JPH0580031U - セラミックフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基本的な構造、特性を保存したままで、スプ
リアスを低減させ、帯域外減衰量を大きく取り、挿入損
失を低減させる。 【構成】 同一の圧電基板１上に複数個のエネルギー閉
じ込め型振動部２、３を有する。隣り合う２つの振動部
２、３における振動中心Ｏ１ーＯ２間の距離をＡとし、
両外側に位置する振動部２、３の振動中心Ｏ１、Ｏ２か
ら基板１１〜１４の端縁までの距離をＢn（ｎ＝１〜
４）とし、動作振動モードの基板内伝搬波長をλとした
とき、距離Ａ及び距離Ｂn（ｎ＝１〜４）がＡ≧９λ、
Ｂn（ｎ＝１〜４）≧１．５λを満たす。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えばＦＭチューナの中間周波フィルタとして用いられるエネルギ ー閉じ込め型のセラミックフィルタに関し、更に詳しくは、帯域外減衰量を増大 させ、挿入損失を低減させ得るセラミックフィルタの改良に係る。

【０００２】

【従来の技術】

この種のセラミックフィルタは、実開昭５７ー２７２７号公報等の公知文献に よって知られているように、同一の圧電基板上に複数個のエネルギー閉じ込め型 振動部を間隔を隔てて配置した基本的構造を有する。この基本的な構造のために 、振動部間に機械的干渉を生じ、スプリアスを発生する。従来、スプリアスを低 減する手段としては、振動電極に半田等を付着させて質量負荷を付与し、そのダ ンピング作用を利用するか、または上記公知文献に記載されるごとく、振動部間 にスリットを設ける等の手段がとられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、振動電極に質量負荷を付加する構造では、質量負荷となる半田 を付着させる際に、振動電極下の分極が半田付け時の熱の影響で消失し、特性が 劣化し、挿入損失が増える等の問題を生じる。スリットを設ける構造は、圧電基 板の機械的強度を劣化させる。

【０００４】 そこで、本考案の課題は、上述する従来の問題点を解決し、基本的な構造、特 性を保存したままで、スプリアスを低減させ、帯域外減衰量を大きく取り、挿入 損失を低減できるようにしたセラミックフィルタを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決するため、本考案は、同一の圧電基板上に複数個のエネル ギー閉じ込め型振動部を有するセラミックフィルタであって、 隣り合う２つの振動部における振動中心間の距離をＡとし、両外側に位置する 前記振動部の前記振動中心から基板端縁までの距離をＢとし、動作振動モードの 基板内伝搬波長をλとしたとき、距離Ａ及び距離Ｂが Ａ≧１０λ、Ｂ≧１．５λ を満たす。

【０００６】

【作用】

隣り合う２つの振動部における振動中心間の距離をＡとし、動作振動モードの 基板内伝搬波長をλとしたとき、距離ＡがＡ≧１０λを満たすから、スプリアス を低減させ、帯域外減衰量を大きく取ることができる。

【０００７】 両外側に位置する振動部の振動中心から基板端縁までの距離をＢとし、動作振 動モードの基板内伝搬波長をλとしたとき、距離ＢがＢ≧１．５λを満たすから 、挿入損失を低減できる。

【０００８】 上述の作用は、距離Ａ、Ｂの選定によって得られるものである。このため、振 動電極に半田等を付着させて質量負荷を付与し、そのダンピング作用によってス プリアスを低減する従来技術と異なって、特性の劣化を招くことがない。また、 振動部間にスリットを設けてスプリアスを低減する従来技術と異なって、機械的 強度の低下を招くことがない。距離Ａ、Ｂの上限は、許容される圧電基板の大き さによって定まる。

【０００９】

【実施例】

図１は本考案に係るセラミックフィルタの平面図、図２は図１に示したセラミ ックフィルタの底面図である。同一の圧電基板１の一面上に２個のエネルギー閉 じ込め型振動部２、３を有する。圧電基板１は長さＬ及び幅Ｈを有する矩形平板 状であって、隣り合う２つの振動部２、３における振動中心間Ｏ１、Ｏ２の距離 をＡとし、振動部２、３の振動中心Ｏ１、Ｏ２から圧電基板１の４つの端縁１１ 、１２、１３、１４までの距離をＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４とし、動作振動モード の基板内伝搬波長をλとしたとき、距離Ａ及び距離Ｂ１〜Ｂ４が、Ａ≧１０λ、 Ｂ１〜Ｂ４≧１．５λを満たす。

【００１０】 図示の振動部２、３は幅Ｈの方向で見て振動中心Ｏ１、Ｏ２が同一位置にあり 、幅方向に取られた距離Ｂ３、Ｂ４が等しくなっている。振動部２は圧電基板１ の１面上に、幅Ｈの方向に間隔ｇ１を隔てて配置された駆動電極２１、２２を有 する。駆動電極２１はリード電極２３によって圧電基板１の端縁１１及び１２の 交差する隅部に設けられた接続電極２４に導通させてある。駆動電極２２はリー ド電極２７によって圧電基板１の中央よりに導かれ、圧電基板１の端縁１２にお いて、中央部に設けられたコンデンサ電極４１に接続されている。振動部３は振 動電極２と対称性を有し、圧電基板１の１面上に幅Ｈの方向に間隔ｇ２を隔てて 配置された駆動電極３１、３２を有する。駆動電極３１はリード電極３３によっ て圧電基板１の端縁１３及び１２の交差する隅部に設けられた接続電極３４に導 通させてある。駆動電極３２はリード電極３７によって圧電基板１の中央よりに 導かれ、圧電基板１の端縁１２において、中央部に設けられたコンデンサ電極４ １に接続されている。

【００１１】 図２を参照すると、振動部２は、更に、圧電基板１の反対側の他面上において 、駆動電極２１、２２と対向する位置に形成された共通電極２５を有する。共通 電極２５はリード電極２７によって、コンデンサ電極４１と対向する位置に設け られたグランド電極４２に導通させてある。同様に、振動部３も圧電基板１の反 対側の他面上において、駆動電極３１、３２と対向する位置に形成された共通電 極３６を有する。共通電極３６はリード電極３７によってグランド電極４２に導 通させてある。

【００１２】 接続電極２４、３４にはリード端子５、６がそれぞれ半田付け固定されており 、グランド電極４２にはリード端子７が半田付け等の手段によって固定されてい る。エネルギー閉じ込め型セラミックフィルタの完成品としては、良く知られて いるように、振動部２、３のまわりに空洞部が生じるようにして、全体を絶縁樹 脂８を被覆した構造となる。

【００１３】 上述のように、隣り合う２つの振動部２、３における振動中心Ｏ１ーＯ２間の 距離をＡとし、動作振動モードの基板内伝搬波長をλとしたとき、距離ＡがＡ≧ １０λを満たすから、スプリアスを低減させ、帯域外減衰量を大きく取ることが できる。

【００１４】 図３は図１及び図２に示す構造を有する１０．７ＭＨｚのセラミックフィルタ において、Ａ＝３．８ｍｍに設定した場合の周波数ー減衰特性を示す図である。 １０．７ＭＨｚのセラミックフィルタであるので、その基板内伝搬波長をλとす ると、Ａ＝３．８ｍｍはＡ＝９λ（＜１０λ）と等価である。図３に見られるよ うに、１０．７ＭＨｚの帯域外において、減衰量が−４０（ｄＢ）から−５０（ ｄＢ）の範囲に入るようなスプリアスを生じており、−６０（ｄＢ）よりも大き な帯域外減衰を得ることができない。

【００１５】 図４は図１及び図２に示す構造を有する１０．７ＭＨｚのセラミックフィルタ において、Ａ＝７．４ｍｍに設定した場合の周波数ー減衰特性を示す図である。 Ａ＝７．４ｍｍはＡ＝１７．６λ（＞１０λ）と等価である。図４に見られるよ うに、１０．７ＭＨｚの帯域外において、−６０（ｄＢ）よりも大きな帯域外減 衰を得ることができる。

【００１６】 図５は距離Ａと減衰量との関係を示す図である。図５において、横軸に２つの 目盛軸を取り、縦軸に減衰量（ｄＢ）をとって示してある。第１横軸（上側）は 距離Ａを基板内伝搬波長λによって表示した目盛となっており、第２軸（下側） は距離Ａを実寸法（ｍｍ）で表示した目盛となっている。図中の△印は振動電極 に半田を付着させて質量負荷によるダンピング作用を得る従来品の特性を示して いる。図示するように、距離Ａが１０λ以上になると、従来品である半田付着ダ ンピングの場合よりも、大きな帯域外減衰を得ることができる。

【００１７】 更に、両外側に位置する振動部２、３の振動中心Ｏ１、Ｏ２から基板端縁１１ 〜１４までの距離Ｂ１〜Ｂ４がＢ１〜Ｂ４≧１．５λを満たすから、挿入損失を 低減できる。図６は距離Ｂと挿入損失（ｄＢ）との関係を示す特性図である。図 ６において、横軸に２つの目盛軸を取り、縦軸に減衰量（ｄＢ）をとって示して ある。第１横軸（上側）は距離Ｂを基板内伝搬波長λによって表示した目盛とな っており、第２軸（下側）は距離Ｂを実寸法（ｍｍ）で表示した目盛となってい る。図示するように、距離Ｂが１．５λ以上になると、挿入損失が急激に低下す る。

【００１８】 以上、２素子型セラミックフィルタを例にとって説明したが、３素子型或いは ４素子型等、更に多段のセラミックフィルタにおいても同様に適用が可能である 。

【００１９】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば次のような効果が得られる。 （ａ）同一の圧電基板上に複数個のエネルギー閉じ込め型振動部を有するセラミ ックフィルタであって、隣り合う２つの振動部における振動中心間の距離をＡと し、動作振動モードの基板内伝搬波長をλとしたとき、距離ＡがＡ≧１０λを満 たすから、スプリアスが小さく、帯域外減衰量を大きく取り得るセラミックフィ ルタを提供できる。 （ｂ）同一の圧電基板上に複数個のエネルギー閉じ込め型振動部を有するセラミ ックフィルタであって、両外側に位置する振動部の振動中心から基板端縁までの 距離をＢとし、動作振動モードの基板内伝搬波長をλとしたとき、距離ＢがＢ≧ １．５λを満たすから、挿入損失を低減させたセラミックフィルタを提供できる 。 （ｃ）特性の劣化や機械的強度の低下などを招くことなく帯域外減衰量を大きく 取り、挿入損失を低下させたセラミックフィルタを提供できる。

【提出日】平成５年６月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】 【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えばＦＭチューナの中間周波フィルタとして用いられるエネルギ ー閉じ込め型のセラミックフィルタに関し、更に詳しくは、帯域外減衰量を増大 させ、挿入損失を低減させ得るセラミックフィルタの改良に係る。

【０００２】

【従来の技術】

この種のセラミックフィルタは、実開昭５７ー２７２７号公報等の公知文献に よって知られているように、同一の圧電基板上に複数個のエネルギー閉じ込め型 振動部を間隔を隔てて配置した基本的構造を有する。この基本的な構造のために 、振動部間に機械的干渉を生じ、スプリアスを発生する。従来、スプリアスを低 減する手段としては、振動電極に半田等を付着させて質量負荷を付与し、そのダ ンピング作用を利用するか、または上記公知文献に記載されるごとく、振動部間 にスリットを設ける等の手段がとられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、振動電極に質量負荷を付加する構造では、質量負荷となる半田 を付着させる際に、振動電極下の分極が半田付け時の熱の影響で消失し、特性が 劣化し、挿入損失が増える等の問題を生じる。スリットを設ける構造は、圧電基 板の機械的強度を劣化させる。

【０００４】 そこで、本考案の課題は、上述する従来の問題点を解決し、基本的な構造、特 性を保存したままで、スプリアスを低減させ、帯域外減衰量を大きく取り、挿入 損失を低減できるようにしたセラミックフィルタを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決するため、本考案は、同一の圧電基板上に複数個のエネル ギー閉じ込め型振動部を有するセラミックフィルタであって、 隣り合う２つの振動部における振動中心間の距離をＡとし、両外側に位置する 前記振動部の前記振動中心から基板端縁までの距離をＢ n（ｎ＝１〜４）とし、 動作振動モードの基板内伝搬波長をλとしたとき、距離Ａ及び距離Ｂ n（ｎ＝１ 〜４） が Ａ≧９λ、Ｂ n（ｎ＝１〜４）≧１．５λ を満たす。

【０００６】

【作用】

隣り合う２つの振動部における振動中心間の距離をＡとし、動作振動モードの 基板内伝搬波長をλとしたとき、距離ＡがＡ≧９λを満たすから、スプリアスを 低減させ、帯域外減衰量を大きく取ることができる。

【０００７】 両外側に位置する振動部の振動中心から基板端縁までの距離をＢ n（ｎ＝１〜 ４） とし、動作振動モードの基板内伝搬波長をλとしたとき、距離Ｂ n（ｎ＝１ 〜４） がＢ n（ｎ＝１〜４）≧１．５λを満たすから、挿入損失を低減できる。

【０００８】 上述の作用は、距離Ａ、Ｂ n（ｎ＝１〜４）の選定によって得られるものであ る。このため、振動電極に半田等を付着させて質量負荷を付与し、そのダンピン グ作用によってスプリアスを低減する従来技術と異なって、特性の劣化を招くこ とがない。また、振動部間にスリットを設けてスプリアスを低減する従来技術と 異なって、機械的強度の低下を招くことがない。距離Ａ、Ｂ n（ｎ＝１〜４）の 上限は、許容される圧電基板の大きさによって定まる。

【０００９】

【実施例】 図１は本考案に係るセラミックフィルタの平面図、図２は図１に示したセラミ ックフィルタの底面図である。同一の圧電基板１の一面上に２個のエネルギー閉 じ込め型振動部２、３を有する。圧電基板１は長さＬ及び幅Ｈを有する矩形平板 状であって、隣り合う２つの振動部２、３における振動中心間Ｏ１、Ｏ２の距離 をＡとし、振動部２、３の振動中心Ｏ１、Ｏ２から圧電基板１の４つの端縁１１ 、１２、１３、１４までの距離をＢ n（ｎ＝１〜４）とし、動作振動モードの基 板内伝搬波長をλとしたとき、距離Ａ及び距離Ｂ n（ｎ＝１〜４）が、Ａ≧９λ 、Ｂ n（ｎ＝１〜４） ≧１．５λを満たす。

【００１０】 図示の振動部２、３は幅Ｈの方向で見て振動中心Ｏ１、Ｏ２が同一位置にあり 、幅方向に取られた距離Ｂ ３、Ｂ ４が等しくなっている。振動部２は圧電基板１ の１面上に、幅Ｈの方向に間隔ｇ１を隔てて配置された駆動電極２１、２２を有 する。駆動電極２１はリード電極２３によって圧電基板１の端縁１１及び１２の 交差する隅部に設けられた接続電極２４に導通させてある。駆動電極２２はリー ド電極２７によって圧電基板１の中央よりに導かれ、圧電基板１の端縁１２にお いて、中央部に設けられたコンデンサ電極４１に接続されている。振動部３は振 動電極２と対称性を有し、圧電基板１の１面上に幅Ｈの方向に間隔ｇ２を隔てて 配置された駆動電極３１、３２を有する。駆動電極３１はリード電極３３によっ て圧電基板１の端縁１３及び１２の交差する隅部に設けられた接続電極３４に導 通させてある。駆動電極３２はリード電極３７によって圧電基板１の中央よりに 導かれ、圧電基板１の端縁１２において、中央部に設けられたコンデンサ電極４ １に接続されている。

【００１１】 図２を参照すると、振動部２は、更に、圧電基板１の反対側の他面上において 、駆動電極２１、２２と対向する位置に形成された共通電極２５を有する。共通 電極２５はリード電極２７によって、コンデンサ電極４１と対向する位置に設け られたグランド電極４２に導通させてある。同様に、振動部３も圧電基板１の反 対側の他面上において、駆動電極３１、３２と対向する位置に形成された共通電 極３６を有する。共通電極３６はリード電極３７によってグランド電極４２に導 通させてある。

【００１２】 接続電極２４、３４にはリード端子５、６がそれぞれ半田付け固定されており 、グランド電極４２にはリード端子７が半田付け等の手段によって固定されてい る。エネルギー閉じ込め型セラミックフィルタの完成品としては、良く知られて いるように、振動部２、３のまわりに空洞部が生じるようにして、全体を絶縁樹 脂８を被覆した構造となる。

【００１３】 上述のように、隣り合う２つの振動部２、３における振動中心Ｏ１ーＯ２間の 距離をＡとし、動作振動モードの基板内伝搬波長をλとしたとき、距離ＡがＡ≧ ９λ を満たすから、スプリアスを低減させ、帯域外減衰量を大きく取ることがで きる。

【００１４】 図３は図１及び図２に示す構造を有する１０．７ＭＨｚのセラミックフィルタ において、Ａ＝３．７ｍｍに設定した場合の周波数ー減衰特性を示す図である。 １０．７ＭＨｚのセラミックフィルタであるので、その基板内伝搬波長をλとす ると、Ａ＝３．７ｍｍはＡ＝８．８λ（＜９λ）と等価である。図３に見られる ように、１０．７ＭＨｚの帯域外において、減衰量が−４０（ｄＢ ）から−５０ （ｄＢ ）の範囲に入るようなスプリアスを生じており、−６０（ｄＢ ）よりも大 きな帯域外減衰を得ることができない。

【００１５】 図４は図１及び図２に示す構造を有する１０．７ＭＨｚのセラミックフィルタ において、Ａ＝７．４ｍｍに設定した場合の周波数ー減衰特性を示す図である。 Ａ＝７．４ｍｍはＡ＝１７．６λ（＞９λ）と等価である。図４に見られるよう に、１０．７ＭＨｚの帯域外において、−６０（ｄＢ ）よりも大きな帯域外減衰 を得ることができる。

【００１６】 図５は距離Ａと減衰量との関係を示す図である。図５において、横軸に２つの 目盛軸を取り、縦軸に減衰量（ｄＢ ）をとって示してある。第１横軸（上側）は 距離Ａを基板内伝搬波長λによって表示した目盛となっており、第２軸（下側） は距離Ａを実寸法（ｍｍ）で表示した目盛となっている。図中の△印は振動電極 に半田を付着させて質量負荷によるダンピング作用を得る従来品の特性を示して いる。図示するように、距離Ａが９λ以上になると、従来品である半田付着ダン ピングの場合よりも、大きな帯域外減衰を得ることができる。

【００１７】 更に、両外側に位置する振動部２、３の振動中心Ｏ１、Ｏ２から基板端縁１１ 〜１４までの距離Ｂ n（ｎ＝１〜４）がＢ n（ｎ＝１〜４）≧１．５λを満たすか ら、挿入損失を低減できる。図６は距離Ｂ n（ｎ＝１〜４）と挿入損失（ｄＢ ） との関係を示す特性図である。図６において、横軸に２つの目盛軸を取り、縦軸 に減衰量（ｄＢ ）をとって示してある。第１横軸（上側）は距離Ｂ n（ｎ＝１〜 ４） を基板内伝搬波長λによって表示した目盛となっており、第２軸（下側）は 距離Ｂ n（ｎ＝１〜４）を実寸法（ｍｍ）で表示した目盛となっている。図示す るように、距離Ｂ n（ｎ＝１〜４）が１．５λ以上になると、挿入損失が急激に 低下する。

【００１８】 以上、２素子型セラミックフィルタを例にとって説明したが、３素子型或いは ４素子型等、更に多段のセラミックフィルタにおいても同様に適用が可能である 。

【００１９】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば次のような効果が得られる。 (ａ）同一の圧電基板上に複数個のエネルギー閉じ込め型振動部を有するセラ ミックフィルタであって、隣り合う２つの振動部における振動中心間の距離をＡ とし、動作振動モードの基板内伝搬波長をλとしたとき、距離ＡがＡ≧９λを満 たすから、スプリアスが小さく、帯域外減衰量を大きく取り得るセラミックフィ ルタを提供できる。 (ｂ）同一の圧電基板上に複数個のエネルギー閉じ込め型振動部を有するセラ ミックフィルタであって、両外側に位置する振動部の振動中心から基板端縁まで の距離をＢ n（ｎ＝１〜４）とし、動作振動モードの基板内伝搬波長をλとした とき、距離Ｂ n（ｎ＝１〜４）がＢ n（ｎ＝１〜４）≧１．５λを満たすから、挿 入損失を低減させたセラミックフィルタを提供できる。 (ｃ）特性の劣化や機械的強度の低下などを招くことなく帯域外減衰量を大き く取り、挿入損失を低下させたセラミックフィルタを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るセラミックフィルタの平面図であ
る。

【図２】図１に示したセラミックフィルタの底面図であ
る。

【図３】図１及び図２に示す構造を有する１０．７ＭＨ
ｚのセラミックフィルタにおいて、Ａ＝３．８ｍｍに設
定した場合の周波数ー減衰特性を示す図である。

【図４】図１及び図２に示す構造を有する１０．７ＭＨ
ｚのセラミックフィルタにおいて、Ａ＝７．４ｍｍに設
定した場合の周波数ー減衰特性を示す図である。

【図５】距離Ａと減衰量との関係を示す図である。

【図６】距離Ｂと挿入損失（ｄＢ）との関係を示す特性
図である。

【符号の説明】

１ 圧電基板 ２、３ 振動部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年６月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【考案の名称】 セラミックフィルタ

【実用新案登録請求の範囲】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るセラミックフィルタの平面図であ
る。

【図２】図１に示したセラミックフィルタの底面図であ
る。

【図３】図１及び図２に示す構造を有する１０．７ＭＨ
ｚのセラミックフィルタにおいて、Ａ＝３．７ｍｍに設
定した場合の周波数ー減衰特性を示す図である。

【図４】図１及び図２に示す構造を有する１０．７ＭＨ
ｚのセラミックフィルタにおいて、Ａ＝７．４ｍｍに設
定した場合の周波数ー減衰特性を示す図である。

【図５】距離Ａと減衰量との関係を示す図である。

【図６】距離Ｂn（ｎ＝１〜４）と挿入損失（ｄＢ）と
の関係を示す特性図である。

【符号の説明】 １ 圧電基板 ２、３ 振動部

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一の圧電基板上に複数個のエネルギー
   閉じ込め型振動部を有するセラミックフィルタであっ
   て、 隣り合う２つの振動部における振動中心間の距離をＡと
   し、両外側に位置する前記振動部の前記振動中心から基
   板端縁までの距離をＢとし、動作振動モードの基板内伝
   搬波長をλとしたとき、距離Ａ及び距離Ｂが Ａ≧１０λ、Ｂ≧１．５λ を満たすセラミックフィルタ。