JP2004179832A - 多重モード圧電フィルタの構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】一つのパッケージ容器内に二つの圧電基板を収容する多重モード圧電フィルタにおいて、更なる小型化が可能な多重モード圧電フィルタの構造を提供する。
【解決手段】フィルタ素子を形成した二つの圧電基板を一つのパッケージ内に収納するにあたり、圧電基板同士の振動領域外縁部の一部分において上下に重なるようパッケージ内に配置して構成したので、二つの圧電基板の合算載置面積を、上下に重ねた分だけ縮小することができパッケージ面積を更に小型化した多重モード圧電フィルタが実現できる。
【選択図】 図４
【解決手段】フィルタ素子を形成した二つの圧電基板を一つのパッケージ内に収納するにあたり、圧電基板同士の振動領域外縁部の一部分において上下に重なるようパッケージ内に配置して構成したので、二つの圧電基板の合算載置面積を、上下に重ねた分だけ縮小することができパッケージ面積を更に小型化した多重モード圧電フィルタが実現できる。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多重モード圧電フィルタに関し、特に、二つの圧電チップ（フィルタ素子）を一つのパッケージ容器内に収容する多重モード圧電フィルタの小型化に有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周波数発生源やフィルタといった機能を有する電子部品に圧電材料（水晶、セラミック、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四硼酸リチウムなど）を用いたものがある。例えば、人工的に成長させた水晶の結晶から一定の法則に従って正確に切り出した薄板を研磨して得られる水晶基板は、種々の圧電材料の中でも特に共振特性に優れることから水晶振動子や水晶フィルタとして多用されている。
【０００３】
水晶基板の固有振動を利用する水晶フィルタとして、ＭＣＦ（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｌｔｅｒ）がある。これは多重モード水晶フィルタとも呼ばれ、例えば、ＡＴカット水晶基板の片面上に２つ以上の分割電極を設け、もう一方の面に共通電極（アース電極）を設けて、それぞれ分割電極と共通電極間で発生させた振動エネルギーを結合することによりフィルタ特性を得るものである。具体的には、水晶基板の分割電極間は所定の隙間を開けて形成し、その反対側の面には、前記分割電極間と対向するように共通電極を形成した構造を採る。
【０００４】
一般に、２つの分割電極と一つの共通電極で構成するようなフィルタ素子を２ポールと呼ぶ。また、フィルタ特性を急峻なものとするために、２ポールのフィルタ素子を複数個多段接続（カスケード接続）して構成することも行なわれている。そのため、２ポールフィルタ素子を２個多段接続したものは４ポールとなり、同様に３個とすれば６ポールとなる。このように多段接続して用いる複数のフィルタ素子を一つの収容器（パッケージ）内に納めた多重モード圧電フィルタがある。
【０００５】
このような多段接続多重モード圧電フィルタの構造として、例えば、特開平９−４６１７０号「多重モード圧電フィルタ」公報に開示されるものがある。これについて図５を用いて以下に説明する。
【０００６】
図５は、従来の多重モード圧電フィルタの構造例を示す図であり、（ａ）は蓋を取り除いた状態を示す平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は底部を透視して示す裏面図である。
この例に示す多重モード圧電フィルタは、セラミックス製のパッケージベース（保持器）５０は、その周囲に上方に突出する周壁５１が形成されていると共に、その底面には２つのピット（凹み穴）５２、５３が形成されている。
このパッケージベース５０の内部には、ピット５２、５３の上に被さるように、２つの圧電基板６０および７０がそれぞれ収容されている。各圧電基板６０および７０には、それぞれ、一方の面（裏面側）に互いに所定のギャップを開けて入力振動電極６１（７１）と出力振動電極６２（７２）の対が形成されていると共に、他方の面には、これらに対向するようにアース電極（共通電極）６３（７３）が形成されている。
【０００７】
各圧電基板６０、７０は、それぞれ３箇所のコーナー部分において導電性接着剤８０によってパッケージベース５０に固定されている。また、これらの導電性接着剤８０によって、圧電基板６０、７０に形成された各電極が、それぞれパッケージベース５０の内部底面に独立的に形成された各接続端子５４〜５９に個別に電気的に接続されている。
【０００８】
即ち、圧電基板６０の裏面側の入力振動電極６１と出力振動電極６２は、それぞれ引き出し電極パターン６１ａと６２ａによって圧電基板６０の対角線上に位置する各コーナー部に導かれ、導電性接着剤８０によってパッケージベース５０の接続端子５４と５５に接続されている。また、その圧電基板６０の表面側のアース電極６３は同じく引き出し電極パターン６３ａによって圧電基板６０の他のコーナー部に導かれ、同様に導電性接着剤８０によってパッケージベース５０の接続端子５６に接続されている。
【０００９】
他方、圧電基板７０についても、その裏面側の入力振動電極７１と出力振動電極７２は、それぞれ引き出し電極パターン７１ａと７２ａによって圧電基板７０の対角線上の各コーナー部に導かれ、導電性接着剤８０によってパッケージベース５０の接続端子５７と５８に接続されている。また、表面側のアース電極７３は引き出し電極パターン７３ａによって圧電基板７０の他のコーナー部に導かれ、同様に導電性接着剤８０によってパッケージベース５０の接続端子５９に接続されている。
そして、各接続端子５４〜５９は、それぞれパッケージベース５０の裏面に形成された表面実装用の外部パッド（図示せず）に接続されている。
【００１０】
なお、パッケージベース５０に、これらの各圧電基板６０、７０を収容し固定した後に、圧電基板６０、７０のそれぞれに形成された多重モード圧電フィルタの電極群について、銀を蒸着するなどして個別に周波数調整を施し、最終的には、図示を省略したパッケージキャップ（蓋）を被せて気密封止される。
【００１１】
以上の構成において、一方の圧電基板６０の出力振動電極６２が接続されている接続端子５５と、他方の圧電基板７０の入力振動電極７１が接続されている接続端子５７とが互いに接続された状態、つまり、多段接続多重モード圧電フィルタとして使用される。
【００１２】
この図に示す多重モード圧電フィルタは、以下のように機能する。即ち、１つのパッケージベース５０内に互いに独立した２つの圧電基板６０と７０が収容され、且つ、これらの圧電基板６０と７０のそれぞれに形成された電極群の全てが、パッケージベース５０内に独立的に形成された接続端子５４〜５９に個別に接続されていることにより、縦属接続することが可能となるとともに、使用状態においても各多重モード圧電フィルタは実質的に互いに音響的に分離されており、１つのパッケージベース５０内に収容されたコンパクトな表面実装型の多段接続多重モード圧電フィルタでありながら、調整が容易で、しかもスプリアスの少ない高品質なものとなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の多重モード圧電フィルタの構造においては、以下に示すような問題点があった。つまり、２つの圧電基板をパッケージベースへ載置するにあたり、高さを同じくして水平に収納しており、互いの音響的結合を防止するための間隔をとっていた。そのため、実装面積における小型化に限界があった。
【００１４】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、一つのパッケージ容器内に二つの圧電基板を収容する多重モード圧電フィルタにおいて、更なる小型化が可能な多重モード圧電フィルタの構造を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の請求項１の発明は、多重モード圧電フィルタ素子を構成する第１の圧電基板と第２の圧電基板とを一つのパッケージ内に収納した多重モード圧電フィルタにおいて、前記第１の圧電基板の振動領域外縁部と前記第２の圧電基板の振動領域外縁部との一部分が上下に重なるようパッケージ容器内に配置したことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の請求項２の発明は、多重モード圧電フィルタ素子を構成する第１の四角形圧電基板と第２の四角形圧電基板とを一つのパッケージ内に収納した多重モード圧電フィルタにおいて、前記第１の四角形圧電基板の振動領域外縁一辺と前記第２の四角形圧電基板の振動領域外縁一辺が上下に重なるようパッケージ容器内に配置したことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の請求項３の発明は、請求項２記載の多重モード圧電フィルタの構造において、前記二つの圧電基板のそれぞれには、３つの角に前記フィルタ素子を構成する各電極と接続されたパッド電極をそれぞれ配置し、残る１つの角にダミーのパッド電極を形成し、前記それぞれのダミー電極を含む辺同士を上下に重ねることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の多重モード圧電フィルタの構造において、前記パッケージは、上側に配される圧電基板の上下に重ねる部分と対向する位置に段差部を設けることで、前記上側に配される圧電基板が、ほぼ水平に保持されるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の多重モード圧電フィルタの構造において、前記二つの圧電基板は、少なくとも一方の面に凹部を有する逆メサ型圧電基板であり、前記凹部内の薄肉範囲に前記フィルタ素子が形成され、前記凹部周縁の厚肉部分の一部にて圧電基板が互いに上下に重ねるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の多重モード圧電フィルタの構造において、前記二つの圧電基板の夫々に形成される各電極は、圧電基板の側面にまで延長形成されていることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施の形態例に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の第１の実施例を示す図であり、（ａ）は蓋を取り除いた状態の平面図、（ｂ）は側面断面図を示す。
【００２２】
この例に示す多重モード圧電フィルタは、二つの圧電基板１、２をパッケージベース３に収納したものである。
圧電基板１は、例えば、水晶片の一方面に入力振動電極１１と出力振動電極１２とからなる分割電極を所定の間隔を開けて形成し、他方面には前記分割電極の振動領域と対応する位置に振動領域を有するアース電極１３（共通電極）を形成したモノリシック・フィルタ素子（ＭＣＦ）を構成している。
また、圧電基板２も同様に、一方面に入力振動電極２１と出力振動電極２２とからなる分割電極を所定の間隔を開けて形成し、他方面には前記分割電極の振動領域と対応する位置に振動領域を有するアース電極２３（共通電極）を形成したモノリシック・フィルタ素子（ＭＣＦ）を構成している。
【００２３】
前記パッケージベース３は、例えば、セラミックからなる矩形表面実装用容器であって、周囲には周壁３１を有する。そして、パッケージベース３の内部底面には接続端子３２〜３７が設けられている。なお、従来技術においてはパッケージベース底部の圧電基板搭載位置にピット（凹み穴）が形成されている場合を示したが、これは必ずしも必要なものではなく、ここでは導電性接着剤８０の厚み１０μｍ〜３０μｍ程度分浮いて圧電基板が保持されるためピットは省略している。
【００２４】
前記圧電基板１および２の各電極は、パッケージベース３の接続端子３２〜３７に導電性接着剤８０により導通可能に接続固定される。具体的には、圧電基板１の入力振動電極１１が接続端子３２に接続され、圧電基板１の出力振動電極１２が接続端子３３に接続され、圧電基板１のアース電極１３が接続端子３４に接続される。また、圧電基板２の入力振動電極２１は接続端子３５に接続され、圧電基板２の出力振動電極２２は接続端子３６に接続され、圧電基板２のアース電極２３は接続端子３７に接続される。なお、この例では、圧電基板１、２は、何れもアース電極１３、２３が形成された面を上にしてパッケージベース３に固定した場面を示している。
【００２５】
この図に示す多重モード圧電フィルタの構造において特徴的な点は、圧電基板１と２を、一部において上下に重ねて載置している点である。即ち、パッケージベース３の接続端子３３および３５では、圧電基板１と２の重なった部分が載せられ、各圧電基板の電極は対応するそれぞれの接続端子との間で、導電性接着剤８０により導通可能に固定されるのである。但し、下側に位置する圧電基板に設けられたフィルタ素子の振動領域が隠れないよう重ねる必要がある。つまり、圧電基板１のフィルタ素子の振動領域外の周縁部と、圧電基板２のフィルタ素子の振動領域外の周縁部とにおいて、その一部が上下に重なるようにするのである。これは、個々のモノリシック・フィルタ素子についての周波数調整の工程において、電極部へ銀の蒸着などを行うためである。
【００２６】
圧電基板のマウント手順は、以下のようにすればよい。まず、パッケージベース３の接続端子３２〜３７の全てに導電性接着剤８０を塗布しておき、圧電基板１を接続端子３２〜３５に跨るよう載置する。次に、圧電基板１が載せられた接続端子のうち、接続端子３３、３４、３５において圧電基板１の上面にかかるよう再び導電性接着剤８０を塗布し、圧電基板２を接続端子３３、３５、３６、３７に跨るよう載置する。そして、圧電基板２が載せられた接続端子３７において圧電基板２の上面にかかるよう再び導電性接着剤８０を塗布する。
【００２７】
このようにして圧電基板１と２とを、一部が上下に重なるようマウントした後に、接着剤乾燥加熱工程に移り固定する。接着固定した後に、周波数調整を施し、最終的にはパッケージキャップ３９を被せて気密封止される。
なお、上述のマウント手順は、複数回の導電性接着剤塗布を伴うが、予め圧電基板の各電極部の上下面に跨るよう圧電基板自体に導電性接着剤８０を塗布しておけば、これを簡略化することができる。
【００２８】
以上、第１の実施例の如く多重モード圧電フィルタを構成すれば、二つの圧電基板１および２の合算載置面積を、上下に重ねた分だけ縮小することができ、これに伴ってパッケージ面積も小型化することができる。また、この場合にあっても上下の二つの圧電基板間には導電性接着剤８０の厚さ分だけ間隙が生じるので、互いの音響的結合を防止する作用も有する。
【００２９】
次に、図２は本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の第２の実施例を示す図であり、（ａ）は蓋を取り除いた状態の平面図、（ｂ）は側面断面図を示す。
なお、上述の図１に示したものと同様の機能構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。つまり、図１に示したものと異なる点は、段差部３８を有するパッケージベース４を用いることにある。
【００３０】
前記パッケージベース４は、その内部に備える接続端子３２〜３７のうち、接続端子３６と３７とを段差部３８の上面に設けている。同図（ｂ）に示すように、段差部３８の高さを、先に載置する圧電基板１の上面高さとほぼ同じくしておくことで、後に載置する圧電基板２は、圧電基板１と段差部３８とに跨り、ほぼ水平に固定することができる。
【００３１】
このように、第２の実施例の如く構成すれば、上側に位置する圧電基板２が傾斜することなく固定できるので、圧電基板１と圧電基板２の重ねられた部分における導電性接着剤８０は偏りなく厚みが均等になり接着強度も向上する。
【００３２】
次に、図３は本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造に用いる圧電基板の構成応用例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は斜視図を示す。
この例に示す圧電基板５は、片面に凹陥部１５が形成されており、該凹陥部１５の内底面に振動領域を有する分割電極、即ち、入力振動電極１１と出力振動電極１２とが設けられ、他方、反対面には前記入力振動電極１１および出力振動電極１２の振動領域に対応する位置に振動領域を有するアース電極（共通電極）１３とが設けられた構成である。つまり、入力振動電極１１、出力振動電極１２およびアース電極１３とで構成するフィルタ素子（ＭＣＦ）を備えたものである。
【００３３】
ここで、上述の例に示す圧電基板５は、その中央部分に凹みが形成された、所謂、逆メサ型圧電基板（凹陥型超薄板とも呼ばれる）であって、これは基本波モードの振動周波数が高周波の場合に対応するために工夫された形状である。
つまり、例えば、ＡＴカットのような厚みすべり振動の水晶基板にあっては、周波数が高くなるにつれ厚みが薄くなってくるが、薄くなれば壊れ易くなり取扱が困難になる。そこで、水晶基板の中央部分のみエッチングによって薄くし、その周りの枠は厚さを残しておくことで強度を保ち、取扱を容易にすることができるのである。
【００３４】
更に、上述の例に示す圧電基板５は、ダミー電極１４を備えている。圧電基板５は四角形であり、フィルタ素子を構成する入力振動電極１１、出力振動電極１２およびアース電極１３の３つの電極は、それぞれ個別の角部へ導かれている。即ち、前記ダミー電極１４は、残る１つの角部の上下面に形成される。このダミー電極１４により、導電性接着剤８０の導通接着が確実に行なえるようになり圧電基板５の固定強度が増す。
また、圧電基板５の各電極は、同図（ｃ）の如く、圧電基板の側面にまで回り込むよう延長形成されている。これにより導電性接着剤８０が塗布された時に圧電基板５の上下面への導通の橋渡しを更に確実にせしめることができる。
【００３５】
上述の如く形成した圧電基板を用いて本発明に係わる多重モード圧電フィルタを形成した場合を次の図４に示す。
図４は、本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の第３の実施例を示す図であり、（ａ）は蓋を取り除いた状態の平面図、（ｂ）は側面断面図を示す。なお、上述の図２に示したものと同様の機能構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
この図に示す多重モード圧電フィルタの構造は、上述の図３に示した機能構成を有する二つの圧電基板５および６をパッケージベース４に収納した構造である。
圧電基板５は、凹陥部１５を形成した側を下向きにし、該凹陥部１５の薄肉範囲内に振動領域を有する入力振動電極１１と出力振動電極１２はそれぞれパッケージベース４の接続端子３２と３３に導電性接着剤８０により接続固定し、また、反対面のアース電極１３は、接続端子３４に接続固定する。そして、圧電基板５のダミー電極１４はパッケージベース４の接続端子３５に接続固定する。
【００３７】
圧電基板６も凹陥部２５を形成した側を下向きにし、該凹陥部２５の薄肉範囲内に振動領域を有する入力振動電極２１と出力振動電極２２はそれぞれパッケージベース４の接続端子３５と３５に導電性接着剤８０により接続固定し、また、反対面のアース電極２３は、接続端子３７に接続固定する。そして、圧電基板６のダミー電極２４はパッケージベース４の接続端子３３に接続固定する。
【００３８】
圧電基板５と６との上下配置関係は、同図（ｂ）に示すように、圧電基板６が圧電基板５の上に配されており、圧電基板６は圧電基板５とパッケージベース４の段差部３８に跨ってほぼ水平に保持されている。このとき圧電基板５と圧電基板６の重なり具合は、それぞれの圧電基板における凹陥部周縁の厚肉部分にて重ねる。つまり、フィルタ素子の振動領域を隠さないことによって、後段の周波数調整工程において、個々のフィルタ素子について調整可能となる。
【００３９】
以上、第３の実施例の如く多重モード圧電フィルタを構成すれば、高い周波数帯域のモノリシック・フィルタにも対応することができる。なお、上述した第１の実施例および第２の実施例においても、圧電基板１および２のそれぞれにダミー電極を設けて適用可能であることは言うまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造は、フィルタ素子を形成した二つの圧電基板を一つのパッケージ内に収納するにあたり、圧電基板同士の振動領域外縁部の一部分において上下に重なるようパッケージ内に配置して構成したので、二つの圧電基板の合算載置面積を、上下に重ねた分だけ縮小することができパッケージ面積を更に小型化した多重モード圧電フィルタが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多重モード圧電フィルタの構造の第１の実施例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図を示す。
【図２】本発明に係る多重モード圧電フィルタの構造の第２の実施例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図を示す。
【図３】本発明に係る多重モード圧電フィルタの構造に用いる圧電基板の構成例を示す図である。
【図４】本発明に係る多重モード圧電フィルタの構造の第３の実施例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図を示す。
【図５】従来の多重モード圧電フィルタの構造例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は裏面透視図を示す。
【符号の説明】
１・・・圧電基板
２・・・圧電基板
３・・・パッケージベース
４・・・パッケージベース
５・・・圧電基板
６・・・圧電基板
１１・・・入力振動電極
１２・・・出力振動電極
１３・・・アース電極
１４・・・ダミー電極
１５・・・凹陥部
２１・・・入力振動電極
２２・・・出力振動電極
２３・・・アース電極
２４・・・ダミー電極
２５・・・凹陥部
３１・・・周壁
３２〜３７・・・接続端子
３８・・・段差部
３９・・・パッケージキャップ
５０・・・パッケージベース（保持器）
５１・・・周壁
５２、５３・・・ピット
５４〜５９・・・接続端子
６０・・・圧電基板
６１・・・入力振動電極
６１ａ・・・引出し電極パターン
６２・・・出力振動電極
６２ａ・・・引出し電極パターン
６３・・・アース電極（共通電極）
６３ａ・・・引出し電極パターン
７０・・・圧電基板
７１・・・入力振動電極
７１ａ・・・引出し電極パターン
７２・・・出力振動電極
７２ａ・・・引出し電極パターン
７３・・・アース電極（共通電極）
７３ａ・・・引出し電極パターン
８０・・・導電性接着剤
【発明の属する技術分野】
本発明は、多重モード圧電フィルタに関し、特に、二つの圧電チップ（フィルタ素子）を一つのパッケージ容器内に収容する多重モード圧電フィルタの小型化に有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周波数発生源やフィルタといった機能を有する電子部品に圧電材料（水晶、セラミック、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四硼酸リチウムなど）を用いたものがある。例えば、人工的に成長させた水晶の結晶から一定の法則に従って正確に切り出した薄板を研磨して得られる水晶基板は、種々の圧電材料の中でも特に共振特性に優れることから水晶振動子や水晶フィルタとして多用されている。
【０００３】
水晶基板の固有振動を利用する水晶フィルタとして、ＭＣＦ（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｌｔｅｒ）がある。これは多重モード水晶フィルタとも呼ばれ、例えば、ＡＴカット水晶基板の片面上に２つ以上の分割電極を設け、もう一方の面に共通電極（アース電極）を設けて、それぞれ分割電極と共通電極間で発生させた振動エネルギーを結合することによりフィルタ特性を得るものである。具体的には、水晶基板の分割電極間は所定の隙間を開けて形成し、その反対側の面には、前記分割電極間と対向するように共通電極を形成した構造を採る。
【０００４】
一般に、２つの分割電極と一つの共通電極で構成するようなフィルタ素子を２ポールと呼ぶ。また、フィルタ特性を急峻なものとするために、２ポールのフィルタ素子を複数個多段接続（カスケード接続）して構成することも行なわれている。そのため、２ポールフィルタ素子を２個多段接続したものは４ポールとなり、同様に３個とすれば６ポールとなる。このように多段接続して用いる複数のフィルタ素子を一つの収容器（パッケージ）内に納めた多重モード圧電フィルタがある。
【０００５】
このような多段接続多重モード圧電フィルタの構造として、例えば、特開平９−４６１７０号「多重モード圧電フィルタ」公報に開示されるものがある。これについて図５を用いて以下に説明する。
【０００６】
図５は、従来の多重モード圧電フィルタの構造例を示す図であり、（ａ）は蓋を取り除いた状態を示す平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は底部を透視して示す裏面図である。
この例に示す多重モード圧電フィルタは、セラミックス製のパッケージベース（保持器）５０は、その周囲に上方に突出する周壁５１が形成されていると共に、その底面には２つのピット（凹み穴）５２、５３が形成されている。
このパッケージベース５０の内部には、ピット５２、５３の上に被さるように、２つの圧電基板６０および７０がそれぞれ収容されている。各圧電基板６０および７０には、それぞれ、一方の面（裏面側）に互いに所定のギャップを開けて入力振動電極６１（７１）と出力振動電極６２（７２）の対が形成されていると共に、他方の面には、これらに対向するようにアース電極（共通電極）６３（７３）が形成されている。
【０００７】
各圧電基板６０、７０は、それぞれ３箇所のコーナー部分において導電性接着剤８０によってパッケージベース５０に固定されている。また、これらの導電性接着剤８０によって、圧電基板６０、７０に形成された各電極が、それぞれパッケージベース５０の内部底面に独立的に形成された各接続端子５４〜５９に個別に電気的に接続されている。
【０００８】
即ち、圧電基板６０の裏面側の入力振動電極６１と出力振動電極６２は、それぞれ引き出し電極パターン６１ａと６２ａによって圧電基板６０の対角線上に位置する各コーナー部に導かれ、導電性接着剤８０によってパッケージベース５０の接続端子５４と５５に接続されている。また、その圧電基板６０の表面側のアース電極６３は同じく引き出し電極パターン６３ａによって圧電基板６０の他のコーナー部に導かれ、同様に導電性接着剤８０によってパッケージベース５０の接続端子５６に接続されている。
【０００９】
他方、圧電基板７０についても、その裏面側の入力振動電極７１と出力振動電極７２は、それぞれ引き出し電極パターン７１ａと７２ａによって圧電基板７０の対角線上の各コーナー部に導かれ、導電性接着剤８０によってパッケージベース５０の接続端子５７と５８に接続されている。また、表面側のアース電極７３は引き出し電極パターン７３ａによって圧電基板７０の他のコーナー部に導かれ、同様に導電性接着剤８０によってパッケージベース５０の接続端子５９に接続されている。
そして、各接続端子５４〜５９は、それぞれパッケージベース５０の裏面に形成された表面実装用の外部パッド（図示せず）に接続されている。
【００１０】
なお、パッケージベース５０に、これらの各圧電基板６０、７０を収容し固定した後に、圧電基板６０、７０のそれぞれに形成された多重モード圧電フィルタの電極群について、銀を蒸着するなどして個別に周波数調整を施し、最終的には、図示を省略したパッケージキャップ（蓋）を被せて気密封止される。
【００１１】
以上の構成において、一方の圧電基板６０の出力振動電極６２が接続されている接続端子５５と、他方の圧電基板７０の入力振動電極７１が接続されている接続端子５７とが互いに接続された状態、つまり、多段接続多重モード圧電フィルタとして使用される。
【００１２】
この図に示す多重モード圧電フィルタは、以下のように機能する。即ち、１つのパッケージベース５０内に互いに独立した２つの圧電基板６０と７０が収容され、且つ、これらの圧電基板６０と７０のそれぞれに形成された電極群の全てが、パッケージベース５０内に独立的に形成された接続端子５４〜５９に個別に接続されていることにより、縦属接続することが可能となるとともに、使用状態においても各多重モード圧電フィルタは実質的に互いに音響的に分離されており、１つのパッケージベース５０内に収容されたコンパクトな表面実装型の多段接続多重モード圧電フィルタでありながら、調整が容易で、しかもスプリアスの少ない高品質なものとなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の多重モード圧電フィルタの構造においては、以下に示すような問題点があった。つまり、２つの圧電基板をパッケージベースへ載置するにあたり、高さを同じくして水平に収納しており、互いの音響的結合を防止するための間隔をとっていた。そのため、実装面積における小型化に限界があった。
【００１４】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、一つのパッケージ容器内に二つの圧電基板を収容する多重モード圧電フィルタにおいて、更なる小型化が可能な多重モード圧電フィルタの構造を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の請求項１の発明は、多重モード圧電フィルタ素子を構成する第１の圧電基板と第２の圧電基板とを一つのパッケージ内に収納した多重モード圧電フィルタにおいて、前記第１の圧電基板の振動領域外縁部と前記第２の圧電基板の振動領域外縁部との一部分が上下に重なるようパッケージ容器内に配置したことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の請求項２の発明は、多重モード圧電フィルタ素子を構成する第１の四角形圧電基板と第２の四角形圧電基板とを一つのパッケージ内に収納した多重モード圧電フィルタにおいて、前記第１の四角形圧電基板の振動領域外縁一辺と前記第２の四角形圧電基板の振動領域外縁一辺が上下に重なるようパッケージ容器内に配置したことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の請求項３の発明は、請求項２記載の多重モード圧電フィルタの構造において、前記二つの圧電基板のそれぞれには、３つの角に前記フィルタ素子を構成する各電極と接続されたパッド電極をそれぞれ配置し、残る１つの角にダミーのパッド電極を形成し、前記それぞれのダミー電極を含む辺同士を上下に重ねることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の多重モード圧電フィルタの構造において、前記パッケージは、上側に配される圧電基板の上下に重ねる部分と対向する位置に段差部を設けることで、前記上側に配される圧電基板が、ほぼ水平に保持されるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の多重モード圧電フィルタの構造において、前記二つの圧電基板は、少なくとも一方の面に凹部を有する逆メサ型圧電基板であり、前記凹部内の薄肉範囲に前記フィルタ素子が形成され、前記凹部周縁の厚肉部分の一部にて圧電基板が互いに上下に重ねるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の多重モード圧電フィルタの構造において、前記二つの圧電基板の夫々に形成される各電極は、圧電基板の側面にまで延長形成されていることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施の形態例に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の第１の実施例を示す図であり、（ａ）は蓋を取り除いた状態の平面図、（ｂ）は側面断面図を示す。
【００２２】
この例に示す多重モード圧電フィルタは、二つの圧電基板１、２をパッケージベース３に収納したものである。
圧電基板１は、例えば、水晶片の一方面に入力振動電極１１と出力振動電極１２とからなる分割電極を所定の間隔を開けて形成し、他方面には前記分割電極の振動領域と対応する位置に振動領域を有するアース電極１３（共通電極）を形成したモノリシック・フィルタ素子（ＭＣＦ）を構成している。
また、圧電基板２も同様に、一方面に入力振動電極２１と出力振動電極２２とからなる分割電極を所定の間隔を開けて形成し、他方面には前記分割電極の振動領域と対応する位置に振動領域を有するアース電極２３（共通電極）を形成したモノリシック・フィルタ素子（ＭＣＦ）を構成している。
【００２３】
前記パッケージベース３は、例えば、セラミックからなる矩形表面実装用容器であって、周囲には周壁３１を有する。そして、パッケージベース３の内部底面には接続端子３２〜３７が設けられている。なお、従来技術においてはパッケージベース底部の圧電基板搭載位置にピット（凹み穴）が形成されている場合を示したが、これは必ずしも必要なものではなく、ここでは導電性接着剤８０の厚み１０μｍ〜３０μｍ程度分浮いて圧電基板が保持されるためピットは省略している。
【００２４】
前記圧電基板１および２の各電極は、パッケージベース３の接続端子３２〜３７に導電性接着剤８０により導通可能に接続固定される。具体的には、圧電基板１の入力振動電極１１が接続端子３２に接続され、圧電基板１の出力振動電極１２が接続端子３３に接続され、圧電基板１のアース電極１３が接続端子３４に接続される。また、圧電基板２の入力振動電極２１は接続端子３５に接続され、圧電基板２の出力振動電極２２は接続端子３６に接続され、圧電基板２のアース電極２３は接続端子３７に接続される。なお、この例では、圧電基板１、２は、何れもアース電極１３、２３が形成された面を上にしてパッケージベース３に固定した場面を示している。
【００２５】
この図に示す多重モード圧電フィルタの構造において特徴的な点は、圧電基板１と２を、一部において上下に重ねて載置している点である。即ち、パッケージベース３の接続端子３３および３５では、圧電基板１と２の重なった部分が載せられ、各圧電基板の電極は対応するそれぞれの接続端子との間で、導電性接着剤８０により導通可能に固定されるのである。但し、下側に位置する圧電基板に設けられたフィルタ素子の振動領域が隠れないよう重ねる必要がある。つまり、圧電基板１のフィルタ素子の振動領域外の周縁部と、圧電基板２のフィルタ素子の振動領域外の周縁部とにおいて、その一部が上下に重なるようにするのである。これは、個々のモノリシック・フィルタ素子についての周波数調整の工程において、電極部へ銀の蒸着などを行うためである。
【００２６】
圧電基板のマウント手順は、以下のようにすればよい。まず、パッケージベース３の接続端子３２〜３７の全てに導電性接着剤８０を塗布しておき、圧電基板１を接続端子３２〜３５に跨るよう載置する。次に、圧電基板１が載せられた接続端子のうち、接続端子３３、３４、３５において圧電基板１の上面にかかるよう再び導電性接着剤８０を塗布し、圧電基板２を接続端子３３、３５、３６、３７に跨るよう載置する。そして、圧電基板２が載せられた接続端子３７において圧電基板２の上面にかかるよう再び導電性接着剤８０を塗布する。
【００２７】
このようにして圧電基板１と２とを、一部が上下に重なるようマウントした後に、接着剤乾燥加熱工程に移り固定する。接着固定した後に、周波数調整を施し、最終的にはパッケージキャップ３９を被せて気密封止される。
なお、上述のマウント手順は、複数回の導電性接着剤塗布を伴うが、予め圧電基板の各電極部の上下面に跨るよう圧電基板自体に導電性接着剤８０を塗布しておけば、これを簡略化することができる。
【００２８】
以上、第１の実施例の如く多重モード圧電フィルタを構成すれば、二つの圧電基板１および２の合算載置面積を、上下に重ねた分だけ縮小することができ、これに伴ってパッケージ面積も小型化することができる。また、この場合にあっても上下の二つの圧電基板間には導電性接着剤８０の厚さ分だけ間隙が生じるので、互いの音響的結合を防止する作用も有する。
【００２９】
次に、図２は本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の第２の実施例を示す図であり、（ａ）は蓋を取り除いた状態の平面図、（ｂ）は側面断面図を示す。
なお、上述の図１に示したものと同様の機能構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。つまり、図１に示したものと異なる点は、段差部３８を有するパッケージベース４を用いることにある。
【００３０】
前記パッケージベース４は、その内部に備える接続端子３２〜３７のうち、接続端子３６と３７とを段差部３８の上面に設けている。同図（ｂ）に示すように、段差部３８の高さを、先に載置する圧電基板１の上面高さとほぼ同じくしておくことで、後に載置する圧電基板２は、圧電基板１と段差部３８とに跨り、ほぼ水平に固定することができる。
【００３１】
このように、第２の実施例の如く構成すれば、上側に位置する圧電基板２が傾斜することなく固定できるので、圧電基板１と圧電基板２の重ねられた部分における導電性接着剤８０は偏りなく厚みが均等になり接着強度も向上する。
【００３２】
次に、図３は本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造に用いる圧電基板の構成応用例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は斜視図を示す。
この例に示す圧電基板５は、片面に凹陥部１５が形成されており、該凹陥部１５の内底面に振動領域を有する分割電極、即ち、入力振動電極１１と出力振動電極１２とが設けられ、他方、反対面には前記入力振動電極１１および出力振動電極１２の振動領域に対応する位置に振動領域を有するアース電極（共通電極）１３とが設けられた構成である。つまり、入力振動電極１１、出力振動電極１２およびアース電極１３とで構成するフィルタ素子（ＭＣＦ）を備えたものである。
【００３３】
ここで、上述の例に示す圧電基板５は、その中央部分に凹みが形成された、所謂、逆メサ型圧電基板（凹陥型超薄板とも呼ばれる）であって、これは基本波モードの振動周波数が高周波の場合に対応するために工夫された形状である。
つまり、例えば、ＡＴカットのような厚みすべり振動の水晶基板にあっては、周波数が高くなるにつれ厚みが薄くなってくるが、薄くなれば壊れ易くなり取扱が困難になる。そこで、水晶基板の中央部分のみエッチングによって薄くし、その周りの枠は厚さを残しておくことで強度を保ち、取扱を容易にすることができるのである。
【００３４】
更に、上述の例に示す圧電基板５は、ダミー電極１４を備えている。圧電基板５は四角形であり、フィルタ素子を構成する入力振動電極１１、出力振動電極１２およびアース電極１３の３つの電極は、それぞれ個別の角部へ導かれている。即ち、前記ダミー電極１４は、残る１つの角部の上下面に形成される。このダミー電極１４により、導電性接着剤８０の導通接着が確実に行なえるようになり圧電基板５の固定強度が増す。
また、圧電基板５の各電極は、同図（ｃ）の如く、圧電基板の側面にまで回り込むよう延長形成されている。これにより導電性接着剤８０が塗布された時に圧電基板５の上下面への導通の橋渡しを更に確実にせしめることができる。
【００３５】
上述の如く形成した圧電基板を用いて本発明に係わる多重モード圧電フィルタを形成した場合を次の図４に示す。
図４は、本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造の第３の実施例を示す図であり、（ａ）は蓋を取り除いた状態の平面図、（ｂ）は側面断面図を示す。なお、上述の図２に示したものと同様の機能構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
この図に示す多重モード圧電フィルタの構造は、上述の図３に示した機能構成を有する二つの圧電基板５および６をパッケージベース４に収納した構造である。
圧電基板５は、凹陥部１５を形成した側を下向きにし、該凹陥部１５の薄肉範囲内に振動領域を有する入力振動電極１１と出力振動電極１２はそれぞれパッケージベース４の接続端子３２と３３に導電性接着剤８０により接続固定し、また、反対面のアース電極１３は、接続端子３４に接続固定する。そして、圧電基板５のダミー電極１４はパッケージベース４の接続端子３５に接続固定する。
【００３７】
圧電基板６も凹陥部２５を形成した側を下向きにし、該凹陥部２５の薄肉範囲内に振動領域を有する入力振動電極２１と出力振動電極２２はそれぞれパッケージベース４の接続端子３５と３５に導電性接着剤８０により接続固定し、また、反対面のアース電極２３は、接続端子３７に接続固定する。そして、圧電基板６のダミー電極２４はパッケージベース４の接続端子３３に接続固定する。
【００３８】
圧電基板５と６との上下配置関係は、同図（ｂ）に示すように、圧電基板６が圧電基板５の上に配されており、圧電基板６は圧電基板５とパッケージベース４の段差部３８に跨ってほぼ水平に保持されている。このとき圧電基板５と圧電基板６の重なり具合は、それぞれの圧電基板における凹陥部周縁の厚肉部分にて重ねる。つまり、フィルタ素子の振動領域を隠さないことによって、後段の周波数調整工程において、個々のフィルタ素子について調整可能となる。
【００３９】
以上、第３の実施例の如く多重モード圧電フィルタを構成すれば、高い周波数帯域のモノリシック・フィルタにも対応することができる。なお、上述した第１の実施例および第２の実施例においても、圧電基板１および２のそれぞれにダミー電極を設けて適用可能であることは言うまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明に係わる多重モード圧電フィルタの構造は、フィルタ素子を形成した二つの圧電基板を一つのパッケージ内に収納するにあたり、圧電基板同士の振動領域外縁部の一部分において上下に重なるようパッケージ内に配置して構成したので、二つの圧電基板の合算載置面積を、上下に重ねた分だけ縮小することができパッケージ面積を更に小型化した多重モード圧電フィルタが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多重モード圧電フィルタの構造の第１の実施例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図を示す。
【図２】本発明に係る多重モード圧電フィルタの構造の第２の実施例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図を示す。
【図３】本発明に係る多重モード圧電フィルタの構造に用いる圧電基板の構成例を示す図である。
【図４】本発明に係る多重モード圧電フィルタの構造の第３の実施例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図を示す。
【図５】従来の多重モード圧電フィルタの構造例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は裏面透視図を示す。
【符号の説明】
１・・・圧電基板
２・・・圧電基板
３・・・パッケージベース
４・・・パッケージベース
５・・・圧電基板
６・・・圧電基板
１１・・・入力振動電極
１２・・・出力振動電極
１３・・・アース電極
１４・・・ダミー電極
１５・・・凹陥部
２１・・・入力振動電極
２２・・・出力振動電極
２３・・・アース電極
２４・・・ダミー電極
２５・・・凹陥部
３１・・・周壁
３２〜３７・・・接続端子
３８・・・段差部
３９・・・パッケージキャップ
５０・・・パッケージベース（保持器）
５１・・・周壁
５２、５３・・・ピット
５４〜５９・・・接続端子
６０・・・圧電基板
６１・・・入力振動電極
６１ａ・・・引出し電極パターン
６２・・・出力振動電極
６２ａ・・・引出し電極パターン
６３・・・アース電極（共通電極）
６３ａ・・・引出し電極パターン
７０・・・圧電基板
７１・・・入力振動電極
７１ａ・・・引出し電極パターン
７２・・・出力振動電極
７２ａ・・・引出し電極パターン
７３・・・アース電極（共通電極）
７３ａ・・・引出し電極パターン
８０・・・導電性接着剤
Claims (6)
- 多重モード圧電フィルタ素子を構成する第１の圧電基板と第２の圧電基板とを一つのパッケージ内に収納した多重モード圧電フィルタにおいて、
前記第１の圧電基板の振動領域外縁部と前記第２の圧電基板の振動領域外縁部との一部分が上下に重なるようパッケージ容器内に配置したことを特徴とする多重モード圧電フィルタの構造。 - 多重モード圧電フィルタ素子を構成する第１の四角形圧電基板と第２の四角形圧電基板とを一つのパッケージ内に収納した多重モード圧電フィルタにおいて、
前記第１の四角形圧電基板の振動領域外縁一辺と前記第２の四角形圧電基板の振動領域外縁一辺が上下に重なるようパッケージ容器内に配置したことを特徴とする多重モード圧電フィルタの構造。 - 請求項２記載の多重モード圧電フィルタの構造において、
前記二つの圧電基板のそれぞれには、３つの角に前記フィルタ素子を構成する各電極と接続されたパッド電極をそれぞれ配置し、残る１つの角にダミーのパッド電極を形成し、
前記それぞれのダミー電極を含む辺同士を上下に重ねることを特徴とする多重モード圧電フィルタの構造。 - 請求項１乃至３の何れかに記載の多重モード圧電フィルタの構造において、
前記パッケージは、上側に配される圧電基板の上下に重ねる部分と対向する位置に段差部を設けることで、
前記上側に配される圧電基板が、ほぼ水平に保持されるようにしたことを特徴とする多重モード圧電フィルタの構造。 - 請求項１乃至４の何れかに記載の多重モード圧電フィルタの構造において、
前記二つの圧電基板は、少なくとも一方の面に凹部を有する逆メサ型圧電基板であり、
前記凹部内の薄肉範囲に前記フィルタ素子が形成され、
前記凹部周縁の厚肉部分の一部にて圧電基板が互いに上下に重ねるようにしたことを特徴とする多重モード圧電フィルタの構造。 - 請求項１乃至５の何れかに記載の多重モード圧電フィルタの構造において、
前記二つの圧電基板の夫々に形成される各電極は、圧電基板の側面にまで延長形成されていることを特徴とする多重モード圧電フィルタの構造。
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2002
- 2002-11-26 JP JP2002341849A patent/JP2004179832A/ja active Pending
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