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Die vorliegende Erfindung betrifft
im allgemeinen Chip-artige piezoelektrische Filter mit einer Schaltungskonfiguration,
die eine Vielzahl von elektrisch gekoppelten piezoelektrischen Filterabschnitten
umfaßt, und
im einzelnen ein Chip-artiges piezoelektrisches Filter mit einem
Schaltkreis, der einen ersten piezoelektrischen Filterabschnitt
und einen zweiten piezoelektrischen Filterabschnitt umfaßt, die
von der Art sind, daß sie die
Energie lokal festhalten bzw. konzentrieren (energy trap type),
und die elektrisch miteinander über
einen Relaiskondensator (relay capacitor) gekoppelt sind.
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Mit dem Begriff Relaiskondensator
ist im folgenden ein Kopplungskondensator gemeint.
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Herkömmlicherweise werden piezoelektrische
Filter der Energie lokalisierenden bzw. konzentrierenden Art (energy
trap type) als Zwischenfrequenzfilter zur Verwendung bei tragbaren
Telephonapparaten oder Handtelephonapparaten benutzt, die als mobile
Fernmeldeeinrichtungen dienen. Bei den piezoelektrischen Filtern
dieser Art ist es auch notwendig, daß diese Filter wie bei anderen
elektronischen Teilen oder Bauteilen als oberflächenmontierbare Chipbauteile
angeordnet werden.
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Zu diesem Zweck ist ein Chip-artiges
piezoelektrische Filter vorgeschlagen worden, das in einer auseinandergezogenen
perspektivischen Darstellung in 19 gezeigt
ist. Wie aus 19 deutlich
wird, ist ein Chip-artiges piezoelektrisches Filter 51 z.
B. dadurch aufgebaut, daß ein
piezoelektrisches Substrat 52 verwendet wird, das aus einem
ausgewählten
piezoelektrischen Material wie z.B. einem piezoelektrischen Blei-Zirkonat-Titanat-Keramikmaterial
(PZT-Keramik) hergestellt ist. In diesem Fall sind auf dem piezoelektrischen
Substrat 52 erste und zweite Filterabschnitte und ein Relaiskapazitätsabschnitt
ausgebildet.
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Genauer gesagt ist der erste Filterabschnitt
angeordnet, indem ein Paar von Resonanzelektroden 53a, 53b auf
der Oberfläche
bzw. Oberseite des piezoelektrischen Substrats 52 ausgebildet
sind, während
auf der Unterfläche
bzw. Unterseite des piezoelektrischen Substrats 52 eine
gemeinsame Elektrode (nicht gezeigt) ausgebildet ist, die den Resonanzelektroden 53a, 53b derart
gegenüberliegt,
daß die
Resonanzelektroden über
ihr liegen, die gemeinsame Elektrode aber auf der Unterseite entlang
der Dicke des Substrats liegt – man könnte sagen
in einer Art, in der die Oberseite die Unterseite "überlappt". In ähnlicher Weise ist der zweite
Filterabschnitt angeordnet, indem ein Paar von Resonanzelektroden 54a, 54b auf
der Oberseite des piezoelektrischen Substrats ausgebildet ist, während eine
gemeinsame Elektrode (nicht gezeigt) auf der Substratunterseite
ausgebildet ist.
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Die Resonanzelektrode 53a ist
mit einer Anschlußelektrode 55a verbunden,
die so ausgelegt ist, daß sie
sich entlang einer Stirnfläche
des piezoelektrischen Substrats 52 erstreckt. Andererseits
ist die Resonanzelektrode 54a mit einer Anschlußelektrode 55b gekoppelt,
die sich entlang der gegenüberliegenden
Stirnfläche des
piezoelektrischen Substrats 52 erstreckt. Die Anschlußelektroden 55a, 55b sind
jeweils mit äußeren bzw. externen
Elektroden gekoppelt, die jeweils als eine Eingangselektrode bzw.
eine Ausgangselektrode dienen, wie später noch beschrieben werden
wird.
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Eine Kapazitätselektrode 56a ist
zentral auf der Oberseite des piezoelektrischen Substrats 52 ausgebildet.
In ähnlicher
Weise ist eine Kapazitätselektrode
von im wesentlichen der gleichen Größe auf der Substratunterseite
derart ausgebildet, daß diese
der Kapazitätselektrode 56a gegenüberliegt,
wobei das Substrat 52 zwischen diesen angeordnet bzw. "eingezwängt" ist, und sich nach
oben bis zu einer Seitenkante des Substrats 52 erstreckt
(damit sie mit einer externen Elektrode 58b auf der Kantenfläche verbunden
werden kann). Das Paar der Kapazitätselektroden bildet einen Kondensator,
der als ein Relaiskapazitätsabschnitt
dient.
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Die Kapazitätselektrode 56a ist
mit den Resonanzelektroden 53b, 54b gekoppelt.
Die unterseitige Kapazitätselektrode
ist so verlängert,
daß sie
zentral auf einer Längskantenseitenfläche des
piezoelektrischen Substrats 52 liegt.
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Ein Paar von äußeren Substraten 57, 58 ist
auf den einander gegenüberliegenden
Flächen
des piezoelektrischen Substrats 52 aufgebracht, indem sie
unter Verwendung eines Klebstoffs miteinander verklebt worden sind.
Es sei hier angemerkt, daß zum
Aufkleben dieser äußeren Substrate 57, 58 mit
Hilfe eines Klebstoffs ausgesparte Abschnitte 58d (einer
von ihnen auf der Seite des Substrats 57 ist nicht sichtbar)
in den Oberflächen
der äußeren Substrate 57, 58 ausgebildet
sind, um Räume
zu bilden, die notwendig sind, damit die Vibration der ersten und
zweiten Filterabschnitte ermöglicht
wird. Oder alternativ dazu kann der verwendete Klebstoff auf ausgewählte Flächenbereiche
des piezoelektrischen Substrats 52 aufgetragen werden,
die nicht den Bereichen entsprechen, auf denen die ersten und zweiten
Filterabschnitte angeordnet sind. Eine weitere Alternative besteht
darin, daß mehr
als ein einziger ausgesparter Abschnitt in den gegenüberliegenden
Oberflächen
der äußeren Substrate 57, 58 ausgebildet
werden kann, während
gleichzeitig der Klebstoff auf den Innenflächen der äußeren Substrate 57, 58 aufgebracht
wird.
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Das äußere Substrat 57 ist
mit externen Elektroden 57a bis 57c ausgebildet.
Die externen Elektroden 57a-57c sind derart geformt, daß sich jede
von ihnen quer über
die Oberseite des externen Substrats 57 so erstreckt, daß sie auf
einem Paar von gegenüberliegenden
längsseitigen
Kantenflächen
davon aufliegt. In ähnlicher
Weise ist das äußere Substrat 58 mit
externen Elektroden 58a-58c ausgebildet. Die externen Elektroden 58a-58c sind
so ausgebildet, daß sich
jede quer über
die Bodenfläche
des externen Substrats 58 so erstreckt, daß sie auf
einem Paar von längsseitigen
Kantenflächen
davon aufliegt.
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Nach der Schichtung ist jede der
externen Elektroden 57a-57c elektrisch mit einer entsprechenden
der externen Elektroden 58a-58c gekoppelt. Folglich sind
die externen Elektroden 57a, 58a mit der oben
genannten Anschlußelektrode 55a zur
Verwendung als die Eingangselektrode verbunden. Auch die externen
Elektroden 57b, 58b sind mit der auf der Bodenfläche des
piezoelektrischen Substrats 52 ausgebildeten Kapazitätselektrode
verbunden. Außerdem
sind die externen Elektroden 57b, 58b geerdet.
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Andererseits sind die externen Elektroden 57c, 58c elektrisch
miteinander gekoppelt und sind außerdem mit der Anschlußelektrode 55b zur
Verwendung als die Ausgangselektrode verbunden.
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Ein solcher Stand der Technik ist
aus
JP 06296117 A (abstract)
bekannt.
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Eine Schaltungskonfiguration des
so aufgebauten Chip-artigen piezoelektrischen Filters 51 ist
in 20 gezeigt.
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Wie aus 20 deutlich wird, besitzt das Chip-artige
piezoelektrische Filter 51 eine Schaltungskonfiguration,
in der die ersten und zweiten Filterabschnitte 53, 54 über den
Relaiskapazitätsabschnitt 56 miteinander
verbunden sind.
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Bei dem Chip-artigen piezoelektrischen
Filter 51 sind die ersten und zweiten Filterabschnitte 53, 54 und
ihr zugeordneter Relaiskapazitätsabschnitt 56 auf
einem einzigen piezoelektrischen Substrat 52 ausgebildet.
Folglich besteht ein Problem darin, daß im Falle einer Oberflächenbestückung unter
Verwendung der externen Elektroden 57a-58c der resultierende
Einbauraum in unerwünschter
Weise vergrößert wird.
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Man kann erwägen, daß bei dem Chip-artigen piezoelektrischen
Filter 51 ein Verfahren zum Reduzieren der Oberflächenmontagefläche darin
liegt, die Bereiche der Resonanzelektroden 53a, 53b, 54a, 54b und der
gemeinsamen Elektroden 53c, 54c zu verkleinern.
Aber wenn der Bereich, in dem sich die Elektroden gegenüberliegen,
in dem Filterabschnitt verkleinert wird, neigt die elektrostatische
Kapazität
dazu, sich gleichfalls im Wert zu verkleinern, was zu einem Anstieg
des Wertes der Anpassungsimpedanz im Vergleich zu dem des Standes
der Technik führen
würde.
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Außerdem können sich in den Fällen, in
denen das piezoelektrische Substrat 52 selber in der Ausdehnung
verkleinert wird, wobei die Elektrodenbereiche im Hinblick auf die
ersten und zweiten Filterabschnitte unverändert bleiben, die sich ergebenden
Filtercharakteristiken aufgrund der Tatsache verschlechtern, daß die Vibration
der ersten und zweiten Filterabschnitte in einem bestimmten Teil,
der mit dem verwendeten Klebstoff beschichtet ist, eingeschränkt oder
unterdrückt
wird.
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Folglich ist man bei dem Versuch,
die Miniaturisierung herbeizuführen,
indem einfach der Elektrodenbereich und die Abmessungen des piezoelektrischen
Substrats 52 verringert werden, immer an Grenzen gestoßen.
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Ein piezoelektrisches Filter mit
den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 ist aus
JP 5-67943 A (abstract)
bekannt.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein kleinstückiges
Chip-artiges piezoelektrisches Filter vorzusehen, bei dem der Anpassungsimpedanzwert
unverändert
bleiben kann, während
die Verschlechterung seiner Filtercharakteristiken unterdrückt werden
kann, selbst wenn es miniaturisiert ist, um den Oberflächenmontagebereich
zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird mit einem piezoelektrischen
Filter mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. die Unteransprüche sind
auf vorteilhafte Ausgestaltungen gerichtet.
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Durch den erfindungsgemäßen Aufbau
kann die benötigte
Oberflächenmontagefläche im Vergleich
zu dem Chip-artigen piezoelektrischen Filter nach dem Stand der Technik
beträchtlich
reduziert werden, ohne Berücksichtigung
der Tatsache, daß es
eine Schaltungskonfiguration mit einer Vielzahl von piezoelektrischen
Filtern aufweist, die durch ihren zugehörigen Relaiskondensator miteinander
gekoppelt sind. Außerdem schwankt
die Anpassungsimpedanz kaum, weil die Miniaturisierung oder das
Herabsetzen der Größe erreicht werden
kann, ohne daß der
gegenüberliegende
Bereich bzw. der Überlappungsbereich
der Elektroden an den piezoelektrischen Filterabschnitten verkleinert
werden muß.
Folglich kann eine große
Anwendbarkeit bei der größenmäßigen Verkleinerung
von Elektronikgeräten
erwartet werden, die mobile Telephongeräte, die Chip-artige piezoelektrische
Filter verwenden, einschließen,
aber nicht darauf begrenzt sind.
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Außerdem ist der Relaiskondensator
auf mindestens einem der ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate
angeordnet, was mit anderen Worten heißt, daß der Kondensator auf dem gleichen
Substrat zusammen mit dem piezoelektrischen Filterabschnitt angeordnet
ist, wodurch jegliche möglichen
Unterschiede zwischen den Temperaturcharakteristiken des Relaiskondensators
und den Temperaturcharakteristiken des piezoelektrischen Filterabschnitts
verringert oder minimiert werden können, so daß die Temperaturcharakteristiken
des Chip-artigen piezoelektrischen Filters als Ganzes gesehen ebenfalls
stabilisiert werden können.
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Außerdem kann das Anordnen des
Relaiskondensators auf dem piezoelektrischen Substrat die Notwendigkeit
verhindern, daß für die Außensubstrate
irgendwelche "speziellen" dielektrischen Materialien
mit einer erhöhten
Dielektrizität
und hohen Kosten verwendet werden müssen, die außerdem auf
die ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate auflaminiert
werden müssen,
wodurch wiederum die Produktionskosten für die Chip-artigen piezoelektrischen
Filter verringert werden können.
Da es außerdem
möglich
ist, jegliches gewünschte
Außensubstratmaterial
auszuwählen,
ohne daß man
dessen Dielektrizität
berücksichtigen
muß, können die
Außensubstrate
auch solche Materialien umfassen, die exzellente mechanische Eigenschaften aufweisen,
was es ermöglicht,
daß die
Zuverlässigkeit
des Chip-artigen piezoelektrischen Filters weiter gesteigert werden
kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen Chip-artigen
piezoelektrischen Filter umfaßt
der Relaiskondensator ein Paar von Kondensatorelektroden, die auf
der oberen und unteren Hauptfläche
des ersten bzw. zweiten piezoelektrischen Substrats vorgesehen sind
und einander gegenüberliegen.
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Der oben beschriebene Aufbau macht
es möglich,
daß der
Relaiskondensator mit einem ausreichenden Wert problemlos gebildet
werden kann.
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Bei dem oben beschriebenen Chip-artigen
piezoelektrischen Filter kann jeder der ersten und zweiten piezoelektrischen
Filterabschnitte ein Paar von Resonanzelektroden, die auf einer
der oberen und unteren Hauptflächen
des piezoelektrischen Substrats vorgesehen sind, und eine gemeinsame
Elektrode umfassen, die auf der anderen der oberen und unteren Hauptflächen des
piezoelektrischen Substrats vorgesehen ist und dem Paar von Resonanzelektroden
gegenüberliegt.
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Bei dem oben beschriebenen Chip-artigen
piezoelektrischen Filter sind die ersten und zweiten piezoelektrischen
Substrate vorzugsweise übereinander
geschichtet, so daß die
gemeinsamen Elektroden der ersten und zweiten piezoelektrischen
Filterabschnitte einander gegenüberliegen.
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Der oben beschriebene Aufbau macht
es möglich,
daß die
Streukapazität
zwischen den ersten und zweiten piezoelektrischen Filtern verringert
wird, wodurch es wiederum möglich
wird, exzellente Filtercharakteristiken zu erzielen.
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Bei dem oben beschriebenen Chip-artigen
piezoelektrischen Filter kann das erste piezoelektrische Substrat
außerdem
eine erste Abschirmelektrode umfassen, die auf der Hauptfläche vorgesehen
ist, auf der die gemeinsame Elektrode des ersten piezoelektrischen
Filterabschnitts vorgesehen ist, und die elektrisch mit der gemeinsamen
Elektrode gekoppelt ist, wobei das zweite piezoelektrische Substrat
außerdem
eine zweite Abschirmelektrode umfaßt, die auf der Hauptfläche vorgesehen
ist, auf der die gemeinsame Elektrode des zweiten piezoelektrischen
Filterabschnitts vorgesehen ist, und die elektrisch mit der gemeinsamen
Elektrode gekoppelt ist, und die ersten und zweiten Abschirmelektroden
liegen in der Dickenrichtung des ersten und des zweiten piezoelektrischen
Substrats zumindest teilweise einander nicht gegenüber.
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Diese Struktur ermöglicht es,
die Streukapazität
zu unterdrücken,
während
gleichzeitig ein Anstieg der elektrischen Kapazität zwischen
den Eingangs-/Ausgangssignalen und der Masse minimiert wird, was
vorteilhaft zur Erzielung von weiter verbesserten Filtercharakteristiken
beitragen kann.
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Bei dem oben beschriebenen Chip-artigen
piezoelektrischen Filter können
eine externe Eingangs-/Ausgangselektrode und eine an Erde gelegte
externe Elektrode auf der äußeren Fläche eines
Schichtkörpers
vorgesehen sein, der durch Übereinanderschichten
des ersten und zweiten piezoelektrischen Substrats in ihrer Dickenrichtung
gebildet ist. Gemäß einer
speziellen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die externe Eingangs-/Ausgangselektrode
mit einer der Resonanzelektroden der ersten und zweiten piezoelektrischen
Filterabschnitte verbunden, wobei der Relaiskapazitätsabschnitt
aus einem Paar von Kapazitätselektroden
aufgebaut ist, und eine Kapazitätselektrode
elektrisch mit der externen Elektrode gekoppelt ist, die wiederum
an der Erde (Masse) angeschlossen ist.
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Diese und weitere Aufgaben, Merkmale
und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung
deutlich, wie sie in den beigefügten Zeichnungen
veranschaulicht sind. Es zeigen: 1 ein
Diagramm, das eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines
Chip-artigen piezoelektrischen Filters gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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2 eine
perspektivische Ansicht zur Erläuterung
der Form der Elektroden, die auf einem ersten piezoelektrischen
Substrat ausgebildet sind, das bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet wird,
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3A und 3B jeweils Schaltdiagramme
zur Erläuterung
der Schaltkreise, die auf den ersten und zweiten piezoelektrischen
Substraten ausgebildet sind,
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4A bis
4C jeweils eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine Bodenansicht
eines Chip-artigen piezoelektrischen Filters gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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5 ein
Diagramm, das den Dämpfungsbetrag
im Verhältnis
zu der Frequenzcharakteristik und der Gruppenverzögerungszeitcharakteristik
des Chipartigen piezoelektrischen Filters gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt,
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6 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht zur Erläuterung
eines Chip-artigen piezoelektrischen Filters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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7 eine
perspektivische Ansicht zur Erläuterung
einer Elektrodenstruktur, die auf einem zweiten piezoelektrischen
Substrat ausgebildet ist, das bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
verwendet wird,
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8 eine
auseinandergezogene perspektivische Darstellung zur Erläuterung
eines Chip-artigen piezoelektrischen Filters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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9 eine
perspektivische Darstellung zur Erläuterung einer Elektrodenstruktur,
die auf einem zweiten piezoelektrischen Substrat ausgebildet ist,
das bei dem dritten Ausführungsbeispiel
verwendet wird,
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10A und 10B jeweils schematische
Querschnittansichten der Chip-artigen piezoelektrischen Filter,
wie sie in experimentellen Beispielen vorbereitet worden sind,
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11A und 11B jeweils schematische
Schnittansichten zur Erläuterung
der Chip-artigen piezoelektrischen Filter, wie sie in Versuchsbeispielen
vorbereitet worden sind,
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12A und 12B schematische Schnittansichten
zur Erläuterung
der jeweiligen Chip-artigen piezoelektrischen Filter, wie sie in
Versuchsbeispielen vorbereitet worden sind,
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13A und 13B schematische Schnittansichten
zur Erläuterung
der jeweiligen Chip-artigen piezoelektrischen Filter, wie sie in
Versuchsbeispielen vorbereitet worden sind,
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14A und 14B schematische Schnittansichten
zur Erläuterung
der jeweiligen Chip-artigen piezoelektrischen Filter, wie sie in
Versuchsbeispielen vorbereitet worden sind,
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15A und 15B schematische Schnittansichten
zur Eräuterung
der jeweiligen Chip-artigen piezoelektrischen Filter, wie sie in
Versuchsbeispielen vorbereitet worden sind,
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16A und 16B schematische Schnittansichten
zur Erläuterung
der jeweiligen Chip-artigen piezoelektrischen Filter, wie sie in
Versuchsbeispielen vorbereitet worden sind,
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17A und 17B schematische Schnittansichten
zur Erläuterung
der jeweiligen Chip-artigen piezoelektrischen Filter, wie sie in
Versuchsbeispielen vorbereitet sind,
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18 ein
Diagramm, das die Beziehung einer Überlappungsbreite der ersten
und zweiten Abschirmelektroden im Verhältnis zu der Streukapazität davon
zeigt,
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19 eine
auseinandergezogene perspektivische Darstellung zur Erläuterung
eines typischen Chip-artigen piezoelektrischen Filters nach dem
Stand der Technik,
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20 ein
Diagramm, das eine Schaltungskonfiguration des Chip-artigen piezoelektrischen
Filters nach dem Stand der Technik zeigt.
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Mehrere Chip-artige piezoelektrische
Filter gemäß nicht
einschränkenden
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist
ein Diagramm, das eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht
eines Chip-artigen piezoelektrischen Filters gemäß einem bevorzugten Ausführungs beispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Das chip-artige piezoelektrische
Filter, das die Erfindung verkörpert,
ist unter Verwendung von ersten und zweiten piezoelektrischen Substraten 1, 2 einer
rechteckigen Plattenform aufgebaut. Die ersten und zweiten piezoelektrischen
Substrate 1, 2 können entweder aus einer piezoelektrischen
Keramik wie Blei-Zirkonat-Titanat-Keramik (PZT-Keramik) oder aus
piezoelektrischen Einkristallen wie z.B. Quarz hergestellt sein.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind die ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate 1, 2 aus
einer piezoelektrischen Keramik auf PZT-Basis hergestellt, wobei
die Polarisierungsbehandlung entlang der Dicke davon durchgeführt worden
ist.
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Auf dem ersten piezoelektrische Substrat 1 sitzt
ein erster Filterabschnitt der Energie lokalisierenden Art, der
im Dickenlongitudinalschwingungsmodus oder im "Ausdehnungsschwingungsmodus" arbeitet, wohingegen
das zweite piezoelektrische Substrat 2 auf sich einen zweiten
Filterabschnitt der Energie lokalisierenden Art aufweist, der den
Dickenlongitudinalschwingungsmodus verwendet, während ein Relaiskapazitätsabschnitt
auf einem der ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate 1, 2 vorgesehen
wird.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht des ersten piezoelektrischen Substrats 1;
in 2 sind diejenigen
Elektroden, die auf der Unterfläche
bzw. Unterseite des ersten piezoelektrischen Substrats 1 ausgebildet
sind, derart dargestellt, daß sie
virtuell nach unten projiziert worden sind, und zwar nur zum Zwecke
der Erleichterung des visuellen Verständnisses derselben. Das erste
piezoelektrische Substrat 1 besitzt eine Oberfläche bzw.
Oberseite, auf der ein Paar von Resonanzelektroden 3a, 3b zentral
derart angeordnet ist, daß diese
einander gegenüberliegen,
wobei zwischen ihnen ein Abstand vorbestimmt ist. Das piezoelektrische
Substrat 1 besitzt auch eine Unterseite, auf der eine gemeinsame
Elektrode 3c ausgebildet ist, die so unter den Resonanzelektroden 3a, 3b liegt,
daß die
Oberseite die Unterseite überlappt,
wobei das Substrat 1 zwischen diesen angeordnet ist.
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Die Resonanzelektrode 3a ist
durch einen Verbindungs-Leiterabschnitt 4a mit einer Anschlußelektrode 5a gekoppelt.
Die Anschlußelektrode 5a ist
so ausgelegt, daß sie
sich so weit erstreckt, bis sie an einer Seitenfläche des
piezoelektrischen Substrats 1 endet.
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Die Resonanzelektrode 3b ist über einen
Verbindungsleiter 4b mit einer Kapazitätselektrode 5b gekoppelt,
die auch als Anschlußelektrode
dienen kann.
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Andererseits ist die gemeinsame Elektrode 3c auf
der Unterseite des piezoelektrischen Substrats 1 durch
Verbindungsleiter 4c, 4d jeweils mit Anschlußelektroden 5c, 5d gekoppelt.
Die Anschlußelektroden 5c, 5d sind
so ausgebildet, daß sie
sich jeweils entlang gegenüberliegenden
Seitenflächen 1a, 1b des
piezoelektrischen Substrats 1 erstrecken. Die gemeinsame
Elektrode 3c ist über
einen Verbindungsleiter 4e auch mit einer Kapazitätselektrode 5e gekoppelt.
Die Kapazitätselektrode 5e ist
auf der Substratunterseite derart ausgebildet, daß sie der über ihr
liegenden oberseitigen Kapazitätselektrode 5b gegenüberliegt,
wobei das piezoelektrische Substrat 1 zwischen diesen liegt.
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Eine Schaltungskonfiguration des
piezoelektrischen Substrats 1 ist in 3A gezeigt. Wie aus 3A ersichtlich wird, ist das piezoelektrische
Substrat 1 aus einem ersten Filterabschnitt 6a,
der im wesentlichen aus den Resonanzelektroden 3a, 3b und
deren zugeordneten gemeinsamen Elektrode 3c besteht, und
einem Relaiskapazitätsabschnitt 6b aufgebaut,
der die Kapazitätselektroden 5b, 5e umfaßt.
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Nun wird wieder Bezug auf 1 genommen. Das andere piezoelektrische
Substrat 2 kann ähnlich aufgebaut
sein wie das piezoelektrische Substrat 1, außer daß es in
bezug auf seine oberen und unteren Elektrodenmuster genau umgekehrt
ausgelegt ist. Folglich sind auch in dem piezoelektrischen Substrat 2 ein
zweiter Filter 6c und sein zugeordneter Relaiskapazitätsabschnitt 6d angeordnet,
wie dies in 3B gezeigt
ist. Es sei hier angemerkt, daß hinsichtlich
der Elektroden des ersten piezoelektrischen Substrats 1 und
den entsprechenden Elektroden des zweiten piezoelek trischen Substrats 2 eine
Erläuterung
weggelassen wird und diese mit den gleichen Bezugszeichen versehen
werden.
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Wie in 1 zu
sehen ist, ist das Chip-artige piezoelektrische Filter dieses Ausführungsbeispiels
derart aufgebaut, daß die
ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate 1, 2 in
der Richtung der Dickenabmessung übereinander geschichtet bzw.
laminiert sind, wobei zwischen ihnen ein Klebstoff 8 aufgebracht
wird, damit sie fest aneinanderhaften. Genauer gesagt werden die
ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate 1, 2 übereinander
geschichtet bzw. laminiert und durch den Klebstoff 8 zu
einer einstückigen
vielschichtigen Struktur eng miteinander verbunden, wobei bewirkt
wird, daß die
gemeinsamen Elektroden 3c, 3c der ersten und zweiten
piezoelektrischen Filterabschnitte auf den Innenflächen der
sich ergebenden Laminat- bzw. Schichtungsstruktur plaziert werden.
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Außerdem ist ein äußeres Substrat 10 auf
die Oberseite des piezoelektrischen Substrats 1 laminiert, das
darauf durch einen Klebstoff 7 aufgeklebt ist. In ähnlicher
Weise ist ein anderes äußeres Substrat 11 auf der
Bodenseite des piezoelektrischen Substrats 2 laminiert,
indem es dort mit einem Klebstoff 9 aufgeklebt worden ist.
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Es sei angemerkt, daß zur Bildung
eines notwendigen Raums, der eine freie Vibration der ersten und zweiten
Filterabschnitte erlaubt, die auf den ersten und zweiten piezoelektrischen
Substraten 1, 2 aufgebracht sind, die Klebermaterialien 7-9 nicht
auf ausgewählte
Substratflächenabschnitte
aufgetragen werden, auf denen die ersten und zweiten Filterabschnitte
angeordnet sind. Folglich sind die Klebstoffschichten 7-9 in 1 derart dargestellt, daß sie in
bestimmten Bereichen Öffnungen 7a-9a aufweisen,
die den Stellen dieser Filterabschnitte entsprechen. Wahlweise können diese Öffnungen 7a, 9a aus
den Klebstoffschichten 7-9 dann weggelassen werden, wenn
Aussparungsabschnitte in den Innenflächen der äußeren Substrate 10, 11 vorgeformt sind
und die Klebstoffmaterialien 7-9 auf die äußeren Substrate 10, 11 aufgebracht
werden.
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Die Kleber 7-9 werden zwar
typischerweise auf einer der einander gegenüberliegenden Flächen der beiden
Elemente aufgebracht, die zusammengeklebt werden sollen, aber sie
können
alternativ auch auf beiden Oberflächen aufgebracht werden, wenn
dies geeignet ist. Eine weitere Alternative liegt darin, daß ein Klebstoff
in Folienform mit den Öffnungen 7a-9a als
Klebstoffmaterialien 7-9 verwendet werden kann.
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Die äußeren Substrate 10, 11 können aus
einem ausgewählten
Isoliermaterial hergestellt werden, das dielektrische Keramikmaterialien,
wie z.B. Aluminiumoxid, oder Kunststoff umfaßt, aber nicht auf diese beschränkt ist.
Das äußere Substrat 10 besitzt
auf seiner Oberseite externe Elektroden 12a-12f, von denen
sich jede längenmäßig ausgehend
von einem Teil der oberen Substratfläche bis zu der längsseitigen
Kantenfläche 10a, 10b erstreckt,
wie in 1 gezeigt ist.
Das andere äußere Substrat 11 besitzt
Seitenkantenflächen 11a, 11b,
auf denen an ausgewählten
Stellen externe Elektroden 13d-13f ausgebildet sind, von
denen jede positionsmäßig auf
eine entsprechende der Elektroden 12d-12f entlang der Dicke
der geschichteten Substrate 1, 2 ausgerichtet
ist, die vertikale lineare Streifen auf der Seitenkantenfläche 11a, 11b vorsehen.
Es sei angemerkt, daß die
externen Elektroden 12a-12f nicht immer auf der Oberflächenseite
ausgebildet werden, soweit diese auf den längsseitigen Kantenflächen 10a, 10b des äußeren Substrats 10 ausgebildet
sind.
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In ähnlicher Weise sind externe
Elektroden 13a-13c auch an ausgewählten Stellen auf den gegenüberliegenden
Seitenkantenflächen
des Substrats 11 ausgebildet (siehe 4C), so daß sie positionsmäßig automatisch
mit den externen Elektroden 12a-12c des Substrats 10 fluchten,
wodurch beabstandete lineare Streifen darauf entlang der Dicke der
laminierten bzw. übereinandergeschichteten
Substrate 10, 11 gebildet werden.
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Die ersten und zweiten piezoelektrischen
Substrate 1, 2 und die äußeren Substrate 10, 11 sind übereinander
geschichtet und dann durch Klebstoff miteinander verbunden, wodurch
man ein Chip-artiges piezoelektrisches Filter erhält, wie
es in den 4A-4C gezeigt
ist. Es sei angemerkt, daß ein
Elektrodenmuster, wie es in 4C gezeigt
ist, auf der Unterseite des äußeren Substrats 11 als
Elektroden ausgebildet ist, die mit den externen Elektroden 13a-13f verbunden
werden sollen. Mit anderen Worten, die externen Elektroden 13c, 13f sind
durch eine Elektrode 14a miteinander verbunden. Auch die
externen Elektroden 13e, 13b, die als externe
Elektroden dienen, die an der Erde bzw. Masse angeschlossen sind,
sind durch die Elektrode 14b miteinander gekoppelt. Außerdem sind
die externen Elektroden 13a, 13d mit den Elektroden 14c, 14d auf
der Unterseite verbunden. Hier besitzt die Elektrode 14b einen
Verlängerungsabschnitt 14e,
der sich zwischen den Elektroden 14c, 14d erstreckt.
Der Verlängerungsabschnitt 14e ist
vorgesehen, um die Streukapazität
zu verringern, die zwischen der eingangsseitigen externen Elektrode 14c und
der ausgangsseitigen externen Elektrode 14d inhärent ist.
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Das Chip-artige piezoelektrische
Filter 1 dieses Ausführungsbeispiels,
das wie oben beschrieben angeordnet ist, besitzt eine Konfiguration,
bei der die ersten und zweiten piezoelektrischen Filter über einen
Relaiskondensator in einer Weise miteinander verbunden sind, die
dem in 20 gezeigten
Stromkreis entspricht. Eine Dämpfungsbetrag-zu-Frequenz-Charakteristik
des Chip-artigen piezoelektrischen Filters ist in 5 zusammen mit deren Gruppenverzögerungszeitcharakteristik
gezeigt. Aus 5 wird
ersichtlich, daß der
Durchlaßbereich
in einen Bereich von 10,67 bis 10,93 MHz fällt, das wiederum dazu führt, daß ein hochwertiger
Sperrfilter mit exzellenten Bandpaßcharakteristiken vorgesehen
werden kann.
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Mit dem Chip-artigen piezoelektrischen
Filter 1 nach diesem Ausführungsbeispiel kann der sich
ergebende Betrag an Raum im Vergleich zu dem piezoelektrischen Filter 51 nach
dem Stand der Technik, der eine Vielzahl von Filterabschnitten besitzt,
die seitlich angeordnet sind (siehe 19),
verringert werden, da das erste piezoelektrische Substrat 1 so
ausgelegt ist, daß es
die Anordnung des ersten Filterabschnitts 6a und des Relaiskapazitätsabschnitts 6b darauf
erlaubt, wohingegen das zweite piezoelektrische Substrat 2 erlaubt, daß der zweite
Filterbereich 6c und der Relaiskapazitätsabschnitt 6d darauf
angeordnet werden können,
während
eine viel schichtige Laminatstruktur des ersten und zweiten piezoelektrischen
Substrats 1, 2 entlang der Dicke davon vorliegt.
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Da außerdem die Relaiskapazitätsabschnitte 6c, 6d auch
so angeordnet sind, daß jeder
von ihnen zwischen den ersten und zweiten piezoelektrischen Substraten 1, 2 unterteilt
oder "aufgeteilt" ist, wird es außerdem möglich, die
benötigte
Fläche
für die
Kapazitätselektroden
zu verringern, die auf den piezoelektrischen Substraten ausgebildet
werden sollen, was vorteilhafterweise auch dazu dient, benötigten Einbauraum
effektiv einzusparen.
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Außerdem kann jegliche mögliche Streukapazität reduziert
oder minimiert werden, weil die ersten und zweiten piezoelektrischen
Substrate 1, 2 derart übereinander geschichtet werden,
daß die
gemeinsamen Elektroden 3c, 3c der ersten und zweiten
piezoelektrischen Filterabschnitte 6a, 6b auf
der Innenseite davon angeordnet werden.
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Außerdem ist es möglich, ein
hochwertiges Chip-artiges piezoelektrisches Filter mit ausgezeichneten Temperaturcharakteristiken
vorzusehen, weil die Relaiskapazitätsabschnitte 6b, 6d auf
den piezoelektrischen Substraten 1, 2 angeordnet
werden, die die ersten und zweiten Filterabschnitte 6a, 6c bilden,
wodurch bewirkt wird, daß die
Filterabschnitte 6a, 6b und die Relaiskapazitätsabschnitte 6c, 6d bezüglich der
Temperaturcharakteristiken identisch zueinander sind. Genauer gesagt
bleibt es in den Fällen,
in denen das piezoelektrische Substrat und der Relaiskapazitätsabschnitt
so aufgebaut sind, daß separate,
schichtweise angeordnete Substrate verwendet werden, bedingt durch
einen möglichen
Unterschied zwischen den Temperaturcharakteristiken des Filterabschnitts
und denen des Relaiskapazitätsabschnitts
schwierig, die Temperaturcharakteristiken gut zu steuern; im Gegensatz
dazu können
bei dem Chip-artigen piezoelektrischen Filter 1 die Temperaturcharakteristiken
erfolgreich stabilisiert werden.
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Darüber hinaus ist es dann, wenn
ein Kondensator zum Bilden des Relaiskapazitätsabschnitts auf dem äußeren Substrat
gebildet wird, erforderlich, daß die äußeren Substrate 10, 11 aus
speziellen Materialien mit erhöhter
Dielektrizität
hergestellt werden, wodurch die Produktionskosten ansteigen; im
Gegensatz dazu ist es bei dem Chip-artigen piezoelektrischen Filter
dieses Ausführungsbeispiels
nicht notwendig, daß derartige
Kondensatoren auf den äußeren Substraten 10, 11 verwendet
werden müssen,
wodurch erlaubt wird, daß die äußeren Substrate 10, 11 aus
dielektrischen Materialien bestehen können, die in sich eine niedrige
Dielektrizität
aufweisen, aber dennoch eine hohe Verarbeitbarkeit oder Bearbeitbarkeit
aufweisen.
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6 veranschaulicht
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht zur Erläuterung
eines Chip-artigen piezoelektrischen Filters gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Während
bei dem oben beschriebenen Chip-artigen piezoelektrischen Filter 1 der
Filterabschnitt und der Relaiskapazitätsabschnitt auf irgend einem
der ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate 1, 2 angeordnet sind,
kann die vorliegende Erfindung alternativ dazu so ausgelegt sein,
daß der
Filterabschnitt allein auf mindestens einem piezoelektrischen Substrat
angeordnet ist.
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Genauer gesagt ist das Chip-artige
piezoelektrische Filter gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel, wie
in 6 gezeigt ist, so
aufgebaut, daß sein
zweites piezoelektrisches Substrats 22 nicht mit einem
Relaiskapazitätsabschnitt
in Berührung
kommt, während
es nur erlaubt, daß der
zweite Filterabschnitt darauf angeordnet wird. Die restlichen Teile
oder Komponenten entsprechen im wesentlichen denen des oben genannten ersten
Ausführungsbeispiels;
folglich werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Komponenten
zu bezeichnen, und eine genaue Beschreibung dieser Komponenten wird
hier weggelassen.
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Wie in 7 gezeigt
ist, sind eine gemeinsame Elektrode 3c, Verbindungs-Leiterabschnitte 4c, 4d und Anschlußelektroden 5c, 5d auf
der Oberseite des zweiten piezoelektrischen Substrats 22 ausgebildet;
aber es sind darauf keine Teile ausgebildet, die dem Verbindungs-Leiterabschnitt 4e und
der Anschlußelektrode 5e entsprechen.
Auf der Unterseite sind die Resonanzelektroden 3a, 3b und
die Verbindungsleiter 4a, 4b sowie auch die Anschlußelektroden 5a, 5f ausgebildet,
während
die Kapazitätselektrode 5b von 2 bei dieser Anordnung weggelassen
worden ist.
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In diesem Fall wird es auch möglich, die
Schaltungskonfiguration zu erzielen, bei der die ersten und zweiten
Filterabschnitte 6a, 6b über den Relaiskapazitätsabschnitt 6b verbunden
sind, indem die Anschlußelektrode 5f über die
Kondensatorelektrode 5e und die externen Elektroden 12f, 13f verbunden
wird, wobei die Elektrode 5e auf der Oberseite des ersten
piezoelektrischen Substrats 1 ausgebildet ist und auch
als die Anschlußelektrode
arbeitet.
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Es sei angemerkt, daß zwar bei
den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen
die ersten und zweiten Filterabschnitte 6a, 6c durch
den zugeordneten Relaiskapazitätsabschnitt
miteinander verbunden sind, daß aber
außerdem
gemäß den Prinzipien
der Erfindung auch mehr als ein piezoelektrischer Filterabschnitt über einen
Relaiskondensator in den Chip-artigen piezoelektrischen Filtern
weiter angeschlossen sein kann.
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8 zeigt
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Chip-artigen
piezoelektrischen Filters gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel
gleicht im Aufbau dem Chip-artigen piezoelektrischen Filter des
ersten Ausführungsbeispiels,
wobei zusätzlich
eine Abschirmelektrode in einer Art und Weise ausgebildet ist, die
später
noch beschrieben werden wird. Folglich sind in 8 gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen, wobei auf die oben gegebene Erläuterung Bezug genommen wird,
damit diese Erläuterung
nicht noch einmal wiederholt werden muß.
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Bei dem Chip-artigen piezoelektrischen
Filter dieses Ausführungsbeispiels
ist eine Abschirmelektrode 31 auf der Unterseite des ersten
piezoelektrischen Substrats 1 ausgebildet, wohingegen eine
andere Abschirmelektrode 32 auf der Oberseite des zweiten
piezoelektrischen Substrats 2 ausgebildet ist.
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Eine Musterform der Elektrode auf
der Unterseite des ersten piezoelektrischen Substrats 1 wird
nun unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
Wie aus 9 deutlich wird,
ist die Abschirmelektrode 31 vor allem derart ausgebildet,
daß sie
elektrisch mit der gemeinsamen Elektrode 3c gekoppelt ist
und sich entlang einer ausgewählten
Kante erstreckt, die der Kante gegenüberliegt, an der die Kapazitätselektrode 5e ausgebildet
ist.
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Andererseits ist die Abschirmelektrode 32 bei
dem zweiten piezoelektrischen Substrat 2 so ausgebildet,
daß sie
sich entlang einer speziellen Kante erstreckt, die der Kante gegenüberliegt,
an der die Kondensatorelektrode 5e ausgebildet ist, und
daß sie
elektrisch mit der gemeinsamen Elektrode 3c gekoppelt ist.
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Bei dem Chip-artigen piezoelektrischen
Filter dieses Ausführungsbeispiels
sind zwar die ersten und zweiten Filterabschnitte 6a, 6c durch
ihren zugeordneten Relaiskapazitätsabschnitt
in der Weise verbunden, wie dies oben beschrieben worden ist, aber
die Abschirmelektroden 31, 32 sind außerdem jeweils
mit den gemeinsamen Elektroden 3c, 3c verbunden,
die an entsprechenden Filterabschnitten an Masse gelegt sind. Dadurch
wird es möglich,
daß die
Streukapazität
zwischen den Anschlußelektroden 5a, 5a effektiv
weiter reduziert wird.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind vor allem
die erste Abschirmelektrode 31 und die zweite Abschirmelektrode 32 speziell
so angeordnet, daß sich
diese entlang ihrer Dicke nicht überlappen,
wodurch ermöglicht wird,
daß die
Streukapazität
zwischen den ersten und zweiten Filterabschnitten 6a, 6b verringert
wird, wodurch wiederum ermöglicht
wird, daß die
erforderlichen exzellenten Filtercharakteristiken erhalten werden.
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Auf diese Weise kann jede mögliche Streukapazität zwischen
den ersten und zweiten Anschlußelektroden 5a, 5a größenmäßig reduziert
werden, so daß exzellente
Resonanzcharakteristiken erhalten werden können, indem jeweils die ersten
und zweiten Abschirmelektroden 31, 32 an den Filterabschnitten 6a, 6b ausgebildet
werden, und indem außerdem
die ersten und zweiten Abschirmelektroden 31, 32 so
angeordnet werden, daß diese
daran gehindert werden, sich zumindest teilweise entlang der Dicke
der Struktur zu überlappen, wie
unten noch genauer in Zusammenhang mit den 10 bis 18 beschrieben
werden wird.
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Die 10A bis 17B sind schematische Bildansichten
von Anschlußelektroden 5a, 5a,
die Schnittansichten der jeweiligen piezoelektrischen Filter zeigen,
die jeweils die ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate 1, 2 umfassen,
die übereinandergeschichtet
und durch Klebstoff miteinander verbunden sind, so daß sie eine
vielschichtige Laminatstruktur bilden, wobei auf diesen Substraten
jeweils die beschriebenen ersten und zweiten piezoelektrischen Filter 6a, 6b ausgebildet
sind.
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Wenn man beispielsweise das Chip-artige
piezoelektrische Filter 41 betrachtet, das als Beispiel
in 10A gezeigt ist,
so erkennt man, daß die
ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate 1, 2 durch
eine Klebstoftschicht 42, die zwischen ihnen angeordnet
ist, übereinander
laminiert sind. Es sei angemerkt, daß bei dem piezoelektrischen
Filter 41 die Resonanzelektroden bzw. deren Äquivalente,
wie sie auf den beiden Hauptflächen
der ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate 1, 2 ausgebildet
sind, aus dieser Darstellung weggelassen worden sind. In den 10A bis 17B sind nur begrenzte Teile schematisch
dargestellt, die die Anschlußelektroden 5a, 5a und
die externen Elektroden 12a, 13a umfassen, die
mit den Anschlußelektroden 5a, 5a verbunden
sind, um den Effekt zu erläutern,
der sich aufgrund der Ausbildung der ersten und zweiten Abschirmelektroden,
wie oben besprochen worden ist, sowie auch aufgrund des Einflusses
oder der Auswirkung ergibt, der bzw. die aus der Überlappung
der Abschirmelektroden 31, 32 herrührt.
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Genauer gesagt sind in dem piezoelektrischen
Filter 41, das in 10A gezeigt
ist, die ersten und zweiten piezoelektrischen Substrate 1, 2 übereinander
geschichtet, wobei die Klebstoffschicht 42 zwischen ihnen
angeordnet ist, während
diejenigen Oberflächen,
auf denen ihre gemeinsamen Elektroden 3c (siehe 1) ausgebildet sind, in
einer Art und Weise nach innen ausgerichtet sind, die der des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels
gleicht. Außerdem
sind die Abschirmelektroden 31, 32 nicht in dem
piezoelektrischen Filter 41 ausgebildet.
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Andererseits ist bei einem piezoelektrischen
Filter 42, wie es in 10B gezeigt
ist, anders als bei dem piezoelektrischen Filter 41 das
piezoelektrische Substrat 2 in einer Weise laminiert, daß die Anschlußelektrode 5a auf
der Oberseite, d.h. auf der Innenfläche des zweiten piezoelektrischen
Substrats 2 angeordnet ist.
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Bei den jeweiligen piezoelektrischen
Filtern 43A bis 49A, die in den 11A, 12A, 13A, 14A, 15A, 16A und 17A gezeigt sind, ist jeder ähnlich wie
das piezoelektrische Filter 41A aufgebaut, indem die ersten
und zweiten piezoelektrischen Substrate 1, 2 einander
gegenüberliegen
und bewirkt wird, daß die
gemeinsame Elektrode 3c, die an der Masse angeschlossen
ist, diesen direkt gegenüberliegt.
Andererseits ist bei den jeweiligen piezoelektrischen Filtern 43B bis 49B,
die in den 11B, 12B, 13B, 14B, 15B, 16B und 17B gezeigt sind,
das zweite piezoelektrische Substrat 2 so laminiert, daß die Anschlußelektrode 5a auf
der Oberseite des zweiten piezoelektrischen Substrats 2 ähnlich wie
bei dem piezoelektrischen Filter 41B angeordnet ist. Folglich liegen
bei den piezoelektrischen Filtern 43B-49B die gemeinsamen
Elektroden 3c, die an der Masse angeschlossen sind, einander
nicht gegenüber,
wobei die Klebstoffschicht 42 dazwischen aufgebracht ist,
was zu der Vorsehung einer speziellen Struktur mit einer großen Streukapazität führt, wenn
man dies mit den piezoelektrischen Filtern 41A, 43A-49A vergleicht.
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Andererseits ist das piezoelektrische
Filter 43A, das in 11A gezeigt
ist, so ausgelegt, daß sich
die erste Abschirmelektrode 31 und die zweite Abschirmelektrode 32 einander
in der Richtung entlang ihrer Dicke überlappen. Die Überlappungsbreite
der ersten und zweiten Abschirmelektroden 31, 32 ist
auch relativ vergrößert (die Überlappungslänge in der
seitlichen Richtung von 11).
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Bei dem in 11 B gezeigten piezoelektrischen Filter 43B ist
die Überlappungsbreite
der ersten und zweiten Abschirmelektroden 31, 32 so
wie bei dem piezoelektrischen Filter 43A ausgelegt.
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Sowohl das in 12A gezeigte piezoelektrische Filter 44A als
auch das in 13A gezeigte
piezoelektrische Filter 45A gleichen im Aufbau dem piezoelektrischen
Filter 43A, das in 11A gezeigt
ist, wobei die Überlappungsbreite
der ersten und zweiten Abschirmelektroden 31, 32 sequentiell
kleiner ausgelegt ist. Auch die piezoelektrischen Filter 44B, 45B haben
den gleichen Aufbau wie das piezoelektrische Filter 43B, wobei
die Überlappungsbreite
der ersten und zweiten Abschirmelektroden 31, 32 sequentiell
verringert ist.
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Andererseits sind in den piezoelektrischen
Filtern 46A-49A, die in den 14A, 15A, 16A und 17A gezeigt
sind, die ersten und zweiten Abschirmelektroden 31, 32 speziell
derart angeordnet, daß sie
sich zumindest teilweise nicht überlappen.
Mit anderen Worten weisen diese Filter einen Aufbau auf, bei dem
sich die ersten und zweiten Abschirmelektroden gemäß den Prinzipien
der Erfindung, wie sie in Anspruch 5 genannt sind, zumindest teilweise
nicht überlappen.
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Andererseits überlappen sich die Abschirmelektroden
in den piezoelektrischen Filtern 46B-49B, die in den 14B, 15B, 16B und 17B gezeigt sind, entlang
der Dicke davon ähnlich
wie bei den piezoelektrischen Filtern 46B-49A zumindest
teilweise nicht. Es sei hier aber angemerkt, daß bei den piezoelektrischen
Filtern 46B-49B das zweite piezoelektrische Substrat 2 umgedreht
ist, so daß seine
Oberseite im Hinblick auf die Ausrichtung des Substrats 2 an
der Unterseite davon erscheint, wenn man dies mit den piezoelektrischen
Filtern 46A-49A vergleicht.
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Nun sind als die oben genannten piezoelektrischen
Filter 41A, 41B, 43A, 43B-49A und 49B mehrere Chip-artige
piezoelektrische Filter vorbereitet worden, die die piezoelektrischen
Substrate 1, 2 umfassen, die aus der piezoelektrischen
Blei-Zirkonat-Titanat-Keramik
(PZT-Keramik) hergestellt sind und eine Größe von 3,10 × 3,45 × 0,204
mm aufweisen, wobei die Mittenfrequenz auf 10,8 MHz festgelegt worden
ist. In diesem Fall ist die Überlappungsbreite
der Abschirmelektroden 31, 32 so ausgelegt, daß sie wie
oben angegeben variiert, und es sind auch welche hergestellt worden,
die sich voneinander in der Kapazität C1,
die zwischen der Anschlußelektrode 5a,
die auf der Oberseite des ersten piezoelektrischen Substrats 1 ausgebildet
ist, und einem Referenzpotential gebildet wird, und auch in der
Kapazität
C2 (d.h. der elektrostatischen Kapazität zwischen
dem Eingang und dem Ausgang) unterscheiden, die zwischen der Anschlußelektrode 5a,
die auf dem ersten piezoelektrischen Substrat 1 gebildet
ist, und der Anschlußelektrode 5a gebildet
wird, die auf dem zweiten piezoelektrischen Substrat 2 gebildet
ist.
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Tabelle 1
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- (A) Piezoelektrischer Resonator
- (B) Dimensionen entlang der Breite der Abschirmelektroden (mm)
- (C) Breite der einen Abschirmelektrode
- (D) Gesamtbreite derAbschirmelektroden 31, 32
- (E) Überlappungsbreite
der Abschirmelektroden 31, 32 (mm)
- (F) Kapazität
C1 zwischen dem Eingang/Ausgang und der
Masse (pF/mm)
- (G) Streukapazität
C2 zwischen dem Eingang und dem Ausgang
(pF/mm)
-
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Es sei angemerkt, daß die Verwendung
von "pF/mm" als die Einheit
der elektrostatischen Kapazität
in Tabelle 1 bedeutet, daß die
hier aufgelisteten Werte die Werte sind, die von der Standardisierung
der elektrostatischen Kapazität
durch einen Abstand in der Richtung entlang der Tiefe herrühren, d.h.,
der Richtung senkrecht zu den gegenüberliegenden Papierflächen in 10 bis 17.
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Im Hinblick auf die piezoelektrischen
Filter 41A, 41B, 43A, 43A-49A,
und 49B ist die Beziehung der elektrostatischen Kapazitätswerte
C1, C2 im Verhältnis zu
den Dimensionen entlang der Breite der ersten und zweiten Abschirmelektroden
in 18 gezeigt. Eine
durchgehende Linie P und eine gestrichelte Linie Q in 18 stellen jeweils C1 dar, d.h. die elektrostatische Kapazität zwischen
der Anschlußelektrode,
die mit dem ersten piezoelektrischen Filterabschnitt 6a und
der Masse verbunden ist, nämlich
die elektrostatische Kapazität
zwischen der eingangsseitigen bzw. ausgangsseitigen Anschlußelektrode 5a und
der Abschirmelektrode; die durchgehende Linie R und die gestrichelte
Linie S geben die elektrostatische Kapazität C2 an,
d.h. die Streukapazität
zwischen den Anschlußelektroden 5a, 5a der
ersten und zweiten piezoelektrischen Filterabschnitte.
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Es sei hier angemerkt, daß die in 18 verwendeten Bezugszeichen
den Bezugszeichen entsprechen, die bei den oben beschriebenen piezoelektrischen
Filtern verwendet worden sind.
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Es sei auch angemerkt, daß diejenigen
Werte, die mit den gestrichelten Linien Q, S angegeben sind, die
Resultate anzeigen, die sich auf die Chip-artigen piezoelektrischen
Filter 46A, 47A und 49A beziehen, wie sie
in Übereinstimmung
mit der Erfindung angeordnet sind, die in Anspruch 5 dargelegt ist.
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Wenn man das Chip-artige piezoelektrische
Filter 47A betrachtet, dessen Abschirmelektroden sich beispielshalber
teilweise gegenüberliegen,
so wird der sich ergebende Wert der Streukapazität vom Eingang zum Ausgang in
diesem Fall durch einen Punkt a definiert. In den Fällen, in
denen ein Versuch unternommen wird, diese Streukapazität zu erhalten,
indem eine gewisse Struktur verwendet wird, bei der sich die Abschirmelektroden
vollständig
gegenüberliegen,
kann die sich ergebende Streukapazität durch einen Punkt a' auf der Linie R
in 18 definiert werden.
Zu diesem Zeitpunkt liegt die Streukapazität zwischen der Eingangselektrode
und dem Erdungspotential (GND) bzw. zwischen der Ausgangselektrode
und GND bei den Punkten b, b' unter
den Bedingungen wie bei den Punkten a, a'. Wenn man diese beiden Werte (b, b') miteinander vergleicht,
stellt man fest, daß der
Punkt b einen kleineren Wert aufweist. Folglich kann in dem Fall,
daß im
wesentlichen der gleiche Grad an Reduzierungswirkung der Streukapazität vom Eingang
zum Ausgang zwischen der sich teilweise gegenüberliegenden Struktur und der
sich vollständig
gegenüberliegenden
Struktur erhalten wird, die frühere
Struktur einen geringeren An stieg an Streukapazität zwischen
dem Eingang und GND bzw. dem Ausgang und GND als die zuletzt Genannte
aufweisen.
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Als eine Folge davon sind die Chip-artigen
piezoelektrischen Filter 46A-49A in der Lage, die Streukapazität vom Eingang
zum Ausgang zu verringern, ohne die Streukapazität zwischen dem Eingang bzw.
Ausgang und der Masse zu erhöhen,
wodurch ermöglicht
wird, daß exzellente
Resonanzcharakteristiken erhalten werden. Dies kann behauptet werden,
weil die Abschirmelektroden 31, 32 speziell so
angeordnet sind, daß sich
diese zumindest teilweise nicht gegenüberliegen.