JP2000307382A - ラダー型フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 狭帯域で良好な特性を有し、低コストで作製
することができるラダー型フィルタを得る。 【解決手段】 ラダー型フィルタ１０は、パターン電極
１４，１６，１８，２０とランド２２，２４，２６，２
８，３０が形成された絶縁体基板１２を含む。ランド上
に、４つの圧電共振子３２，３４，３６，３８を取り付
け、直列および並列に接続されたラダー型の回路となる
ように圧電共振子を接続する。直列用の圧電共振子３
２，３８は、単板状の基体６０を厚み方向に分極し、基
体６０の厚み方向の両面に外部電極６２，６４を形成し
たものである。また、並列用の圧電共振子３４，３６
は、誘電体層と内部電極とを積層した基体４０の１つの
側面に２つの外部電極５２，５４を形成し、内部電極を
交互に外部電極５２，５４に接続したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はラダー型フィルタ
に関し、特にたとえば、複数の圧電共振子をラダー型に
接続したラダー型フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、この発明の背景となるラダー型
フィルタの一例を示す分解斜視図である。ラダー型フィ
ルタ１０は、たとえばアルミナ基板などの絶縁体基板１
２を含む。絶縁体基板１２上には、４つのパターン電極
１４，１６，１８，２０が形成される。パターン電極１
４，１６，１８は、絶縁体基板１２の一端側に引き出さ
れ、パターン電極２０は、絶縁体基板１２の他端側にお
いて、絶縁体基板１２の端部に沿って延びるように形成
される。

【０００３】さらに、パターン電極１４，１６，１８と
パターン電極２０との間において、間隔を隔てて配置さ
れる５つのランド２２，２４，２６，２８，３０が形成
される。１番目のランド２２はパターン電極１４に接続
され、２番目および５番目のランド２４，３０はパター
ン電極２０に接続され、３番目のランド２６はパターン
電極１６に接続され、４番目のランド２８はパターン電
極１８に接続される。

【０００４】これらのランド２２〜３０上に、４つの圧
電共振子３２，３４，３６，３８が取り付けられる。圧
電共振子３２は、図８に示すように、直方体状の基体４
０を含む。基体４０は、複数の圧電体層４２と内部電極
４４とを積層することによって形成される。このとき、
圧電体層４２および内部電極４４の面は、基体４０の長
手方向に直交する向きとなるように配置される。そし
て、図８の矢印に示すように、１つの内部電極４４の両
側において隣接する圧電体層４２は、互いに逆向きとな
るように、基体４０の長手方向に向かって分極される。

【０００５】基体４０の１つの側面には、幅方向の中央
部において長手方向に延びる溝４６が形成される。溝４
６の一方側においては、内部電極４４の露出部が１つお
きに絶縁体４８で被覆される。また、溝４６の他方側に
おいては、絶縁体４８で被覆されていない内部電極４４
の露出部が、絶縁体５０で被覆される。したがって、溝
４６の両側において、異なる内部電極４４が絶縁体４
８，５０で被覆される。さらに、溝４６の両側には、そ
れぞれ外部電極５２，５４が形成される。したがって、
外部電極５２，５４には、隣接する内部電極４４が交互
に接続される。

【０００６】他の圧電共振子３４，３６，３８について
も、圧電共振子３２と同様の構造を有している。このよ
うな圧電共振子では、外部電極５２，５４を入出力端子
として信号を入力することにより、内部電極４４間に電
界が印加される。このとき、内部電極４４は、交互に外
部電極５２，５４に接続されているため、隣接する圧電
体層４２には、互いに逆向きの電界が印加される。隣接
する圧電体層４２は、互いに逆向きに分極されているた
め、このような信号により、基体４０は全体として長さ
振動モードで振動する。

【０００７】このような長さ振動モードの圧電共振子３
２，３４，３６，３８が、図９に示すように、直列およ
び並列となるようにラダー型に接続されている。この場
合、圧電共振子３２〜３８の外部電極５２，５４の中央
部に導電部材５６（図７）が形成され、この導電部材５
６がランド２２〜３０に接続される。このように、圧電
共振子３２〜３８を絶縁体基板１２から浮かせることに
よって、圧電共振子３２〜３８の振動のための空間を確
保することができる。さらに、絶縁体基板１２上には、
圧電共振子３２〜３８を覆うようにして、金属製のキャ
ップ５８が被せられる。なお、キャップ５８によってパ
ターン電極１４〜２０が短絡しないように、絶縁体基板
１２上のキャップ５８が接触する部分に、絶縁膜が形成
される。

【０００８】このようなラダー型フィルタ１０では、直
列用の圧電共振子３２，３８と並列用の圧電共振子３
４，３６との容量比によって減衰量が影響される。その
ため、ラダー型フィルタ１０においては、所望の特性を
得るために、並列用の圧電共振子３４，３６の容量が直
列用の圧電共振子３２，３８の容量より大きくなるよう
に設計されている。この場合、積層型の基体４０を有す
る圧電共振子では、たとえば圧電体層４２および内部電
極４４の積層数を変えるなどの方法により、容量の調整
を簡単に行うことができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな積層型の圧電共振子は、セラミックグリーンシート
と電極材料とを積層したのち、基体の形状に切り出して
焼成するという工程で作製されるため、ラダー型フィル
タのコストが高くなる。そこで、単板状の圧電体基板を
基体とし、基体の対向面に電極を形成した長さ振動モー
ドの圧電共振子を用いることが考えられる。このような
圧電共振子は簡単に作製することができるため、低コス
トでラダー型フィルタを得ることができる。

【００１０】ところが、このような圧電共振子は、基体
の両面に電極を形成した構造であるため、積層型の圧電
共振子のように、容易に容量の調整を行うことができな
い。そのため、直列用の圧電共振子と並列用の圧電共振
子との容量比を適当な値に設定することが難しく、狭帯
域で特性のよいラダー型フィルタを得ることができなか
った。

【００１１】それゆえに、この発明の主たる目的は、狭
帯域で良好な特性を有し、低コストで作製することがで
きるラダー型フィルタを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、長さ振動モ
ードで振動する複数の圧電共振子を直列および並列にラ
ダー型に接続したラダー型フィルタにおいて、直列用の
圧電共振子として単板状の圧電体で形成された基体を用
いた圧電共振子が用いられ、かつ並列用の圧電共振子と
して圧電体層を積層した基体を用いた圧電共振子が用い
られることを特徴とする、ラダー型フィルタである。こ
のようなラダー型フィルタにおいて、直列用の圧電共振
子は、厚み方向に分極された基体と、基体の厚み方向の
対向面に形成される外部電極とを含み、２つの外部電極
の端部が絶縁体基板上に形成された２つのパターン電極
上に配置され、２つの外部電極が２つのパターン電極に
接続されるようにすることができる。さらに、直列用の
圧電共振子は、厚み方向に分極された前記基体と、基体
の厚み方向の対向面に形成される外部電極とを含み、一
方の外部電極の面が絶縁体基板上に形成されたパターン
電極に接続され、かつ他方の外部電極がリード線を介し
て絶縁体基板上に形成された別のパターン電極に接続さ
れるようにしてもよい。また、直列用の圧電共振子は、
基体の一方面側において分割された２つの外部電極が形
成されるとともに、基体の他方面側において全面電極が
形成され、２つの外部電極の一方と全面電極との間およ
び２つの外部電極の他方と全面電極との間において、互
いに逆向きに分極された圧電共振子であって、２つの外
部電極が絶縁体基板上に形成された２つのパターン電極
に接続されるようにすることもできる。さらに、並列用
の圧電共振子は、圧電体層と内部電極とが交互に長手方
向に積層された基体と、複数の内部電極に交互に接続さ
れる２つの外部電極とを含み、圧電体層は基体の長手方
向に分極された圧電共振子であって、２つの外部電極が
絶縁体基板上に形成された２つのパターン電極に接続さ
れる。

【００１３】並列用の圧電共振子として、積層型の圧電
共振子を用いることにより、容易に大きい容量を得るこ
とができる。また、直列用の圧電共振子は大きい容量を
必要としないため、単板状の基体を用いた圧電共振子を
用いることができる。このように、直列用として単板状
の基体を用いた圧電共振子を使用し、並列用として積層
型の基体を用いた圧電共振子を使用することにより、大
きい容量比を得ることができ、狭帯域で優れた特性を有
するラダー型フィルタを得ることができる。絶縁体基板
上に形成されたパターン電極に圧電共振子が取り付けら
れるが、直列用の圧電共振子として、単板状の圧電体基
板の両面に外部電極を形成したものを使用することがで
き、このとき、両側の外部電極の端部が２つのパターン
電極上に配置されるようにして、外部電極をパターン電
極に接続することができる。また、一方の外部電極の面
を１つのパターン電極上に乗せて接続し、他方の外部電
極をリード線によって他のパターン電極に接続してもよ
い。さらに、単板状の圧電体基板で形成した基体の１つ
の側面に２つの外部電極を形成した圧電共振子を用いれ
ば、２つの外部電極を２つのパターン電極上に配置する
ことができ、並列用の圧電共振子との外形形状をほぼ同
じにすることができ、直列用および並列用の圧電共振子
をほぼ同じ実装方法で絶縁体基板上に実装することがで
きる。さらに、並列用の圧電共振子としては、圧電体層
と内部電極とが交互に長手方向に積層された基体と、複
数の内部電極に交互に接続される２つの外部電極とを含
み、圧電体層は基体の長手方向に分極された圧電共振子
を用いることができ、このような圧電共振子を用いるこ
とによって、容量の大きい圧電共振子とすることができ
る。

【００１４】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、この発明のラダー型フィ
ルタの一例を示す斜視図である。ラダー型フィルタ１０
は、図７に示すものとほぼ同様の構造であるが、直列用
の圧電共振子３２，３８としては、図２に示すように、
単板状の基体６０を用いた圧電共振子が用いられる。基
体６０は厚み方向に分極され、基体６０の厚み方向の対
向面に外部電極６２，６４が形成される。これらの外部
電極６２，６４を入出力端子として信号を入力すること
により、基体６０が長さ振動モードで振動する。

【００１６】この単板状の基体６０を用いた圧電共振子
３２，３８が、直列用の圧電共振子として用いられる。
この場合、図３に示すように、圧電共振子３２の外部電
極６２，６４が、導電接着剤６６などによって、それぞ
れ第１のランド２２および第２のランド２４に接続され
る。また、圧電共振子３８の外部電極６２，６４は、導
電接着剤６６などによって、第４のランド２８および第
５のランド３０に接続される。さらに、積層型の圧電共
振子３４の外部電極５２，５４は、導電部材５６を介し
て、それぞれ第２のランド２４および第３のランド２６
に接続される。また、積層型の圧電共振子３６の外部電
極５２，５４は、導電部材５６を介して、それぞれ第３
のランド２６および第４のランド２８に接続される。

【００１７】このラダー型フィルタ１０では、図９に示
すような回路が得られるが、並列用の圧電共振子３４，
３６が積層型のものであるため、大きい容量を得ること
ができる。また、直列用の圧電共振子３２，３８が単板
状の基体６０を用いた圧電共振子であるため、積層型の
圧電共振子に比べて容量が小さい。そのため、直列用の
圧電共振子３２，３８と並列用の圧電共振子３４，３６
との容量差を大きくすることができる。したがって、狭
帯域において、良好な特性を有するラダー型フィルタ１
０を得ることができる。

【００１８】単板状の基体６０を用いた圧電共振子は、
積層型の圧電共振子に比べて作製が容易であるため、安
価な圧電共振子とすることができる。そして、このラダ
ー型フィルタ１０では、直列用の圧電共振子３２，３８
として、単板状の基体６０を用いたものが用いられてい
るため、全ての圧電共振子に積層型のものを用いたラダ
ー型フィルタに比べて、コストダウンを図ることができ
る。また、全ての圧電共振子に単板状の基体を用いた圧
電共振子を使用すると、直列用の圧電共振子３２，３８
と並列用の圧電共振子３４，３６との容量差を得ること
が困難となり、狭帯域で良好な特性を有するラダー型フ
ィルタを得ることが難しい。しかしながら、この発明の
ラダー型フィルタ１０では、直列用の圧電共振子として
単板状の基体を用いたものを使用し、並列用の圧電共振
子として積層型のものを使用することにより、これらの
間において大きい容量差を得ることができ、狭帯域にお
いて良好な特性を有するラダー型フィルタとすることが
できる。

【００１９】なお、直列用の圧電共振子３２，３８を絶
縁体基板１２上のランド２２〜３０に接続する際に、図
４に示すように、導電部材５６を介して、一方の外部電
極６４の面をランド上に接続してもよい。この場合、他
方の外部電極６２は、リード線６８などによって、他の
パターン電極に接続される。

【００２０】さらに、図５に示すように、単板状の基体
６０の１つの側面に、溝７０を挟んで、２つの外部電極
６２，６４を形成してもよい。この場合、外部電極６
２，６４の形成された面に対向する面に、全面電極７２
が形成される。そして、外部電極６２，６４の形成面と
全面電極７２の形成面との間において、基体６０が厚み
方向に分極されている。このとき、図５の矢印に示すよ
うに、たとえば外部電極６２と全面電極７２との間にお
いて、外部電極６２側から全面電極７２側に向かって分
極されている場合、外部電極６４と全面電極７２との間
においては、全面電極７２側から外部電極６４側に向か
って分極される。このようにすることによって、外部電
極６２，６４に信号を入力することにより、基体６０を
長さ振動モードで振動させることができる。

【００２１】そして、２つの外部電極６２，６４が、導
電部材５６を介してパターン電極に接続される。このよ
うな圧電共振子を用いれば、積層型の圧電共振子とほぼ
同じ外形形状とすることができ、直列用および並列用の
圧電共振子３２〜３８をほぼ同じ実装方法でランド上に
実装することができる。そのため、ラダー型フィルタ１
０の製造装置を簡単にすることができる。また、直列用
の圧電共振子について、基体６０の厚みを変えたり、溝
７０の深さを変えることにより、容量を調整することが
できる。

【００２２】なお、ここでは、２つの直列用圧電共振子
および２つの並列用圧電共振子を用いてラダー型フィル
タを構成したが、これらの圧電共振子の数は任意に変更
可能である。これらの圧電共振子の数にかかわらず、直
列用圧電共振子として単板状の基体を用いたものを使用
し、並列用圧電共振子として積層型の圧電共振子を使用
することにより、安価で優れた特性を有するラダー型フ
ィルタを得ることができる。

【００２３】

【発明の効果】この発明によれば、直列用の圧電共振子
として単板状の基体を用いたものを使用し、並列用の圧
電共振子として積層型のものを使用することにより、狭
帯域で良好な特性を有するラダー型フィルタを得ること
ができる。しかも、全ての圧電共振子として積層型のも
のを使用した場合に比べて、安価なラダー型フィルタと
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のラダー型フィルタの一例を示す分解
斜視図である。

【図２】図１に示すラダー型フィルタに用いられる直列
用の圧電共振子の一例を示す斜視図である。

【図３】図１に示すラダー型フィルタにおける圧電共振
子の取り付け状態の一例を示す図解図である。

【図４】図１に示すラダー型フィルタにおける圧電共振
子の取り付け状態の他の例を示す図解図である。

【図５】この発明のラダー型フィルタに用いられる直列
用の圧電共振子の他の例を示す斜視図である。

【図６】図５に示す圧電共振子を用いたラダー型フィル
タにおける圧電共振子の取り付け状態を示す図解図であ
る。

【図７】この発明の背景となるラダー型フィルタの一例
を示す分解斜視図である。

【図８】図７に示すラダー型フィルタに用いられる積層
型の圧電共振子の一例を示す斜視図である。

【図９】ラダー型フィルタの回路図である。

【符号の説明】

１０ ラダー型フィルタ １２ 絶縁体基板 １４，１６，１８，２０ パターン電極 ２２，２４，２６，２８，３０ ランド ３２，３４，３６，３８ 圧電共振子 ４０ 基体 ４２ 圧電体層 ４４ 内部電極 ４６ 溝 ４８，５０ 絶縁体 ５２，５４ 外部電極 ６０ 基体 ６２，６４ 外部電極 ６８ リード線 ７０ 溝 ７２ 全面電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹島 哲夫 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 5J108 AA07 CC01 CC04 CC09 CC13 DD06 EE03 EE18 FF11 GG03 JJ01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さ振動モードで振動する複数の圧電共
   振子を直列および並列にラダー型に接続したラダー型フ
   ィルタにおいて、 前記直列用の圧電共振子として単板状の圧電体で形成さ
   れた基体を用いた圧電共振子が用いられ、かつ前記並列
   用の圧電共振子として圧電体層を積層した基体を用いた
   圧電共振子が用いられることを特徴とする、ラダー型フ
   ィルタ。
2. 【請求項２】 前記直列用の圧電共振子は、厚み方向に
   分極された前記基体と、前記基体の厚み方向の対向面に
   形成される外部電極とを含み、２つの前記外部電極が絶
   縁体基板上に形成された２つのパターン電極上に配置さ
   れ、２つの前記外部電極が２つの前記パターン電極に接
   続される、請求項１に記載のラダー型フィルタ。
3. 【請求項３】 前記直列用の圧電共振子は、厚み方向に
   分極された前記基体と、前記基体の厚み方向の対向面に
   形成される外部電極とを含み、一方の前記外部電極の面
   が絶縁体基板上に形成されたパターン電極に接続され、
   かつ他方の前記外部電極がリード線を介して前記絶縁体
   基板上に形成された別のパターン電極に接続される、請
   求項１に記載のラダー型フィルタ。
4. 【請求項４】 前記直列用の圧電共振子は、前記基体の
   一方面側において分割された２つの外部電極が形成され
   るとともに、前記基体の他方面側において全面電極が形
   成され、２つの前記外部電極の一方と前記全面電極との
   間および２つの前記外部電極の他方と前記全面電極との
   間において前記基体が互いに逆向きに分極された圧電共
   振子であって、２つの前記外部電極が絶縁体基板上に形
   成された２つのパターン電極に接続される、請求項１に
   記載のラダー型フィルタ。
5. 【請求項５】 前記並列用の圧電共振子は、前記圧電体
   層と内部電極とが交互に長手方向に積層された前記基体
   と、複数の前記内部電極に交互に接続される２つの外部
   電極とを含み、前記圧電体層は前記基体の長手方向に分
   極された圧電共振子であって、前記２つの外部電極が絶
   縁体基板上に形成された２つのパターン電極に接続され
   る、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のラダー
   型フィルタ。