專(zhuān)利名稱(chēng)：聲表面波裝置及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了Rayleigh(瑞利)型聲表面波的阻帶的上限模式的聲表面波裝置。
背景技術(shù)：
以SAW諧振子或者SAW濾波器為代表的聲表面波裝置由于具有高頻、小型、高產(chǎn)性等優(yōu)秀特點(diǎn)而在通信領(lǐng)域被廣泛利用。特別是使用了以ST切為代表的石英基板的聲表面波裝置，利用了石英所具有的較高的溫度穩(wěn)定性而實(shí)現(xiàn)了高精度化。近些年來(lái)，伴隨著便攜式通信設(shè)備等的普及發(fā)展，要求能夠應(yīng)對(duì)高頻化、小型化的趨勢(shì)，而且相對(duì)于溫度而穩(wěn)定的高精度的聲表面波裝置。
公知有在通過(guò)設(shè)置于石英等的壓電基板上的IDT電極進(jìn)行激勵(lì)的Rayleigh型聲表面波中，通過(guò)計(jì)算可以得到被稱(chēng)為阻帶(stop band)的2個(gè)頻率解的情況，該2個(gè)頻率解的較低頻率(下限模式)或者較高頻率(上限模式)中的任一方被用于激勵(lì)。如果將在聲表面波的1個(gè)波長(zhǎng)中設(shè)置了2根電極指的單型IDT電極安裝在ST切石英基板上，則可知能夠在阻帶的下限模式下激勵(lì)聲表面波。另外，如非專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示，如果比較下限模式和上限模式，則上限模式的頻率溫度特性(相對(duì)于溫度的頻率變動(dòng)特性)的2次溫度系數(shù)的絕對(duì)值較小，增加了IDT電極厚度時(shí)的2次溫度系數(shù)的絕對(duì)值的變化(“增加量”或者是“減少量”)也較小。由此，雖然可知上限模式下的頻率溫度特性良好且適于高頻化，但在ST切石英基板的單型IDT電極中無(wú)法激勵(lì)上限模式的聲表面波。
因此，作為在阻帶的上限模式下進(jìn)行激勵(lì)的手段，提出了專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的具有反射反轉(zhuǎn)型IDT電極的聲表面波裝置。
圖11表示具有反射反轉(zhuǎn)型IDT電極的聲表面波裝置的結(jié)構(gòu)，圖11(a)是平面示意圖，圖11(b)是沿該圖(a)的C-C線(xiàn)的剖面示意圖。
該反射反轉(zhuǎn)型IDT電極51構(gòu)成為，在壓電基板50上以互相嚙合的方式配置了具有電極指的電極52、53。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，聲表面波的每1波長(zhǎng)λ具有3根電極指61、62、63，按照反相的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)電極指61、62和電極指63。
另外，關(guān)于聲表面波裝置的頻率溫度特性，公知有為了提高使用ST切石英基板的情況下的頻率溫度特性，而使用了例如非專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)ST切石英基板的情況。根據(jù)該非專(zhuān)利文獻(xiàn)2，當(dāng)歐拉角為(0°，123°，43.4°)時(shí)，阻帶的下限模式的2次溫度系數(shù)為-1.4×10-8(1/℃2)，當(dāng)溫度范圍為-40℃～90℃時(shí)，頻率變動(dòng)量約為59ppm。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)2002-100959號(hào)公報(bào)(圖13)非專(zhuān)利文獻(xiàn)1信學(xué)技報(bào)、社団法人電子情報(bào)通信學(xué)會(huì)、US99-20(1999-06)，p.37-42(圖4)非專(zhuān)利文獻(xiàn)2“Temperature Stability of Surface Acoustic WaveResonators on In-Plane Rotated 33°Y-Cut Quartz”JJAP，Vol.42(2003)pp.3136-3138但是，反射反轉(zhuǎn)型IDT電極在1個(gè)波長(zhǎng)中具有3根電極指，為了應(yīng)對(duì)聲表面波裝置的高頻化，與通常所用的在聲表面波的1個(gè)波長(zhǎng)中設(shè)置2根電極指的單型IDT電極相比，需要進(jìn)一步使IDT電極的寬度變細(xì)。因此，這對(duì)制造過(guò)程增加了負(fù)擔(dān)，使用該反射反轉(zhuǎn)型IDT電極的聲表面波裝置的高頻化變得困難。
另外，關(guān)于聲表面波裝置的頻率溫度特性的高精度化，在使用面內(nèi)旋轉(zhuǎn)ST切石英基板，溫度范圍為-40℃～90℃時(shí)，作為頻率變動(dòng)量，大約59ppm是極限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供一種聲表面波裝置，該聲表面波裝置使用單型IDT電極，利用阻帶的上限模式作為聲表面波裝置的振蕩頻率，其頻率溫度特性?xún)?yōu)良，易于進(jìn)行高頻化。
為了解決上述課題，本發(fā)明的聲表面波裝置在石英基板表面上至少具有用于激勵(lì)Rayleigh型聲表面波的單型IDT電極，該聲表面波裝置在上述聲表面波的阻帶的上限模式下進(jìn)行激勵(lì)，其特征在于，當(dāng)將上述石英基板的切出角度和聲表面波傳播方向用歐拉角表示為(φ，θ，ψ)時(shí)，設(shè)定為φ＝0°，110°≤θ≤ 140°，38°≤|ψ|≤44°，而且，當(dāng)設(shè)上述IDT電極的厚度為H、上述IDT電極的電極指的寬度為d、上述IDT電極的電極指間的間距為 P、上述聲表面波的波長(zhǎng)為λ、η＝d/P時(shí)，H/λ≥0.1796η3-0.4303η2+0.2071η+0.0682。
根據(jù)該石英基板的切出角度，可以將聲表面波的傳播方向朝離開(kāi)石英基板的結(jié)晶的對(duì)稱(chēng)位置的位置上移動(dòng)，可以利用阻帶的上限模式作為聲表面波裝置的振蕩頻率。而且，通過(guò)按照上述那樣設(shè)定H/λ，可以在單型IDT電極上進(jìn)行上限模式強(qiáng)于下限模式的激勵(lì)。進(jìn)而，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，相比使用面內(nèi)旋轉(zhuǎn)ST切石英基板的情況，相對(duì)于溫度的頻率變動(dòng)較小，另外可以使用單型IDT電極，因此可以提供易于進(jìn)行高頻化的聲表面波裝置。
另外，本發(fā)明的聲表面波裝置優(yōu)選在上述IDT電極的兩側(cè)還具有反射器，當(dāng)設(shè)上述IDT電極的電極指的間距為P、上述反射器的電極指的間距為Pr時(shí)，成為P/Pr＞1的關(guān)系。
這樣，在上限模式中，IDT電極的輻射電導(dǎo)的峰值頻率可與反射器的反射系數(shù)的峰值頻率相接近，在下限模式中，IDT電極的輻射電導(dǎo)的峰值頻率可與反射器的反射系數(shù)的峰值頻率相分離。即，可以加強(qiáng)上限模式的激勵(lì)，并將下限模式的激勵(lì)抑制得較小。
由此，可以更強(qiáng)地激勵(lì)聲表面波的阻帶兩端模式中的上限模式。
再有，本發(fā)明的電子設(shè)備的特征在于具有上述的聲表面波裝置。
這種結(jié)構(gòu)的電子設(shè)備具有可以進(jìn)行高頻化，而且頻率溫度特性?xún)?yōu)良的聲表面波裝置，可以提供特性良好的電子設(shè)備。


圖1是用于說(shuō)明歐拉角的圖。
圖2是表示第1實(shí)施方式的SAW諧振子的結(jié)構(gòu)的圖，(a)是SAW諧振子的平面示意圖，(b)是沿該圖(a)的A-A線(xiàn)的剖面示意圖。
圖3是表示第1實(shí)施方式的SAW諧振子的頻率變動(dòng)量和基板切出角度θ和ψ的曲線(xiàn)圖。
圖4是表示阻帶的上限模式和下限模式各自的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差的曲線(xiàn)圖。
圖5是表示下限模式的頻率差和上限模式的頻率差逆轉(zhuǎn)的條件的曲線(xiàn)圖，(a)是表示3種歐拉角中的頻率差逆轉(zhuǎn)的條件的曲線(xiàn)圖，(b)是表示滿(mǎn)足3種歐拉角中的頻率差逆轉(zhuǎn)的條件的界線(xiàn)的曲線(xiàn)圖。
圖6是表示第2實(shí)施方式的SAW諧振子的結(jié)構(gòu)的圖，(a)是SAW諧振子的平面示意圖，(b)是沿該圖(a)的B-B線(xiàn)的剖面示意圖。
圖7是表示阻帶的上限模式中的輻射電導(dǎo)和反射器的反射系數(shù)的頻率特性的曲線(xiàn)圖。
圖8是表示阻帶的下限模式中的輻射電導(dǎo)和反射器的反射系數(shù)的頻率特性的曲線(xiàn)圖。
圖9是表示作為第3實(shí)施方式的被封裝的SAW諧振子的局部剖面圖。
圖10是表示作為第4實(shí)施方式的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是表示以往的反射反轉(zhuǎn)型IDT電極的圖，(a)是平面示意圖，(b)是沿該圖(a)的C-C線(xiàn)的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面按照

本發(fā)明的實(shí)施方式。首先，為了確定石英基板的切出角(切角)和聲表面波的傳播方向，對(duì)歐拉角(φ，θ，ψ)表示進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是用于說(shuō)明歐拉角的圖。
石英的結(jié)晶軸通過(guò)X軸(電軸)、Y軸(機(jī)械軸)和Z軸(光軸)來(lái)定義，歐拉角(0°，0°，0°)是垂直于Z軸的石英板。在本發(fā)明中，以Z軸為旋轉(zhuǎn)軸來(lái)使X軸和Y軸旋轉(zhuǎn)的角度φ被固定為φ＝0。
當(dāng)以X軸為旋轉(zhuǎn)軸來(lái)使Y軸和Z軸沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)角度θ時(shí)，將新產(chǎn)生的坐標(biāo)軸分別設(shè)為Y’軸和Z’軸。以該Z’軸為法線(xiàn)在包含X軸和Y’軸的面方位上進(jìn)行了切割的部分作為石英基板1。然后，在沿該面方位進(jìn)行了切割的石英基板1上，以Z’軸為旋轉(zhuǎn)軸來(lái)使X軸和Y’軸旋轉(zhuǎn)角度ψ時(shí)，將新產(chǎn)生的坐標(biāo)軸分別設(shè)為X’軸和Y”軸。設(shè)該X’軸為聲表面波裝置2的聲表面波傳播方向。而且將該石英基板1的角度ψ稱(chēng)作面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角。
這樣，可以將石英基板的切出角度和聲表面波的傳播方向用歐拉角(φ，θ，ψ)表示來(lái)進(jìn)行確定。
<第1實(shí)施方式>
下面，取SAW諧振子為例作為聲表面波裝置來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖2是作為具有單型IDT電極的聲表面波裝置的SAW諧振子的示意圖，圖2(a)是SAW諧振子的平面示意圖，圖2(b)是沿該圖(a)的A-A線(xiàn)的剖面示意圖。
SAW諧振子10在石英基板11的表面上具有IDT電極20。IDT電極20由設(shè)置了多個(gè)電極指21的電極12和設(shè)置了多個(gè)電極指22的電極13構(gòu)成，并且配置成各個(gè)電極指21、22互相嚙合。電極指21、22形成為厚度H、電極寬度d，電極指21和電極指22的間隔(間距)P形成為以等間隔連續(xù)。另外，在聲表面波的1個(gè)波長(zhǎng)λ中分別設(shè)置1根電極指21、22。一般將這種結(jié)構(gòu)的IDT電極20稱(chēng)為單型IDT電極。
而且，IDT電極20由A1形成，并且按照電極12、13互相反相的方式被驅(qū)動(dòng)。
另外，石英基板11從石英中被切出，使得在歐拉角表示中為(0°，0°≤θ≤180°，0°＜|ψ|＜90°)的范圍，箭頭E的方向與圖1說(shuō)明的聲表面波的傳播方向即X’軸一致。
以往公知的ST切石英基板用歐拉角表示例如可以為(0°，123°，0°)，使用該基板在單型IDT電極上構(gòu)成SAW諧振子時(shí)，由阻帶的下限模式激勵(lì)聲表面波。
阻帶的上限模式、下限模式是否被激勵(lì)是由各自模式的頻率下的短路條件和開(kāi)放條件的頻率差所決定的，如果有頻率差，則可知該模式被激勵(lì)。
表1是表示在使用了單型IDT電極的ST切石英基板和本發(fā)明的切角的石英基板中，上限模式下的短路條件和開(kāi)放條件的頻率差的表。
在該表1中，示出了將聲表面波的波長(zhǎng)設(shè)為λ＝10μm，將電極指的寬度d除以電極指的間距P后的基準(zhǔn)化電極寬度η(d/P)以及將電極指的厚度H除以波長(zhǎng)λ后的基準(zhǔn)化電極厚度H/λ的條件進(jìn)行了改變后的情況。另外，設(shè)上限模式下的短路條件的頻率為fus，上限模式下的開(kāi)放條件的頻率為fuo，以絕對(duì)值來(lái)表示該差值。
表1


在表1中，條件A使用ST切石英基板，是η＝0.5，H/λ＝0.03的情況，上限模式下的短路條件的頻率和開(kāi)放條件的頻率之差為0。另外，條件B使用ST切石英基板，是η＝0.7，H/λ＝0.10的情況，上限模式下的短路條件的頻率和開(kāi)放條件的頻率之差為0。
這樣，在使用ST切石英基板的情況下，可知即使IDT電極的電極指的尺寸發(fā)生變化，在阻帶的上限模式下也無(wú)法激勵(lì)聲表面波。
接著，取本發(fā)明所使用的作為切角的歐拉角(0°，123°，41°)的石英基板為例進(jìn)行說(shuō)明。
在條件C下，使用本發(fā)明的切角的石英基板，是η＝0.5，H/λ＝0.03的情況，上限模式下的短路條件的頻率和開(kāi)放條件的頻率之差為0.0015MHz。
另外，同樣在條件D下，使用本發(fā)明的切角的石英基板，是η＝0.7，H/λ＝0.10的情況，上限模式下的短路條件的頻率和開(kāi)放條件的頻率之差為0.1667MHz。
這樣，在使用上述石英基板的情況下，可知可以在阻帶的上限模式下激勵(lì)聲表面波。通過(guò)對(duì)石英的結(jié)晶的對(duì)稱(chēng)性錯(cuò)開(kāi)切角，使其變?yōu)榉菍?duì)稱(chēng)，可以激勵(lì)上限模式的聲表面波。
下面，使用阻帶的上限模式，對(duì)應(yīng)用了本實(shí)施方式的切角的石英基板的情況下的相對(duì)于溫度的頻率變動(dòng)進(jìn)行說(shuō)明。
圖3是表示相對(duì)于本實(shí)施方式的SAW諧振子的溫度的頻率變動(dòng)量的曲線(xiàn)圖。而且，頻率變動(dòng)量＝頻率偏差的最大值-頻率偏差的最小值，頻率偏差＝(各溫度下的頻率-25℃下的頻率)/25℃下的頻率。
作為條件，設(shè)溫度范圍為-40℃～90℃，單型IDT電極的基準(zhǔn)化電極寬度d/P＝0.7，基準(zhǔn)化電極厚度為H/λ＝0.10。而且，將石英基板的切角固定為φ＝0°，θ＝0°～180°之間使面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角發(fā)生ψ＝0°～90°的變化時(shí)，用黑色圓圈表示頻率變動(dòng)量為最佳值(最小值)的頻率變動(dòng)量。另外，用三角表示此時(shí)的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角ψ。例如當(dāng)φ＝0°、θ＝40°時(shí)，使其在ψ＝0°～90°之間發(fā)生變化的情況下的頻率變動(dòng)量的最小值大約為80ppm，此時(shí)的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角ψ大約為12°。
而且，由于ψ具有石英結(jié)晶的對(duì)稱(chēng)性，所以使用正或負(fù)哪一側(cè)的角度結(jié)果都是相同的，都可以實(shí)施。另外，不局限于基于歐拉角的標(biāo)記，也可以使用結(jié)晶學(xué)上等價(jià)的切角的石英基板。
這樣， 在切出角度(切角)和聲表面波傳播方向?yàn)?0°，0°≤θ≤180°，0°＜|ψ|＜90°)的石英基板上，可以將聲表面波的傳播方向移動(dòng)到離開(kāi)石英基板的結(jié)晶的對(duì)稱(chēng)位置的位置上，可以使用單型IDT電極在聲表面波的阻帶的上限模式下進(jìn)行激勵(lì)。
另外，可知頻率溫度特性為θ在0°≤θ≤180°范圍內(nèi)比起使用ST切石英基板的情況，頻率變動(dòng)量較小，在95°≤θ≤155°的范圍內(nèi)比起使用面內(nèi)旋轉(zhuǎn)ST切石英基板的情況，頻率變動(dòng)量較小。
此處，發(fā)明者著眼于相比使用面內(nèi)旋轉(zhuǎn)ST切石英基板的情況可以減小相對(duì)于溫度的頻率變動(dòng)量的切角即歐拉角(0°，110°≤θ≤140°，38°≤|ψ|≤44°)的范圍，嘗試強(qiáng)化阻帶的上限模式的激勵(lì)，提高作為SAW諧振子的特性。在該石英基板的切角中，作為溫度范圍-40℃～90℃的頻率變動(dòng)量，可以期待大約10～20ppm。
圖4是表示阻帶的上限模式和下限模式各自的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差的曲線(xiàn)圖?？v軸取開(kāi)放條件和短路條件的頻率差，橫軸用基準(zhǔn)化電極厚度H/λ表示。而且，將上限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差設(shè)為ΔFu，下限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差設(shè)為ΔF1。在該圖4中，以如下的情況為一例進(jìn)行說(shuō)明，即石英基板的切出角度和聲表面波傳播方向?yàn)闅W拉角(0°，123°，43°)、IDT電極的寬度d除以IDT電極的電極指的間距P得到的基準(zhǔn)化電極寬度η＝d/P＝0.5。
如圖4所示，如果增大基準(zhǔn)化電極厚度H/λ，則下限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差ΔF1會(huì)變小，與此相對(duì)，上限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差ΔFu會(huì)變大。在上述條件中，在基準(zhǔn)化電極厚度H/λ超過(guò)0.0787的范圍內(nèi)，頻率差的大小逆轉(zhuǎn)。即，在基準(zhǔn)化電極厚度H/λ超過(guò)0.0787的范圍內(nèi)，上限模式顯現(xiàn)出強(qiáng)于下限模式的激勵(lì)。
而且，不僅增大基準(zhǔn)化電極厚度H/λ，增大基準(zhǔn)化電極寬度η，下限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差ΔFl也會(huì)變小，與此相對(duì)，上限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差ΔFu也會(huì)變大，可以確認(rèn)從某個(gè)值開(kāi)始頻率差的大小出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。
圖5表示該下限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差ΔFl的大小和上限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差ΔFu的大小逆轉(zhuǎn)的界限條件。
圖5(a)是表示對(duì)于石英基板的切出角度和聲表面波傳播方向用歐拉角表示為(0°，110°，39°)、(0°，123°，43°)、(0°，140°，44°)的3種石英基板，下限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差ΔFl的大小與上限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差ΔFu的大小逆轉(zhuǎn)的界限點(diǎn)的曲線(xiàn)圖。另外，圖5(b)是表示在上述3種石英基板中，上限模式一方一定會(huì)變強(qiáng)的界線(xiàn)的曲線(xiàn)圖。
而且，各個(gè)曲線(xiàn)圖縱軸取基準(zhǔn)化電極厚度H/λ，橫軸取基準(zhǔn)化電極寬度η來(lái)進(jìn)行表示。
在圖5(a)中，當(dāng)基準(zhǔn)化電極厚度H/λ大于各自的條件下連接界限點(diǎn)的界線(xiàn)時(shí)，上限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差ΔFu大于下限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差ΔFl。即，如果基準(zhǔn)化電極厚度H/λ大于該界線(xiàn)，則上限模式一方會(huì)顯現(xiàn)出較強(qiáng)的激勵(lì)。
而且，在上述3種石英基板中，如果計(jì)算出上限模式一方一定會(huì)變強(qiáng)的界線(xiàn)，則可用下述那樣的近似式來(lái)表示。
H/λ≥0.1796η3-0.4303η2+0.2071η+0.0682圖5(b)將上述近似式表示在曲線(xiàn)圖內(nèi)，在該圖中，無(wú)論在何種切角下，只要滿(mǎn)足上述近似式，基準(zhǔn)化電極厚度H/λ就大于上限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差ΔFu與下限模式的開(kāi)放條件和短路條件的頻率差ΔFl相逆轉(zhuǎn)的界線(xiàn)。即，在滿(mǎn)足上述近似式的基準(zhǔn)化電極厚度H/λ和基準(zhǔn)化電極寬度η中，上限模式一方顯現(xiàn)出較強(qiáng)的激勵(lì)，可以在單型IDT電極上進(jìn)行上限模式強(qiáng)于下限模式的激勵(lì)。
如上所述，通過(guò)將石英基板的切出角度和聲表面波傳播方向用歐拉角表示為(0°，110°≤θ≤140°，38°≤|ψ|≤44°)，將基準(zhǔn)化電極厚度H/λ設(shè)為H/λ≥0.1796η3-0.4303η2+0.2071η+0.0682，從而可以在單型IDT電極上進(jìn)行上限模式強(qiáng)于下限模式的激勵(lì)。進(jìn)而，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，相比使用面內(nèi)旋轉(zhuǎn)ST切石英基板的情況，相對(duì)于溫度的頻率變動(dòng)較小，而且可以使用單型IDT電極，所以能夠提供易于進(jìn)行高頻化的聲表面波裝置。
<第2實(shí)施方式>
下面，作為第2實(shí)施方式來(lái)說(shuō)明在第1實(shí)施方式所說(shuō)明的單型IDT電極的兩側(cè)具備反射器的SAW諧振子的實(shí)施方式。一般情況下，在SAW諧振子中，用反射器來(lái)反射從IDT電極向外部傳播的聲表面波，將聲表面波能量封閉于IDT電極部中，從而得到損失較少的諧振特性。
圖6是具備單型IDT電極的作為聲表面波裝置的SAW諧振子的示意圖。圖6(a)是SAW諧振子的平面示意圖，圖6(b)是沿該圖(a)的B-B線(xiàn)的剖面示意圖。而且，對(duì)于與圖2所說(shuō)明的SAW諧振子的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)賦予相同符號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。
SAW諧振子10在石英基板11的表面上具有IDT電極20和設(shè)置在其兩側(cè)的反射器14、15。IDT電極20由設(shè)置了多個(gè)電極指21的電極12和設(shè)置了多個(gè)電極指22的電極13構(gòu)成，并且配置成各個(gè)電極指21、22互相嚙合。電極指21、22形成為厚度H、電極寬度d，電極指21和電極指22的間隔(間距)P以等間隔連續(xù)地形成。另外，在聲表面波的1個(gè)波長(zhǎng)λ中各設(shè)置1根電極指21、22。而且，IDT電極20用A1形成，按照電極12、13互相反相的方式被驅(qū)動(dòng)。
進(jìn)而，如第1實(shí)施方式所說(shuō)明的那樣，基準(zhǔn)化電極厚度H/λ和基準(zhǔn)化電極寬度η的關(guān)系被設(shè)定為H/λ≥0.1796η3-0.4303η2+0.2071η+0.0682。
另外，反射器14、15分別具有由Al形成的多個(gè)電極指14a、15a，電極指間的間隔(間距)Pr以等間隔連續(xù)地形成。
石英基板11按照以歐拉角表示在(0°，110°≤θ≤140°，38°≤|ψ|≤44°)的范圍內(nèi)的狀態(tài)從石英中切出，箭頭E的方向與圖1說(shuō)明的聲表面波的傳播方向即X’軸一致。
在這種結(jié)構(gòu)的SAW諧振子10中，一般在IDT電極20的間距P和反射器14、15的間距Pr相同時(shí)，ID電極20的輻射電導(dǎo)的峰值頻率與反射器14、15的反射系數(shù)(絕對(duì)值)最大點(diǎn)上的頻率不一致。這意味著ID電極20所放射的聲表面波沒(méi)有被反射器14、15高效地反射。
圖7是表示阻帶的上限模式中的輻射電導(dǎo)和反射器的反射系數(shù)的頻率特性的曲線(xiàn)圖，圖7(a)表示ID電極的間距P和反射器的間距Pr相同的情況(P/Pr＝1)，圖7(b)表示ID電極的間距P大于反射器的間距Pr的情況(P/Pr＞1)。
圖8是表示阻帶的下限模式中的輻射電導(dǎo)和反射器的反射系數(shù)的頻率特性的曲線(xiàn)圖，圖8(a)表示IDT電極的間距P和反射器的間距Pr相同的情況(P/Pr＝1)，圖8(b)表示ID電極的間距P大于反射器的間距Pr的情況(P/Pr＞1)。
如圖7(a)所示，當(dāng)阻帶的上限模式中的輻射電導(dǎo)的峰值頻率為P/Pr＝1時(shí)，將顯現(xiàn)在高于反射器的反射系數(shù)(絕對(duì)值)最大點(diǎn)的頻率側(cè)。而且，如圖7(b)所示，當(dāng)P/Pr＞1時(shí)，ID電極的輻射電導(dǎo)的峰值頻率變低，ID電極的輻射電導(dǎo)的峰值和反射器的反射系數(shù)最大點(diǎn)變得接近，被ID電極激勵(lì)的聲表面波增強(qiáng)。
另一方面，如圖8(a)所示，當(dāng)阻帶的下限模式中的輻射電導(dǎo)的峰值頻率為P/Pr＝1時(shí)，將顯現(xiàn)在低于反射器的反射系數(shù)(絕對(duì)值)最大點(diǎn)的頻率側(cè)。而且，如圖8(b)所示，當(dāng)P/Pr＞1時(shí)，ID電極的輻射電導(dǎo)的峰值頻率變低，ID電極的輻射電導(dǎo)的峰值頻率和反射器的反射系數(shù)最大點(diǎn)變得分離，下限模式中的聲表面波的激勵(lì)不會(huì)增強(qiáng)。
一般情況下，除了ID電極之外還設(shè)置反射器，從而進(jìn)行減少I(mǎi)D電極對(duì)數(shù)的設(shè)計(jì)，所以下限模式中的反射幾乎消失，可以將下限模式激勵(lì)抑制得較小。
如上所述，通過(guò)規(guī)定第1實(shí)施方式中所說(shuō)明的石英基板的切角和基準(zhǔn)化電極厚度H/λ，可以進(jìn)行上限模式強(qiáng)于下限模式的激勵(lì)，除此之外，通過(guò)設(shè)計(jì)成ID電極的間距P大于反射器的間距Pr(P/Pr＞1)，可以進(jìn)一步僅對(duì)阻帶的上限模式加強(qiáng)激勵(lì)。
<第3實(shí)施方式>
圖9是將作為在第1實(shí)施方式或者第2實(shí)施方式中說(shuō)明的聲表面波裝置的SAW諧振子進(jìn)行了封裝后的實(shí)施方式的局部剖面圖。
在由陶瓷等形成的收納器36中，SAW諧振子31被固定地收納。在SAW諧振子31上形成有單型ID電極32，另外形成有與該單型IDT電極32連接的連接襯墊33。
SAW諧振子31的連接襯墊33通過(guò)形成于收納器36上的連接端子35和Au等的線(xiàn)34而被電連接。然后，通過(guò)蓋體37將收納器36的內(nèi)部保持減壓氛圍氣或者惰性氣體氛圍氣來(lái)進(jìn)行密封，構(gòu)成為被封裝的SAW諧振子30。
在這種本實(shí)施方式中，使用單型IDT電極，可以得到使用了阻帶的上限模式的被封裝后的SAW諧振子30。而且，該被封裝后的SAW諧振子30的頻率溫度特性?xún)?yōu)良，可進(jìn)行高頻化，能夠用于各種電子設(shè)備中。
<第4實(shí)施方式>
圖10是表示本發(fā)明的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
在以便攜式電話(huà)或者導(dǎo)航系統(tǒng)等為代表的電子設(shè)備40上，具備經(jīng)過(guò)了高頻化的SAW諧振子來(lái)作為本發(fā)明的聲表面波裝置41。
SAW諧振子的頻率溫度特性?xún)?yōu)良，并且進(jìn)行了高頻化，所以能夠得到特性?xún)?yōu)良的電子設(shè)備40。
以上，作為聲表面波裝置使用了SAW諧振子的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但由于在諧振子型聲表面波濾波器中，使用阻帶端的諧振來(lái)構(gòu)成SAW濾波器，所以可以用同樣的手法構(gòu)成SAW濾波器。而且，這樣構(gòu)成的SAW濾波器使用了阻帶的上限模式，可以得到頻率溫度特性?xún)?yōu)良，易于進(jìn)行高頻化的SAW濾波器。
權(quán)利要求
1.一種聲表面波裝置，該聲表面波裝置在石英基板表面上至少具有用于激勵(lì)Rayleigh型聲表面波的單型IDT電極，該聲表面波裝置在上述聲表面波的阻帶的上限模式下進(jìn)行激勵(lì)，其特征在于，當(dāng)將上述石英基板的切出角度和聲表面波傳播方向用歐拉角表示為(φ，θ，Ψ)時(shí)，設(shè)定為φ＝0°，110°≤θ≤140°，38°≤|Ψ|≤44°，而且，當(dāng)設(shè)上述IDT電極的厚度為H、上述IDT電極的電極指的寬度為d、上述IDT電極的電極指間的間距為P、上述聲表面波的波長(zhǎng)為λ、η＝d/P時(shí)，H/λ≥0.1796η3-0.4303η2+0.2071η+0.0682。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波裝置，其特征在于，該聲表面波裝置在上述IDT電極的兩側(cè)還具有反射器，當(dāng)設(shè)上述IDT電極的電極指的間距為P、上述反射器的電極指的間距為Pr時(shí)，成為P/Pr＞1的關(guān)系。
3.一種電子設(shè)備，其特征在于，該電子設(shè)備具有權(quán)利要求1或2所述的聲表面波裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聲表面波裝置及電子設(shè)備，在具有單型IDT電極，并且使用阻帶的上限模式作為振蕩頻率的聲表面波裝置中，頻率溫度特性?xún)?yōu)良，而且易于實(shí)現(xiàn)高頻化。作為解決手段，本發(fā)明的聲表面波裝置在石英基板表面上至少具有用于激勵(lì)Rayleigh型聲表面波的單型IDT電極，該聲表面波裝置在聲表面波的阻帶的上限模式下進(jìn)行激勵(lì)，當(dāng)將石英基板的切出角度和聲表面波傳播方向用歐拉角表示為(φ，θ，ψ)時(shí)，設(shè)定為φ＝0°，110°≤θ≤140°，38°≤|ψ|≤44°，而且，當(dāng)設(shè)IDT電極的厚度為H、IDT電極的電極指的寬度為d、IDT電極的電極指間的間距為P、聲表面波的波長(zhǎng)為λ、η＝d/P時(shí)，H/λ≥0.1796η
文檔編號(hào)H03H9/145GK101018046SQ200710006599
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2007年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月6日
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