弾性表面波素子片、弾性表面波装置、及び電子機器
【課題】
ＳＡＷ装置に用いる際に、ＩＤＴを構成する電極膜厚の厚みを保ったまま、高いＱ値を得ることができる弾性表面波素子片を提供する。
【解決手段】
圧電基板１２の板面に、当該圧電基板１２に励起される弾性表面波の進行方向と直交する方向に配された電極指２２を有するＩＤＴ１４を有するＳＡＷ素子片１０であって、隣接する複数の電極指２２を１つの組として、電極指２２を形成する周期長を組単位で周期的に異ならせ、ＩＤＴ１４を格子状に配された複数の導体ストリップを有する反射器１８ａ，１８ｂで挟み込む構成とする。また、このような構成のＳＡＷ素子片１０では、組単位の電極指形成周期長は２つの周期長から成り、その周期長比は７：１０から９：１０の範囲内とすることが望ましい。
ＳＡＷ装置に用いる際に、ＩＤＴを構成する電極膜厚の厚みを保ったまま、高いＱ値を得ることができる弾性表面波素子片を提供する。
【解決手段】
圧電基板１２の板面に、当該圧電基板１２に励起される弾性表面波の進行方向と直交する方向に配された電極指２２を有するＩＤＴ１４を有するＳＡＷ素子片１０であって、隣接する複数の電極指２２を１つの組として、電極指２２を形成する周期長を組単位で周期的に異ならせ、ＩＤＴ１４を格子状に配された複数の導体ストリップを有する反射器１８ａ，１８ｂで挟み込む構成とする。また、このような構成のＳＡＷ素子片１０では、組単位の電極指形成周期長は２つの周期長から成り、その周期長比は７：１０から９：１０の範囲内とすることが望ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子片、弾性表面波装置、及び電子機器に係り、特に、電極の膜厚、あるいは線幅を大きくすることにより高い反射係数を得た弾性表面波素子片のＱ値を向上させる場合に好適な技術、並びに当該技術に係る弾性表面波素子片を搭載した弾性表面波装置、及び当該弾性表面波装置を搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波素子片（例えば共振子として使用するもの）を形成する上で、圧電基板の板面に形成する電極パターンの膜厚や線幅を大きくすることにより、高い反射係数を得られ、弾性表面波装置とした場合には広い範囲で良好な温度特性を得ることができることが知られている。しかし、電極パターンの膜厚や線幅を大きくすることにより高い反射係数を得た弾性表面波素子片（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ素子片）は、Ｑ値が悪くなるという性質がある。これは、圧電基板の板面に形成するすだれ状電極内で生じる弾性表面波がバルク波へモード変換される際のエネルギー損失が急増することに起因すると考えられている。
【０００３】
このような、反射係数の増加に伴ってＱ値が低下するという特性は、このＳＡＷ素子片をＳＡＷ共振子として使用する場合のみならず、フィルタとして用いる場合にも見ることができる。特許文献１にはエネルギー損失の防止を目的としてコンダクタンス特性を低下させるＳＡＷフィルタに関する技術が開示されている。特許文献１に開示されているＳＡＷフィルタは、圧電基板の板面に形成するすだれ状電極（Interdigital Transducer：ＩＤＴ）を構成する一対の櫛型電極における電極指の形成間隔を半波長毎、すなわち隣り合う電極指毎に周期的に異ならせるというものである。
【特許文献１】特開平８−２９８４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、弾性表面波フィルタとして用いるＳＡＷ素子片を上記のような構成とすることにより、通過帯域のコンダクタンスを低下させることができ、エネルギー損失を抑制することができる旨記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載されているように、ＳＡＷ素子片を構成するＩＤＴの電極指形成周期長を変えた場合には、確かにコンダクタンス特性の変化を確認することはできるが、同時にエネルギーの漏れ量が増大してしまい、Ｑ値は低下してしまうものと考えられる。
【０００６】
そこで、本発明は、弾性表面波共振子や弾性表面波フィルタとして用いた場合に、ＩＤＴを構成する電極指の膜厚を厚く保ったまま、高いＱ値を得ることができる弾性表面波素子片を提供することを目的とする。また、本発明では、前記目的を達成することができる弾性表面波素子片を搭載した弾性表面波装置、及び当該弾性表面波装置を搭載した電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためには、コンダクタンス値が低下することで損失するエネルギーをＩＤＴ以外の手段によって閉じ込めることができれば良いと考えられる。そこで、本発明の弾性表面波素子片は、圧電基板の板面に、当該圧電基板に励起される弾性表面波の進行方向と直交する方向に配された電極指を備えたすだれ状電極を有する弾性表面波素子片であって、隣接する複数の前記電極指を１つの組として、前記電極指を形成する周期長の異なる組を交互に配置し、前記すだれ状電極を、格子状に配された複数の導体ストリップを有する反射器で挟み込む構成としたことを特徴とした。このような構成のＳＡＷ素子片によれば、ＩＤＴの電極指形成周期長を群単位で周期的に変更することにより個々の電極指における反射係数、換言すれば電極膜厚を維持したまま、ＩＤＴ全体としての実行的な反射係数を低下させることができ、バルク波放射によるエネルギー損失を抑制することができる。また、反射係数が低下したことにより閉じ込みが不十分となったＩＤＴからの漏れ分のエネルギーを反射器によって閉じ込むことができるため、素子片全体としてのエネルギー損失を抑制することができ、高いＱ値を得ることができる。
【０００８】
また、上記のような構成の弾性表面波素子片では、各組を形成する電極指は、すだれ状電極を構成する櫛型電極同士で隣り合う対を成す２本の電極指とすると良い。このような構成とすることにより、ＩＤＴの端部において組単位の周期構造が乱れることが無く、対数の少ないＩＤＴを有するＳＡＷ素子片であっても有効性を持つこととなる。
【０００９】
また、上記のような構成の弾性表面波素子片では、組単位の電極指形成周期長は２組の周期長から成り、組間の周期長比は７：１０から９：１０の範囲内とすることが望ましい。このような構成とすることにより、反射係数の低下傾向が顕著に表れ、バルク波放射によるエネルギー損失の抑制効果を高めることができる。
【００１０】
また、上記のような構成の弾性表面波素子片では、前記すだれ状電極は、予め定められた周期長で電極指を形成する際、電極指の線幅と間欠部の間隔とを一定の割合とすることが望ましい。このような構成とすることにより、弾性表面波装置として利用した場合における温度特性を安定させることができる。
【００１１】
また、上記目的を達成するための本発明に係る弾性表面波装置は、上記いずれかに記載の弾性表面波素子片を搭載したことを特徴とするものである。このような構成の弾性表面波装置は、広い帯域で良好な温度特性を保つことができ、エネルギー損失が少ない。
【００１２】
また、上記目的を達成するための本発明に係る電子機器は、上記構成の弾性表面波装置を搭載したことを特徴とするものである。このような構成の電子機器は、高効率で高い信頼性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の弾性表面波素子片、並びに弾性表面波装置、及び電子機器に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明の好適な実施形態の一部を示す形態であり、本発明は以下の実施形態に拘束されるものでは無い。
【００１４】
図１は、本発明に係る弾性表面波素子片の実施の形態を示す図である。本実施形態のＳＡＷ素子片１０は、圧電基板１２と、この圧電基板１２の板面に配されたすだれ状電極（ＩＤＴ）１４と、前記ＩＤＴ１４を挟み込む一対の反射器１８（１８ａ，１８ｂ）とを基本構成としており、ＳＡＷ共振子やＳＡＷフィルタとして使用することを目的としている。
【００１５】
前記圧電基板１２は、水晶（SiO2）やタンタル酸リチウム（LiTaO3）などであれば良く、例えば水晶であれば、ＳＴカットと呼ばれるカット角で切り出された板体などであることが望ましい。
【００１６】
前記ＩＤＴ１４は、対を成す櫛型電極１６（１６ａ，１６ｂ）から構成される。前記櫛型電極１６は、給電導体（バスバー）２０から垂直に形成される複数の電極指２２が設けられ、互いのバスバー２０に設けられた電極指２２が所定の間隔で交差するように噛合せられている。前記ＩＤＴ１４は櫛型電極１６の電極指２２が、弾性表面波の伝搬方向に直交するように配設されている。
【００１７】
前記反射器１８は、両端が相互に連結された複数の導体ストリップ２４からなり、格子状を成している。また反射器１８は、前記複数の導体ストリップ２４が、前記櫛型電極１６の電極指２２と平行になるように、すなわち弾性表面波の伝搬方向に直交するように配設されている。
【００１８】
本実施形態の場合、前記ＩＤＴ１４及び反射器１８等の電極パターンは、アルミニウム、又はアルミニウム合金の薄膜によって構成されている。電極パターンの形成は、水晶基板、あるいは水晶ウェハの表面に蒸着やスパッタリングなどによってアルミニウム又はアルミニウム合金の薄膜を形成し、この薄膜をフォトエッチングにより所定の形状に形成することによって成される。なお、ＩＤＴ１４は図示しない電極パッドに電気的に接続されており、電力の入出力を可能としている。
【００１９】
本実施形態のＳＡＷ素子片１０は、隣接して対を成す電極指２２毎に組を構成し、電極指２２間のピッチを各組毎に周期的に異ならせたことを第１の特徴としている。詳細すると、図１中、Ａ区間に形成する電極指２２の電極周期長（ピッチ）をそれぞれＰＡとした場合、Ｂ区間に形成する電極指２２のピッチをＰＢとし、Ａ区間に形成する電極指２２のピッチは再びＰＡというようにピッチＰＡで形成する電極指群とピッチＰＢで形成する電極指群とを交互に配置したのである。
【００２０】
電極指２２のピッチＰＡ、ＰＢは、後述する数式１に基づいて算出することができる。また、ピッチに対する電極指２２の線幅は、予め定めたメタル比（メタライゼーションレシオ）に従って定めることで、温度特性を安定させることができる。なお、図１に示すように隣り合う電極指２２を２本一組としてピッチ変更を行うことにより、ＩＤＴ１４の端部において組単位の周期構造が乱れることが無く、対数の少ないＩＤＴ１４を有するＳＡＷ素子片１０であっても有効性を持つこととなる。
【００２１】
電極指２２の周期長ＰＡとＰＢの比ＰＰＴを定めるにあたり好適な条件としては、以下に詳細を示すデータより、ＰＡ：ＰＢを１０：７〜１０：９の範囲内とすることが望ましいという結論を導き出した。このとき、ＰＡとＰＢはどちらを基準とするかを問うことは無く、例えばＰＡを基準とした場合には、ＰＢ／ＰＡ＝０．７〜０．９と示すことができ、ＰＢを基準とした場合には、ＰＡ／ＰＢ≒１．４３〜１．１１と示すことができる。
【００２２】
上記のような電極周期長比ＰＰＴの調整は、ＩＤＴ部分にも反射器と同様に周期構造伝搬路が構成されると考えた場合、ＩＤＴの反射係数を大きくすると、弾性表面波からバルク波へのモード変換によるエネルギー損失（バルク波放射に基づくエネルギー損失）が急激に増大し、Ｑ値の低下を招くという観点に基づいて創案された。前記のような考え方に基づくと、ＩＤＴを構成する櫛型電極における電極指のピッチＰＡとＰＢとの周期長比ＰＰＴを上記のように定めることにより、ＩＤＴを構成する電極パターンの質量のバランスがとれて弾性表面波を伝搬する際に、バルク波モードへの変換、すなわちバルク波放射が抑制され、損失の増大を抑えることができると考えられる。つまり、個々の電極指における反射係数を保ったまま、換言すれば電極の膜厚を維持したまま、ＩＤＴ全体としての実効的な反射係数を低下させることができると考えられるのである。
【００２３】
しかし、上記のように電極周期長比ＰＰＴを調整することによってＩＤＴ全体としての実効的な反射係数を低下させるだけでは、ＳＡＷ共振子やＳＡＷフィルタとして利用する場合、閉じ込みが不十分となってしまいエネルギーの漏れ量が増大してしまう。これは、結果としてエネルギー損失が増え、Ｑ値が低下することを意味する。
【００２４】
そこで本実施形態のＳＡＷ素子片１０は、ＩＤＴ１４を挟み込む反射器１８ａ，１８ｂにより、エネルギーの閉じ込み効果を得ることで損失を抑制することを第２の特徴とし、電極指２２の周期長と反射器１８の導体ストリップ２４の周期長との比を以下の数式にしたがって定めつつ、導体ストリップ２４の数を増やすようにした。
【００２５】
上記のように、本実施形態に係るＳＡＷ素子片１０は、第１の特徴である電極周期長比ＰＰＴの調整によるＩＤＴ１４全体としての実効的な反射係数の低減と、第２の特徴である反射器１８によるエネルギーの閉じ込みによる損失の低減とにより、電極指２２を構成する金属薄膜の膜厚を厚く保ったまま高いＱ値を得ることができる。すなわち、ＳＡＷ共振子やＳＡＷフィルタとして用いた場合に、温度特性に優れ、損失を少なくすることができるＳＡＷ素子片とすることができるのである。
【００２６】
以下、具体的な実施例について説明する。本実施例のＳＡＷ素子片に用いる圧電基板は、水晶板であって、オイラー角表示を（φ，θ，ψ）としたときに、カット角が（０°，θ，０°≦｜ψ｜≦９０°）となっている。すなわち、水晶板（圧電基板）１２は水晶結晶において図２に示すようなカット角となっている。このカット角は、次のようにして得られる。水晶結晶の電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸、光軸をＺ軸としたときに、水晶板３０は、オイラー角が（０°，０°，０°）のＺ軸に垂直な水晶板となる。この水晶板３０を、Ｘ軸を回転軸として反時計方向に角度θだけ回転させたときに新たに得られる座標軸を、Ｘ軸、Ｙ´軸、Ｚ´軸とする。このＸＹ´Ｚ´座標系において、Ｘ軸とＹ´軸とのなす面に平行な水晶板３２を、さらにＺ´軸を中心に角度ψだけ回転させて得られる新たな座標軸を、Ｘ´軸、Ｙ´´軸、Ｚ´軸とする。このＸ´Ｙ´´Ｚ´座標系において、Ｘ´軸とＹ´´軸とのなす面に平行な水晶板がオイラー角（０°，θ，ψ）の水晶板となる。このような水晶板においてＸ軸を中心とした回転角θは０°≦θ≦１８０°の範囲とすると良く、望ましくは９５°≦θ≦１５５°とすると良い。また、ψについての好適な角度は、３３°≦｜ψ｜≦４６°の範囲である。したがって、本実施例における圧電基板１２として望ましい水晶基板は、オイラー角を（０°，９５°≦θ≦１５５°，３３°≦｜ψ｜≦４６°）としたものである。
【００２７】
ＩＤＴ１４を構成する櫛型電極１６における電極指２２のピッチに対するメタライゼーションレシオηは、０．７〜０．８程度とすると良い。また、電極を構成する薄膜の厚さＨは、圧電基板１２に励起される弾性表面波の波長をλとした場合、Ｈ／λ＝０．０９〜０．１１の範囲とすることが望ましい。電極の膜厚をこのような範囲に設定することにより、温度特性の向上を図ることができるからである。
【００２８】
以下に説明する電極の構成について本実施例では、電極指対数：Ｍ、反射器導体本数：Ｎ、交差指幅：ＷＣＲ、電極周期長比：ＰＰＴ＝ＰＢ／ＰＡ、電極指反射係数ＴＡＮＣ０、反射器導体周期長：ＰＲ、反射器導体とＩＤＴ電極指の周期長比：ＰＴＮ＝ＰＲ／ＰＡとして説明することとする。
【００２９】
まず、ＩＤＴ１４の放射コンダクタンスＧの特性、並びに反射係数Γの特性と、電極周期長比ＰＰＴとの関係について説明する。図３は、電極指対数Ｍ＝１０、電極周期長比ＰＰＴ＝０．８１０とした場合におけるＩＤＴ１４の放射コンダクタンスＧの特性（図３（Ａ））と、ＩＤＴ１４の反射係数Γの特性（図３（Ｂ））とを表すグラフである。また、図４は、電極指対数Ｍを１０、電極指周期長比ＰＰＴを０．９９９とした場合におけるＩＤＴ１４の放射コンダクタンスＧの特性（図４（Ａ））と、ＩＤＴ１４の反射係数Γの特性（図４（Ｂ））とを表すグラフである。
【００３０】
図３と図４を比較すると読み取れるように、ＩＤＴ１４の放射コンダクタンスＧの特性は、電極周期長比ＰＰＴの変化によって偏移するのに対し、ＩＤＴ１４の反射係数Γの特性には変化は無く、中心周波数がシフトするだけである。この関係より、電極周期長をＰＡとＰＢとに分けて周期的に繰り返す２電極周期構造によって電極指２２の配置間隔に誤差が生じ、反射と放射との配置に変化がもたらされ、ＩＤＴ１４の放射コンダクタンスの特性が変化したという結論を出すことができる。
【００３１】
この結論に基づくと、次のような仮説を立てることができる。インダクタンスＲの逆数である放射コンダクタンスＧの値が変化するということは、インダクタンスＲの値も変化しているということを意味する。例えば、インダクタンスＲの値が大きくなった場合には、ＩＤＴ内のエネルギーの閉じ込みが不十分であり、漏れの割合が大きいと考えることができる。つまり、ＩＤＴ全体としての実効的な反射係数が低下したと考えることができるのである。これらを勘案すると、電極周期長比ＰＰＴを変化させることにより、放射コンダクタンスＧの値の低下、あるいはインダクタンスＲの値の上昇が見られた場合には、ＩＤＴの実効的な反射係数が低下したと考えることができる。
【００３２】
次に、ＳＡＷ素子片１０を実際に設計する上でのＩＤＴ１４を構成する櫛型電極１６の電極指２２におけるピッチＰＡ、並びにＰＢ、及び反射器導体のピッチＰＲの設定について説明する。図５は、電極周期長比ＰＰＴとＩＤＴ１４の周波数偏差ｆｔ（ｐｐｍ）の偏移との関係を示すグラフであり、横軸をＰＰＴ、縦軸を主共振からの周波数偏差量ｄｆｔ／ｆ０として示す。図５から読みとれるように、ＰＰＴが１に近づくほどＩＤＴ１４の周波数偏差量は低下する傾向にあり、その関係は略比例しているといえる。なお、図５は、共振周波数ｆ０＝３１２ＭＨｚ、電極指対数Ｍ＝９０、反射器導体本数Ｎ＝３とした場合における２電極指周期構造のＳＡＷ素子片における例を示している。
【００３３】
図６は、反射器１８の反射係数ｒと反射器１８のストップバンドの周波数偏差の偏移との関係を示すグラフであり、横軸を反射器１８の反射係数ｒ、縦軸を主共振からの周波数偏差量ｄｆｒ／ｆ０として示す。なお、図６において、ｆｕはストップバンドの上限を示し、ｆｌはストップバンドの下限を示し、ｆｒはストップバンドの中心周波数を示す。図６から、反射係数が上昇するほどストップバンドの中心周波数も上昇し、ストップバンドの帯域幅も広がっていることが読み取れる。なお、図６は、共振周波数ｆ０＝３１２ＭＨｚ、電極指対数Ｍ＝２０、反射器導体本数Ｎ＝２とした場合における２電極指周期構造のＳＡＷ素子片１０における例を示している。
【００３４】
図５、及び図６の関係より、ＰＰＴ＝０．８０、Ｍ＝９０、ｒ＝−０．１５とした場合におけるｆｔとｆｒを求めると、ｆｔ＝２１３０００（ｐｐｍ）、ｆｒ＝４７８４２（ｐｐｍ）という値を得ることができる。ここで、ｆｒｒ＝ｆｒ／ｆ０、ｆｔｒ＝ｆｔ／ｆ０と定義すると、ＩＤＴ電極周期長ＰＡ、ＰＢ、反射器導体周期長ＰＲはそれぞれ、次式により算出することができる。
【数１】
【００３５】
ここで、Ｖ＝３２４４（ｍ／ｓｅｃ）、ｆ０＝３１２ＭＨｚ＝３１２×１０６とした場合において、適宜数値を上記数式１に代入すると、
【数２】
とそれぞれの周期長を算出することができる。
【００３６】
図７は、電極指対数Ｍ＝９０、反射器導体数Ｎ＝３、共振周波数ｆ０＝３１２ＭＨｚとするＳＡＷ素子片について、上記数式１に従って電極指周期長ＰＡ並びにＰＢ、及び反射器導体周期長ＰＲの値を算出する際にＰＰＴを変化させた場合における放射コンダクタンスＧの最大値の偏移を表したグラフである。図７から読みとれるように、放射コンダクタンスＧの最大値は、ＰＰＴ＝０．７〜０．９の範囲において、ＰＰＴ＝１の場合に比べ、低下する割合が大きくなっていることが認められる。すなわちＰＰＴ＝０．７〜０．９とした場合には、電極指２２の膜厚を確保しつつＩＤＴ１４全体としての実効的な反射係数を大きな割合で低減することができるものと考えられるのである。
【００３７】
次に数式１に基づいて電極指周期長ＰＡ並びにＰＢ、及び反射器導体周期長ＰＲの値を算出したＳＡＷ素子片について、反射器の有無、あるいは反射器の導体本数Ｎの増減によるエネルギーの閉じ込み効果について検討する。以下にＳＡＷ素子片の設計例１と設計例２を示し、その設計上の違いと、算出されるＱ値の違いを述べる。
設計例１：Ｍ＝９０、Ｎ＝３０、ＷＣＲ＝３２、ＴＡＮＣ０＝−０．１５、ＰＰＴ＝０．８００、ＰＴＮ＝０．８６４
設計例２：Ｍ＝９０、Ｎ＝３、ＷＣＲ＝３２、ＴＡＮＣ０＝−０．１５、ＰＰＴ＝０．８００、ＰＴＮ＝０．８６４
【００３８】
上記のように、設計例１と設計例２は、反射器の導体本数Ｎ以外の値を同一としており、設計例２におけるＮの値は、設計例１におけるＮの値よりも著しく小さく設定している。ここで、電極指対数Ｍと反射器導体本数Ｎとの割合を考慮すると、設計例２においては、反射器は無いものとみなすこともできる。
【００３９】
このような条件に基づいてＱ値を算出すると、設計例１におけるＱ値は６６６６、設計例２におけるＱ値は５２６３という値を得ることができた。この結果より、設計例１のＳＡＷ素子片と設計例２のＳＡＷ素子片との間には、Ｑ値について約１４００の変化を認めることができたこととなる。これは、反射器の導体本数の増減により、ＩＤＴ、反射器を含む電極全体の反射係数の増減を図ることができたことを意味する。すなわち、ＰＰＴの調整によりＩＤＴ全体としての実効的な反射係数を低下させると共にＱ値を低下させたＳＡＷ素子片に対し、反射器を付加することで電極全体の反射係数を高めてエネルギーの閉じ込み効果を図ることで、Ｑ値を向上させることができることが確認できたのである。なお、上記のような関係をふまえると、設定される諸条件によっても異なるが、電極指周期長ＰＡ並びにＰＢ、及び反射器導体周期長ＰＲとの間には、ＰＢ＜ＰＲ＜ＰＡの関係が成り立つことが望ましいと考えられる。
【００４０】
上記より、電極周期長ＰＰＴの設定によりＩＤＴ１４内におけるバルク波放射を減少させ、反射器１８の導体ストリップ数の設定によりエネルギーの閉じ込み効果を得ることにより、電極指２２の膜厚を増大させ、電極指２２の反射係数を増大させた場合であっても、高いＱ値を持つＳＡＷ素子片１０を得ることができるものと考えられる。
【００４１】
次に、上記実施形態に示したＳＡＷ素子片１０を搭載した弾性表面波装置について説明する。図８は、上記実施形態に示したＳＡＷ素子片１０を共振子として用いる場合の具体的実施例を示すものである。
【００４２】
図８においてＳＡＷ共振子１００は、セラミックなどからなるパッケージ本体１０２を有する。パッケージ本体１０２は、上端が開口した箱型に形成されており、その底面にＳＡＷ素子片１０が接着剤等を介して固定されている。ＳＡＷ素子片１０は、ＩＤＴ１４の両側に接続パッド２６が設けられている。前記接続パッド２６は、ボンディングワイヤ１０８等を介してパッケージ本体１０２に設けた電極１０６に接続されている。そして、前記パッケージ本体１０２の開口部には、金属やガラス等からなる蓋体１０４が配置され、図示しない封止剤によって気密に封止する。このような構成のＳＡＷ共振子１００は、広い帯域で良好な温度特性を保つことができ、エネルギー損失が少なく高いＱ値を得ることができる。
【００４３】
次に、上述した弾性表面波装置（ＳＡＷ共振子１００）を実装した電子機器について、図９に示す携帯電話装置を一例に挙げて説明する。
【００４４】
携帯電話装置２００では、送信者からの音声信号は、マイクロフォン２０２によって電気信号に変換され、デモジュレータ・コーデック等を備える信号切替部２０６で変調等され、送信部２０８にて周波数変換等され、アンテナ２１２を介して基地局（不図示）に送信される。
【００４５】
これに対し、基地局から送信された信号は、アンテナ２１２を介して受信し、受信部２１４にて周波数変換され、信号切替部２０６にて音声信号に変換されて、スピーカ２０４から出力される。
このような信号制御が成される携帯電話装置２００の動作は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１６によって全体が制御されている。ＣＰＵ２１６は、液晶画面やキーボード等の入出力部２１８や、制御プログラムや電話帳等を記録するメモリ２２０をはじめ、信号の送受信を制御する切替スイッチ２１０の動作も制御している。
【００４６】
上記のような基本構成を有する携帯電話装置２００において、上述したＳＡＷ共振子１００は特に、ＣＰＵ２１６に接続され、ＣＰＵ２１６の基本クロック等の役割を果たす。なお、上述した弾性表面波装置をフィルタとした場合には、送信部２０８や受信部２１４におけるフィルタとして用いることもできるし、共振子として受信部２１４における局部発振器の役割を担うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る弾性表面波素子の構成を示す概略図である。
【図２】実施例に係る水晶板のカット角を説明する図である。
【図３】ＩＤＴ１４の放射コンダクタンスＧの特性と、反射係数Γの特性を示すグラフである。
【図４】ＩＤＴ１４の放射コンダクタンスＧの特性と、反射係数Γの特性を示すグラフである。
【図５】電極周期長比とＩＤＴの周波数偏差との関係を示すグラフである。
【図６】反射器の反射係数とストップバンドの周波数偏差との関係を示すグラフである。
【図７】電極周期長比とコンダクタンスの最大値との関係を示すグラフである。
【図８】本発明に係る弾性表面波装置の例を示す図である。
【図９】本発明に係る電子機器の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０………弾性表面波素子片（ＳＡＷ素子片）、１２………圧電基板（水晶板）、１４………すだれ状電極（ＩＤＴ）、１６（１６ａ，１６ｂ）………櫛型電極、１８（１８ａ，１８ｂ）………反射器、２０………給電導体（バスバー）、２２………電極指、２４………導体ストリップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子片、弾性表面波装置、及び電子機器に係り、特に、電極の膜厚、あるいは線幅を大きくすることにより高い反射係数を得た弾性表面波素子片のＱ値を向上させる場合に好適な技術、並びに当該技術に係る弾性表面波素子片を搭載した弾性表面波装置、及び当該弾性表面波装置を搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波素子片（例えば共振子として使用するもの）を形成する上で、圧電基板の板面に形成する電極パターンの膜厚や線幅を大きくすることにより、高い反射係数を得られ、弾性表面波装置とした場合には広い範囲で良好な温度特性を得ることができることが知られている。しかし、電極パターンの膜厚や線幅を大きくすることにより高い反射係数を得た弾性表面波素子片（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ素子片）は、Ｑ値が悪くなるという性質がある。これは、圧電基板の板面に形成するすだれ状電極内で生じる弾性表面波がバルク波へモード変換される際のエネルギー損失が急増することに起因すると考えられている。
【０００３】
このような、反射係数の増加に伴ってＱ値が低下するという特性は、このＳＡＷ素子片をＳＡＷ共振子として使用する場合のみならず、フィルタとして用いる場合にも見ることができる。特許文献１にはエネルギー損失の防止を目的としてコンダクタンス特性を低下させるＳＡＷフィルタに関する技術が開示されている。特許文献１に開示されているＳＡＷフィルタは、圧電基板の板面に形成するすだれ状電極（Interdigital Transducer：ＩＤＴ）を構成する一対の櫛型電極における電極指の形成間隔を半波長毎、すなわち隣り合う電極指毎に周期的に異ならせるというものである。
【特許文献１】特開平８−２９８４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、弾性表面波フィルタとして用いるＳＡＷ素子片を上記のような構成とすることにより、通過帯域のコンダクタンスを低下させることができ、エネルギー損失を抑制することができる旨記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載されているように、ＳＡＷ素子片を構成するＩＤＴの電極指形成周期長を変えた場合には、確かにコンダクタンス特性の変化を確認することはできるが、同時にエネルギーの漏れ量が増大してしまい、Ｑ値は低下してしまうものと考えられる。
【０００６】
そこで、本発明は、弾性表面波共振子や弾性表面波フィルタとして用いた場合に、ＩＤＴを構成する電極指の膜厚を厚く保ったまま、高いＱ値を得ることができる弾性表面波素子片を提供することを目的とする。また、本発明では、前記目的を達成することができる弾性表面波素子片を搭載した弾性表面波装置、及び当該弾性表面波装置を搭載した電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためには、コンダクタンス値が低下することで損失するエネルギーをＩＤＴ以外の手段によって閉じ込めることができれば良いと考えられる。そこで、本発明の弾性表面波素子片は、圧電基板の板面に、当該圧電基板に励起される弾性表面波の進行方向と直交する方向に配された電極指を備えたすだれ状電極を有する弾性表面波素子片であって、隣接する複数の前記電極指を１つの組として、前記電極指を形成する周期長の異なる組を交互に配置し、前記すだれ状電極を、格子状に配された複数の導体ストリップを有する反射器で挟み込む構成としたことを特徴とした。このような構成のＳＡＷ素子片によれば、ＩＤＴの電極指形成周期長を群単位で周期的に変更することにより個々の電極指における反射係数、換言すれば電極膜厚を維持したまま、ＩＤＴ全体としての実行的な反射係数を低下させることができ、バルク波放射によるエネルギー損失を抑制することができる。また、反射係数が低下したことにより閉じ込みが不十分となったＩＤＴからの漏れ分のエネルギーを反射器によって閉じ込むことができるため、素子片全体としてのエネルギー損失を抑制することができ、高いＱ値を得ることができる。
【０００８】
また、上記のような構成の弾性表面波素子片では、各組を形成する電極指は、すだれ状電極を構成する櫛型電極同士で隣り合う対を成す２本の電極指とすると良い。このような構成とすることにより、ＩＤＴの端部において組単位の周期構造が乱れることが無く、対数の少ないＩＤＴを有するＳＡＷ素子片であっても有効性を持つこととなる。
【０００９】
また、上記のような構成の弾性表面波素子片では、組単位の電極指形成周期長は２組の周期長から成り、組間の周期長比は７：１０から９：１０の範囲内とすることが望ましい。このような構成とすることにより、反射係数の低下傾向が顕著に表れ、バルク波放射によるエネルギー損失の抑制効果を高めることができる。
【００１０】
また、上記のような構成の弾性表面波素子片では、前記すだれ状電極は、予め定められた周期長で電極指を形成する際、電極指の線幅と間欠部の間隔とを一定の割合とすることが望ましい。このような構成とすることにより、弾性表面波装置として利用した場合における温度特性を安定させることができる。
【００１１】
また、上記目的を達成するための本発明に係る弾性表面波装置は、上記いずれかに記載の弾性表面波素子片を搭載したことを特徴とするものである。このような構成の弾性表面波装置は、広い帯域で良好な温度特性を保つことができ、エネルギー損失が少ない。
【００１２】
また、上記目的を達成するための本発明に係る電子機器は、上記構成の弾性表面波装置を搭載したことを特徴とするものである。このような構成の電子機器は、高効率で高い信頼性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の弾性表面波素子片、並びに弾性表面波装置、及び電子機器に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明の好適な実施形態の一部を示す形態であり、本発明は以下の実施形態に拘束されるものでは無い。
【００１４】
図１は、本発明に係る弾性表面波素子片の実施の形態を示す図である。本実施形態のＳＡＷ素子片１０は、圧電基板１２と、この圧電基板１２の板面に配されたすだれ状電極（ＩＤＴ）１４と、前記ＩＤＴ１４を挟み込む一対の反射器１８（１８ａ，１８ｂ）とを基本構成としており、ＳＡＷ共振子やＳＡＷフィルタとして使用することを目的としている。
【００１５】
前記圧電基板１２は、水晶（SiO2）やタンタル酸リチウム（LiTaO3）などであれば良く、例えば水晶であれば、ＳＴカットと呼ばれるカット角で切り出された板体などであることが望ましい。
【００１６】
前記ＩＤＴ１４は、対を成す櫛型電極１６（１６ａ，１６ｂ）から構成される。前記櫛型電極１６は、給電導体（バスバー）２０から垂直に形成される複数の電極指２２が設けられ、互いのバスバー２０に設けられた電極指２２が所定の間隔で交差するように噛合せられている。前記ＩＤＴ１４は櫛型電極１６の電極指２２が、弾性表面波の伝搬方向に直交するように配設されている。
【００１７】
前記反射器１８は、両端が相互に連結された複数の導体ストリップ２４からなり、格子状を成している。また反射器１８は、前記複数の導体ストリップ２４が、前記櫛型電極１６の電極指２２と平行になるように、すなわち弾性表面波の伝搬方向に直交するように配設されている。
【００１８】
本実施形態の場合、前記ＩＤＴ１４及び反射器１８等の電極パターンは、アルミニウム、又はアルミニウム合金の薄膜によって構成されている。電極パターンの形成は、水晶基板、あるいは水晶ウェハの表面に蒸着やスパッタリングなどによってアルミニウム又はアルミニウム合金の薄膜を形成し、この薄膜をフォトエッチングにより所定の形状に形成することによって成される。なお、ＩＤＴ１４は図示しない電極パッドに電気的に接続されており、電力の入出力を可能としている。
【００１９】
本実施形態のＳＡＷ素子片１０は、隣接して対を成す電極指２２毎に組を構成し、電極指２２間のピッチを各組毎に周期的に異ならせたことを第１の特徴としている。詳細すると、図１中、Ａ区間に形成する電極指２２の電極周期長（ピッチ）をそれぞれＰＡとした場合、Ｂ区間に形成する電極指２２のピッチをＰＢとし、Ａ区間に形成する電極指２２のピッチは再びＰＡというようにピッチＰＡで形成する電極指群とピッチＰＢで形成する電極指群とを交互に配置したのである。
【００２０】
電極指２２のピッチＰＡ、ＰＢは、後述する数式１に基づいて算出することができる。また、ピッチに対する電極指２２の線幅は、予め定めたメタル比（メタライゼーションレシオ）に従って定めることで、温度特性を安定させることができる。なお、図１に示すように隣り合う電極指２２を２本一組としてピッチ変更を行うことにより、ＩＤＴ１４の端部において組単位の周期構造が乱れることが無く、対数の少ないＩＤＴ１４を有するＳＡＷ素子片１０であっても有効性を持つこととなる。
【００２１】
電極指２２の周期長ＰＡとＰＢの比ＰＰＴを定めるにあたり好適な条件としては、以下に詳細を示すデータより、ＰＡ：ＰＢを１０：７〜１０：９の範囲内とすることが望ましいという結論を導き出した。このとき、ＰＡとＰＢはどちらを基準とするかを問うことは無く、例えばＰＡを基準とした場合には、ＰＢ／ＰＡ＝０．７〜０．９と示すことができ、ＰＢを基準とした場合には、ＰＡ／ＰＢ≒１．４３〜１．１１と示すことができる。
【００２２】
上記のような電極周期長比ＰＰＴの調整は、ＩＤＴ部分にも反射器と同様に周期構造伝搬路が構成されると考えた場合、ＩＤＴの反射係数を大きくすると、弾性表面波からバルク波へのモード変換によるエネルギー損失（バルク波放射に基づくエネルギー損失）が急激に増大し、Ｑ値の低下を招くという観点に基づいて創案された。前記のような考え方に基づくと、ＩＤＴを構成する櫛型電極における電極指のピッチＰＡとＰＢとの周期長比ＰＰＴを上記のように定めることにより、ＩＤＴを構成する電極パターンの質量のバランスがとれて弾性表面波を伝搬する際に、バルク波モードへの変換、すなわちバルク波放射が抑制され、損失の増大を抑えることができると考えられる。つまり、個々の電極指における反射係数を保ったまま、換言すれば電極の膜厚を維持したまま、ＩＤＴ全体としての実効的な反射係数を低下させることができると考えられるのである。
【００２３】
しかし、上記のように電極周期長比ＰＰＴを調整することによってＩＤＴ全体としての実効的な反射係数を低下させるだけでは、ＳＡＷ共振子やＳＡＷフィルタとして利用する場合、閉じ込みが不十分となってしまいエネルギーの漏れ量が増大してしまう。これは、結果としてエネルギー損失が増え、Ｑ値が低下することを意味する。
【００２４】
そこで本実施形態のＳＡＷ素子片１０は、ＩＤＴ１４を挟み込む反射器１８ａ，１８ｂにより、エネルギーの閉じ込み効果を得ることで損失を抑制することを第２の特徴とし、電極指２２の周期長と反射器１８の導体ストリップ２４の周期長との比を以下の数式にしたがって定めつつ、導体ストリップ２４の数を増やすようにした。
【００２５】
上記のように、本実施形態に係るＳＡＷ素子片１０は、第１の特徴である電極周期長比ＰＰＴの調整によるＩＤＴ１４全体としての実効的な反射係数の低減と、第２の特徴である反射器１８によるエネルギーの閉じ込みによる損失の低減とにより、電極指２２を構成する金属薄膜の膜厚を厚く保ったまま高いＱ値を得ることができる。すなわち、ＳＡＷ共振子やＳＡＷフィルタとして用いた場合に、温度特性に優れ、損失を少なくすることができるＳＡＷ素子片とすることができるのである。
【００２６】
以下、具体的な実施例について説明する。本実施例のＳＡＷ素子片に用いる圧電基板は、水晶板であって、オイラー角表示を（φ，θ，ψ）としたときに、カット角が（０°，θ，０°≦｜ψ｜≦９０°）となっている。すなわち、水晶板（圧電基板）１２は水晶結晶において図２に示すようなカット角となっている。このカット角は、次のようにして得られる。水晶結晶の電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸、光軸をＺ軸としたときに、水晶板３０は、オイラー角が（０°，０°，０°）のＺ軸に垂直な水晶板となる。この水晶板３０を、Ｘ軸を回転軸として反時計方向に角度θだけ回転させたときに新たに得られる座標軸を、Ｘ軸、Ｙ´軸、Ｚ´軸とする。このＸＹ´Ｚ´座標系において、Ｘ軸とＹ´軸とのなす面に平行な水晶板３２を、さらにＺ´軸を中心に角度ψだけ回転させて得られる新たな座標軸を、Ｘ´軸、Ｙ´´軸、Ｚ´軸とする。このＸ´Ｙ´´Ｚ´座標系において、Ｘ´軸とＹ´´軸とのなす面に平行な水晶板がオイラー角（０°，θ，ψ）の水晶板となる。このような水晶板においてＸ軸を中心とした回転角θは０°≦θ≦１８０°の範囲とすると良く、望ましくは９５°≦θ≦１５５°とすると良い。また、ψについての好適な角度は、３３°≦｜ψ｜≦４６°の範囲である。したがって、本実施例における圧電基板１２として望ましい水晶基板は、オイラー角を（０°，９５°≦θ≦１５５°，３３°≦｜ψ｜≦４６°）としたものである。
【００２７】
ＩＤＴ１４を構成する櫛型電極１６における電極指２２のピッチに対するメタライゼーションレシオηは、０．７〜０．８程度とすると良い。また、電極を構成する薄膜の厚さＨは、圧電基板１２に励起される弾性表面波の波長をλとした場合、Ｈ／λ＝０．０９〜０．１１の範囲とすることが望ましい。電極の膜厚をこのような範囲に設定することにより、温度特性の向上を図ることができるからである。
【００２８】
以下に説明する電極の構成について本実施例では、電極指対数：Ｍ、反射器導体本数：Ｎ、交差指幅：ＷＣＲ、電極周期長比：ＰＰＴ＝ＰＢ／ＰＡ、電極指反射係数ＴＡＮＣ０、反射器導体周期長：ＰＲ、反射器導体とＩＤＴ電極指の周期長比：ＰＴＮ＝ＰＲ／ＰＡとして説明することとする。
【００２９】
まず、ＩＤＴ１４の放射コンダクタンスＧの特性、並びに反射係数Γの特性と、電極周期長比ＰＰＴとの関係について説明する。図３は、電極指対数Ｍ＝１０、電極周期長比ＰＰＴ＝０．８１０とした場合におけるＩＤＴ１４の放射コンダクタンスＧの特性（図３（Ａ））と、ＩＤＴ１４の反射係数Γの特性（図３（Ｂ））とを表すグラフである。また、図４は、電極指対数Ｍを１０、電極指周期長比ＰＰＴを０．９９９とした場合におけるＩＤＴ１４の放射コンダクタンスＧの特性（図４（Ａ））と、ＩＤＴ１４の反射係数Γの特性（図４（Ｂ））とを表すグラフである。
【００３０】
図３と図４を比較すると読み取れるように、ＩＤＴ１４の放射コンダクタンスＧの特性は、電極周期長比ＰＰＴの変化によって偏移するのに対し、ＩＤＴ１４の反射係数Γの特性には変化は無く、中心周波数がシフトするだけである。この関係より、電極周期長をＰＡとＰＢとに分けて周期的に繰り返す２電極周期構造によって電極指２２の配置間隔に誤差が生じ、反射と放射との配置に変化がもたらされ、ＩＤＴ１４の放射コンダクタンスの特性が変化したという結論を出すことができる。
【００３１】
この結論に基づくと、次のような仮説を立てることができる。インダクタンスＲの逆数である放射コンダクタンスＧの値が変化するということは、インダクタンスＲの値も変化しているということを意味する。例えば、インダクタンスＲの値が大きくなった場合には、ＩＤＴ内のエネルギーの閉じ込みが不十分であり、漏れの割合が大きいと考えることができる。つまり、ＩＤＴ全体としての実効的な反射係数が低下したと考えることができるのである。これらを勘案すると、電極周期長比ＰＰＴを変化させることにより、放射コンダクタンスＧの値の低下、あるいはインダクタンスＲの値の上昇が見られた場合には、ＩＤＴの実効的な反射係数が低下したと考えることができる。
【００３２】
次に、ＳＡＷ素子片１０を実際に設計する上でのＩＤＴ１４を構成する櫛型電極１６の電極指２２におけるピッチＰＡ、並びにＰＢ、及び反射器導体のピッチＰＲの設定について説明する。図５は、電極周期長比ＰＰＴとＩＤＴ１４の周波数偏差ｆｔ（ｐｐｍ）の偏移との関係を示すグラフであり、横軸をＰＰＴ、縦軸を主共振からの周波数偏差量ｄｆｔ／ｆ０として示す。図５から読みとれるように、ＰＰＴが１に近づくほどＩＤＴ１４の周波数偏差量は低下する傾向にあり、その関係は略比例しているといえる。なお、図５は、共振周波数ｆ０＝３１２ＭＨｚ、電極指対数Ｍ＝９０、反射器導体本数Ｎ＝３とした場合における２電極指周期構造のＳＡＷ素子片における例を示している。
【００３３】
図６は、反射器１８の反射係数ｒと反射器１８のストップバンドの周波数偏差の偏移との関係を示すグラフであり、横軸を反射器１８の反射係数ｒ、縦軸を主共振からの周波数偏差量ｄｆｒ／ｆ０として示す。なお、図６において、ｆｕはストップバンドの上限を示し、ｆｌはストップバンドの下限を示し、ｆｒはストップバンドの中心周波数を示す。図６から、反射係数が上昇するほどストップバンドの中心周波数も上昇し、ストップバンドの帯域幅も広がっていることが読み取れる。なお、図６は、共振周波数ｆ０＝３１２ＭＨｚ、電極指対数Ｍ＝２０、反射器導体本数Ｎ＝２とした場合における２電極指周期構造のＳＡＷ素子片１０における例を示している。
【００３４】
図５、及び図６の関係より、ＰＰＴ＝０．８０、Ｍ＝９０、ｒ＝−０．１５とした場合におけるｆｔとｆｒを求めると、ｆｔ＝２１３０００（ｐｐｍ）、ｆｒ＝４７８４２（ｐｐｍ）という値を得ることができる。ここで、ｆｒｒ＝ｆｒ／ｆ０、ｆｔｒ＝ｆｔ／ｆ０と定義すると、ＩＤＴ電極周期長ＰＡ、ＰＢ、反射器導体周期長ＰＲはそれぞれ、次式により算出することができる。
【数１】
【００３５】
ここで、Ｖ＝３２４４（ｍ／ｓｅｃ）、ｆ０＝３１２ＭＨｚ＝３１２×１０６とした場合において、適宜数値を上記数式１に代入すると、
【数２】
とそれぞれの周期長を算出することができる。
【００３６】
図７は、電極指対数Ｍ＝９０、反射器導体数Ｎ＝３、共振周波数ｆ０＝３１２ＭＨｚとするＳＡＷ素子片について、上記数式１に従って電極指周期長ＰＡ並びにＰＢ、及び反射器導体周期長ＰＲの値を算出する際にＰＰＴを変化させた場合における放射コンダクタンスＧの最大値の偏移を表したグラフである。図７から読みとれるように、放射コンダクタンスＧの最大値は、ＰＰＴ＝０．７〜０．９の範囲において、ＰＰＴ＝１の場合に比べ、低下する割合が大きくなっていることが認められる。すなわちＰＰＴ＝０．７〜０．９とした場合には、電極指２２の膜厚を確保しつつＩＤＴ１４全体としての実効的な反射係数を大きな割合で低減することができるものと考えられるのである。
【００３７】
次に数式１に基づいて電極指周期長ＰＡ並びにＰＢ、及び反射器導体周期長ＰＲの値を算出したＳＡＷ素子片について、反射器の有無、あるいは反射器の導体本数Ｎの増減によるエネルギーの閉じ込み効果について検討する。以下にＳＡＷ素子片の設計例１と設計例２を示し、その設計上の違いと、算出されるＱ値の違いを述べる。
設計例１：Ｍ＝９０、Ｎ＝３０、ＷＣＲ＝３２、ＴＡＮＣ０＝−０．１５、ＰＰＴ＝０．８００、ＰＴＮ＝０．８６４
設計例２：Ｍ＝９０、Ｎ＝３、ＷＣＲ＝３２、ＴＡＮＣ０＝−０．１５、ＰＰＴ＝０．８００、ＰＴＮ＝０．８６４
【００３８】
上記のように、設計例１と設計例２は、反射器の導体本数Ｎ以外の値を同一としており、設計例２におけるＮの値は、設計例１におけるＮの値よりも著しく小さく設定している。ここで、電極指対数Ｍと反射器導体本数Ｎとの割合を考慮すると、設計例２においては、反射器は無いものとみなすこともできる。
【００３９】
このような条件に基づいてＱ値を算出すると、設計例１におけるＱ値は６６６６、設計例２におけるＱ値は５２６３という値を得ることができた。この結果より、設計例１のＳＡＷ素子片と設計例２のＳＡＷ素子片との間には、Ｑ値について約１４００の変化を認めることができたこととなる。これは、反射器の導体本数の増減により、ＩＤＴ、反射器を含む電極全体の反射係数の増減を図ることができたことを意味する。すなわち、ＰＰＴの調整によりＩＤＴ全体としての実効的な反射係数を低下させると共にＱ値を低下させたＳＡＷ素子片に対し、反射器を付加することで電極全体の反射係数を高めてエネルギーの閉じ込み効果を図ることで、Ｑ値を向上させることができることが確認できたのである。なお、上記のような関係をふまえると、設定される諸条件によっても異なるが、電極指周期長ＰＡ並びにＰＢ、及び反射器導体周期長ＰＲとの間には、ＰＢ＜ＰＲ＜ＰＡの関係が成り立つことが望ましいと考えられる。
【００４０】
上記より、電極周期長ＰＰＴの設定によりＩＤＴ１４内におけるバルク波放射を減少させ、反射器１８の導体ストリップ数の設定によりエネルギーの閉じ込み効果を得ることにより、電極指２２の膜厚を増大させ、電極指２２の反射係数を増大させた場合であっても、高いＱ値を持つＳＡＷ素子片１０を得ることができるものと考えられる。
【００４１】
次に、上記実施形態に示したＳＡＷ素子片１０を搭載した弾性表面波装置について説明する。図８は、上記実施形態に示したＳＡＷ素子片１０を共振子として用いる場合の具体的実施例を示すものである。
【００４２】
図８においてＳＡＷ共振子１００は、セラミックなどからなるパッケージ本体１０２を有する。パッケージ本体１０２は、上端が開口した箱型に形成されており、その底面にＳＡＷ素子片１０が接着剤等を介して固定されている。ＳＡＷ素子片１０は、ＩＤＴ１４の両側に接続パッド２６が設けられている。前記接続パッド２６は、ボンディングワイヤ１０８等を介してパッケージ本体１０２に設けた電極１０６に接続されている。そして、前記パッケージ本体１０２の開口部には、金属やガラス等からなる蓋体１０４が配置され、図示しない封止剤によって気密に封止する。このような構成のＳＡＷ共振子１００は、広い帯域で良好な温度特性を保つことができ、エネルギー損失が少なく高いＱ値を得ることができる。
【００４３】
次に、上述した弾性表面波装置（ＳＡＷ共振子１００）を実装した電子機器について、図９に示す携帯電話装置を一例に挙げて説明する。
【００４４】
携帯電話装置２００では、送信者からの音声信号は、マイクロフォン２０２によって電気信号に変換され、デモジュレータ・コーデック等を備える信号切替部２０６で変調等され、送信部２０８にて周波数変換等され、アンテナ２１２を介して基地局（不図示）に送信される。
【００４５】
これに対し、基地局から送信された信号は、アンテナ２１２を介して受信し、受信部２１４にて周波数変換され、信号切替部２０６にて音声信号に変換されて、スピーカ２０４から出力される。
このような信号制御が成される携帯電話装置２００の動作は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１６によって全体が制御されている。ＣＰＵ２１６は、液晶画面やキーボード等の入出力部２１８や、制御プログラムや電話帳等を記録するメモリ２２０をはじめ、信号の送受信を制御する切替スイッチ２１０の動作も制御している。
【００４６】
上記のような基本構成を有する携帯電話装置２００において、上述したＳＡＷ共振子１００は特に、ＣＰＵ２１６に接続され、ＣＰＵ２１６の基本クロック等の役割を果たす。なお、上述した弾性表面波装置をフィルタとした場合には、送信部２０８や受信部２１４におけるフィルタとして用いることもできるし、共振子として受信部２１４における局部発振器の役割を担うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る弾性表面波素子の構成を示す概略図である。
【図２】実施例に係る水晶板のカット角を説明する図である。
【図３】ＩＤＴ１４の放射コンダクタンスＧの特性と、反射係数Γの特性を示すグラフである。
【図４】ＩＤＴ１４の放射コンダクタンスＧの特性と、反射係数Γの特性を示すグラフである。
【図５】電極周期長比とＩＤＴの周波数偏差との関係を示すグラフである。
【図６】反射器の反射係数とストップバンドの周波数偏差との関係を示すグラフである。
【図７】電極周期長比とコンダクタンスの最大値との関係を示すグラフである。
【図８】本発明に係る弾性表面波装置の例を示す図である。
【図９】本発明に係る電子機器の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０………弾性表面波素子片（ＳＡＷ素子片）、１２………圧電基板（水晶板）、１４………すだれ状電極（ＩＤＴ）、１６（１６ａ，１６ｂ）………櫛型電極、１８（１８ａ，１８ｂ）………反射器、２０………給電導体（バスバー）、２２………電極指、２４………導体ストリップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板の板面に、当該圧電基板に励起される弾性表面波の進行方向と直交する方向に配された電極指を備えたすだれ状電極を有する弾性表面波素子片であって、
隣接する複数の前記電極指を１つの組として、前記電極指を形成する周期長の異なる組を交互に配置し、
前記すだれ状電極を、格子状に配された複数の導体ストリップを有する反射器で挟み込む構成としたことを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項２】
各組を形成する電極指は、すだれ状電極を構成する櫛型電極同士で隣り合う対を成す２本の電極指であることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波素子片。
【請求項３】
組単位の電極指形成周期長は２組の周期長から成り、組間の周期長比は７：１０から９：１０の範囲内としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の弾性表面波素子片。
【請求項４】
前記すだれ状電極は、予め定められた周期長で電極指を形成する際、電極指の線幅と間欠部の間隔とを一定の割合とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の弾性表面波素子片。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の弾性表面波素子片を搭載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に記載の弾性表面波装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
圧電基板の板面に、当該圧電基板に励起される弾性表面波の進行方向と直交する方向に配された電極指を備えたすだれ状電極を有する弾性表面波素子片であって、
隣接する複数の前記電極指を１つの組として、前記電極指を形成する周期長の異なる組を交互に配置し、
前記すだれ状電極を、格子状に配された複数の導体ストリップを有する反射器で挟み込む構成としたことを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項２】
各組を形成する電極指は、すだれ状電極を構成する櫛型電極同士で隣り合う対を成す２本の電極指であることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波素子片。
【請求項３】
組単位の電極指形成周期長は２組の周期長から成り、組間の周期長比は７：１０から９：１０の範囲内としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の弾性表面波素子片。
【請求項４】
前記すだれ状電極は、予め定められた周期長で電極指を形成する際、電極指の線幅と間欠部の間隔とを一定の割合とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の弾性表面波素子片。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の弾性表面波素子片を搭載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に記載の弾性表面波装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１３４１４（Ｐ２００７−１３４１４Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８９９１４（Ｐ２００５−１８９９１４）
【出願日】平成１７年６月２９日（２００５．６．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２９日（２００５．６．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]