JP2004235757A

JP2004235757A - 圧電フィルタ

Info

Publication number: JP2004235757A
Application number: JP2003019268A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Maeda; 浩前田; Shunji Yanai; 俊志柳井
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】主振動が第１スプリアス振動及び２次モードスプリアス振動の影響を殆ど受けず、良好な保証減衰量特性を有する圧電フィルタを提供する。
【解決手段】水晶基板１の一方の主面に形成される入力電極２と出力電極３とが対向する方向におけるこれら入力電極２及び出力電極３のそれぞれの長さ寸法をＸとし、これら入力電極２と出力電極３とが対向する方向に対して直交する方向におけるこれら入力電極２及び出力電極３のそれぞれの長さ寸法をＹとしたとき、「Ｘ：Ｙ」を「１：１．１〜１．１：１」の範囲に設定する。これにより、第１スプリアス振動をＭＣＦの中心周波数に対して１ＭＨｚ以上高い周波数帯にし、且つ２次モードスプリアス振動をＭＣＦの中心周波数に対して８００ｋＨｚ以上高い周波数帯にする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機器等に用いられる水晶フィルタ（ＭＣＦ：モノリシッククリスタルフィルタ）に代表される圧電フィルタに係る。特に、本発明は、不要振動であるスプリアス振動の影響を抑制し、保証減衰量特性を良好に得るための対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、圧電フィルタの一種として、例えば下記の特許文献１に開示されているＭＣＦが知られている。この種のＭＣＦは、図１４に示すように、水晶基板ａの一主面に入力電極ｂ及び出力電極ｃが形成されると共に他主面にこれら入出力の各電極ｂ，ｃに対向する共通電極（アース電極）ｄが形成された振動片を備えている。また、各電極ｂ，ｃ，ｄには引出電極ｂ１，ｃ１，ｄ１が接続されている。尚、図１４（ａ）は、振動片の表面側の平面図であって、水晶基板ａの表面に形成された入力電極ｂ及び出力電極ｃの配置状態を実線で示し、裏面に形成された共通電極ｄの配置状態を破線で示している。また、図１４（ｂ）は、振動片の裏面側の平面図であって、水晶基板ａの裏面に形成された共通電極ｄの配置状態を実線で示し、表面に形成された入力電極ｂ及び出力電極ｃの配置状態を破線で示している。尚、図示していないが、この振動片がパッケージ内に収容され且つ各引出電極ｂ１，ｃ１，ｄ１が入出力端子やアース端子に接続された状態でパッケージが気密封止されてＭＣＦが構成される。
【０００３】
この種のＭＣＦは、入力電極ｂ及び共通電極ｄからなる第１電極対と、出力電極ｃ及び共通電極ｄからなる第２電極対との間で音響結合が生じることを利用している。この音響結合を利用して、周波数の異なる複数の通信信号の中から所定の周波数の通信信号のみを取り出すようになっている。
【０００４】
ところで、この種のＭＣＦでは、フィルタ機能を発揮させるための主振動（公称周波数振動）以外に、高次の非調和オーバートーンモード、例えば第１スプリアスと呼ばれる（１，１，３）モードや（１，３，１）モードのスプリアス振動もこの電極部分に閉じ込められて、同時に励振される。この第１スプリアス振動の各次数は、それぞれ水晶基板ａのＹ′軸（厚み）方向のオーバートーンの次数、Ｘ軸方向のオーバートーンの次数、Ｚ′軸方向のオーバートーンの次数である。図１５は、この第１スプリアス振動が主振動の近傍に存在する場合のＭＣＦの周波数特性を示している。この第１スプリアス振動は、励振電極下にエネルギが閉じ込められることから定在波として比較的強く励振される。その結果、このスプリアス振動が、主振動に悪影響を与えたり、フィルタとしての通過帯域特性を乱したり、通過帯域外における保証減衰量特性が十分とれなくなる等の課題を生じさせてしまう可能性がある。
【０００５】
この課題を解決する手段として、下記の特許文献１には、入出力の各電極の外縁部またはアース電極の外縁部に重み軽減部を設けることが開示されている。具体的には、例えば、共通電極の短辺の中央部分に、重み軽減部としての切り欠き部を形成している。この場合、切り欠き部に沿って振動にアンバランスが生じた状態になるため、非調和オーバートーンモードの振動エネルギが抑制される。これにより、第１スプリアス振動の影響をある程度まで抑制することができ、保証減衰量特性を向上することができる。また、この第１スプリアス振動は、プレートバック量（電極の厚み）を適切に設定することによってもある程度は抑制することが可能である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−９８３５１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、通信機器の高周波数化等に伴ってＭＣＦの更なる高性能化が要求されており、上記スプリアス振動の影響を更に抑制すること、つまり、スプリアス振動の影響を殆ど受けず、良好な保証減衰量特性を有するＭＣＦが求められている。
【０００８】
第１スプリアス振動に対しては、上述した各種の対策によって抑制することが可能である。しかしながら、保証減衰量特性を悪化させるもう一つの大きな要因としては、２次モードのスプリアス振動が掲げられる。以下、この２次モードのスプリアス振動の発生要因の一例について説明する。
【０００９】
上記図１４に示すように、共通電極ｄに対する引出電極ｄ１，ｄ１の接続位置は、共通電極電極ｄの隅角部となっている。この場合、共通電極ｄから引出電極ｄ１，ｄ１へ向かう振動エネルギの漏れが発生しており、この振動エネルギの漏れが原因となって、図１４（ｂ）に一点鎖線の矢印で示すような水晶基板ａの主面に沿う捻れ方向の振動（以下、この振動をツイスト振動と呼ぶ）が発生する。このツイスト振動は、主振動の周波数帯近傍に２次モードのスプリアス振動を生じさせる原因となる。図１６は、この２次モードのスプリアス振動が主振動の近傍に存在する場合のＭＣＦの周波数特性を示している。
【００１０】
これまで、この２次モードのスプリアス振動を効果的に抑制することが可能な構成は未だ提案されていないばかりでなく、上記第１スプリアス振動及び２次モードスプリアス振動を共に抑制することを実現した構成は提案されていない。上述した如く通信機器の高周波数化に伴うＭＣＦの更なる高性能化を実現するためには、この第１スプリアス振動及び２次モードスプリアス振動を共に抑制することは必要不可欠な状況となっている。
【００１１】
より具体的には、通信機器の高周波数化を可能とするためのＭＣＦの性能（周波数特性）として、上記第１スプリアス振動をＭＣＦの中心周波数に対して１ＭＨｚ以上高い周波数帯（中心周波数よりも１ＭＨｚ以上遠い周波数帯）にし、且つ２次モードスプリアス振動をＭＣＦの中心周波数に対して８００ｋＨｚ以上高い周波数帯（中心周波数よりも８００ｋＨｚ以上遠い周波数帯）にすることが求められている。これにより、各スプリアス振動のピーク値と主振動（中心周波数振動）のピーク値との差（図１６におけるα，β）として４０ｄＢ以上の大きな差をもたせることが可能となって良好な保証減衰量特性を実現することができるが、これまで、これを満たすＭＣＦは未だ提案されていないのが現状である。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、主振動が第１スプリアス振動及び２次モードスプリアス振動の影響を殆ど受けず、良好な保証減衰量特性を有する圧電フィルタを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、入力電極及び出力電極の形状として縦横比を適切に設定し、第１スプリアス振動及び２次モードスプリアス振動を共に圧電フィルタの中心周波数から所定周波数だけ遠ざけるようにし、これによって良好な保証減衰量特性が確保できるようにしている。より詳しく説明すると、これまで横寸法（入力電極と出力電極とが対向する方向に沿った寸法）に対する縦寸法（入力電極と出力電極とが対向する方向に対して直交する方向に沿った寸法）の比率が大きく設定されていた入力電極及び出力電極に対し、この比率を次第に小さくしていくと、２次モードスプリアス振動は圧電フィルタの中心周波数から遠ざかっていくのに対し、第１スプリアス振動は圧電フィルタの中心周波数に近付いてくることを本発明の発明者らは見出した。そして、この比率を適切に設定することについて考察し本発明に至った。
【００１４】
−解決手段−
具体的には、圧電体の一方の主面に入力電極及び出力電極がギャップを存して形成され、他方の主面に上記入力電極及び出力電極に対応するアース電極が形成されて成る振動片を備えた圧電フィルタを前提とする。この圧電フィルタに対し、入力電極と出力電極とが対向する方向におけるこれら入力電極及び出力電極のそれぞれの長さ寸法をＸとし、これら入力電極と出力電極とが対向する方向に対して直交する方向におけるこれら入力電極及び出力電極のそれぞれの長さ寸法をＹとしたとき、「Ｘ：Ｙ」を「１：１．１〜１．１：１」の範囲に設定している。つまり、入力電極及び出力電極の横縦比（入力電極と出力電極とが対向する方向を横とした場合）を「１：１．１〜１．１：１」の範囲に設定している。
【００１５】
この特定事項により、通信機器の高周波数化を可能とするための圧電フィルタの性能（周波数特性）として求められていた性能、つまり、第１スプリアス振動を圧電フィルタの中心周波数に対して１ＭＨｚ以上高い周波数帯にし、且つ２次モードスプリアス振動を圧電フィルタの中心周波数に対して８００ｋＨｚ以上高い周波数帯にすることが可能になる（具体的な計測結果については後述する）。上記Ｘに対するＹの比が「１．１」を越えてしまうと、圧電フィルタの中心周波数に対して８００ｋＨｚ未満の帯域で２次モードスプリアス振動が発生してしまう。一方、上記Ｙに対するＸの比が「１．１」を越えてしまうと、圧電フィルタの中心周波数に対して１ＭＨｚ未満の帯域で第１スプリアス振動が発生してしまう。つまり、「Ｘ：Ｙ」を「１：１．１〜１．１：１」の範囲に設定することより、上記の要求を満たす周波数特性を得ることが可能となり、第１スプリアス振動及び２次モードスプリアス振動の影響を抑制できて、各スプリアス振動のピーク値と主振動（中心周波数振動）のピーク値との差として４０ｄＢ以上の大きな差をもたせることが可能となり、良好な保証減衰量特性を有する圧電フィルタが得られる。
【００１６】
この場合、アース電極を、入力電極の形成位置から出力電極の形成位置に亘って対応する共通電極として形成し、上記入力電極と出力電極とが対向する方向における共通電極の長さ寸法をＺとし、入力電極と出力電極とが対向する方向におけるギャップの寸法をＧとしたとき、「Ｚ≒２Ｘ＋Ｇ」の関係が成立するように各電極を形成することが好ましい。これにより、必要最小限の電極面積で良好な周波数特性の圧電フィルタを提供することが可能になる。
【００１７】
上記各解決手段に加えて以下の構成を付加することも可能である。先ず、入力電極及び出力電極それぞれから細幅の導出電極を延出し、これら各導出電極を圧電体の同一平面上で近接させることにより、橋絡容量を形成するものである。この構成によれば、入力電極及び出力電極を外部に引き出す引出電極とは別の電極である導出電極によって橋絡容量を形成しているので、端子間の短絡事故を防止し、また所望の橋絡容量を得ることができる。
【００１８】
また、入力電極に接続する引出電極及び出力電極に接続する引出電極それぞれから細幅の導出電極を延出し、これら各導出電極を圧電体の同一平面上で近接させることにより、橋絡容量を形成する構成としてもよい。このように引出電極から導出電極を延出することにより、入出力電極とアース電極（共通電極）からなる主電極で形成される振動領域から離れた位置を開始点として導出電極を形成することができる。この構成により、導出電極形成による振動特性低下を防止することができるとともに、主電極の電極形状設計を容易に行うことができる。
【００１９】
更に、入力電極に接続する引出電極及び出力電極に接続する引出電極のうち少なくとも一方の引出電極から少なくとも一つの細幅の導出電極を延出し、この導出電極を他方の入力電極または出力電極に近接させることにより、橋絡容量を形成する構成としてもよい。この構成により、主電極すなわち入力電極または出力電極と導出電極との間において、比較的大きな面積で対向することになり、橋絡容量を大きく得ることができる。
【００２０】
これら導出電極を形成するものにおいて、振動片に形成される入出力電極、共通電極、引出電極、導出電極等の各電極を振動片の同一厚み領域に形成するとよい。
【００２１】
振動片は、厚さが均一な平板構成のものであってもよいし、中央部分に薄肉部を形成するとともに、この薄肉部の周囲に厚肉部を形成した構成であって薄肉部に入力電極、出力電極、共通電極および導出電極と橋絡容量が形成されている構成であってもよい。この場合、引出電極は薄肉部と厚肉部により形成される角部を通るが、比較的幅広に形成することにより、電極切れを防止することができる。
【００２２】
これら構成によれば、橋絡容量を構成する導出電極が同一厚み平板状部分に形成されるので、角部形成による電極切断事故が防止できる。また電極切断のおそれが少ないので導出電極は極力薄くしたり細くすることができ、よって、フィルタの励振を阻害しにくくなる。
【００２３】
更に、導出電極が、対向する入力電極と出力電極間を中心とする点対称構成、または上記中心を通り縦または横に延びる線（例えば矩形水晶振動板の短辺または長辺方向に延びる線）を中心線とする線対称形状に構成してもよい。
【００２４】
このように対称形状に電極を配置することにより、振動片に形成される重みのバランスがとれ、重みのアンバランスに基づくスプリアス振動、例えば特願２００１ −３８６５４６号で開示したような、水晶振動案の主面に沿うねじれ方向の振動、すなわちツイスト振動等の発生を抑制できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の各実施形態では、本発明をＭＣＦに適用した場合について説明する。
【００２６】
（第１実施形態）
先ず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は本形態に係るＭＣＦに備えられた水晶振動片を示す図である。図１（ａ）は、水晶振動片の表面側の平面図であって、水晶基板（圧電体）１の表面に形成された入力電極２及び出力電極３の配置状態を実線で示している。また、図１（ｂ）は、水晶振動片の裏面側の平面図であって、水晶基板１の裏面に形成された共通電極（アース電極）４の配置状態を実線で示している。
【００２７】
この水晶振動片を構成する水晶基板１としては、ＡＴカット水晶板が用いられており、矩形状に加工されている。この水晶基板１の一方の主面（表面）には、Ｚ’軸方向（図中の左右方向）で所定のギャップＧを存した位置にそれぞれ矩形状の入力電極２及び出力電極３が近接して形成されている。
【００２８】
また、入力電極２及び出力電極３には、水晶基板１の短辺側に向かって（図中左右方向の外側に向かって）延びた後、この水晶基板１の隅角部に向かって（図中上下方向の外側に向かって）延びる引出電極２ａ，３ａがそれぞれ接続されている。
【００２９】
また、他方の主面（裏面）には、入力電極２及び出力電極３に対向する位置に矩形状の共通電極４が形成されている。この共通電極４には、その長辺側の中央位置から水晶基板１の長辺側に向かって（図中の下方に向かって）延びた後、この水晶基板１の短辺側（図１（ｂ）の左方向に向かって）延びる引出電極４ａが接続されている。詳しくは、水晶基板１としては、例えば、１．５ｍｍ（Ｚ’軸方向寸法）×１．０ｍｍ（Ｘ軸方向寸法）のＡＴカット矩形水晶板であって、中心周波数を約１３０ＭＨｚに設定したものを用いている。この寸法及び中心周波数はこれに限るものではない。
【００３０】
尚、上記各電極２，３，４及び引出電極２ａ，３ａ，４ａは、例えば真空蒸着法によって薄膜形成されており、その材料としては例えば銀またはアルミニウムが採用されている。
【００３１】
また、このＭＣＦは、図示していないが、例えば支持体に各々つながるリード端子を有するベースを用意し、上述した電極構成を有する水晶基板１をリード端子と接合された支持体で支持し、キャップにより気密封止されたものであってもよいし、または、外部導出電極パッドを有するパッケージに水晶基板１を搭載し、気密封止したものであってもよい。
【００３２】
このような構成により、電極への信号入力を行った際、入力電極２及び共通電極４からなる第１電極対と、出力電極３及び共通電極４からなる第２電極対との間で音響結合が生じ、これによって周波数の異なる複数の通信信号の中から所定の周波数の通信信号のみを取り出すフィルタ機能が発揮されるようになっている。
【００３３】
そして、本形態の特徴とするところは、上記入力電極２及び出力電極３の形状にある。
【００３４】
先ず、入力電極２としては、図１に示すように、入力電極２と出力電極３とが対向する方向（図中の左右方向）における入力電極２の長さ寸法（横寸法）をＸとし、入力電極２と出力電極３とが対向する方向に対して直交する方向（図中の上下方向）における入力電極２の長さ寸法をＹとしたとき、「Ｘ：Ｙ」が「１：１．１〜１．１：１」の範囲に設定されている。
【００３５】
出力電極３の形状は入力電極２と同形状である。つまり、この出力電極３においても、図１に示すように、入力電極２と出力電極３とが対向する方向（図中の左右方向）における出力電極３の長さ寸法（横寸法）をＸとし、入力電極２と出力電極３とが対向する方向に対して直交する方向（図中の上下方向）における出力電極３の長さ寸法をＹとしたとき、「Ｘ：Ｙ」が「１：１．１〜１．１：１」の範囲に設定されている。
【００３６】
以下、この数値限定の根拠について説明する。上述した如く、通信機器の高周波数化を可能とするためのＭＣＦの性能（周波数特性）としては、上記第１スプリアス振動をＭＣＦの中心周波数に対して１ＭＨｚ以上高い周波数帯にし、且つ２次モードスプリアス振動をＭＣＦの中心周波数に対して８００ｋＨｚ以上高い周波数帯にすることが要求されている。
【００３７】
図２〜６は、入力電極２と出力電極３とを互いに同形状としながらもそれぞれの縦横比を変更した場合におけるＭＣＦの周波数特性の測定結果を示している。具体的には、図２及び図３は各電極２，３を縦長形状（Ｘ＜Ｙ）にした場合、図４は各電極２，３を正方形（Ｘ＝Ｙ）にした場合、図５及び図６は各電極２，３を横長形状（Ｘ＞Ｙ）にした場合である。具体的な比「Ｘ：Ｙ」は以下のとおりである。
【００３８】
図２はＸ：Ｙ＝１．０：１．２、図３はＸ：Ｙ＝１．０：１．１、図４はＸ：Ｙ＝１．０：１．０、図５はＸ：Ｙ＝１．１：１．０、図６はＸ：Ｙ＝１．２：１．０となっている。また、各周波数特性図においては、第１スプリアス振動を「Ｉ」で示し、２次モードスプリアス振動を「ＩＩ」で示している。また、図２〜６に示す各周波数特性図における横軸の１目盛りは５００ｋＨｚであり、縦軸の１目盛りは１０ｄＢである。これら各周波数特性について以下に検証する。
【００３９】
＜Ｘ：Ｙ＝１．０：１．２（図２）の場合＞
第１スプリアス振動はＭＣＦの中心周波数に対して１ＭＨｚ以上高い周波数帯（約１．４ＭＨｚ）であるものの、２次モードスプリアス振動はＭＣＦの中心周波数に対して７８０ｋＨｚ程度になっており、この２次モードスプリアス振動が、主振動に悪影響を与える可能性がある。
【００４０】
＜Ｘ：Ｙ＝１．０：１．１（図３）の場合＞
第１スプリアス振動はＭＣＦの中心周波数に対して１ＭＨｚ以上高い周波数帯（約１．２ＭＨｚ）であり、且つ２次モードスプリアス振動はＭＣＦの中心周波数に対して８００ｋＨｚ以上高い周波数帯（約８５０ｋＨｚ）になっており、各スプリアス振動が、主振動に悪影響を与えることがない。
【００４１】
＜Ｘ：Ｙ＝１．０：１．０（図４）の場合＞
第１スプリアス振動はＭＣＦの中心周波数に対して１ＭＨｚ以上高い周波数帯（約１．２ＭＨｚ）であり、且つ２次モードスプリアス振動はＭＣＦの中心周波数に対して８００ｋＨｚ以上高い周波数帯（約９００ｋＨｚ）になっており、各スプリアス振動が、主振動に悪影響を与えることがない。
【００４２】
＜Ｘ：Ｙ＝１．１：１．０（図５）の場合＞
第１スプリアス振動はＭＣＦの中心周波数に対して１ＭＨｚ以上高い周波数帯（約１．０５ＭＨｚ）であり、且つ２次モードスプリアス振動はＭＣＦの中心周波数に対して８００ｋＨｚ以上高い周波数帯（約９２０ｋＨｚ）になっており、各スプリアス振動が、主振動に悪影響を与えることがない。
【００４３】
＜Ｘ：Ｙ＝１．２：１．０（図６）の場合＞
第１スプリアス振動と２次モードスプリアス振動とが合体し、２次モードスプリアス振動はＭＣＦの中心周波数に対して８００ｋＨｚ以上高い周波数帯（約９５０ｋＨｚ）であるものの、第１スプリアス振動はＭＣＦの中心周波数に対して９５０ｋＨｚ程度になっており、この第１スプリアス振動が、主振動に悪影響を与える可能性がある。
【００４４】
尚、ここでは中心周波数を約１３０ＭＨｚに設定したＭＣＦについての測定結果を示したが、中心周波数が異なる他のＭＣＦについて行った測定においても同様の結果が得られた。
【００４５】
以上の結果から、「Ｘ：Ｙ」を「１：１．１〜１．１：１」の範囲に設定することより、上記の要求（第１スプリアス振動をＭＣＦの中心周波数に対して１ＭＨｚ以上高い周波数帯にし、且つ２次モードスプリアス振動をＭＣＦの中心周波数に対して８００ｋＨｚ以上高い周波数帯にするといった要求）を満たす周波数特性を得ることが可能となり、第１スプリアス振動及び２次モードスプリアス振動の影響を抑制できて、各スプリアス振動のピーク値と主振動（中心周波数振動）のピーク値との差として４０ｄＢ以上の大きな差をもたせることが可能となり、良好な保証減衰量特性を有するＭＣＦが得られる。
【００４６】
また、共通電極４の長さ寸法をＡとし（図１（ｂ）参照）、入力電極２と出力電極３とが対向する方向におけるギャップの寸法をＧとしたとき、「Ｚ≒２Ｘ＋Ｇ」の関係が成立するように各電極２，３，４を形成すれば、必要最小限の電極面積で良好な周波数特性のＭＣＦを提供することが可能になる。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７及び図８を用いて説明する。ここでは、上述した第１実施形態との相違点についてのみ説明する。図７（ａ）は、本形態に係る水晶振動片の表面側の平面図であって、水晶基板１の表面に形成された入力電極２及び出力電極３の配置状態を実線で示している。また、図７（ｂ）は、本形態に係る水晶振動片の裏面側の平面図であって、水晶基板１の裏面に形成された共通電極（アース電極）４の配置状態を実線で示している。
【００４８】
本形態における入力電極２及び出力電極３の図中上側辺の端部（図中左右方向の外側端部）からは導出電極５１，５２が形成され、この導出電極５１，５２は水晶基板１の短辺方向に沿って延出した後、長辺方向に沿って屈曲し、相互に近接することにより橋絡容量Ｃを形成している。この橋絡容量Ｃは導出電極５１，５２の近接部分間ｔの距離や近接対向する電極面積を変化させることによりその値を調整することができる。
【００４９】
また、このように導出電極５１，５２を形成した場合にもスプリアス振動の抑制効果を得ることができる。つまり、電極形成後に、その電極形成材料と同等の材質の薄膜を蒸着させて周波数調整を行うパーシャル調整において、その蒸着位置が所望の位置よりも導出電極５１，５２の形成側（図７における上側）にずれたとしても２次モードスプリアス振動の成長を抑制することが可能である。これは、導出電極５１，５２が入力電極２及び出力電極３に対して重み付けとなっており、この重み付けされた側にパーシャル位置がずれてもそのずれによる重み付けの影響度合いが小さいことに起因する。この効果は、以下に示す実施形態においても言えることである。
【００５０】
図８は橋絡容量を異ならせた場合の減衰量特性変化を示す図である。各導出電極５１，５２の近接距離ｔを近づけ橋絡容量を増加させると図８中ＡまたはＢで示すように減衰帯域幅が狭くなる方向に特性が変化する。逆に各導出電極５１，５２の近接距離ｔを離し、橋絡容量を減少させると、図８中ＣまたはＤで示すように減衰帯域幅が広くなる方向に特性が変化する。このような調整により、減衰極を創出するとともに、この減衰極を所定の位置にスイープさせることができ、いわゆるイメージ周波数における減衰量を極小化することができる。なお、減衰帯域幅の広狭は要求される仕様により決定される。
【００５１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図９を用いて説明する。ここでも、上述した第１実施形態との相違点についてのみ説明する。図９は本実施形態を示す水晶振動板の一方面の平面図である。本実施形態のものは上記第２実施形態のもの比べて、導出電極の構成が異なっている。
【００５２】
具体的には、入力電極２及び出力電極３それぞれから延びる引出電極２ａ，３ａの途中から導出電極５３，５４が形成されている。各導出電極５３，５４は水晶基板１の短辺方向に沿って伸長し、端面において屈曲するとともに長辺方向に沿って伸長し相互に近接して、橋絡容量Ｃを形成している。
【００５３】
本実施の形態では導出電極５３，５４が、引出電極２ａ，３ａにおける入出力電極２，３と水晶基板１の短辺の略中間部分から導出されているが、短辺まで延びた引出電極部分を導出電極５３，５４を形成する開始点としてもよい。本実施形態によれば、入出力電極２，３と共通電極４とからなる主電極で形成される振動領域から離れた位置を開始点として導出電極を形成することができる。この構成により、導出電極５３，５４の形成による振動特性低下を防止することができるとともに、主電極の電極形状設計を容易に行うことができ、導出電極５３，５４の形成による信頼性低下を防止することができる。
【００５４】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１０、図１１を用いて説明する。ここでも、上述した第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００５５】
図１０は本実施形態を示す水晶振動板の一方面の平面図であり、図１１は導出電極の構成を異ならせた実施形態を示す水晶振動板の一方面の平面図である。
【００５６】
これら図に示すように、引出電極２ａ，３ａから導出電極５５，５６が入出力電極２，３の対向方向に沿って延びており、入出力電極２，３との間で橋絡容量Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）を形成している。
【００５７】
より具体的には、引出電極２ａ及び引出電極３ａにおける水晶基板１の短辺に沿って伸長する部分から各導出電極５５，５６がそれぞれ延長され、入力電極２と出力電極３の配列方向（図中左右方向）に沿ってそれぞれ他極である入力電極２または出力電極３まで延出している。これにより導出電極５５の先端部分と出力電極３と間で橋絡容量Ｃ１を形成するとともに、導出電極５６の先端部分と入力電極２と間で橋絡容量Ｃ２を形成することになり、本ＭＣＦに形成された橋絡容量ＣはＣ１とＣ２とを合計した値となる。なお、これら橋絡容量Ｃ１，Ｃ２はいずれか一方のみの構成としてもよい。
【００５８】
また図１１に示すように導出電極５５，５６の先端部分等に入出力電極２，３側に向けて突出する対向部５５ａ，５６ａ，５５ｂ，５６ｂを形成してもよい。より具体的には、引出電極２ａと引出電極３ａの水晶基板１の短辺に沿って伸長する部分からそれぞれ各導出電極５５，５６を延長し、これら導出電極５５，５６を、入力電極２と出力電極３の配列方向に沿ってそれぞれ他方の入力電極２または出力電極３まで延出する。そして、各導出電極５５，５６の先端部分にはそれぞれ対向部５５ａ，５６ａを形成しており、入力電極２，出力電極３との近接部分を形成し、橋絡容量を創出している。また導出電極５５の入力電極２との対向部分に対向部５５ａが、導出電極５６の出力電極３との対向部分に対向部５６ｂがそれぞれ形成され、対向部５５ａと出力電極３とで橋絡容量Ｃ１を形成し、対向部５６ａと入力電極２とで橋絡容量Ｃ２を形成している。上記対向部５５ｂ，５６ｂはそれぞれ対向部５５ａ，５６ａとバランスを取るために形成しているが、形成しない構成とすることも可能である。
【００５９】
本実施の形態によれば、比較的広い面積で対極の電極と橋絡容量を形成することができる。また図１１に示す構成であれば、水晶基板１上において導出電極５５，５６を入出力電極２，３と離れた領域に形成し、対向部５５ａ，５６ａ，５５ｂ，５６ｂにて各入出力電極２，３に近接させる構成であるので、導出電極５５，５６による振動領域への弊害を極力抑制することができる。また、対向部５５ｂ，５６ｂを設けることにより、電極形成の重みにおいてバランスを取ることができ、上述のツイスト振動等の不要振動を抑制することができる。
【００６０】
なお、本実施形態においては、全体として入出力電極間の中心に対し概ね点対称に各電極が配置されているので、電極形成における全体のバランスが取れ、この点からも上述のツイスト振動等の不要振動を抑制することができる。
【００６１】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図１２、図１３を用いて説明する。ここでも、上述した第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００６２】
図１２は本実施形態に係る水晶振動板の一方面の平面図であり、図１３は水晶振動板の断面図（図１２におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図）である。本実施形態では第２実施実施の形態に比べて、水晶振動板の構成並びに導出電極の構成が異なっている。
【００６３】
水晶基板１は周囲に厚肉部１ａが形成されたＡＴカット水晶板からなり、周囲以外の中央部分を含む領域は薄肉部１ｂとなっている。薄肉部１ｂの一方面には入力電極２と出力電極３とが所定の間隔を持って形成され、他方面にはこれら入力電極２と出力電極３に対応する１つの共通電極４が形成されている。
【００６４】
また、これら入力電極２及び出力電極３からは図中上下方向すなわち水晶基板１の短辺に沿う方向に導出電極５７，５７，５８，５８が導出されて、他方面（反対面）に形成された共通電極形成領域を外れた薄肉部において、相互に近接し各々導出電極５７，５８により橋絡容量Ｃ１，Ｃ２を形成している。なお、水晶振動板の薄肉領域においては表裏全体として対称構成を採用しており、例えば引出電極２ａ，３ａ，４ａ，４ａについてもほぼ同形状になるよう配置され、不要振動（スプリアス振動）を極力抑制することができる。
【００６５】
特に、水晶フィルタが超小型化を要求されるなかで、本形態のように薄肉部の周囲に厚肉部を形成した構成においても、ＣＩ値を良好に保つために、入出力電極形成領域に対して薄肉部を広く形成する必要が出てきている。このような場合、薄肉部において電極の形成されない領域を利用して、導出電極を形成し橋絡容量を形成することにより限られたスペースを有効活用することができる利点もある。
【００６６】
更に、本形態のように導出電極５７，５７，５８，５８を形成した場合には、上記パーシャル調整において、その蒸着位置が所望の位置よりも導出電極５７，５８と入出力電極２，３とが対向する方向（図１２における上下方向）の何れの方向にずれたとしても２次モードスプリアス振動の成長を抑制することが可能である。これは、上述の場合と同様に、導出電極５７，５７，５８，５８が入力電極２及び出力電極３に対して重み付けとなっており、パーシャル位置がずれてもそのずれによる重み付けの影響度合いが小さいことに起因する。
【００６７】
なお、本実施形態においては各引出電極２ａ，３ａ，４ａ，４ａが薄肉部１ｂと厚肉部１ａにより形成される角部を通るが、比較的幅広に形成する等、電極切れ防止を考慮する必要がある。また厚肉部１ａと薄肉部１ｂとを有する構成は図１３に示す構成のみならず、断面が逆凹形構成を採用することも可能である。
【００６８】
−その他の実施形態−
上記各実施形態では、圧電材料として水晶を使用した場合について説明したが、その他、ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムなどを使用した圧電フィルタに対しても本発明は適用可能である。
【００６９】
また、上記各実施形態では、水晶基板１の裏面側のアース電極を共通電極４として構成したが、このアース電極を入力電極２及び出力電極３に対応した分割電極として構成してもよい。
【００７０】
さらに上記説明において２ポールタイプのモノリシック水晶フィルタを例示したが、３ポールあるいは４ポールの水晶フィルタに対しても同様に適用することができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、圧電フィルタに対し、入力電極及び出力電極の形状として縦横比を適切に設定し、第１スプリアス振動及び２次モードスプリアス振動を共に圧電フィルタの中心周波数から所定周波数だけ遠ざけるようにし、これによって良好な保証減衰量特性が確保できるようにしている。このため、従来から要求されていた特性、つまり、第１スプリアス振動を圧電フィルタの中心周波数に対して１ＭＨｚ以上高い周波数帯にし、且つ２次モードスプリアス振動を圧電フィルタの中心周波数に対して８００ｋＨｚ以上高い周波数帯にするといった特性を得ることができ、良好な保証減衰量特性を有する圧電フィルタを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る水晶振動片を示し、（ａ）は表面側の平面図であり、（ｂ）は裏面側の平面図である。
【図２】Ｘ：Ｙ＝１．０：１．２とした場合のＭＣＦの周波数特性を示す図である。
【図３】Ｘ：Ｙ＝１．０：１．１とした場合のＭＣＦの周波数特性を示す図である。
【図４】Ｘ：Ｙ＝１．０：１．０とした場合のＭＣＦの周波数特性を示す図である。
【図５】Ｘ：Ｙ＝１．１：１．０とした場合のＭＣＦの周波数特性を示す図である。
【図６】Ｘ：Ｙ＝１．２：１．０とした場合のＭＣＦの周波数特性を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る水晶振動片を示し、（ａ）は表面側の平面図であり、（ｂ）は裏面側の平面図である。
【図８】橋絡容量を異ならせた場合の減衰量特性変化を示す図である。
【図９】第３実施形態に係る水晶振動片の一方面の平面図である。
【図１０】第４実施形態に係る水晶振動片の一方面の平面図である。
【図１１】第４実施形態の他の形態に係る水晶振動片の一方面の平面図である。
【図１２】第５実施形態に係る水晶振動片の一方面の平面図である。
【図１３】第５実施形態に係る水晶振動板の断面図である。
【図１４】従来の水晶振動片を示す図１相当図である。
【図１５】従来例における第１スプリアス振動の発生状態を示す周波数特性図である。
【図１６】従来例における２次モードスプリアス振動の発生状態を示す周波数特性図である。
【符号の説明】
１水晶基板（圧電体）
２入力電極
３出力電極
４共通電極（アース電極）
２ａ，３ａ，４ａ引出電極
５１〜５６導出電極

Claims

圧電体の一方の主面に入力電極及び出力電極がギャップを存して形成され、他方の主面に上記入力電極及び出力電極に対応するアース電極が形成されて成る振動片を備えた圧電フィルタにおいて、
上記入力電極と出力電極とが対向する方向におけるこれら入力電極及び出力電極のそれぞれの長さ寸法をＸとし、これら入力電極と出力電極とが対向する方向に対して直交する方向におけるこれら入力電極及び出力電極のそれぞれの長さ寸法をＹとしたとき、「Ｘ：Ｙ」が「１：１．１〜１．１：１」の範囲に設定されていることを特徴とする圧電フィルタ。
請求項１記載の圧電フィルタにおいて、
アース電極は、入力電極の形成位置から出力電極の形成位置に亘って対応する共通電極として形成されており、
上記入力電極と出力電極とが対向する方向における共通電極の長さ寸法をＺとし、入力電極と出力電極とが対向する方向におけるギャップの寸法をＧとしたとき、「Ｚ≒２Ｘ＋Ｇ」の関係が成立していることを特徴とする圧電フィルタ。
請求項１または２記載の圧電フィルタにおいて、
入力電極及び出力電極それぞれから細幅の導出電極を延出し、これら各導出電極を圧電体の同一平面上で近接させることにより、橋絡容量が形成されていることを特徴とする圧電フィルタ。
請求項１または２記載の圧電フィルタにおいて、
入力電極に接続する引出電極及び出力電極に接続する引出電極それぞれから細幅の導出電極を延出し、これら各導出電極を圧電体の同一平面上で近接させることにより、橋絡容量が形成されていることを特徴とする圧電フィルタ。
請求項１または２記載の圧電フィルタにおいて、
入力電極に接続する引出電極及び出力電極に接続する引出電極のうち少なくとも一方の引出電極から少なくとも一つの細幅の導出電極を延出し、この導出電極を他方の入力電極または出力電極に近接させることにより、橋絡容量が形成されていることを特徴とする圧電フィルタ。