JPH1141062A - 圧電フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全体の外形をいびつな形状とすることなく、
小型であり、かつ十分な中継容量を有する圧電フィルタ
を提供する。 【解決手段】 圧電基板２に第１，第２の共振部３，４
及び中継容量部５を構成してなり、中継容量部５が圧電
基板２の上面２ａに形成された中継容量電極５ａと、下
面２ｂに形成された中継容量電極５ｂとを有し、中継容
量電極５ｂが圧電基板２の側面２ｃ，２ｄに至るように
形成されている圧電フィルタ１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン受像
機やラジオ受信機における帯域フィルタとして用い得る
圧電フィルタに関し、より詳細には、圧電基板に複数の
共振部及び中継容量部を構成してなる圧電フィルタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像機やラジオ受信機等の
電子機器の小型化に伴い、これらの機器に用いられる帯
域フィルタも小型化が進んでいる。従来、この種の用途
に用いられる圧電フィルタの構造を、図８を参照して説
明する。図８に示すように、圧電フィルタ５１は、厚み
方向に分極処理された矩形の圧電セラミック板５２を用
いて構成されている。圧電セラミック板５２には、第
１，第２の共振部５３，５４と中継容量部５５とが構成
されている。

【０００３】第１の共振部５３は、圧電セラミック板５
２の上面において所定のギャップを隔てて対向された共
振電極５３ａ，５３ｂと、圧電セラミック板５２の下面
において共振電極５３ａ，５３ｂと表裏対向するように
形成された共通電極５３ｃとを有する。第２の共振部５
４についても、同様にして形成された共振電極５４ａ，
５４ｂ及び共通電極５４ｃを有する。

【０００４】他方、中継容量部５５は、圧電セラミック
板５２の上面に形成された中継容量電極５５ａと、下面
に形成された中継容量電極５５ｂとを有する。圧電フィ
ルタ５１では、圧電セラミック板５２の上面において、
コーナー部に、入力電極５６ａが形成されており、他の
コーナー部近傍に出力電極５６ｂが形成されている。入
力電極５６ａは、共振電極５３ａに接続されている。ま
た、出力電極５６ｂは、第２の共振部５４の共振電極５
４ｂに接続されている。

【０００５】圧電セラミック板５２の下面には、アース
電位に接続される引出し電極５６ｃが形成されている。
引出し電極５６ｃは、共通電極５３ｃ，５４ｃ及び中継
容量電極５５ｂに接続されている。なお、共振電極５３
ｂと共振電極５４ａが接続導電部５７により電気的に接
続されており、接続導電部５７には、中継容量電極５５
ａが接続されている。

【０００６】圧電フィルタ５１では、中継容量部が、上
記中継容量電極５５ａ，５５ｂを形成することにより構
成されている。この中継容量部がある程度の容量を有す
るものでなければ、所望とするフィルタ特性を得ること
ができない。従って、中継容量電極５５ａ，５５ｂをあ
る程度大きな面積に形成しなければならず、圧電フィル
タ５１の小型化の大きな障害となっていた。

【０００７】他方、実開平７−４３００６号公報には、
図９に示す圧電フィルタが開示されている。この圧電フ
ィルタ６１では、中継容量を構成するために外付けの積
層コンデンサを用いることにより、小型化が図られてい
る。すなわち、圧電フィルタ６１は、第１，第２の共振
部６２，６３が形成された圧電セラミック板６４に積層
コンデンサ６５を接合することにより構成されている。

【０００８】第１，第２の共振部６２，６３は、前述し
た圧電フィルタ５１の第１，第２の共振部５３，５４と
同様に構成されている。第１の共振部６２の一方の共振
電極６２ｂが中継容量電極６６に接続されており、該中
継容量電極６６には、第２の共振部６３の一方の共振電
極６３ａも接続されている。中継容量電極６６には、積
層コンデンサ６５の外部電極６５ａが接続されている。
積層コンデンサ６５の他方の外部電極６５ｂは、圧電セ
ラミック板６４の図示されていない面に形成された中継
容量電極に電気的に接続されている。

【０００９】すなわち、圧電フィルタ６１は、圧電セラ
ミック板６４に形成された一対の中継容量電極間に並列
に積層コンデンサ６５を接続した構成を有する。この構
成によれば、積層コンデンサ６５の静電容量が付加され
ることになるため、中継容量電極の面積を増大させずと
も、大きな中継容量を構成することができるとされてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電フ
ィルタ６１では、圧電セラミック板６４に積層コンデン
サ６５を取り付ける必要があり、製造工程が煩雑とな
る。加えて、第１，第２の共振部及び中継容量部を構成
してなる圧電セラミック板６４以外に、別部品として積
層コンデンサ６５を用意しなければならない。従って、
圧電フィルタの製造コストが増大するという問題があっ
た。

【００１１】加えて、圧電セラミック板６４に積層コン
デンサ６５を接合した構造を有するため、外形が複雑な
形状となり、例えば樹脂外装を施した電子部品として構
成すると、全体の形状がいびつとなり、クラック等が発
生し易くなるという問題もあった。

【００１２】さらに、樹脂外装を施した部品及びチップ
型電子部品の何れの形態に構成した場合においても、全
体の形状がいびつとなるため、自動挿入に適したテーピ
ング電子部品速を構成しようとした場合、テーピングの
収納凹部に圧電フィルタを確実に収納することができな
いことがあった。すなわち、テーピング不良が生じ易い
という問題もあった。

【００１３】本発明の目的は、上述した先行技術の欠点
を解消し、外形をいびつな形状とすることなく、中継容
量の増大を図りつつ全体形状を小型とし得る圧電フィル
タを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、圧電基板に複数の共振部と、圧電基板を介して表裏
対向するように形成された複数の中継容量電極を有する
中継容量部とが構成されている圧電フィルタにおいて、
少なくとも１つの中継容量電極が前記圧電基板の側面に
至るように形成されていることを特徴とする。

【００１５】また、好ましくは、請求項２に記載のよう
に、中継容量電極の内、圧電基板の側面に至るように形
成されている中継容量電極が、アース電位に接続される
中継容量電極とされる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の非限定的な実施例につき説明する。図１（ａ）及び
（ｂ）は、本発明の一実施例に係る圧電フィルタを説明
するための斜視図であり、（ａ）は圧電フィルタの上面
側から見た斜視図を、（ｂ）は、下面側から見た斜視図
を示す。

【００１７】圧電フィルタ１は、矩形の圧電基板２を用
いて構成されている。圧電基板２は、例えばチタン酸ジ
ルコン酸鉛系圧電セラミックスのような圧電セラミック
ス、または水晶などの圧電単結晶を用いて構成し得る。
圧電セラミックスよりなる場合、圧電基板２は、厚み方
向に分極処理されている。

【００１８】圧電基板２には、第１，第２の共振部３，
４と中継容量部５とが構成されている。第１の共振部３
は、圧電基板２の上面２ａに形成された第１，第２の共
振電極３ａ，３ｂを有する。共振電極３ａ，３ｂは、所
定幅のギャップを隔てて対向されている。圧電基板２の
下面２ｂ上には、共振電極３ａ，３ｂと表裏対向するよ
うに共通電極３ｃが形成されている。他方、第２の共振
部４においても、圧電基板２の上面２ａ上に共振電極４
ａ，４ｂが、下面２ｂ上に共通電極４ｃが形成されてい
る。

【００１９】中継容量部５は、圧電基板２の上面２ａに
形成された中継容量電極５ａと、下面２ｂに形成された
中継容量電極５ｂとを有する。もっとも、本実施例で
は、中継容量電極５ｂは、圧電基板２の一対の側面２
ｃ，２ｄにも至るように形成されている。

【００２０】なお、中継容量電極５ａは、圧電基板２の
上面２ａにおいて、両端縁に至るように形成されてい
る。また、中継容量電極５ｂの圧電基板２の側面２ｃ，
２ｄに至っている部分は、圧電基板２の上面２ａと側面
２ｃ，２ｄとの端縁には至らないように形成されてい
る。すなわち、中継容量電極５ｂの側面２ｃ，２ｄ上に
至っている部分は、中継容量電極５ａとの短絡を防止す
るために圧電基板２の上面２ａと側面２ｃ，２ｄとの端
縁には至らないように形成されている。

【００２１】共振電極３ａは、圧電基板２の上面２ａに
おいてコーナー部分に形成された入力電極６ａに電気的
に接続されている。共振電極３ｂは、中継容量電極５ａ
に電気的に接続されている。中継容量電極５ａには、第
２の共振電極４の共振電極４ａも電気的に接続されてい
る。共振電極４ｂは、圧電基板２の上面２ａにおいてコ
ーナー部分近傍に形成された出力電極６ｂに電気的に接
続されている。

【００２２】他方、圧電基板２の下面２ｂにおいては、
共通電極３ｃ，４ｃが導電パターンにより中継容量電極
５ｂに電気的に接続されている。従って、入力電極６ａ
及び出力電極６ｂ並びに中継容量電極５ｂとの間には、
図２に示す、厚み縦モードを利用した圧電フィルタ回路
が構成されている。

【００２３】本発明の圧電フィルタ１の特徴は、中継容
量電極５ａ，５ｂの内、一方の中継容量電極５ｂが圧電
基板２の側面２ｃ，２ｄ上に至るように形成されている
ことにあり、それによって、従来の圧電フィルタ５１に
比べて中継容量の増大が図られる。より詳細には、中継
容量電極５ｂは、側面２ｃ，２ｄ上にも至っているた
め、この側面に位置している中継容量電極部分と中継容
量電極５ａとの間でも静電容量が得られ、それによって
中継容量の増大が図られる。従って、圧電基板２の上面
２ａ及び下面２ｂの面積の増大を図らずとも、中継容量
の増大を図り得るため、圧電フィルタ１の小型化を図り
得る。

【００２４】上記中継容量電極５ｂにおいて側面２ｃ，
２ｄに至る部分を設けたことによる容量の変化を具体的
な実験例に基づき説明する。比誘電率１２００のチタン
酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスよりなり、厚みが
０．６ｍｍの圧電基板２を用い、中継容量電極５ａとし
て幅１．２ｍｍ×長さ３．５ｍｍの電極を形成し、中継
容量電極５ｂとして圧電基板２の下面における形状を中
継容量電極５ａと等しくし、側面２ｃ，２ｄに至る部分
の寸法を変化させた場合の中継容量増加分の変化を測定
した。結果を図３に示す。なお、中継容量増加分とは、
側面２ｃ，２ｄに至るように中継容量電極５ｂを形成し
た場合に得られる中継容量から、側面２ｃ，２ｄに至ら
ないように中継容量電極を形成した場合の中継容量を減
算した値である。また、図３における横軸は、図４に示
すように、中継容量電極５ｂの側面２ｃに至っている部
分５ｂ₁ の上端と、圧電基板２の上面２ａとの間の距離
Ａを示す。図３から明らかなように、中継容量電極５ｂ
の側面２ｃ，２ｄに至っている部分５ｂ₁ の上端と圧電
基板２の上面との間の距離Ａが小さい程、中継容量増加
分が大きくなり、該距離Ａが大きくなるにつれて、すな
わち側面２ｃ，２ｄに至っている中継容量電極部分の長
さ寸法が小さくなるにつれて、側面上の中継容量電極部
分により付加される容量が低下することがわかる。

【００２５】この種の圧電フィルタでは、中継容量の静
電容量は、通常、５０〜２００ｐＦ程度とされることが
多い。図３から明らかなように、中継容量電極５ｂを側
面２ｃ，２ｄに至るように形成することにより、十分な
大きさの静電容量を付加し得ることがわかる。従って、
従来の圧電フィルタ５１に比べて、中継容量電極５ａ，
５ｂの表裏対向する部分の面積をさらに小さくした場合
であっても、中継容量電極５ｂを側面２ｃ，２ｄに至る
ように形成し、それによって静電容量を付加することに
より、所望の中継容量を容易に得ることができる。

【００２６】なお、圧電フィルタ１では、アース電位に
接続される中継容量電極５ｂを、側面２ｃ，２ｂに至る
ように形成していたが、逆に、ホット側の中継容量電極
５ａを側面２ｃ，２ｄに至るように形成してもよい。

【００２７】また、中継容量電極５ｂを、側面２ｃ，２
ｄに至るように形成したが、一方の側面２ｃまたは２ｄ
においてのみ中継容量電極が延設されていてもよい。さ
らに、中継容量電極５ａ，５ｂの何れもが、圧電基板２
の側面２ｃ，２ｄに至るように形成されていてもよい。

【００２８】圧電フィルタ１は、上記中継容量電極を圧
電基板の側面に至るように形成したことに特徴を有する
ものであるが、製品化するにあたっては、図５に示すチ
ップ型圧電フィルタ部品としてもよく、あるいは図７に
示す樹脂外装を施したリード端子付きの圧電フィルタ部
品としてもよい。

【００２９】すなわち、図５に示すチップ型圧電フィル
タ部品１１は、上記圧電フィルタ１の上面及び下面に封
止基板１２，１３を積層し、外部電極１４〜１６を形成
することにより構成されている。封止基板１２，１３
は、アルミナなどの絶縁性セラミックスあるいは合成樹
脂などの絶縁性材料を用いて構成され得る。

【００３０】封止基板１３は、図６に斜視図で示すよう
に、上面１３ａ上に、凹部１３ｂ，１３ｃを有する。凹
部１３ｂ，１３ｃは、圧電フィルタ１の第１，第２の共
振部の振動を妨げないための空間を確保するために設け
られている。特に図示はしないが、封止基板１２の下面
にも、同様にして凹部が形成されている。

【００３１】封止基板１２，１３は、圧電フィルタ１１
の上面及び下面に図示しない接着剤を用いて接着されて
いる。なお、上述した凹部１３ｂ，１３ｃを形成せず
に、接着剤を凹部が設けられている部分に相当する領域
を除いて塗布し、硬化させ、接着剤の厚みにより共振部
の振動を妨げないための空間を形成してもよい。あるい
は封止基板１２，１３として平板状の部材を用い、圧電
フィルタ１と封止基板との間に、共振部の振動を妨げな
いための開口を有するスペーサーを介在させてもよい。

【００３２】外部電極１４〜１６は、それぞれ、導電ペ
ーストの塗布・硬化、蒸着、メッキもしくはスパッタリ
ング等の適宜の方法により形成し得る。外部電極１４〜
１６は、それぞれ、圧電フィルタ１の上下に封止基板１
２，１３を積層した積層体１７の外周を周回するように
形成されている。外部電極１４は、圧電フィルタ１の入
力電極６ａ（図１参照）に、外部電極１５は中継容量電
極５ｂに、外部電極１６は出力電極６ｂ（図１参照）に
電気的に接続されている。

【００３３】従って、チップ型圧電フィルタ部品１１
は、外部電極１４〜１６を利用して、プリント回路基板
等に容易に表面実装することができる。また、図７に示
す樹脂外装が施されたリード端子付き圧電フィルタ部品
２１では、圧電フィルタ１の入力電極６ａ、出力電極６
ｂ及び中継容量電極５ｂに、それぞれ、リード端子２２
〜２４が半田などの導電性接合材を用いて接合されてい
る。また、リード端子２２〜２４が引き出されている部
分を除いて全体が一点鎖線Ｂで示すように外装樹脂によ
り被覆されている。この場合、外装樹脂と共振部との間
に共振部の振動を妨げないための空間が形成されてい
る。この空間の形成は、外装樹脂を塗布し、吹き付ける
に際し、予め共振部の周囲に外装樹脂の加熱硬化に際し
飛散し得るワックス等を付与しておけばよい。

【００３４】圧電フィルタ１では、第１，第２の共振部
３，４が形成されており、第１，第２の共振部間に１つ
の中継容量部５が構成されていたが、本発明に係る圧電
フィルタは、図１に示した構造に限定されるものではな
い。すなわち、３以上の共振部が構成さていてもよく、
また中継容量部としても、共振部の数に応じて複数形成
されていてもよい。

【００３５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明に係る圧電フィル
タでは、圧電基板を介して表裏対向するように形成され
た複数の中継容量電極により取得される静電容量に、少
なくとも１つの中継容量電極が圧電基板の側面に至るよ
うに形成されていることにより該側面に至っている中継
容量電極部分と他方の中継容量電極とで構成される容量
が付加されることになるため、圧電基板を介して表裏対
向している中継容量電極の面積を増大させることなく中
継容量の増大を図ることができる。従って、小型であり
ながら、十分な大きさの中継容量を有する圧電フィルタ
を提供することが可能となる。

【００３６】加えて、外付けの積層コンデンサを必要と
しないため、圧電フィルタの外形がいびつとなることも
なく、かつ製造工程が煩雑化することもない。すなわ
ち、従来の中継容量内蔵型圧電フィルタと同様の製造工
程を用いて、小型でありかつ大きな中継容量を有する圧
電フィルタを安価に提供することができる。

【００３７】請求項２に記載の発明では、中継容量電極
の内、圧電基板の側面に至るように形成されている中継
容量電極がアース電位に接続されている。従って、圧電
フィルタに例えば封止基板を積層し、チップ型圧電フィ
ルタ部品とした場合、該アース電位に接続される中継容
量電極に接続される外部電極を積層体の側面に形成し得
るため、容易にチップ型部品とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の一実
施例に係る圧電フィルタの上面側及び下面側から見た斜
視図。

【図２】図１に示した実施例の圧電フィルタの回路構成
を示す図。

【図３】中継容量電極の圧電基板側面に至っている部分
と他方の中継容量電極とで得られる静電容量と、中継容
量電極の圧電基板側面に至っている部分の上端と圧電基
板の上面との間の距離との関係を示す図。

【図４】中継容量電極の上端と圧電基板の上面との間の
距離Ａを説明するための模式的部分切欠断面図。

【図５】図１に示した圧電フィルタを用いて構成された
チップ型圧電フィルタ部品を示す斜視図。

【図６】図５に示したチップ型圧電フィルタ部品に用い
られている封止基板を説明するための斜視図。

【図７】図１に示した実施例の圧電フィルタを用いて構
成されたリード端子付き圧電フィルタ部品を示す斜視
図。

【図８】従来の圧電フィルタの一例を示す斜視図。

【図９】従来の圧電フィルタの他の例を示す斜視図。

【符号の説明】

１…圧電フィルタ ２…圧電基板 ２ｃ，２ｄ…圧電基板の側面 ３，４…第１，第２の共振部 ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ…共振電極 ３ｃ，４ｃ…共通電極 ５…中継容量部 ５ａ，５ｂ…中継容量電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板に複数の共振部と、圧電基板を
   介して表裏対向するうに形成された複数の中継容量電極
   を有する中継容量部とが構成されている圧電フィルタに
   おいて、少なくとも１つの中継容量電極が前記圧電基板
   の側面に至るように形成されていることを特徴とする、
   圧電フィルタ。
2. 【請求項２】 前記中継容量電極の内、圧電基板の側面
   に至るように形成されている中継容量電極が、アース電
   位に接続される中継容量電極である、請求項１に記載の
   圧電フィルタ。