JP2006287782A

JP2006287782A - トランスバーサル型ｓａｗフィルタ

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Publication number: JP2006287782A
Application number: JP2005107395A
Authority: JP
Inventors: Kunihito Yamanaka; 国人山中
Original assignee: Miyazaki Epson Corp
Current assignee: Miyazaki Epson Corp
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】圧電基板上に３つのＩＤＴ電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、デバイスサイズを大きくすることなく減衰特性を改善することを目的とする。
【解決手段】圧電基板上のＳＡＷの伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極１〜３を所定の間隔をあけて配置する。ＩＤＴ電極１は入出力端子１０に接続し、ＩＤＴ電極２、３はリード電極１１により互いに接続すると共に入出力端子１２に接続する。そして、ＩＤＴ電極１に接続した入出力端子１０とリード電極１１との間隙にアースライン１３を配置することにより、入出力端子間の電磁結合を抑圧する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電基板上の弾性表面波（ＳＡＷ）の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタに関する。

近年、ＳＡＷフィルタは通信分野で広く利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を有することから特に携帯電話等に多く用いられる。画像等のデータ通信の需要増により、携帯電話に用いられるＩＦフィルタには小型で、減衰特性の大きいフィルタ特性が要求され、このような仕様を満たすフィルタとしてはトランスバーサル型ＳＡＷフィルタが適している。

図６は従来のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタの平面図を示している。圧電基板１０１の主表面上にＳＡＷの伝搬方向に沿って入力用のＩＤＴ電極１０２と出力用のＩＤＴ電極１０３を所定の間隔をあけて配置すると共に、ＩＤＴ電極１０２、１０３の間に入出力端子間の直達波を遮蔽するためのシールド電極１０４を配置する。ＩＤＴ電極１０２、１０３は互いに間挿し合う複数の電極指を有する一対のくし形電極より構成されており、ＩＤＴ電極１０２の一方のくし形電極を入力端子ＩＮに接続すると共に他方のくし形電極を接地し、ＩＤＴ電極１０３の一方のくし形電極を接地すると共に他方のくし形電極を出力端子ＯＵＴに接続している。また、基板端面からの不要な反射波を抑圧するために、圧電基板１０１の長辺方向（ＳＡＷの伝搬方向）の両端に吸音材１０５を塗布している。

前記トランスバーサル型ＳＡＷフィルタは、入力用ＩＤＴ電極１０２で励起されたＳＡＷが左右に等しく伝搬されるため、出力用ＩＤＴ電極１０３でＳＡＷをピックアップする時点で６ｄＢもの双方向性損失が生じてしまうので、低損失化には不利であることが一般的に知られている。

前記双方向性損失による挿入損失の劣化を避けるために、特開平５７−１２９５１２号公報等で圧電基板の主表面上にＳＡＷの伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタが考えられた。図７は前記トランスバーサル型ＳＡＷフィルタの代表的な構造を示しており、ＩＤＴ電極１１１の両側にＩＤＴ電極１１２、１１３を配置し、ＩＤＴ電極１１１の一方のくし型電極を入出力端子１２０に接続し、ＩＤＴ電極１１２、１１３の一方のくし型電極同士をリード電極１２１で互いに接続すると共に入出力端子１２２に接続している。そして、ＩＤＴ電極１１１〜１１３の他方のくし型電極をアース端子に接続してトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを構成している。また、入出力端子間の直達波を防ぐためにＩＤＴ電極１１１とＩＤＴ電極１１２の間、及びＩＤＴ電極１１１とＩＤＴ電極１１３の間にシールド電極１１４を配置している。なお、図示していないがＩＤＴ電極１１２、１１３の外側に基板端面からの反射波を吸収するための吸音材、又は反射器等を設けている。

前記トランスバーサル型ＳＡＷフィルタのように圧電基板上に３つのＩＤＴ電極を配置すると双方向性損失は３ｄＢに減少し、図６の構造と比較して大幅に挿入損失を改善でき、低損失化には非常に有利である。
特開平５７−１２９５１２号公報

ところで、図７のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、ＩＤＴ電極１１１に接続した入出力端子１２０と、ＩＤＴ電極１１２、１１３に接続したリード電極１２１及び入出力端子１２２との間で電磁結合が生じ、フィルタの減衰特性が大きく劣化する問題があった。また、入出力端子１２０とリード電極１２１の間隙を十分に離せば電磁結合の影響を少なくすることができるが、その分、チップサイズが大きくなってしまうので小型化には不利である。

上記問題点を解決すべく、本発明では、圧電基板上のＳＡＷの伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極を配置したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、デバイスサイズを大きくすることなくフィルタの減衰特性を改善することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係るトランスバーサルＳＡＷフィルタの請求項１に記載の発明は、圧電基板上の弾性表面波（ＳＡＷ）の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、中央に配置したＩＤＴ電極を第１のＩＤＴ電極、その両側に配置したＩＤＴ電極をそれぞれ第２のＩＤＴ電極及び第３のＩＤＴ電極とし、第１のＩＤＴ電極を構成する一方のくし形電極に入力或いは出力のいずれかの端子を接続し、第２及び第３のＩＤＴ電極を構成する一方のくし形電極同士をリード電極により互いに接続すると共に出力或いは入力のいずれかの端子に接続し、第１のＩＤＴ電極の一方のくし形電極に接続した端子とリード電極との間隙にアースラインを配置することを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、圧電基板上の弾性表面波（ＳＡＷ）の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、中央に配置したＩＤＴ電極を第１のＩＤＴ電極、その両側に配置したＩＤＴ電極をそれぞれ第２のＩＤＴ電極及び第３のＩＤＴ電極とし、第１のＩＤＴ電極を構成する一方のくし形電極に入力或いは出力のいずれかの端子を接続し、第２及び第３のＩＤＴ電極を構成する一方のくし形電極同士をリード電極により互いに接続すると共に出力或いは入力のいずれかの端子に接続し、第１のＩＤＴ電極と第２のＩＤＴ電極との間、及び、第１のＩＤＴ電極と第３のＩＤＴ電極との間にシールド電極を配置すると共にシールド電極同士をアースラインにより互いに接続し、該アースラインを第１のＩＤＴ電極の一方のくし形電極に接続した端子とリード電極との間隙に配置することを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、第１のＩＤＴ電極に接続した入出力端子とリード電極の間隔をＤ、アースラインの幅をＷとした時にＷ／Ｄ≧０．２とすることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、第１〜第３のＩＤＴ電極の他方のくし形電極及びシールド電極は共通のアース端子に接続されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、入出力端子を平衡−平衡終端、又は不平衡−平衡終端とすることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、圧電基板上の弾性表面波（ＳＡＷ）の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、第１のＩＤＴ電極に接続した入出力端子と、第２及び第３のＩＤＴ電極に接続したリード電極との間にアースラインを配置することにより、入出力端子間の電磁結合を抑圧でき、デバイスサイズを大きくすることなく減衰特性を改善することができる。

請求項２に記載の発明によれば、圧電基板上の弾性表面波（ＳＡＷ）の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、各ＩＤＴ電極の間隙にシールド電極を配置すると共にシールド電極同士をアースラインにより接続し、該アースラインを第１のＩＤＴ電極に接続した入出力端子と、第２及び第３のＩＤＴ電極を接続するリード電極との間に配置することにより、入出力端子間及びＩＤＴ電極間の電磁結合を抑圧でき、デバイスサイズを大きくすることなく減衰特性を更に改善することができる。

請求項３に記載の発明によれば、第１のＩＤＴ電極に接続した入出力端子とリード電極の間隔をＤ、アースラインの幅をＷとした時にＷ／Ｄ≧０．２とするのが好ましい。

請求項４に記載の発明によれば、第１〜第３のＩＤＴ電極及びシールド電極を共通のアース端子に接続することにより、ボンディングワイヤ又は金属バンプ等の接続部材の数を減らすことができ、ＳＡＷフィルタの小型化、低コスト化を実現できる。

請求項５に記載の発明によれば、良好な平衡度及び減衰特性を有した平衡−平衡終端、又は不平衡−平衡終端のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを提供することができる。

以下、本発明を図面に図示した実施の形態例に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施例に係るトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを示している。圧電基板上にＩＤＴ電極１とその両側にＩＤＴ電極２、３を配置し、ＩＤＴ電極１〜３はそれぞれ互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対のくし型電極により構成されており、ＩＤＴ電極１の一方のくし型電極を入出力端子１０に接続し、ＩＤＴ電極２、３の一方のくし型電極同士をリード電極１１により接続すると共に入出力端子１２に接続する。そして、ＩＤＴ電極１〜３の他方のくし型電極をアース端子１４に接続する。また、ＩＤＴ電極１とＩＤＴ電極２の間、及びＩＤＴ電極１とＩＤＴ電極３の間にシールド電極４、４を配置し、アースライン１３により互いを接続する。なお、図示していないが、ＩＤＴ電極２、３の外側に基板端面からの反射波を吸収するための吸音材、又は反射器等を設けている。

上述のように、本実施例ではＩＤＴ電極１とＩＤＴ電極２の間、及び、ＩＤＴ電極１とＩＤＴ電極３の間にシールド電極４、４を配置し、且つ、シールド電極４、４同士をアースライン１３で接続し、該アースラインを入出力端子１０とリード端子１１との間に配置することにより、入出力端子間及びＩＤＴ電極間の電磁結合を抑圧した。

図２は、前記トランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、入出力端子１０とリード電極１１との間の距離をＤ、アースライン１３の幅をＷとして、Ｗ／Ｄを変化させた時の減衰特性の比較を示している。同図のＦ１に示す特性はＤ＝５０μm、Ｗ＝１０μmとしてＷ／Ｄ＝０．２としたときのフィルタ特性であり、Ｆ２に示す特性はＤ＝５０μm、Ｗ＝３０μmとしてＷ／Ｄ＝０．６としたときのフィルタ特性を示している。また、Ｆ０に示す特性は比較のためのアースラインを設けていない図６の従来例のフィルタ特性を示している。なお、いずれの特性においても、中心周波数ｆｏを４０（ＭＨｚ）とし、圧電基板に回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ_３基板を用い、ＩＤＴ電極１の対数を７対、ＩＤＴ電極２、３の対数を５対とし、各ＩＤＴ電極の交差幅を７λ（λ：ＩＤＴ電極の周期）としている。

図２に示すように、従来例の特性Ｆ０と比較してアースラインを設けた本発明の特性Ｆ１、Ｆ２の方が通過帯域近傍の減衰特性が大きいことが分かる。また、Ｗ／Ｄ＝０．２としたＦ１よりもＷ／Ｄ＝０．６としたＦ２の方が減衰特性が大きくなっており、Ｗ／Ｄ≧０．２とすることにより減衰特性が更に改善されることを確認した。

図３は本実施例の変形例を示しており、図１との違いはＩＤＴ電極１〜３及びシールド電極４、４に接続するアース端子１４を共通にした点である。本構造では、アース端子に接続するボンディングワイヤ又は金属バンプ等の接続部材の数を減らすことができるので、ＳＡＷフィルタの小型化、低コスト化を実現できる。

図４は本実施例の別の変形例を示しており、図１との違いは各ＩＤＴ電極の間隙にシールド電極を配置せず、アースライン１３を入出力端子１０とリード電極１１との間に配置し、且つ、入出力端子１０を取り囲むように独立して配置した点である。本構造では、入出力端子間の電磁結合を抑圧できるので良好な減衰特性が得られ、また、ＳＡＷフィルタの小型化を実現できる。

次に、本発明の第２の実施例について図５を用いて説明する。図５は本発明の第２の実施例に係るトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを示している。圧電基板上にＩＤＴ電極２１とその両側にＩＤＴ電極２２、２３を配置し、ＩＤＴ電極２１〜２３はそれぞれ互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対のくし型電極により構成されており、ＩＤＴ電極２１の一方のくし型電極に平衡用入出力端子３０を、他方のくし型電極に平衡用入出力端子４０を接続し、ＩＤＴ電極２２、２３の一方のくし型電極同士をリード電極３１により互いに接続すると共に平衡用入出力端子３２に接続し、他方のくし型電極同士をリード電極４１により互いに接続すると共に平衡用入出力端子４２に接続する。また、ＩＤＴ電極２１とＩＤＴ電極２２の間、及びＩＤＴ電極２１とＩＤＴ電極２３の間にシールド電極２４、２４を配置し、シールド電極同士をアースライン３３、４３により互いに接続する。なお、アースライン３３は平衡用入出力端子３０とリード電極３１の間に配置し、アースライン４３は平衡用入出力端子４０とリード電極４１の間に配置している。

本実施例のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタは、入出力端子を平衡−平衡終端とし、入出力端子とリード電極との間にアースラインを配置することにより、入出力端子間で生じる電磁結合を抑圧したので、良好な平衡度と減衰特性を実現することができる。また、同様に入出力端子を不平衡−平衡終端としたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタについても本発明を適用できることは言うまでもない。

以上の実施例では、圧電基板に回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ_３を用いたが、これに限らず水晶、ＬｉＴａＯ_３、ＬＢＯ等の他の圧電基板を用いても良い。また、ＩＤＴ電極の電極指に重み付けを施したり、一方向性ＳＡＷ変換器を用いた場合においても同様な効果が得られる。

本発明の第１の実施例に係るトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを説明する図である。本発明の第１の実施例に係るトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、Ｗ／Ｄを変化させたときのフィルタ特性の比較を示す。本発明の第１の実施例に係るトランスバーサル型ＳＡＷフィルタの変形例を説明する図である。本発明の第１の実施例に係るトランスバーサル型ＳＡＷフィルタの別の変形例を説明する図である。本発明の第２の実施例に係るトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを説明する図である。従来のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを説明する図である。従来の圧電基板上に３つのＩＤＴ電極を配置したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを説明する図である。

符号の説明

１、２、３、２１、２２、２３：ＩＤＴ電極
４、２４：シールド電極
１０、１２：入出力端子
１１、３１、４１：リード電極
１３、３３、４３：アースライン
１４：アース端子
３０、３２、４０、４２：平衡用入出力端子

Claims

圧電基板上の弾性表面波（ＳＡＷ）の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、
中央に配置したＩＤＴ電極を第１のＩＤＴ電極、その両側に配置したＩＤＴ電極をそれぞれ第２のＩＤＴ電極及び第３のＩＤＴ電極とし、第１のＩＤＴ電極を構成する一方のくし形電極に入力或いは出力のいずれかの端子を接続し、第２及び第３のＩＤＴ電極を構成する一方のくし形電極同士をリード電極により互いに接続すると共に出力或いは入力のいずれかの端子に接続し、
第１のＩＤＴ電極の一方のくし形電極に接続した端子とリード電極との間隙にアースラインを配置することを特徴としたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ。
圧電基板上の弾性表面波（ＳＡＷ）の伝搬方向に沿って３つのＩＤＴ電極を所定の間隔をあけて配置したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、
中央に配置したＩＤＴ電極を第１のＩＤＴ電極、その両側に配置したＩＤＴ電極をそれぞれ第２のＩＤＴ電極及び第３のＩＤＴ電極とし、第１のＩＤＴ電極を構成する一方のくし形電極に入力或いは出力のいずれかの端子を接続し、第２及び第３のＩＤＴ電極を構成する一方のくし形電極同士をリード電極により互いに接続すると共に出力或いは入力のいずれかの端子に接続し、
第１のＩＤＴ電極と第２のＩＤＴ電極との間、及び、第１のＩＤＴ電極と第３のＩＤＴ電極との間にシールド電極を配置すると共にシールド電極同士をアースラインにより互いに接続し、該アースラインを第１のＩＤＴ電極の一方のくし形電極に接続した端子とリード電極との間隙に配置することを特徴としたトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ。
前記トランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、第１のＩＤＴ電極に接続した入出力端子とリード電極の間隔をＤ、アースラインの幅をＷとした時にＷ／Ｄ≧０．２とすることを特徴とした請求項１又は２に記載のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ。
前記トランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、第１〜第３のＩＤＴ電極の他方のくし形電極及びシールド電極は共通のアース端子に接続されていることを特徴とした請求項１乃至３のいずれかに記載のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ。
前記トランスバーサル型ＳＡＷフィルタにおいて、入出力端子を平衡−平衡終端、又は不平衡−平衡終端とすることを特徴とした請求項１乃至４のいずれかに記載のトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ。