專利名稱：表面聲波元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面聲波元件，具體涉及具有寬通帶的多模濾波器。
背景技術(shù)：
表面聲波(SAW)元件具有在傳輸電路中被用作頻率選擇元件的SAW濾波器、以及輸出恒定諧振頻率的SAW諧振器等。而且，SAW濾波器在例如便攜電話等的移動(dòng)通信終端中被用作中頻(IF)濾波器和射頻濾波器等。特別在SAW濾波器中，橫向多模SAW濾波器也被廣泛用作IF濾波器。
另外，由于近年的通信系統(tǒng)采用數(shù)字通信方式，因而需要具有較寬通帶的IF濾波器。圖3示出現(xiàn)有技術(shù)的SAW濾波器的概略平面圖。圖3所示的SAW濾波器1采用以下結(jié)構(gòu)，即將2個(gè)SAW諧振器3與表面聲波的傳播方向平行地鄰近設(shè)置在壓電基板2上。各SAW諧振器3包括梳狀電極(IDT)4和反射器5等，前述IDT 4采用以下結(jié)構(gòu)，即具有沿著表面聲波的傳播方向的多個(gè)供電導(dǎo)體6(6a、6b)，從中央的供電導(dǎo)體6a朝兩側(cè)的供電導(dǎo)體6b延伸設(shè)置有電極指7a，并從兩側(cè)的供電導(dǎo)體6b朝中央的供電導(dǎo)體6a延伸設(shè)置有電極指7b。根據(jù)該構(gòu)成，使通寬變寬，并實(shí)現(xiàn)了小型化(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
國(guó)際公開(kāi)第00/67374號(hào)在上述SAW濾波器中，供電導(dǎo)體的寬度D和帶寬具有圖4所示的關(guān)系。該關(guān)系表明，供電導(dǎo)體的寬度D越窄，帶寬就越寬。因此，為了使濾波器的通帶成為寬頻帶，必須使供電導(dǎo)體的寬度D變窄。
圖5示出供電導(dǎo)體的寬度D和電阻分量的關(guān)系。該關(guān)系表明，供電導(dǎo)體的寬度和電阻分量具有反比關(guān)系，當(dāng)使供電導(dǎo)體的寬度D變窄時(shí)，供電導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的電阻分量就增大。并且，圖6示出電阻分量和濾波器損耗的關(guān)系。該關(guān)系表明，當(dāng)供電導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的電阻分量增大時(shí)，濾波器損耗就增大。因此，當(dāng)為了使濾波器的通帶成為寬頻帶而使供電導(dǎo)體的寬度D變窄時(shí)，結(jié)果，使供電導(dǎo)體的電阻損耗增大，進(jìn)而使濾波器的插入損耗增大。
并且，對(duì)于中央部的供電導(dǎo)體，由于該供電導(dǎo)體的寬度D窄，并且沿著表面聲波的傳播方向從IDT的一端引導(dǎo)到另一端，而且該供電導(dǎo)體通過(guò)連接導(dǎo)體與輸入端子連接，所以結(jié)果是供電導(dǎo)體的電阻損耗進(jìn)一步增大，濾波器的插入損耗也進(jìn)一步增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供插入損耗小且具有寬通帶的表面聲波元件。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的表面聲波元件，具有一對(duì)梳狀電極，與表面聲波的傳播方向平行并設(shè)；以及反射器，設(shè)置在這些梳狀電極的兩側(cè)，其特征在于，將構(gòu)成前述各梳狀電極的一個(gè)電極部的多個(gè)電極指的一端相互連接的連接部被共用，并且前述各電極指由與前述連接部交叉的多個(gè)直線部以及設(shè)置在這些直線部之間的折曲部構(gòu)成。在此情況下，可構(gòu)成為在一個(gè)梳狀電極內(nèi)形成的折曲部的折曲方向和在另一個(gè)梳狀電極內(nèi)形成的折曲部的折曲方向朝同一方向折曲。一個(gè)梳狀電極為輸入電極，另一個(gè)梳狀電極為輸出電極。由于該梳狀電極被構(gòu)成為具有折曲部，因而可減小連接部的電阻損耗，從而減小表面聲波元件的插入損耗。
并且，其特征在于，形成于前述梳狀電極的前述折曲部，在該折曲部的一端側(cè)和另一端側(cè)偏移λ/2(λ前述表面聲波的波長(zhǎng))，在與前述一端側(cè)連接的前述直線部和與前述另一端側(cè)連接的前述直線部之間形成λ/2的間隔。這樣，當(dāng)把電信號(hào)提供給輸入電極時(shí)，激勵(lì)出表面聲波，并且由于聲耦合在輸出電極也激勵(lì)出表面聲波。此時(shí)，由于在梳狀電極的電極指內(nèi)設(shè)置有折曲部，因而可產(chǎn)生夾持折曲部反轉(zhuǎn)了180°的驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)。因此，可在表面聲波元件上激勵(lì)出S1模式和A1模式的表面聲波。
并且，其特征在于，前述梳狀電極的前述連接部被共用的部分與前述反射器電連接。這樣可在表面聲波元件上激勵(lì)出S1模式和A1模式的表面聲波。


圖1是根據(jù)本實(shí)施方式的表面聲波元件的概略平面圖。
圖2是根據(jù)本實(shí)施方式的表面聲波元件和表面聲波的說(shuō)明圖。
圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的表面聲波濾波器的概略平面圖。
圖4是示出供電導(dǎo)體的寬度D和帶寬的關(guān)系的圖。
圖5是示出供電導(dǎo)體的寬度D和電阻分量的關(guān)系的圖。
圖6是示出電阻分量和濾波器損耗的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，對(duì)本發(fā)明的表面聲波元件的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1示出表面聲波元件的概略平面圖。表面聲波(SAW)元件10的主要構(gòu)成是在壓電基板12上具有輸入電極14、輸出電極16以及反射器18。
前述輸入電極14由一對(duì)梳狀電極(IDT)20形成。各IDT 20形成為具有多個(gè)電極指22，其中使各電極指22的一端在連接部24(24a、24b)短路。然后，通過(guò)交錯(cuò)接合各IDT 20的電極指22來(lái)形成一對(duì)IDT 20。在各電極指22形成有折曲部26，使該折曲部26距IDT 20的連接部24側(cè)邊沿有一恒定距離，并相對(duì)電極指22延伸的方向傾斜彎折，在該折曲部26的兩端形成有直線部28(28a、28b)。該折曲部26在各電極指22按同一方向折曲，所折曲的距離是通過(guò)向IDT 20提供電信號(hào)而在壓電基板12上激勵(lì)的表面聲波的波長(zhǎng)λ的一半。因此，各電極指22中的直線部28a與直線部28b的在電極指接合方向上的間隔相隔λ/2。
前述輸出電極16相對(duì)表面聲波的傳播方向與輸入電極14平行地形成。該輸出電極16由一對(duì)IDT 30形成，各IDT 30形成為使多個(gè)電極指32的一端在連接部34(34a、34b)短路。在各電極指32上形成有折曲部36，該折曲部36距IDT 30的連接部34的側(cè)邊沿有一恒定距離，并按與設(shè)置在輸入電極14的折曲部26的折曲方向相同的方向折曲。該折曲部36相對(duì)電極指32延伸的方向傾斜折曲，所折曲的距離是在壓電基板12上激勵(lì)的表面聲波的波長(zhǎng)λ的一半。在該折曲部36的兩端形成有直線部38(38a、38b)，各電極指32中的直線部38a和直線部38b在電極指接合方向上的間隔相隔λ/2。然后，沿著輸入電極14和輸出電極16中的電極指22、32的接合方向的各直線部28、38成為表面聲波的傳播路徑。
然后，配置在輸出電極16側(cè)的輸入電極14的連接部24a和配置在輸入電極14側(cè)的輸出電極16的連接部34a被共通地形成。即，輸入電極14和輸出電極16具有根據(jù)壓電基板12的切割角按規(guī)定方向取向并且平行地形成的3個(gè)連接部24b、24a(34a)、34b，并從中央的連接部24a(34a)朝兩側(cè)的連接部24b、34b延伸設(shè)置多個(gè)電極指22、32，并從兩側(cè)的連接部24b、34b朝中央的連接部24a(34a)延伸設(shè)置多個(gè)電極指22、32，而且在距離中央的連接部24a(34a)的兩側(cè)邊緣一定距離的位置處設(shè)置折曲部26、36。因此，輸入電極14和輸出電極16是以中央的連接部24a(34a)為基準(zhǔn)的線對(duì)稱形狀。
前述反射器18在分別形成各IDT 20、30的電極指22、32的接合方向上形成于輸入電極14和輸出電極16的兩側(cè)，并具有多個(gè)電極指40。然后，輸入電極14和輸出電極16共用的連接部，即中央的連接部24a(34a)，其兩端被延伸設(shè)置為與反射器18電連接。該反射器18被電接地。
這種SAW元件10按如下方式制作。首先，采用濺鍍等的成膜法使形成IDT 20、30和反射器18等的電極的金屬，例如鋁系的金屬等在壓電晶片上形成金屬膜。然后，在該金屬膜上涂敷光刻膠。然后，使用曝光裝置把在光掩模和刻線上所描繪的電極圖案轉(zhuǎn)印到光刻膠上之后，對(duì)光刻膠進(jìn)行顯影。之后，去除電極圖案形成部分以外的部分中的光刻膠。然后，把剩余的光刻膠作為掩模對(duì)金屬膜進(jìn)行刻蝕，去除電極圖案形成部分以外的部分的前述金屬膜。之后，如果去除用作掩模的光刻膠，則在壓電晶片上形成前述電極，然后進(jìn)行小片切割而切割成各芯片，從而制成SAW元件10。
然后，當(dāng)向上述SAW元件10的輸入電極14提供電信號(hào)時(shí)，由于壓電基板12的壓電效應(yīng)而在輸入電極14的各直線部28發(fā)生周期性機(jī)械應(yīng)變，從而激勵(lì)在電極指22的接合方向上傳播的表面聲波。然后，由于該聲耦合而在輸出電極16上使在電極指32的接合方向傳播的表面聲波受到激勵(lì)，由于壓電效應(yīng)而從輸出電極16輸出電信號(hào)。此時(shí)，對(duì)于SAW元件10激勵(lì)的表面聲波，圖2所示的S1模式(一次對(duì)稱模式)和A1模式(一次斜對(duì)稱模式)受到激勵(lì)。具體來(lái)說(shuō)，在輸入電極14和輸出電極16的各直線部28、38中，在位于外側(cè)的直線部28b、38b和位于內(nèi)側(cè)的直線部28a、38a反向地產(chǎn)生激勵(lì)電場(chǎng)。另外，在圖2中，激勵(lì)電場(chǎng)由箭頭表示，并示出在位于外側(cè)的直線部28b、38b向左產(chǎn)生激勵(lì)電場(chǎng)、在位于內(nèi)側(cè)的直線部28a、38a中向右產(chǎn)生激勵(lì)電場(chǎng)的狀態(tài)。使用這種相互顛倒180°的驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)，產(chǎn)生S1模式和A1模式的振動(dòng)位移。然后，對(duì)于S1模式和A1模式，在輸入電極14和輸出電極16中的各折曲部26、36中，位移量大致為零，這樣可實(shí)現(xiàn)S1模式和A1模式的高效激勵(lì)。
這樣，由于在SAW元件10的輸入電極14和輸出電極16中設(shè)置有折曲部26、36，因而可在壓電基板12上激勵(lì)的表面聲波中形成反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。這樣，可形成激勵(lì)一次表面聲波(S1模式、A1模式)的橫向耦合多模濾波器。并且該結(jié)構(gòu)除了在電極指22、32中設(shè)置有折曲部26、36以外，與激勵(lì)基波的表面聲波(S0模式、A0模式)的橫向耦合多模濾波器的結(jié)構(gòu)相同。因此，由于本實(shí)施方式的SAW元件10沒(méi)有必要為了激勵(lì)一次表面聲波(S1模式、A1模式)而如同現(xiàn)有技術(shù)的SAW元件那樣在構(gòu)成輸入電極和輸出電極的各IDT的中央部設(shè)置供電導(dǎo)體，因而可防止在該供電導(dǎo)體內(nèi)由電阻分量所產(chǎn)生的損耗，與現(xiàn)有技術(shù)的SAW元件相比，可減小濾波器的插入損耗。
另外，當(dāng)把本實(shí)施方式的SAW元件10和現(xiàn)有技術(shù)的SAW元件的濾波器的插入損耗進(jìn)行比較時(shí)，本實(shí)施方式的SAW元件10的插入損耗是3dB左右，現(xiàn)有技術(shù)的SAW元件的插入損耗是5dB左右。在此情況下，把IDT的對(duì)數(shù)和反射器的電極指的根數(shù)、以及這些電極的寬度、長(zhǎng)度和高度等設(shè)定成相同，從而把所輸出的諧振頻率設(shè)定成相同。從該結(jié)果可知，本實(shí)施方式的SAW元件10由于電阻損耗減小，因而濾波器的插入損耗也減小。并且，本實(shí)施方式的SAW元件10，由于沒(méi)有在輸入電極14和輸出電極16的各自的中央部設(shè)置連接部，因而SAW元件10中的連接部整體的寬度與現(xiàn)有技術(shù)的SAW元件的供電導(dǎo)體整體的寬度相比變窄。因此，根據(jù)圖4所示的關(guān)系，本實(shí)施方式的SAW元件10可使通帶的帶寬變寬。即，對(duì)于本實(shí)施方式的SAW元件10，濾波器的插入損耗小且具有寬的通帶。
并且通常情況下，在具有寬通寬的濾波器中使用機(jī)電耦合系數(shù)大的壓電基板。然而，對(duì)于本實(shí)施方式的SAW元件10，即使使用機(jī)電械耦合系數(shù)較小的壓電基板，例如晶體等，也能獲得寬通帶的濾波器。
在上述實(shí)施方式中，對(duì)在輸入電極和輸出電極的各電極指設(shè)置1個(gè)折曲部、形成2個(gè)直線部的方式作了說(shuō)明，然而不限于該方式。即，也能在各電極指設(shè)置多個(gè)折曲部、形成多個(gè)直線部。這樣可形成利用更高次的表面聲波的SAW元件。
權(quán)利要求
1.一種表面聲波元件，具有一對(duì)梳狀電極，與表面聲波的傳播方向相平行地并設(shè)；以及反射器，設(shè)置在這些梳狀電極的兩側(cè)，其特征在于，將構(gòu)成前述各梳狀電極的一個(gè)電極部的多個(gè)電極指的一端相互連接的連接部被共用，并且前述各電極指由與前述連接部交叉的多個(gè)直線部以及設(shè)置在這些直線部之間的折曲部構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面聲波元件，其特征在于，形成在前述梳狀電極的前述折曲部，在該折曲部的一端側(cè)和另一端側(cè)偏移λ/2，在與前述一端側(cè)相連接的前述直線部和與前述另一端側(cè)相連接的前述直線部之間形成λ/2的間隔，λ為前述表面聲波的波長(zhǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面聲波元件，其特征在于，前述梳狀電極的前述連接部被共用的部分與前述反射器電連接。
全文摘要
本發(fā)明提供插入損耗小且具有寬通帶的表面聲波元件。表面聲波元件(10)具有一對(duì)梳狀電極(20、30)，與表面聲波的傳播方向相平行地并設(shè)；以及反射器(18)，設(shè)置在這些梳狀電極(20、30)的兩側(cè)；將構(gòu)成前述各梳狀電極(20、30)的一個(gè)電極部的多個(gè)電極指(22、32)的一端相互連接的連接部(24、34)被共用，并且前述各電極指(22、32)由與前述連接部交叉的多個(gè)直線部(28、38)以及設(shè)置在這些直線部(28、38)之間的折曲部(26、36)構(gòu)成。
文檔編號(hào)H03H9/145GK1725637SQ20051008750
公開(kāi)日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2005年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月22日
發(fā)明者米谷克朗 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社