JP2009188599A - 多重モード圧電フィルタとその周波数調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】縦続接続型多重モード圧電フィルタの中心周波数より高域側に生じるスプリアスを抑圧する。
【解決手段】第１及び第２の多重モード圧電フィルタ１、２は、圧電基板５と、圧電基板５の一方の主面上に近接配置した複数の分割電極１０、１１と、圧電基板５の他の主面上に全ての前記分割電極１０、１１と対向して配置された共通電極１２と、を備え、多重モード圧電フィルタ１の共通電極１２の面積と、第２の多重モード圧電フィルタ２の共通電極１２の面積とが異なるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、多重モード圧電フィルタとその周波数調整方法に関し、特に中心周波数より高域側に生じるスプリアスを抑圧した縦続接続型多重モード圧電フィルタと、スプリアスの増大を抑える多重モード圧電フィルタの周波数調整方法に関する。

多重モード圧電フィルタは、モノリシック・クリスタルフィルタ（ＭＣＦ）とも称され、圧電基板上に二対の電極を近接して配置することにより、電極上に励起される対称モードと、反対称モードを用いて構成されるフィルタである。構造的には小型で堅牢であり、電気的には狭帯域、高減衰量特性が容易に得られることから、移動体通信機のＩＦフィルタとして用いられている。
図１０は、従来の縦続接続型二重モード圧電フィルタの構成を示す概略図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は一方の二重モード圧電フィルタのＱ−Ｑにおける断面図である。
第１の二重モード圧電フィルタＭＣＦ１は、圧電基板５１の一方の主面上に電極５２、５３を所定の間隔を隔して配置し、他方の主面上に電極５２、５３と対向して電極５４を配設し、電極５２、５３、５４から圧電基板５１の端部にそれぞれリード電極（引き出し電極）５２ａ、５３ａ、５４ａを延在して構成される。縦続接続型二重モード圧電フィルタ５０は、減衰傾度を急峻にし、保証減衰量を大きくするため、図１０（ａ）に示すように、第１の二重モード圧電フィルタＭＣＦ１と、この第１の二重モード圧電フィルタＭＣＦ１と同様に構成した第２の二重モード圧電フィルタＭＣＦ２と、を縦続接続して構成される。

第１の二重モード圧電フィルタＭＣＦ１のリード電極５４ａ、第２の二重モード圧電フィルタＭＣＦ２のリード電極５７ａを接地し、縦続接続型二重モード圧電フィルタ５０の入力ＩＮ及び出力ＯＵＴに適当なインピーダンスを接続することによりフィルタ特性が得られる。
図１１は中心周波数を４９．９５０ＭＨｚに設定した縦続接続型二重モード圧電フィルタのフィルタ特性図である。
設計パラメータが同一の二重モード圧電フィルタを縦続接続して圧電フィルタを構成すると、スプリアスの生じる周波数領域が重なるため、図１１に示すように、中心周波数ｆ０の高域側の周波数領域Ａ（ｆ０＋３００ｋＨｚ〜ｆ０＋１ＭＨｚ）にインハーモニック・オーバートンに起因する大きなスプリアスが発生するという問題があった。

この高域側のスプリアスを抑圧する手段が特許文献１に開示されている。
図１２は縦続接続型二重モード圧電フィルタの他の構成を示す概略図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図である。
この図１２に示す縦続接続型二重モード圧電フィルタは、圧電基板６１の一方の主面上にＺ’軸方向に沿って電極６２、６３を近接配置すると共に、電極６２、６３対向して他方の主面上に電極６４を配設し、電極６２、６３、６４からそれぞれ圧電基板６１の端部に向けてリード電極６２ａ、６３ａ、６４ａを延在して、第１の二重モード圧電フィルタＭＣＦ１を形成する。
更に、同一圧電基板６１上で第１の二重モード圧電フィルタＭＣＦ１と音響結合を避ける距離をおいて、Ｘ軸方向に沿って電極６５、６６を近接配置し、この電極６５、６６対向して電極６７を配設し、電極６５、６６、６７からそれぞれ圧電基板６１の端部に向けてリード電極６５ａ、６６ａ、６７ａを延在して、第２の二重モード圧電フィルタＭＣＦ２を形成する。第１及び第２の二重モード圧電フィルタＭＣＦ１、ＭＣＦ２それぞれのリード電極６３ａ、６５ａを、圧電基板６１上に形成したリード電極にて接続すると共に、リード電極６４ａ、６７ａを接地し、リード電極６２ａ、６６ａに適当なインピーダンスを接続することにより、縦続接続型フィルタを構成する。このように伝搬方向が互いに直交する第１及び第２の二重モード圧電フィルタＭＣＦ１、ＭＣＦ２を縦続接続することにより、それぞれのスプリアスの生ずる周波数が異なり、重なり合うことが避けられるので、保証減衰量を大きくすることが可能であると開示されている。
特開２００２−１９８７７６公報

しかしながら、特許文献１に開示されているように、Ｚ’軸に沿って電極６２、６３を配置した第１の二重モード圧電フィルタＭＣＦ１と、Ｘ軸方向に沿って電極６５、６６を配設した第２の二重モード圧電フィルタＭＣＦ２と、を縦続接続して構成したフィルタは、中心周波数の高域側に生じる低次のインハーモニック・モードを抑えることはできるものの、高次のインハーモニック・モードに起因するスプリアスを抑圧することができないという問題があった。
また、別々の圧電基板上にＺ’軸に沿って電極を配置した第１の二重モード圧電フィルタＭＣＦ１と、Ｘ軸方向に沿って電極を配設した第２の二重モード圧電フィルタＭＣＦ２と、を形成し、電気的に縦続接続して圧電フィルタを構成することは可能である。
しかし、Ｚ’軸伝搬モードの弾性定数と、Ｘ軸伝搬モードの弾性定数とでは弾性常数が異なるため、Ｘ軸方向伝搬の第２の二重モード圧電フィルタＭＣＦ２では、Ｚ’軸伝搬の第１の二重モード圧電フィルタＭＣＦ１の電極間間隙に比べ、間隙が広がり、第２の二重モード圧電フィルタＭＣＦ２の形状が大きくなるという問題と、電極形成用のマスクが共用できないという問題があった。
また、中心周波数が５０ＭＨｚと高周波になると、Ｚ’軸、Ｘ軸それぞれの伝搬の二重モード圧電フィルタのスプリアスが近接し、特許文献１に開示されているような効果が期待できないという問題があった。
本発明は上記の問題を解決さるためになされたもので、中心周波数の高域側に生ずるスプリアスを抑えた縦続接続型多重モード圧電フィルタと、その周波数調整方法を提供することにある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］圧電基板と、該圧電基板の一方の主面上に近接配置した複数の分割電極と、前記圧電基板の他の主面上に全ての前記分割電極と対向して配置した共通電極と、を備えた少なくとも第１及び第２の圧電フィルタを縦続接続して構成される多重モード圧電フィルタであって、前記第１の圧電フィルタの共通電極の面積と、前記第２の圧電フィルタの共通電極の面積とが異なる多重モード圧電フィルタを特徴とする。

このように多重モード圧電フィルタを構成すると、第１の多重モード圧電フィルタの中心周波数より高域側に生じるスプリアスの周波数と、第２の多重モード圧電フィルタの中心周波数より高域側に生じるスプリアスの周波数とが互いに異なり、縦続接続型圧電フィルタを構成した際にスプリアス同士が重ならないため、スプリアスを抑えることができるという効果がある。

［適用例２］前記第１の圧電フィルタの共通電極は、全ての前記分割電極と対向可能な最小面積であり、前記第２の圧電フィルタの共通電極は、前記第１の圧電フィルタの共通電極より十分大きい面積である適用例１に記載の多重モード圧電フィルタを特徴とする。

このように二重モード圧電フィルタを構成すると、第１及び第２の多重モード圧電フィルタのそれぞれの高域側に生じるスプリアスの周波数は異なるため、縦続接続型して高級な圧電フィルタを構成した際にスプリアスのレベルを抑えたフィルタが得られるという効果がある。

［適用例３］前記圧電基板は、薄肉の振動部と、該振動部の周縁に形成した厚肉の環状囲繞部を有する逆メサ構造である適用例１又は２に記載の多重モード圧電フィルタを特徴とする。

このように多重モード圧電フィルタを構成すると、中心周波数が５０ＭＨｚ以上と高周波で、且つ中心周波数より高域側に生じるスプリアスを抑圧した縦続接続型多重モード圧電フィルタが得られると効果がある。

［適用例４］圧電基板上に音響結合を避ける距離を置いて前記第１及び第２の圧電フィルタを配置し、前記圧電基板上に配設したリード電極にて縦続接続した適用例１乃至３の何れかに記載の多重モード圧電フィルタを特徴とする。

このように多重モード圧電フィルタを構成すると、同一基板上に２つの多重モード圧電フィルタを構成できるので、中心周波数より高域側に生じるスプリアスを抑圧した小型の縦続接続型多重モード圧電フィルタが得られると効果がある。

［適用例５］適用例１乃至適用例４の何れかの多重モード圧電フィルタの周波数調整方法であって、対称モード周波数と反対称モード周波数との周波数間隔を保ちつつ、該２つの周波数を低下させるため、前記分割電極より十分に大きな形状の開口部を有する微調整マスクを用いる工程と、前記分割電極の一方の電極と共通電極と間で共振する第１の周波数と、前記分割電極の他方の電極と共通電極との間で共振する第２の周波数とを略等しくするため、前記分割電極と同程度の形状で分割電極の両外端からはみ出すような開口部を有する微調整マスクを用いる工程と、前記対称モード周波数と前記反対称モード周波数との周波数間隔を狭めるため、前記分割電極の間隙方向の寸法が分割電極のそれより大きく、間隙と直交する方向の寸法が分割電極の一方の電極の寸法より小さく、且つ、前記分割電極の両外端からはみ出すような開口部を有する微調整マスクを用いる工程と、を含む多重モード圧電フィルタの周波数調整方法を特徴とする。

このような多重モード圧電フィルタの周波数調整方法を用いると、中心周波数より高域側に生じるスプリアスを低レベルに抑えた多重モード圧電フィルタが得られるという効果がある。

以下、本発明の縦続接続型多重モード圧電フィルタの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施の形態では縦続接続型二重モード圧電フィルタを例に挙げて説明するが、本発明の縦続接続型多重モード圧電フィルタは、縦続接続型二重モード圧電フィルタに限らず、縦続接続型三重モード圧電フィルタ等にも適用可能である。
図１は本発明の実施形態に係る縦続接続型二重モード圧電フィルタの形態を示す概略図であり、（ａ）（ｃ）は平面図、（ｂ）（ｄ）はそれぞれ（ａ）（ｃ）の断面図である。第１の多重モード圧電フィルタ１は、圧電基板５と、該圧電基板５の一方の主面上に近接配置した複数の電極（以下、「分割電極」と称す）１０、１１と、圧電基板５の他の主面上に全ての前記分割電極１０、１１と対向して配置された電極（以下、「共通電極」と称す）１２と、を備えている。
分割電極１０、１１及び共通電極１２から圧電基板５の端部に向けてリード電極（引き出し電極）１０ａ、１１ａ及び１２ａを延在する。同様に、第２の多重モード圧電フィルタ２は、圧電基板６と、該圧電基板６の一方の主面上に近接配置した複数の電極（分割電極）１３、１４と、圧電基板６の他の主面上に分割電極１３、１４と対向して配置された電極（共通電極）１５と、を備えている。分割電極１３、１４及び共通電極１５から圧電基板６の端部に向けてリード電極（引き出し電極）１３ａ、１４ａ及び１５ａを延在する。
第１の多重モード圧電フィルタ１のリード電極１１ａと、第２の多重モード圧電フィルタ２のリード電極１３ａと、を電気的に接続すると共に、共通電極１２、１５からそれぞれ延在するリード電極１２ａ、１５ａを接地し、リード電極１０ａ、１４ａの一方を入力電極、他方を出力電極として、リード電極１０ａ及び１４ａの各々に適当な終端インピーダンスを接続して、縦続接続型圧電フィルタを構成する。
ここで圧電基板の１つである水晶基板について簡単に説明する。水晶結晶は三方晶系に属し、Ｚ軸（光学軸）、Ｙ軸（機械軸）、Ｘ軸（電気軸）が互いに直交し、Ｚ軸は３回対称軸、Ｘ軸は２回対称軸である。Ｙ軸に垂直な水晶基板をＹ板と称し、Ｙ板をＸ軸の回りにθ°回転させた水晶基板の１つがＡＴカット水晶基板であり、θは３５°１５′程度である。この際、回転によりＺ軸はＺ’軸、Ｙ軸はＹ’軸に変わり、Ｘ軸は変わらないのでそのままである。

図２は、セラミックパッケージ２０に第１の多重モード圧電フィルタ１と、第２の多重モード圧電フィルタ２とを、それぞれ共通電極１２、１５を上にして実装した縦続接続型圧電フィルタの平面図である。
図２に示す破線は、裏面側の分割電極１０、１１及び１３、１４と、リード電極１０ａ、１１ａ及び１３ａ、１４ａと、パッド電極１０ｂ、１１ｂ及び１３ｂ、１４ｂを示している。１２ｂ及び１５ｂはそれぞれ共通電極１２、１５のパッド電極である。パッド電極１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ及び１５ｂは、導電性接着剤（図示せず）を介してパッケージの端子電極（図示せず）と電気的に接続される。パッケージの上部周縁に形成したシールリング２１に蓋部材（図示せず）を、例えばシーム溶接等の手段にて溶接し、縦続接続型圧電フィルタを気密封止する。なお、共通電極１２、１５を上にしてパッケージに実装するのは、多重モード圧電フィルタ１、２の共通電極１２、１５に対してそれぞれ周波数調整を行うからである。

図３は、多重モード圧電フィルタ１、２を多重モード圧電共振子（２端子共振子）とした場合の周波数応答特性図である。
多重モード圧電フィルタ１のパラメータとして、分割電極１０（１１）の形状寸法を０．２４８×０．５ｍｍ、電極間間隙を０．４２５ｍｍ、共通電極１２の形状寸法を１．０×０．５８ｍｍに設定した。多重モード圧電フィルタ２のパラメータとして、分割電極１３（１４）の形状寸法を０．２４８×０．５ｍｍ、電極間間隙を０．４２５ｍｍ、共通電極１５の形状寸法を１．３４×１．４ｍｍに設定した。多重モード圧電フィルタ１を例にして多重モード圧電共振子（２端子共振子）の接続を説明すると、リード電極１１ａと１２ａ（又は１０ａ、１２ａ）とを接続した端子と、リード電極１０ａ（又は１１ａ）の端子と、で２端子共振子を構成する。
図３に示す実線が多重モード圧電フィルタ１の周波数特性で、破線が多重モード圧電フィルタ２の周波数特性である。図３から明らかなように、中心周波数４９．９４９ＭＨｚの高域側のインハーモニック・モードに起因するスプリアスは、多重モード圧電フィルタ１では１ａ、１ｂ等であり、多重モード圧電フィルタ２では２ａ、２ｂ、２ｃ等でそれぞれのスプリアスの周波数は重ならないことが分かる。

図４は、本実施形態の縦続接続型多重モード圧電フィルタのフィルタ特性図の一例である。なお、図４は、図３に示す周波数特性を示す多重モード圧電フィルタ１、２を縦続接続して構成した中心周波数（ｆ０）が４９．９４９ＭＨｚの縦続接続型圧電フィルタのフィルタ特性図である。
図４においてＢで示す周波数領域（ｆ０＋３００ＭＨｚ〜ｆ０＋１ＭＨｚ）のスプリアスレベルは、７８ｄＢ程度である。同じパラメータの多重モード圧電フィルタを縦続接続して構成した従来の圧電フィルタのフィルタ特性は、図１１に示すような周波数特性となり、Ａで示す周波数領域（ｆ０＋３００ＭＨｚ〜ｆ０＋１ＭＨｚ）のスプリアスレベルは５５ｄＢ程度である。これら２つの図より本実施形態の縦続接続型二重モード圧電フィルタは、スプリアスレベルが２３ｄＢと大幅に改善されることが明らかとなった。

第１の多重モード圧電フィルタ１の分割電極１０、１１と、共通電極１２とは対向するように形成する。つまり、電極１０の面積（０．２４８×０．５ｍｍ）と電極１０、１１が挟む間隙の面積（０．４２５ｍｍ×０．５ｍｍ）と電極１１の面積（０．２４８×０．５ｍｍ）との和と、共通電極１２の面積（１．０×０．５８ｍｍ）とをほぼ等しくする。上記のパラメータでは製造時における上下の電極のずれを考慮して、第１の多重モード圧電フィルタ１の共通電極の大きさは、電極１０の面積、電極１０、１１が挟む間隙の面積、そして電極１１の面積の和に対し１．５倍以下としている。そして、第２の多重モード圧電フィルタ２においては、分割電極の形状は第１の多重モード圧電フィルタ１の分割電極と同じであるが、共通電極１５の形状を１．３４×１．４ｍｍと、分割電極の形状より十分大きな寸法としているのが本発明の特徴である。即ち、第２の多重モード圧電フィルタ２の共通電極１５が第１の多重モード圧電フィルタ１の共通電極１２の２倍以上、好ましくは３倍以上の面積を有しているのが本発明の特徴である。

多重モード圧電フィルタの理論によれば、電極１０、１１上に電極１０と１１との間隙の中央に対して対称モードと、反対称モード（斜対称モード）とが強勢に励起され、対称モード（周波数ｆｓ）と反対称モード（周波数ｆａ）との結合係数（ｆａ−ｆｓ）／（（ｆａ＋ｆｓ）／２）は、電極１０、１１の大きさ、電極間隙の幅、電極１０、１１及び１２の周波数低下量に依存する。そして、電極１０、１１の大きさと、電極１０、１１及び１２の周波数低下量を適切に設定することにより、所望の結合係数を実現すると共に、対称モード及び反対称モードの振動変位は、圧電基板５の端部に於いては極めて小さくなり、該端部を、導電性接着剤等を用いてパッケージの端子電極に接着・固定しても、対称モード及び反対称モードのＱ値を劣化させることがほとんどない。しかし、反対称モードより高域側に励起される高次インハーモニック・オーバートンは、圧電基板の端部において振動変位が十分に減衰しきれないので、接着剤の影響を受け抑圧される。

第２の多重モード圧電フィルタ２のように、共通電極１５の形状を分割電極１３、１４の形状より十分に大きく設定すると、分割電極１３、１４の周波数低下量のみがエネルギ閉じ込め効果、結合係数に寄与し、共通電極１５の周波数低下量は単にその領域の周波数を低下させるだけの効果となる。
その結果、第１の多重モード圧電フィルタ１の電極１０、１１及び１２と、第２の多重モード圧電フィルタ２の電極１３、１４及び１５と、を同一の膜厚で形成しても、第２の多重モード圧電フィルタ２の閉じ込め効果は、第１の多重モード圧電フィルタ１のそれの半分程度となり、高次インハーモニック・モードと主振動（対称モード）との周波数間隔は、第１の多重モード圧電フィルタ１のそれに比べて狭くなる。
この結果、第１及び第２の多重モード圧電フィルタ１、２の高次インハーモニック・モードがずれて重ならないようになり、スプリアスレベルが大幅に改善される。

図５は、中心周波数ｆ０を４５．０ＭＨｚに設定した縦続接続型圧電フィルタのフィルタ特性図である。図５のＣで示す周波数領域（ｆ０＋３００ＭＨｚ〜ｆ０＋１ＭＨｚ）のスプリアスレベルは７７ｄＢ程度であり、本実施形態の縦続接続型圧電フィルタは、スプリアスの改善効果が顕著である。

図６は、図１に示した縦続接続型圧電フィルタの変形例であり、同図（ａ）、（ｃ）は平面図、同図（ｂ）、（ｄ）は断面図である。図１に示した実施例と異なる点は圧電基板７、８の構造である。圧電基板７及び８にそれぞれ形成する分割電極１０、１１及び１３、１４と、共通電極１２及び１５と、リード電極１０ａ、１１ａ、１２ａ及び１３ａ、１４ａ、１５ａと、は図１と同様の構成、同じ機能であるので、同一の符号を付している。圧電基板７、８は、中央部の薄肉の振動部と、該振動部の周縁に一体的に形成した厚肉の環状囲繞部とを有する、所謂逆メサ構造をした圧電基板である。周知のように、逆メサ構造の圧電基板は、フォトリソグラフィ技法とエッチング手法とを用いて、平板状の圧電基板の中央部をエッチング加工して凹陥部を形成し、該凹陥部を振動部、周縁の環状囲繞部を保持部として用いる圧電基板である。

図７は第２の実施の形態を示す概略図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。第２実施例の縦続接続型圧電フィルタ４の電極は、図１に示した第１の実施例の電極構成とほぼ同様であるので、同一機能の部分には同じ符号を付して説明する。第１の多重モード圧電フィルタ１は、圧電基板９の一方の主面の図中中央より左方寄りに、近接配置した複数の分割電極１０、１１と、圧電基板９の他の主面上に前記分割電極１０、１１と対向して配置された共通電極１２と、を備えている。
分割電極１０、１１及び共通電極１２から圧電基板９の端部に向けてリード電極１０ａ、１１ａ及び１２ａを延在する。同様に、第２の多重モード圧電フィルタ２は、同一の圧電基板９の一方の主面の図中中央より右方寄りに近接配置した複数の分割電極１３、１４と、圧電基板９の他の主面上に分割電極１３、１４と対向して配置された共通電極１５と、を備えている。分割電極１３、１４及び共通電極１５から圧電基板９の端部に向けてリード電極１３ａ、１４ａ及び１５ａを延在する。
第１の多重モード圧電フィルタ１のリード電極１１ａと、第２の多重モード圧電フィルタ２のリード電極１３ａと、を圧電基板９上に形成したリード電極で接続すると共に、共通電極１２、１５からそれぞれ延在するリード電極１２ａ、１５ａをそれぞれ接地し、リード電極１０ａ、１４ａの一方を入力電極とし、他方を出力電極として、リード電極１０ａ及び１４ａの各々に適当な終端インピーダンスを接続して、縦続接続型圧電フィルタ４を構成する。なお、リード電極１１ａと１３ａとの接続部から延在するリード電極１６は、多重モード圧電フィルタ１、２の周波数を測定する際に必要な端子である。
図７に示した第２の実施形態の縦続接続型圧電フィルタ４は、平板状の圧電基板９に形成した場合を説明したが、図６に示した逆メサ構造の圧電基板７に第２の実施形態の縦続接続型圧電フィルタ４を構成してもよい。
第２の実施形態の圧電フィルタの特徴は同一基板上に２つの多重モード圧電フィルタを構成するので、圧電基板の形状寸法が小さくなり、ひいてはフィルタの形状を小型化することができるという効果がある。
また、以上の説明では２対の電極を近接配置して構成した多重モード圧電フィルタ（二重モード圧電フィルタ）について説明いしたが、３対の電極を近接配置した多重モード圧電フィルタ（三重モード圧電フィルタ）についても同様に適用できる。

次に、本実施形態に係る多重モード圧電フィルタの周波数調整方法について説明するが、本実施形態の多重モード圧電フィルタの周波数調整方法を説明する前に、従来の多重モード圧電フィルタの周波数調整方法について図１３を用いて説明する。
図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）の左側の図は、周波数調整マスク（微調整マスク）の開口部７０ａ、７１ａ、７２ａを示す平面図であり、分割電極５２、５３、共通電極５４の外形を細い破線で示す。右側の図は分割電極５２、５３、圧電基板５１、共通電極５４及び微調整マスク７０、７１、７２の断面図であり、周波数調整は共通電極の側から行う。
図１３（ａ）に示す微調整マスク７０は、分割電極５２、５３、共通電極５４とほぼ同じ形状の開口部７０ａを持つ微調整マスクであり、このマスク７０を用いて周波数を調整すると、対称モード、反対称モードはその周波数間隔を保ちつつ周波数が共に低下する。
図１３（ｂ）に示す微調整マスク７１は分割電極５２、５３の形状に比べて小さい開口部７１ａを有し、該開口部７１ａは分割電極５２、５３の間隙寄りに位置する。分割電極５２と共通電極５４との２端子から測定する第１の周波数ｆ１と、分割電極５３と共通電極５４との２端子から測定する第２の周波数ｆ２と、をほぼ等しくなるように微調整するためのマスクである。
また、図１３（ｃ）に示す微調整マスク７２は分割電極５２、５３の形状に比べて小さい開口部７２ａを有し、この開口部７２ａは分割電極の両外端寄りに位置する。微調整マスク７２を用いて周波数を調整すると、多重モード圧電フィルタの結合係数を小さくすることができる。

しかし、図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す微調整マスクを用いて二重モード圧電共振子の周波数を調整すると、図１４の周波数応答特性図に示すようにαで示す周波数領域（ｆ０＋５００ｋＨｚ〜ｆ０＋９００ｋＨｚ）のスプリアスが劣化するという問題があった。
図８は、本実施形態に係る多重モード圧電フィルタの周波数調整方法を説明する図である。図８（ａ）（ｂ）（ｃ）の左側の図は、周波数調整マスク（微調整マスク）２０、２１及び２２のそれぞれの開口部２０ａ、２１ａ及び２２ａを示す平面図であり、分割電極１０、１１及び共通電極１２の外形を細い破線で示す。右側の図は分割電極１０、１１、圧電基板５、共通電極１２及び微調整マスク２０、２１、２２の断面図であり、周波数調整は共通電極１２の側から行う。
図８（ａ）に示す微調整マスク２０は、分割電極１０、１１、共通電極１２より十分に大きい形状（即ち、共通電極１２の２倍以上、好ましくは３倍以上の面積）の開口部２０ａを持つ微調整マスクであり、このマスク２０を用いて周波数を調整すると、対称モード、反対称モードはその周波数間隔を保ちつつ周波数が共に低下する。
図８（ｂ）に示す微調整マスク２１は、分割電極１０、１１の形状とほぼ等しい形状の開口部２１ａを有し、該開口部２１ａは分割電極の両外端寄りに位置し、一部は分割電極１０、１１の外形からはみ出すような形状である。

分割電極１０と共通電極１２との２端子から測定する第１の周波数ｆ１と、分割電極１１と共通電極１２との２端子から測定する第２の周波数ｆ２と、をほぼ等しくなるように微調整するためのマスクである。
図８（ｃ）に示す微調整マスク２２は、分割電極１０、１１の形状に比べて、分割電極１０、１１の間隙方向と平行する方向の寸法は、分割電極１０、１１の寸法より大きく、間隙方向と直交する方向の寸法は分割電極１０の寸法より小さく、分割電極１０、１１の両外端に位置し、一部は分割電極１０、１１からはみ出すような形状である。微調整マスク２２を用いて周波数を調整すると、多重モード圧電フィルタの結合係数を小さくすることができる。

図８に示す３種類の微調整マスクを用いて多重モード圧電共振子のそれぞれの周波数を調整すれば、図９に示すような多重モード圧電共振子の周波数応答特性が得られ、周波数微調整によるスプリアスの増大を抑えることができる。

なお、本実施形態の多重モード圧電フィルタの説明では、共通電極を１つの連続する電極として説明したが、分割電極のように間隙を有する２つの電極に分割されていてもよく電気的に接続されていればよい。また、圧電基板に水晶基板を用いる場合、間隙方向をＸ軸方向、あるいはＺ’軸方向のいずれを用いてもよい。
また、以上の説明では２対の電極を近接配置して構成した多重モード圧電フィルタ（二重モード圧電フィルタ）の周波数調整法について説明いしたが、３対の電極を近接配置した多重モード圧電フィルタ（三重モード圧電フィルタ）についても同様に適用できる。

本発明の実施形態に係る多重モード圧電フィルタの構造を示す概略図であり、（ａ）（ｃ）は平面図、（ｂ）（ｄ）は断面図。 パッケージに実装した縦続接続型多重モード圧電フィルタの平面図。 多重モード圧電共振子の周波数応答特性図。 本実施形態の縦続接続型多重モード圧電フィルタのフィルタ特性図。 ４５ＭＨｚの縦続接続型多重モード圧電フィルタのフィルタ特性図。 変形例の多重モード圧電フィルタの構造を示す概略図であり、（ａ）（ｃ）は平面図、（ｂ）（ｄ）は断面図。 第２の実施例の縦続接続型多重モード圧電フィルタの構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は本実施形態に係る３種も微調整マスクを示す図。 図８の微調整マスクを用いた多重モード圧電共振子の周波数応答特性図。 従来の縦続接続型二重モード圧電フィルタの構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。 従来の縦続接続型二重モード圧電フィルタのフィルタ特性図。 従来の縦続接続型二重モード圧電フィルタの他の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は従来の３種も微調整マスクを示す図。 従来の微調整マスクを用いた二重モード圧電共振子の周波数応答特性図。

符号の説明

１、２、４ 多重モード圧電フィルタ、５、６、７、８、９ 圧電基板、１０、１１、１２、１３、１４、１５ 電極、１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ リード電極、２０ パッケージ、２１ シールリング、２０、２１、２２ 微調整マスク、２０ａ、２１ａ、２２ａ 微調整マスクの開口部

Claims (5)

1. 圧電基板と、該圧電基板の一方の主面上に近接配置した複数の分割電極と、前記圧電基板の他の主面上に全ての前記分割電極と対向して配置した共通電極と、を備えた少なくとも第１及び第２の圧電フィルタを縦続接続して構成される多重モード圧電フィルタであって、
   前記第１の圧電フィルタの共通電極の面積と、前記第２の圧電フィルタの共通電極の面積とが異なることを特徴とする多重モード圧電フィルタ。
2. 前記第１の圧電フィルタの共通電極は、全ての前記分割電極と対向可能な最小面積であり、前記第２の圧電フィルタの共通電極は、前記第１の圧電フィルタの共通電極より十分大きい面積であることを特徴とする請求項１に記載の多重モード圧電フィルタ。
3. 前記圧電基板は、薄肉の振動部と、該振動部の周縁に形成した厚肉の環状囲繞部を有する逆メサ構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多重モード圧電フィルタ。
4. 圧電基板上に音響結合を避ける距離を置いて前記第１及び第２の圧電フィルタを配置し、前記圧電基板上に配設したリード電極にて縦続接続したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の多重モード圧電フィルタ。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかの多重モード圧電フィルタの周波数調整方法であって、
   対称モード周波数と反対称モード周波数との周波数間隔を保ちつつ、該２つの周波数を低下させるため、前記分割電極より十分に大きな形状の開口部を有する微調整マスクを用いる工程と、
   前記分割電極の一方の電極と共通電極と間で共振する第１の周波数と、前記分割電極の他方の電極と共通電極との間で共振する第２の周波数とを略等しくするため、前記分割電極と同程度の形状で分割電極の両外端からはみ出すような開口部を有する微調整マスクを用いる工程と、
   前記対称モード周波数と前記反対称モード周波数との周波数間隔を狭めるため、前記分割電極の間隙方向の寸法が分割電極のそれより大きく、間隙と直交する方向の寸法が分割電極の一方の電極の寸法より小さく、且つ、前記分割電極の両外端からはみ出すような開口部を有する微調整マスクを用いる工程と、を含むことを特徴とする多重モード圧電フィルタの周波数調整方法。

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