JPS5899023A - 圧電共振部品 - Google Patents

圧電共振部品

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JPS5899023A
JPS5899023A JP56198786A JP19878681A JPS5899023A JP S5899023 A JPS5899023 A JP S5899023A JP 56198786 A JP56198786 A JP 56198786A JP 19878681 A JP19878681 A JP 19878681A JP S5899023 A JPS5899023 A JP S5899023A
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/54Filters comprising resonators of piezo-electric or electrostrictive material
    • H03H9/56Monolithic crystal filters
    • H03H9/562Monolithic crystal filters comprising a ceramic piezoelectric layer
    • HELECTRICITY
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    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/10Mounting in enclosures
    • H03H9/1007Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/1014Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
    • H03H9/1028Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device the BAW device being held between spring terminals

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】 この発明は、圧電フィルタなどの圧電共振部品に関する
たとえばAM受信機用圧電フィルタの中心周波数は、数
100k)(台、−例としては450kHzであり、量
産性等、種々の観点からいって以下の三種類のフィルタ
構造がある。その第一は、ヤーマン形のフィルタである
。このフィルタは、IFTが必須で、■IFTと圧電共
振子とのマツチングが難しい、■コイルの信頼性が低い
、■大形になる、■高価である、などの欠点がある。そ
の第二は、角板の拡がり振動モードや円板の径方向@動
モードを用いた三端子形のフィルタである。このフィル
タは、■比較的大形である、特に円板の第三次高調波利
用の場合、大きさが問題になる、■角板の場合、輪かく
振動モードによるスプリアス振動が強く励振される、な
どの欠点がある。その第三は、長方形板の長さ方向振動
の二重モード利用のフィルタである。このフィルタは、
■二つの共振子の調整が難かしい、■構造が複雑、■高
価である、などの欠点がある。
この発明は、種々の特徴をもつもので、前述した構造の
ものとはまったく異なる構造をもつ圧電共振部品に関す
るもので以下の目的をもつ。
この発明の目的は、スプリアス特性の優れた圧電共振部
品を提供することである。
この発明の他の目的は、インピーダンス特性の優れた圧
電共振部品を提供することである。
この発明の他の目的は小型の圧電共振部品を提供するこ
とである。
この発明の他の目的は安価な圧電共振部品を提供するこ
とである。
この発明の他の目的は、製品毎の特性バラツキが小さい
圧電共振部品を提供することである。
この発明の他の目的は製造効率が優れた圧電共振部品を
提供することである。
すなわち、この発明の要旨は、長さ振動モードを用いた
圧電共振部品であって、圧電板の一方の面に、長さ方向
に沿−)た直1iI渦が形成され、この溝部分をのぞい
て全面に電極が設けてあり、圧電板の他方の全面に電極
が設けである圧電共振部品において、長さ方向中央から
それぞれ圧電板全長の1/3の位置に前記溝と直交する
満を設けて電極の一部を分離したことを特徴とする圧電
共振部品である。
以下にこの発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
第1図は圧電共振部品の構成素子である圧電共振素子 
1を示す。図において、2は圧電セラミック基板で、そ
の−力士表面に長さρ方向に沿った溝3が設けてあり、
この満3によって一方主表面が長さρ方向に三等分され
ている。また、長さρ方向と交差する方向に溝4.5が
それぞれ長さp方向の中心から’ /sρの位置に設け
である。したがって基板2の一方主表面には、入力電極
′6、出力電極7、独立電極8〜11が、満3〜5で区
切られて設けられている。また、基板2の他方主表面に
は、全面電極12が設けられている。そして長さρ方向
に伸縮する長さ振動モードを用いることとし、基板2に
おける各部寸法は、たとえば中心周波数が450kH2
のとき、長さβが約4.05+nm、幅が0,6ma+
、厚みが0.3III11溝3の深さが0.15mm、
溝3の幅が0.15m1ll 、溝4.5の深さと幅は
、電極6.1を電極8もしくは9.10もしくは11か
ら電気的に分離させるだけのものであるから適当でよい
。第2図は第1図に示す圧電共振素子1の電気的シンボ
ルを示す。このように第1図に示す圧電共振素子1は、
長さ方向の単一モードの振動を用いたフィルタ素子とし
て使える。
この圧電共振素子1の製造方法を以下に説明する。−辺
が数Cmオーダーの矩形板状のセラミック炊結体101
をラッピングして表面を整える。対向主表面に電極を設
ける。この電極は分極処理用の電極であるとともに、電
極6〜12になるものである。分極処理によって圧電性
を付与されたセラミック炊結体101は、第3図に示す
ように、製造能率を上げるために、多数集結させて、ダ
イシングソー 13を用いて所定寸法の圧電共振素子1
を切り出すと同時に、満3〜5を形成する。すなわち、
ダイシングソー 13によれば、カット精度が±2μm
と高いため、正確な長さgを右づるJl−?U共振素子
1を切り出すことができ、従来の製造方法に比べ、周波
数選別、周波数調整といった工程が省略できる。たとえ
ば中心周波数455k)lzのものを得たいとき、中心
周波数のバラツキは最大1.2kHz内におさめられた
。また、1113〜5を形成することによって必要な外
形寸法を有する入力電極6、出力電極7が分極電極を流
用して得られる。この点、従来の製造方法では、分極後
、分極電極に振動電極のパターンをレジストインキで印
刷し、エツチングするといった工程があり、あきらかに
、本発明の方が簡単であるといえる。満4.5は、入力
電極6、出力電極7の長さ!方向の長さを273・ρに
するもので、第3高調波を抑圧する作用効果を有する。
したがって、電極8〜11は遊んでいることになる。ダ
イシングソー13は、刃が高速回転しながら第4図の矢
印六方向に移動4るもので、深くは切れないが、本発明
が対象にする圧電板の厚み位なら充分膜に立つ。
また、第4図の矢印のB方向にダイシングソー136鮎
か()て適当<E 1lflに設定することにJ、 、
+ ? 、 1.I)断ができたり、任意深さの溝が形
成される。したがって、切断したり、溝を形成する一方
法としては、第3図に示すように、複数の圧電エレメン
ト1を集結仮固定してまとめて図の左右方向に設けるべ
き溝形成や、切断を行なったのら、図の、L下方向に設
けるべき溝形成や、切断を行なうと能率的である。
第5図〜第7図は、ベース14を示L/ 、ベース14
へは後述する入・出力端子板15、導電性ゴムシート1
6、圧電共振素子1、アース端子板17が相互の位置関
係が規制されて装着される。アース端子板17は、後述
するが、ケース18にこれら内部素子を挿入するときケ
ース18の内壁面に対するアース端子板17の形状寸法
を工夫して圧電共振素子1との間に適当な接触圧が得ら
れるようにしている。ベース14は、以下の構造を有し
ている。長方形板状部分19の自長辺からは壁20.2
0が部分19と一体に設けてあり、両短辺からも低Wt
21.21が一体に設けである。また、これら壁20,
20,21.21で囲まれた内部には、一対の柱状体2
2,22 、四つ一組の柱状体23,23.2323が
部分19と一体にそれぞれ設けである。そして、入・出
力端子板15を図中一点鎖線で象徴的に示したように装
着する。
入・出力端子板15は第8図により明確に示すように、
入力端子部分24、出力端子部分25を有する。入f)
端子部分24は、第5図において、下側の1200h端
と右側の低壁21の下端との間、右側の力端子部分25
は、第5図において、左側の低v21の下端と下側の1
20の左端との間、左下の柱状体23と下側の壁20と
の間、そして左下の柱状体23と右下の柱状体23との
間の各すき間にはめこまれる。図からあきらかなように
はめごみを容易にするためのテーパをずい所に設けてい
る。
つぎに、第5図において、四つの柱状体23,23゜2
3.23で囲まれた区域に、第9図に示すような導電性
ゴムシート16を載置する。さらにゴムシート16の上
に、溝3〜5側を下にして圧電共振素子 1を載置する
。圧電共振素子1はベース14の一対の柱状体22およ
び四つの柱状体23で位置規Hされる。すると、入・出
力端子板15の入力端子部分24、出り端子部分25の
各先端2e、、oは、圧電共振素子1の入力電極6、出
力電極7に、導電性ゴムシート16を介して接触するの
である。このゴムシート16は、異方導電性ゴムシート
と呼ばれるもので、たとえば、シリコンゴムシートの厚
み方向にグラフ1イトの繊維や金属の細い線を埋めこん
だ構成からなり、シートの厚み方向には導電性を示し、
横方向では絶縁性を示す。したがって圧電共振素子1の
入力電極6、出力電極7それぞれが、相互短絡なしに、
異方導電性ゴムシート16を介して入力端子部分24の
先端26、出力端子部分25の先端27に接触すること
になる。
第10図〜第12図に、アース端子板17をより明確に
示す。アース端子板17はリード部分28に略H字の先
端部29が一体に形成されたもので中心には接触突起2
91を有している。先端部29は、第10図、第12図
に示すように弓状に形状されて必要な弾性力が付与され
ている。さらに、リード部分28のケース1Bに収容さ
れる部分に略クランク状に折曲げた部分30を有する。
この折曲げ具合によって、先端部29とリード部分28
とが平行ではな(、それぞれの延長線が交差するよう(
−例として交差角θ−io@>にしておく。
第13図〜第15図に、ケース18の形状をより明確に
示す。図に示すように、方向性をもたすためにテーパ3
1を有する略箱状の成型体の底面、つまり、入・出力端
子板15やアース端子板17が導出される面に開口部3
2を有する。内空間33はベース14の外形に相似させ
るべく奥に向かって断面凸字状の拡がりをもっている。
開口部32の縁は内部素子の挿入を容易にするためテー
パ34を有する。
第16図は、この発明に関連して示すもので、ベース1
4に、入・出力端子板15、ゴムシート16、圧電共振
素子1が積み重ねられ、入・出力端子板15のリードフ
レーム連結部分にアース端子板17のリードフレームが
φねられて、アース端子板17の接触突起291が圧電
共振子1の全面電極12の中央位置に圧接されたものを
、ケース18に挿入する前の状態を示すものである。図
からもあきらかなように、ケース18へ挿入する内部素
子が集結されたものを側面からみると、アース端子板1
7の成形形状によってクサビのようになっている。この
状態でケース18へ内部素子を挿入すると、アース端子
板17の先端部29、折り曲げ部分30がケース18内
壁面に圧接されることによる反作用で挿入開始から完了
する間も、アース端子板17とベース14との間にある
圧電共振素子1、導電性ゴムシート16、入・出力端子
板15に適当な圧力が加わっており、挿入完了後は、ア
ース端子板17が前述するようにアーチ状になっている
ことによる弾性力と、ゴムシート16の弾性力とによっ
てロー電共振素子1保持に必要な接触圧力が得られるの
で、各部品相互の位置ずれもなくケース18内に収容さ
れる。
なお、第17図〜第19図は、完成品の状態を示すもの
である。アース端子板17のリード部分28が、ベース
14の第5図における下側の壁20の真中にある凹部2
01にはまりこんでいる。
ケース18の開口部32は、一般的なシール用樹脂35
によって封止される。このとき、ベース14の第5図に
おける下側の壁20が開口部32のほとんどをふさいで
いるので、封止が確実になされるとともに余分な樹脂が
内部にまわりこむことがなくなる。一般にいって開口部
を封止するのは開口部の大きさが小さい程確実になされ
ることは当然である。ところが、ケースの開口部から内
部部品を挿入するには開口部が小さい程困難になる。本
発明では前述したように、内部部品全体形状をクサビ形
に集結した上で挿入するので、開口部が小さくても挿入
が容易になって、機械による組立てが可能になり、この
ため自動組立が可能な上に封止も確実になされるといっ
た相乗的効果をもつのである。
第20図は本発明に関する圧電共振素子を一個用いたフ
ィルタの選択特性曲線を示す。第21図はこれにさらに
IFTを一個縦続接続したものの選択特性曲線を示す。
第22図は、本発明に関する圧電共振素子を二個結合コ
ンデンサを介さずに直接縦続接続したものの選択特性曲
線を示す。第23図はこれにさらにIFTを一個縦続接
続したものの選択特性曲線を示す。第24図は本発明に
関する圧電共振素子を二個とIFT−個を縦続接続した
フィルタのスプリアス特性を示す。
以上の説明からもあきらかなように、この発明は、長さ
振動モードを用いた圧電共振部品であって、圧電板の一
方の面に、長さん向に沿った直線溝が形成され、この溝
部分をのぞいて、全面に電極が設けてあり、圧電板の他
方の全面に電極が設けである圧電共振部品において、長
さ方向中央からそれぞれ圧電板全長の1/aの位置に前
記溝と直交する溝を設けて電極の一部を分離したことを
特徴とする圧電共振部品であるから、以下のような効果
を有する。
この発明によると、使用モードが長さ振動モードなので
、小型化が可能になった。従来の角板の拡がり振動モー
ドを用いた三端子をフィルタと比べた場合、1素子で体
積比にして1/4になる。
2素子だと’ /4 +1/4 =’ /aといったよ
うに、素子数が多いほど効果が顕著に表われる。
この発明によると、素子数を増やしても素子がった具合
にグレードアップが、はとんど、コストアップや外形寸
法をかえずに可能になる。
この発明によると、長さ振動モードを使用するので、他
の振動モードが励起されにくく、よって、長波帯、中波
帯(〜2.5fvlHz)においてスプリアス特性に優
れている。そのためこの発明の圧電振動部品は、たとえ
ばAMラジオの中間周波回路のフィルタなどに適する。
この発明による圧電振動部品は、ハイインピーダンスで
あるため、外部回路定数のバラツキの影響をうけにくい
この発明による圧電振動部品は、長さ振動モードを使用
するので、素子数がかわっても、中心周波数が少々かわ
っても、インピーダンスがほぼ一定でかわらないため、
IFTと組合せる場合、IFTの仕様をかえる必要がな
い。
この発明によると、各素子間を結合コンデンサで接続し
なくても結合が密になりすぎることがないので、結合コ
ンデンサが省略でき、コストダウンと小型化がはかれる
この発明によると、他のモ、−ドを使ったものに比べ、
出汁電基板よりの素子の取り個数が多いので、省資源に
もなり、また安価になる。
この発明によると、溝の存在のため、入・出力間のスト
レー容量が少ないため、従来の角板の拡がり振動モード
を用いた三端子型フィルタに比べ中心周波数を境にして
高域側、低域側の選択特性曲線の対称性が良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は、圧電共振素子の斜視図、第2図は、第1図示
のものの電気シンボル図、第3図は、セラミック焼結体
複数の正面図、第4図は、本発明を説明するための側面
説明図、第5図は、ベースの正面図、第6図は、同、底
面からみた破断図、第7図は、同、側面からみた破断図
、第8図は、入・出力端子板の正面図、第9図は、ゴム
シートの正面図、第10図は、アース端子板の上面図、
第11図は、同、正面図、第12図は、同、側面図、第
13図は、ケースの側面図、第14図は、同、正面図、
第15図は、同、底面図、第16図は、本発明に関する
圧電共振部品の分解断面図、第17図は、同1、F面図
、第18図は、同、断面図、第19図は、底面からみた
破断図、第20図〜第23図は、選択時る。 1・・・・・・圧電共振素子、2・・・・・・圧電セラ
ミック基板、3〜5・・・・・・溝、6・・・・・・入
力電極、7・・・・・・出力電極、8〜11・・・・・
・独立電極、12・・・・・・全面電極、13・・・・
・・ダンシングソー、14・・・・・・ベース、15・
・・・・・入・出力端子板、16・・・・・・導電性ゴ
ムシート、17・・・・・・アース端子板、18・・・
・・・ケース、19・・・・・・長方形板状部分、20
・・・・・・壁、21・・・・・・低壁、22・・・・
・・柱状体、23・・・・・・柱状体、24・・・・・
・入力端子部分、25・・・・・・出力端子部分、26
・・・・・・先端、27・・・・・・先端、28・・・
・・・リード部分、29・・・・・・先端部、30・・
・・・・折り曲げ部分、31・・・・・・テーパ、32
・・・・・・開口部、33・・・・・・内空間、34・
・・・・・テーパ、35・・・・・・シール用樹脂、1
01・・・・・・セラミック焼結体、291・・・・・
・接触突起。 特  許  出  願  人 株式会社村田製作所 躬/囲 閑Z図 1θl 第3図 第13図 F 珀/4m     躬f5囚

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 長さ振動モードを用いた圧電共振部“品であって、圧電
    板の一方の面に、長さ方向に沿った直線溝が形成され、
    この溝部分をのぞいて全面に電極が設けてあり、圧電板
    の他方の全面に電極が設けである圧電共振部品において
    、長さ方向中央からそれぞれ圧電板全長の1/3の位置
    に前記溝と直交する溝を設けて電極の一部を分離したこ
    とを特徴とする圧電共振部品。
JP56198786A 1981-12-09 1981-12-09 圧電共振部品 Granted JPS5899023A (ja)

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JP56198786A JPS5899023A (ja) 1981-12-09 1981-12-09 圧電共振部品
US06/446,729 US4431938A (en) 1981-12-09 1982-12-03 Grooved piezoelectric resonating element and a mounting therefore
KR8205438A KR860001276B1 (ko) 1981-12-09 1982-12-04 압전공진소자와 그의 제법 및 압전공진소자를 사용한 압전공진장치
GB08235045A GB2113461B (en) 1981-12-09 1982-12-08 Piezoelectric resonating element and method of manufacture thereof
DE19823245658 DE3245658A1 (de) 1981-12-09 1982-12-09 Piezoelektrisches resonanzelement, verfahren zur herstellung desselben und piezoelektrische resonanzeinrichtung mit demselben

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