(57)【要約】【課題】２つのフィルタ素子間の影響を抑制して、電気的特性に優れた、高性能、高信頼性が得られる小型チップタイプの圧電フィルタを提供することを目的とする。【解決手段】エネルギー閉じ込め型の圧電フィルタであって、厚み方向に分極処理された矩形の圧電基板に、一方の面に所定距離を隔てて形成された一対の共振電極対と、共振電極対と厚み方向で対向する共通共振電極で構成された第１、第２の圧電基板を縦に積み重ねて形成したチップ型圧電フィルタにおいて、第１の圧電基板の共振電極対の面と第２の共振電極対の面が互いに対向するように積み重ね、圧電フィルタの入力（または出力）となる第１の圧電基板の一方の共振電極面と出力（または入力）となる第２の圧電基板の一方の共振電極面とが互いに対向することのないようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー閉じ込め型の圧電フィルタであって、厚み方向に分極処理された矩形の圧電基板に、一方の面に所定距離を隔てて形成された一対の共振電極対と、該共振電極対と厚み方向で対向する共通共振電極で構成された第１、第２の圧電基板を縦に積み重ねて形成したチップ型圧電フィルタにおいて、該第１の圧電基板の共振電極対の面と該第２の共振電極対の面が互いに対向するように積み重ね、該圧電フィルタの入力（または出力）となる該第１の圧電基板の一方の共振電極面と出力（または入力）となる該第２の圧電基板の一方の共振電極面とが互いに対向することのないようにすることを特徴とするチップ型圧電フィルタ。
【請求項２】
エネルギー閉じ込め型の圧電フィルタであって、厚み方向に分極処理された矩形の圧電基板に、一方の面に所定距離を隔てて形成された一対の共振電極対と、該共振電極対と厚み方向で対向する共通共振電極で構成された第１、第２の圧電基板を縦に積み重ねて形成したチップ型圧電フィルタにおいて、該第１の圧電基板の共振電極対の面と該第２の共振電極対の面とが互いに対向するように、容量素子基板を挟んで積み重ね、  該圧電フィルタの入力（または出力）となる該第１の圧電基板の一方の共振電極面と出力（または入力）となる該第２の圧電基板の一方の共振電極面とが互いに対向することのないようにすることを特徴とするチップ型圧電フィルタ。
【請求項３】
前期第１、第２の圧電基板の夫々の共振電極から引き出すリード電極を圧電基板の縁端に沿って形成し、該圧電基板を収納する凹部と外部電極を備えた外装ケースに導電性接着剤を用いて電気的機械的に接続し、該圧電基板のリード電極部分を除く外周部に絶縁性と弾性を備えた接着剤を塗布したことを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載のチップ型圧電フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【先行技術文献１】特開平２００２−３５３７７４
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エネルギー閉じ込め型圧電フィルタに関し、特に二つの圧電基板を縦に積み重ねて接続してなるチップ型の圧電フィルタに関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、この種のエネルギー閉じ込め型圧電フィルタとして、フィルタ素子となる２つの圧電基板を縦に積み重ねて小型化した圧電フィルタの分解斜視図を図６に示す。図６（ａ）は外装ケース部であり、図６（ｂ）はフィルタ部である。
【０００４】
図６（ａ）に示すように、外装ケースＡ，Ｂは２つの圧電基板Ｆ１，Ｆ２と容量素子基板Ｃを内包する凹部１０、１１を具備した耐熱性絶縁樹脂である。そして、下部外装ケースＡには外部接続用電極５、６、７とを備えている。
図６（ｂ）は、第１の圧電基板Ｆ１と、第２の圧電基板Ｆ２の共振電極対が互いに対向するように、容量素子Ｃを挟んで縦に積み重ねてある。そして、外装ケースＡ，Ｂの設けられた凹部１０、１１に収納した構成である。  図５に、第１および第２の圧電基板Ｆ１，Ｆ２が容量素子Ｃを介して接続された圧電フィルタの回路図を示す。
【０００５】
次に、圧電フィルタの詳細について、図６を用いて説明する。
図６（ｂ）に示すように、第１の圧電基板Ｆ１は、圧電基板の主面Ｆ１ａにおいて、一対の共振電極ａ，ｂを形成し、圧電基板の裏面Ｆ１ｂ（上から見た透視図）に共振電極ａ、ｂと表裏対向する共通共振電極ｅを形成することにより構成されている。
第２の圧電基板Ｆ２についても同様に、圧電基板の主面Ｆ２ａ（上から見た透視図）に一対の共振電極ａ，ｂを形成し、圧電基板の裏面Ｆ２ｂに共通共振電極ｅを形成することにより構成されている。
第１、第２の圧電基板Ｆ１、Ｆ２は、各々の共振電極ａ，ｂの長手方向の一端から引き出されて圧電基板の縁端にリード電極ａ１，ｂ１が設けられている。共通共振電極ｅのリード電極は、共通共振電極ｅを延長して圧電基板の一方の縁端まで同じ幅で引き出されている。
【０００６】
容量素子Ｃは圧電基板の主面に容量電極Ｃ１が形成されており、圧電基板の裏面に容量電極Ｃ２（上から見た透視図）が表裏対向するようにほぼ同じ寸法で形成されており、リード電極とするために圧電基板の一方の縁端まで延びている。この一対の容量電極Ｃ１、Ｃ２により、結合容量部としての結合容量素子が構成されている。
【０００７】
図６（ｂ）に示すように、下部外装ケースＡの底面Ａ１（上から見た透視図）には外部回路と接続する外部電極５，６，７が３本平行に外周の一端から他端に延びて設けられている。外部電極５，６，７は外装ケースの側面から上面に延びて、さらに凹部１０壁面まで延ばしたリード電極５ａ，６ａ，７ａを設けてある。そして、凹部１０壁面から上面に伸びる共通接続用電極８が設けられている。外部電極５のリード電極５ａは第２の圧電基板Ｆ２のリード電極ａ１とが電気的に接続され外部入力（または出力）となる。また、外部電極６のリード電極６ａは第１の圧電基板Ｆ１のリード電極ａ１とが電気的に接続され外部出力（または入力）となる。外部電極７のリード電極７ａは第１の圧電基板Ｆ１のリード電極ｅと容量素子Ｃの容量電極Ｃ１と、第２の圧電基板Ｆ２のリード電極ｅとが電気的に接続されアースとなる。また、凹部壁面から上面に伸びる接続用電極８は第１の圧電基板Ｆ１のリード電極ｂ１と容量素子Ｃの容量電極Ｃ２と、第２の圧電基板Ｆ２のリード電極ｂ１とが電気的に接続されてフィルタ回路を形成する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、エネルギー閉じ込め型の圧電フィルタは、小型化するために共振電極のリード引き出し方向を工夫した圧電基板よりなる２つの圧電基板を縦に積み重ねることが有効な方策となる。しかしながら、図７（図６（ｂ）のフィルタ部のＭ−Ｍ断面図）に示すように、２つの圧電基板Ｆ１，Ｆ２が近接し、入力となる一方の圧電基板Ｆ１（またはＦ２）の振動電極面ａと出力となる他方の圧電基板Ｆ２（またはＦ１）の振動電極面ａが対向して近づくために、２つの圧電基板の振動の伝動と浮遊容量の発生によるアイソレーションの低下およびノイズレベルの悪化となる。このことは不要な通過帯域外周波数の減衰量が低下し、電気的特性を悪化させる原因となる。
【０００９】
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、２つのフィルタ素子間の影響を抑制して、電気的特性に優れた、高性能、高信頼性が得られる小型チップタイプの圧電フィルタを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、エネルギー閉じ込め型の圧電フィルタであって、厚み方向に分極処理された矩形の圧電基板に、一方の面に所定距離を隔てて形成された一対の共振電極対と、共振電極対と厚み方向で対向する共通共振電極で構成された第１、第２の圧電基板を縦に積み重ねて形成したチップ型圧電フィルタにおいて、第１の圧電基板の共振電極対の面と第２の共振電極対の面が互いに対向するように積み重ね、圧電フィルタの入力（または出力）となる第１の圧電基板の一方の共振電極面と出力（または入力）となる第２の圧電基板の一方の共振電極面とが互いに対向することのないようにする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
このチップ型圧電フィルタは、２つの圧電基板間が近接し、入力となる振動電極面と出力となる振動電極面が対向して近づくために、圧電基板の振動の伝動と浮遊容量の発生によるアイソレーションの低下およびノイズレベルの悪化とともに不要な通過帯域外周波数の減衰量が低下することを抑制し、電気的特性に優れた圧電フィルタを得ることを目的に、エネルギー閉じ込め型の圧電フィルタであって、厚み方向に分極処理された矩形の圧電基板に、一方の面に所定距離を隔てて形成された一対の共振電極対と、共振電極対と厚み方向で対向する共通共振電極で構成された第１、第２の圧電基板を縦に積み重ねて形成したチップ型圧電フィルタにおいて、第１の圧電基板の共振電極対の面と第２の共振電極対の面が互いに対向するように積み重ね、圧電フィルタの入力（または出力）となる第１の圧電基板の一方の共振電極面と出力（または入力）となる第２の圧電基板の一方の共振電極面とが互いに対向することのないようにする。
また、圧電基板の固定とリード電極の接続において、導電性接着剤を用いて電気的に接続し、不要振動を抑圧するために絶縁性と弾性とを併せ持つ接着剤を用いて、リード電極を除く圧電基板の外周に塗布する。
【００１２】
【実施例】
以下本発明の実施例を図１乃至図３に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例にかかるチップ型圧電フィルタを示す斜視図である。図１（ａ）は外装ケースの斜視図であり、図１（ｂ）は２つの圧電基板と容量素子を縦に積み重ねたフィルタ部の分解斜視図である。
図１において、図６と同じものは同記号を記した。
【００１３】
図１（ｂ）に示すように、第１の圧電基板Ｆ１と第２の圧電基板Ｆ２は、矩形板状の圧電基板で、チタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックよりなり、厚み方向に分極処理されている。
第１の圧電基板Ｆ１の主面Ｆ１ａは所定距離を隔てて設けられた第１および第２の共振電極ａおよびｂが設けられており、第１および第２の共振電極ａ、ｂの長手方向の一端から導き出され基板の縁端に沿ってリード電極ａ１、ｂ１が設けられている。さらに、第１の圧電基板Ｆ１の裏面Ｆ１ｂ（上から見た透視図）は、第１および第２の共振電極ａ、ｂと表裏対向して共通共振電極ｅが設けられているとともに、縁端に延びるリード電極ｅ１が設けられている。
【００１４】
第２の圧電基板Ｆ２の主面Ｆ２ａ（上から見た透視図）には所定距離を隔てて設けられた第１および第２の共振電極ａおよびｂが設けられており、第１および第２の共振電極ａ、ｂの長手方向の一端から導き出され基板の縁端に沿ってリード電極ａ１、ｂ１が設けられている。さらに、第１の圧電基板Ｆ２の裏面Ｆ２ｂには、第１および第２の共振電極ａ、ｂと表裏対向して共通共振電極ｅが設けられているとともに、縁端に延びるリード電極ｅ１が設けられている。
【００１５】
次に、第１の圧電基板Ｆ１と第２の圧電基板Ｆ２の共振電極の位置関係を図２のＫ−Ｋ断面図で示す。（ただし、容量素子基板は図示せず）。
図２に示すように、第１の圧電基板Ｆ１と第２の圧電基板Ｆ２はそれぞれの共振電極対ａ，ｂが互いに対向している。このとき、外部電極と接続される入力は第２の圧電基板Ｆ２の一方の共振電極ｂおよびリード電極ｂ１となる。そして、外部電極と接続される出力は第１の圧電基板Ｆ１の一方の共振電極ｂおよびリード電極ｂ１となる。このように、外部電極と接続する入力と出力の共振電極面は互いに対向していない。すなわち、互いに離れた位置の共振電極から入力と出力を引き出している。
このことは、圧電フィルタとして、対向する２つの圧電基板の振動電極が入力となる振動電極面と出力となる振動電極面が対向せずに離れた位置となることが後から述べる良好な電気的特性得られる。
【００１６】
図１に戻り、
図１（ａ）に示すように、外装ケースＡ，Ｂはアルミナなどの絶縁性セラミックスもしくは合成樹脂などの絶縁性材料から構成することができる。
外装ケースＡ，Ｂは、一方の面に凹部１０，１１を設けてある。下部外装ケースＡの底面Ａ１（上から見た透視図）には、外部回路と接続する入力用外部電極５、出力用外部電極６、アース用外部電極７が、その底面から外周側面に沿って凹部内壁面に延設されたリード電極５ａ、６ａ，７ａが設けられている。また、第１、第２の圧電基板Ｆ１，Ｆ２と容量素子Ｃとを接続する共通の接続用電極８が外装ケースＡの凹部１０に設けてある。
【００１７】
そして、図１（ｂ）に示したフィルタ部と図１（ａ）に示した外装ケースＡの接続は、入力側（または出力側）となる外部電極５のリード電極５ａを第１の圧電基板Ｆ１のリード電極ｂ１に導電性接着剤を用いて電気的に接続される。出力側（または入力側）となる外部電極６のリード電極６ａは第２の圧電基板Ｆ２のリード電極ｂ１に導電性接着剤を用いて電気的に接続される。そして、第１の圧電基板Ｆ１のリード電極ａ１と容量素子Ｃの一方の電極Ｃ１と第２の圧電基板Ｆ２のリード電極ａ１が共通の接続用電極８に導電性接着剤を用いて電気的に接続される。
さらに、第１の圧電基板Ｆ１の共通共振電極ｅのリード電極ｅ１と容量素子Ｃの他方の電極Ｃ２と第２の圧電基板Ｆ２の共通共振電極ｅのリード電極ｅ１とが外部回路のアース電極７のリード電極７ａに導電性接着剤を用いて電気的に接続される。このように、外装ケースＡ，Ｂの凹部に、第１の圧電基板Ｆ１と容量素子Ｃと第２の圧電基板Ｆ２とを縦に積み重ねて収納したものである。
【００１８】
さらに、図３に示すように、第１の圧電基板、第２の圧電基板と外装ケースＡ，Ｂに収納し、各々のリード電極を導電性接着剤で電気的に接続するとともに、必要とする特性において不要振動を抑制するために、導電性接着剤で接続した部分を除く他の箇所に、絶縁性と弾性を備えた接着剤を用いて固定する。例えば、本実施例では、絶縁性と弾性を備えた接着剤としてシリコーン系接着剤を用いた。第１の圧電基板Ｆ１は下部外装ケースＡの凹部１０の３辺に各リード電極部を除く位置に、５カ所ｇ１、ｇ２、ｇ３、ｇ４、ｇ５に塗布し固定する。第２の圧電基板Ｆ２も同様に、外装ケースＢの凹部１１の３辺に各リード電極部を除く位置に、５カ所塗布（図示せず）し固定する。
なお、弾性接着剤の塗布位置は実施例を特定するものではない。圧電基板の振動電極の形状およびリード電極の引き出し等により、周波数特性が微妙に変化することから、圧電基板の条件に合った適切な塗布位置にすることが重要である。
【００１９】
上記のような本願発明のチップ型圧電フィルタの周波数特性と従来の圧電フィルタの周波数特性を図４に示す。
図４の周波数特性は横軸に周波数を、縦軸に減衰量を表している。
Ｘは本願発明のチップ型圧電フィルタの周波数特性を示し、Ｙは従来の圧電フィルタの周波数特性を示す。
本願発明のチップ型圧電フィルタ特性Ｘは、図４の周波数特性より明らかなように、主振動を基準にして通過帯域外周波数の減衰量（ノイズレベル）で従来品と比較し２０ｄＢの差があり、不要振動を抑圧した周波数特性となっている。
【００２０】
このようなフィルタ素子を構成した２つの圧電基板を縦に積み重ね、凹部を設けた外装ケースに収納することにより、実装面積を最小限として小型化することができる。そして、入出力となる２つの圧電基板の振動電極面が対向することのない位置にすることにより、２つのフィルタ素子の影響を最小限に抑制し、不要振動（スプリアス）を抑制することができる。さらにまた、圧電基板と外装ケースとの関係においては、導電性接着剤による電気的機械的接続だけでなく、絶縁性のある弾性接着剤で固定することにより、不要振動を効果的に抑制することができ、フィルタ特性をさらに向上することができる。
外装ケースを用いることによって、回路基板の実装時においては圧電基板が外部と接していないためにはんだ熱による特性劣化を防止することができる。
【００２１】
以上、本発明のチップ型圧電フィルタの実施例を述べたが、これらの実施例に限られるものではない。例えば、容量素子として、実施例では基板を用いたが、一般に市販されているチップコンデンサを用いてもよい。また、容量素子をフィルタ素子の圧電基板上に設けることによりさらに厚みを薄くすることができることはいうまでもない。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のチップ型圧電フィルタは、エネルギー閉じ込め型の圧電フィルターであって、フィルタ素子を構成した２つの圧電基板を縦に積み重ね、凹部を設けた外装ケースに収納する。入出力となる２つの圧電基板の振動電極面が対向することのない位置にすることにより、２つのフィルタ素子の影響を最小限に抑制し、不要振動を抑制することができる。さらに、導電性接着剤で接続した部分を除く他の箇所に、絶縁性と弾性を備えた接着剤を用いて固定することにより、不要振動を効果的に抑制することができ、フィルタ特性をさらに向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるチップ型圧電フィルタの分解斜視図を示す外装ケース（ａ）とフィルタ部（ｂ）。
【図２】図１（ｂ）のフィルタ部のＫ−Ｋ断面図。
【図３】図１の一部フィルタ部を収納する接続状態の分解斜視図。
【図４】チップ型圧電フィルタの周波数特性。
【図５】２つの圧電フィルタを用いてフィルタを構成した回路。
【図６】従来のチップ型圧電フィルタの分解斜視図を示す外装ケース（ａ）とフィルタ部（ｂ）。
【図７】図６（ｂ）のフィルタ部のＭ−Ｍ断面図。
【符号の説明】
Ｆ１、Ｆ２  圧電基板
Ａ、Ｂ          外装ケース
ａ，ｂ、ｅ  共振電極
ａ１、ｂ１、ｅ１  リード電極
１０、１１  凹部
５、６、７    外部接続用電極
８                  共通接続用電極
５ａ、６ａ、７ａ  リード電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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