(57)【要約】【課題】    周波数温度特性と、通過帯域より高域側の保証減衰量とを改善した４ポールＭＣＦを得る。【解決手段】    断面が凸状物になるように水晶基板を形成し、これを挟んで両側にそれぞれＭｃｆを形成すると共に、水晶基板の凸側に形成した電極から伸びるリード電極は、凸状物の上部に形成したパッド電極まで延在し、水晶基板の平坦側に形成した電極からの伸びるリード電極は、凸状物の底面に形成したパッド電極まで延在し、凸状物の底面のパッド電極と、パッケージの内底部に焼成した端子電極とを金属バンプにて接続し、凸状物の上部に形成したパッド電極と、パッケージの周縁に焼成した端子電極とを導電性接着剤にて接続して構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モノリシック・フィルタ素子を構成する水晶基板を、上面を開口とする箱形パッケージに収容した構成のモノリシック・フィルタであって、
前記水晶基板は、一方の主面のほぼ中央部を他より厚肉とした一条の突起部を備えており、
この水晶基板の突起部を挟んで両側にそれぞれモノリシック・フィルタを構成するための電極が配置され、突起部の頂上部に配置した突起部側パッド電極と突起側に配置された前記電極とがリード電極を介して接続され、水晶基板の平坦側であって突起部と対向する位置に配置した平坦側パッド電極と水晶基板の平坦側に配置された前期電極とがリード電極を介して接続されており、
前記箱形パッケージは、内底面に前記平坦側パッド電極と対応した内底面端子電極を備える共に、側壁の内側に設けられた段差部に前記突起側パッド電極に対応する段差部端子電極を備えており、
前記平坦側パッド電極と内底面端子電極とを金属バンプにて導通接続し、前記突起側パッド電極と段差部端子電極とを導電性接着剤にて導通接続したことを特徴とするモノリッシク・フィルタ。
【請求項２】
前記モノリシック・フィルタがいずれも二重モードフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の４ポールモノリシック・フィルタ。
【請求項３】
前記モノリシック・フィルタがいずれも３ポールモノリシック・フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の６ポールモノリシック・フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モノリシック・フィルタ関し、特に周波数温度特性や保証減衰量を改善したモノリシック・フィルタ関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電基板にＡＴカット水晶基板を用いたモノリシック・クリスタル・フィルタ（以下、ＭＣＦと称す）は、周波数温度特性が良好なこと、小型であること、高減衰量が得られること及び堅牢性を有すること等の理由から、移動体通信機のＩＦフィルタとして広く用いられている。
ＭＣＦの構成については、例えば、「人工水晶とその電気的応用」に詳細に記述されている。
【０００３】
図５は従来の２ポールＭＣＦの構成を示す概略図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図である。ＡＴカット水晶基板１１の一方の主表面上に電極１２、１３を、間隙ｇを隔して配置すると共に、他方の主表面上に電極１２、１３と対向して電極１４、１５を配設する。そして、電極１２、１３から水晶基板１１の端部に向けてそれぞれリード電極１２ａ、１３ａを延在し、リード電極１２ａは入力端子ＩＮに、リード電極１３ａは出力端子ＯＵＴに接続する。さらに、電極１４、１５からそれぞれリード電極１４ａ、１５ａを延在し、グランド端子Ｇに接続してＭＣＦを構成する。なお、電極１４、１５を短絡して共通電極としてもよい。
【０００４】
周知のように、ＭＣＦの中心周波数は水晶基板１１の厚さに逆比例し、通過帯域幅は電極１２、１３の寸法、電極間間隙ｇ及び周波数低下率に依存する。そして、２ポールＭＣＦのインピーダンスは通過帯域幅と、ＭＣＦの電極１２（１３）の面積及び水晶基板１１の厚さで決まるインダクタンスとに依存する。
【０００５】
２ポールＭＣＦの保証減衰量や減衰傾度が要求規格を満たさない場合、２ポールＭＣＦを複数個縦続接続し、規格を満たすようにする。図６はこのようなフィルタ１つで、１枚の水晶基板２１上に２つの２ポールＭＣＦ（ＭＣＦ１、ＭＣＦ２）を縦続接続して構成した４ポールＭＣＦの平面図である。水晶基板２１上に図３に示したような電極２２、２３、２４（２４は共通電極）と、該電極２２、２３、２４から水晶基板２１の端部に向けて延在するリード電極２２ａ、２３ａ、２４ａとからなる第１のＭＣＦ素子（ＭＣＦ１）と、ＭＣＦ１と同様に電極２５、２６、２７（２７は共通電極）と、これらの電極から水晶基板２１の端部に向けて延在するリード電極２５ａ、２６ａ、２７ａとからなる第２のＭＣＦ素子（ＭＣＦ２）とを形成し、これをセラミックパッケージ２８に収容し、リード電極２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、２７ａのそれぞれの端部と、セラミックパッケージ２８の側壁の内側に設けた段差部上面に形成した端子電極とを導電性接着剤２９にて導通接続し、４ポールＭＣＦを構成する。セラミックパッケージ２８にはＭＣＦ１とＭＣＦ２とが縦続縦続するよう導通電極が焼成されている。なお、通過帯域幅によりＭＣＦ１とＭＣＦ２との接続部にリアクタンスを並列接続する場合がある。
【０００６】
しかし、図６に示すような４ポールＭＣＦの構成では、水晶基板２１上に形成したリード電極とセラミックパッケージ２８の段差部に形成した端子電極とを導電性接着剤にて６カ所導通接続する必要があり、水晶基板２１の熱膨張率とセラミックパッケージ２８のそれとが異なるために、水晶基板２１に歪みが生じ、ＭＣＦの周波数温度特性が本来の特性からずれるという現象があった。
【０００７】
これを解決するものとして、特開２００２−１８５２８７号公報に図７に示す４ポールＭＣＦが提案された。即ち、水晶基板３１の一方の主表面上に電極３２、３３を所定の間隙を隔して配置すると共に、該電極と対向して他方の主表面上に３２’、３３’を配設し、電極３２から水晶基板３１の端部に向けてリード電極３２ａを延在する。さらに、電極３２’と３３’とはリード電極３４ａにて接続し、第１のＭＣＦ（ＭＣＦ１）を形成する。ＭＣＦ１と同様に、水晶基板３１上に電極３５、３６と、これと対向する電極３５’、３６’とからなる第２のＭＣＦ（ＭＣＦ２）を形成し、電極３６から水晶基板３１の端部に延在するリード電極３６ａを形成する。さらに、ＭＣＦ１の電極３３とＭＣＦ２の電極３５とを接続し、且つ水晶基板３１の端部に向けて延在するリード電極３８を形成すると共に、ＭＣＦ１の電極３３’とＭＣＦ２の電極３６’とを接続し、且つ水晶基板３１の端部に向けて延在するリード電極３９を形成し、リード電極３２ａ、３６ａ、３８、３９の端部とセラミックパッケージ４０の周縁に焼成した端子電極とを導電性接着剤４１にて４カ所導通接続する。接着箇所が６カ所から４カ所と少なくなることにより、４ポールＭＣＦの周波数温度特性が改善されるという。
【非特許文献１】滝貞男著  「人工水晶とその電気的応用」  日刊工業出版  昭和４９年５月  発行
【特許文献１】特開２００２−１８５２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図７に示した４ポールＭＣＦでは図６に示したそれに比べて固定点があ２つ減っているものの、それでも４ヶ所を固定しており、それによる歪のため、周波数温度特性の改善が十分ではない。それに、図６、７の構造の４ポールＭＣＦでは通過帯域より高域側の周波数帯でＭＣＦ１からＭＣＦ２へ（あるいは逆にＭＣＦ２からＭＣＦ１へ）と振動エネルギが伝搬し、フィルタ特性の高域側の保証減衰量が劣化するという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、モノリシック・フィルタ素子を構成する水晶基板を、上面を開口とする箱形パッケージに収容した構成のモノリシック・フィルタであって、前記水晶基板は、一方の主面のほぼ中央部を他より厚肉とした一条の突起部を備えており、この水晶基板の突起部を挟んで両側にそれぞれモノリシック・フィルタを構成するための電極が配置され、突起部の頂上部に配置した突起部側パッド電極と突起側に配置された前記電極とがリード電極を介して接続され、水晶基板の平坦側であって突起部と対向する位置に配置した平坦側パッド電極と水晶基板の平坦側に配置された前期電極とがリード電極を介して接続されており、前記箱形パッケージは、内底面に前記平坦側パッド電極と対応した内底面端子電極を備える共に、側壁の内側に設けられた段差部に前記突起側パッド電極に対応する段差部端子電極を備えており、前記平坦側パッド電極と内底面端子電極とを金属バンプにて導通接続し、前記突起側パッド電極と段差部端子電極とを導電性接着剤にて導通接続してモノリッシク・フィルタを構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の多ポールＭＣＦは、凸状に形成した水晶基板の両側にそれぞれＭＣＦを形成し、ＭＣＦの電極から延在するリード電極を突起形状物の上下に形成したパッド電極まで延在し、該パッド電極とパッケージの端子電極とを金属バンプ及び導電性接着剤を介して導通接続するため、水晶基板に生じる歪みが減少し、多ポールＭＣＦの周波数温度特性が改善されると共に、通過帯域の高域側の保証減衰量を改善するという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明に係る４ポールＭＣＦの実施の形態を示す図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図、同図（ｃ）は裏面図である。水晶基板１一方の面の中央部に断面が凸状になるように一条の突起形状部Ｐを形成し、該突起形状部Ｐを挟んで両側にそれぞれＭＣＦ１、ＭＣＦ２を形成する。即ち、水晶基板１の平坦側に電極２ａ、３ａを所定の間隔を隔して配置し、該電極２ａ、３ａと対向して凸側に電極４ａ（共通電極）を配設し、該電極４ａからリード電極４ｂを延在し、突起形状部Ｐの上部に形成したパッド電極と接続する。さらに、電極２ａ、３ａからリード電極２ｂ、３ｂを延在し、突起形状部Ｐと対向する位置に形成したパッド電極とそれぞれ接続する。ＭＣＦ１と同様に、水晶基板１の平坦側に電極２ｃ、３ｃを、凸側に電極４ｃを配置すると共に、電極２ｃ、３ｃからリード電極２ｄ、３ｄを延在し、突起形状部Ｐと対向する底面に形成したパッド電極とそれぞれ接続し、電極４ｃからリード電極４ｄを延在し、突起形状部Ｐの上部に形成したパッド電極と接続し、４ポールＭＣＦ素子を構成する。
【００１２】
中央部を凸状にした水晶基板１の製作方法について説明する。まず、平板状の水晶基板１の両面にレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィ手法を用いて図２（ａ）の平面図、（ｂ）の断面図に示すように、水晶基板１の一方の主面の中央に帯状のレジスト膜を、他方の主面には全面にレジスト膜を残すように形成する。これをエッチング溶液中でエッチングすると図２（ｃ）の断面図に示すように、水晶基板の一方の主面の中央部のみを厚肉として、一条の突起形状部Ｐが形成さる。
【００１３】
上記のように、中央部に断面が凸状の突起形状物Ｐを有する水晶基板に突起形状部Ｐを挟んでそれぞれにＭＣＦ１、ＭＣＦ２を形成した４ポールＭＣＦ素子をセラミックパッケージ６に収容し、突起形状部Ｐと対向する底面に形成したパッド電極と、セラミックパッケージの内底部に形成した端子電極とを金属バンプ７、例えば金バンプにて導通接続する。さらに、突起形状部Ｐの頂上部に形成したパッド電極と、セラミックパッケージ６の段差部に形成した端子電極とを導電性接着剤８にて導通接着して４ポールＭＣＦを構成する。
【００１４】
本発明に係る４ポールＭＣＦの特徴は、水晶基板１の中央部を凸状に肉厚としたため、水晶基板１を金属バンプにてセラミックパッケージ６に固定しても、金属バンプによる歪みは主電極がある振動部に及ばず、その影響は従来の方法に比べてはるかに少なくなる。そのため、セラミックパッケージ６を封止したときの、封止による周波数変動が大幅に低減した。さらに、水晶基板１とセラミックパッケージ６との接合部が一直線上に並べてあるので、水晶基板１とセラミックパッケージ６の熱膨張率が異なっていても、水晶基板１の電極部にかかる湾曲歪は少なくなるので周波数温度特性も極めて良好となる。
さらに、ＭＣＦ１とＭＣＦ２との間にセラミックパッケージ６との接合点を設けたので、フィルタの通過域より高域の周波数が互いに伝搬出来ず、保証減衰量が大幅に改善できる。
【００１５】
以上では突起形状物Ｐの両側に２ポールＭＣＦを配置し、これらを縦続接続して、４ポールＭＣＦを構成した実施例を説明したが、突起形状物Ｐの両側に図４に示すように、３つの電極を所定の間隔を隔して配置し、該３つの電極と対向する電極とで構成する３ポールＭＣＦをそれぞれ配設し、これらを縦続接続して、６ポールＭＣＦを構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る４ポールＭＣＦの実施の形態を示す概略構成図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図、同図（ｃ）は裏面図である。
【図２】本発明に係る水晶基板を製作する工程を説明する図である。
【図３】本発明に係る４ポールＭＣＦ素子をセラミックパッケージに収容した際の、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】本発明に係る６ポールＭＣＦ素子の実施の形態を示す概略平面図である。
【図５】従来の２ポールＭＣＦの構成を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】従来の４ポールＭＣＦの構成を示す平面図である。
【図７】従来の４ポールＭＣＦの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  水晶基板
２ａ、４ａ、２ｃ、４ｃ  電極
２ｂ、３ｂ、４ｂ、２ｄ、３ｄ、４ｄ  リード電極
Ｐ  突起形状物
５  レジスト膜
６  セラミックパッケージ
７  金属バンプ
８  導電性接着剤
【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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