JP3446677B2 - 圧電フィルタ装置 - Google Patents
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Description
波を利用したエネルギー閉込め型の圧電フィルタ装置に
関し、特に、2個の圧電フィルタを中継容量を介して電
気的に接続した構成を有する圧電フィルタ装置に関す
る。
2倍波を用いた従来のエネルギー閉込め型の圧電フィル
タを説明する。
は、厚み方向に分極処理された圧電基板52が用いられ
る。圧電基板52の厚み方向中央にはアース電極53が
配置されている。圧電基板52の上面には、アース電極
53の一部と圧電基板層を介して対向するように入力電
極54が形成されている。他方、圧電基板52の下面に
は、出力電極55が形成されている。出力電極55は、
アース電極53の一部に対し、圧電基板層を介して対向
するように形成されている。また、出力電極55は、入
力電極54と圧電基板52を介して重なり合わない位置
に形成されている。
力を印加すると、圧電フィルタ51は厚み縦振動の2倍
波を利用した二重モードフィルタとして動作し、出力電
極55から出力を取り出すことができる。
用い、2個の圧電フィルタ51と接地電位との間に中継
容量を電気的に接続した圧電フィルタ装置が知られてい
る。
圧電フィルタ51を中継容量を介して接続してなる従来
の圧電フィルタ装置では、2個の圧電フィルタ51にお
けるアース電極53の高さ位置のばらつきにより、安定
なフィルタ特性を得ることが困難であるという問題があ
った。
アース電極53は、圧電基板52の厚み方向中央に配置
されている。他方、圧電フィルタ51は、通常、マザー
の圧電基板を切り出すことにより、得られている。とこ
ろが、マザーの圧電基板では、微妙な反りやうねりが生
じざるを得なかった。従って、通常、マザーの圧電基板
の反りやうねりを解消するために、マザーの圧電基板段
階でマザーの圧電基板の主面を平面研磨する。
51においては、上記のような平面研磨により、アース
電極53の高さ位置がばらつきがちであった。従って、
2個の圧電フィルタ51を中継容量を介して接続してな
る圧電フィルタ装置では、2個の圧電フィルタ51にお
けるアース電極53の高さばらつきにより、安定な特性
を得ることが困難であった。
を解消し、圧電基板内にアース電極を有する厚み縦振動
の2倍波を利用した2個のエネルギー閉込め型圧電フィ
ルタを中継容量を介して接続してなる構成を有し、安定
なフィルタ特性を得ることが可能な圧電フィルタ装置を
提供することにある。
ードの2倍波を用いた第1,第2の圧電フィルタが中継
容量を介して電気的に接続された圧電フィルタ装置であ
って、前記第1,第2の圧電フィルタが、厚み方向に分
極処理されており、かつ対向し合う第1,第2の主面を
有する圧電基板と、前記圧電基板の内部に形成されたア
ース電極と、前記圧電基板層を介してアース電極の一部
に対向するように圧電基板の第1の主面に形成された入
力電極と、圧電基板層を介して前記アース電極の前記一
部以外の他の部分に対向するように圧電基板の第2の主
面に形成された出力電極とを備え、前記第1の圧電フィ
ルタの第1の主面と前記アース電極との間の距離をta
1、第1の圧電フィルタの第2の主面とアース電極との
間の距離をtb1 、第2の圧電フィルタの第2の主面と
アース電極との間の距離をta2 、第2の圧電フィルタ
の第1の主面とアース電極との間の距離をtb2 、第
1,第2の圧電フィルタの圧電基板の厚みをそれぞれT
1,T2としたときに、tb1 −ta1 が0.05T 1
〜0.1T1 、かつtb2 −ta2 が0.03T 2 〜
0.1T2 の範囲、あるいはtb1 −ta1 が−0.1
T1 〜−0.03T 1 かつtb2 −ta2 が−0.1T
2 〜−0.005T 2 の範囲にあることを特徴とする。
タの圧電基板の厚みT1、T2はほぼ等しくされる。ま
た、より好ましくは、第1,第2の圧電フィルタの圧電
基板の厚みT1,T2が等しく、その厚みをTとしたと
きに、tb1 −ta1 とtb2 −ta2 とからなる直交
座標系において、tb1 −ta1 及びtb2 −ta2 が
図1における領域Aまたは領域Bの範囲にある。
1,第2の圧電フィルタは、別体であってもよく、圧電
振動部の振動を妨げないようにして積層されて一体化さ
れていてもよい。
挙げることにより、本発明を明らかにする。図2は、本
発明の一実施例に係る圧電フィルタ装置の概略構成図で
ある。
フィルタ2,3と、中継容量4とを有する。第1,第2
の圧電フィルタ2,3は、厚み縦振動モードの2倍波を
利用したエネルギー閉込め型の二重モード圧電フィルタ
である。
する。圧電基板5は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミッ
クスのような圧電セラミックスにより構成することがで
き、厚み方向に一様に分極処理されている。
a,5bと平行な方向に延びるように、アース電極6が
配置されている。また、圧電基板5の第1の主面5aに
は、入力電極7が形成されている。入力電極7は、アー
ス電極6の一部と圧電基板層を介して対向されている。
8が形成されている。出力電極8は、アース電極6と圧
電基板層を介して対向されており、かつ出力電極8は、
圧電基板5を介して入力電極7とは対向しないように形
成されている。
極8は、それぞれ、導電ペーストの塗布・焼付け、ある
いは蒸着、スパッタリング等の薄膜形成法により形成す
ることができる。
ミックスを主体とするグリーンシート9〜11を用意す
る。グリーンシート9〜11上に、それぞれ、導電ペー
ストを印刷することにより、入力電極7、アース電極6
及び出力電極8を印刷する。しかる後、グリーンシート
9〜11を積層し、厚み方向に加圧した後焼成すること
により圧電フィルタ2を得ることができる。
マザーのグリーンシートを用い、マザーの積層体を得た
後に、該マザーの積層体を焼成した後切断することによ
り、個々の圧電フィルタ2が得られている。
第1の圧電フィルタ2と同様に構成されている。すなわ
ち、第2の圧電フィルタ3は、圧電基板15を有し、圧
電基板15内にアース電極16が形成されている。ま
た、圧電基板15の第1の主面15aに入力電極17
が、第2の主面15b上に出力電極18が形成されてい
る。
と、第2の圧電フィルタ15の入力電極17とが電気的
に接続されており、該電気的接続部分の接続点Aと接地
電位との間に中継容量4が電気的に接続されている。
で構成してもよく、あるいは第1,第2の圧電フィルタ
2,3のいずれかにあるいは双方に一体的に構成しても
よい。
上記第1の圧電フィルタ2の第1の主面5aとアース電
極6との間の距離をta1 、第2の主面5bとアース電
極6との間の距離をtb1 、第2の圧電フィルタ3の第
2の主面15bとアース電極16との間の距離をt
a2 、第1の主面15aとアース電極16との間の距離
をtb2 とし、圧電基板5,15の厚みをそれぞれT
1,T2としたときに、tb 1 −ta1 及びtb2 −t
a2 が下記の範囲にあることを特徴とする。
〜0.1T 1 であり、かつtb2 −ta2 が0.03T 2
〜0.1T 2 の範囲、あるいはtb1 −ta1 が−0.
1T 1 〜−0.03T 1 かつtb2 −ta2 が−0.1T
2 〜−0.005T 2 の範囲にある。
1 及びtb2 −ta2 が、領域Aまたは領域Bの範囲に
ある。本実施例の圧電フィルタ1では、tb1 −ta1
及びtb2 −ta2 が上記範囲にあるので、フィルタ特
性のばらつきを低減することができる。これは、本願発
明者により実験的に確かめられたものであり、tb1 −
ta1 及びtb2 −ta2 が上記範囲外の場合には、良
好なフィルタ特性を得ることができない。
15の寸法が、3.0×3.0×厚み0.35mmであ
り、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスからなるもの
を用意した。第1,第2の圧電フィルタ2,3におい
て、入出力電極面積はそれぞれ0.48mm2 、アース
電極は幅1.7mmのストライプ状とした。上記第1,
第2の圧電フィルタ2,3を図2のように容量70pF
の中継容量4と接続して圧電フィルタ装置1を構成し
た。
−ta1 及びtb2 −ta2 を種々異ならせたものを用
意した。このようにして用意した各圧電フィルタ装置の
フィルタ特性を、図4(a),(b)〜図8(a),
(b)にそれぞれ示す。なお、図4(a),(b)〜図
8(a),(b)に示したフィルタ特性は、それぞれ、
上記tb1 −ta1 及びtb2 −ta2 が下記の表1に
示す値とされている。また、図4〜図8の一点鎖線は群
遅延時間を示す。
ta1 及びtb2 −ta2 の位置を、図9にtb1 −t
a1 及びtb2 −ta2 とからなる直交座標系にプロッ
トした。
ta1 が上記特定の範囲にある場合に、良好なフィルタ
特性の得られていることがわかる。また、上記特定の範
囲外の場合には、通過帯域においてリップルが現れてい
ることがわかる。
フィルタ2,3の圧電基板5,15の厚みT1,T2は
等しくしたが、厚みT1,T2は等しくなくともよい。
また、上記実験例では、圧電フィルタ2,3として、そ
れぞれ圧電フィルタ素子を用意し、中継容量4と電気的
に接続したが、第1,第2の圧電フィルタ2,3を積層
し、一体化した構造としてもよい。この場合、中継容量
4は、第1,第2の圧電フィルタ2,3を構成している
圧電基板に対向電極を形成することにより構成すること
ができる。
記tb1 −ta1 及びtb2 −ta2が上記特定の範囲
とされているので、フィルタ特性の安定化を図ることが
できる。すなわち、厚み縦振動モードの2倍波を用いた
第1,第2の圧電フィルタが中継容量を介して電気的に
接続された圧電フィルタ装置において、フィルタ特性の
ばらつきを効果的に低減することができる。
板の厚みT1,T2が等しく、その厚みをTとしたとき
に、tb1 −ta1 及びtb2 −ta2 とからなる直交
座標系において、tb1 −ta1 及びtb2 −ta2 が
図1の領域Aまたは領域Bの範囲にある場合には、フィ
ルタ特性をより一層安定化することができる。
第1,第2の圧電フィルタが圧電振動部の振動を妨げな
いようにして積層されて一体化されている場合には、フ
ィルタ特性が安定であり、さらに小型の圧電フィルタ装
置を提供することができる。
a1 と、tb2 −ta2 との関係を示す図。
略構成図。
ィルタの電極構造を説明するための分解斜視図。
ィルタ装置のフィルタ特性を示す図。
ィルタ装置のフィルタ特性を示す図。
ィルタ装置のフィルタ特性を示す図。
ィルタ装置のフィルタ特性を示す図。
ィルタ装置のフィルタ特性を示す図。
−ta1 とtb2 −ta2 との関係を示す図。
Claims (4)
- 【請求項1】 厚み縦振動モードの2倍波を用いた第
1,第2の圧電フィルタが中継容量を介して電気的に接
続された圧電フィルタ装置であって、 前記第1,第2の圧電フィルタが、厚み方向に分極処理
されており、かつ対向し合う第1,第2の主面を有する
圧電基板と、前記圧電基板の内部に形成されたアース電
極と、前記圧電基板層を介してアース電極の一部に対向
するように圧電基板の第1の主面に形成された入力電極
と、圧電基板層を介して前記アース電極の前記一部以外
の他の部分に対向するように圧電基板の第2の主面に形
成された出力電極とを備え、 前記第1の圧電フィルタの第1の主面と前記アース電極
との間の距離をta1、第1の圧電フィルタの第2の主
面とアース電極との間の距離をtb1 、第2の圧電フィ
ルタの第2の主面とアース電極との間の距離をta2 、
第2の圧電フィルタの第1の主面とアース電極との間の
距離をtb2 、第1,第2の圧電フィルタの圧電基板の
厚みをそれぞれT1,T2としたときに、tb1 −ta
1 が0.05T 1 〜0.1T1 、かつtb2 −ta2 が
0.03T 2 〜0.1T2 の範囲、あるいはtb1 −t
a1 が−0.1T1 〜−0.03T 1 かつtb2 −ta
2 が−0.1T2 〜−0.005T 2 の範囲にあること
を特徴とする、圧電フィルタ装置。 - 【請求項2】 第1,第2の圧電フィルタの圧電基板の
厚みT1,T2が等しい、請求項1に記載の圧電フィル
タ装置。 - 【請求項3】 第1,第2の圧電フィルタの圧電基板の
厚みT1,T2が等しく、その厚みをTとしたときに、
tb1 −ta1 とtb2 −ta2 とからなる直交座標系
において、tb1 −ta1 及びtb2 −ta2 が下記の
図1における領域Aまたは領域Bの範囲にあることを特
徴とする、請求項1に記載の圧電フィルタ装置。 【図1】 - 【請求項4】 第1,第2の圧電フィルタが圧電振動部
の振動を妨げないようにして積層されて一体化されてい
ることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の
圧電フィルタ装置。
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