JP2001119267A - 平衡型二重モード圧電フィルタ - Google Patents

平衡型二重モード圧電フィルタ

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JP2001119267A
JP2001119267A JP29896199A JP29896199A JP2001119267A JP 2001119267 A JP2001119267 A JP 2001119267A JP 29896199 A JP29896199 A JP 29896199A JP 29896199 A JP29896199 A JP 29896199A JP 2001119267 A JP2001119267 A JP 2001119267A
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Jun Watanabe
潤 渡辺
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波二重モード圧電フィルタの裏面電極を
分割することなく平衡型フィルタとする手段を得る。 【解決手段】 一方の主面に凹陥部を形成した圧電基板
の前記凹陥部である振動部形成した二重モード圧電フィ
ルタであって、前記振動部に互いに干渉しない距離を隔
してパラメータのほぼ等しい2組の二重モード圧電フィ
ルタを配置し、それぞれの正の入力端子をフィルタの2
つの入力とし、それぞれの正の出力端子をフィルタの2
つの出力として平衡型二重モード圧電フィルタを構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は平衡型二重モード圧
電フィルタに関し、特に接地に関して完全に対称形とし
た平衡型二重モード圧電フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】二重モード圧電フィルタは小型であるこ
と、高減衰量が得られること及び堅牢であること等の理
由から、無線機器等に広く用いられている。特に近年で
は無線機器のキャリア周波数の高周波化に伴い、二重モ
ード圧電フィルタの高周波化への要求が高まり、これを
実現すべく超薄板圧電基板を用いた二重モード圧電フィ
ルタ(以下、二重モードフィルタと称す)が実用化され
ている。最近の移動通信端末機では、デジタル回路とア
ナログ回路が混在するようになったことにより、機器の
内部ノイズも急激に増加した。この問題を解決すべく、
IF回路全体を平衡型にして他の回路ブロックからのノ
イズを低減して、通話品質を改善する手段が採用されは
じめた。
【0003】平衡型回路がノイズに対して有効である理
由を、図4に示す平衡型IF回路の概念図を用いて説明
する。同図に示すようにIF回路を平衡型にて構成する
と、一対の入力信号ラインIN1とIN2および一対の出力信
号ラインOUT1とOUT2がそれぞれIF回路に接続され、ア
ースラインEはIF回路とは分離される。例えば、ノイ
ズはアースラインEと入力信号ラインIN1との間の電位
差、及びアースラインEと入力信号ラインIN2との間に電
位差として、それぞれにほぼ同時に混入することになる
が、平衡型回路においては、例えば基準となる信号ライ
ンIN2に対する信号ラインIN1の電位差が伝送すべき信号
となるので、信号ラインIN1とIN2とに同時に混入したノ
イズは互いに相殺されて信号に重畳されることはないの
である。さらに、最近の半導体技術の進展により高周波
の差動増幅器が小型で安価に得られるようになったた
め、この差動増幅器を用いれば信号線の入力IN1とIN2と
に混入した同相ノイズは容易に除去することもできるよ
うになった。以上の理由から平衡型IF回路の採用が増
加しており、IF回路を構成するフィルタに対しても平
衡型化への要求が高まっている。
【0004】図5(a)〜(c)は従来の平衡型二重モ
ード圧電フィルタの構成を示す一例であって、同図
(a)は二重モード圧電フィルタの表面である平坦側の
電極構成を示す斜視図、同図(b)は裏面である凹陥側
の電極構成を示す斜視図、同図(c)は図5(a)のQ
−Qにおける断面図である。図5に示すような二重モー
ド圧電フィルタは、はじめに例えば、厚さ約80μmの
ATカット水晶基板の一方の主面をフォトリソ技法とウ
エットエッチング手法を用いて凹陥せしめ、該凹陥部を
所定の厚さ、例えば10数μm程度の薄板状の超薄肉部
22(振動部)とすると共に超薄肉部22の周囲を支持
する厚肉の環状囲繞部23を超薄肉部22と一体的に形
成して、超薄肉部22の機械的強度を保持した圧電基板
21を形成する。次に、圧電基板21の両面、即ち平坦
側および凹陥側に、クロム(Cr)を下地として金(A
u)の導電膜、あるいはアルミニウム(Al)合金等の
導電性薄膜を蒸着あるいはスパッタ等の手段を用いて全
面に付着する。
【0005】圧電基板21の両主面に全面に付着した導
電性薄膜を、表面の平坦側においては図5(a)に示す
ように、超薄肉部22(振動部)のほぼ中央部に電極2
4、25をフォトリソ技術を用いて近接して形成する。
また、電極24、25からそれぞれ圧電基板21の端部
に延在するリード電極27、28をフォトリソ技術を用
いて電極24、25と同時に形成する。さらに、裏面の
凹陥部側においては、例えば図5(b)に示すように、
全面電極26をフォトリソ技術を用いて分割し、電極2
6a、26bを形成する。ここで、表面の平坦側に形成
した電極24と25との形状はほぼ同一であり、そのギ
ャップの間隔G1と、凹陥側の電極26aと26bとの
ギャップの間隔G2とは、圧電基板21の表裏面に対向
するように形成され、G1、G2の幅は主として超高周
波圧電フィルタの帯域幅に依存することは周知の通りで
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、凹陥側
にギャップG2を形成するとき、1)平坦面側のギャップ
G1との位置合わせが必須となるが、金属膜で対向面を透
視できないので位置合わせが困難であること、2)はじ
めに、平坦面側及び凹陥側の両面にレジストを塗布し、
平坦面についてマスクをかけて露光し、次に裏返して凹
陥側にマスクをかけて露光し、その後両面を現像すると
いう工程となり、裏返して露光という工程が必要となり
煩雑であること、3)凹陥側に段差があるため、マスク
と凹陥内面との間にすき間が生じ、露光の焦点がぼけて
ギャップの寸法精度が悪い、という問題があった。本発
明は上記問題を解決するためになされたものであって、
導通不良の無い平衡型二重モードフィルタの構造を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る平衡型二重モード圧電フィルタの請求項
1記載の発明は、圧電基板の一方の主面に凹陥部を形成
し、該凹陥部と対向する他方の主面上に2つの電極を近
接配置した構造を有する近接電極を2組配置すると共に
凹陥側に共通電極を付着して成る二重モード圧電フィル
タであって、それぞれの近接電極の端子をフィルタの一
対の入力端とし、それぞれの近接電極の他方の端子をフ
ィルタの一対の出力端としたことを特徴とする平衡型二
重モード圧電フィルタである。請求項2記載の発明は、
圧電基板の一方の主面に凹陥部を形成し、該凹陥部と対
向する他方の主面上に、2つの電極を近接配置すると共
に凹陥側に共通電極を付着して成る二重モード圧電フィ
ルタを2つ備えたものであって、それぞれのフィルタの
一方の端子を一対の入力端とし、それぞれのフィルタの
他方の端子を一対の出力端とすると共に、双方の共通電
極をアースに接続したことを特徴とする平衡型二重モー
ド圧電フィルタである。請求項3記載の発明は、前記共
通電極が凹陥側全面に形成されたことを特徴とする請求
項1又は2記載の平衡型二重モード圧電フィルタであ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1(a)、(b)は
それぞれ本発明に係る平衡型二重モード圧電フィルタの
一実施例の構成を示す平面図と、Q−Qにおける断面図
である。はじめに、水晶基板1の一方の主面をフォトリ
ソ手法を用いて凹陥せしめ、該凹陥部を所定の厚さの薄
板状の超薄肉部2とすると共に超薄肉部2の周囲を支持
する厚肉の環状囲繞部3を超薄肉部2と一体的に形成し
て、超薄肉部2の機械的強度を保持した圧電基板1を形
成する。次に、圧電基板1の両面、即ち平坦側および凹
陥側に、導電性薄膜を蒸着あるいはスパッタ等の手段を
用いて全面に付着する。
【0009】圧電基板1の両主面に全面に付着した導電
性薄膜を、図1(a)に示すように、表面の平坦側にお
いては超薄肉部2(振動部)の図中上部のほぼ中央部に
近接配置した2つの電極4a、4bをフォトリソ技術を
用いて形成すると共に、該電極4a、4bからそれぞれ
圧電基板1の端部に延在するリード電極6a、6bを形
成して、それぞれの端部に入力IN1と出力OUT1とを接続
して、二重モードフィルタX1を構成する。さらに、平
坦側の図中下部のほぼ中央部に、電極4a、4bと同じ
製造プロセスで、近接配置した2つの電極7a、7b及
びリード電極8a、8bを形成し、該リード電極8a、
8bの端部に正の入力IN2、正の出力OUT2を接続して、
二重モードフィルタX2を構成する。尚、平坦側に形成
した電極4a、4b及び7a、7bの形状はほぼ同一と
する。そして、裏面の凹陥側においては、図1(b)に
示すように、全電極5を形成する。
【0010】図1(a)に示すように同一基板上に2つ
の二重モードフィルタを構成した場合の電気的回路は、
二重モードフィルタを表す電気的記号を用いて図2のよ
うに表すことができる。即ち、図1(a)のように裏面
である凹陥側を全面電極5とすると共に、該電極5を接
地すると、接地面を対称中心として二重モードフィルタ
X1とX2とが電気的に対称に配置され、しかも二重モ
ードフィルタX1、X2の諸パラメータをほぼ同一にす
ることにより、完全な平衡型回路を構成することができ
る。これにより、ギャップの位置合わせが不要となると
共に、裏返して凹陥側の露光も不要となり、更に露光の
焦点がぼけてギャップの寸法精度が悪くなるという問題
はすべて解決し、製造工程が短縮されると共に製造歩留
まりも大幅に向上するという利点がある。
【0011】図3は本発明の他の実施例を示すものであ
って、同図(a)および(b)に示すように圧電基板1
1の一方の主面に形成した凹陥部12の対向する平坦側
のほぼ中央部に、フォトリソ技術を用いて電極14a、
14bを近接して形成すると共に、該電極14a、14
bからそれぞれリード電極16a、16bを基板の端部
に向けて延在し、正の入力端子IN1および正の出力端子O
UT1とそれぞれ接続する。一方、裏面の凹陥側には全面
電極15を付着して、二重モードフィルタY1を構成す
る。さらに、二重モードフィルタY1とほぼ同様な諸パ
ラメータを有する二重モードフィルタY2(電極14’
a、14b’、リード電極16’a、16’b)を構成
し、それぞれのリード電極16’a、16’bの端部を
正の入力端子IN2、正の出力端子OUT2と接続する。また
Y1とY2との裏面の全面電極15、15’は互いに接
続されると同時に、図3(b)に示すように接地する。
そして入力端子を二重モードフィルタY1、Y2のそれ
ぞれの正の入力端子IN1、IN2とし、出力端子を二重モー
ドフィルタY1、Y2のそれぞれの正の出力端子OUT1、
OUT2とすれば、その電気的等価回路は図2に示すような
回路となり、完全な平衡型フィルタを構成することがで
きる。この例においても凹陥側にギャップを形成するた
めに発生する上述の問題が全て解消できることになる。
【0012】以上の説明では二重モードフィルタの裏面
電極を全面電極と記述したが、文字通り全面電極である
必要はなく、平坦面側の各電極と基板を挟んで配置され
た共通電極であれば充分であることは云うまでもない。
また、圧電基板として水晶ATカット基板を用いて説明
したが、必ずしも水晶基板である必要はなくランガサイ
ト、四硼酸リチウム等の他の圧電基板であってもよい。
【0013】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、二重モードフィルタの裏面電極を分割電極としな
くとも平衡型構成とすることが可能となり、信頼性の高
い平衡型二重モードフィルタを構成できるようになっ
た。該平衡型二重モードフィルタを携帯電話端末等に用
いれば雑音の少ない信号を得られるという優れた効果を
奏す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の平衡型二重モード圧電フィルタの構成
を示す図で、(a)は平面図、(b)は断面図である。
【図2】本発明の平衡型二重モード圧電フィルタの電気
的等価回路を示す図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す図で、(a)は概略
構成図、(b)は断面図である。
【図4】平衡型IFの特性を説明する図である。
【図5】従来の平衡型二重モード圧電フィルタの構成を
説明する図、(a)は表面の電極構成を示す斜視図、
(b)は裏面の電極構成を示す斜視図、(c)は断面図
である。
【符号の説明】
1、11、11’・・圧電基板 2、12、12’・・薄肉部 3・・環状囲繞部 4a、4b、5、7a、7b、14a、14’a、14
b、14’b、15、15’・・電極 6a、6b、8a、8b、16a、16b、16’a、
16’b・・リード電極 X1、X2、Y1、Y2・・二重モード圧電フィルタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板の一方の主面に凹陥部を形成
    し、該凹陥部と対向する他方の主面上に2つの電極を近
    接配置した構造を有する近接電極を2組配置すると共に
    凹陥側に共通電極を付着して成る二重モード圧電フィル
    タであって、それぞれの近接電極の端子をフィルタの一
    対の入力端とし、それぞれの近接電極の他方の端子をフ
    ィルタの一対の出力端としたことを特徴とする平衡型二
    重モード圧電フィルタ。
  2. 【請求項2】 圧電基板の一方の主面に凹陥部を形成
    し、該凹陥部と対向する他方の主面上に、2つの電極を
    近接配置すると共に凹陥側に共通電極を付着して成る二
    重モード圧電フィルタを2つ備えたものであって、それ
    ぞれのフィルタの一方の端子を一対の入力端とし、それ
    ぞれのフィルタの他方の端子を一対の出力端とすると共
    に、双方の共通電極をアースに接続したことを特徴とす
    る平衡型二重モード圧電フィルタ。
  3. 【請求項3】 前記共通電極が凹陥側全面に形成された
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の平衡型二重モー
    ド圧電フィルタ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014531833A (ja) * 2011-09-23 2014-11-27 クアルコム,インコーポレイテッド 組み合わされた厚み振動モードと幅振動モードを有する圧電共振器
JP2022542478A (ja) * 2019-08-21 2022-10-03 株式会社村田製作所 厚みモード共振器

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