JPH05102787A - 多重モード圧電フイルタ素子の電極構造と通過帯域幅調整方法 - Google Patents
多重モード圧電フイルタ素子の電極構造と通過帯域幅調整方法Info
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- JPH05102787A JPH05102787A JP29085491A JP29085491A JPH05102787A JP H05102787 A JPH05102787 A JP H05102787A JP 29085491 A JP29085491 A JP 29085491A JP 29085491 A JP29085491 A JP 29085491A JP H05102787 A JPH05102787 A JP H05102787A
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Abstract
ついても通過帯域幅にばらつきが生じない多重モ−ド圧
電フィルタ素子を提供することを目的とする。 【構成】圧電素板の相対面する両面それぞれに付着する
対向電極の一方或は双方を所定の間隙を隔して分割した
分割電極とした多重モード圧電フィルタ素子に於いて、
前記分割電極のプレートバック(plate bac
k)量と通過帯域幅との関係を示すグラフの極点近傍に
て前記プレートバック量を選択した時に、所望の通過帯
域幅が得られるよう前記分割電極の形状を決定したもの
である。
Description
−ド圧電フィルタ素子の構造に関する。
ATカット水晶素板(AT板)1の主表面表裏に相対向
する電極2を付着し、前記電極2の一方あるいは双方を
所定の間隙(ギャップ)を介して分割することによって
当該分割電極2による振動相互の音響結合の結果、前記
AT板表面に発生する対称モ−ド及び反対称モ−ドと称
する共振周波数がそれぞれfs 及びfa なる2つの振動
モ−ドを利用し、中心周波数がほぼfa であり通過帯域
幅がほぼ2(fa −fs )となる所謂多重(2重)モ−
ド水晶フィルタ素子が通信機等の分野で広く用いられて
いる。その製造に於いては、所定の大きさに加工した前
記AT板表面に、電極と同一形状の孔を穿設した金属マ
スクを用い蒸着によって電極を形成するのが一般的であ
った。しかしこの方法では電極のエッジがぼけるため前
記分割電極2の電極形状及びギャップ間隔gがばらつ
き、これらの寸法をパラメータとして変化するフィルタ
の通過帯域幅がばらつくという問題があった。これは例
えばギャップ間隔gが狭くなると分割電極2の音響結合
が強くなり通過帯域幅が広く、逆の場合は狭くなるとい
った周知の現象に起因するものである。
ートバック量をパラメータとして変化することに着目
し、電極膜厚を変化させることによって上述のばらつき
を調整していた。ここで、プレートバック量とは、水晶
素板表面に電極のない無電極状態を基準として、その表
面に電極を付着したことによる固有周波数の変化量を示
すものであって、一般的には電極膜厚が厚くなるにつれ
てプレートバック量が大きくなる。実際には、図5の実
線で示す如きプレートバック量と通過帯域幅との周知の
関係を示すグラフに於いて、その傾きが大きくなる○印
の一方の近傍でプレートバック量を選択したとき、スペ
ック等で与えられた目的とする通過帯域幅Δfが得られ
るよう電極形状及びギャップ間隔gを決定していた。こ
れは上述の理由から明らかなように、例えばギャップ間
隔gを変化させると前記グラフが図5の点線で示す如く
同図中上下方向に移動可能であることを利用すればよ
い。このように構成すれば図5の○印近傍ではプレート
バック量によって通過帯域幅を容易に変化させることが
できるから、電極形成後プレートバック量即ち電極膜厚
を変化することによって電極寸法による通過帯域幅のば
らつきを調整していた。
化に伴い、上述の如き多重モ−ド圧電フィルタ素子に於
いても一枚のAT板表面にホトリソグラフィによって微
小な電極を複数個同時に形成し、これを小さなユニット
ごとに切断する所謂バッチ処理による製造が行われるよ
うになった。これによって量産及びコストダウンが可能
となるのはもちろん、ホトリソグラフィを用いたことに
より分割電極のエッジが従来よりはるかにシャープにな
ると共にギャップ間隔gのばらつきも大幅に縮減される
から、電極寸法による通過帯域幅のばらつきは極限され
調整の必要がなくなった。
フィルタ素子に於いて上述した如く図5の一方の○印近
傍でプレートバック量を選択したとき、スペック等で与
えられた目的の通過帯域幅Δfが得られるよう分割電極
の電極形状及びギャップ間隔gを決定すると、従来は問
題にならなかったプレートバック量即ち電極膜厚のばら
つきによる通過帯域幅のばらつきが現出するため、電極
寸法による通過帯域幅のばらつきを極限したにもかかわ
らず調整しなければならないという欠陥があった。
圧電フィルタ素子の有する欠陥を解決するためなされた
ものであって、分割電極の膜厚がばらついても通過帯域
幅にばらつきが生じない多重モ−ド圧電フィルタ素子を
提供することを目的とする。
多重モ−ド圧電フィルタ素子は圧電素板の相対面する両
面それぞれに付着する対向電極の一方或は双方を所定の
間隙を隔して分割した分割電極とした多重モード圧電フ
ィルタ素子に於いて、前記分割電極のプレートバック
(plate back)量と通過帯域幅との関係を示
すグラフの極点近傍にて前記プレートバック量を選択
し、所望の通過帯域幅が得られるよう前記分割電極を構
成したものである。
に説明する。図1はAT板表面にホトリソグラフィによ
って分割電極を形成した中心周波数90MHzの多重モ
−ド水晶フィルタ素子に於けるプレートバック量と通過
帯域幅の関係を示すグラフであって、該グラフの極点
(即ち同図中●印)近傍のプレートバック量pに相当す
る電極膜厚を選択したとき目的の通過帯域幅Δfとなる
よう分割電極の電極形状及びギャップ間隔gを選択する
ことによって、同図から明らかな如くプレートバック量
の変化に対し通過帯域幅はほとんど変化しないから、た
とえ電極膜厚の製造ばらつきが生じたとしてもほぼ無調
整で製造することが可能となるから調整工程が不要とな
りコストダウンすることができる。
於いては小型化と共に高周波化への要求が高まっている
が、ATカット水晶振動子の如く厚みすべり振動を利用
した圧電共振子の素板は一般に平板であり、その共振周
波数は板厚と反比例するため製造技術及び機械的強度の
観点から基本波振動においては40MHz程度が限界で
あった。これを解決する手段の一として、以前より数1
0乃至数100MHzの高周波領域に於いて基本波振動
が励振可能な超薄板圧電共振子を利用した多重モ−ド圧
電フィルタ素子が提案されている。図2(a)及び
(b)はそれぞれ本発明に係る多重モ−ド圧電フィルタ
素子にこの超薄板圧電共振子を利用した一例を示す平面
図及びABに於ける断面図であって、AT板1の一方の
表面を例えばエッチングによって凹陥せしめ、その底面
を薄板状の振動部3とすると共に前記振動部3の周囲を
支持する厚肉の環状囲繞部4を前記振動部3と一体的に
形成して前記振動部3の機械的強度を保持した超薄板水
晶共振子に於いて、凹陥側に導電膜を蒸着して全面電極
5を形成し、対向する平坦面の前記振動部3ほぼ中央に
分割電極2を上述した如くプレートバック量と通過帯域
幅との関係を示すグラフの極点近傍にて前記プレートバ
ック量を選択し、所望の通過帯域幅が得られるよう形成
することによって上述の実施例と同様の効果を高周波領
域に於いても得ることができる。
に於いて、製造後通過帯域幅の微調整を必要とする場合
には、図3に示す如く一方の電極のみを分割するタイプ
の分割電極2とし、そのギャップ真裏の分割しない側の
電極表面に、蒸着等により金属6を付着することによっ
て、分割電極2のギャップ近傍に於ける音響結合が高ま
り、その結果として通過帯域幅が広がる周知の技術を適
用すればよい。以上、ATカット水晶素板を用いた多重
モ−ド圧電フィルタ素子を実施例に本発明を説明してき
たが、本発明はこれのみに限定される必要はなく、明細
書の煩雑を避ける為グラフは省略するが、他の圧電材料
に於いてもプレートバック量と通過帯域幅との間に同様
の関係を有することから、本発明をこれらに適用しても
よいこと自明である。
のであるから、分割電極の形状即ちホトリソグラフィ用
マスクの変更のみで調整工程を必要とすることなく通過
帯域幅の製造ばらつきを極限する上で著しい効果を呈す
る。
レートバック量と通過帯域幅の関係を示す図。
板圧電共振子を利用した多重モ−ド圧電フィルタ素子の
一例を示す平面図及びABに於ける断面図。
過帯域幅の調整方法を説明する図。
す斜視図。
バック量と通過帯域幅の関係を示す図。
Claims (3)
- 【請求項1】圧電素板の相対面する両面それぞれに付着
する対向電極の一方或は双方を所定の間隙を隔して分割
した分割電極とした多重モード圧電フィルタ素子に於い
て、前記分割電極のプレートバック(plate ba
ck)量と通過帯域幅との関係を示すグラフの極点近傍
にて前記プレートバック量を選択し、所望の通過帯域幅
が得られるよう前記分割電極を構成したことを特徴とす
る多重モ−ド圧電フィルタ素子の電極構造。 - 【請求項2】薄肉の振動部と前記振動部の周囲を支持す
る厚肉の環状囲繞部とを圧電素板で一体的に構成し、前
記振動部表面に前記分割電極を設けたことを特徴とする
請求項1記載の多重モード圧電フィルタ素子の電極構
造。 - 【請求項3】前記対向電極の一方を所定の間隙を隔して
分割した分割電極とした前記多重モード圧電フィルタに
於いて、前記間隙真裏の分割しない側の電極表面に所定
量の金属を付着して通過帯域幅を変化せしめたことを特
徴とする請求項1及び2記載の多重モード圧電フィルタ
の通過帯域幅調整方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29085491A JP3552056B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 多重モード圧電フィルタ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29085491A JP3552056B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 多重モード圧電フィルタ素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05102787A true JPH05102787A (ja) | 1993-04-23 |
JP3552056B2 JP3552056B2 (ja) | 2004-08-11 |
Family
ID=17761354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29085491A Expired - Fee Related JP3552056B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 多重モード圧電フィルタ素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3552056B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6243933B1 (en) * | 1996-04-16 | 2001-06-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and method for fabricating the same |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP29085491A patent/JP3552056B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6243933B1 (en) * | 1996-04-16 | 2001-06-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and method for fabricating the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3552056B2 (ja) | 2004-08-11 |
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