JPH02219313A - フイルタ装置 - Google Patents
フイルタ装置Info
- Publication number
- JPH02219313A JPH02219313A JP1040661A JP4066189A JPH02219313A JP H02219313 A JPH02219313 A JP H02219313A JP 1040661 A JP1040661 A JP 1040661A JP 4066189 A JP4066189 A JP 4066189A JP H02219313 A JPH02219313 A JP H02219313A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- main body
- electrodes
- filter device
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 26
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 5
- 229910020279 Pb(Zr, Ti)O3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/56—Monolithic crystal filters
- H03H9/562—Monolithic crystal filters comprising a ceramic piezoelectric layer
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02062—Details relating to the vibration mode
- H03H9/0207—Details relating to the vibration mode the vibration mode being harmonic
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/176—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of ceramic material
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/178—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator of a laminated structure of multiple piezoelectric layers with inner electrodes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、エネルギ閉込め型のフィルタに関し、特に、
厚み縦振動モードの高調波を利用した積層型のフィルタ
装置に関する。
厚み縦振動モードの高調波を利用した積層型のフィルタ
装置に関する。
第２図は、従来のエネルギ閉込め型フィルタ装置の一例
を示す略図的断面図である。フィルタ装置１では、厚み
方向に分極処理された圧電セラミック′Ｆｉ２の上面に
所定距離を隔てて振動電極３゜４が形成されており、他
方、圧電セラミック板２の下面に、圧電セラミック板２
を介して振動電極３．４と重なり合うように共通電極５
が形成されている。振動電極３．４の何れか一方を入力
側電極として、何れか他方を出力側電極として用い、さ
らに共通電極５を接地電位に接続することにより、フィ
ルタとして動作する。
を示す略図的断面図である。フィルタ装置１では、厚み
方向に分極処理された圧電セラミック′Ｆｉ２の上面に
所定距離を隔てて振動電極３゜４が形成されており、他
方、圧電セラミック板２の下面に、圧電セラミック板２
を介して振動電極３．４と重なり合うように共通電極５
が形成されている。振動電極３．４の何れか一方を入力
側電極として、何れか他方を出力側電極として用い、さ
らに共通電極５を接地電位に接続することにより、フィ
ルタとして動作する。
フィルタ装置１では、厚み縦振動モードの基本波のＡモ
ード及びＳモード（第２図にそれぞれ破線で示す）の２
つのモードを利用することにより、単一の素子により周
波数選択性のあるフィルタが構成されている。
ード及びＳモード（第２図にそれぞれ破線で示す）の２
つのモードを利用することにより、単一の素子により周
波数選択性のあるフィルタが構成されている。
［発明が解決しようとする技術的課題〕圧電セラミック
板２においてＴＥモードの基本波のエネルギを閉込める
には、該圧電セラミック板２を構成する材料の実効ポア
ソン比σが１層３未満でなければならない。このような
値のポアソン比を有する材料としてＰｂ （Ｚｒ、Ｔｉ
）０３系材料を用いた場合、第３図に示すようにモルフ
ォトロピック相境界（Ｍ、Ｐ、Ｂ、）近傍の組成を用い
なければならない。
板２においてＴＥモードの基本波のエネルギを閉込める
には、該圧電セラミック板２を構成する材料の実効ポア
ソン比σが１層３未満でなければならない。このような
値のポアソン比を有する材料としてＰｂ （Ｚｒ、Ｔｉ
）０３系材料を用いた場合、第３図に示すようにモルフ
ォトロピック相境界（Ｍ、Ｐ、Ｂ、）近傍の組成を用い
なければならない。
他方、第３図から明らかなように、Ｐｂ（ＺｒＴ ｉ
） ０３系セラミツクスのＭ、Ｐ、Ｂ、近傍の組成では
、電気機械結合係数に、及び比誘電率εが比較的大きく
、機械的品質係数Ｑｍがやや小さいという特性のフィル
タが得られる。
） ０３系セラミツクスのＭ、Ｐ、Ｂ、近傍の組成では
、電気機械結合係数に、及び比誘電率εが比較的大きく
、機械的品質係数Ｑｍがやや小さいという特性のフィル
タが得られる。
しかしながら、このような材料特性の制約により、セラ
ミックフィルタの帯域幅、選択度あるいはマツチング・
インピーダンス等の電気的特性が限定されていた。すな
わち、用途に応じて帯域幅、選択度及びマツチング・イ
ンピーダンス等を変更したフィルタを得ることは非常に
困難であった。
ミックフィルタの帯域幅、選択度あるいはマツチング・
インピーダンス等の電気的特性が限定されていた。すな
わち、用途に応じて帯域幅、選択度及びマツチング・イ
ンピーダンス等を変更したフィルタを得ることは非常に
困難であった。
他方、第２図のフィルタ装置１の周波数調整は、電極３
〜５の形成に先立ち、圧電セラミック板２の厚みを標準
品と等しくなるようにその厚みを低減するように研磨す
ることにより行われている。
〜５の形成に先立ち、圧電セラミック板２の厚みを標準
品と等しくなるようにその厚みを低減するように研磨す
ることにより行われている。
しかしながら、周波数が１０ＭＨｚ以上の高周波域で使
用するフィルタを得ようとした場合、圧電セラミック板
１０の厚みは２００μｍ以下となるため、上記研磨時に
圧電セラミック板２に割れや欠けが生し易く、また電極
形成等に際しての圧電セラミック板２の物理的な保持が
非常に困難であった。従って、上記構造のフィルタ装置
１では、中心周波数の上限は１０ＭＨｚ程度に制限され
ていた。
用するフィルタを得ようとした場合、圧電セラミック板
１０の厚みは２００μｍ以下となるため、上記研磨時に
圧電セラミック板２に割れや欠けが生し易く、また電極
形成等に際しての圧電セラミック板２の物理的な保持が
非常に困難であった。従って、上記構造のフィルタ装置
１では、中心周波数の上限は１０ＭＨｚ程度に制限され
ていた。
本発明の目的は、種々の特性のものを容易に実現し得る
構造を備え、かつ高周波域で使用可能なフィルタ装置を
提供することにある。
構造を備え、かつ高周波域で使用可能なフィルタ装置を
提供することにある。
本発明のフィルタ装置は、厚み縦振動モードの高調波を
利用したエネルギ閉込め型の圧電フィルタであって、圧
電材料よりなる板状の本体と、この板状本体の厚み方向
において互いに重なり合うように配置された少なくとも
３個の振動電極とを備える。上記振動電極のうち、少な
くとも１の振動電極は同一平面内において分割され′た
２個の分割電極により構成されており、分割電極のうち
、少なくとも１の分割電極が人力電極を、残余の分割電
極のうち少なくとも１の分割電極が出力電極を構成して
いることを特徴とする。
利用したエネルギ閉込め型の圧電フィルタであって、圧
電材料よりなる板状の本体と、この板状本体の厚み方向
において互いに重なり合うように配置された少なくとも
３個の振動電極とを備える。上記振動電極のうち、少な
くとも１の振動電極は同一平面内において分割され′た
２個の分割電極により構成されており、分割電極のうち
、少なくとも１の分割電極が人力電極を、残余の分割電
極のうち少なくとも１の分割電極が出力電極を構成して
いることを特徴とする。
圧電材料よりなる板状の本体の厚み方向において重なり
合うように少なくとも３個の振動電極が配置されている
ので、振動電極間に介在された少なくとも２層の圧電層
が振動され、厚み縦振動モードの高調波が板状本体内に
閉込められる。厚み縦振動モードの高調波を利用するも
のであるため、従来例に比べてより高周波域で使用し得
るフィルタ装置を構成することができる。
合うように少なくとも３個の振動電極が配置されている
ので、振動電極間に介在された少なくとも２層の圧電層
が振動され、厚み縦振動モードの高調波が板状本体内に
閉込められる。厚み縦振動モードの高調波を利用するも
のであるため、従来例に比べてより高周波域で使用し得
るフィルタ装置を構成することができる。
また、以下の実施例から明らかなように、並びに特願昭
６２−２３５９２０号に開示されているように、上記の
ような積層型圧電装置とすることにより、モルフォトロ
ピック相境界近傍の組成外の組成においても、厚み縦振
動モードの高調波が周波数低下型で閉込められる。よっ
て、材料特性の制約を受けないため、様々なフィルタ特
性を有するフィルタ装置を構成することができる。
６２−２３５９２０号に開示されているように、上記の
ような積層型圧電装置とすることにより、モルフォトロ
ピック相境界近傍の組成外の組成においても、厚み縦振
動モードの高調波が周波数低下型で閉込められる。よっ
て、材料特性の制約を受けないため、様々なフィルタ特
性を有するフィルタ装置を構成することができる。
第１図は、本発明の第１の実施例の断面図である。本実
施例のフィルタ装置１１では、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）０３
系圧電材料よりなる板状の本体１２の上面に分割電極１
３ａ、１３ｂが形成されている。分割電極１３ａ、１３
ｂと表裏対向するように、板状の本体１２の下面には振
動電極１４が形成されており、さらに板状の本体１２内
に、分割電極１３ａ、１３ｂ及び振動電極１４と厚み方
向に重なり合うように振動電極１５が形成されている。
施例のフィルタ装置１１では、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）０３
系圧電材料よりなる板状の本体１２の上面に分割電極１
３ａ、１３ｂが形成されている。分割電極１３ａ、１３
ｂと表裏対向するように、板状の本体１２の下面には振
動電極１４が形成されており、さらに板状の本体１２内
に、分割電極１３ａ、１３ｂ及び振動電極１４と厚み方
向に重なり合うように振動電極１５が形成されている。
すなわち、分割電極１３ａ、１３ｂからなる振動電極１
３を含む３層の振動電極１３〜１５が本体１２内に設け
られている。
３を含む３層の振動電極１３〜１５が本体１２内に設け
られている。
他方、板状の本体１２は、図示の矢印で示す方向に分極
処理されている。すなわち、内部の振動電極１５の上下
の圧電セラミック層１２ａ １２ｂが、厚み方向にお
いて逆方向に分極処理されており、振動電極１３〜１５
の形成された領域以外の領域は、厚み方向に一様に分極
処理されている。
処理されている。すなわち、内部の振動電極１５の上下
の圧電セラミック層１２ａ １２ｂが、厚み方向にお
いて逆方向に分極処理されており、振動電極１３〜１５
の形成された領域以外の領域は、厚み方向に一様に分極
処理されている。
従って、分割電極１３ａを入力端とし、分割電極１３ｂ
を出力端とし、下面側の振動電極１４をアース電位に接
続して用いることにより、振動電極１３〜１５で挟まれ
た圧電セラミック層１２ａ１２ｂに厚み縦振動モードの
２次高調波が閉込められる。よって、Ａモード及びＳモ
ードの２つのモードを利用した２重モードのエネルギ閉
込め型フィルタが構成される。
を出力端とし、下面側の振動電極１４をアース電位に接
続して用いることにより、振動電極１３〜１５で挟まれ
た圧電セラミック層１２ａ１２ｂに厚み縦振動モードの
２次高調波が閉込められる。よって、Ａモード及びＳモ
ードの２つのモードを利用した２重モードのエネルギ閉
込め型フィルタが構成される。
第１の実施例のフィルタ装置１１では、板状の本体１２
内に厚み縦振動モードの２次高調波が閉込められるので
、同一の厚みの従来の単板型のフィルタ装置に比べてよ
り高周波域で使用し得るフィルタ装置を容易に実現する
ことができる。また、以下の具体的な実験例及び特願昭
６２−２３５９２０号に開示されている内容からも明ら
かなように、実効ポアソン比σが１／３未満の材料を用
いた場合であっても、厚み縦振動モードの２次高調波を
閉込めることができるので、板状の本体１２の材料特性
の制約を受けずに、種々の特性のフィルタ装置１１を得
ることができる。
内に厚み縦振動モードの２次高調波が閉込められるので
、同一の厚みの従来の単板型のフィルタ装置に比べてよ
り高周波域で使用し得るフィルタ装置を容易に実現する
ことができる。また、以下の具体的な実験例及び特願昭
６２−２３５９２０号に開示されている内容からも明ら
かなように、実効ポアソン比σが１／３未満の材料を用
いた場合であっても、厚み縦振動モードの２次高調波を
閉込めることができるので、板状の本体１２の材料特性
の制約を受けずに、種々の特性のフィルタ装置１１を得
ることができる。
次に、第１の実施例の具体的な実験例につき説明する。
第４図に示すように、Ｐ ｂ （Ｚ ｒｏ、３ｅＴｉ
ｏ、ｓｚ （Ｍｎ＋ｚ＋ Ｎ ｂｚｚ：＋ ） ｏ、ｔ
ｏ） ０３を成分として含む厚み２００μｍの第１．第
２のセラミックグリーンシート２１．２２を用意する。
ｏ、ｓｚ （Ｍｎ＋ｚ＋ Ｎ ｂｚｚ：＋ ） ｏ、ｔ
ｏ） ０３を成分として含む厚み２００μｍの第１．第
２のセラミックグリーンシート２１．２２を用意する。
第１のセラミックグリーンシート２１の上面には、電極
ペーストを塗布して分割電極用電極ペースト部１３ａ、
１３ｂ及び接続導電部用電極ベースト部１６ａ、１６ｂ
を形成した（説明を容易とするために各電極ペースト部
には、焼成後の電極及び接続導電部と同一の参照番号を
付することにする）。
ペーストを塗布して分割電極用電極ペースト部１３ａ、
１３ｂ及び接続導電部用電極ベースト部１６ａ、１６ｂ
を形成した（説明を容易とするために各電極ペースト部
には、焼成後の電極及び接続導電部と同一の参照番号を
付することにする）。
また、第２のセラミックグリーンシート２２の上面にも
、電極ペーストを塗布して振動電極用電極ペースト部１
５及び接続導電部用電極ペースト部１７を形成した。さ
らに、第２のセラミックグリーンシート２２の下面にも
、電極ペーストを塗布して振動電極用電極ペースト部１
４及び接続導電部用電極ベースト部１８を形成した。
、電極ペーストを塗布して振動電極用電極ペースト部１
５及び接続導電部用電極ペースト部１７を形成した。さ
らに、第２のセラミックグリーンシート２２の下面にも
、電極ペーストを塗布して振動電極用電極ペースト部１
４及び接続導電部用電極ベースト部１８を形成した。
次に、第１及び第２のセラミックグリーンシート２１．
２２を積層し、厚み方向に圧着した後焼成することによ
り第１図に示した構造を得た。しかる後、振動電極１４
に十の電位を、分割電極１３ａ、１３ｂに−の電位を与
えることにより板状本体１２の全体を第１図の矢印Ｐで
示すように一様に分極処理した。さらに、分割電極１３
ａ、１３ｂ及び下面の振動電極１４に−の電位を、残り
の振動電極１５に十の電位を印加することにより、振動
電極１３〜１５で挟まれた圧電セラミック層１２ａ、１
２ｂを図示の矢印方向に分極処理した。
２２を積層し、厚み方向に圧着した後焼成することによ
り第１図に示した構造を得た。しかる後、振動電極１４
に十の電位を、分割電極１３ａ、１３ｂに−の電位を与
えることにより板状本体１２の全体を第１図の矢印Ｐで
示すように一様に分極処理した。さらに、分割電極１３
ａ、１３ｂ及び下面の振動電極１４に−の電位を、残り
の振動電極１５に十の電位を印加することにより、振動
電極１３〜１５で挟まれた圧電セラミック層１２ａ、１
２ｂを図示の矢印方向に分極処理した。
このようにしてフィルタ装置１１を得、その減衰量−周
波数特性を測定したところ、第５図に示す特性が得られ
た。
波数特性を測定したところ、第５図に示す特性が得られ
た。
第５図から明らかなように、本実施例によれば、４００
μの厚みでありながら、中心周波数が１０ＭＨｚのフィ
ルタ装置が得られることがわかる。
μの厚みでありながら、中心周波数が１０ＭＨｚのフィ
ルタ装置が得られることがわかる。
しかも、上記した圧電材料Ｐｂ（Ｚｒｏ、１８ＴｉＯ，
５２（Ｍ ｎ ｌ／３ Ｎ ｂ ２／３ ） ｏ、 ｔ
ｏ） （）＋は実効ポアソン比σが１／３より小さいも
のである。よって、Ｐｂ （ＺｒＴｉ）０．系の正方晶
系または菱面体晶系のような、従来は、エネルギ閉込め
型の圧電フィルタに用いることができなかった材料特性
の圧電材料を用いて、種々のフィルタ特性を有するエネ
ルギ閉込め型のフィルタ装置を実現し得ることがわかる
。
５２（Ｍ ｎ ｌ／３ Ｎ ｂ ２／３ ） ｏ、 ｔ
ｏ） （）＋は実効ポアソン比σが１／３より小さいも
のである。よって、Ｐｂ （ＺｒＴｉ）０．系の正方晶
系または菱面体晶系のような、従来は、エネルギ閉込め
型の圧電フィルタに用いることができなかった材料特性
の圧電材料を用いて、種々のフィルタ特性を有するエネ
ルギ閉込め型のフィルタ装置を実現し得ることがわかる
。
以下、本発明の他の実施例を説明するが、第１の実施例
と同一部分については同一の参照番号を付することによ
りその説明を省略することとする。
と同一部分については同一の参照番号を付することによ
りその説明を省略することとする。
第６図は、本発明の第２の実施例の断面図である。この
フィルタ装置２１では、板状の本体１２の内部に形成さ
れた振動電極１５が、同一平面内において分割された分
割電極１５ａ、１５ｂにより構成されている。そして、
分割電極１５ａ、１５ｂの両側の圧電セラミック層１２
ａ、１２ｂが、図示の矢印の方向で示すように、第１の
実施例と逆方向に分極処理されている。このように、圧
電セラミック層１２ａ、１２ｂの分極方向は第１及び第
２の実施例の何れの方向でもよい。
フィルタ装置２１では、板状の本体１２の内部に形成さ
れた振動電極１５が、同一平面内において分割された分
割電極１５ａ、１５ｂにより構成されている。そして、
分割電極１５ａ、１５ｂの両側の圧電セラミック層１２
ａ、１２ｂが、図示の矢印の方向で示すように、第１の
実施例と逆方向に分極処理されている。このように、圧
電セラミック層１２ａ、１２ｂの分極方向は第１及び第
２の実施例の何れの方向でもよい。
第７図は、本発明の第３の実施例の断面図を示す。本実
施例のフィルタ装置３１では、板状の本体１２の下面の
振動電極１４が分割電極１４ａ１４ｂにより形成されて
いる。従って、板状の本体の上面及び下面に形成された
振動電極が、それぞれ分割電極１３ａ、１３ｂ、１４ａ
、１４ｂで構成されており、内部の振動電極１５が単一
の振動電極により形成されている。もっとも、使用に際
しては、下面の分割電極１４ａ、１４ｂを図示のように
結線して、共通に接地電位を与える。よって、第１の実
施例と同様に動作する。
施例のフィルタ装置３１では、板状の本体１２の下面の
振動電極１４が分割電極１４ａ１４ｂにより形成されて
いる。従って、板状の本体の上面及び下面に形成された
振動電極が、それぞれ分割電極１３ａ、１３ｂ、１４ａ
、１４ｂで構成されており、内部の振動電極１５が単一
の振動電極により形成されている。もっとも、使用に際
しては、下面の分割電極１４ａ、１４ｂを図示のように
結線して、共通に接地電位を与える。よって、第１の実
施例と同様に動作する。
第８図は、本発明の第４の実施例の断面図を示す。本実
施例のフィルタ装置４１では、板状の本体１２の上面及
び下面に分割電極１３ａ、１３ｂ１４ａ １４ｂが形
成されており、圧電セラミック層１２ａ、１２ｂは同一
方向に分極処理されている。すなわち、本実施例は、厚
み方向に一様に分極処理された板状の本体１２を用いる
ことにより構成されているので、分極処理が一度で済む
。
施例のフィルタ装置４１では、板状の本体１２の上面及
び下面に分割電極１３ａ、１３ｂ１４ａ １４ｂが形
成されており、圧電セラミック層１２ａ、１２ｂは同一
方向に分極処理されている。すなわち、本実施例は、厚
み方向に一様に分極処理された板状の本体１２を用いる
ことにより構成されているので、分極処理が一度で済む
。
使用に際しては、板状の本体１２の上面及び下面に形成
された分割電極１３ａ＝１４ｂのうち、各一方の分割電
極１３ａ、１４ａを共通に引出し入力電極とし、各他方
の分割電極１３ｂ、１４ｂを共通に引出し出力電極とし
、内部の振動電極１５を接続導電部１７（破線で示す）
を用いて引出し、接地電位に接続する。
された分割電極１３ａ＝１４ｂのうち、各一方の分割電
極１３ａ、１４ａを共通に引出し入力電極とし、各他方
の分割電極１３ｂ、１４ｂを共通に引出し出力電極とし
、内部の振動電極１５を接続導電部１７（破線で示す）
を用いて引出し、接地電位に接続する。
なお、各一方の分割電極１３ａ、１４ａ及び他方の分割
電極１３ｂ、１４ｂの結線に際しては、リード線を用い
て板状の本体１２外で行ってもよく、あるいは板状の本
体の表面に導電パターンを形成して接続してもよい。こ
の複数の分割電極及び振動電極の結線方法については、
以下の実施例においても、上記２種の結線方法のいずれ
を用いてもよい。
電極１３ｂ、１４ｂの結線に際しては、リード線を用い
て板状の本体１２外で行ってもよく、あるいは板状の本
体の表面に導電パターンを形成して接続してもよい。こ
の複数の分割電極及び振動電極の結線方法については、
以下の実施例においても、上記２種の結線方法のいずれ
を用いてもよい。
第９図は、本発明の第５の実施例の断面図である。フィ
ルタ装置５１では、板状の本体１２が厚み方向に一様に
分極処理されており、上面及び下面の振動電極１３．１
４が単一の電極で、内部の振動電極１５が分割電極１５
ａ、１５ｂで構成されている。使用に際しては、一方の
分割電極１５ａを入力端電極とし、他方の分割電極１５
ｂを出力側電極とする。そして、両面の振動電極１３１
４を結線して接地電位に接続する。
ルタ装置５１では、板状の本体１２が厚み方向に一様に
分極処理されており、上面及び下面の振動電極１３．１
４が単一の電極で、内部の振動電極１５が分割電極１５
ａ、１５ｂで構成されている。使用に際しては、一方の
分割電極１５ａを入力端電極とし、他方の分割電極１５
ｂを出力側電極とする。そして、両面の振動電極１３１
４を結線して接地電位に接続する。
上述してきた第１〜第５の実施例では、単一の板状の本
体１２内に１個のフィルタ素子を構成していたが、第１
０図に断面図で示すように、単一の板状の本体１２内に
２個のフィルタ素子６０ａ。
体１２内に１個のフィルタ素子を構成していたが、第１
０図に断面図で示すように、単一の板状の本体１２内に
２個のフィルタ素子６０ａ。
６０ｂを構成し、相互にカスケード接続したフィルタ装
置６１を形成してもよい。なお、各フィルタ素子６０ａ
、６０ｂの構成は、第１図に示した第１の実施例と同様
である。
置６１を形成してもよい。なお、各フィルタ素子６０ａ
、６０ｂの構成は、第１図に示した第１の実施例と同様
である。
さらに、第１１図に示すように、板状の本体１２内に複
数の振動電極７２．７３を配置して、本体１２を３層の
圧電セラミック層に分割することにより、３次高調波を
利用したフィルタ装置７１を構成することも可能であり
、同様に、板状の本体１２内に３枚以上の振動電極を形
成し、それによって４次以上の高調波を利用したフィル
タ装置を構成してもよい。
数の振動電極７２．７３を配置して、本体１２を３層の
圧電セラミック層に分割することにより、３次高調波を
利用したフィルタ装置７１を構成することも可能であり
、同様に、板状の本体１２内に３枚以上の振動電極を形
成し、それによって４次以上の高調波を利用したフィル
タ装置を構成してもよい。
また、Ｐｂ （Ｚｒ、Ｔｉ）０：＋系圧電材料ではなく
、チタン酸鉛系の圧電材料を用いた場合には、第１２図
に示すように、エネルギ閉込め領域（矢印Ｂで示す）の
周囲の領域を分極せずともよい。
、チタン酸鉛系の圧電材料を用いた場合には、第１２図
に示すように、エネルギ閉込め領域（矢印Ｂで示す）の
周囲の領域を分極せずともよい。
すなわち、フィルタ装置８１では、周辺部を分極しなく
とも、良好なフィルタ特性を実現することができる。
とも、良好なフィルタ特性を実現することができる。
以上のように、本発明では、厚み縦振動モードの高調波
を利用するため、従来の単板型の圧電フィルタに比べて
、より高周波域で使用し得るフィルタ装置を簡単に実現
することができる。すなわち、基本波を利用した従来の
圧電フィルタでは、１０ＭＨｚ以上の中心周波数のフィ
ルタを得るには、圧電セラミック板の厚みを２００μｍ
程度以下に薄くシなければならないが、本発明の構造で
は４００μｍ以上の厚みの板状本体を用いて１０ＭＨｚ
以上の中心周波数のフィルタ装置を構成することができ
るので、研磨工程や取扱いに際し割れや欠は等が生じ難
い。よって、量産に際しての歩留を飛躍的に改善するこ
とが可能となる。
を利用するため、従来の単板型の圧電フィルタに比べて
、より高周波域で使用し得るフィルタ装置を簡単に実現
することができる。すなわち、基本波を利用した従来の
圧電フィルタでは、１０ＭＨｚ以上の中心周波数のフィ
ルタを得るには、圧電セラミック板の厚みを２００μｍ
程度以下に薄くシなければならないが、本発明の構造で
は４００μｍ以上の厚みの板状本体を用いて１０ＭＨｚ
以上の中心周波数のフィルタ装置を構成することができ
るので、研磨工程や取扱いに際し割れや欠は等が生じ難
い。よって、量産に際しての歩留を飛躍的に改善するこ
とが可能となる。
さらに、厚み縦振動モードの基本波を利用した圧電フィ
ルタでは、チタン酸鉛系圧電材料やチタン酸ジルコン酸
鉛系における正方晶系材料を用いた場合、エネルギを閉
込めることができなかったが、本発明では、このような
従来は周波数低下型でエネルギ閉込めが不可能であった
組成の材料を用いた場合においても、エネルギ閉込め型
の圧電フィルタを構成することが可能となる。よって、
より低誘電率の材料を用いて、高周波用途に適したフィ
ルタ装置を提供することが可能となる。
ルタでは、チタン酸鉛系圧電材料やチタン酸ジルコン酸
鉛系における正方晶系材料を用いた場合、エネルギを閉
込めることができなかったが、本発明では、このような
従来は周波数低下型でエネルギ閉込めが不可能であった
組成の材料を用いた場合においても、エネルギ閉込め型
の圧電フィルタを構成することが可能となる。よって、
より低誘電率の材料を用いて、高周波用途に適したフィ
ルタ装置を提供することが可能となる。
また、上記のように実効ポアソン比１／３未満の材料を
用いることにより、電気機械結合係数ｋ。
用いることにより、電気機械結合係数ｋ。
が中程度となり、非誘電率が小さくなり、かつ機械品質
係数Ｑｍが大きくなるので、通過帯域の狭帯域化を図る
ことも可能となるので、高周波用狭帯域フィルタを簡単
に得ることが可能となる。
係数Ｑｍが大きくなるので、通過帯域の狭帯域化を図る
ことも可能となるので、高周波用狭帯域フィルタを簡単
に得ることが可能となる。
第１図は本発明の一実施例のフィルタ装置の断面図、第
２図は従来のフィルタ装置の一例を示す断面図、第３図
はＰｂ （Ｚｒ、Ｔｉ）０３系材料の組成と材料特性と
の関係を示す図、第４図は第１図実施例を得るのに用い
たセラミンクグリーンシート及び電極パターンを説明す
るための分解斜視図、第５図は第１図実施例の減衰量−
周波数特性を示す図、第６図〜第９図は、それぞれ、本
願発明の第２〜第５の実施例のフィルタ装置の断面図、
第１０図は単一の板状本体に複数のフィルタを構成した
ものを示す断面図、第１１図は本発明の変形例を示し、
３次高調波を利用したフィルタ装置の断面図、第１２図
はエネルギが閉込められた領域の周辺領域を分極しない
例を示す断面図である。 図において、１１はフィルタ装置、１ の本体、１３，１４．１５は振動電極、１３ｂ、１４ａ
、１４ｂ、１５ａ １５電極、２１，３１，４１，５
１，６１゜１はフィルタ装置を示す。 ２は板状 ３ａ ｂは分割 ７１．８ 第４図
２図は従来のフィルタ装置の一例を示す断面図、第３図
はＰｂ （Ｚｒ、Ｔｉ）０３系材料の組成と材料特性と
の関係を示す図、第４図は第１図実施例を得るのに用い
たセラミンクグリーンシート及び電極パターンを説明す
るための分解斜視図、第５図は第１図実施例の減衰量−
周波数特性を示す図、第６図〜第９図は、それぞれ、本
願発明の第２〜第５の実施例のフィルタ装置の断面図、
第１０図は単一の板状本体に複数のフィルタを構成した
ものを示す断面図、第１１図は本発明の変形例を示し、
３次高調波を利用したフィルタ装置の断面図、第１２図
はエネルギが閉込められた領域の周辺領域を分極しない
例を示す断面図である。 図において、１１はフィルタ装置、１ の本体、１３，１４．１５は振動電極、１３ｂ、１４ａ
、１４ｂ、１５ａ １５電極、２１，３１，４１，５
１，６１゜１はフィルタ装置を示す。 ２は板状 ３ａ ｂは分割 ７１．８ 第４図
Claims (4)
- （１）厚み縦振動モードの高調波を利用したエネルギ閉
込め型の圧電フィルタであって、 圧電材料よりなる板状の本体と、 前記板状の本体の厚み方向に重なり合うように配置され
た少なくとも３個の振動電極とを備え、前記振動電極の
うち、少なくとも１の振動電極が、同一平面内で分割さ
れた複数の分割電極よりなり、 前記分割電極のうち、少なくとも１の分割電極が入力端
となるように、かつ残余の分割電極のうち少なくとも１
の分割電極が出力端となるように構成されていることを
特徴とするフィルタ装置。 - （２）前記振動電極で挟まれた複数の圧電材料層の分極
方向が、厚み方向において交互に異なる方向とされてい
る請求項１に記載のフィルタ装置。 - （３）前記振動電極で挾まれた複数の圧電材料層が、同
一方向とされている、請求項１に記載のフィルタ装置。 - （４）前記圧電材料が、ＴＥモード基本波の周波数低下
型エネルギ閉込めが不可能な実効ポアソン比を有する材
料である、請求項１〜３の何れか１に記載のフィルタ装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1040661A JPH07109971B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | フイルタ装置 |
| DE4005184A DE4005184A1 (de) | 1989-02-20 | 1990-02-19 | Piezoelektrisches filter |
| US07/482,172 US5057801A (en) | 1989-02-20 | 1990-02-20 | Filter device of piezo-electric type including divided co-planar electrodes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1040661A JPH07109971B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | フイルタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02219313A true JPH02219313A (ja) | 1990-08-31 |
| JPH07109971B2 JPH07109971B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=12586715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1040661A Expired - Lifetime JPH07109971B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | フイルタ装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5057801A (ja) |
| JP (1) | JPH07109971B2 (ja) |
| DE (1) | DE4005184A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH047909A (ja) * | 1990-04-25 | 1992-01-13 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子 |
| JPH0590894A (ja) * | 1991-09-26 | 1993-04-09 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電フイルタ |
| JP2009202573A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-09-10 | Brother Ind Ltd | 液体移送装置の製造方法及び圧電アクチュエータの製造方法 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5274293A (en) * | 1989-07-19 | 1993-12-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric filter |
| US5294898A (en) * | 1992-01-29 | 1994-03-15 | Motorola, Inc. | Wide bandwidth bandpass filter comprising parallel connected piezoelectric resonators |
| JP3244238B2 (ja) * | 1993-02-25 | 2002-01-07 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振装置 |
| JPH07240661A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 高周波用ラダー型圧電フィルタ |
| JPH08242026A (ja) * | 1995-03-03 | 1996-09-17 | Fujitsu Ltd | 圧電振動子及びこれを具備する圧電振動子デバイス並びに該デバイスを具備する回路装置 |
| US5821833A (en) * | 1995-12-26 | 1998-10-13 | Tfr Technologies, Inc. | Stacked crystal filter device and method of making |
| US5955825A (en) | 1996-04-26 | 1999-09-21 | Mitsubishi Materials Corporation | Crystal oscillator and manufacturing method thereof |
| US5887480A (en) * | 1996-06-20 | 1999-03-30 | Tokin Corporation | Piezoelectric vibratory gyroscope utilizing an energy-trapping vibration mode |
| FI108583B (fi) | 1998-06-02 | 2002-02-15 | Nokia Corp | Resonaattorirakenteita |
| JP3324536B2 (ja) * | 1998-12-18 | 2002-09-17 | 株式会社村田製作所 | 厚み縦圧電共振子及び圧電共振部品 |
| JP2000252786A (ja) * | 1999-03-01 | 2000-09-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電振動素子 |
| JP2001044797A (ja) * | 1999-07-29 | 2001-02-16 | Murata Mfg Co Ltd | 平衡入出力型圧電フィルタ |
| JP3838024B2 (ja) * | 2000-11-27 | 2006-10-25 | 株式会社村田製作所 | 縦結合型マルチモード圧電フィルタ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5885614A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-23 | Nec Corp | モノリシツクセラミツクフイルタ |
| JPS6412609A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-17 | Murata Manufacturing Co | Electrostrictive resonance element |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA609603A (en) * | 1960-11-29 | Jaffe Hans | Transducers | |
| US2976650A (en) * | 1959-09-22 | 1961-03-28 | Cincinnati Milling Machine Co | Machine tool workpiece loading mechanism |
| GB1207974A (en) * | 1966-11-17 | 1970-10-07 | Clevite Corp | Frequency selective apparatus including a piezoelectric device |
| US3961210A (en) * | 1973-04-19 | 1976-06-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric dot resonator driven at a harmonic overtone |
| JPS5885613A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-23 | Nec Corp | モノリシツク圧電磁器フイルタ |
| US4564782A (en) * | 1983-09-02 | 1986-01-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ceramic filter using multiple thin piezoelectric layers |
| JPS60144012A (ja) * | 1984-01-06 | 1985-07-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 圧電結合形多重モ−ドフイルタ |
| JPS614315A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-10 | Tdk Corp | 圧電振動子及び圧電振動子要素集合体 |
| JPH0666634B2 (ja) * | 1984-09-06 | 1994-08-24 | 日本電気株式会社 | エネルギー閉じ込め形圧電フィルタ |
| JP2790178B2 (ja) * | 1987-06-26 | 1998-08-27 | 株式会社村田製作所 | 電歪共振装置 |
| JP2790180B2 (ja) * | 1987-12-29 | 1998-08-27 | 株式会社村田製作所 | 電歪共振装置 |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP1040661A patent/JPH07109971B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-02-19 DE DE4005184A patent/DE4005184A1/de active Granted
- 1990-02-20 US US07/482,172 patent/US5057801A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5885614A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-23 | Nec Corp | モノリシツクセラミツクフイルタ |
| JPS6412609A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-17 | Murata Manufacturing Co | Electrostrictive resonance element |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH047909A (ja) * | 1990-04-25 | 1992-01-13 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子 |
| JPH0590894A (ja) * | 1991-09-26 | 1993-04-09 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電フイルタ |
| JP2009202573A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-09-10 | Brother Ind Ltd | 液体移送装置の製造方法及び圧電アクチュエータの製造方法 |
| US8402622B2 (en) | 2008-01-31 | 2013-03-26 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for producing liquid transport apparatus including piezoelectric actuator and method for producing piezoelectric actuator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4005184C2 (ja) | 1992-12-03 |
| DE4005184A1 (de) | 1990-08-23 |
| US5057801A (en) | 1991-10-15 |
| JPH07109971B2 (ja) | 1995-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2790177B2 (ja) | 電歪共振素子 | |
| US4918350A (en) | Energy-trapping-by-frequency lowering-type piezoelectric resonance device | |
| US5118982A (en) | Thickness mode vibration piezoelectric transformer | |
| JPH02219313A (ja) | フイルタ装置 | |
| JP2790180B2 (ja) | 電歪共振装置 | |
| US6208063B1 (en) | Surface acoustic wave device having polycrystalline piezoelectric ceramic layers | |
| US6424080B2 (en) | Piezoelectric element and method of producing the same | |
| US4652784A (en) | Trapped-energy mode resonator and method of manufacturing the same | |
| US5084647A (en) | Piezoelectric filter | |
| JPS6340491B2 (ja) | ||
| JPH0158891B2 (ja) | ||
| US5274293A (en) | Piezoelectric filter | |
| KR20010021310A (ko) | 압전 소자 | |
| JPH0691411B2 (ja) | 電歪共振装置 | |
| JPS6410998B2 (ja) | ||
| JPH0158892B2 (ja) | ||
| JP2881251B2 (ja) | 圧電共振子 | |
| JPH0666634B2 (ja) | エネルギー閉じ込め形圧電フィルタ | |
| JPH01176111A (ja) | 電歪共振素子 | |
| JP3301901B2 (ja) | 圧電共振子 | |
| JPS6342744Y2 (ja) | ||
| JPS6169300A (ja) | 超音波探触子 | |
| JP3651687B2 (ja) | 複合圧電素子 | |
| JPH06103822B2 (ja) | 圧電共振子 | |
| JPS6252980A (ja) | 圧電共振子用基板の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071122 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081122 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091122 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091122 Year of fee payment: 14 |