JP4241483B2

JP4241483B2 - 水晶フィルタ

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Publication number: JP4241483B2
Application number: JP2004119276A
Authority: JP
Inventors: 直樹幸田
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2024-04-14
Also published as: JP2005303825A

Description

本発明は、携帯電話等の通信機器や電子機器等に用いる水晶フィルタに関するものであり、特に減衰特性を向上させた構成に関する。

近年の電子機器例えば携帯情報端末等の移動体通信機は、単なる通信機能のみならず様々な付加機能が組み込まれ、かつ小型化が進んでいる。この中に用いられる水晶フィルタもさらなる小型化が求められており、水晶フィルタ自体の構成並びに製造面においても小型化に対応するとともに、信頼性の確保も求められている。

水晶フィルタにおいては、水晶振動板に形成される電極設計により、各種スプリアスを抑制する工夫が多くなされているが、小型化が進むとこの電極設計が困難になるとともに、各電極間の周波数バランスや周波数帯域特性の調整を限られた狭い領域で行わざるを得なくなっていた。

また水晶フィルタをＩＦフィルタとして通信機に用いた際、イメージ周波数近傍の保証減衰量特性も考慮する必要があり、これについては特開平９−２８４０９２号公報に開示されている。同公報には薄肉の振動部とその周囲の厚肉の環状囲繞部とを有する圧電基板からなり、振動部には分割電極と裏面全面電極を形成するとともに、分割電極から導出されたボンディング用電極を所定の間隔とし、入出力電極間に橋絡容量を創出した構成が開示されている。当該構成により減衰極をイメージ周波数のマイナス側に合致させることができ、高減衰量を得ることができる。

上記構成では、分割電極から導出されたボンディング電極（引出電極）を近接させることにより、所定の橋絡容量を得るものであるが、このような構成であるとボンディング電極間の短絡すなわち端子間の短絡を招くことがある。また上記従来構成では全体として圧電基板が逆凹形の構成であり、このような構成に励振電極を形成した場合は、等価直列抵抗値が悪化する等の不具合が生じることがあった。すなわち、通常、凹形の形成には平行平面研磨により表面加工された平板状の圧電振動板に対して、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングにより加工を行うことが一般的であるが、一方の主面のみを深くエッチングする場合、エッチング面が荒れる傾向があった。またエッチングを行わない他方の主面の平面部分は研磨面がそのまま適用されるが、この場合も研磨による残留応力のある加工変質層や２次割れ層を有する状態であるためその表面が荒れた状態となっていた。このような荒れた表面はＣＩ値を悪化させることになるため、平板状の段階で圧電振動板全体をエッチング処理することにより、前述の加工変質層を化学的に除去することも常用されているが、この場合も圧電振動板の表裏がエッチングされ薄型化してしまうので、その後の取扱い、加工に悪影響が生じることがあった。

また、特開２００４−４８５１６号には、橋絡容量を形成した水晶フィルタの他の構成例が開示されている。特開２００４−４８５１６号は平板状の水晶板の表裏面にはそれぞれフィルタ特性を生じさせる分割電極と共通電極が形成され、かつ分割電極側には両電極から延出した導出電極が相互に近接する橋絡容量が水晶板上に形成されている。また共通電極は前記分割電極に対応した位置に形成されている。共通電極はパッケージに組み込んだ後の調整領域に用いられ、当該共通電極に対して部分的に金属蒸着材料を付着させるパーシャル蒸着が行われる。

ところで当該パーシャル蒸着は、条件によっては金属蒸着材料を付着させる領域の誤差が１００μｍ程度になることがある。共通電極の外形サイズが大きな場合は、当該誤差が生じたとしても当該共通電極内の処理とすることができる。しかしながら上述のように水晶フィルタの小型化が図られ、これに伴って共通電極の外形サイズが小さくなった場合においては、上述のパーシャル蒸着の誤差により共通電極から外れて、水晶板上の意図しない領域に金属膜が形成されることがあった。このような場合、水晶板の反対面に橋絡容量形成のための導出電極が存在する場合は、当該はみ出したパーシャル蒸着による金属膜が新たな電極として機能し、意図しないスプリアスの生じることがあった。

特開平９−２８４０９２号特開２００４−４８５１６号

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、所望の減衰特性を得るとともに、スプリアス等を抑制することのできる、小型化に対応した圧電フィルタを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は、請求項１に示すように、薄肉部と当該薄肉部外周の一部または全部に厚肉部を形成した圧電振動板と、当該薄肉部の一方の主面に形成した入力電極および出力電極と、薄肉部の他方の主面に前記入力電極と出力電極に対応して形成した共通電極と、前記入力電極と出力電極と共通電極を圧電振動板の端部に引き出す各引出電極と、前記入力電極と出力電極各々から細幅の導出電極を延出し、圧電振動板の端部近傍で近接させた橋絡容量形成部と、からなる圧電フィルタであって、前記薄肉部は主面の両方から薄肉化された構成であり、前記入力電極と出力電極と導出電極とが同一平面に形成され、かつ前記導出電極の橋絡容量形成部下方の圧電振動板は前記薄肉部よりも厚い厚肉構成であることを特徴とするものである。

橋絡容量形成部はその表面が入力電極および出力電極および導出電極とが同一平面に形成されているために、蒸着等による電極形成時において、入力電極と導出電極、出力電極と導出電極それぞれの電極断線の不具合を無くすことができる。

また、橋絡容量形成部の下方は厚肉構成となっている。この厚肉構成は前記薄肉部より厚く、厚肉部の共通電極側の厚さと同じかこれより若干小さい構成であると好ましい。当該薄肉部よりも厚い厚肉構成は、導出電極形成に起因するスプリアス抑制に効果がある。例えば、導出電極および橋絡容量形成部の反対面に調整用金属材料が付着したり、異物が付着する等の理由によりスプリアスの生じる可能性があるが、厚肉構成の存在により当該スプリアスの発生を抑制することができ、主振動の特性には悪影響を与えない。

さらに共通電極に対して特性調整のためのパーシャル蒸着を行った場合、製造誤差により反対面の導出電極形成部分に金属材料が形成されることがあるが、薄肉部よりも厚い厚肉構成の存在により、導出電極に起因するスプリアスを抑制することができる。

ところで、従来橋絡容量形成部は薄肉部に形成していたが、これを厚肉構成部分に形成することにより、従来に較べて水晶振動板の小型化を図ることができる。これは例えばフォトリソグラフィー技術を用いて、ウェハから多数の水晶振動板を得る際、ウェハあたりの水晶板の取れ枚数を増加させることができ、生産性を向上させるという効果を生む。もちろん、当該薄肉構成の上面は入力、出力電極形成面と同一平面であり、電極切れの問題は生じない。

また本発明は、請求項２に示すように、薄肉部と当該薄肉部外周の上下方向の一部に厚肉部を形成した平面視矩形形状の圧電振動板と、当該薄肉部の一方の主面に形成した入力電極および出力電極と、薄肉部の他方の主面に前記入力電極と出力電極に対応して形成した共通電極と、前記入力電極と出力電極と共通電極を圧電振動板の端部に引き出す各引出電極と、前記入力電極と出力電極各々から細幅の導出電極を圧電振動板の一辺の端部近傍に延出し、近接させた橋絡容量形成部と、からなる圧電フィルタであって、橋絡容量形成部側の辺または当該橋絡容量形成部側の辺と当該辺に対向する辺を除いた辺においては厚肉部が形成され、かつ橋絡容量形成部の下方においては前記薄肉部よりも厚い厚肉構成であることを特徴としている。

上記構成によれば、少なくとも橋絡容量形成部側の辺においては入力電極と出力電極側の厚肉部が形成されず、これにより薄肉部と同一平面となる平坦部が形成される。従って、導出電極や橋絡容量形成部を形成する際の微細なパターニングを精度良く形成することができる。すなわち、薄肉部と厚肉部の境界部分においてはその構造上表面張力が機能してしまう。このため製造面において、パターニング時に用いる液状のレジスト膜が表面張力により境界部（すなわち角部）近傍においては厚くなり、境界部から離れるにつれて薄くなる傾向がある。このような厚さの相違は電極形成時の製造バラツキを大きくし、微細なパターニングを精度良く行うことが困難であったが、上記構成により表面張力による悪影響を排除し、微細なパターニングを精度良く行うことができる。

請求項２によれば、橋絡容量形成側の辺においては入力電極形成側に厚肉部が形成されず、薄肉部と同一平面で構成されるため、前述のような表面張力による悪影響を排除することができる。また橋絡容量形成側の辺と対向する辺についても入出力電極形成側において厚肉部が形成されない構成とすることにより、表面張力による悪影響を無くすことができ、意図した電極パターンを得ることができる。

またこのような薄肉部と同一平面を圧電振動板の外周端部まで形成することにより、引出電極を外部に導出する際、圧電振動板の稜部に電極を形成する機会が減少するので、電極切れ等の不具合を抑制することができる。

また本発明は請求項３に示すような、特性の調整を考慮した構成も開示している。すなわち、薄肉部と当該薄肉部外周の上下方向の一部または全部に厚肉部を形成した圧電振動板をパッケージに収納してなる圧電フィルタであって、前記圧電振動板は、当該薄肉部の一方の主面に形成した入力電極および出力電極と、薄肉部の他方の主面に前記入力電極と出力電極に対応して形成した共通電極と、前記入力電極と出力電極と共通電極を圧電振動板の端部に引き出す各引出電極と、前記入力電極と出力電極各々から細幅の第１の導出電極を同一平面に延出し、圧電振動板の端部近傍で近接させた第１の橋絡容量形成部と、前記入力電極と出力電極のそれぞれから第２の導出電極を前記厚肉部表面に引き出し、当該各々の第２の導出電極を厚肉部表面において近接させた第２の橋絡容量形成部と、を有するとともに、前記第１の導出電極の橋絡容量形成部下方の圧電振動板は薄肉部よりも厚い厚肉構成であり、また前記第２の橋絡容量形成部が上方に向いた状態でパッケージに搭載され、搭載後当該第２の橋絡容量部に対し特性調整可能としたことを特徴とする圧電フィルタである。

請求項３によれば、第２の導出電極を形成し、これら導出電極が相互に近接する橋絡容量形成部を上方に向けた状態でパッケージに搭載することにより、圧電振動板をパッケージに搭載した後、当該第２の橋絡容量形成部に対して、特性調整を行うことができる。従って、精度の高い特性を得ることができる。また第２の橋絡容量部を共通電極側に引き出し、当該共通電極と第２の橋絡容量形成部を上方に向けてパッケージに搭載することにより、パッケージ搭載後においても両者に対して特性調整を実行することができる。

以上のように、本発明では、導出電極および橋絡容量形成部が入力電極および出力電極と同一平面に形成されているため、確実な電極形成を行うことができる。また橋絡容量形成部の下方は薄肉部よりも厚肉構成となっているので、導出電極形成に起因するスプリアスを抑制することができる。よって、橋絡容量形成により所望の減衰特性を得るとともに、スプリアス等を抑制することのできる、小型化に対応した圧電フィルタを提供することを目的としている。

本発明による第１の実施の形態を表面実装型の水晶フィルタを例にとり、図１と図２とともに説明する。図１は本実施の形態を示す水晶振動板の一方の主面から見た斜視図であり、図２は他方の主面から見た斜視図である。

表面実装型水晶フィルタは、全体として直方体形状で、上部が開口した凹部を有するセラミックパッケージ（図示せず）と、当該パッケージの中に収納される圧電振動素子である矩形の水晶振動板２と、パッケージの開口部に接合される金属フタ（図示せず）とからなる。

矩形状の水晶振動板１はＡＴカット水晶板からなり、薄肉部１１、１６と厚肉部１２を有する構成である。薄肉部１１、１６は厚肉の平板の両主面を厚さ方向に堀込むことにより、平面視矩形状に形成され、平面部分を形成している。図１に示すように一方の主面においては、厚肉部は矩形状の外周に沿って三辺に設けられ、残りの一辺においては前述の薄肉部表面と同一平面となるよう厚肉部を形成しない平坦部１２ｂとなっている。一方、図２に示すように他方の主面においては、厚肉部１２は矩形に沿って四囲（四辺）に設けられ、中央部分には薄肉部１６が形成されている。

水晶振動板１の両主面にはモノリシック水晶フィルタを構成する電極が形成されている。すなわち、図１で示すように、一方の主面の薄肉部１１には矩形形状の入力電極１３と出力電極１４が所定の間隔を持って形成され、図２に示すように、他方の主面の薄肉部１６には前記入力電極と出力電極に対向した矩形形状の共通電極１５が形成されている。

これら入力電極１３と出力電極１４はそれぞれ引出電極１３ａ，１４ａにより電極が水晶振動板の端部に引き出されている。これら引出電極１３ａ，１４ａはセラミックパッケージに形成された電極パッド（図示せず）と接続される接続電極１３ｂ、１４ｂに引き出されている。また共通電極１５は、引出電極１５ａ，１５ａを介して接続電極１５ｂ、１５ｂに引き出されている。

また前記入力電極１３、出力電極１４のそれぞれから前述の平坦部１２ｂまで導出電極１３ｃ、１４ｃが形成されている。これら導出電極１３ｃ、１４ｃの先端部分は相互に平面的に近接し、橋絡容量形成部Ｃを形成している。橋絡容量形成部Ｃは導出電極の近接部分間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。

当該橋絡容量Ｃの厚さ方向下方は、前記薄肉部１１よりも厚肉構成１２ａとなっている。この厚肉構成１２ａは前記薄肉部１１より厚く、厚肉部１２の共通電極側の厚さと同じかこれより若干小さい構成であると好ましい。本実施の形態においては、薄肉部１１、厚肉構成１２ａ、厚肉部１２の順に厚くなっている。当該薄肉部よりも厚い厚肉構成１２ａは、導出電極形成に起因するスプリアス抑制に効果がある。

なお、導出電極１３ｃ、１４ｃの形成された部分が前述の厚肉構成１２ａであることがスプリアス抑制の観点から好ましいが、当該厚肉構成１２ａが入力電極、出力電極に近接しすぎると主振動に悪影響を与えることがあるので、動作周波数、高調波の次数等によって、設計条件を最適に調整する必要がある。

上述の薄肉部の形成あるいは各電極の形成は、フォトリソグラフィー技術を用いて形成すればよい。すなわち、レジスト膜により薄肉部形成用のパターニングを行い、エッチング技術により薄肉部を形成する。その後、当該薄肉部に対し電極材料、例えば水晶振動板に接してクロム膜、その上面に金膜をそれぞれ真空蒸着法により形成した後、レジスト膜による所定のパターニングを行い、エッチングにより前述の各電極を得ることができる。なお、接続電極１３ｂ、１４ｂ、１５ｂについては厚肉部にも一部形成された構成であるので、前述のフォトリソグラフィー技術による電極形成の後、所定のパターン開口窓を有する金属マスクを用いた真空蒸着法により、形成することができる。

なお、図示していないが電極形成された水晶振動板をセラミックパッケージに搭載し、導電性接合材により接合した後、リッドにて気密封止することにより、気密封止された表面実装型の水晶フィルタを得ることができる。

本発明による第２の実施の形態を表面実装型の水晶フィルタを例にとり、図３と図４とともに説明する。図３は第２の実施の形態を示し、水晶振動板を一方の主面から見た平面図であり、図４は他方の主面から見た平面図である。

矩形状の水晶振動板２はＡＴカット水晶板からなり、薄肉部２１、２６と厚肉部２２を有する構成である。薄肉部２１は厚肉の平板の両主面を厚さ方向に堀込むことにより、平面視略矩形状に形成され、平面部分を形成している。図３に示すように一方の主面においては、厚肉部２２は矩形状の外周に沿って四囲に設けられているが、後述の橋絡容量形成部Ｃの近傍においては一部厚肉部が形成されず、前述の薄肉部表面と同一平面となる平坦部２２ｂとなっている。一方、図４に示すように他方の主面においては、厚肉部２２は矩形に沿って四囲に設けられ、中央部分には薄肉部２６が形成されている。なお、薄肉部と厚肉部の境界部分からなる矩形の四隅部分の一部には曲率面２２ｃを形成している。当該曲率面により水晶振動板の強度向上を図っている。

水晶振動板２の両主面にはモノリシック水晶フィルタを構成する電極が形成されている。すなわち、図３で示すように、一方の主面の薄肉部２１には矩形形状の入力電極２３と出力電極２４が所定の間隔を持って形成され、また図４に示すように、他方の主面の薄肉部２６には前記入力電極と出力電極に対向した矩形形状の共通電極２５が形成されている。

入力電極と出力電極の引出電極側は一部円弧形状を有しており、また共通電極２５も同様に引出電極側は一部円弧形状となっている。また共通電極２５はその中央部分にスリット２５ｃ、２５ｃが形成されており、反対面の入出力電極の形状に概ね合致させた構成となっている。このような構成によりスプリアスを抑制することができる。

これら入力電極２３と出力電極２４からはそれぞれ引出電極２３ａ，２４ａが、共通電極からは引出電極２５ａ，２５ａが水晶振動板の短辺に対して垂直方向に引き出され、薄肉部端部にて直角に屈曲して四隅部分に引き出されている。これら引出電極は平面で見て入出力電極を２分するＡ−Ａ線に対して線対称に形成されており、平面的な振動のバランスを保つ構成となっている。これら引出電極２３ａ，２４ａ，２５ａはセラミックパッケージに形成された電極パッド（図示せず）と接続される接続電極２３ｂ、２４ｂ、２５ｂにそれぞれ引き出されている。

また入力電極２３、出力電極２４のそれぞれから前述の平坦部２２ｂまで導出電極２３ｃ、２４ｃが形成されている。これら導出電極２３ｃ、２４ｃの先端部分は相互に平面的に近接し、橋絡容量形成部Ｃを形成している。橋絡容量形成部Ｃは導出電極の近接部分間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。

当該橋絡容量Ｃの下方は、前記薄肉部２１よりも厚肉構成２２ａとなっている。この厚肉構成２２ａは前記薄肉部２１より厚く、厚肉部２２の共通電極側の厚さと同じかこれより若干小さい構成であると好ましい。本実施の形態においても薄肉部２１、厚肉構成２２ａ、厚肉部２２の順に厚くなっている。当該薄肉部よりも厚い厚肉構成１２ａは、導出電極形成に起因するスプリアス抑制に効果がある。なお、入出力電極を挟んで橋絡容量形成部の反対側には棒状金属膜からなるバランサー２７が形成されている。本実施の形態においては、橋絡容量形成部近傍のみに平坦部が形成され、厚肉部が四辺に残されているので、水晶振動板の強度を向上させることができる。バランサー２７により導出電極２３ｃ、２４ｃとの平面的なバランスをとっている。

なお、上記図３の構成に代えて図５に示す構成を採用してもよい。図５において、入力電極３３，出力電極３４側の厚肉部３２は四囲に形成されているが、橋絡容量形成部近傍の厚肉部３２ａについてはその幅を小さくしている。これにより橋絡容量形成部ｃを構成する導出電極のパターニングが容易になるとともに、水晶振動板３自体の強度も向上させることができる。またバランサー２７もその長さを導出電極の橋絡容量形成部のサイズに対応させて小さくしている。

本発明による第３の実施の形態を表面実装型の水晶フィルタを例にとり、図６と図７とともに説明する。図６は第３の実施の形態を示し、水晶振動板４を一方の主面から見た斜視図であり、図７は他方の主面から見た平面図である。

矩形状の水晶振動板４はＡＴカット水晶板からなり、薄肉部４１、４６と厚肉部４２を有する構成である。薄肉部４１、４６は厚肉の平板の両主面を厚さ方向に堀込むことにより、平面視矩形状に形成され、平面部分を形成している。図６に示すように一方の主面においては、厚肉部４２は対向する２辺にのみに設けられ、他の辺については薄肉部と同一平面構成となっており、後述の橋絡容量形成部分も平坦な平坦部４２ｂとなっている。

一方、図７に示すように他方の主面においては、厚肉部４２は矩形に沿って四囲に設けられ、中央部分には薄肉部４６が形成されている。なお、薄肉部と厚肉部の境界部分の四隅部分には一部曲率面を形成している。当該曲率面により水晶振動板の強度向上を図っている。

水晶振動板４の両主面にはモノリシック水晶フィルタを構成する電極が形成されている。すなわち、図６で示すように、一方の主面の薄肉部４１には矩形形状の入力電極４３と出力電極４４が所定の間隔を持って形成され、また図７に示すように、他方の主面の薄肉部４６には前記入力電極と出力電極に対向した矩形形状の共通電極４５が形成されている。

これら入力電極４３と出力電極４４からはそれぞれ引出電極４３ａ，４４ａが、共通電極からは引出電極４５ａ，４５ａが水晶振動板の短辺に対して垂直方向に引き出され、これら各引出電極は薄肉部端部にて直角に屈曲して四隅部分に引き出されている。これら引出電極は第２の実施形態と同様に、平面で見て入出力電極を２分する線に対して線対称に形成されており、平面的な振動のバランスを保つ構成となっている。これら引出電極４３ａ，４４ａ，４５ａはセラミックパッケージに形成された電極パッド（図示せず）と接続される接続電極４３ｂ、４４ｂ、４５ｂにそれぞれ引き出されている。

また入力電極４３、出力電極４４のそれぞれから前述の平坦部２２ｂまで導出電極４３ｃ、４４ｃが形成されている。これら導出電極４３ｃ、４４ｃは相互に平面的に近接し、橋絡容量形成部Ｃを形成している。橋絡容量形成部Ｃは導出電極の近接部分間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。

当該橋絡容量Ｃの下方は、前記薄肉部４１よりも厚肉構成４２ａとなっている。この厚肉構成４２ａは前記薄肉部４１より厚く、厚肉部４２の共通電極側の厚さと同じかこれより若干小さい構成であると好ましい。従って、薄肉部４１、厚肉構成４２ａ、厚肉部４２の順に厚くなっている。当該薄肉部よりも厚い厚肉構成４２ａは、導出電極形成に起因するスプリアス抑制に効果がある。

本実施の形態においては、減衰特性の向上、スプリアス抑制、小型化の効果に加えて、一方の主面において厚肉部が対向する２辺にのみ設けられているので、厚肉部と薄肉部により作用する表面張力の悪影響が抑制され、微細なパターニングを精度良く形成することができ、良好な特性を得ることができる。

本発明による第４の実施の形態を表面実装型の水晶フィルタを例にとり、図８と図９とともに説明する。図８は第４の実施の形態を示し、水晶振動板５を一方の主面から見た斜視図であり、図９は他方の主面から見た平面図である。

矩形状の水晶振動板５はＡＴカット水晶板からなり、薄肉部５１、５６と厚肉部５２を有する構成である。薄肉部５１、５６は厚肉の平板の両主面を厚さ方向に堀込むことにより、平面視矩形状に形成され、平面部分を形成している。図８に示すように一方の主面においては、厚肉部５２は対向する２辺にのみに設けられ、他の辺については薄肉部と同一平面構成となっており、後述の橋絡容量形成部分も平坦な平坦部５２ｂ、５２ｃとなっている。

また、図９に示すように他方の主面においても、厚肉部５２は対向する２辺にのみに設けられ、他の辺については薄肉部と同一平面構成となっている。なお、当該他方の主面の厚肉部は一方の主面の厚肉と直交する方向に形成され、水晶振動板の機械的強度を確保している。

水晶振動板５の両主面にはモノリシック水晶フィルタを構成する電極が形成されている。すなわち、図８で示すように、一方の主面の薄肉部５１には矩形形状の入力電極５３と出力電極５４が所定の間隔を持って形成され、また図９に示すように、他方の主面の薄肉部５６には前記入力電極と出力電極に対向した矩形形状の共通電極５５が形成されている。

これら入力電極５３と出力電極５４からはそれぞれ引出電極５３ａ，５４ａが、共通電極からは引出電極５５ａ，５５ａが水晶振動板の短辺に対して垂直方向に引き出され、薄肉部端部にて直角に屈曲して四隅部分に引き出されている。これら引出電極は第２の実施形態と同様に、平面で見て入出力電極を２分する線に対して線対称に形成されており、平面的な振動のバランスを保つ構成となっている。これら引出電極５３ａ，５４ａ，５５ａはセラミックパッケージに形成された電極パッド（図示せず）と接続される接続電極５３ｂ、５４ｂ、５５ｂにそれぞれ引き出されている。

また入力電極５３、出力電極５４のそれぞれから前述の平坦部５２ｂ、５２ｃまで第１の導出電極５３ｃ、５４ｃと第２の導出電極５３ｄ、５４ｄがそれぞれ形成されている。これら第１の導出電極５３ｃ、５４ｃの先端部分は相互に平面的に近接し、橋絡容量形成部Ｃ１を形成している。また第２の導出電極５３ｄ、５４ｄの先端部分は相互に平面的に近接し、第２の橋絡容量形成部Ｃ２を形成している。これら橋絡容量形成部は導出電極の近接部分間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。

当該橋絡容量形成部Ｃ１，Ｃ２の下方は、前記薄肉部５１よりも厚肉構成５２ａとなっている。この厚肉構成５２ａは前記薄肉部５１より厚く、厚肉部５２の共通電極側の厚さと同じかこれより若干小さい構成であると好ましい。従って、薄肉部５１、厚肉構成５２ａ、厚肉部５２の順に厚くなっている。当該薄肉部よりも厚い厚肉構成５２ａは、導出電極形成に起因するスプリアス抑制に効果がある。

本実施の形態においては、減衰特性の向上、スプリアス抑制、小型化の効果に加えて、両主面において厚肉部が対向する２辺にのみ設けられ、かつこれら厚肉部が相互に直交するよう配置されていることにより、厚肉部と薄肉部により作用する表面張力の悪影響が抑制され、両主面に渡って微細なパターニングを精度良く形成することができ、良好な特性を得ることができる。また第１，第２の橋絡容量形成部が入力電極と出力電極を介して対象に形成されているので、平面的な重量バランスもとることができる。

本発明による第５の実施の形態を表面実装型の水晶フィルタを例にとり、図１０とともに説明する。図１０は水晶振動板６を一方の主面から見た斜視図である。

本実施の形態においては橋絡容量形成部を２カ所設けている構成を開示している。基本構成は第１の実施の形態と同様であり、一方の主面において３辺に厚肉部が形成され、かつ厚肉部の形成されない平坦部６２ｂを有する構成である。矩形状の水晶振動板６はＡＴカット水晶板からなり、薄肉部６１と厚肉部６２を有する構成である。薄肉部６１は厚肉の平板の両主面を厚さ方向に堀込むことにより、平面視矩形状に形成され、平面部分を形成している。

水晶振動板６の両主面にはモノリシック水晶フィルタを構成する電極が形成されている。すなわち、図１０で示すように、一方の主面の薄肉部６１には矩形形状の入力電極６３と出力電極６４が所定の間隔を持って形成されている。これら入力電極６３と出力電極６４からはそれぞれ引出電極６３ａ，６４ａが角部の接続電極７３ｂ、７４ｂに向かって引き出されている。他方の主面については説明を割愛するが、基本構成は図２に類似する構成である。

また入力電極６３、出力電極６４のそれぞれから前述の平坦部２２ｂまで第１の導出電極６３ｃ、６４ｃが形成されている。これら第１の導出電極６３ｃ、６４ｃは相互に平面的に近接し、第１の橋絡容量形成部Ｃ１を形成している。第１の橋絡容量形成部Ｃ１は第１の導出電極の近接部分間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。

当該第１の橋絡容量形成部Ｃ１の下方は、前記薄肉部６１よりも厚肉構成６２ａとなっている。この厚肉構成６２ａは前記薄肉部６１より厚く、厚肉部６２の共通電極側の厚さと同じかこれより若干小さい構成であると好ましい。従って、薄肉部６１、厚肉構成６２ａ、厚肉部６２の順に厚くなっている。当該薄肉部よりも厚い厚肉構成６２ａは、導出電極形成に起因するスプリアス抑制に効果がある。

また接続電極７３ｂ、７４ｂからは第２の導出電極６３ｄ、６４ｄが厚肉部の表面に延出して形成され、当該厚肉部上で相互に近接し、第２の橋絡容量形成部Ｃ２を形成している。

本実施の形態においては、橋絡容量形成部が２カ所設けられているので、特性の調整がより精度良く行うことができる。またいずれの橋絡容量形成部も入出力電極と共通電極からなる主振動領域と異なった領域に設けているので、橋絡容量形成部によるスプリアス等の特性の悪影響を与えない。

本発明による第６の実施の形態を表面実装型の水晶フィルタを例にとり、図１１、図１２と図１３とともに説明する。図１１は第４の実施の形態を示し、水晶振動板７を一方の主面から見た斜視図であり、図１２は他方の主面から見た平面図である。また図１３は図１１と図１２のＢ−Ｂ断面で示す水晶振動板をパッケージに搭載する状態を示す断面図である。

本実施の形態においても橋絡容量形成部を２カ所設けている構成を開示している。矩形状の水晶振動板７はＡＴカット水晶板からなり、薄肉部７１、７６と厚肉部７２を有する構成である。薄肉部７１、７６は厚肉の平板の両主面を厚さ方向に堀込むことにより、平面視矩形状に形成され、平面部分を形成している。図１１に示すように一方の主面においては、厚肉部は矩形状の外周に沿って三辺に設けられ、残りの一辺においては前述の薄肉部表面と同一平面となるよう厚肉部を形成しない平坦部７２ｂとなっている。一方、図１２に示すように他方の主面においては、厚肉部７２は矩形に沿って四囲（四辺）に設けられ、中央部分には薄肉部７６が形成されている。

水晶振動板７の両主面にはモノリシック水晶フィルタを構成する電極が形成されている。すなわち、図１１で示すように、一方の主面の薄肉部７１には矩形形状の入力電極７３と出力電極７４が所定の間隔を持って形成され、また図１２に示すように、他方の主面の薄肉部７６には前記入力電極と出力電極に対向した矩形形状の共通電極７５が形成されている。

これら入力電極７３と出力電極７４からはそれぞれ引出電極７３ａ，７４ａが、共通電極からは引出電極７５ａが水晶振動板の角部に向かって引き出されている。これら引出電極７３ａ，７４ａ，７５ａはセラミックパッケージに形成された電極パッド８２，８３等と接続される接続電極７３ｂ、７４ｂ、７５ｂにそれぞれ引き出されている。

また入力電極７３、出力電極７４のそれぞれから前述の平坦部２２ｂまで第１の導出電極７３ｃ、７４ｃが形成されている。これら第１の導出電極７３ｃ、７４ｃの先端部は相互に平面的に近接し、第１の橋絡容量形成部Ｃ１を形成している。第１の橋絡容量形成部Ｃ１は導出電極の近接部分間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。

当該橋絡容量形成部Ｃ１の下方は、前記薄肉部７１よりも厚肉構成７２ａとなっている。この厚肉構成７２ａは前記薄肉部７１より厚く、厚肉部７２の共通電極側の厚さと同じかこれより若干小さい構成であると好ましい。本実施の形態では薄肉部７１、厚肉構成７２ａ、厚肉部７２の順に厚くなっている。当該薄肉部よりも厚い厚肉構成７２ａは、導出電極形成に起因するスプリアス抑制に効果がある。

また接続電極７３ｂ、７４ｂは他方の主面にまで及んで形成されており、当該他方の主面部分から第２の導出電極７３ｄ、７４ｄが他方の主面の厚肉部表面に延出して形成されている。これら第２の導出電極の先端は当該厚肉部上で相互に近接し、第２の橋絡容量形成部Ｃ２を形成している。

図１３に示すように、水晶振動板７をセラミックパッケージ８に搭載する。セラミックパッケージ８は全体として直方体形状でかつ上方が開口した構成である。開口外周には堤部が設けられ、堤部の上面にはメタライズ層８１が周状に形成されており、またパッケージ内の底面には電極パッド８２，８３が形成されている。当該セラミックパッケージ８に前記水晶振動板７を搭載するが、当該水晶振動板７は図１２に示すように他方の主面が上方すなわちセラミックパッケージ８の開口側を向くように搭載される。これにより共通電極７５と第２の橋絡容量形成部Ｃ２が上方を向く配置となるため、セラミックパッケージ７に搭載し、導電接合材（図示せず）で電気的機械的接合を行った後、当該共通電極７５と第２の橋絡容量形成部Ｃ２に対して特性の調整を行うことができる。例えば共通電極７５と第２の橋絡容量形成部Ｃ２に対して金属材料を付加するか、あるいは電極を除去することにより特性の調整を行う。特性調整後、金属板からなるリッド９を前記セラミックパッケージの開口を閉塞し、シーム接合等により気密封止する。

本実施の形態においては、橋絡容量形成部が２カ所設けられているので、特性の調整をより精度良く行うことができる。またいずれの橋絡容量形成部も入出力電極と共通電極からなる主振動領域と異なった領域に設けているので、主振動に対し橋絡容量形成部によるスプリアス等の特性の悪影響を与えない。また第２の橋絡容量形成部はセラミックパッケージ開口側に形成されているので、気密封止前の特性調整が可能になり、より高精度の圧電フィルタを得ることができる。

本発明は上記実施形態の例示に限定されるものではなく、実施形態相互を組み合わせることも可能である。また、ＡＴカット水晶振動板を用いた表面実装型の水晶フィルタを例示したが、ニオブ酸リチウムや圧電セラミックス等、他の圧電材料を用いてもよく、上記実施形態の例示に限定されるものではない。

水晶フィルタ等の圧電フィルタの量産に適用できる。

第１の実施形態による水晶フィルタの斜視図。第１の実施形態による水晶フィルタの斜視図。第２の実施形態による水晶フィルタの平面図。第２の実施形態による水晶フィルタの平面図。第２の実施形態の他の例を示す水晶フィルタの平面図。第３の実施形態による水晶フィルタの斜視図。第３の実施形態による水晶フィルタの斜視図。第４の実施形態による水晶フィルタの斜視図。第４の実施形態による水晶フィルタの斜視図。第５の実施形態による水晶フィルタの斜視図。第６の実施形態による水晶フィルタの斜視図。第６の実施形態による水晶フィルタの斜視図。第６の実施形態による水晶フィルタの断面図。

符号の説明

１，２，３，４，５，６，７水晶振動板
１１，１６，２１，２６，３１，４１，４６，５１，５６，６１，７１，７６薄肉部
１２、２２，３２，４２，５２，６２，７２厚肉部
１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３入力電極
１４，２４，３４，４４，５４，６４，７４出力電極
１５，２５，４５，５５，７５共通電極
１３ｃ、１４ｃ、２３ｃ，２４ｃ、３３ｃ、３４ｃ、４３ｃ、４４ｃ、５３ｃ、５４ｃ６３ｃ、６３ｄ、６４ｃ、６４ｄ、７３ｃ、７３ｄ、７４ｃ、７４ｄ導出電極
８セラミックパッケージ

Claims

薄肉部と当該薄肉部外周の一部または全部に厚肉部を形成した圧電振動板と、当該薄肉部の一方の主面に形成した入力電極および出力電極と、薄肉部の他方の主面に前記入力電極と出力電極に対応して形成した共通電極と、前記入力電極と出力電極と共通電極を圧電振動板の端部に引き出す各引出電極と、前記入力電極と出力電極各々から導出電極を延出し、圧電振動板の端部近傍で近接させた橋絡容量形成部と、からなる圧電フィルタであって、
前記薄肉部は主面の両方から薄肉化された構成であり、前記入力電極と出力電極と導出電極とが同一平面に形成され、かつ前記導出電極の橋絡容量形成部下方の圧電振動板は前記薄肉部よりも厚い厚肉構成であることを特徴とする圧電フィルタ。
薄肉部と当該薄肉部外周の上下方向の一部に厚肉部を形成した平面視矩形形状の圧電振動板と、当該薄肉部の一方の主面に形成した入力電極および出力電極と、薄肉部の他方の主面に前記入力電極と出力電極に対応して形成した共通電極と、前記入力電極と出力電極と共通電極を圧電振動板の端部に引き出す各引出電極と、前記入力電極と出力電極各々から細幅の導出電極を圧電振動板の一辺の端部近傍に延出し、近接させた橋絡容量形成部と、からなる圧電フィルタであって、
橋絡容量形成部側の辺または当該橋絡容量形成部側の辺と当該辺に対向する辺を除いた辺においては厚肉部が形成され、かつ橋絡容量形成部の下方においては前記薄肉部よりも厚い厚肉構成であることを特徴とする圧電フィルタ。
薄肉部と当該薄肉部外周の上下方向の一部または全部に厚肉部を形成した圧電振動板をパッケージに収納してなる圧電フィルタであって、
前記圧電振動板は、当該薄肉部の一方の主面に形成した入力電極および出力電極と、薄肉部の他方の主面に前記入力電極と出力電極に対応して形成した共通電極と、前記入力電極と出力電極と共通電極を圧電振動板の端部に引き出す各引出電極と、前記入力電極と出力電極各々から細幅の第１の導出電極を同一平面に延出し、圧電振動板の端部近傍で近接させた第１の橋絡容量形成部と、前記入力電極と出力電極のそれぞれから第２の導出電極を前記厚肉部表面に引き出し、当該各々の第２の導出電極を厚肉部表面において近接させた第２の橋絡容量形成部と、を有するとともに、
前記第１の導出電極の橋絡容量形成部下方の圧電振動板は薄肉部よりも厚い厚肉構成であり、また前記第２の橋絡容量形成部が上方に向いた状態でパッケージに搭載され、搭載後当該第２の橋絡容量部に対し特性調整可能としたことを特徴とする圧電フィルタ。