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CN205992889U - 声表面波滤波器 - Google Patents

声表面波滤波器 Download PDF

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CN205992889U
CN205992889U CN201590000319.2U CN201590000319U CN205992889U CN 205992889 U CN205992889 U CN 205992889U CN 201590000319 U CN201590000319 U CN 201590000319U CN 205992889 U CN205992889 U CN 205992889U
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高峰裕
高峰裕一
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供一种具有由高声速部件、低声速膜以及压电膜构成的层叠体，并且能够抑制杂散的产生的声表面波滤波器。纵耦合谐振器型的声表面波滤波器(1)具备：高声速部件(3)；设置在上述高声速部件(3)上的低声速膜(4)；设置在上述低声速膜(4)上的压电膜(5)；在上述压电膜(5)上沿着声表面波传播方向形成、分别具有多根电极指的多个IDT(6～8)；和反射器(9、10)。在上述各IDT(6～8)中，电极指间距大致固定。在将上述反射器(9、10)的由电极指间距规定的波长设为λ时，上述各IDT(6～8)与相邻的IDT的间隔即电极指中心间距离是0.25λ以上、0.37λ以下。

Description

声表面波滤波器
技术领域
本实用新型涉及一种纵耦合谐振器型的声表面波滤波器。
背景技术
以往，作为被用于移动电话机等的带通滤波器，纵耦合谐振器型的声表面波滤波器被广泛使用。
在下述的专利文献1所述的纵耦合谐振器型声表面波滤波器中，在IDT与IDT相邻的部位，设置有电极指间距较小的窄间距部分。由此，可减少插入损耗。
下述的专利文献2所述的弹性波装置具有高声速膜、低声速膜以及压电膜层叠而成的层叠体。由此，可减少声表面波的能量的泄漏。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-009588号公报
专利文献2：WO2012/086639
发明内容
-实用新型要解决的课题-
但是，若在专利文献2所述的弹性波装置中设置如专利文献1那样的窄间距部分，则可能在通带的高频侧端部的约1.1倍附近的频率区域产生杂散(spurious)。
本实用新型的目的在于，提供一种具有由高声速部件、低声速膜以及压电膜构成的层叠体，并且能够抑制上述杂散的产生的声表面波滤波器。
-解决课题的手段-
本实用新型所涉及的声表面波滤波器是一种纵耦合谐振器型的声表面波滤波器，具备：高声速部件；设置在所述高声速部件上的低声速膜；设置在所述低声速膜上的压电膜；在所述压电膜上沿着声表面波传播方向形成并分别具有多根电极指的多个IDT；和被配置为在声表面波传播方向从两侧夹着所述IDT的反射器。所述高声速部件中的体波的传播速度高于所述压电膜中的体波的传播速度。所述低声速膜中的体波的传播速度低于所述压电膜中的体波的传播速度。在各所述IDT中，电极指间距大致固定。在将所述反射器中的由电极指间距规定的波长设为λ时，各所述IDT与相邻的IDT的间隔即电极指中心间距离是0.25λ以上、0.37λ以下。
在本实用新型所涉及的声表面波滤波器的某个特定的方面，所述高声速部件由高声速膜构成。在所述高声速膜的与设置有所述低声速膜的面相反的一侧的面设置支承基板。
在本实用新型所涉及的声表面波滤波器的另一特定的方面，所述高声速部件由高声速基板构成。
-实用新型效果-
根据本实用新型，能够提供一种具有由高声速部件、低声速膜以及压电膜构成的层叠体，并且能够抑制杂散的产生的声表面波滤波器。
附图说明
图1是本实用新型的第1实施方式所涉及的声表面波滤波器的俯视图。
图2是本实用新型的第1实施方式所涉及的声表面波滤波器的正面剖视图。
图3是表示本实用新型的第1实施方式所涉及的声表面波滤波器中IDT彼此相邻的部分的示意俯视图。
图4是表示现有的声表面波滤波器中IDT彼此相邻的部分的示意俯视图。
图5是使用了本实用新型的第1实施方式所涉及的声表面波滤波器的双工器的电路图。
图6是表示本实用新型的实施例所涉及的声表面波滤波器以及比较例所涉及的声表面波滤波器的通带高频侧的衰减量-频率特性的图。
图7是表示本实用新型的第1实施方式所涉及的声表面波滤波器的IDT-IDT间隔与相对带宽的关系的图。
图8是表示本实用新型的第2实施方式所涉及的声表面波滤波器中IDT彼此相邻的部分的示意俯视图。
图9是本实用新型的第3实施方式所涉及的声表面波滤波器的正面剖视图。
具体实施方式
以下，通过参照附图来说明本实用新型的具体实施方式，而使本实用新型清楚明了。另外，指出本说明书中所述的各实施方式是示例性的，在不同实施方式之间，能够进行结构的局部置换或者组合。
图1是本实用新型的第1实施方式所涉及的声表面波滤波器的俯视图。图2是本实用新型的第1实施方式所涉及的声表面波滤波器的正面剖视图。
声表面波滤波器1具有支承基板2。在本实施方式中，支承基板2由Si构成，厚度是200μm。另外，支承基板2也可以由Si以外的适当的材料构成。此外，支承基板2的厚度并未特别限定于上述值。
在支承基板2上设置高声速部件3。高声速部件3的体波的传播速度比后述的压电膜5中的体波的传播速度高。在本实施方式中，高声速部件3由氮化铝膜所构成的高声速膜构成，厚度是1345nm。另外，高声速部件3也可以由氮化硅等氮化铝以外的适当的高声速的陶瓷构成。此外，高声速部件3的厚度并未特别限定于上述值。
在高声速部件3上设置低声速膜4。低声速膜4中的体波的传播速度比后述的压电膜5中的体波的传播速度低。在本实施方式中，低声速膜4由氧化硅构成，厚度是670nm。另外，低声速膜4也可以由氧化硅以外的适当的陶瓷构成。此外，低声速膜4的厚度并未特别限定于上述值。
在低声速膜4上设置压电膜5。在本实施方式中，压电膜5由切角55°的LiTaO3构成，厚度是600nm。另外，压电膜5也可以由切角55°的LiTaO3以外的适当的压电单晶体构成。此外，压电膜5的厚度并未特别限定于上述值。
在压电膜5上形成3个IDT6～8以及反射器9、10。由此，构成3IDT型的纵耦合谐振器型的滤波器。IDT6～8沿着声表面波传播方向被依次配置。此外，反射器9、10被配置为从声表面波传播方向上的两侧夹着形成IDT6～8的部分。
IDT6的母线6b2以及IDT8的母线8b2与高压侧的端子11电连接。IDT7的母线7b1与高压侧的端子12电连接。母线6b1、母线7b2以及母线8b1与接地电位连接。
在本实施方式中，IDT6～8由层叠金属膜构成。也就是说，在厚度12nm的Ti上，层叠含有1重量％的Cu的Al使得厚度为162nm。另外，IDT6～8也可以由基于其他金属的层叠体构成，还可以由单一的金属膜构成。IDT6～8的厚度并未限定于上述值。此外，IDT也可以形成3个以外的多个。
在IDT6～8上层叠保护膜。在本实施方式中，保护膜由氧化硅构成，厚度是25nm。另外，保护膜也可以由氮化硅等适当的材料构成。此外，保护膜的厚度并不限定于上述值。此外，也可以不设置保护膜。
图3是表示本实用新型的第1实施方式所涉及的声表面波滤波器中IDT彼此相邻的部分的示意俯视图。
如图1以及图3所示，在IDT6～8中电极指间距固定。也就是说，未设置窄间距部。若将反射器9、10中的由电极指间距规定的声表面波的波长设为λ，则本实施方式的特征在于，相邻的IDT与IDT的间隔即电极指中心间距离A被设为0.25λ以上、0.37λ以下。通过设为上述结构，在本实施方式中，能够减少杂散的产生。此外，能够确保必要的通带宽度。以下对其理由进行说明。
图4是表示现有的声表面波滤波器中IDT彼此相邻的部分的示意俯视图。
在声表面波滤波器101中，IDT107、108具有窄间距部B。由窄间距部B中的电极指间距规定的波长比由除此以外的部分的电极指间距规定的波长短。因此，在窄间距部B被激励的声表面波的响应出现在比通带更靠高频侧。该响应通常非常小。
但是，在高声速部件、低声速膜以及压电膜层叠而成的构造中，体波的能量难以泄漏。因此，被窄间距部B激励的声表面波的响应变大，成为杂散。
与此相对地，本实施方式的声表面波滤波器1的IDT6～8的电极指间距固定，不具有窄间距部B。因此，不产生基于窄间距部B的杂散。此外，在本实用新型的实施方式中，声表面波滤波器1由基于支承基板2、高声速部件3、低声速膜4以及压电膜5的层叠体构成，并且电极指中心间距离A被设为0.25λ以上、0.37λ以下。因此，难以产生体波的能量的泄漏，进一步插入损耗也能够减少，相对带宽也能够设为足够的大小。
图5是使用了第1实施方式所涉及的声表面波滤波器的双工器的电路图。
在双工器13中，发送滤波器13A由梯子型滤波器构成。在该梯子型滤波器中，串联臂谐振器S1a～S1c、S2、S3a～S3c、S4a、S4b、S5a、S5b从发送端子侧起按照该顺序串联连接。并且，在串联臂谐振器S1c和串联臂谐振器S2之间的连接点与接地电位之间，连接并联臂谐振器P1a、P1b以及电感器L1。在串联臂谐振器S2和串联臂谐振器S3a之间的连接点与接地电位之间，连接并联臂谐振器P2a、P2b。在串联臂谐振器S3c和串联臂谐振器S4a之间的连接点与接地电位之间，连接并联臂谐振器P3。在串联臂谐振器S4b和串联臂谐振器S5a之间的连接点与接地电位之间，连接并联臂谐振器P4。进一步地，在并联臂谐振器P2b、P3、P4的各接地电位侧端部和接地电位之间，连接电感器L2。
接收滤波器13B具有本实施方式所涉及的纵耦合谐振器型的声表面波滤波器1。在声表面波滤波器1与天线端子14之间，串联臂谐振器S11a～S11c以及串联臂谐振器S12相互串联连接。此外，在串联臂谐振器S11c和串联臂谐振器S12之间的连接点与接地电位之间，连接并联臂谐振器P11a以及并联臂谐振器P11b。
此外，在声表面波滤波器1的输出端与接地电位之间，连接并联臂谐振器P12a、P12b。
以下，表示第1实施方式所涉及的声表面波滤波器的实施例。
作为实施例，制作了上述实施方式所涉及的声表面波滤波器。设计参数如下。
Band25的接收滤波器；通带1930MHz～1995MHz，设计参数如下。也就是说，在图5所示的双工器13的接收滤波器13B中，使用5IDT型的纵耦合谐振器型声表面波滤波器来作为声表面波滤波器1。电极指交叉宽度设为50μm。此外，由在弹性波传播方向排列的第1～第5IDT的电极指间距规定的波长如以下的表1所示。
[表1]
【表1】
波长(μm)
反射器 1.9739
第1、第5IDT 1.9494
第2、第4IDT 1.9279
第3IDT 1.9834
此外，第1～第5IDT以及反射器的占空比均设为0.5。
IDT-IDT间隔是电极指中心间距离，第1、第2IDT间以及第4、第5IDT间设为0.33λ。第2、第3IDT间以及第3、第4IDT间设为0.30λ。另外，λ是反射器的波长。
电极指的对数在第1、第5IDT中为20对，在第2、第4IDT中为18对，在第3IDT中为25对。
反射器的电极指的根数为75根。
此外，图5所示的串联臂谐振器S11a～S11c、S12、并联臂谐振器P11a、P11b、P12a、P12b的设计参数如以下的表2所示。
[表2]
【表2】
S11a～S11c P11a，P11b S12 P12a，P12b
IDT波长(μm) 1.9229 1.9839 1.9209 1.9814
反射器波长(μm) 与IDT相同 与IDT相同 与IDT相同 与IDT相同
交叉宽度(μm) 30 56.3 30 38
IDT对数 125 70 227 70
反射器的电极指根数 31 31 31 31
占空比 0.5 0.5 0.5 0.5
此外，作为比较例，除了具有窄间距部以外，与上述实施例几乎相同地制作出声表面波滤波器。另外，由比较例中的第1～第5IDT的电极指间距规定的波长以及电极指的对数如下述的表3以及表4所示。
[表3]
【表3】
波长(μm)
反射器 1.9849
第1、第5IDT主体 1.9854
第1、第5IDT窄间距部 1.8559
第2、第4IDT窄间距部(外) 1.7809
第2、第4IDT主体 1.9399
第2、第4IDT窄间距部(内) 1.8719
第3IDT窄间距部 1.8989
第3IDT主体 1.9744
[表4]
【表4】
电极指对数
第1、第5IDT主体 19
第1、第5IDT窄间距部 1.5
第2、第4IDT窄间距部(外) 1
第2、第4IDT主体 14.5
第2、第4IDT窄间距部(内) 3.5
第3IDT窄间距部 4.5
第3IDT主体 22
图6表示上述实施例所涉及的声表面波滤波器以及比较例所涉及的声表面波滤波器的通带高频侧的衰减量-频率特性。实线表示实施例的特性，虚线表示比较例的特性。
在本实施例中，可知通带的1.1倍附近即频率2195MHz附近的频率区域的杂散与比较例相比，有所减少。
因此，本实用新型所涉及的声表面波滤波器能够适当地用作为用于构成双工器的滤波器。
此外，在接收滤波器中为了确保必要的通带宽度，需要将声表面波滤波器中图3所示的IDT-IDT间的距离设为适当的值。
本申请发明人与上述实施例同样地，其中使电极指中心间距离A不同地制作了多个声表面波滤波器。
图7是表示本实用新型的第1实施方式所涉及的声表面波滤波器的IDT-IDT间隔与相对带宽的关系的图。另外，所谓相对带宽，是指通带宽度除以中心频率的值(％)。
作为移动电话机，一般需要的相对带宽为大约3.3％。因此，根据图7，电极指中心间距离A需要为0.25λ以上、0.37λ以下。
进一步优选地，电极指中心间距离A最好为0.27λ以上、0.34λ以下。由此，能够确保大约3.8％的相对带宽。
图8是表示本实用新型的第2实施方式所涉及的声表面波滤波器中IDT彼此相邻的部分的示意俯视图。
在声表面波滤波器201中，母线207b2与高压侧的端子212电连接。母线208b1与接地电位连接。由于电极指中心间距离C为0.25λ，因此相邻的电极指207a与电极指208a接触。不过，电极指207a、208a被断路为分别不与母线207b2、208b1相连。其他的构造与第1实施方式相同。电极指207a以及电极指208a被断路，由此能够阻止母线207b2与母线208b1的短路。
另外，也可以仅接触的电极指207a以及电极指208a之中的任意一个被断路。
图9是本实用新型的第3实施方式所涉及的声表面波滤波器的正面剖视图。
声表面波滤波器301不具有支承基板2。此外，使用高声速基板303来作为高声速部件。高声速基板303由适当的高声速的陶瓷构成。其他的构造与第1实施方式相同。在本实施方式中，也能够得到与第1实施方式同样的效果。
-符号说明-
1…声表面波滤波器
2…支承基板
3…高声速部件
4…低声速膜
5…压电膜
6、7、8…IDT
6b1、6b2、7b1、7b2、8b1、8b2…母线
9、10…反射器
11、12…端子
13…双工器
13A…发送滤波器
13B…接收滤波器
14…天线端子
15、16、17、18…谐振器
101…声表面波滤波器
107、108…IDT
201…声表面波滤波器
207、208…IDT
207a、208a…电极指
207b2、208b1…母线
212…端子
301…声表面波滤波器
303…高声速基板
L1、L2…电感器
P1a、P1b、P2a、P2b、P3、P4…并联臂谐振器
P11a、P11b、P12a、P12b…并联臂谐振器
S1a～S1c、S2、S3a～S3c、S4a、S4b、S5a、S5b…串联臂谐振器
S11a～S11c、S12…串联臂谐振器

Claims (3)

1.一种声表面波滤波器，其是纵耦合谐振器型的声表面波滤波器，具备：
高声速部件；
低声速膜，其被设置在所述高声速部件上；
压电膜，其被设置在所述低声速膜上；
多个IDT，在所述压电膜上沿着声表面波传播方向形成，分别具有多根电极指；和
反射器，其被配置为在声表面波传播方向上从两侧夹着所述IDT，
所述高声速部件中的体波的传播速度高于所述压电膜中的体波的传播速度，
所述低声速膜中的体波的传播速度低于所述压电膜中的体波的传播速度，
在各所述IDT中，电极指间距大致固定，在将所述反射器中的由电极指间距规定的波长设为λ时，
各所述IDT与相邻的IDT的间隔即电极指中心间距离为0.25λ以上、0.37λ以下。
2.根据权利要求1所述的声表面波滤波器，其中，
所述高声速部件由高声速膜构成，
在所述高声速膜的与设置有所述低声速膜的面相反的一侧的面设置有支承基板。
3.根据权利要求1所述的声表面波滤波器，其中，
所述高声速部件由高声速基板构成。
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