DE19813735A1

DE19813735A1 - Piezoelektrisches Filter

Info

Publication number: DE19813735A1
Application number: DE19813735A
Authority: DE
Inventors: Masao Gamo
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2018-03-28
Also published as: US6002308A; CN1127210C; JPH10284985A; DE19813735B4; CN1197327A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Energie konzentrierendes piezo elektrisches Filter (energy-trap type piezoelectric filter) und im besonderen ein pie zoelektrisches Filter, das so aufgebaut ist, daß es durch eine Verbesserung der polarisierten Struktur eines piezoelektrischen Substrats verbesserte Charakteristi ken aufweist.

Unter einem Energie konzentrierenden piezoelektrischen Filter ist ein solches zu verstehen, bei dem die Elektroden nur einen kleinen Teil der Hauptflächen der Ke ramikscheibe einnehmen und die Schwingungsenergie auf den Bereich zwischen den Elektroden konzentriert, also praktisch in diesem Raum eingeschlossen ist (vgl. DE-PS 19 14 307).

Piezoelektrische Filter werden häufig als Zwischenfrequenzstufen-Sperrfilter in mo bilen Kommunikationsgeräten wie z. B. FM-Empfängern und tragbaren Telefonen verwendet. Die Fig. 7A und 7B zeigen ein piezoelektrisches Filter 51 als ein Beispiel für diese Art von Filter.

Das piezoelektrische Filter 51 wird dadurch gebildet, daß ein piezoelektrisches Ke ramiksubstrat 52 in der Form einer rechteckigen Platte verwendet wird. Mit Aus nahme des Bereichs, der mit der gestrichelten Linie A umgeben ist, sind die ande ren Bereiche des piezoelektrischen Keramiksubstrats 52 in der Richtung der Dickenabmessung polarisiert.

Auf dem piezoelektrischen Substrat 52 sind Energie konzentrierende Filterab schnitte 53 und 54 und ein Kondensator 55 ausgebildet. Der Filterabschnitt 53 wird dadurch aufgebaut, daß Resonanzelektroden 53a und 53b auf der oberen Fläche des piezoelektrischen Substrats 52 gebildet werden und daß eine gemeinsame Elektrode 53c auf der Unterseite des piezoelektrischen Substrats 52 ausgebildet wird. Die Resonanzelektroden 53a und 53b auf der Oberseite des piezoelektrischen Substrats 52 weisen einen vorbestimmten Abstand voneinander auf. Die Resonan zelektroden 53a und 53b sowie die gemeinsame Elektrode 53c sind jeweils einan der gegenüberliegend auf den gegenüberliegenden Seiten des piezoelektrischen Substrats 52 angeordnet.

Der Filterabschnitt 54 ist in der gleichen Weise wie der Filterabschnitt 53 aufgebaut und weist Resonanzelektroden 54a und 54b sowie eine gemeinsame Elektrode 54c auf.

Um einen Kondensator 55 zu bilden, wird eine kapazitive Elektrode 55a auf der oberen Fläche des mittleren unpolarisierten Bereichs des piezoelektrischen Sub strats 52 ausgebildet, der von einer gestrichelten Linie A eingefaßt ist, und eine ka pazitive Elektrode 55b wird auf der Unterseite des unpolarisierten Bereichs ausge bildet. Die kapazitiven Elektroden 55a und 55b sind jeweils mit ihren Rückseiten zueinander auf den gegenüberliegenden Seiten des piezoelektrischen Substrats 52 angeordnet.

Eine Endelektrode 56 ist auf der oberen Fläche des piezoelektrischen Substrats 52 entlang einer Endfläche 52a ausgebildet. Die Endelektrode 56 ist elektrisch mit der Resonanzelektrode 53a verbunden. Die Resonanzelektrode 53b ist elektrisch mit der kapazitiven Elektrode 55a verbunden. Die kapazitive Elektrode 55a ist mit der Resonanzelektrode 54b verbunden. Die Resonanzelektrode 54a ist mit einer End elektrode 57 verbunden, die auf der Oberseite des piezoelektrischen Substrats 52 entlang einer anderen Endfläche 52b ausgebildet ist.

Auf der Unterseite des piezoelektrischen Substrats 52 ist die kapazitive Elektrode 55b mit den gemeinsamen Elektroden 53c und 54c verbunden.

Deshalb kann das piezoelektrische Filter 51 als ein piezoelektrisches Dualmodus filter (dual mode piezoelectric filter) betrieben werden, das die Schaltung aufweist, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, indem die Endelektroden 56 und 57 als Eingangselek troden und Ausgangselektroden verwendet werden, und indem die kapazitive Elek trode 55b und die gemeinsamen Elektroden 53c und 54c, die auf der Unterseite des piezoelektrischen Substrats 52 ausgebildet sind, mit einem Erdpotentialpunkt verbunden werden.

Der mit der gestrichelten Linie A umgebene Bereich des piezoelektrischen Sub strats besteht aus dem Abschnitt, auf dem die kapazitiven Elektroden 55a und 55b ausgebildet sind, sowie dessen Nachbarbereichen, und er ist unpolarisiert gelas sen, damit tanδ (der dielektrische Verlustfaktor) des Kondensators 55 auf einen kleinen Wert gesetzt werden kann.

In dem piezoelektrischen Filter 51 ist eine Polarisation der Bereiche des piezoelek trischen Substrats 52, die die Filterabschnitte 53 und 54 bilden, und anderer be nachbarter Bereiche notwendig, damit eine Anregung des piezoelektrischen Sub strats 52 und ein gleichförmiges Abklingen der Schwingung der Filterabschnitte 53 und 54 erfolgen kann. Andererseits ist es wünschenswert, daß der Abschnitt, der den Kondensator 55 bildet, unpolarisiert bleibt, damit tanδ des Kondensators 55 klein bleibt, wie oben erwähnt worden ist.

Aber bei dem piezoelektrischen Filter 51 sind die Bereiche der piezoelektrischen Substrate, auf denen die Endelektroden 56 und 57 geformt sind, ebenfalls polari siert, und es ist in Abhängigkeit von der Elektrodenanordnung möglich, daß uner wünschte unnötige Schwingungen zu einer Verschlechterung der Filtercharakteri stik führen.

Deshalb ist es auch erwünscht, daß der Bereich, der die Endelektroden 56 und 57 bildet, unpolarisiert bleibt. Hierbei muß der unpolarisierte Bereich in einem Bereich ausgebildet werden, in dem ihn die Schwingungen der Filterabschnitte 53 und 54 nicht erreicht. Somit kann der unpolarisierte Abschnitt nicht bis dicht an die Filter abschnitte 53 und 54 heran ausgedehnt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein piezoelektrisches Filter zu schaffen, bei dem aufgrund von Elektroden mustern auf dem piezoelektrischen Substrat verur sachte unnötige Schwingungen eingeschränkt werden und das verbesserte Cha rakteristiken aufweist.

Genauer gesagt liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein piezo elektrisches Filter vorzusehen, das eine Struktur aufweist, die es ermöglicht, daß ein Bereich eines dielektrischen Substrats, das die kapazitiven Elektroden und die Endelektroden bildet, unpolarisiert bleibt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem piezoelektrischen Filter mit einem piezoelektrischen Substrat mit ersten und zweiten Hauptflächen, ersten und zwei ten Resonanzelektroden, die auf der ersten Hauptfläche vorgesehen sind und ein ander gegenüberliegen, wobei zwischen ihnen ein vorbestimmter Spalt ausgebildet ist, eine gemeinsame Elektrode, die auf der zweiten Hauptfläche vorgesehen ist und gegenüber den ersten und zweiten Resonanzelektroden angeordnet ist, einen Anregungsabschnitt, der die ersten und zweiten Resonanzelektroden, die gemein same Elektrode und den Bereich des piezoelektrischen Substrats umfaßt, der zwi schen den ersten und zweiten Resonanzelektroden und der gemeinsamen Elektro de angeordnet ist, eine Vielzahl von Endelektroden, die auf den ersten und zweiten Hauptflächen vorgesehen sind und jeweils mit einer der ersten und zweiten Reso nanzelektroden und der gemeinsamen Elektrode verbunden sind, und erste und zweite kapazitive Elektroden zum Bilden eines Kondensators, der auf dem piezo elektrischen Substrat vorgesehen ist und elektrisch mit dem Anregungsabschnitt verbunden ist, dadurch gelöst, daß der Anregungsabschnitt an einem mittleren Ab schnitt des Substrats angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten kapazitiven Elektroden nahe bei einer Kante des piezoelektrischen Substrats angeordnet sind, eine Vielzahl von Endelektroden nahe bei einer Kante des piezoelektrischen Sub strats so angeordnet sind, daß sie sich zu dieser Kante erstrecken, wobei der Be reich des piezoelektrischen Substrats, der den Anregungsabschnitt bildet, polari siert ist, und der andere Bereich des piezoelektrischen Substrats, auf dem sich mindestens eine der Vielzahl von Endelektroden und der ersten und zweiten kapa zitiven Elektroden befindet, unpolarisiert ist.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau können unnötige Schwingungen, die von der Endelektrode und dem Kondensator verursacht werden, effektiv unterdrückt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen piezoelektrischen Substrat erstreckt sich der unpolari sierte Bereich vorzugsweise außerhalb eines Bereichs parallel zu der Richtung der Schaltungsverbindung zwischen den ersten und zweiten Resonanzelektroden.

Bei einem piezoelektrischen Filter ist es notwendig, daß sich die Schwingung größtenteils in der Richtung der Schaltverbindung zwischen den ersten und zweiten Resonanzelektroden ausbreitet und an den gegenüberliegenden Enden in der Re sonanzelektrodengegenrichtung des Bereichs des piezoelektrischen Substrats, auf dem die Resonanzelektroden angeordnet sind, ruhig abklingt. Es ist deshalb not wendig, eine gewisse Piezoelektrizität in dem Bereich aufrechtzuerhalten, der sich parallel zu der Verbindungsrichtung zwischen den ersten und zweiten Resonanze lektroden erstreckt. Andererseits ist es wünschenswert, daß die Bereiche, die au ßerhalb des Bereichs gebildet sind, der sich parallel zu der Verbindungsrichtung zwischen den ersten und zweiten Resonanzelektroden erstreckt, unpolarisiert sein sollten. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das piezoelektrische Substrat des halb an den Endelektroden, die sich außerhalb des Bereichs befinden, der sich parallel zu der Richtung der Schaltverbindung zwischen den ersten und zweiten Resonanzelektroden erstreckt, und in der Nähe der Endelektroden unpolarisiert gelassen. Auf diese Weise kann eine unnötige Schwingung, die von den Endelek troden verursacht wird, unterdrückt werden, ohne daß es zu einer beträchtlichen Verschlechterung der Charakteristiken des Abschnitts kommt, der mit den ersten und zweiten Resonanzelektroden versehen ist.

Bei dem oben genannten piezoelektrischen Filter sind die ersten und zweiten kapa zitiven Elektroden vorzugsweise derart vorgesehen, daß sie über das piezoelektri sche Substrat entgegengesetzt zueinander angeordnet sind.

Wenn der entsprechende Abschnitt des piezoelektrischen Substrats polarisiert ist, treten darin große unnötige Schwingungen auf. Aber gemäß der vorliegenden Er findung bleibt der Teil, der den Kondensator bildet, unpolarisiert, damit derartige unnötige Schwingungen effektiv unterdrückt werden.

Bei dem oben genannten piezoelektrischen Filter können mindestens zwei der pie zoelektrischen Substrate derart aufeinandergeschichtet werden, daß die zweite Hauptfläche des einen piezoelektrischen Substrats der ersten Hauptfläche des an grenzenden Substrats der piezoelektrischen Substrate gegenüberliegt.

Durch diesen Aufbau kann das kompakte piezoelektrische Filter erhalten werden, das mindestens zwei piezoelektrische Substrate aufweist.

Bei dem oben genannten piezoelektrischen Filter können mindestens zwei der pie zoelektrischen Substrate durch Klebstoff miteinander verbunden werden, wobei der Klebstoff nicht auf den Bereichen der piezoelektrischen Substrate, die dem Anre gungsabschnitt entsprechen, aufgetragen wird. Es kann auch eine Klebefolie auf gebracht werden, die eine Öffnung besitzt, die mit dem Anregungsabschnitt über einstimmt.

Die vorliegende Erfindung kann bei piezoelektrischen Filtern angewandt werden, bei denen die Verdrahtungsanordnung dazu tendiert, kompliziert zu sein, z. B. bei einem piezoelektrischen Filter, das eine Vielzahl von Filterabschnitten besitzt, die auf einem einzigen piezoelektrischen Substrat ausgebildet sind, und bei einem pie zoelektrischen Filter, das aufgebaut ist, indem eine Vielzahl von piezoelektrischen Substraten aufeinandergeschichtet sind, die Filterabschnitte aufweisen. In diesen Fällen können unnötige Schwingungen, die durch Verdrahtungsmuster, die Ende lektroden umfassen, verursacht werden, effektiv unterdrückt werden. Die vorlie gende Erfindung kann vorteilhafterweise bei piezoelektrischen Filtern Anwendung finden, die solch komplizierte Strukturen aufweisen, wie sie z. B. oben erwähnt wor den sind, um die Charakteristiken der piezoelektrischen Filter effektiv zu verbes sern, die eine komplizierte Verdrahtungsanordnung aufweisen.

Die oben genannte Aufgabe sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der vorlie genden Erfindung deutlich, die in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnun gen gegeben wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Chip-artigen piezoelektrischen Filters, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,

Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht der Elektrodenstruktur auf dem piezoelektrischen Substrat, das bei dem in Fig. 1 gezeigten piezo elektrischen Filter verwendet ist,

Fig. 3A und 3B Schaltpläne, die jeweils die Schaltkreise zeigen, die auf den ersten und zweiten piezoelektrischen Substraten ausgebildet sind,

Fig. 4A bis 4C jeweils eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine Bodenansicht eines Chip-artigen piezoelektrischen Filters, das ein anderes Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung darstellt,

Fig. 5 ein Diagramm einer Charakteristik des Chip-artigen piezoelektrischen Fil ters gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 ein Diagramm einer Charakteristik eines Chip-artigen piezoelektrischen
Filters, das in der gleichen Weise wie das Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung ausgebildet ist, jedoch mit der Ausnahme, daß das ge samte piezoelektrische Substrat polarisiert ist,

Fig. 7A und 7B jeweils eine Draufsicht bzw. eine Bodenansicht eines herkömmlichen pie zoelektrischen Filters, und

Fig. 8 einen Schaltplan des in Fig. 7 gezeigten piezoelektrischen Filters.

Ein piezoelektrisches Filter, das ein nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, wird ein Chip-artiges piezoelektrisches Filter gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Verwendung von ersten und zweiten rechteckigen piezoelektrischen Substraten 1 und 2 gebildet. Jedes der ersten und zweiten piezo elektrischen Substrate 1 und 2 ist aus einer piezoelektrischen Keramik, wie z. B. Blei-Titanat-Zirkonat-Keramik, gebildet und ist in der Richtung der Dickenabmes sung derart polarisiert, daß es einen unpolarisierten Bereich aufweist, wie oben be schrieben worden ist.

Auf dem ersten piezoelektrischen Substrat 1 ist ein erster Filterabschnitt ausgebil det, der im Dickenrichtungs-Longitudinalschwingungsmodus arbeitet. Auf dem zweiten piezoelektrischen Substrat 2 ist ein zweiter Filterabschnitt gebildet, der im Dickenrichtungs-Longitudinalschwingungsmodus arbeitet. Ein Kondensator, der als ein Relais-Kondensator vorgesehen ist, ist auf jedem der ersten und zweiten piezo elektrischen Substrate 1 und 2 ausgebildet.

Die Elektrodenstruktur und die polarisierte Struktur des ersten piezoelektrischen Substrats werden nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. In Fig. 2 sind die Elektroden auf der Unterseite gezeigt, indem sie auf eine darunter liegende Ebene projiziert worden sind.

Zwei Resonanzelektroden 3a und 3b sind auf einem zentralen Bereich der oberen Fläche des piezoelektrischen Substrats 1 derart angeordnet, daß sie einander ge genüberliegen, wobei ein bestimmter Abstand zwischen ihnen liegt. Eine gemein same Elektrode 3c ist auf der Unterseite des piezoelektrischen Substrats 1 gegen überliegend von den Resonanzelektroden 3a und 3b ausgebildet. Die Resonanze lektroden 3a und 3b und die gemeinsame Elektrode 3c bilden den ersten Filterab schnitt, der mit 3 bezeichnet ist.

Die Resonanzelektrode 3a ist mit einer Endelektrode 5a durch ein Verbindungs-Lei terelement 4a verbunden. Die Endelektrode 5a ist entlang einer Endfläche 1a des piezoelektrischen Substrats 1 ausgebildet.

Die Resonanzelektrode 3b ist mit einer kapazitiven Elektrode 5b durch ein Verbin dungs-Leiterelement 4b verbunden. Die kapazitive Elektrode 5b dient auch als eine Endelektrode.

Auf der Unterseite des piezoelektrischen Substrats 1 ist die gemeinsame Elektrode 3c mit Endelektroden 5c, 5d und 5e durch die Verbindungs-Leiterelemente 4c, 4d und 4e verbunden. Die Endelektroden 5c und 5d sind jeweils entlang Endflächen 1a und 1b des piezoelektrischen Substrats 1 ausgebildet. Die Endelektrode 5e ist entlang einer Seitenfläche 1c des piezoelektrischen Substrats 1 ausgebildet. Die gemeinsame Elektrode 3c ist mit einer kapazitiven Elektrode 5f durch ein Verb in dungs-Leiterelement 4f verbunden. Die kapazitive Elektrode 5f ist auf der der kapa zitiven Elektrode 5b gegenüberliegenden Seite des piezoelektrischen Substrats 1 ausgebildet.

Auf der Oberseite des piezoelektrischen Substrats 1 sind Elektroden 6a, 6b und 6c nahe bei den mittleren Abschnitten der Endflächen 1a und 1b und der Seitenfläche 1c ausgebildet. Jede der Elektroden 6a bis 6c ist an einer derartigen Position aus gebildet, daß sie die entsprechende der Endelektroden 5c bis 5e überlappt, die auf der Unterseite des piezoelektrischen Substrats 1 ausgebildet sind, wenn man dies in der Dickenrichtung des Substrats betrachtet. Jede der Elektroden 6a bis 6c ist schließlich elektrisch mit der entsprechenden der Endelektroden 5c bis 5e verbun den.

Fig. 3A zeigt die Schaltkreiskonfiguration, die auf dem oben beschriebenen piezo elektrischen Substrat vorliegt. Wie aus Fig. 3A deutlich wird, wird eine Schaltung gebildet, bei der der erste Filterabschnitt, der aus den Resonanzelektroden 3a und 3b und der gemeinsamen Elektrode 3c gebildet wird, und der Kondensator, der aus den kapazitiven Elektroden 5b und 5f gebildet wird, miteinander verbunden sind.

Nun wird nochmals Bezug auf Fig. 1 genommen. Die Elektroden werden auf dem piezoelektrischen Substrat 2 in der gleichen Weise gebildet, wie diejenigen auf dem piezoelektrischen Substrat 1, außer daß die Elektroden auf den beiden Substraten in einer umgekehrten Beziehung zueinander angeordnet sind. Folglich wird auf dem piezoelektrischen Substrat 2 ein Schaltkreis gebildet, bei dem ein Filterabschnitt und ein Kondensatorabschnitt so miteinander verbunden sind, wie in Fig. 3B ge zeigt ist.

Die Elektroden auf dem zweiten piezoelektrischen Substrat 2, die denen auf dem ersten piezoelektrischen Substrat 1 entsprechen, sind in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht noch einmal beschrieben.

Auf dem piezoelektrischen Substrat 1 sind die Bereiche, die mit den gestrichelten Linien B und C umgeben sind, unpolarisiert, und der andere Bereich ist in der Richtung der Dickenabmessung polarisiert, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Das heißt, die Abschnitte des piezoelektrischen Substrats 1, auf denen die Endelektroden 5a und 5e, die kapazitiven Elektroden 5b und 5f und die Elektrode 6c ausgebildet sind, sind nicht polarisiert. Deshalb wird dann, wenn der Filterabschnitt und der Kondensator aktiviert werden, die auf dem piezoelektrischen Substrat 1 ausgebildet sind, eine Schwingung in einem Dickenrichtungs-Longitudinalschwingungsmodus angeregt und auf den Filterabschnitt 3 begrenzt, während unnötige Schwingungen, die durch die Endelektroden 5a und 5e und die kapazitiven Elektroden 5b und 5f verursacht werden, die auf den unpolarisierten Bereichen vorgesehen sind, effektiv unterdrückt werden, wodurch die Filtercharakteristiken verbessert werden. Die Wirkung des Vorsehens der oben beschriebenen unpolarisierten Bereiche wird unten auf der Basis eines Testergebnisses beschrieben.

Es wird wiederum Bezug auf Fig. 1 genommen. In dem Chip-artigen piezoelektri schen Filter dieses Ausführungsbeispiels sind die ersten und zweiten piezoelektri schen Substrate in der Dickenrichtung übereinandergeschichtet und durch einen Klebstoff 8 miteinander verbunden. Ein externes Substrat 10 wird auf die obere Fläche des piezoelektrischen Substrats 1 aufgelegt und durch einen Klebstoff 7 damit verbunden. In ähnlicher Weise wird ein externes Substrat 11 auf die untere Fläche des piezoelektrischen Substrats 2 aufgelegt und damit durch einen Klebstoff 9 verbunden.

Die Klebstoffe 7 bis 9 werden nicht auf die Bereiche des ersten und zweiten piezo elektrischen Substrats oder auf die externen Substrate aufgebracht, die den ersten und zweiten Filterabschnitten entsprechen, die auf den ersten und zweiten piezo elektrischen Substraten 1 ausgebildet sind, weil Zwischenräume zum Verhindern einer Behinderung der Schwingung der ersten und zweiten Filterabschnitte gebildet werden müssen. In Fig. 1 werden deshalb die Schichten der Klebstoffe 7 bis 9 mit Öffnungen 7a bis 9a veranschaulicht, die den Filterabschnitten entsprechen.

Die Klebstoffe 7 bis 9, die auf eines von jedem Paar von Elementen aufgebracht werden, die miteinander verbunden werden sollen, können auch auf beide Ele mente aufgebracht werden, die miteinander verbunden werden sollen. Als Kleb stoffe 7 bis 9 können auch Klebefolien mit Öffnungen 7a bis 9a verwendet werden.

Jedes der externen Substrate 10 und 11 kann aus einem geeigneten Isoliermateri al, z. B. aus einem isolierenden Keramikmaterial wie Aluminiumoxid, oder aus ei nem Kunststoff hergestellt sein.

Ein Chip-artiges piezoelektrisches Filter kann gebildet werden, indem die Elemente in der Ausrichtungslage aufeinandergelegt und miteinander verbunden werden, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Ein Chip-artiges piezoelektrisches Filter 21, das ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, wird auf diese Weise er halten und besitzt externe Elektroden, die darauf ausgebildet sind, wie in den Fig. 4A bis 4C zu sehen ist.

Das heißt, bei dem Chip-artigen piezoelektrischen Filter 21 sind externe Elektroden 22a bis 22f auf Seitenflächen 21a und 21b ausgebildet. Die externe Elektrode 22a ist mit der Endelektrode 5a auf dem zweiten piezoelektrischen Substrat 2 verbun den, damit sie als eine ausgangsseitige Elektrode verwendet werden kann. Die ex terne Elektrode 22a ist so ausgebildet, daß sie sich von der Seitenfläche 21a bis zu einer unteren Fläche 21c des Chip-artigen piezoelektrischen Filters 21 erstreckt.

Die externe Elektrode 22d ist mit der Endelektrode 5a auf dem ersten piezoelektri schen Substrat 1 verbunden, damit sie als eine eingangsseitige Elektrode verwen det werden kann. Die externe Elektrode 22d ist so ausgebildet, daß sie sich von der Seitenfläche 21b bis zu der unteren Fläche 21c erstreckt. Die externe Elektrode 22b, die in der Mitte der Seitenfläche 21a des Chip-artigen piezoelektrischen Filters 21 ausgebildet ist, ist mit der Elektrode 6b auf dem ersten piezoelektrischen Sub strat und mit der Endelektrode 5c auf dem zweiten piezoelektrischen Substrat ver bunden.

Eine externe Elektrode 23a ist auf der unteren Fläche 21c des Chip-artigen piezo elektrischen Filters 21 ausgebildet. Die externe Elektrode 23a verbindet elektrisch die externen Elektroden 22b und 22e und besitzt einen längenmäßig ausgedehnten Elektrodenabschnitt 23b.

Die externe Elektrode 22c ist mit der kapazitiven Elektrode 5b auf dem ersten pie zoelektrischen Substrat 1 verbunden, die die Funktion einer Endelektrode besitzt, und ist auch mit einem Verbindungs-Leiterelement 23c auf der unteren Fläche 21c des Chip-artigen piezoelektrischen Filters 21 verbunden. Die externe Elektrode 22e verbindet die Elektrode 6a auf dem ersten piezoelektrischen Substrat 1 und die En delektrode 5d auf dem zweiten piezoelektrischen Substrat 2, und verbindet diese mit der externen Elektrode 23a auf der unteren Fläche 21c. Die externe Elektrode 22f ist mit der kapazitiven Elektrode 5b auf dem zweiten piezoelektrischen Substrat 2 und mit dem Verbindungs-Leiterelement 23c auf der unteren Fläche 21c verbun den.

Der verlängerte Elektrodenabschnitt 23b erstreckt sich zwischen den Abschnitten der externen Elektroden 22a und 22d, die sich auf der unteren Fläche 21c des Chip-artigen piezoelektrischen Filters 21 erstrecken. Das heißt, der Grad an Ein gangs-/Ausgangstrennung wird verbessert, indem der verlängerte Elektrodenab schnitt 23b zwischen den externen Eingangs- und Ausgangselektroden 22d und 22a angeordnet wird.

Das Chip-artige piezoelektrische Filter 21 dieses Ausführungsbeispiels ist so ange ordnet, wie oben beschrieben worden ist, und besitzt die gleiche Schaltkreiskonfi guration wie das herkömmliche piezoelektrische Dualmodusfilter, das in Fig. 8 ge zeigt ist, mit der Ausnahme, daß die beiden Kondensatoren auf dem piezoelektri schen Substrat 1 und 2 als Relaiskondensatoren ausgebildet sind.

Wie oben beschrieben worden ist, sind in dem Aufbau des Chip-artigen piezoelek trischen Filters 21 dieses Ausführungsbeispiels der erste Filterabschnitt und ein Kondensator auf dem ersten piezoelektrischen Substrat 1 ausgebildet, während der zweite Filterabschnitt und ein Kondensator auf dem zweiten piezoelektrischen Sub strat ausgebildet sind, und die ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate sind in der Richtung der Dickenabmessung aufeinandergelegt. Deshalb kann das chi partige piezoelektrische Filter 21 dieses Ausführungsbeispiels im Vergleich zu dem herkömmlichen piezoelektrischen Filter 51 (siehe Fig. 7), bei dem eine Vielzahl von Filterabschnitten seitlich angeordnet sind, in einem verkleinerten Montageraum zu sammengebaut werden.

Auch die Kondensatoren, die als Übertragungskondensatorbauelemente ausgebil det sind, sind getrennt auf den ersten und zweiten piezoelektrischen Substraten ausgebildet, und die Fläche jeder der kapazitiven Elektroden, die auf den piezo elektrischen Substraten ausgebildet sind, kann reduziert werden. Auch aus diesem Grund kann der Einbauraum verkleinert werden.

Da die Bereiche jedes der piezoelektrischen Substrate 1 und 2, auf denen die En delektroden 5a und 5e sowie die kapazitiven Elektroden 5b und 5f ausgebildet sind, und andere benachbarte Bereiche nicht polarisiert sind, können darüber hinaus un nötige Schwingungen, die durch diese Elektroden verursacht werden, unterdrückt werden, wodurch es möglich wird, die Filtercharakteristiken zu verbessern. Dieser Effekt wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 beschrieben werden.

Fig. 5 ist ein Diagramm, das eine Charakteristik des piezoelektrischen Filters dieses Ausführungsbeispiels zeigt, und Fig. 6 zeigt eine Charakteristik eines piezoelektri schen Filters, das in der gleichen Weise wie das oben beschriebene Ausführungs beispiel ausgebildet ist, außer daß kein unpolarisierter Bereich in den piezoelektri schen Substraten 1 und 2 ausgebildet ist.

Wie aus Fig. 6 deutlich wird, besitzt das chipartige piezoelektrische Filter, bei dem die gesamten piezoelektrischen Substrate 1 und 2 in der Dickenrichtung polarisiert sind, eine derartige Charakteristik, daß unnötige Schwingungen in dem Durchlaß bereich überlagert werden. Im Gegensätze dazu wird bei der Charakteristik des chipartigen piezoelektrischen Filters des Ausführungsbeispiels, das in Fig. 5 gezeigt ist, keine unnötige Schwingungen in dem Durchlaßbereich überlagert. Es ist des halb klar, daß das piezoelektrische Filter gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen großen Betrag an Dämpfung besitzen kann.

Bei dem chipartigen piezoelektrischen Filter gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die nicht polarisierten Bereiche des piezoelektrischen Substrats 1, die mit den gestrichelten Linien B und C umgeben sind, außerhalb des Bereichs ausgebildet, der sich parallel zu der Verbindungsrichtung zwischen den Resonanzelektroden 3a und 3b erstreckt. Es ist notwendig, daß der Bereich des piezoelektrischen Substrats 1, der dem Filterabschnitt 3 entspricht, in der Richtung der Dickenabmessung pola risiert ist, und daß andere Substratabschnitte in dem Bereich, der sich parallel zu der Verbindungsrichtung zwischen den Resonanzelektroden 3a und 3b erstreckt, ebenfalls polarisiert sind, um die Longitudinalschwingung in der Dickenrichtung ein zugrenzen. Andererseits ist es nicht notwendig, daß das piezoelektrische Substrat 1 außerhalb des Bereichs polarisiert wird, der sich parallel zu der Verbindungsrich tung zwischen den Resonanzelektroden 3a und 3b erstreckt. Wenn deshalb unpo larisierte Bereiche außerhalb des Bereichs gebildet werden, der sich parallel zu der Verbindungsrichtung zwischen den Resonanzelektroden 3a und 3b erstreckt, wie bei diesem Ausführungsbeispiel, dann können unnötige Schwingungen aufgrund der Endelektroden und der kapazitiven Elektroden effektiv ohne eine Beeinflussung der Schwingungsenergieeingrenzung in dem Filterabschnitt 3 unterdrückt werden.

Aber gemäß der vorliegenden Erfindung können unpolarisierte Bereiche außerhalb der Resonanzelektroden 3a und 3b in dem Bereich gebildet werden, der sich par allel zu der Richtung der Schaltverbindung zwischen dem Paar von Resonanzelek troden erstreckt. Das heißt, wenn die Begrenzung der Größe des piezoelektrischen Substrats 1 außerhalb der Resonanzelektroden 3a und 3b parallel zu der Verbin dungsrichtung zwischen den Resonanzelektroden 3a und 3b unwichtig ist, dann kann die Größe des piezoelektrischen Substrats 1 in dieser Richtung vergrößert werden, um unnötige Schwingungen, die von den Endelektroden und den kapaziti ven Elektroden verursacht werden, zu unterdrücken, während die Abschnitte des piezoelektrischen Substrats 1, die den Endelektroden und anderen benachbarten Abschnitten entsprechen, unpolarisiert gelassen werden.

Da man aber die Größe reduzieren will, ist es wünschenswert, daß nur die Berei che, die außerhalb des Bereichs gebildet werden, der sich parallel zu der Richtung der Schaltverbindung zwischen den Resonanzelektroden 3a und 3b erstreckt, un polarisiert gelassen werden, wie dies bei diesem Ausführungsbeispiel der Fall ist.

Auch bei dem piezoelektrischen Filter der vorliegenden Erfindung können alle En delektroden, die so ausgebildet sind, daß sie sich zu den Kanten jedes piezoelektri schen Substrats hin erstrecken, auf unpolarisierten Bereichen des Substrats ange ordnet werden. Das heißt, alle piezoelektrischen Substratbereiche, die den Ende lektroden und deren benachbarten Bereichen entsprechen, können unpolarisiert gelassen werden.

Es ist nicht immer notwendig, daß die kapazitiven Elektroden 5b und 5f, die einen Kondensator bilden, entlang der Kanten des piezoelektrischen Substrats ausgebil det werden, wie in Fig. 2 gezeigt ist.

Bei den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen sind die ersten und zweiten Filterabschnitte durch Kondensatoren miteinander verbunden. Das chipartige piezoelektrische Filter der vorliegenden Erfindung ist aber nicht auf die Art begrenzt, die eine Vielzahl von Filterabschnitten besitzt es kann auch ein piezoelektrisches Filter sein, das nur einen Filterabschnitt besitzt, oder ein piezo elektrisches Filter sein, bei dem nach Wunsch außer den ersten und zweiten Filter abschnitten ein oder mehrere piezoelektrische Filterabschnitte zusätzlich durch Kondensatoren angeschlossen werden können.

Die Erfindung ist zwar vor allem unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausfüh rungsbeispiele gezeigt und beschrieben worden, aber es ist den Fachleuten auf diesem Gebiet klar, daß die oben genannten und andere Abänderungen bezüglich der Form und den Details durchgeführt werden können, ohne daß vom Geist der Erfindung abgewichen wird.

Claims

1. Piezoelektrisches Filter mit
einem piezoelektrischen Substrat mit einer ersten und einer zweiten Hauptfläche,
ersten und zweiten Resonanzelektroden, die auf der ersten Hauptfläche vor gesehen sind und einander gegenüberliegen, wobei zwischen ihnen ein vor bestimmter Abstand ausgebildet ist,
einer gemeinsamen Elektrode, die auf der zweiten Hauptfläche vorgesehen ist und den ersten und zweiten Resonanzelektroden gegenüberliegend an geordnet ist,
einem Anregungsabschnitt, der die ersten und zweiten Resonanzelektroden, die gemeinsame Elektrode und den Bereich des piezoelektrischen Substrats umfaßt, der zwischen den ersten und zweiten Resonanzelektroden und der gemeinsamen Elektrode angeordnet ist,
einer Vielzahl von Endelektroden, die auf den ersten und zweiten Hauptflä chen vorgesehen sind und jeweils mit einer der ersten und zweiten Reso nanzelektroden und der gemeinsamen Elektrode verbunden sind, und mit
ersten und zweiten kapazitiven Elektroden zum Bilden eines Kondensators, der auf dem piezoelektrischen Substrat vorgesehen ist und elektrisch mit dem Anregungsabschnitt verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anregungsabschnitt an einem mittleren Abschnitt des Substrats an geordnet ist, daß die ersten und zweiten kapazitiven Elektroden in der Nähe einer Kante des piezoelektrischen Substrats angeordnet sind, daß eine Viel zahl von Endelektroden in der Nähe einer Kante des piezoelektrischen Sub strats so angeordnet sind, daß sie sich zu dieser Kante hin erstrecken,
wobei der Bereich des piezoelektrischen Substrats, der den Anregungsab schnitt bildet, polarisiert ist, und der andere Bereich des piezoelektrischen Substrats, auf dem mindestens eine der Vielzahl von Endelektroden und der ersten und zweiten kapazitiven Elektroden plaziert sind, unpolarisiert ist.

2. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der unpolarisierte Bereich außerhalb eines Bereichs parallel zu der Verbin dungsrichtung zwischen den ersten und zweiten Resonanzelektroden er streckt.

3. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten kapazitiven Elektroden derart vorgesehen sind, daß sie über das piezoelektrische Substrat entgegengesetzt zueinander angeordnet sind.

4. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der piezoelektrischen Substrate derart aufeinanderge schichtet sind, daß die zweite Hauptfläche des einen der piezoelektrischen Substrate der ersten Hauptfläche des benachbarten Substrats der piezo elektrischen Substrate gegenüberliegt.

5. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten kapazitiven Elektroden derart vorgesehen sind, daß sie einander über dem piezoelektrischen Substrat gegenüberliegen.

6. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der piezoelektrischen Substrate aufeinandergeschichtet und durch Klebstoff miteinander verbunden sind, wobei der Klebstoff auf den Bereichen der piezoelektrischen Substrate, die dem Anregungsabschnitt entsprechen, nicht aufgetragen wird.

7. Piezoelektrisches Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der piezoelektrischen Substrate aufeinandergeschichtet und miteinander durch eine Klebefolie verbunden sind, wobei die Klebefolie eine Öffnung besitzt, die mit dem Anregungsabschnitt übereinstimmt.