彈性表面波器件及其溫度特性調整方法
2023-07-05 06:47:31 3
專利名稱：彈性表面波器件及其溫度特性調整方法
技術領域：
本發明涉及彈性表面波器件，特別是涉及使用石英片、使頻率相對溫度的變動減少的彈性表面波器件和溫度特性調整方法。
背景技術：
專利文獻1特開昭53-145595號公報專利文獻2特公昭63-18892號公報非專利文獻1箕輪·十文字，「使用了石英片的彈性表面波元件的中心頻率及其溫度特性(水晶板を用ぃた彈性表面波素子の中心周波數とその溫度特性)」，信學技報，社團法人電子情報通信學會，1976年7月，Vol.76，No.78，p.9-16，US76-23以往已知有在以石英片為代表的壓電體平板的主表面上設置IDT(Interdigital Transducer叉指型變換器)電極，使得在高頻波段穩定地振蕩的彈性表面波器件。而且，在上述的彈性表面波器件中，以減少頻率相對溫度變化的變動為目的的彈性表面波器件有壓電體平板使用ST切割的石英片，以該ST切割的石英片的X軸方向(電學軸方向)作為彈性表面波的傳播方向，激勵彈性表面波的一種即瑞利波的ST切割的彈性表面波器件。
為了進一步減少頻率相對溫度變化的變動，往往在ST切割的石英片上配置多個彈性表面波元件，使從各彈性表面波元件得到的彈性表面波的傳播方向互不相同；還往往配置IDT電極，使IDT電極的電極厚度互不相同(例如專利文獻1)。
另外還有如下做法使ST切割的石英片繞Z』軸旋轉，在該繞Z』軸作面內旋轉的ST切割的石英片(以下，稱為面內旋轉ST切割的石英片)上配置一個彈性表面波元件(以下，稱為面內旋轉ST切割的彈性表面波器件)(例如專利文獻2)。
然而，ST切割的彈性表面波器件的溫度特性(頻率相對溫度變化的變動的特性)的頂點溫度(給出頻率極值的溫度)相對傳播方向的變化較小，即使傳播方向改變10度，頂點溫度的變化也在20℃以下(參照例如非專利文獻1)。因此，在使多個彈性表面波元件配置在同一ST切割的石英片上時，必須增大各個彈性表面波元件的夾角。特別是增多所配置的彈性表面波元件的數目，使寬溫度範圍內的頻率的變動減小時，不得不增大給出最小頂點溫度的彈性表面波元件與給出最大頂點溫度的彈性表面波元件的夾角。因此，使得將多個彈性表面波元件配置在同一ST切割的石英片上、從各彈性表面波元件得到的彈性表面波的傳播方向互不相同的彈性表面波器件存在小型化困難的問題。此外，隨著變成高頻，傾斜配置的IDT電極還存在如下的問題。
IDT電極通常應用光掩模形成其圖形。該光掩模中的傾斜的直線由將短直線排列成階梯狀的直線組形成。隨著成為高頻，在細線化的IDT電極中，不再能忽視排列成該階梯狀的直線組的階梯狀態，傾斜配置的IDT電極不再可看作是平滑(IDT電極的電極寬度恆定)的。而且，在IDT電極不平滑時，往往會發生不需要的振動，從而可成為不良的原因。
另一方面，在同一ST切割的石英片上配置IDT電極的電極厚度互不相同的多個彈性表面波元件時，可將IDT電極平行地配置。但是，存在必須在同一石英片上形成多個電極厚度，使製造工藝變得複雜這樣的問題。
面內旋轉ST切割的彈性表面波器件與ST切割的彈性表面波器件相比，其溫度特性極好。但是，在從一個彈性表面波元件得到的溫度特性中，在擴展了使用溫度範圍時，存在頻率變動增大、精度不夠這樣的問題。
發明內容
本發明的目的在於針對上述現有的問題，提供一種在寬溫度範圍內溫度特性良好的小型彈性表面波器件。另外，本發明的目的還在於提供一種彈性表面波器件的溫度特性調整方法。
本發明的彈性表面波器件是一種彈性表面波器件，它被配置成在以歐拉角(0度、113～135度、±(40～49度))切出的石英片的主表面上配置用於激勵瑞利波的至少一對IDT電極而成的多個即n個彈性表面波元件M1～Mn以相互並聯的關係連接，從該彈性表面波元件M1～Mn分別得到的彈性表面波的傳播方向Ψ1～Ψn之中至少有多個上述傳播方向互不相同，其特徵在於上述歐拉角方(0度、θ、Ψ)時，上述傳播方向Ψ1～Ψn在Ψ1～Ψn＝0.3295θ+3.3318度±1.125度的範圍內。
按照上述結構，具有如下效果可使頂點溫度變化而不使上述傳播方向Ψ1～Ψn相互之間有大的差異。
另外，本發明的彈性表面波器件是一種彈性表面波器件，它被配置成在以歐拉角(0度、113～135度、±(40～49度))切出的石英片的主表面上配置用於激勵瑞利波的至少一對IDT電極而成的多個即n個彈性表面波元件M1～Mn以相互並聯的關係連接，從上述彈性表面波元件M1～Mn的上述IDT電極分別得到的電極寬度/電極間距η1～ηn之中至少有多個上述電極寬度/電極間距互不相同，其特徵在於上述歐拉角為(0度、θ、Ψ)時，Ψ在Ψ＝0.3295θ+3.3318度±1.125度的範圍內。
按照上述結構，具有如下效果在寬溫度範圍內可具有良好的溫度特性、可平行地配置上述IDT電極。
此外，本發明的彈性表面波器件是一種彈性表面波器件，它被配置成在以歐拉角(0度、113～135度、±(40～49度))切出的石英片的主表面上配置用於激勵瑞利波的至少一對IDT電極而成的多個即n個彈性表面波元件M1～Mn以相互並聯的關係連接，從上述彈性表面波元件M1～Mn的上述IDT電極分別得到的電極寬度/電極間距η1～ηn之中至少有多個上述電極寬度/電極間距互不相同，而且，它還被配置成從該彈性表面波元件M1～Mn分別得到的彈性表面波的傳播方向Ψ1～Ψn之中至少有多個上述傳播方向互不相同，其特徵在於
上述歐拉角為(0度、θ、Ψ)時，上述傳播方向Ψ1～Ψn在Ψ1～Ψn＝0.3295θ+3.3318度±1.125度的範圍內。
按照上述結構，具有如下效果可使頂點溫度變化而不使上述傳播方向Ψ1～Ψn相互之間有大的差異、同時在寬溫度範圍內可具有良好的溫度特性。
另外，本發明的彈性表面波器件的特徵在於從上述彈性表面波元件M1～Mn分別得到的溫度特性的頂點溫度Tp1～Tpn之中至少有一個溫度處於使用溫度範圍以外。
按照上述結構，有如下效果即使因製造上的誤差從上述彈性表面波元件M1～Mn分別得到的溫度特性的頂點溫度Tp1～Tpn偏離所希望的值時，在使用溫度範圍內也可具有良好的溫度特性。
另外，本發明的彈性表面波器件的特徵在於通過調整在以歐拉角(0度、113～135度、±(40～49度))切出的上述石英片上配置上述彈性表面波器件的角度來調整溫度特性。
按照上述結構，有如下效果即使因製造工序從上述彈性表面波元件M1～Mn分別得到的溫度特性的頂點溫度Tp1～Tpn偏離所希望的值時，在使用溫度範圍內也可具有良好的溫度特性。進而，有如下效果即使使用溫度範圍變更時，也可容易地變更具有良好的溫度特性的溫度範圍。
圖1是石英的切割角的說明圖。
圖2是具有極值的溫度特性曲線圖。
圖3是示出在歐拉角處於(0度、113～135度、±(40～49度))的面內旋轉ST切割的石英片中可以容易地看到具有極值的溫度特性曲線的範圍的曲線圖。
圖4是在使用了歐拉角處於(0度、113～135度、±(40～49度))的面內旋轉ST切割的石英片的諧振器型SAW器件中驗證3次函數有無極值的曲線圖。
圖5是在使用了歐拉角處於(0度、113～135度、±(40～49度))的面內旋轉ST切割的石英片的諧振器型SAW器件中驗證3次函數有無極值的曲線圖。
圖6是在使用了歐拉角處於(0度、113～135度、±(40～49度))的面內旋轉ST切割的石英片的諧振器型SAW器件中驗證3次函數有無極值的曲線圖。
圖7是在使用了歐拉角處於(0度、113～135度、±(40～49度))的面內旋轉ST切割的石英片的諧振器型SAW器件中驗證3次函數有無極值的曲線圖。
圖8是在使用了歐拉角處於(0度、113～135度、±(40～49度))的面內旋轉ST切割的石英片的諧振器型SAW器件中驗證3次函數有無極值的曲線圖。
圖9是在使用了歐拉角處於(0度、113～135度、±(40～49度))的面內旋轉ST切割的石英片的橫向型SAW濾波器中驗證3次函數有無極值的曲線圖。
圖10是在使用了歐拉角處於(0度、113～135度、±(40～49度))的面內旋轉ST切割的石英片的橫向型SAW濾波器中驗證3次函數有無極值的曲線圖。
圖11是在使用了歐拉角處於(0度、113～135度、±(40～49度))的面內旋轉ST切割的石英片的橫向型SAW濾波器中驗證3次函數有無極值的曲線圖。
圖12是在使用了歐拉角處於(0度、113～135度、±(40～49度))的面內旋轉ST切割的石英片的橫向型SAW濾波器中驗證3次函數有無極值的曲線圖。
圖13是對歐拉角為(0度、123度、0度)的ST切割的彈性表面波器件的溫度特性曲線與面內旋轉ST切割的彈性表面波器件的溫度特性曲線進行比較的曲線圖。
圖14是示出歐拉角為(0度、123度、0度)和實施例中的(0度、123度、43.2度)、H/λ＝0.03時的η與頂點溫度的關係圖。
圖15是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件的第1實施例的圖。
圖16是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件的第3實施例的圖。
圖17是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件的第5實施例的圖。
圖18是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件的實施例中的溫度特性的圖。
圖19是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件的第2實施例的圖。
圖20是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件的第4實施例的圖。
圖21是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件的第6實施例的圖。
圖22是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件的實施例中的溫度特性的圖。
圖23是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件的實施例中的溫度特性的圖。
圖24是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件的實施例中的溫度特性的圖。
圖25是電極寬度/電極間距、H/λ的說明圖，是彈性表面波元件的剖面圖。
圖26是示出實施例的歐拉角為(0度、123度、Ψ)、H/λ＝0.03和0.04、η＝0.5時的Ψ與頂點溫度的關係圖。
圖27是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件的第1實施例的圖。
具體實施例方式
以下，參照
本發明。再有，以下所示的實施例對權利要求書中所述的發明的內容不作任何限定。另外，以下的實施例中所示的所有結構不一定是權利要求書中所述的發明的解決方法中的必要結構。
實施例1以下，根據
將本發明具體化了的實施例1。
圖1是石英的切割角的說明圖。可知在從石英切出壓電振蕩器時溫度特性隨切割方向而變化。如圖1所示，石英的晶軸由電學軸(X軸)、機械軸(Y軸)、光軸(Z軸)定義，但所謂的ST切割是指如下切割將歐拉角(φ、θ、Ψ)為(0度、0度、0度)的石英片2繞電學軸(X軸)旋轉θ＝113～135度而得到的ST切割的石英片1沿新坐標軸(X、Y』、Z』)切出。進而，繞該ST切割的石英片1的Z』軸旋轉Ψ＝±(40～49)度，使彈性表面波的傳播方向成為該方向而製成的壓電諧振器就是所謂的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3。而且已知這種面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的溫度特性極佳，由於該溫度特性是ST切割的一種，曾經以為它是2次函數的溫度特性。但是，發明人進行了研究後發現，實際上它是溫度特性的拐點位於110℃附近的3次函數溫度特性。由於通常不在遠超過110℃的溫度下測量溫度特性，所以已前未確認使用了面內旋轉ST切割的石英片9的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的溫度特性就是3次函數。
圖2是示出具有極值的溫度特性曲線圖。在面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的溫度特性的拐點約為110℃，例如在採取使用溫度範圍比它低的溫度區域-40～85℃時，使用在3次函數的溫度特性曲線之中具有位於比拐點低的溫度區域的極大值(Tp)的區域(在圖2中用矩形包圍的部分)。
圖3是示出在歐拉角處於(0度、113～135度、±(40～49度))的面內旋轉ST切割的石英片9中，可容易看到具有極值的溫度特性曲線的範圍的曲線圖。
發明人反覆進行了各種研究後發現，在具有3次函數的溫度特性的該曲線圖的範圍內，可容易看到橫向型的彈性表面波器件在-40～85℃的溫度範圍內具有極值(極大值或極小值)的溫度特性曲線的θ和Ψ的範圍。用該曲線圖中的陰影部5示出該範圍。
另一方面，在諧振器型的彈性表面波器件中，該曲線圖中的陰影部4就是可容易看到溫度特性曲線為在上述溫度範圍內具有極值(極大值或極小值)的溫度特性曲線的θ和Ψ的範圍之中、處於陰影部5的範圍以外的範圍，與形成電極的部分陰影5的區域相比，Ψ值減小。而且，該曲線圖中的陰影部4與陰影部5的合計區域用下述公式定義。
(式1)Ψ＝0.3295θ+3.3318度±1.125度而且，在用陰影部4與陰影部5所示的區域內，通過繞Z』軸進行面內旋轉，可容易看到具有極值(極大值或極小值)的頻率溫度特性曲線。
發明人在上述陰影部4與陰影部5的交界區域進行溫度特性的驗證，分別對上述陰影部4與陰影部5的範圍的正確性進行了確認。
另外，在本實施例中，所謂面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3被定義為包含橫向型的SAW濾波器和諧振器型SAW器件(包含SAW諧振器、諧振器型SAW濾波器)雙方。
圖9～圖12是在使用了歐拉角處於(0度、113～135度、±(40～49度))的面內旋轉ST切割的石英片9的橫向型SAW濾波器中驗證3次函數有無極值的曲線圖。
從這些圖發現了可容易看到橫向型SAW濾波器的彈性表面波器件在-40～85℃的溫度範圍內具有極值(極大值或極小值)的溫度特性的θ和Ψ的範圍。該範圍為圖3的陰影部5，用下述公式定義。
(式2)Ψ＝0.3295θ+3.8318度±0.625度可是，發明人並不是僅停留在橫向型SAW濾波器的溫度特性，還反覆研究了諧振器型SAW器件的溫度特性，發現了各種規則性。即，橫向型SAW濾波器為如下形態在作為壓電材料的石英基板的表面上，以某種間隔配置有發送側的IDT電極(梳齒電極)和接收側的IDT電極。由於這樣的SAW濾波器中，在IDT電極之間不形成任何東西，所以電極的寬度、厚度等要素對頻率的溫度特性的變化影響很小(即使改變電極的形狀，溫度特性也不太變化)。與此相對照，在諧振器型SAW器件為如下形態在作為壓電材料的石英基板的表面上形成IDT電極、並以夾著該IDT電極的狀態形成反射器電極，溫度特性隨著該IDT電極的寬度、厚度等要素而變化。
圖4是在使用了歐拉角處於(0度、123度、±(40～49度))的面內旋轉ST切割的石英片9的諧振器型SAW器件中，對於3次函數的溫度特性，在-40～85℃的溫度範圍內驗證有無極值的曲線圖，電極膜厚H與彈性表面波波長λ之比(以下，用H/λ表示)為0.03。再有，IDT電極的電極膜厚H、彈性表面波波長λ示於彈性表面波元件的剖面圖，即圖25中。如圖4所示，從圖3中的陰影部4的範圍減少面內旋轉角Ψ的條件下，可知在-40～85℃的溫度範圍內溫度特性沒有極值。另外，從圖3的陰影部4的範圍增大面內旋轉角Ψ的條件下，可知有極值。例如，在圖4的曲線圖中，在Ψ＝44度的情況下，在約-30度處有極值。該Ψ＝44度的情況包含在陰影部5內。
圖4和圖10表明，即使歐拉角(0度、θ、Ψ)之中的θ相同，但根據電極的有無，給出類似的溫度特性曲線的Ψ也不相同。例如，如果觀察成為具有極值的邊界的Ψ，則在圖10中，Ψ＝43.7度，與此相對照，在圖4中，Ψ＝42.7度，比前者小1度。即，因為有電極存在，僅在用圖3的陰影部5定義的Ψ的範圍內不容易看到在-40～85℃的溫度範圍內具有極值(極大值或極小值)的溫度特性。因此，如果定義擴展到比將圖3的陰影部5的範圍的Ψ小1度的範圍(這就是陰影部4)與陰影部5的合計範圍，則無論有無電極，都可容易看到在-40～85℃的溫度範圍內具有極值(極大值或極小值)的溫度特性。於是，陰影部4與陰影部5的合計範圍用式1定義。
在圖5～圖8中示出了歐拉角為(0度、117度、Ψ)、(0度、129度、Ψ)、(0度、135度、Ψ)的諧振器型SAW器件的溫度特性。從這些圖可知，僅在用圖3的陰影部5定義的Ψ的範圍內不容易看到在-40～85℃的溫度範圍內具有極值(極大值或極小值)的溫度特性，但如果在陰影部4與陰影部5的合計範圍內，則可容易看到在-40～85℃的溫度範圍內具有極值(極大值或極小值)的溫度特性。
圖13示出了在式1的歐拉角的範圍內將極值設定為接近室溫的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的溫度特性曲線和歐拉角為(0度、123度、0度)的ST切割的彈性表面波器件的溫度特性曲線。如該圖所示，通過設定為式1所述的歐拉角的範圍，與ST切割的彈性表面波器件相比，可容易得到具有極值(極大值或極小值)的良好的溫度特性。
圖15是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的實施例1的圖。面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3以面內旋轉ST切割的石英片9作為基底基板。然後，在上述面內旋轉ST切割的石英片9的主表面上配置2個彈性表面波元件M1、M2，使得從各彈性表面波元件得到的彈性表面波的傳播方向Ψ1、Ψ2互不相同。並且，在上述2個彈性表面波元件M1、M2上設有IDT電極6。用於施加高頻電場的電端子7、8被連接到這些IDT電極6上。上述電端子7、8並不限定於圖15所示的端子位置。例如，在圖27所示的位置，電端子7、8也可被連接到IDT電極6上。在後面將要述及的實施例2～6中也是同樣的。
圖26示出了在本實施例的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3中，上述歐拉角的範圍內的彈性表面波的傳播角度與頂點溫度的關係的一例。
例如，在圖15中，將H/λ＝0.03的2個彈性表面波元件並聯電連接，並且如圖18所示，通過將各頂點溫度定為約50℃和約10℃，在寬溫度範圍內想得到良好的溫度特性時，從圖26可知，將2個彈性表面波元件M1、M2的傳播角度分別設定為(0度、123度、43度)、(0度、123度、43.4度)即可。即，2個彈性表面波元件M1、M2的夾角非常小，小至0.4度。
這樣，在式1的歐拉角的範圍內，可通過僅變更傳播方向來改變溫度特性的頂點溫度。即，可減小配置在同一面內旋轉ST切割的石英片9上的2個彈性表面波元件M1、M2的夾角。
圖24是在面內旋轉ST切割的石英片9上配置了2個彈性表面波元件M1、M2的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的溫度特性中，示出了相對於這種情形的使用溫度範圍0～60℃，頂點溫度為10℃和50℃的情形的曲線圖。例如，因製造工序而出現使各頂點溫度變為低值的趨勢時，從圖26可知，通過使2個彈性表面波元件M1、M2被配置在面內旋轉ST切割的石英片9上的角度比預定的角度小，可提高各頂點溫度，設成適當的值。另外，例如，在圖24中的使用溫度範圍向高溫一側改變時，通過使2個彈性表面波元件M1、M2被配置在面內旋轉ST切割的石英片9上的角度比預定的角度大，可很容易進行對應。
即，即使因製造工序而使上述2個彈性表面波元件M1、M2各自的溫度特性的頂點溫度Tp1、Tp2偏離所希望的值時，也可以在使用溫度範圍內得到良好的溫度特性。此外，即使在變更使用溫度範圍時，也可很容易變更溫度特性良好的溫度範圍。
按照該第1實施例，可得到如下的效果。
(1)在面內旋轉ST切割的石英片9上，通過將彈性表面波元件配置成彈性表面波的傳播方向互不相同，可減小彈性表面波元件的夾角。從而，可使配置了彈性表面波元件的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3小型化。
(2)對於因製造誤差及製造工序造成的溫度特性的偏移、使用溫度範圍的變更，也可很容易進行處理。
(3)在寬溫度範圍內可得到良好的溫度特性。
實施例2接著，根據
將本發明具體化了的實施例2。
圖19是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的實施例2的圖。在面內旋轉ST切割的石英片9的主表面上配置有3個彈性表面波元件M1～M3，這一點與實施例1不同。此外，上述3個彈性表面波元件M1～M3被配置成從各彈性表面波元件得到的彈性表面波的傳播方向Ψ1～Ψ3互不相同。
在圖19中，將H/λ＝0.03的3個彈性表面波元件M1～M3並聯電連接。這時，如圖22所示，在通過將各頂點溫度設定為約70度、約30度、約-10度，以在更寬溫度範圍內得到良好的溫度特性時，從圖26可知，將3個彈性表面波元件M1～M3的傳播角度分別設定為(0度、123度、42.8度)、(0度、123度、43.2度)、(0度、123度、43.6度)即可。即，給出最小頂點溫度的彈性表面波元件與給出最大頂點溫度的彈性表面波元件的夾角可減至非常小，小至0.8度。
這樣，在式1的歐拉角的範圍內，可通過稍微變更傳播方向來改變溫度特性的頂點溫度。即，可減小配置在同一面內旋轉ST切割的石英片9上的多個彈性表面波元件M1～Mn的夾角。
圖23是示出了在面內旋轉ST切割的石英片9上配置了3個彈性表面波元件M1～M3的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的溫度特性中，頂點溫度的最大值在使用溫度範圍以外的情形的曲線圖。由於相對於這時的使用溫度範圍-20℃～60℃，頂點溫度的最大值為70℃，即使因製造上的誤差而例如使各頂點溫度下降20℃，對使用溫度範圍內的頻率偏差的最大值和最小值也幾乎沒有影響。其結果是，即使因製造上的誤差而使上述彈性表面波元件M1～M3的各自的溫度特性的頂點溫度Tp1～Tp3偏離所希望的值時，也可得到在使用溫度範圍內的良好的溫度特性。
即，即使因製造工序而使上述彈性表面波元件M1～Mn的各自的溫度特性的頂點溫度Tp1～Tpn偏離所希望的值時，也可在使用溫度範圍內得到良好的溫度特性。進而，即使在變更使用溫度範圍時，也可很容易變更溫度特性良好的溫度範圍。
如以上詳細敘述的那樣，按照本實施例，除了同樣得到上述實施例1的效果(1)～(2)外，還可得到以下的效果。
(4)按照本實施例，可在更寬的使用溫度範圍內，得到良好的溫度特性，同時很容易進行處理更寬範圍的變更。
實施例3接著，根據
將本發明具體化了的實施例3。
圖16是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的實施例3的圖。在面內旋轉ST切割的石英片9的主表面上配置了2個彈性表面波元件M1、M2。將上述2個彈性表面波元件M1、M2配置成從它們得到的彈性表面波的傳播方向為互相相同的方向，在這一點上與實施例1～2不同。
圖25是2個彈性表面波元件M1、M2的剖面圖。在面內旋轉ST切割的石英片9的主表面上配置IDT電極6，該圖分別示出了IDT電極6的電極寬度t、電極間距p。從上述2個彈性表面波元件M1、M2得到的IDT電極的電極寬度/電極間距η1、η2(η＝電極寬度/電極間距)互不相同，在這一點上也與實施例1～2不同。
在本實施例3中，示出了電極間距p相同而電極寬度t不同的例子，但也可以電極間距p不同而電極寬度t相同。另外，電極間距p和電極寬度t也可以都不同。
圖14示出了在本實施例3的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3中，式1的歐拉角的範圍內的IDT電極的電極寬度/電極間距η與頂點溫度的關係的一例、和歐拉角為(0度、123度、0度)的ST切割的彈性表面波器件的IDT電極的電極寬度/電極間距η與頂點溫度的關係的一例。如該圖所示，面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3與ST切割的彈性表面波器件相比，因電極寬度/電極間距η造成的頂點溫度的變化較大。即，面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3可在更寬的溫度範圍內設定頂點溫度。由此，可很容易在更寬的溫度範圍內得到良好的溫度特性。
例如，在圖16中，將H/λ＝0.03的2個彈性表面波元件並聯電連接，並且如圖18所示，通過將各頂點溫度設定為約50℃和約10℃，以在寬溫度範圍內得到良好的溫度特性時，從圖14的曲線可求得2個彈性表面波元件M1、M2的IDT電極的η1、η2分別為約0.4、約0.55。
這樣，在式1的歐拉角的範圍內，通過將η不同的2個彈性表面波元件M1、M2配置在同一面內旋轉ST切割的石英片9上，可實現用一個彈性表面波元件無法實現的、優良的溫度特性。此外，可以使所配置的彈性表面波元件的IDT電極無傾斜地平行地配置，由此，可實現在面內旋轉ST切割的石英片9上配置了彈性表面波元件M1、M2的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的小型化。
圖24是在面內旋轉ST切割的石英片9上配置了2個彈性表面波元件M1、M2的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的溫度特性中，示出了相對於這種情形的使用溫度範圍0～60℃，頂點溫度為10℃和50℃的情形的曲線圖。另外，圖26示出了在本實施例的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3中，式1的歐拉角的範圍內Ψ與頂點溫度的關係的一例。
例如，按照製造工序，在圖24中各頂點溫度有成為低值的趨勢時，從圖26可知，通過使在面內旋轉ST切割的石英片9上配置2個彈性表面波元件M1、M2的角度比預定的角度小，可提高各頂點溫度，設定為適當的值。另外，例如，在圖24中的使用溫度範圍向高溫一側變化時，同樣地也通過使在面內旋轉ST切割的石英片9上配置2個彈性表面波元件M1、M2的角度比預定的角度大，可很容易進行對應。
即，即使因製造工序而使上述2個彈性表面波元件M1、M2的各自的溫度特性的頂點溫度Tp1、Tp2偏離所希望的值時，也可在使用溫度範圍內得到良好的溫度特性。進而，即使在變更使用溫度範圍時，也可很容易變更溫度特性良好的溫度範圍。
如以上詳細敘述的那樣，按照本實施例，除了同樣地得到上述實施例1的效果(1)～(3)外，還可得到以下的效果。
(5)由於所配置的彈性表面波元件的IDT電極可平行地配置，從而可進一步小型化。
實施例4接著，根據
將本發明具體化了的實施例4。
圖20是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的實施例4的圖。在面內旋轉ST切割的石英片9的主表面上配置了3個彈性表面波元件M1～M3。將上述3個彈性表面波元件M1～M3配置成從它們得到的彈性表面波的傳播方向為互相相同的方向。此外，從上述3個彈性表面波元件M1～M3得到的IDT電極的電極寬度/電極間距η1～η3(η＝電極寬度/電極間距)互不相同，在這一點上與實施例1～3不同。
在圖20中，將H/λ＝0.03的3個彈性表面波元件M1～M3並聯電連接，並且如圖22所示，通過將各自的頂點溫度定為約70℃、約30℃和約-10℃，以在更寬的溫度範圍內得到良好的溫度特性時，從圖14可知，3個彈性表面波元件的IDT電極的η1～η3分別為0.325、0.475、0.625即可。
這樣，在式1的歐拉角的範圍內，通過將η不同的3個彈性表面波元件配置在同一面內旋轉ST切割的石英片9上，可實現用一個彈性表面波元件無法實現的、優良的溫度特性，同時可以使所配置的3個彈性表面波元件的IDT電極無傾斜地平行地配置。
即，通過將η不同的多個彈性表面波元件M1～Mn配置在同一面內旋轉ST切割的石英片9上，可實現更為優良的溫度特性。此外，可將所配置的多個彈性表面波元件M1～Mn的IDT電極無傾斜地平行地配置。
圖23是示出了在面內旋轉ST切割的石英片9上配置了3個彈性表面波元件M1～M3的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的溫度特性中，頂點溫度的最大值在使用溫度範圍以外的情形的曲線圖。由於相對於該情形的使用溫度範圍-20℃～60℃，頂點溫度的最大值為70℃，所以即使因製造上的誤差而例如使各頂點溫度下降20℃，對使用溫度範圍內的頻率偏差的最大值和最小值也幾乎沒有影響。即，即使因製造上的誤差而使多個彈性表面波元件M1～Mn的各自的溫度特性的頂點溫度Tp1～Tpn偏離所希望的值時，也可在使用溫度範圍內得到良好的溫度特性。
如以上詳細敘述的那樣，按照本實施例，同樣可得到上述實施例1～3中的效果(1)、(2)、(4)、(5)。
實施例5接著，根據
將本發明具體化了的實施例5。
圖17是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的實施例5的圖。在面內旋轉ST切割的石英片9的主表面上，2個彈性表面波元件M1、M2被配置成從各彈性表面波元件得到的彈性表面波的傳播方向Ψ1、Ψ2互不相同。此外，從上述2個彈性表面波元件M1、M2得到的IDT電極6的電極寬度/電極間距η1、η2(η＝電極寬度/電極間距)互不相同，在這一點上與實施例1～4不同。
如圖26的曲線所示，在式1的歐拉角的範圍內，可通過稍微變更傳播方向來改變溫度特性的頂點溫度。即，可減小配置在同一面內旋轉ST切割的石英片9上的2個彈性表面波元件M1、M2的夾角。
另外，如圖14的曲線所示，在式1的歐拉角的範圍內，通過將η不同的2個彈性表面波元件M1、M2配置在同一面內旋轉ST切割的石英片9上，可實現用一個彈性表面波元件無法實現的、優良的溫度特性。此外，可將所配置的彈性表面波元件的IDT電極的角度平行地配置。
在本實施例中，通過使上述彈性表面波元件的傳播方向Ψ和IDT電極6的η(η＝電極寬度/電極間距)都不同，可進一步減小2個彈性表面波元件M1、M2的夾角，而不必使IDT電極6的η(η＝電極寬度/電極間距)極端地增大或減小來改變頂點溫度。特別是，隨著進入高頻而λ減小時，如果η極端地大，則很容易發生因異物造成的短路。另一方面，如果η極端地小，則電極變得容易斷線。本實施例具有使這些缺陷減少的效果。
如以上詳細敘述的那樣，按照本實施例，除了同樣可得到上述實施例1的效果(1)～(3)外，還可得到以下的效果。
(6)按照本實施例，隨著變成高頻頻率，必須減小電極寬度、電極間距，但可減少這種情形下所發生的IDT電極6的短路或斷線等缺陷。
實施例6接著，根據
將本發明具體化了的實施例6。
圖21是示出本發明的面內旋轉ST切割的彈性表面波器件3的實施例6的圖。在面內旋轉ST切割的石英片9的主表面上配置了3個彈性表面波元件M1～M3。將上述3個彈性表面波元件M1～M3配置成從它們得到的彈性表面波的傳播方向Ψ1～Ψ3互不相同。此外，上述彈性表面波元件M1～M3被配置成從它們得到的IDT電極的電極寬度/電極間距η1～η3(η＝電極寬度/電極間距)互不相同，在這一點上與實施例1～5不同。
在本實施例中，通過使上述彈性表面波元件的傳播方向Ψ和IDT電極6的η(η＝電極寬度/電極間距)都不同，可以進一步減小3個彈性表面波元件M1～M3的夾角，而不必使IDT電極6的η(η＝電極寬度/電極間距)極端地增大或減小來改變頂點溫度。即，可減小多個彈性表面波元件M1～Mn的夾角，而不必使多個IDT電極6的電極寬度/電極間距η(η＝電極寬度/電極間距)極端地增大或減小來改變頂點溫度。
如以上詳細敘述的那樣，按照本實施例，可同樣得到上述實施例1、2、5中的效果(1)、(2)、(4)、(6)。
權利要求
1.一種彈性表面波器件，它被配置成在以歐拉角(0度、113～135度、±(40～49度))切出的石英片的主表面上配置用於激勵瑞利波的至少一對IDT電極而成的多個即n個彈性表面波元件M1～Mn以相互並聯的關係連接，從該彈性表面波元件M1～Mn分別得到的彈性表面波的傳播方向Ψ1～Ψn之中至少有多個上述傳播方向互不相同，其特徵在於上述歐拉角為(0度、θ、Ψ)時，上述傳播方向Ψ1～Ψn在Ψ1～Ψn＝0.3295θ+3.3318度±1.125度的範圍內。
2.一種彈性表面波器件，它被配置成在以歐拉角(0度、113～135度、±(40～49度))切出的石英片的主表面上配置用於激勵瑞利波的至少一對IDT電極而成的多個即n個彈性表面波元件M1～Mn以相互並聯的關係連接，從上述彈性表面波元件M1～Mn的上述IDT電極分別得到的電極寬度/電極間距η1～ηn之中至少有多個上述電極寬度/電極間距互不相同，其特徵在於上述歐拉角為(0度、θ、Ψ)時，Ψ在Ψ＝0.3295θ+3.3318度±1.125度的範圍內。
3.一種彈性表面波器件，它被配置成在以歐拉角(0度、113～135度、±(40～49度))切出的石英片的主表面上配置用於激勵瑞利波的至少一對IDT電極而成的多個即n個彈性表面波元件M1～Mn以相互並聯的關係連接，從上述彈性表面波元件M1～Mn的上述IDT電極分別得到的電極寬度/電極間距η1～ηn之中至少有多個上述電極寬度/電極間距互不相同，而且，它還被配置成從該彈性表面波元件M1～Mn分別得到的彈性表面波的傳播方向Ψ1～Ψn之中至少有多個上述傳播方向互不相同，其特徵在於上述歐拉角為(0度、θ、Ψ)時，上述傳播方向Ψ1～Ψn在Ψ1～Ψn＝0.3295 θ+3.3318度±1.125度的範圍內。
4.如權利要求1～3的任一項中所述的彈性表面波器件，其特徵在於從上述彈性表面波元件M1～Mn分別得到的溫度特性的頂點溫度Tp1～Tpn之中至少有一個溫度處於使用溫度範圍以外。
5. 如權利要求1～4的任一項中所述的彈性表面波器件的溫度特性調整方法，其特徵在於通過調整在以歐拉角(0度、113～135度、±(40～49度))切出的上述石英片上配置上述彈性表面波器件的角度來調整溫度特性。
全文摘要
本發明提供一種彈性表面波器件及其溫度特性調整方法，可使多個彈性表面波元件以並聯關係連接配置到同一基板上的彈性表面波器件小型化，同時可在寬溫度範圍內得到良好的溫度特性。在以歐拉角(0度、113～135度、±(40～49度))切出的石英片的主表面上，多個彈性表面波元件被配置成各自的傳播方向ψ互不相同。而且，上述歐拉角為(0度、θ、ψ)時，如果將各上述傳播角度ψ設定在0.3295θ+3.3318度±1.125度的範圍內，則可減小上述傳播方向的差異。由此，可減小彈性表面波元件的夾角，實現彈性表面波器件的小型化。
文檔編號H03H9/25GK1497844SQ200310101519
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月1日 優先權日2002年10月4日
發明者神名重男 申請人:精工愛普生株式會社