JPH03131110A

JPH03131110A - 複合縦振動メカニカルフィルタの製造方法

Info

Publication number: JPH03131110A
Application number: JP1269810A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yamashita; 和郎山下; Yoshihiko Takeuchi; 嘉彦竹内
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1991-06-04
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: JPH0648772B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は縦振動体（以下、必要に応じて縦振動音片とい
う）、圧電部材、結合部材、支持部材等を備え、所望の
特性が形成される際の縦振動音片間が屈曲振動において
結合され、周波数の変動（ばらつき）および通過帯域特
性の劣化が好適に低減される複合縦振動メカニカルフィ
ルタの製造方法に関する。

［従来の技術］近時、ＬＣフィルタ、水晶フィルタの特性上の中間的な
存在としてメカニカルフィルタが通信機器等に多用され
ている。斯かるメカニカルフィルタはＱ特性並びに選択
特性、温度特性が良好であり、且つ小型化が可能である
。

この種の複合縦振動メカニカルフィルタの一例を第４図
に示す。この例では同一面上に配置され、且つ金属材料
等からなる入力側縦振動音片２と出力側縦振動音片４と
を有している。当該入力側および出力側縦振動音片２お
よび４には恒弾性の結合部材６．８が連接されるととも
に外側中央部には支持部材１０．１２が突設されている
。この場合、前記の各部は、精密プレス加工、レーザ溶
接加工等により作製されている。

さらに、入力側縦振動音片２には一対の入力側圧電セラ
ミックス１４ａ、１４ｂが半田付は等により重合固着さ
れ、同様に出力側縦振動音片４に出力側圧電セラミック
ス１６ａ、１６ｂが固着されている。次いで、支持部材
１０．１２の端部は保持部材２４の直立片２４ａ、２４
ｂの上部中央にレーザ溶接等により固着されている。

さらに、入力側圧電セラミックス１４ａ、１４ｂおよび
直立片２４ａ間には人力信号が供給される給電線１８と
接地線１８ｅとが接続され、同様にして出力信号を導出
する導出線２０と接地線２０ｅとが出力側圧電セラミッ
クス１６ａ、１６ｂおよび直立片２４ｂに接続されてい
る。

このように構成されることにより、結合部材６．８によ
って連設された入力側および出力側縦振動音片２および
４とが略空中に配置され、その縦振動等の動作に支障の
ないよう形成されている。そして、当該複合縦振動メカ
ニカルフィルタは図示しない筐体等に収納された後、通
信機器等の中間周波増幅部等に装着されて用いられる。

上記のように構成される複合縦振動メカニカルフィルタ
において、給電線１８および接地線１８８間に信号源Ｏ
ｓｃから抵抗Ｒを経た高周波信号Ｓ１が入力側圧電セラ
ミックス１４ａ、１４ｂに取着された図示しない電極に
加えられる。そして、電気的にアースされた入力側縦振
動音片２との間に高周波信号に相応した電界を生起する
。この電界により入力側圧電セラミックス１４ａ、１４
ｂは、図中、ＶｍおよびＶｎに示す方向に電歪を生じ、
入力側縦振動音片２の長さＬｌの縦波を半波長とする周
波数Ｆ１で共振する。入力側縦振動音片２における縦波
の平均伝搬速度をＶとすると、前記周波数Ｆ、は次式に
て与えられる。

Ｆ、＝Ｖ／　（２Ｌ、）・・・（１）この周波数Ｆ１における縦振動は結合部材６．８におい
て出力側縦振動音片４に機械的に結合し、出力側縦振動
音片４は長さＬ２による周波数Ｆ２の縦振動で共振する
。この周波数Ｆ２は（１）式と同様に出力側縦振動音片
４の縦波の平均伝搬速度をＶとするならば、Ｆ　２　　＝　Ｖ／　　（２Ｌ２）・・・（２）となる。この出力側縦振動音片４の縦振動による出力側
圧電セラミックス１６ａ、１６ｂに生じた電圧が導出線
２０と接地線２Ｏｅ間に所定の急峻な周波数特性に形成
された高周波信号Ｓ２として導出される。

［発明が解決しようとする課題］然しなから、前記の従来の技術に係る複合振動メカニカ
ルフィルタにおいては、入力側および出力側縦振動音片
２．４並びに結合部材６．８等が精密プレス加工等で作
製されることが多く、このため、特性を決定する各縦振
動音片の共振周波数の精度ふよび、各縦振動音片間の結
合量に係る精度が十分でなく、このため中心周波数の精
度および通過帯域内外の特性が所望の値に形成されない
不都合を露呈し、その改善が課題とされていた。

本発明は前記の課題に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは、中心周波数が高精度に決定され
るとともに、通過帯域内外の特性が向上し、且つ均一化
されて量産が促進される複合縦振動メカニカルフィルタ
の製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］前記課題を解決するために、本発明に係る複合縦振動メ
カニカルフィルタの製造方法においては、圧電部材が重合された入力側および出力側を含む複数の
振動体が結合部材で連接され、入力側および出力側振動
体に突設される支持部材が保持部材に取着され供給され
た高周波信号を所定の周波数帯域に形成して導出する複
合縦振動メカニカルフィルタの製造方法において、入力
側および出力側を含み、通過帯域に近接する領域におい
て縦振動する複数の振動体と、当該複数の振動体の端部
間に配設されるとともに屈曲振動において結合する複数
の結合部材とが一平板部材より一体的にフォトリングラ
フィ技術で作製されることを特徴とする。

［作用］上記のように構成される本発明に係る複合縦振動メカニ
カルフィルタの製造方法において、各縦振動体が通過帯
域付近において縦振動し、且つ縦振動体間に形成される
結合部材が屈曲振動により結合する。また、これらの各
縦振動体、結合部材等が一枚の平板から、エツチング等
により一素子として作製されることにより、これらの構
成要素（各縦振動体、結合部材）の相対位置が一定とな
る。

［実施例コ次に、本発明に係る複合縦振動メカニカルフィルタの製
造方法の実施例を、添付図面を参照しながら以下詳細に
説明する。

第１図は製造方法の工程を示す斜視図、第２図は第１図
の工程が採用されて作製された複合縦振動メカニカルフ
ィルタの構成を示す斜視図、第３図は前記第２図の構成
の他の例を示す斜視図である。

先ず、第２図に示される例から説明する。

この例は、入力側縦振動音片３２と当該入力側縦振動音
片３２と同一形状の出力側縦振動音片３４を有している
。前記入力側および出力側縦振動音片３２および３４は
同一面に配置され、互いに細い恒弾性材からなる結合部
材３６．３８が形成されている。さらに、入力側および
出力側縦振動音片３２および３４には、その中央部から
突出して支持部材４０．４２が設けられている。

さらに、前記入力側縦振動音片３２には一対の入力側圧
電セラミックス４４ａ、４４ｂが半田付は等により重合
固着されている。同様に出力側縦振動音片３４にも出力
側圧電セラミックス４６ａ、４６ｂが重合固着されてい
る。入力側圧電セラミックス４４ａ、４４ｂおよび出力
側圧電セラミックス４６ａ、４６ｂの表面には予めメタ
ライズ等の図示しない電極が各々形成されている。そし
て、前記支持部材４０．４２の各々の端部が長方形の外
枠部材５０の内端面に取着されている。この場合、前記
外枠部材５０と入力側および出力側縦振動音片３２およ
び３４とは同一面上にある。さらに、入力側および出力
側圧電セラミックス４４ａ、４４ｂおよび４６ａ、４６
ｂに対する高周波信号の給電および導出のための給電線
５２および導出線５４が配線され、また接地線５２ｅ、
５４ｅが配線される。

上記の構成においては、入力側および出力側縦振動音片
３２および３４の先端部に、すなわち、縦振動方向の変
位の大なる部分に結合部材３６．３８が配設されている
。ここでは振動が横波、所謂、屈曲振動で伝搬（結合）
し、これによりスプリアス応答が低減されて、通過帯域
特性が向上する。

以下、フォトリングラフィの技術による上記の製造方法
を工程順をもって説明する。

第１の工程（第１図ａ）において、入力側および出力側
縦振動音片３２および３４、結合部材３６．３８、支持
部材４０．４２と外枠部材５０の全体を一面に含み、所
望の縦振動特性が得られるように設計された金属平板８
０上に、フォトレジスト層８４を塗布する。

第２の工程（第１図ｂ）において、入力側および出力側
縦振動音片３２および３４、結合部材３６．３８、支持
部材４０．４２と外枠部材５０と同一の形状を含んだマ
スクパターン８６を介して光照射、例えば、紫外線Ｌｘ
を照射して、露光の処理を施す。

第３の工程（第１図Ｃ）において、溶媒に浸して現像処
理を施し、この後、光照射された部分のフォトレジスト
層８７ａ、８７ｂ、８７ｃの部分を除去する。

第４の工程（第１図ｄ）において、前記第３の工程にお
いて除去された金属平板８０のフォトレジスト層８７ａ
乃至８７ｃに対応する部分をエツチング加工処理を施し
て除去する。

このようにして、入力側および出力側縦振動音片３２お
よび３４、結合部材３６．３８、支持部材４０．４２、
外枠部材５０が一体的に形成される。

次いで、前記第４工程で形成された入力側および出力側
縦振動音片３２および３４に、真空蒸着法あるいはスパ
ッタ法を用いて金材料あるいは銀材料等のメタライズが
形成された入力側および出力側圧電セラミックス４４ａ
、４４ｂおよび４６ａ、４６ｂを半田付けをもって重合
固着する。

この後、入力側圧電セラミックス４４ａ、４４ｂと外枠
部材５０との間に給電線５２および接地線５２ｅと、出
力側圧電セラミックス４６ａ、４６ｂと外枠部材５０と
に導出線５４、接地線５４ｅが半田付けをもって接続さ
れる。

次いで、以上の構成における動作について説明する。

先ず、一対の入力側圧電セラミックス４４ａ１４４ｂと
入力側縦振動音片３２との間に給電線５２フよび接地線
５２ｅを介して信号源○ｓｃより高周波信号Ｓ４、例え
ば、スパーヘテロダイン式受信機等の周波数変換部で生
成される４５５ＫＨｚの中間周波数信号が供給される。

それにより、電気的にアースされた入力側縦振動音片３
２と入力側圧電セラミックス４４ａ、４４ｂとの間に高
周波信号Ｓ４に相応した電界を生起する。この電界によ
り入力側圧電セラミックス４４ａ、４４ｂは図中の矢印
ｍｉおよびｍＯに示す方向に電歪を生じ、入力側縦振動
音片３２が長さＬ４を縦波の半波長とする周波数Ｆ、に
おいて共振する。入力側縦振動音片３２における縦波の
平均伝搬速度をＶとすると、周波数Ｆ４は次式にて与え
られる。

Ｆ４　　＝Ｖ／　（２Ｌ４）　　　　　　　　　　　　
・・・（３）この縦振動は結合部材３６．３８を介して
出力側縦振動音片３４に機械的に結合して伝搬し、出力
側縦振動音片３４が長さＬ５により周波数Ｆ、の振動に
おいて応動し、すなわち、縦振動で共振する。この周波
数Ｆ５は（３）式と同様に出力側縦振動音片３４の縦波
の平均伝搬速度をＶとするならば、Ｆｓ　　＝Ｖ／　（２ＬＳ）　　　　　　　　　　　　
・・・（４）となる。この出力側縦振動音片３４の縦振
動の電歪により出力側圧電セラミックス４６ａ、４６ｂ
の図示しない電極に電圧を生起し、縦振動の伝達等に起
因して形成される所定の急峻な周波数特性、すなわち、
狭帯域の周波数特性に形成された、例えば、４５５ＫＨ
ｚの中間周波数信号が導出線５４、接地線５４ｅから出
力信号Ｓ、として導出される。

以下、スプリアス応答の低減について説明する。

入力側および出力側縦振動音片３２および３４の縦振動
方向の変位は入力側および出力側縦振動音片３２および
３４の先端部の方が大なる値となる。

また縦振動と垂直方向の変位は入力側および出力側縦振
動音片３２および３４の中央部が大なる値となる。ここ
で、結合部材３６．３８を介して、入力側縦振動音片３
２の縦振動により生起した縦振動方向の変位、並びに縦
振動に垂直方向の変位が出力側縦振動音片３４に伝達（
結合）される。

この場合、縦振動に垂直方向の変位は、結合部材３６．
３８により出力側縦振動音片３４の縦振動に結合するだ
けでなく、他のモードによる振動も結合する。このため
スプリアス応答が大なる値となり、フィルタの特性を劣
化させる。縦振動と垂直方向の振動は結合部材３６．３
８を主として縦波として伝搬し、また、縦振動方向の変
位は縦振動と垂直方向の変位と比較し、結合部材３６．
３８により出力側縦振動音片３４の縦振動に結合するた
め、スプリアス応答が小さい。そして、縦振動方向の振
動は、結合部材３６．３８において屈曲振動となり伝搬
する。

従って、入力側および出力側縦振動音片３２および３４
の先端付近等の縦振動方向の変位の大なる部分に結合部
材３６．３８が設けられることになり、結合部材３６．
３８を屈曲振動にて入力側縦振動音片３２と出力側縦振
動音片３４の間が結合され、スプリアス応答が低減する
。これにより通過帯域特性が改善される。

また、入力側縦振動音片３２の縦振動方向の変位はその
先端部の方が大きく、縦振動方向位置の関数である。こ
のため、特性を所望の特性とし、各縦振動音片である素
子間のばらつきを小さくするため、入力側縦振動音片３
２に対する出力側縦振動音片３４の結合量を一定とする
必要がある。ここでは、結合部材３６．３８の入力側縦
振動音片３２に対する相対位置をなるべく一定に保つこ
とが必要であり、入力側縦振動音片３２と出力側縦振動
音片３４と結合部材３６．３８をフォｌ−ＩＪソグラフ
ィ技術を採用して、１枚の平板からエツチング法にて作
製することにより、それら構成要素（入力側および出力
側縦振動音片３２および３４、結合部材３６．３８）の
相対位置を一定に保つことができる。

次いで、５個の縦振動音片で構成され、通過帯域外の減
衰量が向上する他の実施例を第３図に示す。

この例は、入力側および出力側縦振動音片７０および７
８の間に複数の縦振動音片７２．７４．７６が設けられ
、さらに結合部材８２ａ、８２ｂと８４ａ、８４ｂと８
６ａ、８６ｂと８８ａ、８８ｂにおいて、多縦振動音片
７０乃至７８が連接されている。

そして、入力側および出力側縦振動音片７０および７８
の中央部から突出して支持部材９０．９２が設けられ、
その端部は外枠部材１１０に固着されている。

さらに前記入力側および出力側縦振動音片７０および７
８には一対の入力側圧電セラミックス９９ａ、９９ｂお
よび出力側圧電セラミックス１０１ａ。

１０１ｂが重合固着されている。なお、符号１２２．１
２２ｅおよび１２４．１２４ｅは夫々給電線、接地線お
よび導出線、接地線である。

斯かる構成における作用は前記の実施例と基本的に同様
であり、その重複した説明は省略する。

このように、多段の上記各縦振動音片７０乃至７８が配
設される際は、上記縦振動音片７０乃至７８間のばらつ
きが低減されて、殊に、通過帯域特性が向上する効果が
大きい。

［発明の効果］以上のように、本発明の複合縦振動メカニカルフィルタ
の製造方法によれば、供給された高周波信号を所定の周
波数帯域に形成して導出する複合縦振動メカニカルフィ
ルタにおいて、高周波信号の入力側および出力側を含み
、通過帯域に近接する領域において縦振動する複数の振
動体と、当該入力側振動体および出力側振動体に夫々重
合せしめられ導体が接続される電極板を備えた圧電部材
と、前記複数の振動体の端部間に配設されるとともに、
屈曲振動において結合する複数の結合部材と、前記入力
側振動体および出力側振動体に突設して形成される支持
部材と、当該支持部材が取着された前記入力側および出
力側を含む複数の振動体を保持する保持部材とを備えて
構成されることを特徴としている。

これにより、中心周波数が高精度に決定されるとともに
、通過帯域特性が向上し、看産される際の個々の特性が
一定化され、品質が向上する効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る複合縦振動メカニカルフィルタの
製造方法の工程を示す斜視図、第２図は第１図の工程が
用いられて作製される複合縦振動メカニカルフィルタの
構成を示す斜視図、第３図は第１図の工程が用いられて作製される複合縦振
動メカニカルフィルタの他の構成例を示す斜視図、第４図は従来の技術に係る複合縦振動メカニカルフィル
タの構成例を示す斜視図である。３２・・・入力側縦振動音片　３４・・・出力側縦振動
音片３６．３８・・・結合部材　　　４０．４２・・・
支持部材４４ａ、４４ｂ・・・入力側圧電セラミックス
４６ａ、４６ｂ・・・出力側圧電セラミックス５０・・
・外枠部材　　　　　８０・・・金属平板８４・・・フ
ォトレジスト層　８６・・・マスクパターンＬｘ・・・
紫外線ＦＩＧ、４

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧電部材が重合された入力側および出力側を含む
複数の振動体が結合部材で連接され、入力側および出力
側振動体に突設される支持部材が保持部材に取着されて
、供給された高周波信号を所定の周波数帯域に形成して
導出する複合縦振動メカニカルフィルタの製造方法にお
いて、入力側および出力側を含み、通過帯域に近接する
領域において縦振動する複数の振動体と、当該複数の振
動体の端部間に配設されるとともに屈曲振動において結
合する複数の結合部材とが一平板部材より一体的にフォ
トリソグラフィ技術で作製されることを特徴とする複合
縦振動メカニカルフィルタの製造方法。