JPH0314822Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の分野 この考案は、圧電共振部品に関し、特に基板の
エネルギ閉込型厚みすべり振動モード（TS振動）
モードを利用した圧電共振部品に関する。

従来技術の説明 従来より、主として１〜50MHz周波数帯におけ
る圧電フイルタとして、基板のエネルギ閉込型厚
み縦振動（TE振動）モードを利用したもの、な
らびに基板のエネルギ閉込型厚みすべり振動
（TS振動）モードを利用したものが開発されてい
る。これらの圧電フイルタは、たとえばテレビの
音声信号検出用バンドパスフイルタなどに幅広く
使用されている。この考案は、上述した２種の圧
電共振部品のうち、TS振動モードを利用したも
のに関する。

第１Ａ図および第１Ｂ図は、TS振動モードを
利用した圧電セラミツクフイルタ基板（２段構
成）の代表的な例を示し、第１Ａ図は表面を、第
１Ｂ図は裏面を示す。各図において、ハツチング
部分は、基板表面に形成された電極膜を示す。こ
の第１Ａ図および第１Ｂ図に示したフイルタの周
波数特性を、第２図に示す。第２図から明らかな
ように、TS振動モードを利用した従来のフイル
タでは、０〜4.0MHz周波数帯域において、大き
なスプリアス振動を発生していない。しかしなが
ら、たとえばテレビジヨン信号のSIFフイルタと
して用いるには、この周波数帯域において50〜
55dBの減衰量が要求される。したがつて、第１
Ａ図および第１Ｂ図に示した従来のフイルタで
は、十分な減衰量を得ることはできなかつた。よ
つて、フイルタに直列に、他のハイパスフイルタ
を補助的に接続しなければ、SIFフイルタとして
用いることはできなかつた。

さらに、TS振動モードを利用する場合には、
モードの性質上フイルタ基板の厚みをTE振動モ
ードを用いる場合に比べて約２分の１程度まで薄
くせざるを得ない。また構造的にも、２段構成の
フイルタでは第１Ａ図および第１Ｂ図に示したよ
うに、Ｕ字型となるため機械的強度の面で難があ
り、製品の歩留りが低く、かつ信頼性に乏しいと
いう欠点があつた。また、基板の寸法が第１Ａ図
から明らかなように、比較的大きくなるため、こ
れらの製品の小形化には限界があり、より一層の
小形化が求められている。

考案の目的 それゆえに、この考案の目的は、TS振動を利
用した、小形かつ周波数特性に優れた圧電共振部
品を堤供することにある。

考案の構成 この考案は、要約すれば、圧電基板と、該圧電
基板の表面および裏面に少なくとも一部において
表裏対向するように形成された表面および裏面電
極とを有する第１および第２のエネルギ閉込型厚
みすべり振動モードを用いた共振ユニツトを備え
た圧電共振部品であつて、 各共振ユニツトは各裏面電極が相互に対向する
ように所定距離を隔てて配置されており、相互に
対向された各裏面電極は共通の第１のリード端子
に接続されており、各表面電極は個別の第２およ
び第３のリード端子に接続されており、少なくと
も各共振ユニツトの振動部分が弾性膜で覆われて
おり、かつ外装樹脂デイツプが施されている、圧
電共振部品である。

さらに、この考案において、前記第１、第２お
よび第３のリード端子は、それぞれ板材から形成
され、第１のリード端子は、各裏面電極から共通
に引き出されかつ共振ユニツトの側面に形成され
た導電層に接触した状態で接続され、第２および
第３のリード端子は、各々の先端が折曲げられ、
これら折曲げられた先端において、それぞれ、各
表面電極に対向させた状態で接続される。

この考案のその他の特徴は、図面を参照して行
なう以下の実施例の説明により明らかとなろう。

実施例の説明 第３図は、この考案の一実施例に用いられる圧
電共振エレメントを示す斜視図である。このエレ
メントは、第１の共振ユニツト１１および第２の
共振ユニツト２１を備える。第１の共振ユニツト
１１は、圧電基板１２と圧電基板１２の表面およ
び裏面に形成された電極１３，１４を有する。第
３図から明らかなように、表面電極１３と裏面電
極１４とは、少なくとも一部において表裏対向す
るように形成されている。同様に、第２の共振ユ
ニツト２１も圧電基板２２ならびに表面電極２３
および裏面電極２４を有する。各共振ユニツト１
１，２１は、各裏面電極１４，２４が対向するよ
うに所定距離を隔てて配置されている。第３図に
示した例では、各共振ユニツト１１，２１は、絶
縁性接着剤層１６により相互に接着されており、
特に各々の振動部分間に存在する接着剤層１６の
存在により機械的に結合されている。

相互に対向された各裏面電極１４，２４は、導
電性接着剤層１７に接続されており、それによつ
て共通に引出されている。

第４Ａ図および第４Ｂ図は、第３図に示した圧
電共振エレメントに接続するリード端子の正面図
および側面図を示す。第４Ａ図および第４Ｂ図に
示すうに、板材からなる、３本の端子３１，３
２，３３を図のように配置する。端子３１，３３
は、それぞれ先端が主表面に対し直角に折曲げら
れており、さらに最先端部に弾性をもつてエレメ
ントに接触し得るように、屈曲部３１ａ、３３ａ
を有する。各端子３１，３２，３３は、図面に示
したように別個に準備される必要はない。すなわ
ち相互に連結されたリードフレームの状態で準備
してもよく、その方が量産に適していることは言
うまでもない。

次に、第４Ａ図および第４Ｂ図に示した端子の
先端部分に、第３図に示した圧電共振エレメント
を挿入し、端子３１，３３により挾持する。した
がつて圧電共振エレメントの各表面電極１３，２
３が、それぞれ、端子３１，３３に接続される。
他方、端子３２の先端は、第５図に示すように、
圧電共振エレメントの側面すなわち共振ユニツト
１１，２１の側面に接触する。したがつて各裏面
電極１４，２４および導電性接着剤層１７（第３
図参照）に、端子３２が接触し、各裏面電極１
４，２４が共通に引出される。

次に、第６図に示すように、各端子３１，３
２，３３と各電極１３，１４，２３，２４とを、
はんだ付けにより接続する。電極とリード端子と
の接続を終了した後、第７図に示すように、圧電
共振エレメントおよび各端子３１，３２，３３の
一部を、たとえばシリコーン樹脂などからなる弾
性膜３４により被覆する。弾性膜３４は、厚みす
べり振動を抑制することなく、妨害振動となる厚
み縦振動を抑制するために被覆されるものであ
る。なお、弾性膜３４は、「少なくとも共振ユニ
ツトの振動部分」を覆うものであればよい。

最後に、第８図に正面図で示すうに、弾性膜３
４のさらに外側に樹脂３５によりデイツピングを
施す。外装樹脂３５としては、弾性膜３４とは異
なり比較的固い材料が用いられる。外部よりの衝
撃による破損を防止するためである。樹脂デイツ
プを施した後、たとえば第８図の一点鎖線Ｘで示
す部分で、端子３１，３２，３３を切断すること
により、所望の長さのリード端子を有する圧電共
振部品を得ることができる。なお、第４Ａ図およ
び第４Ｂ図からこの第８図までの工程は、すべて
リードフレーム上で行なうことができる。したが
つて極めて効率良く量産し得ることが理解される
であろう。

上述のようにして得られたこの考案の一実施例
の特性を第９図および第１０図を参照して説明す
る。

第３図に示した構造において、絶縁性接着剤１
６により相互に接着される前の共振ユニツト１１
または２１を単体で見ると、１枚の圧電基板１２
または２２の表面および裏面に少なくとも一部に
おいて表裏対向するように表面電極１３または２
３および裏面電極１４または２４が形成された厚
みすべり振動共振子を構成しており、このような
共振ユニツト１１または２１は、各々単体では、
単一共振特性しか示さない。

他方、第３図に示すように、絶縁性接着剤層１
６により共振ユニツト１１，２１が相互に接着さ
れた構造をもつて得られた第８図に示した圧電共
振部品において各端子３１，３２，３３間のアド
ミタンス特性を求めると、第９図に示すように、
周波数の異なる２つの共振特性が観測される。す
なわち、端子３１と端子３３とをシヨートさせ、
上述した共振ユニツト１１または２１単体の状態
に相当する状態としたとき、これらシヨートされ
た端子３１，３３と共通リード端子３２との間の
アドミタンスと周波数との関係は、第９図の「Ｓ
モード」のように現れる。この状態は、入力端子
となる端子３１（または３３）と出力端子となる
端子３３（または３１）とが同じ位相で振動する
状態であり、これを対称（symmetry）モード、
すなわち「Ｓモード」と呼んでいる。また、端子
３１と端子３３との間のアドミタンスと周波数と
の関係は、第９図の「Ａモード」ように現れる。
この状態は、入力端子となる端子３１（または３
３）と出力端子となる端子３３（または３１）と
が互いに逆の位相で振動する状態であり、これを
非対称（antisymmetry）モード、すなわち「Ａ
モード」と呼んでいる。

このように、１つの圧電共振部品に周波数の異
なる２つの共振が同時に生じるので、これを２重
モード共振と呼んでいる。

したがつて、このような圧電共振部品におい
て、端子３１（または３３）を入力端子、端子３
３（または３１）を出力端子、端子３２を接地端
子とすれば、２つの共振ユニツト１１，２１が機
械的に結合しているので、共振ユニツト１１，２
１単体で観測される。「Ｓモード」に重畳されて、
「Ｓモード」とは周波数特性の異なる「Ａモード」
も励振され、第１０図に示すようなバンドパスフ
イルタ特性を示す。

第９図における「Ｓモード」では、アドミタン
ス値が大きくなるほど、入力がより多く接地側へ
流れ、出力電圧が低くなる。また、「Ａモード」
では、アドミタンス値が大きくなるほど、入力電
圧のより多くが出力電圧として取り出される。し
たがつて、「Ｓモード」の共振周波数（すなわち、
アドミタンス値が極大となる周波数）付近におい
て、第１０図に示すように、バンドパスフイルタ
特性の減衰極が存在し、「Ｓモード」の反共振周
波数（すなわち、アドミタンス値が極小となる周
波数）および「Ａモード」の共振周波数付近にお
いて、バンドパスフイルタ特性の中心周波数が存
在し、「Ａモード」の反共振周波数付近において、
バンドパスフイルタ特性のもう１つの減衰極が存
在するようになる。なお、第１０図において、２
つの減衰極および中心周波数が、上述した周波数
から各々ずれているのは、２つの共振ユニツト１
１，２１が機械的に結合しており、互いに干渉す
るためである。

また、第１０図から明らかなように、この圧電
共振部品の０〜10MHz周波数帯におけるスプリア
ス応答は約37〜38dBである。この値は、前述し
た第１Ａ図および第１Ｂ図に示した２段構成の
TS振動モードを利用したフイルタの周波数特性
に相当するものである。すなわち、この実施例の
圧電共振部品は、１段構成であるにもかかわら
ず、従来の２段構成の圧電フイルタに相当する性
能を有する。したがつて、この実施例の圧電共振
部品の挿入損失は、従来のもの比べて約２分の１
と大幅に改善されている。

次に、従来のTS振動モードを利用したフイル
タ（第１Ａ図および第１Ｂ図に示したもの）との
大きさを比較する。

第１Ａ図および第１Ｂ図に示した基板では、幅
3.0mm×高さ6.5mm×厚み0.23mmでその表面積は
19.5mm²である（第１Ａ図および第１Ｂ図参照）。

これに対し、この実施例の圧電共振部品では、
基板の寸法は、幅0.8mm×高さ5.0mm×厚み0.5mmで
あり、表面積は4.0mm²である。

上述の比較から明らかなように、第８図に示し
た実施例の圧電共振部品は、従来のものに比して
飛躍的に小形にされていることがわかる。

さらに、圧電基板を２枚貼合わせてフイルタエ
レメントを構成するものであるため、厚みもある
程度厚くなり、機械的強度が向上し、したがつて
製品の歩留りおよび信頼性についても飛躍的に改
善されている。

上述した各実施例では、圧電共振エレメントは
１個のみが３本の端子に挾持された構造を示した
が、たとえば第１１図に示す複数個の圧電共振エ
レメントを導電ペイント５０で縦続接続したもの
を、３本の端子に挾持させ、弾性膜および樹脂外
装を施してもよい。また、圧電共振エレメントを
構成する共振ユニツト同士が機械的に結合されて
おらず、各々独立して動作する構成、すなわち二
端子共振ユニツト２個の各々の振動部分を除いた
圧電基板部分に接着剤層を設けて貼り合わせ、各
ユニツトの裏面電極が共通に引出され、各表面電
極が個別的に引出された構成も本考案に含まれ
る。

考案の効果 以上のように、この考案によれば、圧電基板
と、該圧電基板の表面および裏面に少なくとも一
部において表裏対向するように形成された表面電
極および裏面電極とを有する第１および第２のエ
ネルギ閉込型厚みすべり振動モードを用いた共振
ユニツトを備えた圧電共振部品であつて、各共振
ユニツトは各裏面電極が対向するように所定距離
を隔てて配置されており、相互に対向された各裏
面電極は共通の第１のリード端子に接続されてお
り、各表面電極は個別の第２および第３のリード
端子に接続されており、これら第１、第２および
第３のリード端子は、それぞれ、板材から形成さ
れ、第１のリード端子は、各裏面電極から共通に
引き出されかつ共振ユニツトの側面に形成された
導電層に接触した状態で接続され、第２および第
３のリード端子は、各々の先端が折曲げられ、こ
れら折曲げられた先端において、それぞれ、各表
面に対向させた状態で接続され、さらに、少なく
とも共振ユニツトの振動部分が弾性膜で覆われて
おり、かつ外装樹脂デイツプが施されている構造
を有するため、小形で高性能の、機械的信頼性に
優れた圧電共振部品を得ることが可能となる。ま
た、特に第２および第３のリード端子に関して
は、各々の先端が折曲げられることによつて、各
表面電極に対して、面と面とを対向させた状態で
接続されるので、電気的接続の信頼性が高められ
る。また、第１、第２および第３のリード端子
は、それぞれ板材から形成されるので、これらリ
ード端子を相互に連結したリードフレームの状態
で取り扱うことが可能となり、したがつて、各リ
ード端子の取扱いおよびリード端子と共振ユニツ
トとの接続を能率的に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図は、従来のTS振動モ
ードを用いた圧電フイルタの表面図および裏面図
を示す。第２図は、第１Ａ図および第１Ｂ図に示
したフイルタの周波数特性を示す図である。第３
図は、この考案の一実施例に用いられる圧電共振
エレメントを示す斜視図である。第４Ａ図および
第４Ｂ図は、第３図に示した圧電共振エレメント
に接続する端子を示す正面図および側面図であ
る。第５図は、第４Ａ図および第４Ｂ図に示した
端子に第３図に示した圧電共振エレメントを挾持
させた状態を示す正面図である。第６図は、第５
図に示した状態においてはんだ付けにより各電極
と各端子を接続した状態を示す正面図である。第
７図は、第６図に示した状態に続いて共振ユニツ
トを弾性膜で被覆した状態を示す正面図である。
第８図は、第７図に示した状態に続き樹脂外装を
施した状態を示す正面図である。第９図は、第８
図に示した実施例の３端子接続の変更による振動
応答を示す図である。第１０図は、第８図に示し
た実施例の周波数特性を示す図である。第１１図
は、圧電共振エレメントを複数個縦続接続した状
態を示す側面図である。 １１……第１の共振ユニツト、１２……圧電基
板、１３……表面電極、１４……裏面電極、２１
……第２の共振ユニツト、２２……圧電基板、２
３……表面電極、２４……裏面電極、３１，３３
……各表面電極に接続されるリード端子、３２…
…共通リード端子、３４……弾性膜、３５……外
装樹脂。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 圧電基板と、該圧電基板の表面および裏面に少
   なくとも一部において表裏対向するように形成さ
   れた表面および裏面電極とを有する第１および第
   ２のエネルギ閉じ込め型厚みすべり振動モードを
   用いた共振ユニツトを備えた圧電共振部品であつ
   て、 前記各共振ユニツトは前記各裏面電極が対向す
   るように所定距離を隔てて配置されており、 相互に対向された各裏面電極は共通の第１のリ
   ード端子に接続されており、各表面電極は個別の
   第２および第３のリード端子に接続されており、
   前記第１、第２および第３のリード端子は、それ
   ぞれ、板材から形成され、第１のリード端子は、
   前記各裏面電極から共通に引き出されかつ共振ユ
   ニツトの側面に形成された導電層に接触した状態
   で接続され、第２および第３のリード端子は、
   各々の先端が折曲げられ、これら折曲げられた先
   端において、それぞれ、前記各表面電極に対向さ
   せた状態で接続され、 少なくとも前記共振ユニツトの振動部分が弾性
   膜で覆われており、かつ外装樹脂デイツプが施さ
   れている、圧電共振部品。