弾性表面波素子、弾性表面波装置及び通信装置
【課題】 通過帯域近傍の帯域外減衰量と、通過帯域外のより高周波側における帯域外減衰量とを両立させて向上させることができる弾性表面波装置、及び通信装置を得る。
【解決手段】 第１のＩＤＴ電極１の基準電位バスバー電極１ａを、伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ第１のＩＤＴ電極１側に位置する環状電極１２の第１の部位２５に第１の接続配線３０を介して接続し、第３のＩＤＴ電極３の基準電位バスバー電極３ａを、伝搬方向に直交する方向の延長上にある環状電極１２の第２の部位２６に第２の接続配線３１を介して接続し、第２のＩＤＴ電極２の基準電位バスバー電極２ａを、第２の部位２６から環状電極１２に沿って第１の部位２５に向かう方向で且つ第１の部位２５と所定間隔だけ離れた第４の部位２８に第４の接続配線３３を介して接続する。
【解決手段】 第１のＩＤＴ電極１の基準電位バスバー電極１ａを、伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ第１のＩＤＴ電極１側に位置する環状電極１２の第１の部位２５に第１の接続配線３０を介して接続し、第３のＩＤＴ電極３の基準電位バスバー電極３ａを、伝搬方向に直交する方向の延長上にある環状電極１２の第２の部位２６に第２の接続配線３１を介して接続し、第２のＩＤＴ電極２の基準電位バスバー電極２ａを、第２の部位２６から環状電極１２に沿って第１の部位２５に向かう方向で且つ第１の部位２５と所定間隔だけ離れた第４の部位２８に第４の接続配線３３を介して接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話等の移動体通信機器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素子、弾性表面波装置及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段に用いられる周波数選択フィルタ（以下、フィルタともいう）として、弾性表面波フィルタが広く用いられている。一般に、周波数選択フィルタに求められる特性としては、広通過帯域、低損失、高減衰量等の諸特性が挙げられる。
【０００３】
また、ＧＳＭ(Global System for Mobile Communications)などのＲｘフィルタは受信周波数の信号波だけでなく、２倍波、３倍波の信号が漏れてくるために、２倍波、３倍波の周波数における帯域外減衰量を確保することが要求されている。しかし、ＰＣＳ（Personal Communication Services）など３倍波の周波数が６ＧＨｚ付近である場合、ＩＤＴ電極間での電気的な干渉が発生し易いために、減衰量を大きくすることが難しい。従って、６ＧＨｚといった高周波帯域における減衰量を大きくすることに対する要望が大きい。
【０００４】
これらの要求特性に対して、電気信号を弾性表面波に変換させるＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電極及び反射器電極を有する弾性表面波素子をラダー型に構成したラダー型回路を有する弾性表面波フィルタが提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、圧電基板上に複数の弾性表面波素子によりラダー型回路を構成した弾性表面波フィルタが開示されている。並列弾性表面波素子に直列にインダクタを付加した構成とすることにより、通過帯域外に減衰極を形成し、帯域外減衰量を向上させる技術が開示されている（特許文献１を参照）。
【０００６】
また、引用文献２には、並列腕共振子に、直列にインピーダンス素子を接続し、通過帯域外に減衰極を形成することにより、帯域外減衰量を増大させることが開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、並列腕共振子に、それぞれ直列にインダクタを付加することにより、帯域外減衰量を向上させることが開示されている。
【特許文献１】特開平５−１８３３８０号公報
【特許文献２】特開平１０−１６３８０８号公報
【特許文献３】特開２００４−７２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の技術においては、減衰極を設定する位置を調整することが難しく、通過帯域近傍の帯域外減衰量と、通過帯域外のより高周波側における帯域外減衰量とを両立させて向上させることが困難であるといる問題点があった。
【０００９】
従って、本発明は、上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、通過帯域近傍の帯域外減衰量と、通過帯域外のより高周波側における帯域外減衰量とを両立させて向上させることができる弾性表面波装置、及び通信装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の弾性表面波素子は、圧電基板と、前記圧電基板の主面に形成され、前記圧電基板の主面を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って順に配列された第１乃至第５のＩＤＴ電極と、前記圧電基板の主面に前記第１乃至第５のＩＤＴ電極を取り囲むように形成された環状電極と、を備えた弾性表面波素子であって、前記第１〜第５のＩＤＴ電極は、それぞれ基準電位バスバー電極を有し、前記第１のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ前記第１のＩＤＴ電極側に位置する前記環状電極の第１の部位に第１の接続配線を介して接続され、前記第３のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記伝搬方向に直交する方向の延長上にある前記環状電極の第２の部位に第２の接続配線を介して接続され、前記第５のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ前記第５のＩＤＴ電極側に位置する前記環状電極の第３の部位に第３の接続配線を介して接続され、前記第２のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記第２の部位との間に前記第１の部位を挟んで該第１の部位と所定間隔だけ離れた前記環状電極上の第４の部位に第４の接続配線を介して接続され、前記第４のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記第２の部位との間に前記第３の部位を挟んで該第３の部位と所定間隔だけ離れた前記環状電極上の第５の部位に第５の接続配線を介して接続されているものである。
【００１１】
また本発明の弾性表面波装置は、上記弾性表面波素子と、前記弾性表面波素子が実装される実装基板と、を備えたものである。
【００１２】
また本発明の通信装置は、上記弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の弾性表面波素子によれば、第１〜第５のＩＤＴ電極が有するキャパシタ成分と、第１〜第５のＩＤＴ電極と環状電極との接続構造によって形成されるインダクタ成分との共振により高周波の減衰極が発現することによって、インダクタ成分が増加し、共振による高周波減衰極の周波数を低く調整することができる。その結果、通過帯域外のより高周波側の帯域外減衰量を大きくすることができる。
【００１４】
また本発明の弾性表面波装置は、上記弾性表面波素子と該弾性表面波素子が実装される実装基板とを備えていることにより、通過帯域外のより高周波側の帯域外減衰量を大きくすることができる。
【００１５】
また本発明の通信装置は上記弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことにより、弾性表面波フィルタとしてのカットオフ特性が向上するので、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】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態にかかる弾性表面波素子、弾性表面波装置および通信装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態では弾性表面波装置として共振器型の弾性表面波フィルタを例にとり説明する。なお、以下に説明する図面において同一構成の部分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は、模式的に図示したものであり現実のものとは必ずしも一致しない。
【００１７】
図１に本実施形態にかかる弾性表面波装置の斜視図を示す。同図に示すように本実施形態の弾性表面波装置は、弾性表面波素子４０と、弾性表面波素子４０が実装される実装基板２３とから主に構成されている。なお弾性表面波素子４０は全体が封止樹脂２４で被覆されている。図面では便宜上、封止樹脂２４を点線で示している。
【００１８】
図２に図１に示した弾性表面波素子４０の実装基板２３への実装面側の主面の平面図を示す。弾性表面波素子４０は、圧電基板２２と、圧電基板２２の主面に形成された各種電極とから主に構成されている。より具体的には、第１〜第５のＩＤＴ電極１〜５、弾性表面波共振子１１、入力信号電極８、出力信号電極９、グランド電極１０、環状電極１２、ならびにこれらの電極や共振子同士を接続する配線を備えたものである。
【００１９】
第１のＩＤＴ電極１、第２のＩＤＴ電極２、第３のＩＤＴ電極３、第４のＩＤＴ電極４、第５のＩＤＴ電極５は、図７の拡大平面図に示すように、圧電基板２２の主面を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って順に配列されている。各ＩＤＴ電極は、伝搬方向に直交する方向に長く伸びる複数の電極指と、電極指同士を接続するバスバー電極１ａ〜５ａとを備えた構成を有している。
【００２０】
これら第１〜第５のＩＤＴ電極の両側には反射器電極６，７が配置されている。反射器電極６，７は、伝搬方向に直交する方向に長く伸びる複数の電極指を備えている。
【００２１】
これらのＩＤＴ電極と入力信号端子８との間には、弾性表面波共振子１１が配置されている。弾性表面波共振子１１は、弾性表面波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電極と、前記ＩＤＴ電極の両側に配置されたと反射器電極とから構成されている。第１〜第５のＩＤＴ電極のうち、第１、第３、第５のＩＤＴと弾性表面波共振子１１とが配線パターンを介して接続されている。
【００２２】
これら第１〜第５のＩＤＴ電極１〜５、弾性表面波共振子１１、各端子などを取り囲むようにして環状電極１２が形成されている。
【００２３】
図３は実装基板２３の圧電基板２２が実装される側の主面（第１主面２３Ａ）を示す平面図である。実装基板２３はセラミックスなどの絶縁体からなる。実装基板２３の主面には、圧電基板２２の実装面に形成された各種の電極と対応する位置に導体パターンが形成されている。具体的には、圧電基板２２の環状電極１２と対応する位置に環状電極２２より若干幅が広い環状導体パターン１３が形成され、圧電基板２２の入力信号電極８と対応する位置には入力信号パッド１４が形成され、圧電基板２２の出力信号電極９と対応する位置には出力信号パッド１５が形成され、圧電基板２２のグランド電極１０と対応する位置にはグランドパッド１６が形成されている。これら入力信号パッド１４、出力信号パッド１５、グランドパッド１６は、図８の透過斜視図に示すように、それぞれ実装基板２３を厚み方向に貫く貫通導体を介して実装基板２３の下面（第２の主面２３Ｂ）に形成された入力信号端子２０、出力信号端子２１、基準電位端子１９に接続されている。なお本実施形態において基準電位とはグランド電位のことであるが、かならずしもゼロボルトである必要はない。
【００２４】
また環状導体パターン１３の直下の所定の位置には、図３に点線で示した第１の基準電位貫通導体１７と、第２の基準電位貫通導体１８が形成されている。第１の基準電位貫通導体１７および第２の基準電位貫通導体１８は実装基板２３を厚み方向に貫く貫通導体である。第１の基準電位貫通導体１７、第２の基準電位貫通導体１８は、実装基板２３の下面に形成された基準電位端子１９にそれぞれ接続されている。第１の基準電位貫通導体１７、第２の基準電位貫通導体１８は、例えば、実装基板２３の第１の主面２３Ａと第２の主面２３Ｂとを貫通する貫通孔にＡｇなどの導体を充填することにより形成される。第１の基準電位貫通導体１７、第２の基準電位貫通導体１８の直径は５０〜１００μｍ程度である。５０〜１００μｍ程度とすることによって、環状導体パターン１３と基準電位端子１９との電気的、機械的な接続を良好なものとすることができる。
【００２５】
図２には、第１の基準貫通導体１７と対応する位置に点線で１７’を、第２の基準電位貫通導体１８と対応する位置に点線で１８’を示してある。図２に示すように、第１の基準電位貫通導体１７は、弾性表面波の伝搬方向の延長線上にある環状電極１２の第４の部位２８の直下に形成されている。一方、第２の基準電位貫通導体１８は、弾性表面波の伝搬方向の延長線上で第４の部位２８と対向する位置にある第５の部位２９の直下に形成されている。
【００２６】
次にこれら第１〜第５のＩＤＴ電極１〜５の基準電位バスバー電極１ａ〜５ａと環状電極１２との接続構造について説明する。
【００２７】
まず第１のＩＤＴ電極１の基準電位バスバー電極１ａは、弾性表面波の伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ第１のＩＤＴ電極１側に位置する環状電極１２の第１の部位２５に第１の接続配線３０を介して接続されている。第３のＩＤＴ電極３の基準電位バスバー電極３ａは、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向の延長上にある環状電極１２の第２の部位２６に第２の接続配線３１を介して接続されている。第５のＩＤＴ電極５の基準電位バスバー電極５ａは、弾性表面波の伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ第５のＩＤＴ電極５側に位置する環状電極１２の第３の部位２７に第３の接続配線３２を介して接続されている。第２のＩＤＴ電極２の基準電位バスバー電極２ａは、第２の部位２６との間に第１の部位２５を挟んで第１の部位２５と所定間隔だけ離れた環状電極１２上の第４の部位２８に第４の接続配線３３を介して接続されている。第４のＩＤＴ電極４の基準電位バスバー電極４ａは、第２の部位２６との間に第３の部位を挟んで第３の部位と所定間隔だけ離れた環状電極１２上の第５の部位２９に第５の接続配線３４を介して接続されている。
【００２８】
環状電極１２と各基準電位バスバー電極１ａ〜５ａとがこのような接続構造を有していることにより、周波数帯域外の高周波側に減衰極が形成され、通貨帯域外の高周波側における帯域減衰量を大きくすることができる。これは、それぞれの基準電位バスバー電極１ａ〜５ａと環状電極１２とが、第１〜第５の接続配線３０〜３４で接続されることによって、第１〜第５の接続配線３０〜３４による比較的大きなインダクタ成分が発現するためである。この場合、ＩＤＴ電極の交差幅や対数などの設計変更といった複雑な作業を行うことなく配線パターンだけで減衰極の周波数調整をすることができ、通過帯域近傍の帯域外減衰量に与える影響を小さく抑えた上でより高周波側の帯域外減衰量を大きくすることができる。
【００２９】
ここで第１、第２のＩＤＴ電極１，２の環状電極１２への接続構造に着目すると、第１のＩＤＴ電極１の基準電位バスバー電極１ａと環状電極１２とを接続する第１の接続配線３０によってインダクタＬ１が形成され、さらに第１の部位２５と第４の部位２８との間の環状電極１２、第４の部位２８と第２のＩＤＴ電極２の基準電位バスバー電極２ａとを接続する第４の接続配線３３、および第２のＩＤＴ電極２と第１のＩＤＴ電極１との容量結合によってループ回路によるインダクタＬ２が形成されることとなる。このループ回路上の合成ＣとインダクタＬ２の共振によって高周波減衰極が形成される。第１のＩＤＴ電極と基準電位バスバー電極１ａと環状電極１２とを接続する接続配線３０によるインダクタＬ１とループ回路上の第１のＩＤＴと第２のＩＤＴ電極の合成容量とインダクタＬ２によって複数の減衰極が発生し、第１のＩＤＴ電極１と第２のＩＤＴ電極２との合成容量が、第１のＩＤＴ電極１による容量Ｃ１より十分小さくなると、通過周波数帯域近傍の減衰特性を維持しつつ、高周波の減衰極を移動させることができる。その結果、通過帯域外のより高周波側の帯域外減衰量を大きくすることができる。なお、本実施形態では、第４、第５のＩＤＴ電極４，５と環状電極１２との接続構造においても同様のループ回路が形成されている。上記回路の等価回路を図９に示す。上記第１のＩＤＴ電極容量は図９のＣ１に相当し、ループ回路の合成容量はＣ２に相当する。また前記第１の接続配線インダクタＬ１は図９のＬ１に相当し、ループ回路上の配線インダクタＬ２は図９のＬ２に相当している。
【００３０】
本実施形態において、第２、第４、第５の接続配線３１，３３，３４はそれぞれ立体配線構造となっている。たとえば第２の接続配線３１は、第２のＩＤＴ電極２と出力電極９とを接続する配線パターンと交差するが、この交差部分における両者の間には絶縁層３３が介在されている。第４、第５の接続配線３３，３４も同様に絶縁層３３を間に挟むことで立体配線を実現している。このように立体配線構造とすることで、配線を高密度に配置することができ弾性表面波素子を小型化することができる。
【００３１】
また、第１、第３、第５ＩＤＴ電極１、３、５は入力電極８に接続されており、第４、第６ＩＤＴ電極４、６は出力電極９に接続されている。
【００３２】
また、圧電基板２２の環状電極１２と実装基板２３の環状導体パターン１３とはハンダなどの導電性接合材を介して接続されており、圧電基板２２の主面に形成された各種電極を封止している。
【００３３】
次に、本実施形態にかかる弾性表面波素子４０および弾性表面波装置の製造方法について説明する。
【００３４】
弾性表面波素子４０の作製方法は、まず圧電基板２２の主面に第１〜第５ＩＤＴ電極１〜５、反射器電極６，７、環状電極１２、入出力電極８，９、グランド電極１０、第１〜第５の接続配線３０〜３４、弾性表面波共振子１１等を形成する。これらの電極や配線パターンは、ＡｌもしくはＡｌ合金（Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｔｉ系）などの導電性材料からなり、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製膜した後、フォトリソグラフィ法などによりパターニングすることで形成される。これらの電極や配線パターンの厚みは、例えば０．１〜０．３μｍ程度である。
【００３５】
次に、ＩＤＴ電極の各種電極を覆って保護するための絶縁膜を成膜する。絶縁膜の材料としては、Ｓｉ，ＳｉＯ2，ＳｉＮx，Ａｌ2Ｏ3等を用いることができる。その成膜方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、電子ビーム蒸着法等を用いることができる。
【００３６】
なお、ＩＤＴ電極、反射器電極において、電極指の本数は数本〜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。
【００３７】
また、弾性表面波素子の圧電基板２２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２２として好ましい。また、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１であれば、弾性表面波素子の信頼性上良好である。圧電基板１の厚みは、例えば０．１〜０．５ｍｍ程度がよく、０．１ｍｍ未満では圧電基板２３が脆くなり、０．５ｍｍを超えると材料コストと部品寸法が大きくなり好ましくない。
【００３８】
このような弾性表面波素子４０を、環状電極１２と対応する環状導体パターン１３が形成された実装基板２３に実装する。弾性表面波素子４０の実装基板２３への実装は、環状電極１２と環状導体パターン１３とを間にはんだ等の接合在を介して接合することにより行われる。最後に弾性表面波素子４０全体を覆う封止樹脂２４を形成する。封止樹脂２４は、例えばエポキシ樹脂などからなる樹脂材料を弾性表面波素子４０を覆うように塗布し、これを硬化させることにより作製される。このようにして製品としての弾性表面波装置が完成する。
【００３９】
〔通信装置〕
本実施形態の通信装置は、上述した弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことにより、弾性表面波フィルタのカットオフ特性を向上させることができるので、感度が格段に良好な通信装置を実現することができる。
【００４０】
即ち、少なくとも受信回路または送信回路の一方を備え、弾性表面波装置を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して、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。
【００４１】
図４は、本実施形態の通信装置を示すブロック回路図である。図４において、アンテナ１４０に送信回路Ｔｘと受信回路Ｒｘが分波器１５０を介して接続されている。送信される高周波信号は、フィルタ２１０によりその不要信号が除去され、パワーアンプ２２０で増幅された後、アイソレータ２３０と分波器１５０を通り、アンテナ１４０から放射される。また、アンテナ１４０で受信された高周波信号は、分波器１５０を通りローノイズアンプ１６０で増幅されフィルタ１７０でその不要信号を除去された後、アンプ１８０で再増幅されミキサ１９０で低周波信号に変換される。
【００４２】
従って、本実施の形態の弾性表面波装置を採用すれば、感度が格段に良好な優れた通信装置を提供できる。
【実施例】
【００４３】
本発明の弾性表面波装置の実施例について以下に説明する。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。
【００４４】
３８．７°ＹカットのＸ方向伝搬とするＬｉＴａＯ3単結晶からなる圧電基板２２上に、Ａｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金から成る、ＩＤＴ電極１〜５及び反射器電極６，７を有する弾性表面波素子、環状電極１１、入出力電極８，９、グランド電極１０、第１〜第３配線パターン３０，３１，３２を形成した。これら電極や配線パターンの作製は、スパッタリング装置、縮小投影露光機（ステッパー）、及び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。
【００４５】
まず、圧電基板２２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２２の乾燥を行った後、各電極や配線パターン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厚みは約０．１５μｍとした。
【００４６】
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（ステッパー）により、所望形状にパターニングを行い、現像装置によっ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、弾性表面波素子４０を構成する各電極のパターンを得た。このときの電極パターンは、図２に示すとおりである。なお、第１の部位２５と第４の部位２８との間の寸法Ｓ１および第２の部位２７と第３の部位２７と第５の部位２９との間の寸法Ｓ２は、３０μｍとした。
【００４７】
この後、各電極や配線パターンの所定領域上にＣＶＤ法により、ＳｉＯ2膜からなる保護膜を形成した。なお保護膜の厚みは０．０１５μｍに設定した。
【００４８】
その後、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用窓開け部のエッチングを行った。その後、そのフリップチップ用窓開け部に、スパッタリング装置を使用して、Ｃｒ層、Ｎｉ層、Ａｕ層を積層した構成のパッド電極を成膜した。このときのパッド電極の厚みは１．０μｍとした。
【００４９】
その後、圧電基板２２の環状電極１２と実装基板２３の環状導体パターン１３とをはんだを用いて接続することにより圧電基板２２を実装基板２３に実装した。なお実装基板２３の第１、第２基準電位貫通導体１７，１８は、実装基板２３の下面に形成した基準電用端子１９接続されるようにした。その後、Ｎ2ガス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。
【００５０】
（比較例）
比較例のサンプルとして、図５に示す構成からなる弾性表面波装置を作製した。この弾性表面波装置の作製方法は上記実施例と同様である。
【００５１】
実施例の弾性表面波素子４０では、第１、第３、第５のＩＤＴ電極１，３，５の基準電位バスバー電極１ａ、３ａ、５ａを環状電極１２に接続したのに対し、図５に示す比較例の弾性表面波素子は、第１、第３、第５のＩＤＴ電極１，３，５の基準電位バスバー電極１ａ、３ａ、５ａを、環状電極１２ではなく、グランド電極１０に接続している。その他の構成は、図１の弾性表面波素子と同様である。
【００５２】
次に、本実施例及び比較例の弾性表面波装置について、それぞれの特性をコンピュータシミュレーションによって求めた。弾性表面波装置の動作周波数は０ＭＨｚ以上８０００ＭＨｚ以下とした。この動作周波数における周波数特性のグラフを図６に示す。図６は、フィルタの伝送特性を表す透過特性（減衰量）の周波数依存性を示すグラフである。
【００５３】
本実施例の弾性表面波装置のフィルタ特性は非常に良好であった。即ち、図６の破線で示した比較例の弾性表面波装置と比較して、図６の実線で示すように、６ＧＨｚ付近の高周波数において、本実施例の弾性表面波装置の帯域外減衰量が非常に大きいことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる弾性表面波装置の斜視図である。
【図２】図１に示す弾性表面波装置を構成する圧電基板の主面の平面図である。
【図３】図１に示す弾性表面波装置を構成する実装基板の主面の平面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる通信装置のブロック図である。
【図５】比較例の弾性表面波装置を構成する圧電基板の主面の平面図である。
【図６】実施例の弾性表面波装置と比較例の弾性表面波装置についての通過特性のシミュレーション結果である。
【図７】図１に示す弾性表面波素子を構成するＩＤＴ電極の拡大平面図である。
【図８】図１に示す弾性表面波装置を構成する実装基板の透過斜視図である。
【図９】図１に示す弾性表面波素子を構成するＩＤＴ電極と環状電極との接続部分の等価回路図である。
【符号の説明】
【００５５】
１〜５：第１〜第５のＩＤＴ電極
６，７：反射器電極
８：入力信号電極
９：出力信号電極
１０：グランド電極
１１：弾性表面波共振子
２５〜２９：環状電極の第１〜第５の部位
３０〜３４：第１〜第５の接続配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話等の移動体通信機器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素子、弾性表面波装置及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段に用いられる周波数選択フィルタ（以下、フィルタともいう）として、弾性表面波フィルタが広く用いられている。一般に、周波数選択フィルタに求められる特性としては、広通過帯域、低損失、高減衰量等の諸特性が挙げられる。
【０００３】
また、ＧＳＭ(Global System for Mobile Communications)などのＲｘフィルタは受信周波数の信号波だけでなく、２倍波、３倍波の信号が漏れてくるために、２倍波、３倍波の周波数における帯域外減衰量を確保することが要求されている。しかし、ＰＣＳ（Personal Communication Services）など３倍波の周波数が６ＧＨｚ付近である場合、ＩＤＴ電極間での電気的な干渉が発生し易いために、減衰量を大きくすることが難しい。従って、６ＧＨｚといった高周波帯域における減衰量を大きくすることに対する要望が大きい。
【０００４】
これらの要求特性に対して、電気信号を弾性表面波に変換させるＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電極及び反射器電極を有する弾性表面波素子をラダー型に構成したラダー型回路を有する弾性表面波フィルタが提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、圧電基板上に複数の弾性表面波素子によりラダー型回路を構成した弾性表面波フィルタが開示されている。並列弾性表面波素子に直列にインダクタを付加した構成とすることにより、通過帯域外に減衰極を形成し、帯域外減衰量を向上させる技術が開示されている（特許文献１を参照）。
【０００６】
また、引用文献２には、並列腕共振子に、直列にインピーダンス素子を接続し、通過帯域外に減衰極を形成することにより、帯域外減衰量を増大させることが開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、並列腕共振子に、それぞれ直列にインダクタを付加することにより、帯域外減衰量を向上させることが開示されている。
【特許文献１】特開平５−１８３３８０号公報
【特許文献２】特開平１０−１６３８０８号公報
【特許文献３】特開２００４−７２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の技術においては、減衰極を設定する位置を調整することが難しく、通過帯域近傍の帯域外減衰量と、通過帯域外のより高周波側における帯域外減衰量とを両立させて向上させることが困難であるといる問題点があった。
【０００９】
従って、本発明は、上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、通過帯域近傍の帯域外減衰量と、通過帯域外のより高周波側における帯域外減衰量とを両立させて向上させることができる弾性表面波装置、及び通信装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の弾性表面波素子は、圧電基板と、前記圧電基板の主面に形成され、前記圧電基板の主面を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って順に配列された第１乃至第５のＩＤＴ電極と、前記圧電基板の主面に前記第１乃至第５のＩＤＴ電極を取り囲むように形成された環状電極と、を備えた弾性表面波素子であって、前記第１〜第５のＩＤＴ電極は、それぞれ基準電位バスバー電極を有し、前記第１のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ前記第１のＩＤＴ電極側に位置する前記環状電極の第１の部位に第１の接続配線を介して接続され、前記第３のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記伝搬方向に直交する方向の延長上にある前記環状電極の第２の部位に第２の接続配線を介して接続され、前記第５のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ前記第５のＩＤＴ電極側に位置する前記環状電極の第３の部位に第３の接続配線を介して接続され、前記第２のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記第２の部位との間に前記第１の部位を挟んで該第１の部位と所定間隔だけ離れた前記環状電極上の第４の部位に第４の接続配線を介して接続され、前記第４のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記第２の部位との間に前記第３の部位を挟んで該第３の部位と所定間隔だけ離れた前記環状電極上の第５の部位に第５の接続配線を介して接続されているものである。
【００１１】
また本発明の弾性表面波装置は、上記弾性表面波素子と、前記弾性表面波素子が実装される実装基板と、を備えたものである。
【００１２】
また本発明の通信装置は、上記弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の弾性表面波素子によれば、第１〜第５のＩＤＴ電極が有するキャパシタ成分と、第１〜第５のＩＤＴ電極と環状電極との接続構造によって形成されるインダクタ成分との共振により高周波の減衰極が発現することによって、インダクタ成分が増加し、共振による高周波減衰極の周波数を低く調整することができる。その結果、通過帯域外のより高周波側の帯域外減衰量を大きくすることができる。
【００１４】
また本発明の弾性表面波装置は、上記弾性表面波素子と該弾性表面波素子が実装される実装基板とを備えていることにより、通過帯域外のより高周波側の帯域外減衰量を大きくすることができる。
【００１５】
また本発明の通信装置は上記弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことにより、弾性表面波フィルタとしてのカットオフ特性が向上するので、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】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態にかかる弾性表面波素子、弾性表面波装置および通信装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態では弾性表面波装置として共振器型の弾性表面波フィルタを例にとり説明する。なお、以下に説明する図面において同一構成の部分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は、模式的に図示したものであり現実のものとは必ずしも一致しない。
【００１７】
図１に本実施形態にかかる弾性表面波装置の斜視図を示す。同図に示すように本実施形態の弾性表面波装置は、弾性表面波素子４０と、弾性表面波素子４０が実装される実装基板２３とから主に構成されている。なお弾性表面波素子４０は全体が封止樹脂２４で被覆されている。図面では便宜上、封止樹脂２４を点線で示している。
【００１８】
図２に図１に示した弾性表面波素子４０の実装基板２３への実装面側の主面の平面図を示す。弾性表面波素子４０は、圧電基板２２と、圧電基板２２の主面に形成された各種電極とから主に構成されている。より具体的には、第１〜第５のＩＤＴ電極１〜５、弾性表面波共振子１１、入力信号電極８、出力信号電極９、グランド電極１０、環状電極１２、ならびにこれらの電極や共振子同士を接続する配線を備えたものである。
【００１９】
第１のＩＤＴ電極１、第２のＩＤＴ電極２、第３のＩＤＴ電極３、第４のＩＤＴ電極４、第５のＩＤＴ電極５は、図７の拡大平面図に示すように、圧電基板２２の主面を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って順に配列されている。各ＩＤＴ電極は、伝搬方向に直交する方向に長く伸びる複数の電極指と、電極指同士を接続するバスバー電極１ａ〜５ａとを備えた構成を有している。
【００２０】
これら第１〜第５のＩＤＴ電極の両側には反射器電極６，７が配置されている。反射器電極６，７は、伝搬方向に直交する方向に長く伸びる複数の電極指を備えている。
【００２１】
これらのＩＤＴ電極と入力信号端子８との間には、弾性表面波共振子１１が配置されている。弾性表面波共振子１１は、弾性表面波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電極と、前記ＩＤＴ電極の両側に配置されたと反射器電極とから構成されている。第１〜第５のＩＤＴ電極のうち、第１、第３、第５のＩＤＴと弾性表面波共振子１１とが配線パターンを介して接続されている。
【００２２】
これら第１〜第５のＩＤＴ電極１〜５、弾性表面波共振子１１、各端子などを取り囲むようにして環状電極１２が形成されている。
【００２３】
図３は実装基板２３の圧電基板２２が実装される側の主面（第１主面２３Ａ）を示す平面図である。実装基板２３はセラミックスなどの絶縁体からなる。実装基板２３の主面には、圧電基板２２の実装面に形成された各種の電極と対応する位置に導体パターンが形成されている。具体的には、圧電基板２２の環状電極１２と対応する位置に環状電極２２より若干幅が広い環状導体パターン１３が形成され、圧電基板２２の入力信号電極８と対応する位置には入力信号パッド１４が形成され、圧電基板２２の出力信号電極９と対応する位置には出力信号パッド１５が形成され、圧電基板２２のグランド電極１０と対応する位置にはグランドパッド１６が形成されている。これら入力信号パッド１４、出力信号パッド１５、グランドパッド１６は、図８の透過斜視図に示すように、それぞれ実装基板２３を厚み方向に貫く貫通導体を介して実装基板２３の下面（第２の主面２３Ｂ）に形成された入力信号端子２０、出力信号端子２１、基準電位端子１９に接続されている。なお本実施形態において基準電位とはグランド電位のことであるが、かならずしもゼロボルトである必要はない。
【００２４】
また環状導体パターン１３の直下の所定の位置には、図３に点線で示した第１の基準電位貫通導体１７と、第２の基準電位貫通導体１８が形成されている。第１の基準電位貫通導体１７および第２の基準電位貫通導体１８は実装基板２３を厚み方向に貫く貫通導体である。第１の基準電位貫通導体１７、第２の基準電位貫通導体１８は、実装基板２３の下面に形成された基準電位端子１９にそれぞれ接続されている。第１の基準電位貫通導体１７、第２の基準電位貫通導体１８は、例えば、実装基板２３の第１の主面２３Ａと第２の主面２３Ｂとを貫通する貫通孔にＡｇなどの導体を充填することにより形成される。第１の基準電位貫通導体１７、第２の基準電位貫通導体１８の直径は５０〜１００μｍ程度である。５０〜１００μｍ程度とすることによって、環状導体パターン１３と基準電位端子１９との電気的、機械的な接続を良好なものとすることができる。
【００２５】
図２には、第１の基準貫通導体１７と対応する位置に点線で１７’を、第２の基準電位貫通導体１８と対応する位置に点線で１８’を示してある。図２に示すように、第１の基準電位貫通導体１７は、弾性表面波の伝搬方向の延長線上にある環状電極１２の第４の部位２８の直下に形成されている。一方、第２の基準電位貫通導体１８は、弾性表面波の伝搬方向の延長線上で第４の部位２８と対向する位置にある第５の部位２９の直下に形成されている。
【００２６】
次にこれら第１〜第５のＩＤＴ電極１〜５の基準電位バスバー電極１ａ〜５ａと環状電極１２との接続構造について説明する。
【００２７】
まず第１のＩＤＴ電極１の基準電位バスバー電極１ａは、弾性表面波の伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ第１のＩＤＴ電極１側に位置する環状電極１２の第１の部位２５に第１の接続配線３０を介して接続されている。第３のＩＤＴ電極３の基準電位バスバー電極３ａは、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向の延長上にある環状電極１２の第２の部位２６に第２の接続配線３１を介して接続されている。第５のＩＤＴ電極５の基準電位バスバー電極５ａは、弾性表面波の伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ第５のＩＤＴ電極５側に位置する環状電極１２の第３の部位２７に第３の接続配線３２を介して接続されている。第２のＩＤＴ電極２の基準電位バスバー電極２ａは、第２の部位２６との間に第１の部位２５を挟んで第１の部位２５と所定間隔だけ離れた環状電極１２上の第４の部位２８に第４の接続配線３３を介して接続されている。第４のＩＤＴ電極４の基準電位バスバー電極４ａは、第２の部位２６との間に第３の部位を挟んで第３の部位と所定間隔だけ離れた環状電極１２上の第５の部位２９に第５の接続配線３４を介して接続されている。
【００２８】
環状電極１２と各基準電位バスバー電極１ａ〜５ａとがこのような接続構造を有していることにより、周波数帯域外の高周波側に減衰極が形成され、通貨帯域外の高周波側における帯域減衰量を大きくすることができる。これは、それぞれの基準電位バスバー電極１ａ〜５ａと環状電極１２とが、第１〜第５の接続配線３０〜３４で接続されることによって、第１〜第５の接続配線３０〜３４による比較的大きなインダクタ成分が発現するためである。この場合、ＩＤＴ電極の交差幅や対数などの設計変更といった複雑な作業を行うことなく配線パターンだけで減衰極の周波数調整をすることができ、通過帯域近傍の帯域外減衰量に与える影響を小さく抑えた上でより高周波側の帯域外減衰量を大きくすることができる。
【００２９】
ここで第１、第２のＩＤＴ電極１，２の環状電極１２への接続構造に着目すると、第１のＩＤＴ電極１の基準電位バスバー電極１ａと環状電極１２とを接続する第１の接続配線３０によってインダクタＬ１が形成され、さらに第１の部位２５と第４の部位２８との間の環状電極１２、第４の部位２８と第２のＩＤＴ電極２の基準電位バスバー電極２ａとを接続する第４の接続配線３３、および第２のＩＤＴ電極２と第１のＩＤＴ電極１との容量結合によってループ回路によるインダクタＬ２が形成されることとなる。このループ回路上の合成ＣとインダクタＬ２の共振によって高周波減衰極が形成される。第１のＩＤＴ電極と基準電位バスバー電極１ａと環状電極１２とを接続する接続配線３０によるインダクタＬ１とループ回路上の第１のＩＤＴと第２のＩＤＴ電極の合成容量とインダクタＬ２によって複数の減衰極が発生し、第１のＩＤＴ電極１と第２のＩＤＴ電極２との合成容量が、第１のＩＤＴ電極１による容量Ｃ１より十分小さくなると、通過周波数帯域近傍の減衰特性を維持しつつ、高周波の減衰極を移動させることができる。その結果、通過帯域外のより高周波側の帯域外減衰量を大きくすることができる。なお、本実施形態では、第４、第５のＩＤＴ電極４，５と環状電極１２との接続構造においても同様のループ回路が形成されている。上記回路の等価回路を図９に示す。上記第１のＩＤＴ電極容量は図９のＣ１に相当し、ループ回路の合成容量はＣ２に相当する。また前記第１の接続配線インダクタＬ１は図９のＬ１に相当し、ループ回路上の配線インダクタＬ２は図９のＬ２に相当している。
【００３０】
本実施形態において、第２、第４、第５の接続配線３１，３３，３４はそれぞれ立体配線構造となっている。たとえば第２の接続配線３１は、第２のＩＤＴ電極２と出力電極９とを接続する配線パターンと交差するが、この交差部分における両者の間には絶縁層３３が介在されている。第４、第５の接続配線３３，３４も同様に絶縁層３３を間に挟むことで立体配線を実現している。このように立体配線構造とすることで、配線を高密度に配置することができ弾性表面波素子を小型化することができる。
【００３１】
また、第１、第３、第５ＩＤＴ電極１、３、５は入力電極８に接続されており、第４、第６ＩＤＴ電極４、６は出力電極９に接続されている。
【００３２】
また、圧電基板２２の環状電極１２と実装基板２３の環状導体パターン１３とはハンダなどの導電性接合材を介して接続されており、圧電基板２２の主面に形成された各種電極を封止している。
【００３３】
次に、本実施形態にかかる弾性表面波素子４０および弾性表面波装置の製造方法について説明する。
【００３４】
弾性表面波素子４０の作製方法は、まず圧電基板２２の主面に第１〜第５ＩＤＴ電極１〜５、反射器電極６，７、環状電極１２、入出力電極８，９、グランド電極１０、第１〜第５の接続配線３０〜３４、弾性表面波共振子１１等を形成する。これらの電極や配線パターンは、ＡｌもしくはＡｌ合金（Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｔｉ系）などの導電性材料からなり、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製膜した後、フォトリソグラフィ法などによりパターニングすることで形成される。これらの電極や配線パターンの厚みは、例えば０．１〜０．３μｍ程度である。
【００３５】
次に、ＩＤＴ電極の各種電極を覆って保護するための絶縁膜を成膜する。絶縁膜の材料としては、Ｓｉ，ＳｉＯ2，ＳｉＮx，Ａｌ2Ｏ3等を用いることができる。その成膜方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、電子ビーム蒸着法等を用いることができる。
【００３６】
なお、ＩＤＴ電極、反射器電極において、電極指の本数は数本〜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。
【００３７】
また、弾性表面波素子の圧電基板２２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２２として好ましい。また、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１であれば、弾性表面波素子の信頼性上良好である。圧電基板１の厚みは、例えば０．１〜０．５ｍｍ程度がよく、０．１ｍｍ未満では圧電基板２３が脆くなり、０．５ｍｍを超えると材料コストと部品寸法が大きくなり好ましくない。
【００３８】
このような弾性表面波素子４０を、環状電極１２と対応する環状導体パターン１３が形成された実装基板２３に実装する。弾性表面波素子４０の実装基板２３への実装は、環状電極１２と環状導体パターン１３とを間にはんだ等の接合在を介して接合することにより行われる。最後に弾性表面波素子４０全体を覆う封止樹脂２４を形成する。封止樹脂２４は、例えばエポキシ樹脂などからなる樹脂材料を弾性表面波素子４０を覆うように塗布し、これを硬化させることにより作製される。このようにして製品としての弾性表面波装置が完成する。
【００３９】
〔通信装置〕
本実施形態の通信装置は、上述した弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えたことにより、弾性表面波フィルタのカットオフ特性を向上させることができるので、感度が格段に良好な通信装置を実現することができる。
【００４０】
即ち、少なくとも受信回路または送信回路の一方を備え、弾性表面波装置を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して、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。
【００４１】
図４は、本実施形態の通信装置を示すブロック回路図である。図４において、アンテナ１４０に送信回路Ｔｘと受信回路Ｒｘが分波器１５０を介して接続されている。送信される高周波信号は、フィルタ２１０によりその不要信号が除去され、パワーアンプ２２０で増幅された後、アイソレータ２３０と分波器１５０を通り、アンテナ１４０から放射される。また、アンテナ１４０で受信された高周波信号は、分波器１５０を通りローノイズアンプ１６０で増幅されフィルタ１７０でその不要信号を除去された後、アンプ１８０で再増幅されミキサ１９０で低周波信号に変換される。
【００４２】
従って、本実施の形態の弾性表面波装置を採用すれば、感度が格段に良好な優れた通信装置を提供できる。
【実施例】
【００４３】
本発明の弾性表面波装置の実施例について以下に説明する。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。
【００４４】
３８．７°ＹカットのＸ方向伝搬とするＬｉＴａＯ3単結晶からなる圧電基板２２上に、Ａｌ（９９質量％）−Ｃｕ（１質量％）合金から成る、ＩＤＴ電極１〜５及び反射器電極６，７を有する弾性表面波素子、環状電極１１、入出力電極８，９、グランド電極１０、第１〜第３配線パターン３０，３１，３２を形成した。これら電極や配線パターンの作製は、スパッタリング装置、縮小投影露光機（ステッパー）、及び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。
【００４５】
まず、圧電基板２２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２２の乾燥を行った後、各電極や配線パターン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厚みは約０．１５μｍとした。
【００４６】
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（ステッパー）により、所望形状にパターニングを行い、現像装置によっ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、弾性表面波素子４０を構成する各電極のパターンを得た。このときの電極パターンは、図２に示すとおりである。なお、第１の部位２５と第４の部位２８との間の寸法Ｓ１および第２の部位２７と第３の部位２７と第５の部位２９との間の寸法Ｓ２は、３０μｍとした。
【００４７】
この後、各電極や配線パターンの所定領域上にＣＶＤ法により、ＳｉＯ2膜からなる保護膜を形成した。なお保護膜の厚みは０．０１５μｍに設定した。
【００４８】
その後、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用窓開け部のエッチングを行った。その後、そのフリップチップ用窓開け部に、スパッタリング装置を使用して、Ｃｒ層、Ｎｉ層、Ａｕ層を積層した構成のパッド電極を成膜した。このときのパッド電極の厚みは１．０μｍとした。
【００４９】
その後、圧電基板２２の環状電極１２と実装基板２３の環状導体パターン１３とをはんだを用いて接続することにより圧電基板２２を実装基板２３に実装した。なお実装基板２３の第１、第２基準電位貫通導体１７，１８は、実装基板２３の下面に形成した基準電用端子１９接続されるようにした。その後、Ｎ2ガス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。
【００５０】
（比較例）
比較例のサンプルとして、図５に示す構成からなる弾性表面波装置を作製した。この弾性表面波装置の作製方法は上記実施例と同様である。
【００５１】
実施例の弾性表面波素子４０では、第１、第３、第５のＩＤＴ電極１，３，５の基準電位バスバー電極１ａ、３ａ、５ａを環状電極１２に接続したのに対し、図５に示す比較例の弾性表面波素子は、第１、第３、第５のＩＤＴ電極１，３，５の基準電位バスバー電極１ａ、３ａ、５ａを、環状電極１２ではなく、グランド電極１０に接続している。その他の構成は、図１の弾性表面波素子と同様である。
【００５２】
次に、本実施例及び比較例の弾性表面波装置について、それぞれの特性をコンピュータシミュレーションによって求めた。弾性表面波装置の動作周波数は０ＭＨｚ以上８０００ＭＨｚ以下とした。この動作周波数における周波数特性のグラフを図６に示す。図６は、フィルタの伝送特性を表す透過特性（減衰量）の周波数依存性を示すグラフである。
【００５３】
本実施例の弾性表面波装置のフィルタ特性は非常に良好であった。即ち、図６の破線で示した比較例の弾性表面波装置と比較して、図６の実線で示すように、６ＧＨｚ付近の高周波数において、本実施例の弾性表面波装置の帯域外減衰量が非常に大きいことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる弾性表面波装置の斜視図である。
【図２】図１に示す弾性表面波装置を構成する圧電基板の主面の平面図である。
【図３】図１に示す弾性表面波装置を構成する実装基板の主面の平面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる通信装置のブロック図である。
【図５】比較例の弾性表面波装置を構成する圧電基板の主面の平面図である。
【図６】実施例の弾性表面波装置と比較例の弾性表面波装置についての通過特性のシミュレーション結果である。
【図７】図１に示す弾性表面波素子を構成するＩＤＴ電極の拡大平面図である。
【図８】図１に示す弾性表面波装置を構成する実装基板の透過斜視図である。
【図９】図１に示す弾性表面波素子を構成するＩＤＴ電極と環状電極との接続部分の等価回路図である。
【符号の説明】
【００５５】
１〜５：第１〜第５のＩＤＴ電極
６，７：反射器電極
８：入力信号電極
９：出力信号電極
１０：グランド電極
１１：弾性表面波共振子
２５〜２９：環状電極の第１〜第５の部位
３０〜３４：第１〜第５の接続配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板の主面に形成され、前記圧電基板の主面を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って順に配列された第１乃至第５のＩＤＴ電極と、
前記圧電基板の主面に前記第１乃至第５のＩＤＴ電極を取り囲むように形成された環状電極と、を備えた弾性表面波素子であって、
前記第１〜第５のＩＤＴ電極は、それぞれ基準電位バスバー電極を有し、
前記第１のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ前記第１のＩＤＴ電極側に位置する前記環状電極の第１の部位に第１の接続配線を介して接続され、
前記第３のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記伝搬方向に直交する方向の延長上にある前記環状電極の第２の部位に第２の接続配線を介して接続され、
前記第５のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ前記第５のＩＤＴ電極側に位置する前記環状電極の第３の部位に第３の接続配線を介して接続され、
前記第２のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記第２の部位との間に前記第１の部位を挟んで該第１の部位と所定間隔だけ離れた前記環状電極上の第４の部位に第４の接続配線を介して接続され、
前記第４のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記第２の部位との間に前記第３の部位を挟んで該第３の部位と所定間隔だけ離れた前記環状電極上の第５の部位に第５の接続配線を介して接続されている弾性表面波素子。
【請求項２】
前記第２の接続配線は、前記第３のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極から前記伝搬方向と直交する方向に伸びている請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記圧電基板の主面に形成された入出力信号端子をさらに備え、
前記入出力信号端子と前記第１〜第５のＩＤＴ電極との間に、弾性表面波共振子が接続されている請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の弾性表面波素子と、
前記弾性表面波素子が実装される実装基板と、を備えた弾性表面波装置。
【請求項５】
前記実装基板は、前記弾性表面波素子が実装される第１の主面に形成され、且つ前記環状電極と接続される環状導体パターンと、前記実装基板の前記第１の主面と反対側の第２の主面に形成され、且つ前記環状導体パターンと電気的に接続される基準電位端子と、前記環状導体パターンと前記基準電位端子とを接続する貫通導体と、をさらに備える請求項３に記載の弾性表面波装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えた通信装置。
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板の主面に形成され、前記圧電基板の主面を伝搬する弾性表面波の伝搬方向に沿って順に配列された第１乃至第５のＩＤＴ電極と、
前記圧電基板の主面に前記第１乃至第５のＩＤＴ電極を取り囲むように形成された環状電極と、を備えた弾性表面波素子であって、
前記第１〜第５のＩＤＴ電極は、それぞれ基準電位バスバー電極を有し、
前記第１のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ前記第１のＩＤＴ電極側に位置する前記環状電極の第１の部位に第１の接続配線を介して接続され、
前記第３のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記伝搬方向に直交する方向の延長上にある前記環状電極の第２の部位に第２の接続配線を介して接続され、
前記第５のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記伝搬方向に沿った方向の延長上で且つ前記第５のＩＤＴ電極側に位置する前記環状電極の第３の部位に第３の接続配線を介して接続され、
前記第２のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記第２の部位との間に前記第１の部位を挟んで該第１の部位と所定間隔だけ離れた前記環状電極上の第４の部位に第４の接続配線を介して接続され、
前記第４のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極は、前記第２の部位との間に前記第３の部位を挟んで該第３の部位と所定間隔だけ離れた前記環状電極上の第５の部位に第５の接続配線を介して接続されている弾性表面波素子。
【請求項２】
前記第２の接続配線は、前記第３のＩＤＴ電極の基準電位バスバー電極から前記伝搬方向と直交する方向に伸びている請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記圧電基板の主面に形成された入出力信号端子をさらに備え、
前記入出力信号端子と前記第１〜第５のＩＤＴ電極との間に、弾性表面波共振子が接続されている請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の弾性表面波素子と、
前記弾性表面波素子が実装される実装基板と、を備えた弾性表面波装置。
【請求項５】
前記実装基板は、前記弾性表面波素子が実装される第１の主面に形成され、且つ前記環状電極と接続される環状導体パターンと、前記実装基板の前記第１の主面と反対側の第２の主面に形成され、且つ前記環状導体パターンと電気的に接続される基準電位端子と、前記環状導体パターンと前記基準電位端子とを接続する貫通導体と、をさらに備える請求項３に記載の弾性表面波装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の弾性表面波装置を有する、受信回路及び送信回路の少なくとも一方を備えた通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−８７５７６（Ｐ２０１０−８７５７６Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５１１９１（Ｐ２００８−２５１１９１）
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]