本發明涉及利用了聲表面波、聲邊界波的彈性波裝置,特別是,涉及利用了活塞模式(piston mode)的彈性波裝置。
背景技術:
以往,已知有通過激勵活塞模式從而能夠抑制高次橫模式的聲表面波裝置。例如,在下述的專利文獻1中,在IDT電極的電極指的頂端部分層疊有電介質膜。層疊有該電介質膜的部分被稱為邊緣區域,與電極指彼此交叉的部分的中央區域相比,聲速慢。
此外,在下述的專利文獻2也示出了用于實現活塞模式的、中央區域與邊緣區域的聲速關系。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特表2013-544041號公報
專利文獻2:日本特開2011-101350號公報
技術實現要素:
發明要解決的課題
在專利文獻1、專利文獻2中,通過調整邊緣區域的作為沿著彈性波傳播方向的尺寸的長度和邊緣區域中的聲速,從而激勵活塞模式。因此,相對于一個彈性波傳播速度,用于激勵活塞模式的邊緣區域的長度、寬度被確定。
另一方面,在具有多個IDT的縱向耦合諧振器型彈性波濾波器、具備具有窄間距電極指部的IDT的彈性波裝置中,電極指間距、金屬化率在彈性波傳播方向上變化。因此,在像專利文獻1、專利文獻2那樣使邊緣區域的長度、寬度固定的方法中,對于一個彈性波傳播聲速是有效的,但是在彈性波的傳播速度不同的其它部分中并不有效。因此,未能充分地抑制高次橫模式。
本發明的目的在于,提供一種能夠有效地抑制高次橫模式的、利用了活塞模式的彈性波裝置。
用于解決課題的技術方案
本發明涉及的彈性波裝置具備:壓電基板;以及至少一個IDT,形成在所述壓電基板上,所述IDT具有:多個第一電極指;以及多個第二電極指,與該多個第一電極指彼此交叉,在所述多個第一電極指與所述多個第二電極指在彈性波傳播方向上交叉的部分,傳播速度比中央區域中的彈性波的傳播速度慢的邊緣區域在所述第一電極指、第二電極指延伸的交叉寬度方向上設置在該中央區域的兩側,在所述彈性波傳播方向上,具有:第一部分,所述中央區域的傳播速度相對快;以及第二部分,所述中央區域的傳播速度相對慢,根據所述第一部分的中央區域中的彈性波的傳播速度以及該第二部分中的中央區域的彈性波的傳播速度,選擇所述第一部分的邊緣區域中的彈性波的傳播速度和作為沿著所述交叉寬度方向的尺寸的寬度、以及所述第二部分的邊緣區域中的彈性波的傳播速度和作為沿著所述交叉寬度方向的尺寸的寬度,使得在所述第一部分和所述第二部分中分別激勵活塞模式。
在本發明涉及的某個特定的方面中,在所述第一部分和所述第二部分中分別激勵所述活塞模式,使得基本橫模式的相位旋轉量最小的部分存在于所述交叉寬度方向上的中央。
在本發明涉及的彈性波裝置的某個特定的方面中,所述基本橫模式的相位旋轉量為0的部分存在于所述交叉寬度方向上的中央。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,所述第一部分的所述邊緣區域中的彈性波的傳播速度和作為沿著所述交叉寬度方向的尺寸的寬度是所述第一部分的所述邊緣區域的作為沿著所述交叉寬度方向的尺寸的寬度,所述第二部分的所述邊緣區域中的彈性波的傳播速度和作為沿著所述交叉寬度方向的尺寸的寬度是所述第二部分的所述邊緣區域的作為沿著交叉寬度方向的尺寸的寬度。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,所述第一部分的所述邊緣區域的作為交叉寬度方向上的尺寸的寬度大于所述第二部分的所述邊緣區域的作為交叉寬度方向上的尺寸的寬度。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,所述第一部分中的所述中央區域的所述交叉寬度方向上的尺寸與所述第二部分中的所述中央區域的所述交叉寬度方向上的尺寸不同。
在本發明涉及的彈性波裝置的某個特定的方面中,所述第一部分的電極指間距大于所述第二部分的電極指間距。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,所述第一部分的金屬化率大于所述第二部分中的金屬化率。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,在所述邊緣區域中,在所述第一電極指、第二電極指上設置有質量附加膜,所述第一部分中的質量附加膜的厚度比所述第二部分中的質量附加膜的厚度薄。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,在邊緣區域中,將所述第一部分的傳播速度設為V’a,將所述第二部分的傳播速度設為V’b,將所述第一部分中的一個邊緣區域的作為所述電極指延伸的方向上的長度的寬度設為Ea,將所述第二部分中的邊緣區域的寬度設為Eb,此時,Ea/V’a=Eb/V’b。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,選擇所述第一部分和所述第二部分的邊緣區域的所述寬度,使得成為所述Ea/V’a=Eb/V’b。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,選擇所述第一部分和所述第二部分中的所述邊緣區域的金屬化率,使得成為所述Ea/V’a=Eb/V’b。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,在所述第一部分和第二部分中層疊有質量附加膜,使得覆蓋所述邊緣區域,選擇位于所述第一部分和所述第二部分的所述質量附加膜的膜厚,使得成為所述Ea/V’a=Eb/V’b。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,在所述第一部分和所述第二部分中層疊有質量附加膜,使得覆蓋所述邊緣區域,選擇位于所述第一部分和所述第二部分的邊緣寬度、邊緣區域的金屬化率以及層疊在邊緣區域的所述質量附加膜的膜厚中的至少一種,使得成為所述Ea/V’a=Eb/V’b。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,在所述第一電極指和所述第二電極指的頂端側設置有寬寬度部,所述寬寬度部的作為沿著彈性波傳播方向的尺寸的寬度比所述中央區域中的寬度寬,由該寬寬度部構成所述邊緣區域。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,在與設置在所述第二電極指的所述寬寬度部在彈性波傳播方向上重疊的位置,在所述第一電極指設置有第二寬寬度部,在與設置在所述第一電極指的所述寬寬度部在彈性波傳播方向上重疊的位置,在所述第二電極指設置有第二寬寬度部。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,所述IDT沿著彈性波傳播方向配置有多個,多個所述IDT中的至少一個所述IDT為所述第一部分,剩余的所述IDT中的至少一個所述IDT為所述第二部分。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,所述彈性波裝置是縱向耦合諧振器型彈性波濾波器。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,所述IDT具有:電極指主體部;以及窄間距電極指部,其電極指間距比所述電極指主體部的電極指間距窄,并設置在彈性波傳播方向端部,所述電極指主體部為所述第一部分,所述窄間距電極指部為所述第二部分。
在本發明涉及的彈性波裝置的另一個特定的方面中,作為至少一個所述IDT而具有一個IDT,還具備配置在該IDT的彈性波傳播方向兩側的反射器,從而構成單端口型彈性波諧振器。
發明效果
根據本發明涉及的彈性波裝置,利用了活塞模式,能夠有效地抑制高次橫模式。
附圖說明
圖1是本發明的第一實施方式涉及的彈性波裝置的示意性俯視圖。
圖2是用于說明本發明的第二實施方式的彈性波裝置的示意性俯視圖。
圖3是示出比較例的彈性波裝置的電極構造的示意性俯視圖。
圖4是示出圖3所示的比較例的彈性波裝置的衰減量頻率特性的圖。
圖5是示出比較例和實施例的彈性波裝置中的、邊緣區域的寬度與橫模式強度的關系的圖。
圖6是用于說明本發明的變形例涉及的彈性波裝置的示意性俯視圖。
圖7是用于說明本發明的圖1所示的第一實施方式的變形例涉及的彈性波裝置的示意性俯視圖。
圖8是用于說明本發明的第一實施方式的另一個變形例涉及的彈性波裝置的示意性俯視圖。
圖9是示出作為本發明的第三實施方式的單端口型彈性波諧振器的示意性俯視圖。
具體實施方式
以下,參照附圖對本發明的具體的實施方式進行說明,從而明確本發明。
圖1是本發明的第一實施方式涉及的彈性波裝置的示意性俯視圖。
彈性波裝置1具有壓電基板2。壓電基板2由LiTaO3、LiNbO3等壓電單晶構成。不過,壓電基板2也可以由壓電陶瓷構成。此外,壓電基板2也可以是在絕緣性基板上層疊了壓電膜的壓電基板。
在壓電基板2的主面上沿著彈性波傳播方向依次設置有第一IDT3~第三IDT5。在設置有第一IDT3~第三IDT5的區域的作為縱模式的彈性波傳播方向上的兩側設置有反射器6、7。彈性波裝置1是具有第一IDT3~第三IDT5的縱向耦合諧振器型彈性波濾波器。
在彈性波裝置1中,第一IDT3、第三IDT5為本發明中的第一部分,第二IDT4相當于本發明中的第二部分。即,第一IDT3、第三IDT5的電極指間距大于第二IDT4的電極指間距。因此,由第一IDT3、第三IDT5中的電極指間距確定的波長大于由第二IDT4的電極指間距確定的波長。因此,第一IDT3、第三IDT5中的后面說明的中央區域中的彈性波傳播速度相對高,作為第二部分的第二IDT4的中央區域中的彈性波傳播速度相對慢。
另外,之所以第一IDT3和第三IDT5的電極指間距與第二IDT4的電極指間距不同,是因為根據所需的衰減量頻率特性進行了調整。一般來說,在縱向耦合諧振器型彈性波濾波器中,多個IDT中的電極指間距并不相同,廣泛使用根據作為目標的頻率特性使多個IDT中的電極指間距不同的結構。
第一IDT3具有一端與匯流條接合的多個第一電極指3a和與第一電極指3a彼此交叉且一端與匯流條接合的多個第二電極指3b。第二IDT4、第三IDT5也同樣地,具有多個第一電極指4a、5a和與多個第一電極指4a、5a彼此交叉的多個第二電極指4b、5b。在此,一端與匯流條連接的多個電極指稱為梳齒電極。
反射器6、7具有排列在彈性波傳播方向上的多個電極指。在實施例中,具有將多個電極指的兩端短路的構造。
在彈性波裝置1中,為了抑制高次橫模式,構成為激勵活塞模式。更具體地,以第一電極指3a為例,在位于與匯流條接合的一端側的相反的另一端側的、第一電極指3a的頂端設置有寬度比剩余的部分3a2的寬度寬的寬寬度部(wide width portion)3a1。同樣地,在第二電極指3b的頂端也設置有寬寬度部3b1。
在第二IDT4中,也在第一電極指4a的頂端設置有寬寬度部4a1,并在第二電極指4b的頂端設置有寬寬度部4b1。在第一電極指5a、第二電極指5b中,也在頂端設置有寬寬度部5a1、5b1。
上述寬寬度部3a1、3b1設置在第一電極指3a與第二電極指3b在彈性波傳播方向上重疊的區域,即,設置在交叉區域。在彈性波裝置1中,將第一電極指3a、第二電極指3b延伸的方向稱為交叉寬度方向。此外,將聲表面波沿著壓電基板2的主面傳播的方向稱為彈性波傳播方向。在本實施例中,與交叉寬度方向正交的方向和彈性波傳播方向相同。
以第一IDT3為例,第一電極指3a和第二電極指3b在彈性波傳播方向上重疊。將在該彈性波傳播方向上該第一電極指3a與第二電極指3b彼此重疊的區域稱為交叉區域。交叉區域包括在交叉寬度方向上位于中央的中央區域和設置在中央區域的交叉寬度方向上的兩側的邊緣區域。邊緣區域是指,與中央區域相比聲表面波的傳播速度相對慢的區域。以設置有第一電極指3a的區域為例,設置有上述寬寬度部3a1、3b1的區域構成邊緣區域。在交叉區域中,在設置有寬寬度部3a1或3b1的區域和中央區域中,在壓電基板上金屬所占的比例不同。即,與被圖1的單點劃線C1和單點劃線C2夾著的中央區域相比,在被單點劃線C1和單點劃線C5圍著的區域以及被單點劃線C2和單點劃線C6圍著的區域中,在壓電基板上金屬所占的比例不同。另外,作為在壓電基板上電極指所占的比例,有金屬化率。金屬化率表示,在與電極指延伸的方向正交的方向上,將電極指的寬度除以電極指的寬度與相鄰的電極指的間隙之和的值。
被單點劃線C1和單點劃線C2圍著的區域是在第一IDT3中設置有上述寬寬度部3a1、3b1的部分的內側的區域,將其稱為中央區域。被單點劃線C1和單點劃線C5夾著的區域是在第一IDT3中存在寬寬度部3b1的區域。此外,被單點劃線C2和單點劃線C6圍著的區域是在第一IDT3中存在寬寬度部3a1的區域。將該被單點劃線C1和單點劃線C5圍著的區域以及被單點劃線C2和單點劃線C6圍著的區域分別稱為邊緣區域。因此,在中央區域的交叉寬度方向上,邊緣區域位于兩側。
與中央區域相比,在邊緣區域中,壓電基板上的金屬所占的比例大,金屬化率高。因此,作為以壓電基板為介質傳播的彈性波的傳播速度的聲速在邊緣區域中比在中央區域低。
在第三IDT5中也與第一IDT3同樣地,在中央區域的交叉寬度方向上的兩側形成有邊緣區域。
另一方面,在第二IDT4中,雖然設置有寬寬度部4a1、4b1,但是寬寬度部4a1、4b1的交叉寬度方向上的尺寸比寬寬度部3a1、3b1短。因此,在第二IDT4中,中央區域是單點劃線C3與單點劃線C4之間的區域。邊緣區域是單點劃線C3與單點劃線C5之間的區域以及單點劃線C4與單點劃線C6之間的區域。
在第二IDT4中,通過使中央區域的交叉寬度方向上的尺寸和邊緣區域的交叉寬度方向上的尺寸,與第一IDT3、第三IDT5的情況下的中央區域的交叉寬度方向上的尺寸和邊緣區域的交叉寬度方向上的尺寸不同,從而根據本實施方式,能夠有效地抑制由橫模式造成的脈動。以下對此進行更具體的說明。
如前所述,在縱向耦合諧振器型彈性波濾波器中,多個IDT中的電極指間距并不相同,廣泛使用根據作為目標的頻率特性使多個IDT中的電極指間距不同的結構。
本申請的發明人對通過激勵活塞模式來抑制高次橫模式進行了研究,結果發現,使邊緣區域的交叉寬度方向上的尺寸、邊緣區域中的聲速在多個IDT中相同的結構并不適合縱向耦合諧振器型彈性波濾波器。
在彈性波裝置1中,第一IDT3、第三IDT5的中央區域中的彈性波傳播速度比第二IDT4中的中央區域中的彈性波傳播速度高。在彈性波裝置1中,第一IDT3、第三IDT5的邊緣區域的作為交叉寬度方向上的尺寸的寬度大于第二IDT4的邊緣區域的作為交叉寬度方向上的尺寸的寬度。即,第一部分中的邊緣區域的寬度與第二IDT4中的邊緣區域的寬度不同,因此能夠抑制高次橫模式,并激勵活塞模式。對于這一點,將在后面基于實驗例進行說明。
特別是,在彈性波裝置1中,將第一IDT3、第三IDT5的中央區域中的聲速設為Va,將邊緣區域中的聲速設為V’a。此外,將第二IDT4的中央區域中的聲速設為Vb,將邊緣區域中的聲速設為V’b。如前所述,因為第二IDT4的電極指間距相對小,所以Va>Vb且V’a>V’b。
另一方面,將第一IDT3的邊緣區域的寬度設為Ea,將第二IDT4的邊緣區域的寬度設為Eb。在彈性波裝置1中,根據聲速V’a和V’b使邊緣區域的寬度Ea與邊緣區域的寬度Eb不同,使得Ea/V’a=Eb/V’b。由此,能夠進一步有效地抑制高次橫模式。這是因為,V’a>V’b,且在邊緣區域中的聲速與邊緣區域的寬度之間存在Ea/V’a=Eb/V’b的關系,因此通過滿足上述式,從而基本橫模式的相位旋轉量存在于第一IDT3、第二IDT4、第三IDT5的中央區域,且不變化。更優選基本橫模式的相位旋轉量為0的部分存在于中央區域。此時,優選在交叉寬度方向上,相位旋轉量在中央區域被設定為0,且邊緣區域的相位旋轉量為大致π/2。更具體地,優選第一IDT3和第二IDT4的交叉寬度方向上的相位旋轉量均為大致π/2。在滿足Ea/V’a=Eb/V’b的關系式的情況下,第一IDT3和第二IDT4的相位旋轉量分別為2π×(f/V’a)×Ea和2π×(f/V’b)×Eb,兩者相等。優選Ea/V’a=Eb/V’b=1/(4×f)。如上所述,通過使配置在彈性波傳播速度不同的中央區域的兩側的邊緣區域的相位旋轉量相等,且使基本橫模式的相位旋轉量在中央區域中小,從而能夠激勵活塞模式,并有效地抑制高次橫模式。另外,相位旋轉量是波數與長度之積的絕對值。f是在交叉寬度方向上傳播的基本橫模式的彈性波的頻率。
如上所述,為了抑制高次橫模式并激勵理想的活塞模式,在具有第一部分和第二部分的結構中,只要根據第一部分和第二部分中的邊緣區域的彈性波傳播速度使邊緣區域的寬度不同即可。
另外,在彈性波裝置1中,通過設置寬寬度部3a1、3b1等構成了邊緣區域。不過,也能夠像后面說明的第三實施方式那樣不設置寬寬度部而構成邊緣區域。因此,為了有效地抑制高次橫模式,也可以使第一部分的邊緣區域中的彈性波的傳播速度與第二部分的邊緣區域中的彈性波的傳播速度不同。或者,也可以使第一部分的邊緣區域中的彈性波的傳播速度和邊緣區域的寬度與第二部分的邊緣區域中的彈性波的傳播速度和邊緣區域的寬度不同。
另外,在第一部分和第二部分中,在中央區域的兩側設置有邊緣區域。因此,可以只在兩側的邊緣區域中的一方的邊緣區域中使第一部分和第二部分的彈性波的傳播速度和邊緣區域的寬度中的至少一方不同。
因此,在本發明中,只要選擇所述第一部分的邊緣區域中的彈性波的傳播速度和作為沿著交叉寬度方向的尺寸的寬度、和所述第二部分的邊緣區域中的彈性波的傳播速度和作為沿著交叉寬度方向的尺寸的寬度,使得有效地抑制上述高次橫模式并激勵活塞模式即可。關于該情況下的作為沿著交叉寬度方向的尺寸的寬度,選擇一側的邊緣區域的寬度,或者選擇兩側的邊緣區域的寬度。
在本實施方式中,第一IDT3、第三IDT5的電極指間距大于第二IDT4的電極指間距,因此構成為第一IDT3、第三IDT5的邊緣區域的交叉寬度方向上的尺寸大于第二IDT4的邊緣區域的交叉寬度方向上的尺寸,成為下述的式Ea/V’a=Eb/V’b。由此,能夠有效地抑制高次橫模式。
圖2是用于說明本發明的第二實施方式涉及的彈性波裝置的示意性俯視圖。圖2所示的彈性波裝置11與彈性波裝置1一樣是3IDT型的縱向耦合諧振器型彈性波濾波器。沿著彈性波傳播方向設置有第一IDT13、第二IDT14以及第三IDT15。在第一IDT13與第二IDT14相鄰的部分,在第一IDT13和第二IDT14設置有窄間距電極指部13a、14a。同樣地,在第二IDT14與第三IDT15相鄰的部分,第二IDT14具有窄間距電極指部14b,第三IDT15具有窄間距電極指部15a。以第一IDT13為例,第一IDT13具有電極指主體部13A和窄間距電極指部13a。在窄間距電極指部13a中,電極指間距相對變窄。第二IDT14和第三IDT15也同樣地具有電極指主體部14A、15A和窄間距電極指部14a、14b、15a。
另外,電極指間距相對窄的窄間距電極指部的聲速相對窄。因此,電極指主體部13A、14A、15A相當于本發明的第一部分,窄間距電極指部13a、14a、14b、15a相當于第二部分。即,本發明中的第一部分和第二部分也可以存在于一個IDT內。
省略彈性波裝置11的第一IDT13~第三IDT15中的電極指的細節,在圖2中示意性地示出設置有上述窄間距電極指部13a、14a、14b、15a以及電極指主體部13A、14A、15A的位置。此外,在彈性波裝置11中也與第一實施方式的彈性波裝置1同樣地,為了激勵活塞模式,在中央區域的兩側設置有邊緣區域。對此進行更具體的說明。
現在,將電極指主體部13A、電極指主體部14A以及電極指主體部15A的電極指間距設為間距A。另一方面,將窄間距電極指部13a、14a、14b、15a的電極指間距設為間距B。
因此,在設置有該第一IDT13~第三IDT15的部分中,在同一彈性波傳播通路上存在電極指間距不同的部分。
中央區域13A1位于虛線d1的下方部分。即,成為交叉寬度方向上的中央側的區域。該虛線d1與虛線d3之間的區域成為電極指主體部13A的邊緣區域。虛線d3的外側區域為高聲速區域。另一方面,在窄間距電極指部13a中,與虛線d2相比靠交叉寬度方向上的中央側成為中央區域,虛線d2與虛線d3之間為邊緣區域。
將電極指主體部13A的中央區域中的聲速設為Va,將電極指主體部13A中的邊緣區域的聲速設為V’a。此外,將窄間距電極指部13a的中央區域中的聲速設為Vb,將邊緣區域中的聲速設為V’b。因為間距A大于間距B,所以Va>Vb且V’a>V’b。
另一方面,將電極指主體部13A的邊緣區域的交叉寬度方向上的尺寸設為邊緣區域的寬度Ea。將窄間距電極指部中的邊緣區域的交叉寬度方向上的尺寸,即,將邊緣區域的寬度設為Eb。Ea>Eb。在該情況下,只要滿足式Ea/V’a=Eb/V’b,就能夠有效地抑制高次橫模式。
因為V’a>V’b,所以通過將邊緣區域的寬度Ea和Eb的大小調整為滿足上述式,從而能夠使基本橫模式的相位旋轉量最小的部分存在于中央區域。進而,優選使基本橫模式的相位旋轉量為0或大致為0的部分存在于中央區域。因此,能夠有效地抑制高次橫模式,能夠在第一部分、第二部分中限定地激勵活塞模式。
另外,在圖2中以具有窄間距電極指部13a、14a、14b、15a的第一IDT13~第三IDT15為例進行了說明。在此,雖然電極指主體部13A、14A、15A的電極指間距設為固定,但是實際上在縱向耦合諧振器型彈性波濾波器中通常會像第一實施方式那樣使中央的第二IDT4的電極指間距與兩側的第一IDT3、第三IDT5的電極指間距不同。因此,即使在不具有窄間距電極指部的縱向耦合諧振器型彈性波濾波器中,在彈性波傳播通路上也存在電極指間距不同的部分,因此只要將邊緣區域的寬度調整為滿足上述式即可。
進而,在第一實施方式的第一IDT3~第三IDT5中像圖2所示的那樣還設置有窄間距電極指部的結構中,只要將設置有窄間距電極指部的部分也考慮在內對各邊緣區域的寬度進行調整即可。即,在存在與3種以上的電極指間距重疊的部分的情況下,也能夠應用本發明。
例如,以在彈性波傳播方向上存在電極指間距不同的第一部分、第二部分以及第三部分的情況為例,第一部分~第三部分的聲速V1~V3為V1>V2>V3。在該情況下,第一部分~第三部分的邊緣區域的聲速也為V’1>V’2>V’3。將第一部分~第三部分中的邊緣區域的寬度設為E1、E2以及E3。這樣,只要將邊緣區域的寬度E1~E3調整為E1/V’1=E2/V’2=E3/V’3即可。
接著,對具體的實驗例進行說明。
準備圖3所示的比較例的彈性波裝置101。在彈性波裝置101中,在彈性波傳播方向上配置有第一IDT103~第三IDT105。在第一IDT103~第三IDT105的兩側配置有反射器106、107。使第一IDT103~第三IDT105的全部的寬寬度部的交叉寬度方向上的尺寸相等。例如,使電極指103a的寬寬度部103a1與電極指104a的寬寬度部104a1的交叉寬度方向上的尺寸相等。因此,邊緣區域的寬度在彈性波傳播方向上固定。此外,第一IDT103~第三IDT105不具有窄間距電極指部。因此,在比較例的彈性波裝置101中,全部的邊緣區域中的彈性波的傳播速度相等。關于其它方面,彈性波裝置101構成為與彈性波裝置1相同。
作為壓電基板,使用LiNbO3,并使第一IDT103~第三IDT105的電極指間距的交叉區域的交叉寬度方向上的尺寸和邊緣區域的寬度如下。
第一IDT103、第三IDT105:電極指的對數=7.5對。電極指間距=3.81μm。中央區域的交叉寬度方向上的尺寸=74.78μm。邊緣區域的寬度=1.25μm。在此,一對電極指具有極性彼此不同且彼此交叉的兩個電極指。此外,1.5對電極指具有:具有一種極性的兩個電極指;以及極性與一種極性不同且與一種極性的兩個電極指彼此交叉的一個電極指,一共具有3個電極指。
第二IDT104:電極指的對數=25對。電極指間距=3.84μm。中央區域的交叉寬度方向上的尺寸=74.78μm。邊緣區域的寬度=1.27μm。
反射器106、107的電極指的個數=40個。電極指間距=3.88μm。
在圖4示出像上述那樣準備的比較例的彈性波裝置101的衰減量頻率特性。根據圖4可知,在箭頭F1、F2所示的部分,即,在931.24MHz和948.09MHz的部分出現了由橫模式造成的脈動。這是由高次橫模式造成的脈動。當高次橫模式脈動這樣大時,通帶中的插入損耗會變差。
本申請的發明人為了抑制這種高次橫模式脈動,使中央的第二IDT4的邊緣區域的寬度在0.2λ至0.4λ的范圍內變化。另外,關于兩側的第一IDT3、第三IDT5中的邊緣區域的寬度,按其原樣為18.23μm。將上述931.24MHz處的橫模式脈動與948.09MHz處的橫模式脈動的合計作為橫模式強度(dB)。在圖5示出上述邊緣區域的寬度與橫模式強度的關系。
為了進行比較,在上述比較例中也使邊緣區域的寬度從0.2λ變化至0.4λ。另外,在比較例中,為了使第一IDT103~第三IDT105的邊緣區域的寬度全部相等,也使第一IDT103和第三IDT105的邊緣區域的寬度與第二IDT104的邊緣區域的寬度同樣地變化。
圖5的實線表示上述實施方式的結果,虛線表示比較例的結果。
根據圖5可知,通過調整邊緣區域的寬度,從而根據本實施方式,與比較例相比能夠充分減小高次橫模式強度。即,可知,只要使中央的第二IDT4的邊緣區域的寬度Eb為0.29λ以上,就能夠與比較例相比充分地抑制高次橫模式強度。可知,在比較例中,橫模式的強度大,未能激勵活塞模式,相對于此,根據上述實施方式,能夠充分抑制高次橫模式,并能夠可靠地激勵活塞模式。
另外,在上述實施方式中,基于Ea/V’a=Eb/V’b的關系調整了第二IDT4的邊緣區域的寬度Eb和第一IDT3、第三IDT5的邊緣區域的寬度Ea。在本發明中,在彈性波傳播通路上存在電極指間距不同的部分的情況下,只要根據該電極指間距的不同方式,即,根據聲速的不同方式來調整邊緣區域的寬度和/或邊緣區域的聲速,就能夠與上述實施方式同樣地有效地抑制高次橫模式。因此,能夠激勵理想的活塞模式。因此,根據電極指間距的變化不僅可以調整邊緣區域的寬度,還可以調整邊緣區域中的金屬化率。
進而,如圖6的示意性俯視圖所示,已知有如下構造,即,通過在第一電極指3a、4a、5a和第二電極指3b、4b、5b的頂端部分設置電介質膜等的質量附加膜22,而不是設置寬寬度部,從而激勵活塞模式。在該變形例的彈性波裝置20中,也可以使上述質量附加膜22的膜厚、材質不同。即,可以使電極指間距小的第二IDT4中的質量附加膜22的膜厚、材質與電極指間距大的第一IDT3、第三IDT5中的質量附加膜22的膜厚、材質不同。
即,只要根據電極指間距之差來調整作為用于激勵活塞模式的條件的各種要素即可,所述各種要素不僅可以是上述的邊緣區域的寬度,還可以是邊緣區域中的質量附加膜的厚度、材質、邊緣區域中的金屬化率等。
圖7是示出第一實施方式的變形例涉及的彈性波裝置的電極構造的示意性俯視圖。在該變形例的彈性波裝置41中,第一IDT3~第三IDT5的匯流條3c、3d、4c、4d、5c、5d與第一實施方式的同等的匯流條相比寬度變窄。此外,在該變形例中,在第一IDT3μ第三IDT5中,設置在電極指的寬寬度部不僅設置在頂端側,還設置在電極指基端側。
以第一IDT3為例,除了設置在第一電極指3a和第二電極指3b的頂端的寬寬度部3a1、3b1以外,還在基端側設置有第二寬寬度部3a3、3b3。第二寬寬度部3a3在彈性波傳播方向上設置在與設置在第二電極指3b的寬寬度部3b1重疊的位置。另一方面,第二寬寬度部3b3也在彈性波傳播方向上設置在與寬寬度部3a1重疊的位置。在第二IDT4、第三IDT5中,也同樣地進一步在電極指的基端側設置有第二寬寬度部。此外,設置在基端側的第二寬寬度部3a3、3b3的作為沿著彈性波傳播方向的尺寸的寬度和作為電極指方向上的尺寸的長度與頂端側的寬寬度部3a1、3b1的寬度和長度相等。
以第一IDT3為例,上述窄的匯流條3c、3d的寬度,即,與彈性波傳播方向正交的方向上的尺寸為0.75μm。位于外側的匯流條3z1、3z2的寬度為10.00μm。上述匯流條3c、3d以及匯流條3z1、3z2分別由在電極指交叉寬度方向上延伸的匯流條連接部3y連接。該匯流條連接部3y的長度,即,電極指交叉寬度方向上的尺寸為7.48μm。
在本變形例中,在第一電極指、第二電極指的基端側設置有第二寬寬度部,因此在各第一電極指、第二電極指所位于的部分,在中央區域的兩側由寬寬度部構成邊緣區域。因此,能夠更可靠地激勵活塞模式。
另外,使用了上述寬度窄的匯流條3c、3d、4c、4d、5c、5d的結構也能夠應用于第一實施方式。
圖8示出本發明的第一實施方式的彈性波裝置的另一個變形例的示意性俯視圖。圖8所示的彈性波裝置51相當于第一實施方式的另一個變形例。在本變形例的彈性波裝置51中,與圖7所示的彈性波裝置41同樣地,在第一電極指3a、4a、5a和第二電極指3b、4b、5b的基端側設置有第二寬寬度部3a3、3b3、4a3、4b3、5a3、5b3。其它結構與圖1所示的實施方式相同。
此外,在上述各實施方式中,在彈性波傳播通路上存在電極指間距變化的部分。進而,在彈性波傳播通路上存在金屬化率不同的部分的情況下,也可以根據金屬化率之差,使上述邊緣區域的邊緣寬度、邊緣區域中的質量附加膜的膜厚、材質、邊緣區域的金屬化率不同。通過使它們不同,從而能夠調整邊緣區域的聲速。
進而,在設置上述質量附加膜來激勵活塞模式的構造中,在彈性波傳播通路上存在質量附加膜的膜厚、材質不同的部分的情況下,也可以根據膜厚、材質之差使作為激勵活塞模式的條件的邊緣區域的寬度、邊緣區域的金屬化率等變化。由此,能夠調整邊緣區域的聲速。
此外,雖然在上述實施方式中對具有多個IDT的縱向耦合諧振器型彈性波濾波器進行了說明,但是也可以是只具有一個IDT的彈性波裝置。例如,也能夠像圖9所示的第三實施方式那樣將本發明應用于單端口型彈性波諧振器。在單端口型彈性波諧振器61中,在IDT62的兩側配置有反射器63、64。IDT62具有窄間距電極指部62a、62b。在該情況下,夾在窄間距電極指部62a、62b之間的電極指主體部62c為第一部分,窄間距電極指部62a、62b為第二部分。
此外,本發明不僅能夠應用于利用了聲表面波的聲表面波裝置,還能夠應用于利用了聲邊界波的聲邊界波裝置。
附圖標記說明
1:彈性波裝置;
2:壓電基板;
3:第一IDT;
3a:第一電極指;
3a1:寬寬度部;
3a2:剩余的部分;
3a3:寬寬度部;
3b:第二電極指;
3b1:寬寬度部;
3b3:寬寬度部;
3c、3d:匯流條;
3x:匯流條;
3x1、3x2:匯流條;
3z:匯流條;
3z1、3z2:匯流條;
4:第二IDT;
4a:第一電極指;
4a1:寬寬度部;
4a3:寬寬度部;
4b:第二電極指;
4b1:寬寬度部;
4b3:寬寬度部;
4c、4d:匯流條;
5:第三IDT;
5a:第一電極指;
5a1:寬寬度部;
5a3:寬寬度部;
5b:第二電極指;
5b3:寬寬度部;
5c、5d:匯流條;
6、7:反射器;
13:第一IDT;
13A:電極指主體部;
13A1:中央區域;
13a:窄間距電極指部;
14:第二IDT;
14A:電極指主體部;
14a、14b:窄間距電極指部;
15:第三IDT;
15A:電極指主體部;
15a:窄間距電極指部;
20:彈性波裝置;
22:質量附加膜;
41:彈性波裝置;
51:彈性波裝置;
61:單端口型彈性波諧振器;
62:IDT;
62a、62b:窄間距電極指部;
63、64:反射器;
101:彈性波裝置;
103~105:第一IDT~第三IDT;
103a:電極指;
103a1:寬寬度部;
104a:電極指;
104a1:寬寬度部;
106、107:反射器。