JP2020129758A - 圧電振動フィルタの周波数調整方法および周波数調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電振動フィルタの周波数調整における調整工程の繰り返し回数を大幅に低減し、周波数調整に掛かる時間の短縮、調整精度の向上、歩留まりの向上などを図る。【解決手段】同一の製品規格で製造される複数の圧電振動フィルタに対する周波数調整において、先に周波数特性の調整が行われた圧電振動フィルタの調整ログから、帯域調整における調整量の設定に使用可能な予測値（“Fa/Fs”または“Fs/Fa”）を算出する。少なくとも一つの圧電振動フィルタに対して周波数調整が行われた後、さらに周波数特性の調整を行う他の圧電振動フィルタに対しては、予測値に基づいて帯域調整における最適な調整量を算出することができる。【選択図】図７

Description

本発明は、圧電振動フィルタの周波数調整方法および周波数調整装置に関する。

ＭＣＦ（Monolithic Crystal Filter：水晶フィルタ）などの圧電振動フィルタは、例えばハンディタイプの小型通信機器等の周波数選択手段として用いられている。図１は、圧電振動フィルタ１００の一般的な構成を示す側面図である。

圧電振動フィルタ１００では、圧電振動板１０１の一主面Ｓ１に共通電極１０２が形成され、他主面Ｓ２に入力電極１０３および出力電極１０４がギャップＧを介して並んで形成されている。共通電極１０２は、入力電極１０３、出力電極１０４およびギャップＧのすべての形成領域と対向するように形成されている。また、共通電極１０２、入力電極１０３および出力電極１０４の各電極膜は、例えば、クロムを下地金属とし、その上部に銀を蒸着した構成が用いられる。

図１に示す圧電振動フィルタ１００の周波数特性は、図２（ａ）に示す対称モード（厚みすべりの対称波）と、図２（ｂ）に示す斜対称モード（厚みねじれの非対称波）との相互作用によって決定される。尚、図２において、縦軸は変位強度を示し、横軸は圧電振動フィルタ１００の表面のある一点からの距離を示す。

圧電振動フィルタ１００における各電極膜のサイズ、膜厚および配置などは、圧電振動フィルタ１００が所望の周波数特性（すなわち製品規格に合った周波数特性）を有するように設計されている。しかしながら、実際には、電極膜を成膜するのみで所望の周波数特性が得られることは少なく、電極膜の成膜後に、圧電振動フィルタ１００の周波数特性を所望の値に合わせ込むための周波数調整が必要となる。このような周波数調整は、所定領域の電極膜に対してパーシャル蒸着などの手法により膜厚を増加（膜付加）させる方法（いわゆるパーシャル調整）、あるいは、所定領域の電極膜に対してイオンビーム照射などの手法により膜厚を減少（膜除去）させる方法（いわゆるイオンパーシャル調整）などで行われる。

圧電振動フィルタ１００の周波数調整としては、
・バランス調整
・帯域調整（Ｆｓ調整、Ｆａ調整）
・全面調整
の３種類の工程がこの順序で実施される（例えば、特許文献１）。尚、これらの各工程は、圧電振動フィルタ１００のその時点の周波数特性に応じて選択的に実施され、調整の必要がない場合には一部の工程が省略されることもある。図３は、パーシャル調整による周波数調整の各工程を示す図であり、（ａ）はバランス調整、（ｂ）はＦｓ調整、（ｃ）はＦａ調整、（ｄ）は全面調整を示している。また、図４は、イオンパーシャル調整による周波数調整の各工程を示す図であり、（ａ）はバランス調整、（ｂ）はＦｓ調整、（ｃ）はＦａ調整、（ｄ）は全面調整を示している。尚、図３ではパーシャル調整によって膜厚を増加させられた部分を斜線ハッチングにて示し、図４ではイオンパーシャル調整によって膜厚を減少させられる部分を射影ハッチングにて示している。

バランス調整は、入力電極１０３と共通電極１０２とが対向してなる第１共振領域における共振周波数Ｆ１と、出力電極１０４と共通電極１０２とが対向してなる第２共振領域における共振周波数Ｆ２との合わせ込みを行う工程である。具体的には、バランス調整では、第１共振領域および第２共振領域の何れか一方の共通電極１０２の膜厚を相対的に増加させることで、共振周波数Ｆ１と共振周波数Ｆ２とを一致させる。例えば、Ｆ１＞Ｆ２の場合、パーシャル調整では第２共振領域の共通電極１０２の膜厚を増加させ（図３（ａ）参照）、イオンパーシャル調整では第１共振領域の共通電極１０２の膜厚を減少させる（図４（ａ）参照）。逆に、Ｆ１＜Ｆ２の場合、パーシャル調整では第１共振領域の共通電極１０２の膜厚を増加させ、イオンパーシャル調整では第２共振領域の共通電極１０２の膜厚を減少させる。

帯域調整は、圧電振動フィルタの通過帯域幅の調整を行うものであって、対称モードと斜対称モードとの帯域を広げたり狭めたりする工程である。尚、帯域調整には、主に対称モードの振動周波数Ｆｓを変化させるＦｓ調整と主に斜対称モードの振動周波数Ｆａを変化させるＦａ調整とがあり、一方が通過帯域幅を広げる作用を有し、他方が通過帯域幅を狭める作用を有する。Ｆｓ調整では、ギャップＧに対向する領域の共通電極１０２の膜厚が増加または減少させられる。一方、Ｆａ調整では、第１共振領域および第２共振領域の共通電極１０２の膜厚が増加または減少させられる。

帯域調整において通過帯域幅を広げようとする場合、ギャップＧに対向する領域の共通電極１０２の膜厚を他の部分よりも相対的に増加させる。通過帯域幅を広げる調整をパーシャル調整にて行う場合はＦｓ調整が行われる。すなわち、パーシャル調整によるＦｓ調整では、ギャップＧに対向する領域の共通電極１０２の膜厚が増加（図３（ｂ）参照）することにより通過帯域幅が広げられる。一方、通過帯域幅を広げる調整をイオンパーシャル調整にて行う場合はＦａ調整が行われる。すなわち、イオンパーシャル調整によるＦａ調整では、第１共振領域および第２共振領域の共通電極１０２の膜厚が減少（図４（ｂ）参照）することにより通過帯域幅が広げられる。

帯域調整において通過帯域幅を狭めようとする場合、ギャップＧに対向する領域の共通電極１０２の膜厚を他の部分よりも相対的に減少させる。通過帯域幅を狭める調整をパーシャル調整にて行う場合はＦａ調整が行われる。すなわち、パーシャル調整によるＦａ調整では、第１共振領域および第２共振領域の共通電極１０２の膜厚が増加（図３（ｃ）参照）することにより通過帯域幅が狭められる。一方、通過帯域幅を狭める調整をイオンパーシャル調整にて行う場合はＦｓ調整が行われる。すなわち、イオンパーシャル調整によるＦｓ調整では、ギャップＧに対向する領域の共通電極１０２の膜厚が減少（図４（ｃ）参照）することにより通過帯域幅が狭められる。

全面調整は、圧電振動フィルタの中心周波数の合わせ込みを行う工程であって、共通電極１０２の膜厚を全体的に増加または減少させることにより、通過帯域幅を変化させることなく中心周波数の調整のみを行うものである。すなわち、パーシャル調整では共通電極１０２の膜厚を全体的に増加させ（図３（ｄ）参照）、イオンパーシャル調整では共通電極１０２の膜厚を全体的に減少させる（図４（ｄ）参照）。

尚、特許文献１には２ポールの圧電振動フィルタに対する周波数調整が開示されているが、特許文献２には３ポールの圧電振動フィルタに対する周波数調整が開示されている。

特許第３９６５６８１号公報 特許第３４６８１６０号公報

従来の周波数調整では、１つの圧電振動フィルタに対して所望の周波数特性が得られるまでの工程数が多くなり、周波数調整に掛かる時間が長くなるといった問題がある。これは特に、帯域調整でのＦｓ調整およびＦａ調整が繰り返し必要となることに起因する。例えば、Ｆｓ調整を行う場合、この調整によって変化させるのは対称モードの振動周波数Ｆｓだけでなく、斜対称モードの振動周波数Ｆａも同時に変化する。同様に、Ｆａ調整を行う場合、振動周波数Ｆａだけでなく、振動周波数Ｆｓも同時に変化する。

このため、従来は、Ｆｓ調整およびＦａ調整を行う場合の適切な調整量が分かりにくく、所望の周波数特性が得られるまでに微調整が繰り返し行われることが多かった。また、Ｆｓ調整およびＦａ調整を繰り返し行ううちに共振周波数Ｆ１と共振周波数Ｆ２との周波数が異なり、再度のバランス調整が必要となる場合もあった。さらに、上記調整を繰り返し行っても所望の周波数特性が得られず、調整ミスによる歩留まりの低下といった問題も生じていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、調整量の予測を行うことによって圧電振動フィルタの周波数調整における調整工程の繰り返し回数を大幅に低減し、周波数調整に掛かる時間の短縮、調整精度の向上、歩留まりの向上などを図ることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様である周波数調整方法は、同一の製品規格で製造される複数の圧電振動フィルタに対し、圧電振動フィルタ毎の周波数特性を調整するための圧電振動フィルタの周波数調整方法であって、当該周波数調整方法は、１つの圧電振動フィルタに対して、圧電振動フィルタの通過帯域幅を広げる調整と圧電振動フィルタの通過帯域幅を狭める調整とによって通過帯域幅の調整を行う帯域調整が少なくとも含まれるものであり、少なくとも一つの圧電振動フィルタに対して前記帯域調整を含む周波数調整が行われた後、さらに他の圧電振動フィルタに対して周波数調整を行う場合に、周波数特性の調整が行われた少なくとも一つの圧電振動フィルタの調整ログから、前記帯域調整における調整量の設定に使用可能な予測値を算出し、前記予測値が算出された後に周波数特性の調整を行う他の圧電振動フィルタに対して、前記予測値に基づいて前記帯域調整における最適な調整量を算出し、算出した当該調整量にて前記帯域調整を行うことを特徴としている。

上記の構成によれば、同一の製品規格である（すなわち、各電極膜のサイズや配置や膜厚などの基本設計が同じである）圧電振動フィルタの製品群に対して周波数調整を実施する場合に、先に周波数調整が行われた圧電振動フィルタの調整ログから予測値を算出し、後から周波数調整が行われる圧電振動フィルタに対してはこの予測値に基づいて適切な調整量を設定することができる。その結果、予測値に基づいて調整量を設定される圧電振動フィルタでは、帯域調整における繰り返し回数を大幅に低減することができ、周波数調整に掛かる時間を短縮することができる。また、予測値に基づいて調整量を設定することで、調整精度も向上し、調整ミスも低減することで歩留まりを向上させることもできる。

また、上記周波数調整方法では、周波数特性の調整が行われた圧電振動フィルタの調整ログから算出される前記予測値は、複数の圧電振動フィルタに対する平均値として算出されるものであり、一つ圧電振動フィルタに対する周波数調整が終わるたびに、その調整結果を加えて更新される値である構成とすることができる。

上記の構成によれば、周波数調整が行われた圧電振動フィルタの数が増えるほど予測の精度を向上させることができる。

また、上記周波数調整方法では、前記圧電振動フィルタは、２ポールまたは４ポールの圧電振動フィルタであり、前記帯域調整は、対称モードの帯域を調整するＦｓ調整と、斜対称モードの帯域を調整するＦａ調整とによって行われるものであり、前記予測値は、Ｆｓ調整を行ったときの対称モードの周波数変化量ΔＦｓに対する斜対称モードの周波数変化量ΔＦａの割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）、およびＦａ調整を行ったときの斜対称モードの周波数変化量ΔＦａに対する対称モードの周波数変化量ΔＦｓの割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）”として算出される構成とすることができる。

また、上記周波数調整方法では、前記圧電振動フィルタは、３ポールの圧電振動フィルタであり、前記帯域調整は、第１対称モードの帯域を調整するＦｓ１調整と、第２対称モードの帯域を調整するＦｓ２調整とによって行われるものであり、前記予測値は、Ｆｓ１調整を行ったときの第１対称モードの周波数変化量ΔＦｓ１に対する第２対称モードの周波数変化量ΔＦｓ２の割合（ΔＦｓ２／ΔＦｓ１）、およびＦｓ２調整を行ったときの第２対称モードの周波数変化量ΔＦｓ２に対する第１対称モードの周波数変化量ΔＦｓ１の割合（ΔＦｓ１／ΔＦｓ２）”として算出される構成とすることができる。

また、上記の課題を解決するために、本発明の第２の態様である周波数調整装置は、圧電振動フィルタ毎の周波数特性を調整するための圧電振動フィルタの周波数調整装置であって、当該周波数調整装置は、１つの圧電振動フィルタに対して、圧電振動フィルタの通過帯域幅を広げる調整と圧電振動フィルタの通過帯域幅を狭める調整とによって通過帯域幅の調整を行う帯域調整を少なくとも行えるものであり、周波数特性の調整が行われた少なくとも一つの圧電振動フィルタの調整ログから、前記帯域調整における調整量の設定に使用可能な予測値を算出する演算部と、前記演算部により算出された前記予測値を表示する表示部とを有することを特徴としている。

上記の構成によれば、演算部によって算出された予測値が表示されるので、ユーザがこの予測値に基づく最適な調整量の設定入力を行うことができる。これにより、上述した周波数調整方法が実現できる。

また、上記周波数調整装置では、前記演算部は、一つの圧電振動フィルタに対して周波数特性の調整が行われるたびに、前記予測値を算出し、前記一つの圧電振動フィルタに対して算出した前記予測値を、それ以前に周波数特性の調整が行われていた圧電振動フィルタの調整ログから求められた前記予測値と比較して、その比較における比または差が所定値以上であるか否かを判断し、当該比または差が所定値以上である場合に警告を行う構成とすることができる。

上記の構成によれば、例えばマスクずれなどによってパレット単位で予測値の大きく異なる圧電振動フィルタ群が発生した場合、そのパレットを速やかに判定して警告を出すことができる。その結果、適切でない予測値に基づいて調整が行われることを防止できる。

また、上記周波数調整装置では、前記圧電振動フィルタは、２ポールまたは４ポールの圧電振動フィルタであり、前記帯域調整は、対称モードの帯域を調整するＦｓ調整と、斜対称モードの帯域を調整するＦａ調整とによって行われるものであり、前記予測値を、Ｆｓ調整を行ったときの対称モードの周波数変化量ΔＦｓに対する斜対称モードの周波数変化量ΔＦａの割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）、およびＦａ調整を行ったときの斜対称モードの周波数変化量ΔＦａに対する対称モードの周波数変化量ΔＦｓの割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）”として算出する構成とすることができる。

また、上記周波数調整装置では、前記圧電振動フィルタは、３ポールの圧電振動フィルタであり、前記帯域調整は、第１対称モードの帯域を調整するＦｓ１調整と、第２対称モードの帯域を調整するＦｓ２調整とによって行われるものであり、前記予測値を、Ｆｓ１調整を行ったときの第１対称モードの周波数変化量ΔＦｓ１に対する第２対称モードの周波数変化量ΔＦｓ２の割合（ΔＦｓ２／ΔＦｓ１）、およびＦｓ２調整を行ったときの第２対称モードの周波数変化量ΔＦｓ２に対する第１対称モードの周波数変化量ΔＦｓ１の割合（ΔＦｓ１／ΔＦｓ２）”として算出する構成とすることができる。

本発明における圧電振動フィルタの周波数調整方法および周波数調整装置は、同一の製品規格である圧電振動フィルタの製品群に対して周波数調整を実施する場合に、先に周波数調整が行われた圧電振動フィルタの調整ログから予測値を算出し、後から周波数調整が行われる圧電振動フィルタに対してはこの予測値に基づいて適切な調整量を設定することで、帯域調整における繰り返し回数を大幅に低減し、周波数調整に掛かる時間を短縮することができるといった効果を奏する。

２ポールの圧電振動フィルタの一般的な構成を示す側面図である。 ２ポールの圧電振動フィルタの振動モードを示すグラフであり、（ａ）は対称モード、（ｂ）は斜対称モードを示している。 パーシャル調整による周波数調整の各工程を示す図であり、（ａ）はバランス調整、（ｂ）はＦｓ調整、（ｃ）はＦａ調整、（ｄ）は全面調整を示している。 イオンパーシャル調整による周波数調整の各工程を示す図であり、（ａ）はバランス調整、（ｂ）はＦｓ調整、（ｃ）はＦａ調整、（ｄ）は全面調整を示している。 本発明の一実施形態を示すものであり、周波数調整装置の概略構成を示すブロック図である。 イオンパーシャル調整により帯域調整を行った場合の振動周波数Ｆｓおよび振動周波数Ｆａの変化を概念的に示す図であり、（ａ）はＦｓ調整を行った場合、（ｂ）はＦａ調整を行った場合を示している。 周波数調整装置の表示の具体例を示す図である。 ３ポールの圧電振動フィルタの一般的な構成を示す側面図である。 ３ポールの圧電振動フィルタの振動モードを示すグラフであり、（ａ）は第１対称モード、（ｂ）は斜対称モード、（ｃ）は第２対称モードを示している。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、圧電振動フィルタの周波数調整に関するものであり、本実施の形態に係る圧電振動フィルタの基本構造は、図１に示したものと同じであってよい。また、圧電振動フィルタの周波数調整が、図３および図４にて説明したバランス調整、帯域調整（Ｆｓ調整、Ｆａ調整）および全面調整の３工程によって行われることも従来と同じである。

本実施の形態に係る周波数調整方法は、帯域調整における調整量の予測を行うことで、工程の繰り返し回数を従来よりも大幅に低減し、周波数調整に掛かる時間の短縮、調整精度の向上、歩留まりの向上などが図れるものである。尚、このときの周波数調整は、上述したパーシャル調整およびイオンパーシャル調整の何れで行われるものであってもよい。

先ずは、本実施の形態に係る周波数調整装置１０の概略構成について図５を参照して説明する。周波数調整装置１０は、調整処理部１１、制御部１２、記憶部１３、表示部１４および入力部１５を具備して構成されている。

調整処理部１１は、パーシャル調整またはイオンパーシャル調整により、圧電振動フィルタに対して周波数調整を施す手段である。すなわち、調整処理部１１では、圧電振動フィルタに対してマスク治具を用いてパーシャル蒸着またはイオンビーム照射を行い、圧電振動フィルタの共通電極における所定領域の膜厚を増加または減少させる。尚、調整処理部１１における調整レートおよび調整時間は、制御部１２によって制御される。

記憶部１３は、調整処理部１１にて周波数調整が施された圧電振動フィルタの調整ログなどを記憶する手段である。具体的には、個々の圧電振動フィルタに対して、バランス調整、帯域調整（Ｆｓ調整、Ｆａ調整）および全面調整の各工程における調整レートおよび調整時間などの履歴が調整ログとして記録される。

表示部１４は、調整処理部１１にセットされている圧電振動フィルタの現在の周波数特性（測定値）、調整処理部１１における現在の処理条件（設定されている調整レート）、および帯域調整（Ｆｓ調整、Ｆａ調整）を行うときの適切な調整量の予測結果などを表示する。この予測は、既に周波数調整の行われた圧電振動フィルタの調整ログに基づいて制御部１２にて行われるものであるが、詳細については後述する。

入力部１５は、調整処理部１１で行われる周波数調整の調整量をユーザが入力するための手段である。周波数調整装置１０では、特に帯域調整を行うときの調整量入力の際に、ユーザは表示部に表示されている調整量の予測結果を参照することができる。

続いて、本実施の形態に係る周波数調整の特徴となる帯域調整時の調整量の予測について説明する。

上述したように、帯域調整は、圧電振動フィルタの通過帯域幅の調整を行うものであって、対称モードと斜対称モードとの帯域を広げたり狭めたりする工程である。

帯域調整が施される圧電振動フィルタは、最初に対称モードの振動周波数Ｆｓと斜対称モードの振動周波数Ｆａとの測定が行われる。振動周波数Ｆｓおよび振動周波数Ｆａは、調整処理部１１にセットされた圧電振動フィルタの入力電極および出力電極にプローブコンタクトすることで測定することができる。通常、斜対称モードの振動周波数Ｆａが対称モードの振動周波数Ｆｓよりも大きくなり、（Ｆａ−Ｆｓ）が圧電振動フィルタの通過帯域幅となる。測定された振動周波数Ｆｓおよび振動周波数Ｆａは、表示部１４に表示される。また、測定された振動周波数Ｆｓおよび振動周波数Ｆａに基づいて、その時点の通過帯域幅（Ｆａ−Ｆｓ）が制御部１２にて算出され、算出した通過帯域幅（Ｆａ−Ｆｓ）も表示部１４に併せて表示される。

圧電振動フィルタの帯域調整を行うに当たっては、通過帯域幅の目標値（目標通過帯域幅）Ｆｒが存在する。すなわち、圧電振動フィルタの帯域調整では、通過帯域幅（Ｆａ−Ｆｓ）を目標通過帯域幅Ｆｒに合わせ込む。具体的には、通過帯域幅（Ｆａ−Ｆｓ）が目標通過帯域幅Ｆｒよりも広い場合は、通過帯域幅を狭める必要があり、パーシャル調整ではＦａ調整が行われ、イオンパーシャル調整ではＦｓ調整が行われる。逆に、通過帯域幅（Ｆａ−Ｆｓ）が目標通過帯域幅Ｆｒよりも狭い場合は、通過帯域幅を広げる必要があり、パーシャル調整ではＦｓ調整が行われ、イオンパーシャル調整ではＦａ調整が行われる。尚、周波数調整装置１０では、目標通過帯域幅Ｆｒを表示部１４に併せて表示してもよい。

このＦｓ調整またはＦａ調整を行うとき、ユーザは、表示部１４に表示されている通過帯域幅（Ｆａ−Ｆｓ）と目標通過帯域幅Ｆｒとに基づいて調整量を決定し、その調整量を入力部１５から入力する。制御部１２は、入力された調整量に基づいて調整処理部１１を制御し、圧電振動フィルタに対して帯域調整（Ｆｓ調整またはＦａ調整）を行う。例えば、実施する帯域調整がＦｓ調整であれば、ユーザは振動周波数Ｆｓの調整量を入力する。制御部１２は、設定されている調整レートに基づいて、振動周波数Ｆｓの変化量が入力された調整量と等しくなるような調整時間を算出し、算出した調整時間分の処理を調整処理部１１に行わせる。

このときの帯域調整（この例ではＦｓ調整）では、振動周波数Ｆｓは、ユーザの入力した調整量分だけ変化する。但し、Ｆｓ調整は、振動周波数Ｆｓを主に変化させるものであるが、実際には同時に振動周波数Ｆａも変化させる。このため、通過帯域幅（Ｆａ−Ｆｓ）と目標通過帯域幅Ｆｒとの差をそのまま調整量として入力するだけでは、通過帯域幅（Ｆａ−Ｆｓ）を目標通過帯域幅Ｆｒに合わせ込むことができない。

図６（ａ）は、イオンパーシャル調整によるＦｓ調整を行った場合の、振動周波数Ｆｓおよび振動周波数Ｆａの変化を概念的に示す図である。図６（ａ）に示す波形において、２つのピークはそれぞれ振動周波数ＦｓおよびＦａを示している。上述したように、Ｆｓ調整では主に振動周波数Ｆｓが変化させられるものであり、図６（ａ）では、Ｆｓ調整による振動周波数Ｆｓの変化量をΔＦｓとして図示している。また、Ｆｓ調整では振動周波数Ｆｓだけでなく振動周波数Ｆａも変化するが、図６（ａ）では、Ｆｓ調整による振動周波数Ｆａの変化量をΔＦａとして図示している。

図６（ｂ）は、イオンパーシャル調整によるＦａ調整を行った場合の、振動周波数Ｆｓおよび振動周波数Ｆａの変化を概念的に示す図である。図６（ｂ）に示す波形において、２つのピークはそれぞれ振動周波数ＦｓおよびＦａを示している。Ｆｓ調整の場合と同様に、Ｆａ調整では振動周波数Ｆａだけでなく振動周波数Ｆｓも変化する。

Ｆｓ調整では、振動周波数Ｆｓの変化量ΔＦｓがユーザの入力した調整量と一致するように変化する。但し、このとき、振動周波数Ｆａも変化量ΔＦａ分だけ変化するため、通過帯域幅（Ｆａ−Ｆｓ）の変化量はユーザの入力した調整量と一致せず、振動周波数Ｆａの変化量ΔＦａ分だけ目減りする。したがって、Ｆｓ調整の際には、ユーザは、振動周波数Ｆａの変化量ΔＦａを見込んで調整量を設定する必要がある。同様に、Ｆａ調整の際には、ユーザは、振動周波数Ｆｓの変化量ΔＦｓを見込んで調整量を設定する必要がある。

しかしながら、Ｆｓ調整時における変化量ΔＦｓに対する変化量ΔＦａの割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）や、Ｆａ調整時における変化量ΔＦａに対する変化量ΔＦｓの割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）は、帯域調整を受ける圧電振動フィルタの各電極膜のサイズや配置や膜厚、言い換えれば、圧電振動フィルタの製品規格によって大きく異なるものであり、圧電振動フィルタにおいて正確な調整量を設定することが困難であった。このため、従来はユーザの勘に頼った調整値の入力がなされ、通過帯域幅（Ｆａ−Ｆｓ）が目標通過帯域幅Ｆｒに一致するまで、Ｆｓ調整およびＦａ調整（場合によってはさらにバランス調整）による微調整を繰り返す必要があった。

これに対し、本実施の形態にかかる周波数調整は、同一の製品規格である（すなわち、各電極膜のサイズや配置や膜厚などの基本設計が同じである）圧電振動フィルタの製品群に対して実施されるものである。そして、同一の製品規格である圧電振動フィルタでは、上述した割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）や割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）はすべての圧電振動フィルタにおいてほぼ同じであると考えられる。そのため、少なくとも１つ（好適には１０個程度）の圧電振動フィルタに対して帯域調整を施した後は、その調整ログから割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）および割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）を予測することができる。本実施の形態に係る周波数調整装置１０は、この割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）および割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）の予測値を表示部１４に表示する機能を有する。ユーザは、表示部１４に表示されたこの予測値を参照して適切な調整量を設定することができる。その結果、予測値に基づいて調整量を設定される圧電振動フィルタでは、帯域調整における繰り返し回数を大幅に低減することができ、周波数調整に掛かる時間を短縮することができる。また、予測値に基づいて調整量を設定することで、調整精度も向上し、調整ミスも低減することで歩留まりを向上させることもできる。

図７は、周波数調整装置１０の表示部１４における表示の具体例を示す図である。この例では、４つの表示領域Ａ１〜Ａ４にて表示が行われている。表示領域Ａ１には、周波数調整が行われる圧電振動フィルタの目標中心周波数と目標通過帯域幅とが表示されている。ここでは、目標中心周波数が44.900000MHz、目標通過帯域幅が14.000kHzとされている。

表示領域Ａ２には、調整処理部１１に現在セットされている圧電振動フィルタに対する各測定値が表示されている。ここで、“F0”は現在の中心周波数であり、“dF0”は現在の中心周波数における目標中心周波数からのずれ率であり、“Fs”は現在の対称モードの振動周波数Ｆｓであり、“Fa”は現在の対称モードの振動周波数Ｆａであり、“Bw”は現在の通過帯域幅（Ｆａ−Ｆｓ）であり、“Balance”は現在の共振周波数Ｆ１と共振周波数Ｆ２との周波数差である。

表示領域Ａ３には、調整処理部１１において設定される調整レートが表示されている。ここで、“Fs”はＦｓ調整を行う場合の調整レートであり、“Fa”はＦａ調整を行う場合の調整レートであり、“F1”はバランス調整において共振周波数Ｆ１を変更させる場合の調整レートであり、“F2”はバランス調整において共振周波数Ｆ２を変更させる場合の調整レートであり、“F0”は全面調整を行う場合の調整レートである。尚、それぞれの調整レートにおいて、実レートは現在設定されている調整レート、平均値はこれまでに周波数調整が行われた圧電振動フィルタに対する平均の調整レート、最大値はこれまでに周波数調整が行われた圧電振動フィルタに対する最大の調整レートを示している。尚、本実施の形態に係る周波数調整装置１０では、これまでに行われた周波数調整の調整ログは記憶部１３に記憶されているため、平均値および最大値はこの調整ログに基づいて求めることができる。

表示領域Ａ４には、これまでに行われた周波数調整の調整ログに基づいて算出された予測値が表示されている。ここで、“Fa/Fs”はＦｓ調整時における変化量ΔＦｓに対する変化量ΔＦａの割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）の予測値であり、“Fs/Fa”はＦａ調整時における変化量ΔＦａに対する変化量ΔＦｓの割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）の予測値である。尚、割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）の予測値や割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）の予測値は、実際には、調整レートに応じて幾分変化する。すなわち、表示領域Ａ４には、実レート（現在設定されている調整レート）に対応する予測値（実レート）、平均の調整レートに対応する予測値（平均値）、および最大の調整レートに対応する予測値（最大値）がそれぞれ表示されている。また、平均値および最大値の計算に当たっては、調整異常や調整量の少ないフィルタ素子は除外されている。

周波数調整装置１０において帯域調整を行う場合、図７の表示結果から、ユーザは以下のようにして調整量の設定入力を行うことができる。まず、現在の通過帯域幅（Ｆａ−Ｆｓ）は“Bw”より11.132kHzであり、目標通過帯域幅が14.000kHzであることから、通過帯域幅を2.868kHz広げる必要がある。イオンパーシャル調整の場合は、通過帯域幅を広げる処理はＦａ調整となる。

ここで、Ｆａ調整時における変化量ΔＦａに対する変化量ΔＦｓの割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）は、表示領域Ａ４の“Fs/Fa”より９３％であることがわかる。すなわち、ユーザがＦａ調整のための調整量を入力すると、圧電振動フィルタの通過帯域幅は入力した調整量の７％（＝１００−９３）しか広がらないことになる。したがって、ユーザは、Ｆａ調整のための調整量として、通過帯域幅を広げようとする値（すなわち2.868kHz）に対して０．０７で割った値（40.957kHz）を入力すればよい。無論、上記予測値に基づく調整量は、制御部１２において算出し、これを表示部１４に表示することも可能である。

上述した周波数調整方法において、周波数調整装置１０の表示領域Ａ４に表示される予測値は、少なくとも１つの圧電振動フィルタに対して周波数調整を行った後は算出可能であるが、予測値をどのようなタイミングで表示するかは特に限定されるものではない。

例えば、同一の製品規格である圧電振動フィルタの製品群に対して、最初のｎ個（例えば１０個）の圧電振動フィルタは従来と同様に予測値を用いずに周波数調整を行い、その調整ログから予測値を算出してもよい。その後、（ｎ＋１）個目の圧電振動フィルタの周波数調整から上記予測値を用いた周波数調整を行うことができる。

あるいは、最初の１個の圧電振動フィルタのみ従来と同様に予測値を用いずに周波数調整を行って、２個目の圧電振動フィルタからは予測値を用いた周波数調整を行うこともできる。この場合、上記予測値は、先に周波数調整が行われたすべての圧電振動フィルタに対する平均値として算出されるものとし、一つ圧電振動フィルタに対する周波数調整が終わるたびに、その調整結果を加えて更新されることが好ましい。これにより、２個目の圧電振動フィルタから予測値を用いた周波数調整を行うことができ、さらに、周波数調整が行われた圧電振動フィルタの数が増えるほど予測の精度が向上する。

また、周波数調整装置１０における制御部１２は、一つの圧電振動フィルタに対して周波数特性の調整が行われるたびに、その調整ログから割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）および割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）を算出し、この算出した割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）および割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）を、それ以前に周波数特性の調整が行われていた圧電振動フィルタから求められた割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）および割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）の予測値と比較し、その比または差が所定値以上である場合には警告を行うようにしてもよい。この警告は、例えば、表示部１４における警告表示であってもよく、あるいはアラーム音や音声メッセージによる警告であってもよい。

すなわち、同一の製品規格で製造される圧電振動フィルタであっても。例えばマスクずれなどによってパレット単位で他のフィルタとは割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）および割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）が大きく異なることが起こり得る。このような割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）および割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）が大きく異なるパレットを速やかに判定して警告を出すことで、適切でない予測値に基づいて調整が行われることを防止できる。

また、上記説明では、２ポールの圧電振動フィルタに対して周波数調整を行う場合を例示した。尚、２ポールの圧電振動フィルタは、１枚の圧電振動板に対して、一方の面に１つの共通電極を形成し、他方の面に２つの電極、すなわち入力電極および出力電極を形成した構成となる。但し、圧電振動フィルタには、２ポール以外に３ポールや４ポールの構成もあり、本発明の周波数調整方法は３ポールや４ポールの圧電振動フィルタに対しても適用可能である。

４ポールの圧電振動フィルタは、１枚の圧電振動板に対して２つの２ポールのフィルタ部を並べて形成したものである。したがって、それぞれのフィルタ部に対して上述した２ポールの圧電振動フィルタに対する周波数調整方法をそのまま適用することができる。

一方、３ポールの圧電振動フィルタ２００は、図８に示すように、圧電振動板２０１の一主面Ｓ１に共通電極２０２が形成され、他主面Ｓ２に入力電極２０３、接地電極２０５および出力電極２０４がギャップＧを介して並んで形成されている。そして、３ポールの圧電振動フィルタ２００の周波数特性は、図９（ａ）に示す第１対称モード（振動周波数Ｆｓ１）と、図９（ｂ）に示す斜対称モード（振動周波数Ｆａ）と、図９（ｃ）に示す第２対称モード（振動周波数Ｆｓ２）との相互作用によって決定される。

３ポールの圧電振動フィルタ２００の周波数調整としては、
・バランス調整
・ΔＦ比調整
・ΔＦ調整（帯域調整に相当）
・全面調整
の４種類の工程が実施される（例えば、特許文献２）。尚、これらの各工程も、圧電振動フィルタのその時点の周波数特性に応じて選択的に実施され、調整の必要がない場合には一部の工程が省略されることもある。

３ポールの圧電振動フィルタ２００の周波数調整では、ΔＦ調整が圧電振動フィルタ２００の通過帯域幅を調整する帯域調整に相当する。また、圧電振動フィルタ２００の通過帯域幅は、第２対称モードの振動周波数Ｆｓ２と第１対称モードの振動周波数Ｆｓ１との差（Ｆｓ２−Ｆｓ１）となる。

３ポールの圧電振動フィルタ２００のΔＦ調整（帯域調整）は、１ポールの圧電振動フィルタ１００に対して行われるＦｓ調整およびＦａ調整に代えて、主に振動周波数Ｆｓ１を変化させる調整（以下、Ｆｓ１調整と称する）と、主に振動周波数Ｆｓ２を変化させる調整（以下、Ｆｓ２調整と称する）とが行われる。

通過帯域幅を広げる場合は、ギャップＧに対向する領域の共通電極２０２の膜厚を他の部分よりも相対的に増加させる調整を行う。すなわち、パーシャル調整では、ギャップＧに対向する領域の共通電極２０２の膜厚を増加させればよい。イオンパーシャル調整では、入力電極２０３、接地電極２０５および出力電極２０４に対向する領域の共通電極２０２の膜厚を減少させればよい。尚、このときのパーシャル調整はＦｓ１調整であり、主に振動周波数Ｆｓ１が大きく変化するが、振動周波数Ｆｓ１２も同時に変化する（振動周波数Ｆｓ１の変化量ΔＦｓ１は、振動周波数Ｆｓ２の変化量ΔＦｓ２よりも大きい）。また、このときのイオンパーシャル調整はＦｓ２調整であり、主に振動周波数Ｆｓ２が大きく変化するが、振動周波数Ｆｓ１も同時に変化する（振動周波数Ｆｓ２の変化量ΔＦｓ２は、振動周波数Ｆｓ１の変化量ΔＦｓ１よりも大きい）。

逆に、通過帯域幅を狭める場合は、ギャップＧに対向する領域の共通電極２０２の膜厚を他の部分よりも相対的に減少させる。すなわち、パーシャル調整では、入力電極２０３、接地電極２０５および出力電極２０４に対向する領域の共通電極２０２の膜厚を増加させればよい。イオンパーシャル調整では、ギャップＧに対向する領域の共通電極２０２の膜厚を減少させればよい。尚、このときのパーシャル調整はＦｓ２調整であり、このときのイオンパーシャル調整はＦｓ１調整である。

３ポールの圧電振動フィルタ２００の帯域調整において、Ｆｓ１調整を行う場合にはユーザは振動周波数Ｆｓ１の調整量を設定し、Ｆｓ２調整を行う場合にはユーザは振動周波数Ｆｓ２の調整量を設定する。そして、この設定においては、２ポールの圧電振動フィルタ１００の場合と同様の予測調整を行うことができる。

すなわち、Ｆｓ１調整時における変化量ΔＦｓ１に対する変化量ΔＦｓ２の割合（ΔＦｓ２／ΔＦｓ１）、およびＦｓ２調整時における変化量ΔＦｓ２に対する変化量ΔＦｓ１の割合（ΔＦｓ１／ΔＦｓ２）は、先に周波数調整が行われた圧電振動フィルタ２００の調整ログからその予測値を求めることが可能となるため、この予測値に基づいて適切な調整量を設定することが可能となる。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１０ 周波数調整装置
１１ 調整処理部
１２ 制御部（演算部）
１３ 記憶部
１４ 表示部
１５ 入力部
１００，２００ 圧電振動フィルタ
１０１，２０１ 圧電振動板
１０２，２０２ 共通電極
１０３，２０３ 入力電極
１０４，２０４ 出力電極
２０５ 接地電極

Claims (8)

1. 同一の製品規格で製造される複数の圧電振動フィルタに対し、圧電振動フィルタ毎の周波数特性を調整するための圧電振動フィルタの周波数調整方法であって、
   当該周波数調整方法は、１つの圧電振動フィルタに対して、圧電振動フィルタの通過帯域幅を広げる調整と圧電振動フィルタの通過帯域幅を狭める調整とによって通過帯域幅の調整を行う帯域調整が少なくとも含まれるものであり、
   少なくとも一つの圧電振動フィルタに対して前記帯域調整を含む周波数調整が行われた後、さらに他の圧電振動フィルタに対して周波数調整を行う場合に、
   周波数特性の調整が行われた少なくとも一つの圧電振動フィルタの調整ログから、前記帯域調整における調整量の設定に使用可能な予測値を算出し、
   前記予測値が算出された後に周波数特性の調整を行う他の圧電振動フィルタに対して、前記予測値に基づいて前記帯域調整における最適な調整量を算出し、算出した当該調整量にて前記帯域調整を行うことを特徴とする圧電振動フィルタの周波数調整方法。
2. 請求項１に記載の圧電振動フィルタの周波数調整方法であって、
   周波数特性の調整が行われた圧電振動フィルタの調整ログから算出される前記予測値は、複数の圧電振動フィルタに対する平均値として算出されるものであり、一つ圧電振動フィルタに対する周波数調整が終わるたびに、その調整結果を加えて更新される値であることを特徴とする圧電振動フィルタの周波数調整方法。
3. 請求項１または２に記載の圧電振動フィルタの周波数調整方法であって、
   前記圧電振動フィルタは、２ポールまたは４ポールの圧電振動フィルタであり、
   前記帯域調整は、対称モードの帯域を調整するＦｓ調整と、斜対称モードの帯域を調整するＦａ調整とによって行われるものであり、
   前記予測値は、Ｆｓ調整を行ったときの対称モードの周波数変化量ΔＦｓに対する斜対称モードの周波数変化量ΔＦａの割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）、およびＦａ調整を行ったときの斜対称モードの周波数変化量ΔＦａに対する対称モードの周波数変化量ΔＦｓの割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）”として算出されることを特徴とする圧電振動フィルタの周波数調整方法。
4. 請求項１または２に記載の圧電振動フィルタの周波数調整方法であって、
   前記圧電振動フィルタは、３ポールの圧電振動フィルタであり、
   前記帯域調整は、第１対称モードの帯域を調整するＦｓ１調整と、第２対称モードの帯域を調整するＦｓ２調整とによって行われるものであり、
   前記予測値は、Ｆｓ１調整を行ったときの第１対称モードの周波数変化量ΔＦｓ１に対する第２対称モードの周波数変化量ΔＦｓ２の割合（ΔＦｓ２／ΔＦｓ１）、およびＦｓ２調整を行ったときの第２対称モードの周波数変化量ΔＦｓ２に対する第１対称モードの周波数変化量ΔＦｓ１の割合（ΔＦｓ１／ΔＦｓ２）”として算出されることを特徴とする圧電振動フィルタの周波数調整方法。
5. 圧電振動フィルタ毎の周波数特性を調整するための圧電振動フィルタの周波数調整装置であって、
   当該周波数調整装置は、１つの圧電振動フィルタに対して、圧電振動フィルタの通過帯域幅を広げる調整と圧電振動フィルタの通過帯域幅を狭める調整とによって通過帯域幅の調整を行う帯域調整を少なくとも行えるものであり、
   周波数特性の調整が行われた少なくとも一つの圧電振動フィルタの調整ログから、前記帯域調整における調整量の設定に使用可能な予測値を算出する演算部と、
   前記演算部により算出された前記予測値を表示する表示部とを有することを特徴とする圧電振動フィルタの周波数調整装置。
6. 請求項５に記載の圧電振動フィルタの周波数調整装置であって、
   前記演算部は、
   一つの圧電振動フィルタに対して周波数特性の調整が行われるたびに、前記予測値を算出し、
   前記一つの圧電振動フィルタに対して算出した前記予測値を、それ以前に周波数特性の調整が行われていた圧電振動フィルタの調整ログから求められた前記予測値と比較して、その比較における比または差が所定値以上であるか否かを判断し、当該比または差が所定値以上である場合に警告を行うことを特徴とする圧電振動フィルタの周波数調整装置。
7. 請求項５または６に記載の圧電振動フィルタの周波数調整装置であって、
   前記圧電振動フィルタは、２ポールまたは４ポールの圧電振動フィルタであり、
   前記帯域調整は、対称モードの帯域を調整するＦｓ調整と、斜対称モードの帯域を調整するＦａ調整とによって行われるものであり、
   前記予測値を、Ｆｓ調整を行ったときの対称モードの周波数変化量ΔＦｓに対する斜対称モードの周波数変化量ΔＦａの割合（ΔＦａ／ΔＦｓ）、およびＦａ調整を行ったときの斜対称モードの周波数変化量ΔＦａに対する対称モードの周波数変化量ΔＦｓの割合（ΔＦｓ／ΔＦａ）”として算出することを特徴とする圧電振動フィルタの周波数調整装置。
8. 請求項５または６に記載の圧電振動フィルタの周波数調整装置であって、
   前記圧電振動フィルタは、３ポールの圧電振動フィルタであり、
   前記帯域調整は、第１対称モードの帯域を調整するＦｓ１調整と、第２対称モードの帯域を調整するＦｓ２調整とによって行われるものであり、
   前記予測値を、Ｆｓ１調整を行ったときの第１対称モードの周波数変化量ΔＦｓ１に対する第２対称モードの周波数変化量ΔＦｓ２の割合（ΔＦｓ２／ΔＦｓ１）、およびＦｓ２調整を行ったときの第２対称モードの周波数変化量ΔＦｓ２に対する第１対称モードの周波数変化量ΔＦｓ１の割合（ΔＦｓ１／ΔＦｓ２）”として算出することを特徴とする圧電振動フィルタの周波数調整装置。

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