
、従来のSAW共振器フィルタでは、SAWの伝搬のみ
を利用しているが、バルク波の振動も電極下に閉じ込め
られるため、バルク波によるスプリアスが顕著に表われ
、フィルタの特性に多大な悪影響を及ぼしている。
また、Z方向及びX方向のSAWの伝搬について注目し
、スプリアスの状態を調べると、2方向については、2
次モード以外の偶数次モードは、■DT電極電極量荷の
相殺が起こりレスポンスは表れない。また、高次モード
は次数の増加と共にその共振周波数が上昇する。一方、
X方向の高次共振モードでは、次数が増加するに従って
その共振周波数は低下する。
、スプリアスの状態を調べると、2方向については、2
次モード以外の偶数次モードは、■DT電極電極量荷の
相殺が起こりレスポンスは表れない。また、高次モード
は次数の増加と共にその共振周波数が上昇する。一方、
X方向の高次共振モードでは、次数が増加するに従って
その共振周波数は低下する。
このように、従来のSAW共振器フィルタでは、−船釣
に一枚の圧電基板上にIDTと反射器からなるSAW共
振器を複数個設けてエネルギー閉じ込め形のフィルタを
実現しているため、バルク波モードによるスプリアス、
Z方向伝搬の高次スプリアスモード、X方向伝搬による
高次スプリアスモードの各スプリアスにより減衰域にお
ける減衰特性に劣化が生じてしまう。
に一枚の圧電基板上にIDTと反射器からなるSAW共
振器を複数個設けてエネルギー閉じ込め形のフィルタを
実現しているため、バルク波モードによるスプリアス、
Z方向伝搬の高次スプリアスモード、X方向伝搬による
高次スプリアスモードの各スプリアスにより減衰域にお
ける減衰特性に劣化が生じてしまう。
本発明は、バルク波モードによるスプリアスによりスプ
リアス特性に劣化が生じ、X方向及びZ方向伝搬の高次
スプリアスモードが重なってフィルタ特性が大幅に劣化
してしまう点について解決したSAW共振器フィルタを
提供するものである。
リアス特性に劣化が生じ、X方向及びZ方向伝搬の高次
スプリアスモードが重なってフィルタ特性が大幅に劣化
してしまう点について解決したSAW共振器フィルタを
提供するものである。
(課題を解決するための手段)
本発明は、前記課題を解決するなめに、−枚の圧電基板
と、前記圧電基板上に並列配置された少なくとも入力用
及び出力用を含む複数個のSAW共振器とを備え、前記
SAW共振器がインターディジタルトランスジューサ及
び反射器で構成され、特定の通過帯域を有するSAW共
振器フィルタにおいて、前記SAW共振器間における前
記圧電基板の所定位置に、前記通過帯域外のスプリアス
に応じて該所定位置における圧電基板の厚みを設定する
スリットを設けて構成したものである。
と、前記圧電基板上に並列配置された少なくとも入力用
及び出力用を含む複数個のSAW共振器とを備え、前記
SAW共振器がインターディジタルトランスジューサ及
び反射器で構成され、特定の通過帯域を有するSAW共
振器フィルタにおいて、前記SAW共振器間における前
記圧電基板の所定位置に、前記通過帯域外のスプリアス
に応じて該所定位置における圧電基板の厚みを設定する
スリットを設けて構成したものである。
(作用〉
本発明によれば、以上のようにSAW共振器フィルタを
構成したので、スリットは、該スリットを設けた所定位
置における圧電基板の厚みを他の部分の圧電基板の厚み
よりも薄く設定して、該スリットを通過するバルク波の
エネルギーを減衰させるように働く。即ち、圧電基板を
伝搬するバルク波は、通常該圧電基板の板厚、形状等に
よりその伝搬特性が決定され、複数のSAW共振器の各
々と同一の振動を行いながら伝搬していく。ところが、
そのバルク波が前記スリットを通過すると、そのスリッ
トでは、前記所定位置の形状に応じて前記圧電基板の板
厚が実質的に変化しているため、構造的にバルク波の伝
搬が阻止されると共に、バルク波の伝搬特性が変化する
。したがって、スリット自体によってバルク波のエネル
ギーが減衰すると共に、スリットを通過することでバル
ク波の伝搬特性が変化するために伝搬特性が異なるバル
ク波同志の打ち消し合いが生じたり、あるいは伝搬した
先のSAW共振器と振動状態が異なってろ波されたりし
て、出力用のSAW共振器へ前記バルク波が到達するの
が防止される。
構成したので、スリットは、該スリットを設けた所定位
置における圧電基板の厚みを他の部分の圧電基板の厚み
よりも薄く設定して、該スリットを通過するバルク波の
エネルギーを減衰させるように働く。即ち、圧電基板を
伝搬するバルク波は、通常該圧電基板の板厚、形状等に
よりその伝搬特性が決定され、複数のSAW共振器の各
々と同一の振動を行いながら伝搬していく。ところが、
そのバルク波が前記スリットを通過すると、そのスリッ
トでは、前記所定位置の形状に応じて前記圧電基板の板
厚が実質的に変化しているため、構造的にバルク波の伝
搬が阻止されると共に、バルク波の伝搬特性が変化する
。したがって、スリット自体によってバルク波のエネル
ギーが減衰すると共に、スリットを通過することでバル
ク波の伝搬特性が変化するために伝搬特性が異なるバル
ク波同志の打ち消し合いが生じたり、あるいは伝搬した
先のSAW共振器と振動状態が異なってろ波されたりし
て、出力用のSAW共振器へ前記バルク波が到達するの
が防止される。
また、前記スリットは、バルク波の伝搬を抑止すると共
に、バルク波の場合とほぼ同様にしてスリットに達する
SAWの高次スプリアスモードを減衰させるように働く
。
に、バルク波の場合とほぼ同様にしてスリットに達する
SAWの高次スプリアスモードを減衰させるように働く
。
したがって、前記課題を解決できるのである。
(実施例)
第1図(a)、(b)は、本発明の実施例を示すSAW
共振器フィルタの構成図であり、同図(a>は平面図、
同図(b)は同図(a)の側面図である。
共振器フィルタの構成図であり、同図(a>は平面図、
同図(b)は同図(a)の側面図である。
このSAW共振器フィルタは、例えば水晶からなる一枚
の圧電基板11を有している。圧電基板11上には、入
力用のSAW共振器12と、SAW共振器12に対して
ギャップG1隔てたSAW共振器13と、SAW共振器
13に対してギャップG2隔てたSAW共振共振器上4
SAW共振器14に対してギャップG3隔てた出力用の
SAW共振器15とが、それぞれ2方向に沿って並列配
置されている。SAW共振器12は、IDT12aと、
その両側にX方向に沿って配置された反射器12b、1
2cとで構成されており、SAW共振器13,14.1
5についても同様に、SAW共振器13がIDT13a
及び反射器13b、13cで、SAW共振器14がID
T14a及び反射器14b、14cで、SAW共振器1
5がIDT15a及び反射器15b、15cでそれぞれ
構成されている。
の圧電基板11を有している。圧電基板11上には、入
力用のSAW共振器12と、SAW共振器12に対して
ギャップG1隔てたSAW共振器13と、SAW共振器
13に対してギャップG2隔てたSAW共振共振器上4
SAW共振器14に対してギャップG3隔てた出力用の
SAW共振器15とが、それぞれ2方向に沿って並列配
置されている。SAW共振器12は、IDT12aと、
その両側にX方向に沿って配置された反射器12b、1
2cとで構成されており、SAW共振器13,14.1
5についても同様に、SAW共振器13がIDT13a
及び反射器13b、13cで、SAW共振器14がID
T14a及び反射器14b、14cで、SAW共振器1
5がIDT15a及び反射器15b、15cでそれぞれ
構成されている。
SAW共振器13及び14間のギャップG2には、本実
施例の特徴であるスリット16が設けられている。この
スリット16は、圧電基板11をその表面から深さ方向
に圧電基板11の厚み(板厚)の1重2程度ダイシング
して直線状に構成されている。
施例の特徴であるスリット16が設けられている。この
スリット16は、圧電基板11をその表面から深さ方向
に圧電基板11の厚み(板厚)の1重2程度ダイシング
して直線状に構成されている。
さらに、入力用のSAW共振器12のIDTl2aは、
入力端子17a、17bにワイヤボンディングされ、出
力用のSAW共振器15のIDT15aは、出力端子1
8a、18bにワイヤボンディングされており、またS
AW共振器13及び14間は、例えばワイヤボンディン
グにより接続されている。なお、アース系については説
明を省略している。
入力端子17a、17bにワイヤボンディングされ、出
力用のSAW共振器15のIDT15aは、出力端子1
8a、18bにワイヤボンディングされており、またS
AW共振器13及び14間は、例えばワイヤボンディン
グにより接続されている。なお、アース系については説
明を省略している。
以上のように構成されるSAW共振器フィルタは、例え
ば次のようにして複数個同時に製造される。
ば次のようにして複数個同時に製造される。
先ず、ウェハ状の圧電基板11表面にAfJ等の金属膜
を蒸着あるいはスパッタ等により堆積した後、その金属
膜上にレジストを被着する。そして、レジストを露光、
現像してレジストパターンを形成し、そのレジストパタ
ーンをマスクにしてエツチング液で金属膜をエツチング
し、所定形状の■DT12a、13a、14a、15a
及び反射器12b 12c、13b、13c、14b
、14c、15b、15cをそれぞれ複数個分形成する
。
を蒸着あるいはスパッタ等により堆積した後、その金属
膜上にレジストを被着する。そして、レジストを露光、
現像してレジストパターンを形成し、そのレジストパタ
ーンをマスクにしてエツチング液で金属膜をエツチング
し、所定形状の■DT12a、13a、14a、15a
及び反射器12b 12c、13b、13c、14b
、14c、15b、15cをそれぞれ複数個分形成する
。
その後、不要なレジストパターンの除去を行い、ウェハ
状の圧電基板11をチップ単位にカッティングすれば、
単体のSAW共振器フィルタが製造される力板このカッ
ティングの際にSAW共振器13及び14間における圧
電基板11をその圧電基板11の板厚の1重72程度の
深さダイシングして各スリット16を形成する。その後
配線等を行えば、SAW共振器フィルタの製造が終了す
る。
状の圧電基板11をチップ単位にカッティングすれば、
単体のSAW共振器フィルタが製造される力板このカッ
ティングの際にSAW共振器13及び14間における圧
電基板11をその圧電基板11の板厚の1重72程度の
深さダイシングして各スリット16を形成する。その後
配線等を行えば、SAW共振器フィルタの製造が終了す
る。
以上のようなSAW共振器フィルタは、次のように動作
する。
する。
入力端子17a、17bを介してSAW共振器フィルタ
に入力された電気信号は、入力用のSAW共振器12の
IDT12aに入力される。すると、その電気信号は、
IDT12aにより、圧電基板11に励起されるSAW
に変換される。このSAWは、両方向性であるため、I
DT12aの左右をX方向に伝搬し、反射器12b、1
2cへ到達する。反射器12b、12cへ到達したSA
Wは、圧電基板11を水晶等の圧電材料で構成したため
の摂動により、反射器12b、12cにより反射されて
、反射器12b、IDT12a、及び反射器12cの間
に閉じ込められる。したがって、圧電基板11上に並列
配置されたSAW共振器12.13,14.15は、2
重モードSAW共振器として機部する。
に入力された電気信号は、入力用のSAW共振器12の
IDT12aに入力される。すると、その電気信号は、
IDT12aにより、圧電基板11に励起されるSAW
に変換される。このSAWは、両方向性であるため、I
DT12aの左右をX方向に伝搬し、反射器12b、1
2cへ到達する。反射器12b、12cへ到達したSA
Wは、圧電基板11を水晶等の圧電材料で構成したため
の摂動により、反射器12b、12cにより反射されて
、反射器12b、IDT12a、及び反射器12cの間
に閉じ込められる。したがって、圧電基板11上に並列
配置されたSAW共振器12.13,14.15は、2
重モードSAW共振器として機部する。
SAW共振器12にSAWのエネルギーが閉じ込められ
ると、そのSAWはギャップG1を介して隣り合ったS
AW共振器13と音響結合をする。
ると、そのSAWはギャップG1を介して隣り合ったS
AW共振器13と音響結合をする。
この音響結合により、SAW共振器13のIDT13a
に電気信号が生じ、その電気信号はワイヤボンディング
によってSAW共振器14のIDT14aに伝わる。す
ると、IDT14a下の圧電基板11にSAWが励起さ
れ、そのSAWのエネルギーがSAW共振器14に閉じ
込められて、そのSAWによってSAW共振器14及び
15間に音響結合が生じる。これにより、SAW共振器
15のIDT15aに所定の中心周波数f。を含む特定
の通過帯域の周波数を有する電気信号が励起されその電
気信号が出力端子18a、18bへ出力される。ここで
、このSAW共振器フィルタでは、Z方向伝搬の波は2
重モード以外の偶数次は伝搬しないが、X方向伝搬の波
は、一般に低域側に多くのスプリアスが発生する。とこ
ろが、このX方向伝搬のスプリアスは、そのX方向伝搬
の波がスリット16を通過する際に除去される。さらに
、Z方向伝搬での高次スプリアスモードについてもスリ
ット16により除去される。
に電気信号が生じ、その電気信号はワイヤボンディング
によってSAW共振器14のIDT14aに伝わる。す
ると、IDT14a下の圧電基板11にSAWが励起さ
れ、そのSAWのエネルギーがSAW共振器14に閉じ
込められて、そのSAWによってSAW共振器14及び
15間に音響結合が生じる。これにより、SAW共振器
15のIDT15aに所定の中心周波数f。を含む特定
の通過帯域の周波数を有する電気信号が励起されその電
気信号が出力端子18a、18bへ出力される。ここで
、このSAW共振器フィルタでは、Z方向伝搬の波は2
重モード以外の偶数次は伝搬しないが、X方向伝搬の波
は、一般に低域側に多くのスプリアスが発生する。とこ
ろが、このX方向伝搬のスプリアスは、そのX方向伝搬
の波がスリット16を通過する際に除去される。さらに
、Z方向伝搬での高次スプリアスモードについてもスリ
ット16により除去される。
また、圧電基板11上に形成されたIDT12a、13
a等の電極下には、SAWの他にバルク波が発生する。
a等の電極下には、SAWの他にバルク波が発生する。
このバルク波は、圧電基板11の板厚や形状等により決
まる伝搬特性を持っている。
まる伝搬特性を持っている。
SAW共振器12.13の音響結合に付随して生じたバ
ルク波は、スリット16に達すると、先ずスリット16
自体によりエネルギーが減衰する。
ルク波は、スリット16に達すると、先ずスリット16
自体によりエネルギーが減衰する。
さらに、スリット16を通過したバルク波は、スリット
16で圧電基板11の厚みが他の部分での厚みの1/2
程度になっているために、その伝搬特性が変化する。こ
の伝搬特性が変化したバルク波はSAW共振器14.1
5と振動状態が合わなくなり、SAW共振器14.15
と同一の振動で伝搬することができず、また、SAW共
振器14゜15の音響結合で生じるバルク波との間の伝
搬特性の違いにより双方が打ち消し合い、エネルギーが
さらに減衰する。
16で圧電基板11の厚みが他の部分での厚みの1/2
程度になっているために、その伝搬特性が変化する。こ
の伝搬特性が変化したバルク波はSAW共振器14.1
5と振動状態が合わなくなり、SAW共振器14.15
と同一の振動で伝搬することができず、また、SAW共
振器14゜15の音響結合で生じるバルク波との間の伝
搬特性の違いにより双方が打ち消し合い、エネルギーが
さらに減衰する。
本実施例では、次のような利点を有している。
(A>本実施例のSAW共振器フィルタでは、スリット
16を設けたことにより、SAW共振器12.13の電
極によるバルク波がスリット16を通過する際にそのエ
ネルギーが減衰されたり、通過後バルク波振動が抑圧さ
れたりするため、出力用のSAW共振器15に到達する
バルク波のエネルギーが大幅に低減される。また、スリ
71−16によりSAWの高次モードのスプリアスが除
去される。従って、本実施例のSAW共振器フィルタで
は、通過帯域外の減衰域におけるスプリアスを除去する
ことができ、減衰域の減衰量を向上させることができる
。本実施例の構成によれば、そのSAW共振器フィルタ
のフィルタ特性として第7図に示すものが得られる。な
お、第7図は、第1図のSAW共振器フィルタでのフィ
ルタ特性図である。この図から分かるように、従来の第
6図に示したフィルタ特性を有するSAW共振器フィル
タに比べて、本実施例のSAW共振器フィルタでは、通
過帯域外の減衰域におけるスプリアスが除去され、減衰
特性を著しく向上させることができる。
16を設けたことにより、SAW共振器12.13の電
極によるバルク波がスリット16を通過する際にそのエ
ネルギーが減衰されたり、通過後バルク波振動が抑圧さ
れたりするため、出力用のSAW共振器15に到達する
バルク波のエネルギーが大幅に低減される。また、スリ
71−16によりSAWの高次モードのスプリアスが除
去される。従って、本実施例のSAW共振器フィルタで
は、通過帯域外の減衰域におけるスプリアスを除去する
ことができ、減衰域の減衰量を向上させることができる
。本実施例の構成によれば、そのSAW共振器フィルタ
のフィルタ特性として第7図に示すものが得られる。な
お、第7図は、第1図のSAW共振器フィルタでのフィ
ルタ特性図である。この図から分かるように、従来の第
6図に示したフィルタ特性を有するSAW共振器フィル
タに比べて、本実施例のSAW共振器フィルタでは、通
過帯域外の減衰域におけるスプリアスが除去され、減衰
特性を著しく向上させることができる。
(B)本実施例では、スリット16を挟んで両側のSA
W共振器12.13とSAW共振器14゜15とが対称
的な構造となるようにスリット16の配置を設定してい
るので、安定した周波数特性を得やすく、さらにはその
周波数特性の調整が容易になるなどの利点が得られる。
W共振器12.13とSAW共振器14゜15とが対称
的な構造となるようにスリット16の配置を設定してい
るので、安定した周波数特性を得やすく、さらにはその
周波数特性の調整が容易になるなどの利点が得られる。
(C)本実施例では、スリット16の深さを圧電基板1
1の厚みの1/2程度に設定した。そのため、圧電基板
11をベースとしたSAW共振器フィルタの構造上の機
械的強度を確保しつつ、バルク波モード、及びSAWの
高次スプリアスモードを可能な限り効果的に除去してス
プリアス特性を改善する上で最適な効果が得られる。さ
らには、ダイシング等の加工がしやすく加工性に優れ、
また機械的強度が確保されることにより、組み立てが行
いやすくなると共に、実装構造の自由度が大きくなると
いう相乗効果も得られる。
1の厚みの1/2程度に設定した。そのため、圧電基板
11をベースとしたSAW共振器フィルタの構造上の機
械的強度を確保しつつ、バルク波モード、及びSAWの
高次スプリアスモードを可能な限り効果的に除去してス
プリアス特性を改善する上で最適な効果が得られる。さ
らには、ダイシング等の加工がしやすく加工性に優れ、
また機械的強度が確保されることにより、組み立てが行
いやすくなると共に、実装構造の自由度が大きくなると
いう相乗効果も得られる。
なお、本発明は、図示の実施例に限定されず、種々の変
形が可能である。その変形例としては、例えば次のよう
なものがある。
形が可能である。その変形例としては、例えば次のよう
なものがある。
(I>上記実施例のSAW共振器フィルタにおいては、
圧電基板11、SAW共振器12〜15、及びスリット
16等の構造、材質、設計寸法、及び製造方法等の変更
が可能である。
圧電基板11、SAW共振器12〜15、及びスリット
16等の構造、材質、設計寸法、及び製造方法等の変更
が可能である。
■ 圧電基板11は、水晶以外にも、例えばタンタル酸
リチウム(L i T a 03 >やニオブ酸リチウ
ム(L i NbO3>などの圧電材料により構成して
もよく、その場合にも上記実施例と同様の作用、効果が
得られる。
リチウム(L i T a 03 >やニオブ酸リチウ
ム(L i NbO3>などの圧電材料により構成して
もよく、その場合にも上記実施例と同様の作用、効果が
得られる。
■ SAW共振器12−>15は、その平面形状、ある
いはIDT12a、13a、14a、15a及び反射器
12b、12c、13b、13c、14b、14c、1
5b、15cの構成の変形が可能である。また、上記実
施例では4個のSAW共振器12〜15を用いて構成し
たが、その数はすくなくとも入力用及び出力用を含むも
のであれば、フィルタ特性や挿入損失等を考慮し、用途
に応じて適宜変更が可能である。
いはIDT12a、13a、14a、15a及び反射器
12b、12c、13b、13c、14b、14c、1
5b、15cの構成の変形が可能である。また、上記実
施例では4個のSAW共振器12〜15を用いて構成し
たが、その数はすくなくとも入力用及び出力用を含むも
のであれば、フィルタ特性や挿入損失等を考慮し、用途
に応じて適宜変更が可能である。
■ スリット16は、深さ、形成位置、平面形状、断面
形状、個数、及び形成方法等の変更が可能である。例え
ばその深さは、圧電基板11の強度の低下を招かず、か
つ通過帯域外のスプリアスが最も減衰するものであれば
よく、スリット16の設計条件等に応じて適宜変更可能
である。その形成位置は、上記実施例ではSAW共振器
12〜15と同一面側に形成する構成にしたが、例えば
SAW共振器12〜15と反対面側のSAW共振器12
〜15間の所定位置に設ける構成にしてもよい。その平
面形状は、必ずしも直線状である必要はない。その断面
形状は、深さがスリット16の長手方向に変化する構成
でもよい。その個数は、複数でもよく、例えばギャップ
G1及び03等にも設ける構成にしてもよいしまた必要
に応じ機械的強度の劣化等が生じないようにして圧電基
板11の両面の所定位置に設ける構成にしてもよい。
形状、個数、及び形成方法等の変更が可能である。例え
ばその深さは、圧電基板11の強度の低下を招かず、か
つ通過帯域外のスプリアスが最も減衰するものであれば
よく、スリット16の設計条件等に応じて適宜変更可能
である。その形成位置は、上記実施例ではSAW共振器
12〜15と同一面側に形成する構成にしたが、例えば
SAW共振器12〜15と反対面側のSAW共振器12
〜15間の所定位置に設ける構成にしてもよい。その平
面形状は、必ずしも直線状である必要はない。その断面
形状は、深さがスリット16の長手方向に変化する構成
でもよい。その個数は、複数でもよく、例えばギャップ
G1及び03等にも設ける構成にしてもよいしまた必要
に応じ機械的強度の劣化等が生じないようにして圧電基
板11の両面の所定位置に設ける構成にしてもよい。
その形成方法は、上記実施例のものに限定されるもので
はなく、例えばダイシング以外の方法で形成してもよい
。
はなく、例えばダイシング以外の方法で形成してもよい
。
(TI)上記実施例のSAW共振器フィルタは、通信装
置を含む種々の装置に幅広く適用が可能である。
置を含む種々の装置に幅広く適用が可能である。
(発明の効果)
以上詳細に説明したように、本発明によれば、圧電基板
上に並列配置されたSAW共振器間tこおける前記圧電
基板の一部にスリットを設けたことにより、バルク波振
動の伝搬を抑止できると共に、SAWの高次のスズリア
スモードを削除でき、容易にかつ低コストでスプリアス
特性にff′hたSAW共振器フィルタを実現できる。
上に並列配置されたSAW共振器間tこおける前記圧電
基板の一部にスリットを設けたことにより、バルク波振
動の伝搬を抑止できると共に、SAWの高次のスズリア
スモードを削除でき、容易にかつ低コストでスプリアス
特性にff′hたSAW共振器フィルタを実現できる。
第1図(a)、(b)は本発明の実施例を示すSAW共
振器フィルタの構成図であり、同図(a>は平面図、同
図(b)は同図(a>の側面図、第2図(a>、(b>
は従来のSAW共振器フィルタを説明するための図であ
り、同図(a)は従来の2重モードSAW共振器フィル
タの構成図、同図(b)は同図(a>における変位分布
図、第3図(a>、(b)、(c)は第2図中のSAW
共振器の特性を説明するための図であり、同図(a>は
第2図中のSAW共振器の電極構成図、同図(b)は伝
搬方向の変位分布図、同図(C)は伝搬方向に直交する
方向の変位分布図、第4図は第2図中の2重モードSA
W共振器フィルタの等価回路の回路図、第5図は第4図
の等価回路から等価変換されたラダー回路の回路図、第
6図は第5図でのフィルタ特性図、第7図は第1図での
フィルタ特性図である。 11・・・圧電基板、12〜15・・・SAW共振器、
12a、13a、14a、15a・−・II)T、12
b、12c、13b、13c、14b 14c1ヲb
、15c・・・反射器、16・・・スリット。
振器フィルタの構成図であり、同図(a>は平面図、同
図(b)は同図(a>の側面図、第2図(a>、(b>
は従来のSAW共振器フィルタを説明するための図であ
り、同図(a)は従来の2重モードSAW共振器フィル
タの構成図、同図(b)は同図(a>における変位分布
図、第3図(a>、(b)、(c)は第2図中のSAW
共振器の特性を説明するための図であり、同図(a>は
第2図中のSAW共振器の電極構成図、同図(b)は伝
搬方向の変位分布図、同図(C)は伝搬方向に直交する
方向の変位分布図、第4図は第2図中の2重モードSA
W共振器フィルタの等価回路の回路図、第5図は第4図
の等価回路から等価変換されたラダー回路の回路図、第
6図は第5図でのフィルタ特性図、第7図は第1図での
フィルタ特性図である。 11・・・圧電基板、12〜15・・・SAW共振器、
12a、13a、14a、15a・−・II)T、12
b、12c、13b、13c、14b 14c1ヲb
、15c・・・反射器、16・・・スリット。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一枚の圧電基板と、前記圧電基板上に並列配置された
少なくとも入力用及び出力用を含む複数個のSAW共振
器とを備え、 前記SAW共振器がインターディジタルトランスジュー
サ及び反射器で構成され、特定の通過帯域を有するSA
W共振器フィルタにおいて、前記SAW共振器間におけ
る前記圧電基板の所定位置に、前記通過帯域外のスプリ
アスに応じて該所定位置における圧電基板の厚みを設定
するスリットを設けたことを特徴とするSAW共振器フ
ィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21246590A JPH0494207A (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | Saw共振器フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21246590A JPH0494207A (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | Saw共振器フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0494207A true JPH0494207A (ja) | 1992-03-26 |
Family
ID=16623094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21246590A Pending JPH0494207A (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | Saw共振器フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0494207A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100380942B1 (ko) * | 2001-02-15 | 2003-04-18 | 엘지이노텍 주식회사 | 벌크 웨이브 이용한 표면탄성파 필터 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5763921A (en) * | 1980-10-07 | 1982-04-17 | Toshiba Corp | Surface acoustic wave device |
| JPS5826220B2 (ja) * | 1974-12-25 | 1983-06-01 | ソニー株式会社 | 4 チヤンネルステレオゴウセイシンゴウノ フクチヨウカイロ |
| JPS63102508A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性波装置 |
| JPH01311714A (ja) * | 1988-06-10 | 1989-12-15 | Toko Inc | 表面弾性波多重モードフィルタ |
-
1990
- 1990-08-09 JP JP21246590A patent/JPH0494207A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5826220B2 (ja) * | 1974-12-25 | 1983-06-01 | ソニー株式会社 | 4 チヤンネルステレオゴウセイシンゴウノ フクチヨウカイロ |
| JPS5763921A (en) * | 1980-10-07 | 1982-04-17 | Toshiba Corp | Surface acoustic wave device |
| JPS63102508A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性波装置 |
| JPH01311714A (ja) * | 1988-06-10 | 1989-12-15 | Toko Inc | 表面弾性波多重モードフィルタ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100380942B1 (ko) * | 2001-02-15 | 2003-04-18 | 엘지이노텍 주식회사 | 벌크 웨이브 이용한 표면탄성파 필터 |
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