(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構成で所望の特性が得られる圧電共振器を提供する。【解決手段】圧電共振器１０は、圧電基板１１、圧電基板の第1主面１１ａ配置された第１電極１３、第２電極１５及び第３電極１７と、第２主面１１ｂに配置され第２電極と同電位にされる第５電極１９ａ、第６電極１９ｂ、第７電極１９ｃからなる第４電極１９とを具える。さらに圧電共振器１０は、第１主面に設けられ第１、第２、第３及び第４電極の接続に関わる第１主面側引出電極２１と、第２主面に設けられ第１、第２、第３及び第４電極の接続に関わる第２主面側引出電極２３と、を具える。そして、第１主面側引出電極２１及び第２主面側引出電極２３は、圧電基板表裏で非対向となるよう配置してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、該圧電基板の第1主面に平面的に順に配置された第１電極、第２電極及び第３電極と、前記圧電基板の前記第１主面と対向する第２主面に配置され前記第２電極と同電位にされる第４電極と、前記第１主面に設けられ前記第１、第２、第３及び第４電極の接続に関わる第１主面側引出電極と、前記第２主面に設けられ前記第１、第２、第３及び第４電極の接続に関わる第２主面側引出電極と、を具える圧電共振子において、
前記第１主面側引出電極及び前記第２主面側引出電極は、非対向となるよう配置してあることを特徴とする圧電共振器。
【請求項２】
前記圧電共振器は、
前記圧電基板を収納する容器を具え、
前記圧電基板は第１角部から第４の角部を有した四角形状の基板であり、
前記第１主面側引出電極は第１部分、第２部分及び第３部分を具え、
前記第２主面側引出電極は第１部分及び第２部分を具え、
前記第１電極は前記第１主面側引出電極の第１部分に接続されて前記第１角部に引き出され、前記第２電極は前記第１主面側引出電極の第２部分に接続されて前記第２角部に引き出され、前記第３電極は前記第１主面側引出電極の第３部分に接続されて前記第３角部に引き出されており、
前記第４電極は、前記第１電極に対向している第５電極と、前記第２電極に対向している第６電極と、前記第３電極に対向している第７電極とで構成してあり、
前記第５電極は前記第２主面側引出電極の第１部分に接続されて前記第２角部に引き出されており、
前記第６電極と第７電極とは、前記第２主面側引出電極の第２部分に接続されて、前記第４角部に引き出されており、
前記容器の前記第１角部から第４角部に対応する領域各々に、各角部で前記圧電基板の表裏を接続すると共に、各角部で前記圧電基板を前記容器に接続固定している導電性接着剤を具え、
前記容器中に前記第２角部および前記第４角部の前記導電性接着剤間を接続している接続パターンを具えること
を特徴とする請求項１に記載の圧電共振器。
【請求項３】
前記圧電共振器は３ポールのモノリシック水晶フィルタであることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電共振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電子機器では、周波数の選択や制御等のために、圧電共振器が多用されている。
その１種である３ポールのモノリシックフィルタは、周知の通り、２ポールのものに比べて減衰特性を急峻にできる。一方、ポール数が多い分、その設計及び又は製造工程での何らかの原因により、いわゆるスプリアスが生じたり、保証減衰量の仕様を満たせない等が生じる。そのため、従来から、特性改善のための種々の技術が開示されている。
例えば特許文献１の図３には、３ポールＭＣＦの３対の電極において、片面の３個の電極上にこれらを覆う大きな面積の新たな電極を設けることで、所望の特性を得る技術が開示されている。また、特許文献２には、逆メサ構造のＭＣＦにおいて、片面に設ける電極をメサ型の圧電基板の所定方向に延長拡大して補償減衰量を改善する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６９２４１号公報
【特許文献２】特開平９−１８２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この出願に係る発明者も３ポールの圧電共振器の特性改善を図る検討を継続してきた。そして、その検討の中で、後述するように、圧電基板の表裏に設ける引出電極の配置を工夫するという簡易な構成により圧電共振器の特性の改善が図れることを見出した。
この出願はこのような点に鑑みなされたものであり、従って、この出願の目的は、簡易な構成で所望の特性が得られる圧電共振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的の達成を図るため、この発明によれば、圧電基板と、この圧電基板の第1主面に平面的に順に配置された第１電極、第２電極及び第３電極と、前記圧電基板の前記第１主面と対向する第２主面に配置され前記第２電極と同電位にされる第４電極と、前記第１主面に設けられ前記第１、第２、第３及び第４電極の接続に関わる第１主面側引出電極と、前記第２主面に設けられ前記第１、第２、第３及び第４電極の接続に関わる第２主面側引出電極と、を具える圧電共振子において、
前記第１主面側引出電極及び前記第２主面側引出電極を、非対向となるよう配置してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明の圧電共振器によれば、第１主面側引出電極及び前記第２主面側引出電極を、非対向となるよう所定配置したことで、後述する実験データからも理解できるように、スプリアスの低減および保証減衰量の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、実施形態の圧電共振器１０の説明図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、比較例の圧電共振器５０の説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、比較例の圧電共振器５０と実施形態の圧電共振器１０各々での、第１主面側引出電極と第２主面側引出電極との対向状態を説明する平面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、比較例の圧電共振器５０と実施形態の圧電共振器１０各々の共振特性の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。なお、説明に用いる各図はこれら発明を理解できる程度に概略的に示してあるにすぎない。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その説明を省略する場合もある。また、以下の実施形態中で述べる形状、寸法、材質等はこの発明の範囲内の好適例に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【０００９】
１． 構造説明
図１は、実施形態の圧電共振器１０を説明する図である。特に、図１（Ａ）は圧電共振器１０の平面図、図１（Ｂ）は圧電共振器１０に具わる圧電基板１１の裏面を示した平面図（但し透視図）、図１（Ｃ）は（Ａ）図のＰ−Ｐ線に沿った断面図および電極間結線図である。なお、圧電共振器１０は蓋部材で封止されているが、ここでは蓋部材を外した状態を示してある。この圧電共振器１０はいわゆる３ポールのメカニカルクリスタルフィルタ（ＭＣＦ）に相当する。
【００１０】
この圧電共振器１０は、圧電基板１１と、第１電極１３と、第２電極１５と、第３電極１７、第４電極１９と、第１主面側引出電極２１と、第２主面側引出電極２３と、容器２５と、導電性接着剤２７と、配線パターン２９とを具える。なお、第４電極１９は、この例の場合、第５電極１９ａ、第６電極１９ｂ及び第７電極１９ｃの３つの電極で構成してある。次に、これら構成成分の詳細について説明する。
【００１１】
圧電基板１１は、この場合、平面形状が長方形状の水晶基板としてある。説明の都合上、この圧電基板１１の表裏で対向している２つの主面のうちの一方を第１主面１１ａ、他方を第２主面１１ｂと称し、また、圧電基板１１の４つの角部付近の領域を、第１角部１１ｃａ、第２角部１１ｃｂ、第３角部１１ｃｃ、第４角部１１ｃｄと称する。そして、この例では、圧電基板１１は、第１主面１１ａを容器２５側に対向させた状態で、第１角部１１ｃａ〜第４角部１１ｃｄの４箇所の位置で、容器２５内に、後に詳述するように導電性接着剤２７によって接続固定してある。なお、容器２５は、圧電基板１１を内包する凹部２５ａを有した構造のもので、例えばセラミック製容器で構成してある。また、この容器２５は、詳細は後述するが配線パターン２９と、図示は省略するが、所定の内部配線及び容器の外側底面に設けた実装端子を具えるものである。
【００１２】
また、圧電基板１１の第１主面１１ａには、平面的に順に所定間隔で並んだ状態で第１電極１３、第２電極１５及び第３電極１７を配置してある。これら電極１３，１５，１７は、この例の場合、平面形状が長方形で大きさが同じものとしてある。また、この圧電基板１１の第２主面１１ｂには、上記の第２電極１５と同電位にされる第４電極１９を配置してある。ただし、この例では、第４電極１９は、３つの部分１９ａ，１９ｂ、１９ｃで構成してある。具体的には、第１電極１３に対向している第５電極１９ａと、第２電極１５に対向している第６電極１９ｂと、第３電極１７に対向している第７電極１９ｃとで構成してある。
【００１３】
また、この圧電基板１１の第１主面１１ａには、前記第１、第２、第３及び第４電極１３，１５，１７，１９の接続に関わる第１主面側引出電極２１を設けてある。具体的には、この場合の第１主面側引出電極２１は、第１部分２１ａ、第２部分２１ｂ及び第３部分２１ｃの３つの部分で構成してある。そして、第１部分２１ａは、第１電極１３と第１角部１１ｃａとを接続するように、第１電極１３から第１角部１１ｃａに引き出してある。第２部分２１ｂは、第２電極１５と第２角部１１ｃｂとを接続するように、第２電極１５から第２角部１１ｃｂに引き出してある。第３部分２１ｃは、第３電極１７と第３角部１１ｃｃとを接続するように、第３電極１７から第３角部１１ｃｃに引き出してある。
【００１４】
一方、圧電基板１１の第２主面１１ｂには、前記第１、第２、第３及び第４電極１３，１５，１７，１９の接続に関わる第２主面側引出電極２３を設けてある。具体的には、この場合の第２主面側引出電極２３は、第１部分２３ａ及び第２部分２３ｂの２つの部分で構成してある。そして、第１部分２３ａは、第４電極１９のうちの第５電極１９ａと第２角部１１ｃｂとを接続するように、第５電極１９ａから第２角部１１ｃｂに引き出してある。第２部分２３ｂは、第４電極１９のうちの第６電極１９ｂと、第７電極１９ｃと、第４角部１１ｃｄとを接続するように、第６電極１９ｂ及び第７電極１９ｃから第４角部１１ｃｄに引き出してある。従って、実施形態の圧電共振器１０では、第１主面側引出電極２１と第２主面側引出電極２３とは、圧電基板１１の表裏において非対向な状態で配置された状態になっている。この点については後に図３を参照して詳述する。
【００１５】
上記のような電極関係及び引出配線関係を有した圧電基板１１を、容器２５の凹部２５ａ内に実装してあるが、この実装では次のような構造を採用している。すなわち、容器２５の第１角部１１ｃａから第４角部１１ｃｄの４つの角部に対応する領域各々に、所定の電極パッド（図示せず）を設けてある。そして、これら電極パッドと各角部１１ｃａ〜１１ｃｄとを導電性接着剤２７によって接続固定してある。すなわち、圧電基板１１は角部４点で容器２５に接続固定してある。その際、導電性接着剤２７によって、圧電基板１１の各角部の表裏も接続されるように導電性接着剤を塗布してある。また、容器２５の凹部２５ａの底面には、第２角部１１ｃｂおよび第４角部１１ｃｄ付近に塗布された導電性接着剤を接続する接続パターン２９を予め設けてあり、この接続パターン２９により、第５電極１９ａと、第６電極１９ｂと、第７電極１９ｃとの電気的接続を確保してある。すなわち、実施形態の圧電共振器１０では、第５電極１９ａと、第６電極１９ｂ及び第７電極１９ｃとは、第２主面１１ｂという同一面内で接続を完了しているのではなく、第２主面１１ｂ以外の領域に設けた接続パターン２９（引出配線の一部ともいえる）によって、接続を完了している。後に図２を用いて説明する比較例の圧電共振器５０の場合は、第５電極１９ａ、第６電極１９ｂ及び第７電極１９ｃ間の接続は、第２主面という同一面内で完了させているが、この点も、実施形態の圧電共振器１０と比較例との相違点である。
【００１６】
２．圧電共振器１０の効果
この圧電共振器１０では、第１主面側引出電極２１と第２主面側引出電極２３とが圧電基板１１の表裏で非対向で配置されているので、そうでない場合に比べ、スプリアスを抑制できかつ減衰保証量を改善できる。これらの点について比較例と共に以下に説明する。
図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、比較例の圧電共振器５０を説明する図であり、図１（Ａ）〜（Ｃ）と同様に示した平面図、裏面の透視図、断面図及び結線図である。また、図３（Ａ）は比較例の圧電共振器５０での第１主面側引出電極５１と第２主面側引出電極５３との対向状態を説明する平面図、図３（Ｂ）は実施形態の圧電共振器１０での第１主面側引出電極２１と第２主面側引出電極２３との対向状態を説明する平面図である。
【００１７】
この比較例の圧電共振器５０の実施形態の圧電共振器１０との相違点は、引出電極の配置のみである。それ以外の構成は同じとしてある。すなわち、比較例の圧電共振器５０では、第１主面側引出電極５１は、第１部分５１a、第２部分５１ｂ、第３部分５１ｃ及び第４部分５１ｄで構成してあり、然も、第４部分５１ｄが第３電極１７と第４角部１１ｃｄとの間に引き回してある。また、第２主面側引出電極５３は、第１部分５３a及び第２部分５３ｂで構成してあり、然も、第１部分５３ａは、実施形態の圧電発振器１０では引き回してなかった、第６電極１９ｂと第２角部１１ｃｂとの間にも引き回してある。
【００１８】
従って、この比較例の圧電発振器５０では、図３（Ａ）に示したように、第１主面側引出電極の第４部分５１ｄと第２主面側引出電極５３の第２部分５３ｂとが圧電基板１１を挟んで対向するため、第１対向部５５ａが生じている。また、両部分５１ｄ、５３ｂが圧電基板１１を挟んで近接するため、第１近接部５７ａが生じている。さらに、第１主面側引出電極の第２部分５１ｂと第２主面側引出電極５３の第１部分５３ａとが圧電基板１１を挟んで対向するため、第２対向部５５ｂが生じている。また、両部分５１ｂ、５３ａが圧電基板１１を挟んで近接するため、第２近接部５７ｂが生じている。
これに対し、実施形態の圧電共振器１０の場合は、図３（Ｂ）に示したように、第２主面側引出電極の各部分である第１部分２３ａ、第２部分２３ｂは、第１主面側引出電極に対し対向していない。
比較例の場合の対向部５５ａ、５５ｂ及び近接部５７ａ、５７ｂは圧電共振器の電気的特性を悪化させる原因になっている。この点について以下に説明する。
【００１９】
比較例の圧電共振器５０及び実施形態の圧電共振器１０各々を試作して、それぞれの共振特性を測定した。図４（Ａ）は比較例の圧電共振器５０の共振特性を示した図、図４（Ｂ）は実施形態の圧電共振器１０の共振特性を示した図である。これらの図において横軸は周波数を示し、縦軸は減衰量を示す。縦軸の１目盛は１０ｄＢである。
ＭＣＦでは要求される仕様がある。詳細は省略するが、主に、公称周波数、通過帯域幅、阻止帯域幅を規定する減衰保証量等である。図４（Ａ）、（Ｂ）において、Ｆｏが公称周波数、Ｗで示す帯域が通過帯域幅、Ｔｈ１、Ｔｈ２で示すものが阻止帯域幅での所定周波数での要求減衰量の閾値、Ａで示すものが比較例の圧電共振器で実際に得られている保証減衰量である。
【００２０】
図４（Ａ）に示したように、比較例の圧電共振器５０の場合は、周波数Ｆ１における信号の減衰量が閾値Ｔｈ１を越えているため、スプリアスＳｐ１となっており、周波数Ｆｍ・・・Ｆｎにおける信号の減衰量が閾値Ｔｈ２を越えているため、スプリアスＳｐ２となっており、仕様を満たしていない。また、保証減衰量はＡであり満足のゆくものではない。
これに対し、実施形態の圧電共振器１０の場合は、図４（Ｂ）に示したように、周波数Ｆ１における信号の減衰量が閾値Ｔｈ１以下でかつ比較例より２０ｄＢ程度改善でき、周波数Ｆｍ・・・Ｆｎにおける信号の減衰量が閾値Ｔｈ２以下でかつ比較例より２０ｄＢ程度改善できていることが分かる。また保証減衰量もＡからＢへと５〜７ｄＢ程度改善できていることが分かる。従って、この発明の圧電共振器によれば圧電基板表裏の引出電極の対向関係を工夫するという簡易な構成でスプリアスの低減及び保証減衰量の改善が図れることが理解できる。
【符号の説明】
【００２１】
１０：実施形態の圧電共振器、          １１:圧電基板
１１ａ：圧電基板の第１主面、          １１ｂ：圧電基板の第２主面
１１ｃａ：圧電基板の第１角部、        １１ｃｂ：圧電基板の第２角部
１１ｃｃ：圧電基板の第３角部、        １１ｃｄ：圧電基板の第４角部
１３：第１電極、                      １５：第２電極
１７：第３電極、                      １９：第４電極
１９ａ：第５電極、                    １９ｂ：第６電極
１９ｃ：第７電極、                    
２１：第１主面側引出電極、            ２１ａ：第１主面側引出電極の第１部分、
２１ｂ：第１主面側引出電極の第２部分、２１ｃ：第１主面側引出電極の第３部分
２３：第２主面側引出電極、            ２３ａ：第２主面側引出電極の第１部分、
２３ｂ：第２主面側引出電極の第２部分、
２５：容器、                          ２５ａ：凹部
２７：導電性接着剤、                  ２９：配線パターン
５０：比較例の圧電共振器、            ５１：第１主面側引出電極、、
５１ａ：第１主面側引出電極の第１部分、５１ｂ：第１主面側引出電極の第２部分、
５１ｃ：第１主面側引出電極の第３部分、５１ｄ：第１主面側引出電極の第３部分、
５３：第２主面側引出電極、            ５３ａ：第２主面側引出電極の第１部分、
５３ｂ：第２主面側引出電極の第２部分、
５５ａ：第１対向部、                  ５５ｂ：第２対向部
５７ａ：第１近接部、                  ５７ｂ：第２近接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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