JP2008103953A - 弾性表面波素子片 - Google Patents

Abstract

【課題】中心周波数近傍におけるディップを低減しつつ小型化を図れるようにする。
【解決手段】弾性表面波素子片５２は、圧電基板１２の弾性表面波の伝播方向に沿って形成した２つのＩＤＴ５４、５６が配置してある。ＩＤＴ５４、５６の外側には、ＩＤＴ５４、５６を挟んで反射器６４ａ、６４ｂを備えている。ＩＤＴ５４、５６を構成する一対の櫛型電極５８ａ、５８ｂは、電極交差部３０、３２を形成している複数の電極指２０ａ、２０ｂの長手方向側方にグレーティング部５０（５０ａ、５０ｂ）を有する。グレーティング部５０には、ボンディングワイヤ３４を接合するワイヤボンディング部６８が設けてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電基板にすだれ状電極と反射器とを設けた共振型の弾性表面波素子片に係り、特にすだれ状電極が弾性表面波の伝播方向に２以上形成してある弾性表面波フィルタ用の弾性表面波素子片に関する。

弾性表面波フィルタなどの弾性表面波（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ）デバイスは、小型で量産性に優れ、安価に製造することができるところから、携帯電話機などの通信機器に広く採用されている。弾性表面波フィルタを構成する弾性表面波素子片には、圧電基板の表面に一対のすだれ状電極を弾性表面波の伝播方向に沿って適宜の間隔を置いて配置したトランスバーサル型がよく知られている。ところが、トランスバーサル型の弾性表面波素子片は、一方のすだれ状電極において励振して伝播する弾性表面波を他方のすだれ状電極で受信するようになっており、受信する弾性表面波のエネルギーが小さい。このため、トランスバーサル型弾性表面波素子片は、比較的広帯域のフィルタを形成できるが、挿入損失が大きくなる欠点がある。そこで、一対のすだれ状電極の外側に格子状の反射器を配置した共振型の弾性表面波素子片が用いられることも多い。この共振型弾性表面波素子片は、一対の反射器が伝播してくる弾性表面波をすだれ状電極側に反射し、弾性表面波のエネルギーを一対の反射器間に閉じ込める。このため、共振型弾性表面波素子片は、挿入損失を小さくすることができる。

図２２は、従来の通常の共振型弾性表面波素子片の一例を模式的に示した平面図である。図２２において、弾性表面波素子片１０は、圧電基板１２の中央部に一対のＩＤＴ（Interdigital Transducer）１４、１６が設けてある。圧電基板１２は、例えば水晶やタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）などの圧電体からなり、平面視矩形状に形成してある。一対のＩＤＴ１４、１６は、圧電基板１２の弾性表面波の伝播方向に沿って配置してある。ＩＤＴ１４は、一対の櫛型電極１８（１８ａ、１８ｂ）からなっていて、櫛型電極の櫛歯に相当する電極指２０（２０ａ、２０ｂ）が噛み合うように配置されてすだれ状をなしている。そして、電極指２０ａと電極指２０ｂとは、対応するバスバー２４（２４ａ、２４ｂ）に一端が接続してある。他方のＩＤＴ１６は、一対の櫛型電極２２（２２ａ、２２ｂ）からなっていて、ＩＤＴ１４と同様に、電極指２０が相互に噛み合うように配置してある。これらの電極指２０は、櫛型電極１８と同様に、一端が対応するバスバー２４に接続してある。

ＩＤＴ１４、１６の弾性表面波の伝播方向外側には、ＩＤＴ１４、１６を挟んで一対の反射器２６（２６ａ、２６ｂ）が設けてある。各反射器２６は、電極指２０と平行に形成した複数の導体ストリップ２８から形成されていて格子状をなしている。反射器２６の開口幅Ｂは、ＩＤＴ１４、１６の電極交差部３０、３２、すなわち電極指２０ａ、２６ｂが形成する弾性表面波の伝播方向の重なり部である電極交差部３０，３２の幅Ｗより広くしてある。そして、反射器２６の開口幅Ｂは、ＩＤＴ１４、１６の導波路の幅Ｗ０、すなわちバスバー２４ａ、２４ｂ間の幅とほぼ同じにしてある。

このような弾性表面波素子片１０は、図２２に示したように、バスバー２４がワイヤボンディング部を兼ねていて、バスバー２４にボンディングワイヤ３４が接合される。なお、バスバー２４にボンディングワイヤ３４を接合しない場合、電極指２０の長手方向となるバスバー２４の外側に、バスバー２４と電気的に接続した２００μｍ×２００μｍ程度のボンディングパッド（ワイヤボンディング部）を形成する。そして、このボンディングパッドにボンディングワイヤ３４を接合するようにしている。また、一対のＩＤＴ１４、１６のいずれか一方（例えば、ＩＤＴ１４）は、入力側となっていて、櫛型電極１８ａ、１８ｂとの間にボンディングワイヤ３４を介して信号電圧が印加され、圧電基板１２の表層部に所定周波数の弾性波（弾性表面波）を励振する。他方のＩＤＴ１６は、出力側となっていて、圧電基板１２を伝播してきた弾性表面波の振幅に比例した電圧を得ることができる。このようになっている弾性表面波素子片１０は、ＲＦフィルタ、デュープレクサ、ＩＦフィルタ等に利用されている。

ところが、上記のような弾性表面波素子片１０は、ＩＤＴ１４、１６に形成された導波路の幅Ｗ０がＩＤＴ１４によって励起された弾性表面波の波長λに対して充分に広く（長く）ない場合、導波路を伝播できる弾性表面波の導波モードの数が限られる。これらの伝播できる導波モードは、スプリアスの原因となる。図２３と図２４は、弾性表面波素子片１０の周波数応答特性を示したものである。

図２３は、弾性表面波素子片１０の周波数に対する挿入損失を示したものである。図２３の横軸は周波数であって、中心周波数Ｆ０に対する偏差をＭＨｚで示している。図２３の縦軸は、挿入損失をｄＢで示している。なお、中心周波数Ｆ０は、約１００ＭＨｚである。また、図２４は、群遅延時間応答特性を示したもので、横軸が図２３と同様に示した周波数、縦軸が遅延時間をμｓｅｃで示した。なお、用いた弾性表面波素子片１０は、電極交差部３０、３２の交差幅が７００μｍであって、電極交差部３０、３２からバスバー２４までの距離が約１０μｍである。そして、図２３、２４に示した符号ＰＢは、弾性表面波素子片１０を用いてフィルタを形成したときの通過帯域を示している。

この弾性表面波素子片１０は、図２３にＡで示されているように、通過帯域ＰＢ内であって中心周波数Ｆ０近傍に損失の大きなディップを生ずる。そして、図２４に示したように、このディップを生ずる周波数においては、近傍の周波数より伝達時間が約０．４μｓｅｃ遅くなっている。

そこで特許文献１、２には、電極指の長手方向外側にグレーティング領域を形成し、実質的に導波路の幅を拡げ、スプリアス（ディップ）の改善を図っている。図２５は、そのような弾性表面波素子片を模式的に示した平面図である。図２５において、弾性表面波素子片４０は、２つのＩＤＴ４２、４４が弾性表面波の伝播方向に沿って設けてある。これらのＩＤＴ４２、４４は、それぞれが一対の櫛型電極４６（４６ａ、４６ｂ）、４８（４８ａ、４８ｂ）からなっている。各櫛型電極４６、４８は、電極指２０によって電極交差部３０、３２を形成している。さらに、櫛型電極４６、４８は、電極指２０の長手方向の側方にグレーティング部５０（５０ａ、５０ｂ）と、グレーティング部５０の外側に設けたバスバー２４とを有する。電極指２０、グレーティング部５０およびバスバー２４は、一体に形成してある。他の構成は、前記の弾性表面波素子片１０とほぼ同様である。

この弾性表面波素子片４０は、ＩＤＴ４２、４４の導波路が電極指２０を設けた領域とグレーティング部５０とによって形成される。そして、反射器２４の開口幅Ｂが電極交差部３０、３２の幅（交差幅）Ｗより大きくしてあって、導波路の幅Ｗ０にほぼ等しくしてある。また、バスバー２４には、ボンディングワイヤ３４が接合される。

このように形成した弾性表面波素子片４０は、反射器２４の開口幅ＢがＩＤＴ４２、４４の導波路の幅Ｗ０とほぼ等しく形成してある。このため、ＩＤＴ４２、４４に閉じ込められる高次横モードのパターンと反射器２４に閉じ込められる高次横モードのパターンとが同じとなり、高次横モードに基づくスプリアスが発生する。そこで、特許文献３では、反射器の開口幅Ｂを電極交差部の交差幅Ｗの７０％以下と小さくし、高次横モードの一部を反射しないようにして、高次横モードに基づくスプリアスを低減するようにしている。
特開平１０−１７３４６７号公報 特開平１１−２９８２８６号公報 特開平７−８６８６９号公報

特許文献１、２に記載のように、電極指の長手方向側方にグレーティング部を形成すると、確かに実質的に導波路を拡げて中心周波数近傍のディップを抑制することができる。しかし、グレーティング部を設けた場合、図２５に示したように、グレーティング部５０の外側に、ボンディングワイヤ３４を接合するための太いバスバー２４を設けなければならない。このバスバー２４は、ボンディングワイヤ３４を確実に接合できるように、１５０〜２００μｍ程度の幅（太さ）を必要とする。このため、近年、強く要求されている小型化への対応が困難を極める。また、顧客の仕様などによりチップサイズ（圧電基板１２の寸法）が決められている場合、バスバー２４を設けることが困難となる。

一方、特許文献３に記載されているように、反射器２６の開口幅Ｂを電極指２０の電極交差部３０、３２の交差幅Ｗより狭くすると、高次横モードに基づくスプリアスを低減できる。しかし、反射器２６の開口幅Ｂを電極指２０の電極交差部３０、３２の交差幅Ｗより狭くすると、反射器２６は、電極交差部３０において励振した弾性表面波の一部のみしか反射しない。すなわち、電極交差部３０で励振したエネルギーの一部をロスすることになり、挿入損失を増大させ、クリスタルインピーダンスが高くなる。

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、中心周波数近傍におけるディップを低減しつつ小型化を図れるようにすることを目的としている。
また、本発明は、挿入損失を小さくすることを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明に係る弾性表面波素子片は、圧電体に、弾性表面波の伝播方向に沿って形成した少なくとも２つのすだれ状電極と前記２つのすだれ状電極を挟んで配置した反射器とを備えた弾性表面波素子片であって、前記すだれ状電極を構成する一対の櫛型電極の電極交差部を形成する複数の電極指の長手方向側方にグレーティング部を形成するとともに、前記グレーティング部または前記弾性表面波の伝播方向の前記グレーティング部と対応した位置に前記電極交差部と電気的に接続したワイヤボンディング部を設けた、ことを特徴としている。

このようになっている本発明は、電極指の長手方向側方にグレーティング部を形成したことにより、実質的に導波路を拡げることができる。したがって、導波路の幅が狭いことにより生ずる中心周波数の近傍のディップを低減することができる。しかも、グレーティング部の一部、または弾性表面波の伝播方向のグレーティング部と対応した位置にワイヤボンディング部を設けることにより、ボンディングワイヤを接合するための幅の広いバスバーを省略することができる。したがって、弾性表面波素子片を小さくすることができ、弾性表面波デバイスの小型化を図ることができる。

グレーティング部は、電極指と平行な複数のグリッドを有する。グレーティング部に電極指と平行な複数のグリッドを設けると、グレーティング部を導波路として有効に機能させることができる。複数のグリッドは、電極指と対応していなくともよい。複数のグリッドは、ショートバーによって相互に連結する。これにより、オーミック抵抗を小さくすることができ、挿入損失を小さくできる。

グリッド部は、電極指と一体に形成し、ワイヤボンディング部を、グレーティング部に隣接する反射器側の端部にしてよい。グレーティング部にワイヤボンディング部を設ける場合、グレーティング部の隣接する反射器側の端部に設けることが望ましい。グレーティング部の長手方向中央などにワイヤボンディング部を設けると、グレーティング部が形成する導波路がワイヤボンディング部によって分断されるため好ましくない。

すだれ状電極を形成している一対の櫛型電極は、少なくとも一方を隣接する反射器に接続し、反射器に接続した櫛型電極のワイヤボンディング部を反射器に設けることができる。すだれ状電極が形成する導波路がワイヤボンディング部によって影響を受けることがない。また、反射器は、櫛型電極を形成している電極指の長手方向に２つの反射部に分割され、一対の櫛型電極は、それぞれ対応する反射部に接続されるとともに、ワイヤボンディング部を反射部に設けることができる。これにより、反射部（反射器）を介して一対の櫛型電極間に電圧を印加したり、一対の櫛型電極間に生ずる弾性表面波の振幅に対応した電圧を得ることができる。

グレーティング部は、圧電基板のグレーティング部に沿った端縁まで延在させてもよい。グレーティング部を圧電基板の端部まで設けることにより、さらに小型化を図ることができる。この場合、グレーティング部にグリッドを相互に接続する複数のショートバーを設けたとき、最外側のショートバーは、予め定めた寸法だけ圧電基板の端縁より内側に形成するとよい。圧電体ウエハを切断して個々の弾性表面波素子片にする場合、一般にダイヤモンドブレードを使用するが、ウエハの切断部が欠ける場合がある。このため、最外側のショートバーを、弾性表面波素子片を形成する圧電基板の端より予め定めた寸法、例えば１０μｍだけ内側に形成することにより、圧電基板の欠けによるショートバーの断線が防げ、オーミック抵抗の増大を防ぐことができる。

反射器の開口幅は、電極交差部の交差幅以上であって、電極交差部両側に形成したグレーティング部の外側端間の幅より狭くするとよい。反射器の開口幅を電極交差部の交差幅以上とすることにより、電極交差部で励振した弾性表面波の全部を反射でき、挿入損失の増大を防ぐことができる。しかも、反射器の開口幅が電極交差部両側に形成したグレーティング部の外側端間の幅より狭くしてあるため、すだれ状電極において閉じ込められる高次横モードの形状と、反射器において閉じ込められる高次横モードの形状とを大きく異ならせることができる。このため、反射器が反射する高次横モードとすだれ状電極に閉じ込められている高次横モードのモード変換が生じ、高次のモードほど大きく抑圧され、高次横モードによるスプリアスを低減することができる。反射器の開口幅が電極交差部両側に形成したグレーティング部の外側端間の幅より狭くした場合、ワイヤボンディング部は、反射器の側方に設けたグレーティング部に接続することができる。これにより、すだれ状電極によって形成されるＩＤＴの実質的な導波路への影響をなくすことができる。しかも、反射器の開口幅が導波路の幅より狭い反射器の側方にワイヤボンディング部を設けているため、弾性表面波素子片の小型化を図ることができる。

本発明に係る弾性表面波素子片の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。なお、背景技術において説明した部分に対応する部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。図１において、弾性表面波素子片５２は、圧電基板１２の中央部に、弾性表面波の伝播方向に沿って一対のＩＤＴ５４、５６を備えている。圧電基板１２は、実施形態の場合、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）からなっている。もちろん、圧電基板１２は、ＳＴカット水晶やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）などの他の圧電体であってもよい。

各ＩＤＴ５４、５６は、それぞれ一対の櫛型電極５８（５８ａ、５８ｂ）からなり、すだれ状に形成してある。すなわち、櫛型電極５８は、電極交差部３０、３２を形成している複数の電極指２０（２０ａ、２０ｂ）と、電極指２０の長手方向側方に設けたグレーティング部５０（５０ａ、５０ｂ）とからなっている。このグレーティング部５０は、電極指２０と同じ導電性金属材料、例えばアルミニウム、アルミニウムを主成分とするアルミ合金などからなり、フォトリソグラフィー技術などにより電極指２０と同時に形成される。

グレーティング部５０は、実施形態の場合、幅（電極指２０の長手方向に沿った寸法）が１２５μmであり、複数のグリッド６０と複数のショートバー６２とを有する。グリッド６０は、電極指２０に対応して設けてあり、電極指２０と平行に形成してある。ショートバー６２は、グリッド６０に直交して形成してあり、グレーティング部５０のオーミック抵抗を低減するように、各グリッド６０を相互に連結している。ショートバー６２は、細いほうが望ましい。しかし、ショートバー６２は、グレーティング部５０のオーミック抵抗による挿入損失の増大など、弾性表面波デバイスの特性の劣化を考慮して、適宜の太さと本数に設定される。例えば、ショートバー６２の太さ（幅）は、２０μｍ以下、または電極指２０の幅以下に設定される。

弾性表面波素子片５２は、ＩＤＴ５４、５６の外側に、ＩＤＴ５４、５６を挟んで反射器６４（６４ａ、６４ｂ）が配置してある。反射器６４は、電極指２０に平行な複数の胴体ストリップ２８から形成してある。そして、反射器６４は、各導体ストリップ２８の、ＩＤＴ５４、５６のグレーティング部５０に対応した長手方向の端部が、複数のショートバー６６によって相互に接続してある。また、弾性表面波素子片５２は、各櫛型電極５８のグレーティング部５０の端部がボンディングワイヤ３４を接合するワイヤボンディング部６８となっている。すなわち、ワイヤボンディング部６８は、各グレーティング５０の隣接する反射器６４側の端部にしてあって、ボンディングワイヤ３４をグレーティング部５０のグリッド６０とショートバー６２とに直接接合するようにしてある。

このようになっている第１実施形態の弾性表面波素子片５２は、電極指２０の長手方向側方にグレーティング部５０を形成したことにより、電極指２０を長く形成しなくとも、ＩＤＴ５４、５６の導波路の幅を実質的に広げることができる。したがって、ＩＤＴの導波路の幅が狭いことにより生じていた中心周波数の近傍のディップを低減（抑圧）することができる。そして、格子状のグレーティング部５０にワイヤボンディング部６８を設けているため、バスバーと異なり、ボンディングワイヤ３４を接合する位置を容易に認識することができる。したがって、ボンディングワイヤ３４を接合する位置のばらつきをなくすことができ、ボンディングワイヤ３４の接合位置のばらつきに伴う弾性表面波デバイスの特性のばらつきを小さくできる。

図２、３は、第１実施形態に係る弾性表面波素子片５２の周波数応答特性を示したものである。
図２は、弾性表面波素子片５２の周波数に対する挿入損失を示している。図２の横軸は、周波数であって、中心周波数Ｆ０に対する偏差をＭＨｚで示している。図２の縦軸は、挿入損失をｄＢで示している。なお、中心周波数Ｆ０は、約１００ＭＨｚである。また、図３は、群遅延時間応答特性を示したもので、横軸が図２と同様に示した周波数、縦軸が遅延時間をμｓｅｃで示した。なお、使用した弾性表面波素子片５２は、電極交差部３０、３２の交差幅Ｗが７００μｍ、電極交差部３０、３２とグレーティング部５０との間隔ｄが約１０μｍ、グレーティング部５０の幅Ｗ１が１２５μｍである。また、ショートバー６２の太さ（幅）が５μｍであって、ショートバー６２の本数が２本である。

図２に示されているように、通過帯域ＰＢ内の中心周波数Ｆ０近傍におけるディップが、０．５ｄＢ程度であったものを０．１ｄＢ程度に大幅に改善することができる。また、図３に示してあるように、このディップを生じていた周波数の群遅延時間を、その近傍の周波数における遅延時間に比較して、０．０１μｓｅｃ程度の遅延時間偏差に改善することができた。

しかも、図１に示した第１実施形態の弾性表面波素子片５２は、グレーティング部５０の一部をワイヤボンディング部６８としてこの部分にボンディングワイヤ３４を接合している。このため、ワイヤボンディングが可能な幅が２００μｍ程度のバスバーを設けたり、専用のボンディングパッドを設ける必要がなく、弾性表面波素子片の小型化を図ることができる。また、ワイヤボンディング部６８を、グレーティング部５０に隣接する反射器６４側の端部に設けたことにより、ワイヤボンディング部６８の導波路に与える影響を小さくすることができる。すなわち、ワイヤボンディング部６８をグレーティング部５０の長手方向中央より、または隣接するグレーティング部側の端部に設けた場合、グレーティング部５０が形成する導波路がワイヤボンディング部によって分断される。このため、一対のグレーティング部が連続した導波路として機能せず、通過帯域内に生ずるリップルを充分に改善することができない。

ところで、発明者は、弾性表面波素子片５２のグレーティング部５０がフィルタの特性に与える影響について種々研究したところ、ショートバー６２が大きく影響していることが判明した。図４、５は、弾性表面波素子片５２におけるショートバー６２の本数と周波数応答特性との関係を示したものである。図４は、ショートバー６２の本数と群遅延時間偏差との関係を示したものである。図４の横軸はショートバー６２の本数であり、縦軸はμｓｅｃを単位とした通過帯域内における群遅延時間の偏差、すなわち、最大遅延時間と最小遅延時間との差を示している。また、図５は、ショートバーの本数と通過帯域内における最大挿入損失との関係を示したものである。図５の横軸はショートバー６２の本数であり、縦軸は通過帯域における最大挿入損失をｄＢで示している。

なお、図４、５において、グレーティング部５０の幅Ｗ１は１２５μｍであり、ショートバー６２の幅は５μｍである。そして、グレーティング部５０における複数のショートバー６２の配置順は、グレーティング部５０を幅方向に均等に分割するように配置した。図６は、ショートバー６２の配置の方法を模式的に示したものである。図６（１）は、ショートバー６２が１本の場合である。この場合、ショートバー６２は、グレーティング部５０の最も内側（電極交差部３０より、または電極交差部３２より）に配置した。また、図６（２）は、ショートバー６２が２本の場合であって、ショートバー６２をグレーティング部５０の最も内側と最も外側に配置している。そして、図６（３）〜（５）は、ショートバー６２の数をこの順に増加させたときのショートバー６２の配置状態を示している。ショートバー６２が６本以上の場合も同様である。

図４に示されているように、ショートバー６２の本数が少なくなるほど遅延時間の偏差を小さくすることができる。しかし、太さ５μｍのショートバー６２の本数が３本より少なくなると、図５に示されているように、オーミック抵抗が大きくなって通過帯域内における最大挿入損失が増大する。なお、図４、図５における右端のデータは、グレーティング部５０の全体をショートバー６２で埋めた状態、すなわち幅１２５μｍのグレーティング部５０を幅１２５μｍのバスバーで置き替えたときのデータである。

図７、図８は、図４、図５をグレーティング率に換算したものである。すなわち、グレーティング部５０における幅方向の凹凸率を示している。グレーティング部５０におけるショートバー６２による凸部と圧電基板１２の表面からなる凹部とからなる凹凸における凹部の割合を示している。例えば、グレーティング部５０の幅が１２５μｍであって、ショートバー６２の幅が５μｍである場合グレーティング部５０に２本のショートバー６２を設けたとき（１２５−２×５）÷１２５＝０．９２となる。すなわち、この場合、グレーティング率は、０．９２である。

図７は、図４を上記のグレーティング率に換算して示したものである。図８は、図５をグレーティング率に換算して示したものである。これらの図に示したように、グレーティング率が０．８以上であって、０．９５より小さいことが望ましいことがわかる。なお、グレーティング率が１の場合、ショートバー６２を設けないことを意味する。また、グレーティング率が０とは、グレーティング部５０をバスバーによって置き替えた場合である。

図９は、第２実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。この実施形態に係る弾性表面波素子片７０は、各櫛型電極５８のグレーティング部５０にワイヤボンディング部７２が設けてある。ワイヤボンディング部７２は、各グレーティング部５０の隣接する反射器６４側の端部に設けてある。そして、ワイヤボンディング部７２は、グリッド６０とショートバー６２とで形成したグレーティング部５０の升目がグレーティング部５０を形成している金属膜、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の薄膜によってグレーティング部５０の升目が覆ってある。このようになっているワイヤボンディング部７２は、ボンディングワイヤ３４をより強固に接合することができ、弾性表面波素子片７０を振動環境下において使用した場合においても接合剥離などを防げ、信頼性を向上することができる。

図１０は、第３実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。第３実施形態に係る弾性表面波素子片７４は、ＩＤＴ５４を構成している一方の櫛型電極５８ａが隣接する反射器６４ａに電気的に接続してある。すなわち、櫛型電極５８ａは、グレーティング部５０ａを構成している外側のショートバー６２が反射器６４ａ側に延ばされ、反射器６４ａに接続している。そして、この反射器６４ａのＩＤＴ５４側の端部であって、グレーティング部５０ａと対応した位置にワイヤボンディング部７２が形成してある。ワイヤボンディング部７２は、導体ストリップ２８と２本のショートバー６６とによって形成した升目が、反射器６４を形成している金属と同じ金属の薄膜によって埋めてある。このように形成した弾性表面波素子片７４においても、前記と同様の効果を得ることができる。なお、反射器６４は、ＩＤＴ５４、５６を構成している同じ導電性金属膜からなり、ＩＤＴ５４、５６と同時に形成される。

ただし、弾性表面波素子片７４は、反射器６４ａがＩＤＴ５４を構成している櫛型電極５８ａに電気的に接続してあるため、反射器６４ａの分だけ浮遊容量（寄生容量）が大きくなる。そして、この浮遊容量がフィルタ特性を悪化させる可能性がある。このため、誘電率の大きな圧電体基板、例えばタンタル酸リチウムなどを用いて弾性表面波素子片を形成する場合、図１０のようにＩＤＴを反射器に接続する構造は、好ましくない。

なお、反射器６４ａに接続するショートバー６２は、グレーティン部５０ａの内側のショートバー６２のいずれであっても複数であってもよい。また、反射器６４ａに接続する櫛型電極は、櫛型電極５８ｂであってもよい。さらに、ＩＤＴ５４の櫛型電極５８ａ、５８ｂのいずれか一方を反射器６４ａに接続するとともに、ＩＤＴ５６の櫛型電極５８ａ、５８ｂのいずれか一方を反射器６４ｂに接続し、反射器６４ｂにワイヤボンディング部を設けてもよい。

図１１は、第４実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。この実施形態の弾性表面波素子片７６は、一方の反射器６４ａがＩＤＴ５４、５６の電極指２０の長手方向、すなわち導体ストリップ２８の長手方向中央において分割され、２つの反射部７８（７８ａ、７８ｂ）からなっている。この反射部７８ａ、７８ｂ間のギャップｇは、反射部７８ａと反射部７８ｂとが電気的に分離されているとともに、圧電基板１２を伝播してくる弾性表面波を反射するのに影響がない間隙である。他方の反射器６４ｂは、前記実施形態と同様に一体に形成してある。

そして、反射器６４ａを構成している反射部７８のそれぞれには、ＩＤＴ５４を構成している一対の櫛型電極５８ａ、５８ｂの対応した櫛型電極のグレーティング部５０が接続してある。さらに、各反射部７８の端部には、ワイヤボンディング部７２が設けてある。このワイヤボンディング部７２は、隣接したＩＤＴ５４の反対側の端部であって、弾性表面波の伝播方向におけるグレーティング部５０と対応した位置に設けてある。他方のＩＤＴ５６のためのワイヤボンディング部７２は、前記実施形態と同様に、グレーティング部５０の隣接した反射器６４ｂ側の端部に設けてある。

この構成においても、前記と同様の効果を得ることができる。なお、反射部７８に設けたワイヤボンディング部７２は、弾性表面波の伝播方向でグレーティング部５０と対応した位置であれば、反射部７８のどの位置に設けてもよい。また、反射器６４ａの分割位置は、導体ストリップ２８の長手方向中央部でなくともよい。さらに、反射器６４ｂについても２つの反射部に分割し、それぞれにＩＤＴ５６の櫛型電極を接続してもよいことはもちろんである。

図１２は、第５実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。この弾性表面波素子片８０は、ＩＤＴ５４、５６のグレーティング部５０が電極指２０に対応したグリッド６０と５本のショートバー６２によって構成してある。また、反射器６４は、グレーティング部５０に対応した部分の導体ストリップ２８が、ショートバー６２と対応したショートバー６６によって相互に連結されている。他の構成は、前記実施形態と同様である。なお、反射器６４の端部は、グレーティング部５０と同様に形成する必要はない。

図１３は、第６実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。この実施形態に係る弾性表面波素子片８２は、ＩＤＴ５４、５６を構成している各櫛型電極５８に形成したグレーティング部５０が圧電基板１２の端縁まで形成してある。すなわち、グレーティング部５０ａは、これに隣接したグレーティング部５０ａの長手方向に沿った端縁８４まで延在している。グレーティング部５０ｂも同様に、圧電基板１２のグレーティング部５０ｂに隣接して、グレーティング部５０ｂに沿った端縁８６まで延在している。そして、グレーティング部５０を形成している最も外側のショートバー６２がこれらの端縁８４、８６より所定の距離、例えば１０μｍだけ内側に形成してある。

これは、複数の弾性表面波素子片を形成した圧電体ウエハを個々の弾性表面波素子片に分割する際、端縁８４、８６に欠けを生ずることがあるためである。最も外側のショートバー６２を圧電基板１２の端縁ぎりぎりに形成した場合、端縁８４、８６に欠けが生ずると、最も外側のショートバー６２に切断部を生じ、グレーティング部５０のオーミック抵抗が増大してフィルタの特性を悪化させるおそれがある。そこで、グレーティング部５０の最も外側のショートバー６２を端縁８４、８６より、予め定めた距離だけ内側に形成して、ショートバー６２の断線を防ぎ、フィルタの特性が悪化するのを防止している。なお、反射器６４も端縁８４、８６まで延在させて設けてあり、最も外側のショートバー６６もグレーティング部５０と同様に、端縁８４、８６より所定の距離だけ内側に形成してある。

図１４は、第７実施形態に係る弾性表面波素子片の圧電基板を省略した電極パターンを模式的に示したものである。この実施形態に係る弾性表面波素子片９０は、ＩＤＴ５４、５６のグレーティング部５０が電極交差部３０、３２を形成する電極指２０に電気的に接続されていない。すなわち、グレーティング部５０は、電極指２０との間に微小間隙を有し、電極指２０と別体に形成してある。

また、各反射器６４ａ、６４ｂは、導体ストリップ２８の長手方向において反射部７８ａ、７８ｂに２分割してある。これらの反射部７８には、ＩＤＴ５４、５６を構成している櫛型電極５８が電気的に接続してある。すなわち、櫛型電極５８を構成している複数の電極指２０は、一端がコネクティングバー９２によって相互に接続してある。このコネクティングバー９２は、例えば電極指２０の幅の２〜３倍の幅に形成してあって、先端が隣接する反射部７８側に延在され、対応する反射部７８のショートバー６６に接続してある。なお、本図に図示していないが、ワイヤボンディング部は、前記と同様に各反射部７８のグレーティング部５０と対応した位置に形成される。これにより、弾性表面波素子片９０の小型化を図ることができる。

この実施形態における弾性表面波素子片９０においてもグレーティング部５０が導波路として機能し、中心周波数近傍のディップを低減することができる。ただし、弾性表面波素子片９０は、電極指２０が比較的細いコネクティングバー９２によって反射部７８に接続したため、電極指２０がグレーティング部５０に電気的に接続してある場合に比較してオーミック抵抗が大きくなり、挿入損失が大きくなるおそれがある。

図１５は、第８実施形態に係る弾性表面波素子片の電極パターンを示したものである。第８実施形態の弾性表面波素子片９４は、グレーティング部５０ａのグリッド６０が電極指２０と対応していない位置に形成してある。すなわち、グレーティング部５０ａのグリッド６０は、電極指２０と対応した位置の中間に形成してある。ただし、グリッド６０の本数は、電極指２０の本数にほぼ等しくなっている。この実施形態においても中心周波数近傍のディップを低減することができる。なお、図１５のグレーティング部５０ｂに示したように、グリッド６０の形成ピッチと電極指２０の形成ピッチとを異ならせてもよい。

図１６は、第９実施形態に係る弾性表面波素子片の電極パターンを示したものである。本実施形態に係る弾性表面波素子片９６は、グレーティング部５０を構成しているグリッド６０の形成数が電極指２０の形成数より少なくなっている。すなわち、グリッド６０は、電極指２０に対していわゆる間引きして形成してある。このようになっている弾性表面波素子片９６は、グリッド６０の形成数が電極指２０の形成数と同じである場合に比較して、ディップの抑圧効果が低下するが、ディップを抑圧することができる。

図１７は、第１０実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。図１７において、弾性表面波素子片１００は、弾性表面波の伝播方向に沿って設けたＩＤＴ５４、５６を備えている。各ＩＤＴ５４、５６は、電極指２０の長手方向側方にグレーティング部５０を有している。各グレーティング部５０は、隣接する反射器６４側の端部に、ワイヤボンディング部７２が設けてある。前記したように各ＩＤＴ５４、５６は、電極指２０とグレーティング部５０とが導波路を構成している。ＩＤＴ５４、５６を挟んで設けられた反射器６４は、開口幅ＢがＩＤＴ５４、５６の形成する導波路の幅Ｗ０より狭くしてある。しかし、反射器６４の開口幅Ｂは、電極指２０が形成する電極交差部３０、３２の交差幅Ｗより広くしてある。

このようになっている弾性表面波素子片１００は、ＩＤＴ５４、５６の導波路の幅Ｗ０と反射器６４の開口幅Ｂとを大きく異ならせることができる。このため、ＩＤＴ５４、５６において閉じ込められる高次横モードのパターンと、反射器６４において閉じ込められる高次横モードのパターンとが大きく異なり、高次横モードに基づくスプリアスを抑圧することができる。しかも、反射器６４の開口幅Ｂが電極交差部３０、３２の交差幅Ｗより広くしてある。したがって、電極交差部３０において励振した弾性表面波のすべてを反射することができ、挿入損失を小さくすることができる。また、ワイヤボンディング部７２をグレーティング部５０に設けたことにより、弾性表面波素子片１００の小型化を図ることができる。

図１８は、図１７に示した第１０実施形態に係る弾性表面波素子片１００の周波数と挿入損失との関係を示したものである。図１８の横軸は周波数であって、中心周波数Ｆ０に対する偏差をＭＨｚで示した。図１８の縦軸は、ｄＢで示した挿入損失を示している。なお、弾性表面波１００の電極交差幅Ｗ、導波路の幅Ｗ０および中心周波数Ｆ０は、前記と同じである。図１８に示されているように、中心周波数Ｆ０近傍のディップが抑圧されていることがわかる。

図１９は、第１１実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。本実施形態の弾性表面波素子片１０２は、ＩＤＴ５４、５６のグレーティング部５０に設けたワイヤボンディング部６８が金属膜によって形成されていない。すなわち、ワイヤボンディング部６８は、グレーティング部５０を形成しているグリッド６０とショートバー６２との所定位置にボンディングワイヤ３４を直接接合するようにしてある。他の構成は、図１７に示した第１０実施形態の弾性表面波素子片１００と同様である。

図２０は、第１２実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。図２０に示した弾性表面波素子片１０４は、反射器６４の開口幅ＢがＩＤＴ５４、５６の電極交差部３０、３２の交差幅Ｗにほぼ等しく形成してある。また、反射器６４は、弾性表面波の伝播方向と直交した方向の寸法がグレーティング部５０ａ、５０ｂ間の寸法とほぼ等しくなっている。

各グレーティング部５０には、導電性金属薄膜により形成したワイヤボンディング部１０６が設けてある。これらのワイヤボンディング部１０６は、幅がグレーティング部５０の幅寸方Ｗ１より狭くなっている。ワイヤボンディング部１０６は、弾性表面波の伝播方向であって、各グレーティング部５０に隣接する反射器６４側に突出して形成してある。すなわち、ワイヤボンディング部１０６は、反射器６４の側方であって、グレーティング部５０と対応した位置に設けてある。他の構成は、前記実施形態とほぼ同様である。

図２１は、第１３実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。図２１において、弾性表面波素子片１０８は、各グレーティング部５０に配線パターン１１０を介してワイヤボンディング部１０６が接続してある。ワイヤボンディング部１０６は、反射器６４のＩＤＴ５４、５６から遠い端部の側方であって、グレーティング部５０に対応した位置に設けてある。他の構成は、図２０に示した弾性表面波素子１０４と同様である。

なお、前記各実施形態は、本発明の一態様であって、これらの実施形態に限定されるものではない。例えば、前記各実施形態においては、すだれ状電極であるＩＤＴを弾性表面波の伝播方向に沿って２つ設けた場合について説明したが、３つ以上設けてもよい。

本発明の第１実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。 第１実施形態に係る弾性表面波素子片の周波数と挿入損失との関係を示す図である。 第１実施形態に係る弾性表面波素子片の周波数と遅延時間との関係を示す図である。 第１実施形態に係る弾性表面波素子片のショートバーの本数と通過帯域内の群遅延時間との関係を示す図である。 第１実施形態に係る弾性表面波素子片のショートバーの本数と通過帯域内の最大挿入損失との関係を示す図である。 ショートバーの配置する順の方法の実施形態を模式的に示した図である。 実施形態のショートバーによるグレーティング率と通過帯域内の最大遅延時間との関係を示す図である。 実施形態のショートバーによるグレーティング率と通過帯域内の最大挿入損失との関係を示す図である。 第２実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。 第３実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。 第４実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。 第５実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。 第６実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。 第７実施形態に係る弾性表面波素子片の電極パターンを模式的に示した図である。 第８実施形態に係る弾性表面波素子片の電極パターンを模式的に示した図である。 第９実施形態に係る弾性表面波素子片の電極パターンを模式的に示した図である。 第１０実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。 第１０実施形態に係る弾性表面波素子片の周波数と挿入損失との関係を示す図である。 第１１実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。 第１２実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。 第１３実施形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。 従来の共振型弾性表面波素子片の一例を模式的に示した平面図である。 従来の弾性表面波素子片の周波数と挿入損失との関係を示す図である。 従来の弾性表面波素子片の周波数と遅延時間との関係を示す図である。 従来の他の共振型弾性表面波素子片を模式的に示した平面図である。

符号の説明

１２………圧電基板、２０ａ、２０ｂ………電極指、３０、３２………電極交差部、３４………ボンディングワイヤ、５０ａ、５０ｂ………グレーティング部、５２………弾性表面波素子片、５４、５６………すだれ状電極（ＩＤＴ）、５８ａ、５８ｂ………櫛型電極、６０………グリッド、６２、６６………ショートバー、６４ａ、６４ｂ………反射器、６８、７２、１０６………ワイヤボンディング部、７０、７４………弾性表面波素子片、７８ａ、７８ｂ………反射部、８０、８２………弾性表面波素子片、８４、８６………端縁、９０、９４、９６………弾性表面波素子片、９２………コネクティングバー、１０２、１０４、１０８………弾性表面波素子片。

Claims (10)

1. 圧電体に、弾性表面波の伝播方向に沿って形成した少なくとも２つのすだれ状電極と前記２つのすだれ状電極を挟んで配置した反射器とを備えた弾性表面波素子片であって、
   前記すだれ状電極を構成する一対の櫛型電極の電極交差部を形成する複数の電極指の長手方向側方にグレーティング部を形成するとともに、
   前記グレーティング部または前記弾性表面波の伝播方向の前記グレーティング部と対応した位置に前記電極交差部と電気的に接続したワイヤボンディング部を設けた、
   ことを特徴とする弾性表面波素子片。
2. 請求項１に記載の弾性表面波素子片において、
   前記グレーティング部は、前記電極指と平行な複数のグリッドを有することを特徴とする弾性表面波素子片。
3. 請求項２に記載の弾性表面波素子片において
   前記グレーティング部は、前記複数のグリッドを相互に接続するショートバーを有していることを特徴とする弾性表面波素子片。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の弾性表面波素子片において、
   前記グリッド部は、前記電極指と一体に形成され、
   前記ワイヤボンディング部は、前記グレーティング部に隣接する前記反射器側の端部である、
   ことを特徴とする弾性表面波素子片。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載の弾性表面波素子片において、
   前記すだれ状電極を形成している前記一対の櫛型電極は、少なくとも一方が隣接する前記反射器に接続され、
   前記反射器に接続した前記櫛型電極の前記ワイヤボンディング部が前記反射器に設けてある、
   ことを特徴とする弾性表面波素子片。
6. 請求項１ないし３のいずれかに記載の弾性表面波素子片において、
   前記反射器は、前記櫛型電極を形成している前記電極指の長手方向に２つの反射部に分割され、
   前記一対の櫛型電極は、それぞれ対応する前記反射部に接続されるとともに、前記ワイヤボンディング部が前記反射部に設けてある、
   ことを特徴とする弾性表面波素子片。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の弾性表面波素子片において、
   前記グレーティング部は、前記圧電基板の前記グレーティング部に沿った端縁まで延在していることを特徴とする弾性表面波素子片。
8. 請求項７に記載の弾性表面波素子片において、
   前記グレーティング部は、前記複数のグリッドを相互に接続する複数のショートバーを有し、
   最外側の前記ショートバーが予め定めた寸法だけ前記端縁より内側に形成してある、
   ことを特徴とする弾性表面波素子片。
9. 請求項１ないし４のいずれかに記載の弾性表面波素子片において、
   前記反射器は、開口幅が前記電極交差部の交差幅以上であって、電極交差部両側に形成した前記グレーティング部の外側端間の幅より狭くしてあることを特徴とする弾性表面波素子片。
10. 請求項９に記載の弾性表面波素子片において、
    前記ワイヤボンディング部は、前記グレーティング部に接続されて、前記反射器の側方に設けてあることを特徴とする弾性表面波素子片。

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