表面声波谐振器、表面声波振荡器以及表面声波模块装置的制作方法

专利名称：表面声波谐振器、表面声波振荡器以及表面声波模块装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用压电基板的表面声波谐振器、表面声波振荡器以及表面声波模块
直O

背景技术：
以往，在电子设备中广泛利用了使用表面声波(Surface Acoustic Wave SAW)的表面声波谐振器。近年来，随着便携设备的普及，要求用于这些便携设备的表面声波谐振器小型化。为了实现表面声波谐振器的小型化，当减少由梳齿状电极形成的IDT(Interdigital Transducer 叉指式换能器)的对数时，会产生Q值的降低或CI (晶体阻抗)值的增加，存在无法充分得到表面声波谐振器的特性的问题。作为其对策，例如在专利文献1中，将交替配置有电极指的IDT划分为3个区域， 以2%以内的不同的固定周期长度形成各区域的IDT的电极指。这样，能够提高Q值，实现表面声波谐振器的小型化。并且，在专利文献2中公开了如下的IDT 采用在IDT的全长范围中IDT内的相邻的2个电极指的中心与中心之间的间隔变化的结构，由此，实现良好的电气耦合度。专利文献1 日本特开2004-194275号公报专利文献2 日本特表2004-523179号公报
发明概要发明要解决的问题但是，在上述专利文献1中，由于IDT的各区域的边界为周期长度的不连续部，因此表面声波的一部分产生转换成体波的模式转换。该体波放射到基板内，基于表面声波的谐振的Q值降低。这样，在专利文献1的现有技术中，不是高效提高Q值的结构。而且，在专利文献2中，电极指的间隔在IDT的全长范围中变化，虽然得到了良好的电气耦合度，但是，无法确切地提高Q值。用于解决问题的手段本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，可作为以下的形式或应用例来实现。[应用例1]本应用例的表面声波谐振器在压电基板上设有叉指式换能器IDT，该 IDT具有激励出表面声波的电极指，该表面声波谐振器的特征在于，所述IDT具有配置于中央部的第1区域、以及配置于该第1区域的两侧的第2区域和第3区域，在所述第1区域中频率固定，在所述第2区域和所述第3区域中包含如下部分在该部分中，随着从与所述第 1区域相邻的相邻部接近所述IDT的端部，频率依次降低，设所述第1区域中的频率为Fa、 所述第2区域中的与所述第1区域侧相反的一侧的端部的频率为FbM、所述第3区域中的与所述第1区域侧相反的一侧的端部的频率为Fcn时，各端部的频率变化为0. 9815 < FbM/Fa< 0. 9953，并且 0. 9815 < FcN/Fa < 0. 9953。
根据该结构，IDT具有配置于中央部的第1区域、以及配置于该第1区域的两侧的第2区域和第3区域，在第1区域中频率固定，在第2区域和第3区域中包含如下部分在该部分中，随着接近端部，频率依次降低。即，通过频率对IDT进行了加权。S卩，在振动位移大的第1区域中，重视通过减少表面声波的反射波彼此的相位偏移而带来的反射波彼此的叠加的加强，使区域内的频率固定。而在振动位移小的第2区域和第3区域中，牺牲反射波彼此的相位匹配，而形成频率依次降低的多个(优选为大量)部分，在多个部位(优选为大量部位)产生由频率差引起的表面声波向IDT中央部的反射。通过该加权，在IDT中央部的第1区域中，反射波彼此以相位偏移小的方式叠加， 所以确保了较大的振动位移，而且能增大表面声波从第2区域和第3区域向第1区域的反射，所以，IDT内的振动能量的封闭状态提高，能够提高Q值。而且，通过将第1区域中的频率Fa与第2区域中的端部的频率FbM、第3区域中的端部的频率Fcn之比(FbM/Fa、FcN/Fa)设定为上述范围，由此，与现有的表面声波谐振器相比，能够提高Q值，能够实现表面声波谐振器的小型化。[应用例2]在上述应用例的表面声波谐振器中，优选的是，0.9865( FbM/ Fa ^ 0. 9920，并且 0. 9865 ^ FcN/Fa ^ 0. 9920。通过将第1区域中的频率Fa与第2区域中的端部的频率FbM、第3区域中的端部的频率Fcn之比(FbM/Fa、FcN/Fa)设定为上述范围，由此，与现有的表面声波谐振器相比，能够大幅提高Q值，能够实现表面声波谐振器的进一步的小型化。[应用例3]在上述应用例的表面声波谐振器中，优选的是，在所述频率依次降低的部分中，设所述第2区域的一个部位的频率为Fbm、与其相邻的部位的频率为Fbm+1、且所述第3区域的一个部位的频率为Fcru与其相邻的部位的频率为Fcn+1时，相邻部位的频率变化为0 < |Fbm+1-Fbm|/Fbm < 0. 000225，并且 0 < | Fcn+1_Fcn |/Fcn < 0. 000225。根据该结构，通过将IDT的第2区域和第3区域中的相邻部位的频率变化 (|Fbm+1-Fbm|/Fbm、Fcn+1-Fcn |/Fcn)设定为上述范围内，由此，与现有的表面声波谐振器相比，能够提高Q值，能够实现表面声波谐振器的小型化。[应用例4]在上述应用例的表面声波谐振器中，优选的是，在所述第1区域中，相邻的2个电极指的中心与中心之间的电极指间隔固定，在所述第2区域中，所述电极指间隔形成为大于所述第1区域的所述电极指间隔，并且从与所述第1区域相邻的相邻部朝向所述IDT的一个端部依次增加，在所述第3区域中，所述电极指间隔形成为大于所述第1区域的所述电极指间隔，并且从与所述第1区域相邻的相邻部朝向所述IDT的另一个端部依次增加，设所述第1区域的电极指间隔为Pa、所述第2区域中的端部的电极指间隔为PbM、所述第3区域中的端部的电极指间隔为Pcn时，各端部的电极指间隔的变化为1. 0047 < PbM/ Pa < 1. 0188，并且 1. 0047 < PcN/Pa < 1. 0188。根据该结构，作为利用IDT的频率实现的加权，通过改变电极指间隔来改变频率。 在第1区域中电极指间隔固定，在第2区域和第3区域中，电极指间隔形成为从与第1区域相邻的相邻部朝向IDT的端部依次增加。通过该加权，在IDT中央部的第1区域中，确保了较大的振动位移，在其两侧的第2区域和第3区域中，能够增大表面声波的反射，所以，在 IDT内，振动能量的封闭状态提高，能够提高Q值。
而且，通过将第1区域的电极指间隔Pa与所述第2区域的端部的电极指间隔PbM、 所述第3区域的端部的电极指间隔Pcn之比(PbM/Pa、PcN/Pa)设定为上述范围，由此，与现有的表面声波谐振器相比，能够提高Q值，能够实现表面声波谐振器的小型化。[应用例5]在上述应用例的表面声波谐振器中，优选的是，1.0081≤PbM/ Pa ≤ 1. 0137，并且 1. 0081 ≤ PcN/Pa ≤ 1. 0137。通过将第1区域的电极指间隔Pa与所述第2区域的端部的电极指间隔PbM、所述第3区域的端部的电极指间隔Pcn之比(PbM/Pa、PcN/Pa)设定为上述范围，由此，与现有的表面声波谐振器相比，能够大幅提高Q值，能够实现表面声波谐振器的进一步的小型化。[应用例6]在上述应用例的表面声波谐振器中，优选的是，设所述第2区域的一个部位的电极指间隔为Pbm、与其相邻的部位的电极指间隔为Pbm+1、且所述第3区域的一个部位的电极指间隔为Pen、与其相邻的部位的电极指间隔为Pcn+1时，相邻部位的电极指间隔的变化为0 < I Pbm+1-Pbm I/Pbm < 0. 000225，并且 0 < | Pcn+1_Pcn |/Pcn < 0. 000225。根据该结构，通过将IDT的第2区域和第3区域中的相邻的电极指间隔的变化 (|Pbm+1-Pbm|/Pbm、Pcn+1-Pcn | /Pen)设定为上述范围内，由此，能够提高表面声波谐振器的Q值，能够实现表面声波谐振器的小型化。[应用例7]在上述应用例的表面声波谐振器中，优选的是，设所述IDT的电极指的对数为Ni、所述IDT中的所述第1区域的电极指的对数为Na时，所述第1区域的电极指的对数Na为2对以上，且处于Na/Ni ( 0. 312的范围内。根据该结构，通过如上地设定IDT的电极指的对数Ni与第1区域的电极指的对数 Na之比(Na/Ni)，由此，与现有的表面声波谐振器相比，能够提高Q值，能够实现表面声波谐振器的小型化。[应用例8]在上述应用例的表面声波谐振器中，优选的是，0.Ill ^ Na/ Ni ( 0. 285。根据该结构，通过如上地设定IDT的电极指的对数Ni与第1区域的电极指的对数 Na之比(Na/Ni)，由此，与现有的表面声波谐振器相比，能够大幅提高Q值，能够实现表面声波谐振器的进一步的小型化。[应用例9]在上述应用例的表面声波谐振器中，优选的是，在所述IDT的两侧具有反射器，将设置在所述IDT的一侧的反射器的电极指的对数设为Nrl、将设置在所述IDT的另一侧的反射器的电极指的对数设为Nr2时，处于Na/(Ni+Nrl+Nr2) ≤ 0. 24的范围内。根据该结构，通过如上地设定IDT的电极指的对数Ni和反射器的对数Nr之和与第1区域的电极指的对数Na之比(Na/(Ni+Nrl+Nr2))，由此，与现有的表面声波谐振器相比，能够大幅提高Q值，能够实现表面声波谐振器的进一步的小型化。[应用例10]在上述应用例的表面声波谐振器中，优选的是，0.088≤Na/ (Ni+Nrl+Nr2) ≤ 0.219。根据该结构，通过如上地设定IDT的电极指的对数Ni和反射器的对数Nr之和与第1区域的电极指的对数Na之比(Na/(Ni+Nrl+Nr2))，由此，与现有的表面声波谐振器相比，能够大幅提高Q值，能够实现表面声波谐振器的进一步的小型化。[应用例11]在上述应用例的表面声波谐振器中，优选的是，将用所述电极指的宽度除以相邻的所述电极指的中心与中心之间的间隔即电极指间隔而得到的值设为线占有率，在所述第1区域中，线占有率固定，在所述第2区域中，所述线占有率形成为大于所述第 1区域的所述线占有率，并且从与所述第1区域相邻的相邻部朝向所述IDT的一个端部依次增加，在所述第3区域中，所述线占有率形成为大于所述第1区域的所述线占有率，并且从与所述第1区域相邻的相邻部朝向所述IDT的另一个端部依次增加，设所述第1区域的线占有率为na、所述第2区域中的与所述第1区域侧相反的一侧的端部的线占有率为ηbM、 所述第3区域中的与所述第1区域侧相反的一侧的端部的线占有率为η cN时，各端部的线占有率的变化为ι. 15 < nbM/na< 1.70，并且 1. 15 < ncN/na<1.70。

根据该结构，作为利用IDT的频率实现的加权，通过改变线占有率来改变频率。在第1区域中线占有率固定，在第2区域和第3区域中，线占有率形成为从与第1区域相邻的相邻部朝向IDT的端部依次增加。通过该加强，在IDT中央部的第1区域中，确保较大的振动位移，而在IDT的端部的第2区域和第3区域中，振动位移小，增大表面声波的反射，所以，在IDT内，振动能量的封闭状态提高，能够提高Q值。而且，通过将所述第1区域的线占有率η a与第2区域中的端部的线占有率nbM、 第3区域中的端部的线占有率ncN之比(nbM/iia、ncN/na)设定为上述范围，由此，与现有的表面声波谐振器相比，能够提高Q值，能够实现表面声波谐振器的小型化。[应用例12]在上述应用例的表面声波谐振器中，优选的是，设所述第2区域的一个部位的线占有率为nbm、与其相邻的部位的线占有率为nbm+1、且所述第3区域的一个部位的线占有率为ncn、与其相邻的部位的线占有率为ncn+1时，相邻的部位的线占有率的变化为0. 0018 < I nbm+「nbml/ nbm < 0. 00885，并且 0. 0018 < | η cn+「η cn | / η cn < 0.00885。根据该结构，通过将IDT的第2区域和第3区域中的相邻部位的线占有率的变化 (| nbm+「nbm|/nbm、I n cn+1- n cn I / n cn)设定为上述范围内，由此，与现有的表面声波谐振器相比，能够提高Q值，能够实现表面声波谐振器的小型化。[应用例13]在上述应用例的表面声波谐振器中，优选的是，所述压电基板是石英基板。根据该结构，使用石英基板作为压电基板，所以，能够得到频率温度特性良好的表面声波谐振器。[应用例14]在本应用例的表面声波振荡器中，其特征在于，该表面声波振荡器在封装中搭载有电路元件以及上述表面声波谐振器。根据该结构，搭载了 Q值提高的小型化的表面声波谐振器，所以，能够提供小型的表面声波振荡器。[应用例15]在本应用例的表面声波模块装置中，其特征在于，该表面声波模块装置在电路基板上搭载有上述表面声波谐振器。根据该结构，搭载了 Q值提高的小型化的表面声波谐振器，所以，能够提供小型的表面声波模块装置。


图1是示出第1实施方式的表面声波谐振器的结构的平面示意图。图2是示出石英基板的切取角度和表面声波传播方向的说明图。
图3是示出第1实施方式的表面声波谐振器中的电极指位置与电极指间隔之间的关系的说明图。图4是示出第1实施方式的表面声波谐振器中的电极指位置与频率之间的关系的说明图。图5是示出第1实施方式的表面声波谐振器中的电极指位置与电极指间隔的变化率的说明图。图6是示出电极指的总对数与Q值之间的关系的曲线图。图7是示出电极指的总对数中的IDT与反射器的对数的明细的表。图8是示出电极指间隔的变化率与Q值之间的关系的曲线图。 图9是示出与电极指间隔的变化率对应的标准化电极指间隔与标准化频率的表。图10是示出反射器的电极指间隔和IDT的第1区域中的构成同极性的电极指间隔之比与Q值之间的关系的曲线图。图11是示出第1区域的对数占IDT对数总体的比例与Q值之间的关系的曲线图。图12是示出第1区域的对数占总对数的比例与Q值之间的关系的曲线图。图13是示出相邻电极指的电极指间隔的改变量与Q值之间的关系的曲线图。图14是示出相邻电极指的频率的变化量与Q值之间的关系的曲线图。图15是示出标准化膜厚与频率变化量之间的关系的曲线图。图16是示出变形例1的电极指位置与电极指间隔的变化率的说明图。图17是示出变形例2的电极指位置与电极指间隔的说明图。图18是示出变形例2的电极指位置与频率之间的关系的说明图。图19是示出变形例3的电极指位置与电极指间隔的说明图。图20是示出变形例3的电极指位置与频率之间的关系的说明图。图21是示出变形例4的电极指位置与电极指间隔的说明图。图22是示出变形例4的电极指位置与频率之间的关系的说明图。图23是示出变形例5的电极指位置与电极指间隔的说明图。图24是示出变形例5的电极指位置与频率之间的关系的说明图。图25是示出变形例6的电极指位置与电极指间隔的说明图。图26是示出变形例6的电极指位置与频率之间的关系的说明图。图27是示出变形例7的电极指位置与电极指间隔的说明图。图28是示出变形例7的电极指位置与频率之间的关系的说明图。图29是说明面内旋转ST切石英基板的说明图。图30是示出电极指间隔的变化率与Q值之间的关系的曲线图。图31是示出第2实施方式的表面声波谐振器的表面声波谐振器结构的平面示意图。图32是示出第2实施方式的表面声波谐振器中的电极指位置与线占有率之间的关系的说明图。图33是示出第2实施方式的表面声波谐振器中的线占有率与频率之间的关系的说明图。图34是说明线占有率的示意图。
图35是示出IDT端 部中的电极指的标准化线宽与Q值之间的关系的曲线图。

图36是示出相邻电极指的线占有率的变化率与Q值之间的关系的曲线图。图37是示出第2实施方式的表面声波振荡器的概略剖面图。图38是第3实施方式的搭载了表面声波谐振器而构成接收机模块的电路框图。图39是示出现有的表面声波谐振器的概略的说明图。图40是说明线占有率的示意图。图41是示出IDT和反射器的对数之和(总对数)与Q值之间的关系的曲线图。图42是示出总对数中的IDT与反射器的对数的明细的表。图43是示出另一现有的表面声波谐振器的概略的说明图。
具体实施例方式下面，根据附图来说明本发明具体化的实施方式。另外，在以下说明所使用的各图中，适当变更了各个部件的尺寸比例，以使各个部件成为可识别的大小。(作为比较例的表面声波谐振器)首先，为了理解本发明并与实施方式进行比较，对作为比较例的表面声波谐振器进行说明。图39是示出普通的表面声波谐振器的概略的说明图。表面声波谐振器100在作为压电基板的石英基板101上具有由梳齿状电极构成的 IDT 102以及一对反射器103，这一对反射器103形成为在表面声波传播的方向(箭头H方向)上从两侧夹着IDT 102。当用欧拉角(φ、θ、ψ)表示切面和表面声波传播方向时，石英基板101是欧拉角为(0°、38°、90° )的石英基板。IDT 102是通过交替排列电极性不同的电极指102a、102b而形成的。将这2个电极指102a、102b称为一对电极指。并且，在IDT内，相邻的电极指102a与电极指102b的中心与中心之间的间隔、即电极指间隔PT形成为相同。反射器103排列有多个电极指103a，形成为电中性。并且，在反射器103内，相邻的电极指103a的中心与中心之间的间隔、即电极指间隔PTr形成为相同。这里，将IDT 102和反射器103中的电极指在表面声波传播的方向上所占的比例称为线占有率H。详细地说，如图40所示，当设电极指102a、102b的线宽为L、与相邻的电极指之间(未形成电极指的间隙部分)的尺寸为S、相邻的电极指间隔为PT时，PT = S+(L/2+L/2)、线占有率n (L/2+L/2)/PT = L/PT。该线占有率n被设定为0. 5。另外，IDT 102和反射器103由金属材料铝(Al)形成，且被设定为规定的膜厚 (0.06 λ :λ为表面声波的波长)。而且，电极指的线宽被设定为0.25 λ。并且，IDT 102 中的电极指的对数为100对，反射器103分别被设定为15对(30个)(总对数为130对)。 IDT 102的电极指间隔为5. 1743 μ m，频率为314. 316MHz。反射器103的电极指间隔PTr被设定为5. 2003 μ m。在以上这种表面声波谐振器100中，在IDT 102中激励出SH(Shear Horizontal) 波，作为特性，实现了 Q值10600。
这种结构的表面声波谐振器100的Q值随IDT 102和反射器103的电极指对数而变动。图41是示出IDT和反射器中的对数之和(总对数)与Q值之间的关系的曲线图。 图42是示出图41的总对数中的IDT与反射器的对数的明细的表。关于总对数，如图42所示，针对IDT的电极指的对数被固定为100对、而改变左右的反射器的对数时的Q值进行了调查。

如图41所示，当总对数增多时，Q值提高而增大。在总对数为110 170对左右时，相对于对数的增加，Q值的增加也增大，但是，当总对数超过170对时，相对于对数的增力口，Q值的增加减小，接近饱和状态。这样，可以通过增加电极指的总对数来提高Q值，但是，对数增多会使表面声波谐振器的尺寸增大，与表面声波谐振器的小型化相悖。关于表面声波谐振器的小型化，需要利用较少的电极指的总对数来提高Q值。接着，对另一种表面声波谐振器进行说明。 图43是示出基于日本特开2004-194275号公报的发明的表面声波谐振器的概略的说明图。表面声波谐振器110在作为压电基板的石英基板111上具有IDT 112以及在表面声波传播的方向上形成的一对反射器113。在日本特开2004-194275号公报的发明中，没有示出SH波的具体结构例，所以，为了与本申请发明进行比较，根据日本特开2004-194275号公报的发明，通过仿真和试验，求出高效激励出SH波的设计条件，作为表面声波谐振器的特性，对Q值进行了测定。当用欧拉角(φ、θ、ψ)表示切面和表面声波传播方向时，石英基板111是欧拉角为(0°、38°、90° )的石英基板。IDT 112被划分为中央部的第1区域114a及其两侧的第2区域114b和第3区域 114c这3个区域。这里，设相邻的电极指112a与电极指112b的中心与中心之间的间隔为电极指间隔PT。在各区域内电极指间隔PT相同，但是，随区域不同，电极指间隔PT形成为不同。设第1区域114a的电极指间隔为PTc、第2区域114b和第3区域114c的电极指间隔为PTs时，存在PTc < PTs的关系。反射器113排列有多个电极指113a，且形成为电中性。并且，当设相邻的电极指 113a的中心与中心之间的间隔、即电极指间隔为PTr时，存在PTc < PTs < PTr的关系。并且，IDT 112中激励出的表面声波在箭头H方向上传播，表面声波在电极指 112a、112b交叉的方向上行进。另外，IDT 112和反射器113由金属材料铝(Al)形成，且被设定为规定的膜厚 (0. 06 λ :λ为表面声波的波长)。并且，IDT 112中的电极指的对数为100对，其中，第1 区域114a被设定为20对，第2区域114b和第3区域114c分别被设定为40对。而且，反射器113分别被设定为15对，构成总对数为130对的表面声波谐振器110。关于IDT 112的电极指间隔，在第1区域114a中为PTc = 5. 1743 μ m，在第2区域 114b和第3区域114c中为PTs = 5. 2003 μ m,关于频率，在第1区域114a中为314. 316MHz, 在第2区域114b和第3区域114c中为312. 744MHz。而且，反射器113的电极指间隔PTr 被设定为5. 2260 μ m。并且，线占有率η被设定为0. 5。
在以上这种表面声波谐振器110中，在IDT 112中激励出SH(Shear Horizontal) 波，作为特性实现了 Q值12700。(第1实施方式)接着，对本实施方式的表面声波谐振器进行说明。图1是示出本实施方式的表面声波谐振器的结构的平面示意图。图2是示出石英基板的切取角度和表面声波传播方向的说明图。图3是示出本实施方式的表面声波谐振器中的电极指位置与电极指间隔之间的关系的说明图。图4是示出本实施方式的表面 声波谐振器中的电极指位置与频率之间的关系的说明图。图5是示出本实施方式的表面声波谐振器中的电极指位置与电极指间隔的变化率的说明图。如图1所示，表面声波谐振器1在作为压电基板的石英基板11上具有由梳齿状电极构成的IDT 12以及一对反射器13，这一对反射器13形成为在表面声波传播的方向上从两侧夹着IDT 12。当用欧拉角(φ、θ、ψ)表示切面和表面声波传播方向时，石英基板11是欧拉角为(-1° +1°、26.0° 40. 7°、85° 95° )的石英基板。如图2所示，石英的晶轴由X轴(电轴)、Y轴(机械轴)以及Z轴(光轴)来定义，欧拉角(0°、0°、0° )表示与Z轴垂直的石英Z板8。这里，欧拉角的φ (未图示)与石英Z板8的第1旋转相关，是以Z轴为旋转轴、将从+X轴向+Y轴侧旋转的方向设为正旋转角度的第1旋转角度。欧拉角的θ与石英Z板8在第1旋转后进行的第2旋转相关，是以第1旋转后的X轴为旋转轴、将从第1旋转后的+Y轴向+Z轴侧旋转的方向设为正旋转角度的第2旋转角度。石英基板11的切面由第1旋转角度φ和第2旋转角度θ决定。欧拉角的Ψ与石英Z板8在第2旋转后进行的第3旋转相关，是以第2旋转后的Z轴为旋转轴、 将从第2旋转后的+X轴向第2旋转后的+Y轴侧旋转的方向设为正旋转角度的第3旋转角度。利用相对于第2旋转后的X轴的第3旋转角度Ψ来表示表面声波的传播方向。表面声波谐振器1使用了第1旋转角度φ为-1° +1°、第2旋转角度θ为26.0° 40. 7° 的石英基板11。而且，以使表面声波的传播方向处于Ψ =85° 95°的范围的方式配置 IDT 12。该角度Ψ还称为面内旋转角。该石英基板的频率相对于温度变化的变动小，频率温度特性良好。IDT 12是以电极性不同的方式交替排列电极指12a、12b而形成的。在本实施方式中，将这2个电极指12a、12b计为一对电极指。如图1、图3所示，IDT 12被划分为3个区域，中央部为第1区域14a，其两侧为第 2区域14b和第3区域14c。第1区域14a中的电极指的对数为20对，第2区域14b中的电极指的对数为40对，第3区域14c中的电极指的对数为40对，IDT 12的对数被设定为 100 对。这里，设相邻的电极指12a与电极指12b的中心与中心之间的间隔为电极指间隔。 第1区域14a内的电极指间隔为Pa，且是相同的。第2区域14b内的电极指间隔按Pbtl PbM变化。第2区域14b的电极指间隔以如下方式变化从与第1区域14a相邻的部分朝向IDT 12的一个端部，电极指间隔依次增大。并且，第3区域14c内的电极指间隔按Pctl Pcn变化。第3区域14c的电极指间隔以如下方式变化从与第1区域14a相邻的部分朝向 IDT 12的另一个端部，电极指间隔依次增大。
反射器13排列有多个电极 指13a，且形成为电中性。其中，反射器13可以接地，也可以与电极指12a和12b中的一方连接。并且，相邻的电极指13a的中心与中心之间的间隔即电极指间隔为Pr，且是相同的。在反射器13中，将相邻的2个电极指13a计为一对电极指，在本实施方式中，左右分别配置有15对(30对)电极指13a。另外，IDT 12和反射器13由金属材料铝(Al)形成，规定的膜厚被设定为 0. 06 λ ( λ为表面声波的波长)。而且，电极指的线宽被设定为0. 25 λ。电极指间隔为 Pa = 5. 1743ym、PbM = Pcn = 5. 2354 μ m、Pr = 5. 2003 μ m。图4是将图3的电极指间隔表示为频率的曲线图。在IDT 12的第1区域14a中，频率为Fa，且是固定的。第2区域14b内的频率按 Fb0 FbM变化。第2区域14b的频率以如下方式变化从与第1区域14a相邻的部分朝向 IDT 12的一个端部，频率依次减小。第3区域14c内的频率按Fctl Fcn变化。第3区域 14c的频率以如下方式变化从与第1区域14a相邻的部分朝向IDT 12的另一个端部，频率依次减小。另外，频率为Fa = 314. 316MHz、FbM = Fcn = 310. 666MHz。接着，对表面声波谐振器中的电极指位置与电极指间隔的变化率的关系进行说明。图5示出了以IDT 12的第1区域14a的电极指间隔为基准的电极指间隔的变化率与电极指位置之间的关系。从与第1区域14a相邻的部分朝向IDT 12的两个端部，电极指间隔形成为依次增大，在IDT 12的两个端部中，电极指间隔的变化率(PbM-Pa)/PaX 100和 (PcN-Pa)/PaX 100为1. 2%.并且，反射器13中的电极指间隔的变化率(Pr-Pa)/PaX 100 为 0. 5%。该表面声波谐振器1构成为，IDT 12的电极指12a、12b彼此的电极性为异性，对 IDT 12施加交变电压，由此，激励出作为表面声波的SH波。在IDT 12中激励出的SH波在箭头H方向上传播，SH波在电极指12a、12b交叉的方向上行进。在以上这种表面声波谐振器1中，在IDT 12中激励出SH波，作为特性实现了 Q值 20000。这样，在IDT的第1区域中频率固定，在第2区域和第3区域中包含如下部分在该部分中，频率随着接近端部而依次降低。即，在IDT的两个端部中，利用频率对IDT进行加权，使得频率低于第1区域的频率。关于在表面声波谐振器中产生的表面声波的驻波，在配置于IDT中央的第1区域中，该驻波的振动位移大，在配置于其两侧的第2区域和第3区域中，该驻波的振动位移小。在振动位移大的第1区域中，通过将电极指间隔设为固定，能够加强表面声波的反射波彼此的叠加。而在振动位移小的第2区域和第3区域中，朝向IDT 12的两端部而依次增大电极指间隔，由此，能够增加由频率差引起的针对第1区域的反射波的量，能够提高振动能量在IDT内的封闭效果。因此，通过该加权，能够提高表面声波谐振器的Q值。在振动位移大的第1区域中，当依次改变频率时，表面声波的反射波彼此的相位偏差增大，难以实现反射波彼此的高效叠加。进而，因从表面声波转换为体波而导致的损失 (转换损失)也增大。
在振动位移小的第2区域和第3区域中，当依次改变频率时，也容易产生反射波彼此的相位偏差以及转换成体波的转换损失，但与此相比，下述效果更显著在多个部位产生因频率差引起的表面声波的反射，即增加了针对第1区域的反射波的量。另外，关于因频率差引起的表面声波的反射，在日本特开平10-335966号公报中进行了详细公开，所以这里省略说明。在本实施方式中，作为使IDT端部的频率比第1区域的频率低的手段，通过设定较宽的IDT的电极指间隔来进行应对。接着，对本发明的表面声波谐振器所具有的特性进行详细说明。图6是示出IDT和反射器中的电极指的对数之和(总对数)与Q值之间的关系的曲线图。图7是示出图6的电极指的总对数中的IDT与反射器的对数的明细的表。IDT的电极指的对数总体为100对，第1区域的对数固定为20对，第2区域和第3 区域的对数分别固定为40对。然后，对改变左右的反射器的对数时的Q值进行了调查。在图6中，为了进行比较，一并记载了所述现有的表面声波谐振器100的数据。如图6所示，在本发明的表面声波谐振器1中，当电极指的总对数增多时，表面声波谐振器的Q值提高而增大。在总对数为110 140对左右时，相对于对数的增加，Q值的增加也增大，但是，当总对数超过150对时，相对于对数的增加，Q值的增加减小，接近饱和状态。根据该图可知，与现有的表面声波谐振器100相比，在本实施方式的表面声波谐振器1中，电极指的总对数处于110 150对这一电极指对数较少的范围内，Q值提高显著。 例如，在总对数为130对时，能够得到Q值20000。这样，在本实施方式中，即使电极指的对数较少，也能够提高Q值，所以能够实现表面声波谐振器的小型化。并且，例如在实现Q值10000的表面声波谐振器的情况下，对于现有的表面声波谐振器100，需要总对数为130对，而对于本发明的表面声波谐振器1，在总对数为105对时， 就能够实现Q值10000。这样，本发明的表面声波谐振器1能够在不使Q值劣化的情况下实现小型化。图8是示出IDT端部中的电极指间隔的变化率与Q值之间的关系的曲线图。关于电极指间隔的变化率，如图5中说明的那样，以IDT的第1区域的电极指间隔为基准，以百分率来表示IDT端部中的电极指间隔(变化最大的部分的电极指间隔)的增加量。随着电极指间隔的变化率增大，Q值上升，在电极指间隔的变化率大约为1.2% 时，得到最大的Q值，当电极指间隔的变化率进一步增大时，Q值降低。根据该曲线图，如果电极指间隔的变化率为3. 02%以下，则可以改变电极指间隔来提高Q值。而且，如果电极指间隔的变化率超过0. 47%且小于1.88%，则能够得到超过现有的表面声波谐振器100的Q值12700的Q值。并且，如果电极指间隔的变化率为0. 72% 以上且1.49%以下，则能够得到17300以上的Q值。进一步，如果电极指间隔的变化率为 0.81%以上且1. 37%以下，则能够得到18500以上的Q值。这里，可以通过下式求出IDT中的频率。F = V/λ = V/2P ... (1)其中，F为频率，V为表面声波的传播速度，λ为表面声波的波长，P为电极指间隔。
使用上式(1)的关系，根据电极指间隔的变化率，换算出图9所示的值。Pa是第1区域中的电极指间隔，PbM是第2区域中的端部的电极指间隔，Pcn是第 3区域中的端部的电极指间隔。这里，利用第1区域的电极指间隔Pa对各个电极指间隔进行标准化(PbM/Pa、PcN/Pa)来进行表示。并且，Fa是第1区域中的频率，FbM是第2区域中的端部的频率，Fcn是第3区域中的端部的频率。这里，利用第1区域的频率Fa对各个频率进行标准化(FbM/Fa、FcN/Fa)来进行表示。根据该结果，使用对电极指间隔的变化率进行标准化后的电极指间隔或者标准化后的频率，可以换个方式来表示能得到所述良好Q值的范围。例如可知，如果标准化后的电极指间隔(PbM/Pa、PcN/Pa)为1. 0302以下，则能够得到改变电极指间隔的效果。而且，如果标准化后的电极指间隔(PbM/Pa、PcN/Pa)超过1. 0047 且小于1. 0188，则能够得到超过现有的表面声波谐振器110的Q值12700的Q值。并且， 如果标准化后的电极指间隔(PbM/Pa、PcN/Pa)为1. 0072以上且1. 0149以下，则能够得到 17300以上的Q值。进一步，如果标准化后的电极指间隔(PbM/Pa, PcN/Pa)为1.0081以上且1. 0137以下，则能够得到18500以上的Q值。并且可知，如果标准化后的频率(FbM/Fa、FcN/Fa)为0. 9707以上，则能够得到改变电极指间隔的效果。而且，如果标准化后的频率(FbM/Fa、FcN/Fa)超过0.9815且小于 0. 9953，则能够得到超过现有的表面声波谐振器110的Q值12700的Q值。并且，如果标准化后的频率(FbM/Fa、FcN/Fa)为0. 9853以上且0. 9929以下，则能够得到17300以上的Q 值。进一步，如果标准化后的频率(FbM/Fa、FcN/Fa)为0. 9865以上且0. 9920以下，则能够得到18500以上的Q值。图10是示出反射器的电极指间隔和IDT的第1区域中的构成同极性的电极指间隔之比与Q值之间的关系的曲线图。如图1所示，设IDT 12的第1区域中的构成同极性的电极指的中心与中心之间的间隔为Lt，设反射器13的与一个电极指的两侧相邻的电极指的中心与中心之间的间隔为 Lr。而且，图10示出了 Lt/Lr与Q值之间的关系。根据图10的曲线图可知，在Lt/Lr为0.980 1.000的范围内，随着Lt/Lr增大， Q值降低。即，反射器的电极指间隔Lr大于IDT的电极指间隔Lt时，Q值增大。该趋势与现有的表面声波谐振器100相同。接着，说明以相同的电极指间隔Pa形成的第1区域的对数对Q值的影响。图11是示出第1区域的对数占IDT对数总体的比例与Q值之间的关系的曲线图。根据该曲线图可知，随着第1区域的对数占IDT对数总体的比例增大，Q值上升， 当第1区域的对数大约为20%时，Q值最大，以后，当第1区域的对数的比例增大时，Q值降低。根据该结果可知，如果第1区域的对数占IDT对数总体的比例为31. 2%以下，则能够确保Q值为17300以上。并且，如果第1区域的对数占IDT对数总体的比例处于11. 1% 以上且28. 5%以下的范围，则能够确保Q值为18500以上。另外，为了确保稳定的特性，优选第1区域的对数为2对以上。图12是示出第1区域的对数占IDT对数与反射器对数之和即总对数的比例与Q值之间的关系的曲线图。反射器的对数是设于IDT的一侧的反射器的电极指的对数Nrl与设于IDT的另一侧的反射器的电极指的对数Nr2之和。根据该曲线图可知，随着第1区域的对数占IDT对数总体的比例增大，Q值上升， 当第1区域的对数大约为16%时，Q值最大，以后，当第1区域的对数的比例增大时，Q值降低。根据该结果可知，如果第1区域的对数占总对数的比例为24%以下，则能够确保 Q值为17300以上。并且，如果第1区域的对数占IDT对数总体的比例处于8. 8%以上且 21. 9%以下的范围，则能够确保Q值为18500以上。另外，为了确保稳定的特性，优选第1区域的对数为2对以上。并且，设于IDT的一侧的反射器的电极指的对数Nrl与设于IDT的另一侧的反射器的电极指的对数Nr2不必为相同的对数。接着，对第2区域和第3区域中相邻电极指的电极指间隔的改变量或频率的变化量与Q值之间的关系进行说明。图13是示出相邻电极指的电极指间隔的改变量与Q值之间的关系的曲线图。设第2区域的一个部位的电极指间隔为Pbm、与其相邻的部位的电极指间隔为 Pbm+1时，相邻电极指的电极指间隔的改变量为|Pbm+1-Pbm|/Pbm。并且，设第3区域的一个部位的电极指间隔为Pen、与其相邻的部位的电极指间隔为Pcn+1时，相邻电极指的电极指间隔的改变量为|Pcn+1-Pcn|/Pcn。根据该曲线图可知，随着相邻的电极指间隔的改变量增大，Q值降低。在相邻的电极指间隔的改变量处于 0 < I Pbnv1-Pbm I /Pbm <0. 000225 且 0< | Pcn+1_Pcn | /Pcn < 0. 000225的范围时，与现有的表面声波谐振器100相比，Q值提高，能够确保超过12700的值。图14是示出相邻电极指的频率的变化量与Q值之间的关系的曲线图。设所述第2区域的一个部位的频率为Fbm、与其相邻的部位的频率为Fbm+1时，相邻电极指的频率变化量为|Fbm+1-Fbm|/Fbm。并且，设第3区域的一个部位的频率为Fen、与其相邻的部位的频率为Fcn+1时，相邻部位的频率变化量为|Fcn+1-Fcn|/Fcn。根据该曲线图可知，随着相邻电极指间隔的频率变化量增大，Q值降低。当相邻部位的频率变化为0 < Fbm+1-Fbm | /Fbm < 0. 000225 且 0 < Fcn+「Fcn | / Fcn < 0. 000225的范围时，与现有的表面声波谐振器100相比，Q值提高，能够确保超过 12700的值。接着，对标准化膜厚与频率变化量的关系进行说明。图15是示出标准化膜厚与频率变化量之间的关系的曲线图。标准化膜厚H/λ是通过如下方式得到的设IDT的电极膜的厚度为H、表面声波的波长为λ，利用波长λ对电极膜的厚度H进行标准化，由此得到该标准化膜厚H/λ。在图15中，为了进行比较，一并记载了现有的表面声波谐振器100的数据。根据该曲线图可知，在现有的表面声波谐振器100中，当标准化膜厚H/λ变动 0. 001时，频率大约变动465ppm，而在本实施方式的表面声波谐振器1中，相对于标准化膜厚H/ λ的变动0. 001，频率的变动大约为432ppm。
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这样，本实施方式的表面声波谐振器1与现有的表面声波谐振器100相比，相对于标准化膜厚H/λ的变化，频率变化量较小。即，能够减小频率相对于IDT的膜厚偏差的变动。由此，能够减小表面声波谐振器的制造中因IDT的膜厚引起的频率偏差，频率管理变得
容易ο以上，在本实施方式的表面声波谐振器1的IDT中，在配置于中央部的第1区域中频率固定，在配置于其两侧的第2区域和第3区域中包含如下部分在该部分中，随着接近端部，频率依次降低。在第1区域中，为了使频率固定，采用了具有相等电极指间隔的周期结构，通过采取该等间距的周期结构，由此，在相邻的电极端面中被反射的表面声波处于等相位状态(同相状态)，产生较强的谐振状态。对于IDT有限的现实的谐振器，在相对于表面声波的传播方向从前后充分叠加了反射波的IDT的中央部中，处于驻波状态，实现了较强的谐振状态，表面的位移也增大。另一方面，在IDT的第2区域和第3区域中，反射波彼此的叠加较弱，表面的位移也小，但作为非周期结构，通过使该部分的频率低于IDT中央部，由此，即使反射波的叠加处于更弱的状态，也能够增强谐振器总体的能量封闭状态，作为谐振器的谐振状态增强，能够提高Q值。这样，为了提高作为谐振器的Q值，优选的是在IDT中央部采用具有相等电极指间隔的周期结构，在IDT端部采用降低频率的非周期结构，以成为较强的谐振状态。特别有效的方式是，越接近谐振状态弱的IDT端部，使频率越低。下面，对第1实施方式的表面声波谐振器的变形例进行说明。(变形例1)图16是示出变形例1的表面声波谐振器的电极指位置与电极指间隔的变化率的说明图。变形例1与第1实施方式相比，反射器中的电极指间隔的变化率不同。电极指间隔形成为从与第1区域相邻的部分朝向IDT的两端部依次增大，在IDT 的两端部中，电极指间隔的变化率为1.2%。并且，反射器中的电极指间隔的变化率为 2. 0%。在第1实施方式中，反射器中的电极指间隔的变化率形成为比IDT的端部中的电极指间隔的变化率小，但是，如图16所示，反射器中的电极指间隔的变化率也可以形成为比IDT的端部中的电极指间隔的变化率大。在这种结构中，也能够得到与第1实施方式相同的效果。(变形例2)图17是示出表面声波谐振器的变形例2的电极指位置与电极指间隔的说明图。与第1实施方式相比，变形例2构成为IDT的第2区域和第3区域的端部中的电极指间隔(频率)分别不同。IDT的第1区域内的电极指间隔为Pa，且是相同的。第2区域内的电极指间隔按 Pb。 PbM变化。第2区域的电极指间隔以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT 的一个端部，电极指间隔依次增大。并且，第3区域内的电极指间隔按PC(I PCN变化。第 3区域的电极指间隔以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT的另一个端部，电极指间隔依次增大。而且，第2区域和第3区域的端部的电极指间隔为PbM Φ Pcno并且，反射器的相邻电极指的中心与中心之间的间隔即电极指间隔为Pr，且是相同的。第1区域中的电极指的对数为20对，第2区域中的电极指的对数为40对，第3区域中的电极指的对数为40对，IDT的对数被设定为100对。反射器在左右分别配置有15对电极指。另外，电极指间隔为Pa = 5. 1743 μ m、PbM = 5. 2354 μ m、Pcn = 5. 2364 μ m、Pr = 5. 2003 μ m。图18是将图17的电极指间隔表示为频率的曲线图。在IDT的第1区域中，频率为Fa，且是固定的。第2区域内的频率按Fbtl FbM变化。而且，第2区域的频率以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT的一个端部，频率依次减小。第3区域内的频率按Fctl Fcn内变化。第3区域的频率以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT的另一个端部，频率依次减小。而且，第2区域和第 3区域的端部的频率为FbM Φ Fcno另外，频率为Fa = 314. 316MHz、FbM = 310. 648MHz、FcN = 310. 588MHz。在以上这种结构的表面声波谐振器中，在IDT中激励出表面声波，作为特性，实现了 Q 值 19700。(变形例3)图19是示出表面声波谐振器的变形例3的电极指位置与电极指间隔的说明图。与第1实施方式相比，变形例3构成为IDT的第2区域和第3区域的对数分别不同。IDT的第1区域内的电极指间隔为Pa，且是相同的。第2区域内的电极指间隔按 Pb。 PbM变化。第2区域的电极指间隔以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT 的一个端部，电极指间隔依次增大。并且，第3区域内的电极指间隔按PC(I PCN变化。第 3区域的电极指间隔以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT的另一个端部，电极指间隔依次增大。而且，第2区域和第3区域的端部的电极指间隔为PbM = Pcno并且，反射器的相邻电极指的中心与中心之间的间隔即电极指间隔为Pr，且是相同的。第1区域中的电极指的对数为20对，第2区域中的电极指的对数为40对，第3区域中的电极指的对数为35对，IDT的总对数被设定为95对。反射器在左右分别配置有15 对电极指。另夕卜，电极指间隔为Pa = 5. 1743ym、PbM = Pcn = 5. 2354 μ m、Pr = 5. 2003 μ m。并且，图20是将图19的电极指间隔表示为频率的曲线图。在IDT的第1区域中，频率为Fa，且是固定的。第2区域内的频率按Fbtl FbM变化。而且，第2区域的频率以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT的一个端部， 频率依次减小。第3区域内的频率按Fctl Fcn变化。第3区域的频率以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT的另一个端部，频率依次减小。另外，频率为Fa = 314. 316MHz、FbM = Fcn = 310. 666MHz。在以上这种结构的表面声波谐振器中，在IDT中激励出表面声波，作为特性，实现 7 Q 值 18500。(变形例4)
图21是示出表面声波谐振器的变形例4的电极指位置与电极指间隔的说明图。与第1实施方式相比，变形例4在IDT的第2区域和第3区域的端部，具有电极指间隔相同的部分。IDT的第1区域内的电极指间隔为Pa，且是相同的。第2区域的电极指间隔以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT的一个端部，电极指间隔依次增大。第2区域内的电极指间隔按Pbtl PbM变化，在IDT的一个端部，具有电极指间隔为Pbf且相同的部分。IDT的端部的电极指间隔Pbf形成为比第2区域内的电极指间隔PbM小。并且，第3区域的电极指间隔以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT 的另一个端部，电极指间隔依次增大。第3区域内的电极指间隔按Pctl Pcn变化，在IDT 的另一个端部，具有电极指间隔为Pcf且相同的部分。IDT的端部的电极指间隔Pcf形成为比第3区域内的电极指间隔Pcn小。而且，第2区域和第3区域的电极指间隔为PbM = PcNm、 Pbf = Pcf。并且，反射器的相邻电极指的中心与中心之间的间隔即电极指间隔为Pr，且是相同的。第1区域中的电极指的对数为20对，第2区域中的电极指的对数为40对，其中端部的电极指间隔相同的部分为4对，第3区域中的电极指的对数为40对，其中端部的电极指间隔相同的部分为4对，IDT的总对数被设定为100对。反射器在左右分别配置有15对电极指。另外，电极指间隔为Pa = 5. 1743 μ m、PbM = Pcn = 5. 2364 μ m、Pbf = Pcf = 5. 2157 μ m、Pr = 5. 2003 μ m。并且，图22是将图21的电极指间隔表示为频率的曲线图。在IDT的第1区域中，频率为Fa，且是固定的。第2区域的频率以如下方式变化 从与第1区域相邻的部分朝向IDT的一个端部，频率依次减小。第2区域内的频率按Fbtl FbM变化，在IDT的一个端部，具有频率为Fbf且相同的部分。IDT的端部的频率Fbf形成为比第2区域内的频率FbM高。第3区域的频率以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向idt的另一个端部，频率依次减小。而且，第3区域内的频率按fctl fcn变化，在idt的另一个端部，具有频率为fcf且相同的部分。idt的端部的频率fcf形成为比第2区域内的频率fcn高。另夕卜，频率为Fa = 314. 316MHz、FbM = Fcn = 310. 588MHz、Fbf = Fcf = 311.821MHz。在以上这种结构的表面声波谐振器中，在IDT中激励出表面声波，作为特性，实现了 Q 值 17200。(变形例5)图23是示出表面声波谐振器的变形例5的电极指位置与电极指间隔的变化率的说明图。与第1实施方式相比，变形例5在IDT的第2区域和第3区域中，具有电极指间隔相同的部分。IDT的第1区域内的电极指间隔为Pa，且是相同的。第2区域的电极指间隔以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT的一个端部，电极指间隔依次增大。第2区域内的电极指间隔以与第1区域相邻的部分为起点按Pbtl-Pbg变化，然后以电极指间隔 Pbg确保相同的部分，进而，朝向IDT的一个端部变化到电极指间隔PbM。并且，第3区域的电极指间隔以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT 的另一个端部，电极指间隔依次增大。第3区域内的电极指间隔以与第1区域相邻的部分为起点按Pctl Pcg变化，然后以电极指间隔Pbg确保相同的部分，进而，朝向IDT的一个端部变化到电极指间隔PcN。而且，第2区域和第3区域的电极指间隔为Pbg = Pcg、PbM = Pcno并且，反射器的相邻电极指的中心与中心之间的间隔即电极指间隔为Pr，且是相同的。第2区域中的电极指的对数为40对，其中，电极指间隔Pbtl Pbg为20对，电极指间隔相同的部分为4对，电极指间隔Pbg PbM为16对。同样，第3区域中的电极指的对数为40对，其中，电极指间隔Pctl Pcg为20对，电极指间隔相同的部分为4对，电极指间隔Pcg Pcn为16对。而且，第1区域中的电极指的对数为20对，IDT的总对数被设定为100对。反射器在左右分别配置有15对电极指。另外，电极指间隔为Pa = 5. 1743 μ m、PbM = Pcn = 5. 2364 μ m、Pbg = Peg = 5. 2157 μ m、Pr = 5. 2003 μ m。并且，图24是将图23的电极指间隔表示为频率的曲线图。在IDT的第1区域中，频率为Fa，且是固定的。第2区域的频率以如下方式变化 从与第1区域相邻的部分朝向IDT的一个端部，频率依次减小。第2区域内的频率按Fbtl Fbg变化，然后以频率Fbg确保相同的部分，进而，朝向IDT的一个端部变化到频率FbM。并且，第3区域的频率以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT的另一个端部，频率依次增大。第3区域内的频率以与第1区域相邻的部分为起点按Fctl Fcg变化，然后以频率Fcg确保相同的部分，进而，朝向IDT的一个端部变化到频率Fcn。而且，第2区域和第3区域的频率为Fbg = Fcg、FbM = FcN。另夕卜，频率为Fa = 314. 316MHz、FbM = Fcn = 310. 588MHz、Fbf = Fcf = 311.821MHz。在以上这种结构的表面声波谐振器中，在IDT中激励出表面声波，作为特性，实现了 Q 值 15100。(变形例6)图25是示出表面声波谐振器的变形例6的电极指位置与电极指间隔的变化率的说明图。与第1实施方式相比，变形例6在IDT的第2区域和第3区域的端部，具有电极指间隔朝向IDT的端边依次减小的部分。IDT的第1区域内的电极指间隔为Pa，且是相同的。第2区域内的电极指间隔按 Pb0 PbM以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT的一个端部，电极指间隔依次增大，在IDT的一个端部，电极指间隔按PbM Pbh形成为电极指间隔依次减小。并且，第3区域内的电极指间隔按Pctl Pcn以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT的一个端部，电极指间隔依次增大，在IDT的一个端部，电极指间隔按PcN Pch形成为电极指间隔依次减小。而且，第2区域和第3区域的电极指间隔为PbM = Pcn, Pbh = Pch。并且，反射器的相邻电极指的中心与中心之间的间隔即电极指间隔为Pr，且是相同的。第2区域中的电极指的对数为40对，其中端部的电极指间隔依次减小的部分为4 对。第3区域中的电极指的对数为40对，其中端部的电极指间隔依次减小的部分为4对。 而且，第1区域中的电极指的对数为20对，IDT的总对数被设定为100对。并且，反射器在左右分别配置有15对电极指。另外，电极指间隔为Pa = 5. 1743 μ m、PbM = Pcn = 5. 2364 μ m、Pbh = Pch = 5. 2157 μ m、Pr = 5. 2003 μ m。并且，图26是将图25的电极指间隔表示为频率的曲线图。在IDT的第1区域中，频率为Fa，且是固定的。第2区域的频率以如下方式变化 从与第1区域相邻的部分朝向IDT的一个端部，频率依次减小。第2区域内的频率按Fbtl FbM变化，频率依次减小，在IDT的一个端部，频率按 FbM Fbh变化，频率依次增大。第3区域内的频率按Fctl Fcn变化，频率依次减小，在IDT的另一个端部，频率按 Fcn Fch变化，频率依次增大。另夕卜，频率为Fa = 314. 316MHz、FbM = Fcn = 310. 588MHz、Fbh = Fch = 311.821MHz。在以上这种结构的表面声波谐振器中，在IDT中激励出表面声波，作为特性，实现了 Q 值 17800。(变形例7)图27是示出表面声波谐振器的变形例7的电极指位置与电极指间隔的变化率的说明图。与第1实施方式相比，变形例7在IDT的第2区域和第3区域中，具有电极指间隔朝向IDT的端边依次减小的部分。IDT的第1区域内的电极指间隔为Pa，且是相同的。第2区域内的电极指间隔按 Pb0 Pbj以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT的一个端部，电极指间隔依次增大，电极指间隔按Pbj Pbk以依次减小的方式变化。而且，电极指间隔按Pbk PbM 以如下方式变化朝向IDT的一个端部，电极指间隔依次减小。并且，第3区域内的电极指间隔按Pctl Pcj以如下方式变化从与第1区域相邻的部分朝向IDT的另一个端部，电极指间隔依次增大，电极指间隔按Pcj Pck以依次减小的方式变化。而且，电极指间隔按Pck Pcn以如下方式变化朝向IDT的另一个端部，电极指间隔依次减小。而且，第2区域和第3区域的电极指间隔为PbM = PcN, Pbj = Pcj、Pbk = Pck0并且，反射器的相邻电极指的中心与中心之间的间隔即电极指间隔为Pr，且是相同的。第2区域中的电极指的对数为40对，其中电极指间隔依次减小的部分为4对。第 3区域中的电极指的对数为40对，其中电极指间隔依次减小的部分为4对。而且，第1区域中的电极指的对数为20对，IDT的总对数被设定为100对。并且，反射器在左右分别配置有15对电极指。另外，电极指间隔为Pa = 5. 1743 μ m、PbM = Pcn = 5. 2364 μ m、Pbj = Pcj = 5. 2157 μ m、Pbk = Pck = 5. 2053 μ m、Pr = 5. 2003 μ m。并且，图28是将图27的电极指间隔表示为频率的曲线图。在IDT的第1区域中，频率为Fa，且是固定的。第2区域内的频率按F、 Fbj变化，频率依次减小，接着，电极指间隔按Fbj Fbk以依次增大的方式变化。进而，朝向IDT 的一个端部，频率从Fbk变化到FbM，频率依次减小。同样，第3区域内的频率按Fctl Fcj变化，频率依次减小，接着，电极指间隔按 Fcj Fck以依次增大的方式变化。进而，朝向IDT的一个端部，频率从Fck变化到Fcn，频率依次减小。另夕卜，频率为Fa = 314. 316MHz、FbM = Fcn = 310. 588MHz、Fbj = Fcj = 311. 821MHz、Fbk = Fck = 312. 444MHz。在以上这种结构的表面声波谐振器中，在IDT中激励出表面声波，作为特性，实现 7 Q 值 15800。在第1实施方式和变形例1 7中，使用了欧拉角为(-1° +1°、26.0° 40.7°、85° 95° )的石英基板。作为其他石英基板，可以利用欧拉角为(-1° +1°、113° 135°、士(40° 49° ))的基板。该石英基板被称为面内旋转ST切石英基板，激励出作为表面声波的瑞利波。如图29所示，表面声波谐振器1使用了相对于石英Z板8，第1旋转角度φ (未图示)为-1° +1°、第2旋转角度θ为113° 135°的石英基板11a。而且，以使第3旋转角度Ψ成为士(40° 49° )的范围内的方式配置IDT 12。该面内旋转ST切石英基板相对于温度变化的频率变动小，频率温度特性良好。图30是示出使用面内旋转ST切石英基板时电极指间隔的变化率与Q值之间的关系的曲线图。关于电极指间隔的变化率，如图5中说明的那样，以IDT的第1区域的电极指间隔为基准，以百分率来表示IDT端部中的电极指间隔(变化最大的部分的电极指间隔) 的增加量。如该曲线图所示，随着电极指间隔的变化率增大，Q值上升，当电极指间隔的变化率大约为1.2%时，Q值最大。这样，通过将电极指间隔的变化率设为1.2%以下，由此，即使在使用面内旋转ST切石英基板的情况下，也能够提高Q值。表1和表2主要示出了将石英基板的欧拉角改变成各种各样的值时表面声波谐振器的Q值，表1基于电极指间隔在整个IDT内均相同时的比较例，表2基于第1实施方式。IDT 12和反射器13由金属材料铝(Al)形成，规定的膜厚被设定为0. 06 λ (λ 为表面声波的波长)。关于线占有率η，在石英基板的欧拉角为(-1° +1°、26.0° 40.7°、85° 95° )的情况下，线占有率η =0.5，在石英基板的欧拉角为(-1° +1°、 113° 135°、士(40° 49° ))的情况下，η =0.4。[表 1]
权利要求
1.一种表面声波谐振器，该表面声波谐振器在压电基板上设有叉指式换能器IDT，该 IDT具有激励出表面声波的电极指，该表面声波谐振器的特征在于，所述IDT具有配置于中央部的第1区域、以及配置于该第1区域的两侧的第2区域和第3区域，在所述第1区域中频率固定，在所述第2区域和所述第3区域中包含如下部分在该部分中，随着从与所述第1区域相邻的相邻部接近所述IDT的端部，频率依次降低，设所述第1区域中的频率为Fa、所述第2区域中的与所述第1区域侧相反的一侧的端部的频率为mv所述第3区域中的与所述第1区域侧相反的一侧的端部的频率为FCn时， 各端部的频率变化为0. 9815 < FbM/Fa < 0. 9953，并且 0. 9815 < FcN/Fa < 0. 9953。
2.根据权利要求1所述的表面声波谐振器，其特征在于， 0. 9865 ^ FbM/Fa ^ 0. 9920，并且0.9865 彡 FcN/Fa 彡 0. 9920。
3.根据权利要求1或2所述的表面声波谐振器，其特征在于， 在所述频率依次降低的部分中，设所述第2区域的一个部位的频率为 %ιι、与其相邻的部位的频率为!％ιι+1、且所述第3 区域的一个部位的频率为Fcru与其相邻的部位的频率为Fcn+1时，相邻部位的频率变化为 0 < I Fbm+1-Fbm | /Fbm < 0. 000225，并且 0 < I Fcru1-Fcn | /Fcn < 0. 000225。
4.根据权利要求1所述的表面声波谐振器，其特征在于，在所述第1区域中，相邻的2个电极指的中心与中心之间的电极指间隔固定， 在所述第2区域中，所述电极指间隔形成为大于所述第1区域的所述电极指间隔，并且从与所述第1区域相邻的相邻部朝向所述IDT的一个端部依次增加，在所述第3区域中，所述电极指间隔形成为大于所述第1区域的所述电极指间隔，并且从与所述第1区域相邻的相邻部朝向所述IDT的另一个端部依次增加，设所述第1区域的电极指间隔为Pa、所述第2区域中的端部的电极指间隔为I^M、所述第3区域中的端部的电极指间隔为Pcn时，各端部的电极指间隔的变化为1.0047 < PbM/Pa < 1. 0188，并且 1. 0047 < PcN/Pa < 1. 0188。
5.根据权利要求4所述的表面声波谐振器，其特征在于， 1. 0081 彡 PbM/Pa 彡 1. 0137，并且1. 0081 彡 PcN/Pa 彡 1. 0137。
6.根据权利要求4或5所述的表面声波谐振器，其特征在于，设所述第2区域的一个部位的电极指间隔为1%11、与其相邻的部位的电极指间隔为 1%ιι+1、且所述第3区域的一个部位的电极指间隔为Pen、与其相邻的部位的电极指间隔为 Pcn+1时，相邻部位的电极指间隔的变化为 0 < I Pbm+1-Pbm | /Pbm < 0. 000225，并且 0 < I Pcru1-Pcn | /Pcn < 0. 000225。
7.根据权利要求1 6中的任一项所述的表面声波谐振器，其特征在于，设所述IDT的电极指的对数为Ni、所述IDT中的所述第1区域的电极指的对数为Na时，所述第1区域的电极指的对数Na为2对以上，且处于Na/Ni彡0. 312的范围内。
8.根据权利要求7所述的表面声波谐振器，其特征在于， 0. 111 彡 Na/Ni 彡 0. 285。
9.根据权利要求7所述的表面声波谐振器，其特征在于， 在所述IDT的两侧具有反射器，将设置在所述IDT的一侧的反射器的电极指的对数设为Nrl、将设置在所述IDT的另一侧的反射器的电极指的对数设为Nr2时，处于Na/ (Ni+Nrl+Nr2)彡0. 24的范围内。
10.根据权利要求9所述的表面声波谐振器，其特征在于，0.088 ( Na/(Ni+Nrl+Nr2) ( 0.219。
11.根据权利要求1所述的表面声波谐振器，其特征在于，将用所述电极指的宽度除以相邻的所述电极指的中心与中心之间的间隔即电极指间隔而得到的值设为线占有率，在所述第1区域中，线占有率固定，在所述第2区域中，所述线占有率形成为大于所述第1区域的所述线占有率，并且从与所述第1区域相邻的相邻部朝向所述IDT的一个端部依次增加，在所述第3区域中，所述线占有率形成为大于所述第1区域的所述线占有率，并且从与所述第1区域相邻的相邻部朝向所述IDT的另一个端部依次增加，设所述第1区域的线占有率为η a、所述第2区域中的与所述第1区域侧相反的一侧的端部的线占有率为nbM、所述第3区域中的与所述第ι区域侧相反的一侧的端部的线占有率为n Cn时，各端部的线占有率的变化为1.15 < nbM/na< 1.70，并且 1. 15 < n Cn/ n a < 1. 70。
12.根据权利要求11所述的表面声波谐振器，其特征在于，设所述第2区域的一个部位的线占有率为nbm、与其相邻的部位的线占有率为I!bm+1、 且所述第3区域的一个部位的线占有率为ncn、与其相邻的部位的线占有率为11(311+1时， 相邻的部位的线占有率的变化为0. 0018 < I n bm+1- n bm I / n bm < 0. 00885，并且 0. 0018 < I n cn+「η cn I / η cn < 0. 00885。
13.根据权利要求1 12中的任一项所述的表面声波谐振器，其特征在于， 所述压电基板是石英基板。
14.一种表面声波振荡器，其特征在于，该表面声波振荡器在封装中搭载有电路元件以及权利要求1 13中的任一项所述的表面声波谐振器。
15.一种表面声波模块装置，其特征在于，该表面声波模块装置在电路基板上搭载有权利要求1 13中的任一项所述的表面声波谐振器。
全文摘要
能够提高Q值，实现表面声波谐振器的小型化。一种表面声波谐振器，其在石英基板上设有IDT，该IDT具有激励出表面声波的电极指，IDT具有配置于中央部的第1区域、以及配置于第1区域的两侧的第2区域和第3区域，在第1区域中频率固定，在第2区域和第3区域中包含如下部分在该部分中，随着接近IDT的端部，频率依次降低，设第1区域中的频率为Fa、第2区域中的端部的频率为FbM、第3区域中的端部的频率为FcN时，0.9815＜FbM/Fa＜0.9953且0.9815＜FcN/Fa＜0.9953。
文档编号H03H9/145GK102197591SQ200980142088
公开日2011年9月21日 申请日期2009年10月22日 优先权日2008年10月24日
发明者山中国人 申请人:爱普生拓优科梦株式会社