專利名稱：壓電濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓電濾波器，這種壓電濾波器包括壓電基片，該壓電基片具有彼此相向的第一和第二主表面及所述第一和第二主表面間的至少一個(gè)側(cè)面；多個(gè)諧振單元，每一個(gè)諧振單元包括一對(duì)設(shè)置在第一主表面上的，且它們之間有間隙的諧振電極和設(shè)置在第二主表面上且通過(guò)壓電基片與該對(duì)諧振電極相對(duì)的公共電極，以及耦合電容單元，它包括一對(duì)分別設(shè)置在第一和第二主表面上的耦合電容電極，這對(duì)耦合電容電極通過(guò)壓電基片相對(duì)。
壓電濾波器可用作電視接收機(jī)或無(wú)線電接收機(jī)中的帶通濾波器。
隨著諸如電視接收機(jī)、無(wú)線電接收機(jī)之類的電子設(shè)備的小型化，在用于這些設(shè)備中的帶通濾波器方面的小型化也有了進(jìn)展。下面將參照?qǐng)D8，說(shuō)明這些類型使用的壓電濾波器的結(jié)構(gòu)。如圖8中所示，壓電濾波器51通過(guò)使用沿厚度方向極化的矩形壓電陶瓷板構(gòu)成。第一和第二諧振單元53和54及耦合電容單元55設(shè)置在壓電陶瓷板52中。
第一諧振單元53備有一對(duì)諧振電極53a和53b及公共電極53c，其中諧振電極形成在壓電陶瓷板52的上表面上，互相面對(duì)，且它們之間有間隙，而公共電極通過(guò)壓電陶瓷板52與諧振電極53a和53b相對(duì)。第二諧振單元備有類似地形成的一對(duì)諧振電極54a和54b，及公共電極54c。
同時(shí)，耦合電容單元55備有形成在陶瓷板52的上表面上的耦合電容電極55a和形成在下表面上的耦合電容電極55b。
在壓電濾波器51中，輸入電極56a形成在壓電陶瓷板52的上表面的隅角部分，輸出電極56b形成在另一個(gè)隅角部分附近。輸入電極56a連接到諧振電極53a。另外，輸出電極56b連接第二諧振單元54的諧振電極54b。
連接到地電勢(shì)的導(dǎo)出電極56c形成在壓電陶瓷板52的下表面上。引導(dǎo)出電極56c連接到公共電極53c和54c及耦合電容電極55b。另外，諧振電極53b和諧振電極54a由導(dǎo)電連接部分57電氣連接，而且耦合電容電極55a連接到導(dǎo)電連接部分57。
在壓電濾波器51中，耦合電容單元通過(guò)形成上述耦合電容電極55a和55b而構(gòu)成。除非耦合電容單元具備某種程度的容量，否則不能提供期望的濾波器特性。相應(yīng)地，耦合電容電極55a和55b必需形成在一個(gè)較大區(qū)域，這在小型化的壓電濾波器51中構(gòu)成很大困難。
同時(shí)，第JU-A-7-43006號(hào)日本未審查的實(shí)用新型揭示了一種壓電濾波器，如圖9所示。根據(jù)這種壓電濾波器61，通過(guò)使用外裝的多層電容器構(gòu)成耦合電容，達(dá)到小型化。即，壓電濾波器61是通過(guò)將多層電容器65結(jié)合到其上形成有第一和第二諧振單元62和63的壓電陶瓷板64上而構(gòu)成的。
第一和第二諧振單元62和63類似于上述壓電濾波器51的第一和第二諧振單元53和54地構(gòu)成。第一諧振單元62一側(cè)上的諧振電極62b連接到耦合電容電極66，而第二諧振單元63一側(cè)上的諧振電極63a也連接到耦合電容電極66。多層電容器65的外電極65a連接到耦合電容電極66。多層電容器65的另一個(gè)外電極65b電氣連接到形成在壓電陶瓷板64的一端面上(未圖示)的耦合電容電極。
即，壓電濾波器61具備這樣的結(jié)構(gòu)，其中多層電容器65跨接一對(duì)平行地形成在壓電陶瓷板64上的耦合電容電極。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，增加了多層電容器65的靜電電容，因此不需增加耦合電容電極的面積就可構(gòu)成更大的耦合容量。
但是，上述壓電濾波器61，多層電容器65需要附于壓電陶瓷板64上，由此裝配步驟復(fù)雜。除此之外，多層電容器65必需作為包括第一和第二諧振單元和耦合電容單元的壓電陶瓷板64之外的獨(dú)立的部件。由此，壓電濾波器的裝配成本增加。
另外，由于多層電容器65結(jié)合到壓電陶瓷板64，故外形復(fù)雜，并且相應(yīng)地，當(dāng)壓電濾波器61作為例如用樹(shù)脂外裝的電子部件時(shí)，則總的形狀是不均整的，并且易于引起破裂之類損壞。
另外，即使當(dāng)壓電濾波器61構(gòu)成樹(shù)脂外裝部件或片型電部件時(shí)，因整體形狀是不均整的，因此，當(dāng)要構(gòu)成適合于自動(dòng)插入的帶狀電子部件時(shí)，壓電濾波器不能牢固地包容在帶的容納凹陷部分。即，有可能引起故障。
本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可減小整體形狀同時(shí)又達(dá)到增加耦合容量，而不必以不均整的形狀形成外部配置的壓電濾波器。
本發(fā)明提供了一種壓電濾波器，其特點(diǎn)是至少一個(gè)耦合電容電極延伸到壓電基片的側(cè)面。
根據(jù)上述構(gòu)成，由延伸到側(cè)面的耦合電容電極部分構(gòu)成的容量和其它耦合電容電極構(gòu)成的容量相加。相應(yīng)地，不需增加通過(guò)壓電基片而相對(duì)的耦合電容電極的面積，就能增加耦合電容。因此，可以提供一種即使尺寸較小，仍具有足夠耦合電容量的壓電濾波器。
除此之外，由于不需要外裝的多層電容器，故壓電濾波器的外部形狀不再是不均整的，并且裝配步驟不再?gòu)?fù)雜。即，通過(guò)使用類似于傳統(tǒng)的內(nèi)裝耦合電容型的壓電濾波器的裝配步驟，可以兼價(jià)地提供具有小尺寸和大耦合電容的壓電濾波器。
在上述壓電濾波器中，諧振單元能以厚度擴(kuò)張振動(dòng)模式振動(dòng)。
在上述壓電濾波器中，延伸到壓電基片側(cè)面的耦合電容電極最好連接到地電勢(shì)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)密封基片被層壓到壓電濾波器上，以構(gòu)成例如片型壓電濾波器元件時(shí)，由于連接到和地電勢(shì)連接的耦合電容電極的外電極可以形成在層壓體的側(cè)面上，故容易形成片型部分。
本發(fā)明還提供了一種片型壓電濾波器，包括上述壓電濾波器；一對(duì)分別設(shè)置在壓電濾波器的第一和第二主表面上的密封基片；設(shè)置在一對(duì)諧振電極上的空間，用于防止諧振單元的振動(dòng)受到干擾。
本發(fā)明還提供了一種壓電濾波器部件，包括上述壓電濾波器；覆蓋壓電濾波器的樹(shù)脂；多個(gè)分別電氣連接到一對(duì)諧振電極和一對(duì)耦合電容電極，并從樹(shù)脂向外延伸的引線終端；設(shè)置在一對(duì)諧振電極上的空間，用于防止諧振單元的振動(dòng)受到干擾。


圖1(a)是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓電濾波器從其第一主表面(上表面)看的透視圖；圖1(b)是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓電濾波器從其第二主表面(下表面)看的透視圖；圖2是圖1所示的實(shí)施例的壓電濾波器的電路構(gòu)成圖；圖3是示出靜電電容和距離之間的關(guān)系的圖，其中所述靜電電容是由延伸到壓電基片側(cè)面的耦合電容電極部分和其它耦合電容電極得到的，而所述距離是延伸到壓電基片的側(cè)面的耦合電容電極一部分的上端和壓電基片的上表面之間的距離；圖4是部分剖視圖，用于說(shuō)明耦合電容電極的上端和壓電基片的上表面之間的距離A；圖5是一透視圖，示出通過(guò)使用圖1所示的壓電濾波器而構(gòu)成的片型壓電濾波器部件；圖6是一透視圖，用于說(shuō)明圖5所示的片型壓電濾波器部件所用的密封基片；圖7是透視圖，示出通過(guò)使用根據(jù)圖1所示的實(shí)施例的壓電濾波器而構(gòu)成的帶引線的端壓電濾波器部件；圖8是示出傳統(tǒng)壓電濾波器例子的透視圖；及圖9是示出另一個(gè)傳統(tǒng)的壓電濾波器例子的透視圖。
從下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的描述，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。
參照?qǐng)D1(a)和1(b)，用矩形壓電基片2構(gòu)造一個(gè)壓電濾波器1。壓電基片2可以用諸如鋯鈦酸鉛類壓電陶瓷或石英的壓電單晶等構(gòu)成。當(dāng)壓電基片2是由壓電陶瓷制成時(shí)，壓電基片2沿厚度方向極化。
第一和第二諧振單元3和4以及耦合電容單元5構(gòu)成在壓電基片2中。單元諧振單元3備有一對(duì)(第一和第二)諧振電極3a和3b，它們?cè)O(shè)置在壓電基片2的第一主表面(上表面)2a上。諧振電極3a和3b彼此相對(duì)，它們之間有間隙。公共電極3c形成在壓電基片2的第二主表面(下表面)26上，通過(guò)壓電基片2和諧振電極3a和3b相對(duì)。同時(shí)，對(duì)于第二諧振單元4，諧振電極4a和4b形成在壓電基片2的上表面2a上，而公共電極4c形成在壓電基片2的下表面2b上。
耦合電容單元5備有形成在壓電基片2的上表面2a上的耦合電容電極5a和形成在下表面2b上的耦合電容電極5b。此外，根據(jù)實(shí)施例，耦合電容電極5b延伸到壓電基片2另一對(duì)側(cè)面2c和2d。
另外，耦合電容電極5a延伸到壓電基片2的上表面2a的兩個(gè)邊緣。此外，耦合電容電極5b延伸到壓電基片2的側(cè)面2c和2d的部分這樣地形成，即它們不到達(dá)壓電基片2的上表面2a和側(cè)面2c與2d之間的邊緣。即耦合電容電極5b延伸到側(cè)面2c和2d的部分形成成使它們不到達(dá)壓電基片2的上表面2a和側(cè)面2c與2d之間的邊緣，從而防止短路。
諧振電極3a電氣連接到輸入電極6a，其中輸入電極6a形成在壓電基片2的上表面2a的隅角部分。諧振電極3b電氣連接到耦合電容電極5a。第二諧振單元4的諧振電極4a也電氣連接到耦合電容電極5a。諧振電極4b電氣連接到輸出電極6b，其中輸出電極6b形成在壓電基片2的上表面2a上的隅角部分附近。
同時(shí)，在壓電基片2的下表面2b上，公共電極3c和4c經(jīng)導(dǎo)電圖案而電氣連接到耦合電容電極5b。
因此，在輸入電極6a、輸出電極6b和耦合電容電極5b之間構(gòu)成如圖2所示的以厚度擴(kuò)張振動(dòng)模式振動(dòng)的壓電濾波器電路。
根據(jù)本發(fā)明的壓電濾波器的特點(diǎn)在于，耦合電容電極5a和5b或耦合電容電極5b延伸到壓電基片2的側(cè)面2c和2d，相對(duì)于傳統(tǒng)的壓電濾波器51，耦合電容增加。更詳細(xì)地說(shuō)，耦合電容電極5b延伸到側(cè)面2c和2d，并且相應(yīng)地，在設(shè)置在該側(cè)面上的耦合電容電極部分和耦合電容電極5a之間獲得靜電電容，如此，增加了耦合電容。因此，不需增加基片2的上表面2a和下表面2b的面積，便能增加耦合電容，相應(yīng)地，能減小壓電濾波器的尺寸。
下面將根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)例子，說(shuō)明由于提供了延伸到側(cè)面2c和2d的耦合電容電極5b的部分引起電容的變化。
使用由介電常數(shù)為1200的鋯鈦酸鉛類壓電陶瓷制成的壓電基片2，它的厚度為0.6mm，形成寬度1.2mm×長(zhǎng)度3.5mm的電極作為耦合電容電極5a，壓電基片2的下表面上的耦合電容電極5b的形狀制作得和耦合電容電極5a的形狀相同，測(cè)出當(dāng)側(cè)面2c和2d上耦合電容電極5b部分的尺寸變化時(shí)的耦合電容增加量的變化，其結(jié)果示于圖3。耦合電容的增量是當(dāng)耦合電容電極5b延伸到側(cè)面2c和2d時(shí)的耦合電容量減去當(dāng)耦合電容電極5b不延伸到側(cè)面2c和2d時(shí)的耦合電容量的值。另外，圖3的橫坐標(biāo)指延伸到側(cè)面2c的耦合電容電極5b的部分5b1的上端和壓電基片2的上表面2a之間的距離A，如圖4所示。如從圖3顯見(jiàn)的，延伸到側(cè)面2c或2d的耦合電容電極5b的部分5b1的上端和壓電基片2的上表面之間的距離A越小，則耦合電容增加越大，而距離A越大，即，在側(cè)面2c或2d處的耦合電容電極5b部分的長(zhǎng)度越小，則由側(cè)面上的耦合電容電極部分增加的電容越小。
這種壓電濾波器，耦合電容的靜電電容量通常大約50到200pF。如從圖3中顯見(jiàn)的，可以通過(guò)形成延伸到側(cè)面2c和2d的耦合電容電極5b來(lái)增加足夠的靜電電容量。相應(yīng)地，和傳統(tǒng)的壓電濾波器51相比，即使在減小通過(guò)壓電基片2彼此對(duì)的耦合電容電極5a和5b的部分面積的情況下，通過(guò)形成延伸到側(cè)面2c2d耦合電容電極5b，由此增加靜電電容，仍舊可以容易地提供期望的耦合電容量。
此外，雖然根據(jù)壓電濾波器1，連接地電勢(shì)的耦合電容電極5b形成延伸到側(cè)面2c和2b，但反之，也可以形成成高電位側(cè)的耦合電容電極5a延伸到側(cè)面2c和2d。
另外，雖然耦合電容電極5b形成延伸到側(cè)面2c和2d，也可以耦合電容電極只延伸到側(cè)面2c或2d。
另外，也可以耦合電容電極5a和5b都形成延伸到壓電基片2的側(cè)面2c和2d。
雖然壓電濾波器1的特點(diǎn)在于耦合電容電極形成延伸到壓電基片的，的側(cè)面，但也可由其制造產(chǎn)品，可以構(gòu)成如圖5所示的片型壓電濾波器部件或如圖7所示具有用樹(shù)脂外裝的引線端的壓電濾波器部件。
即，圖5所示的片型壓電濾波器部件11是通過(guò)在上述壓電濾波器1的上表面和下表面上層壓密封基片12和13并形成外電極14到16而構(gòu)成的。密封基片12和13可以通過(guò)使用諸如氧化鋁之類的絕緣陶瓷或諸如合成樹(shù)脂之類的絕緣材料構(gòu)成。
如圖6的透視圖所示，密封基片13的上表面13a上具備凹陷部分13b和13c。凹陷部分13b和13c設(shè)置是為確保避免第一和第二諧振單元受到干擾的空間。雖然沒(méi)有特別地圖示，在密封基片12的下表面上也類似地形成凹陷部分。
密封基片12和13通過(guò)沒(méi)有圖示的粘著劑粘附到壓電濾波器1的上表面和下表面。另外，也可以不形成上述凹陷部分13b和13c通過(guò)在要設(shè)置凹陷部分的相應(yīng)的區(qū)域之外的地方覆蓋粘著劑，并使硬化，由粘著劑的厚度形成避免諧振單元的振動(dòng)受到干擾的空間。或者，可以將平面板形的部件用作密封基片12和13，并將具有開(kāi)口，用于避免諧振單元的振動(dòng)受到干擾的墊片插入壓電濾波器1和密封基片之間。
外電極14到16可以通過(guò)對(duì)導(dǎo)電膏，分別進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?涂敷、固化、氣相淀積、鍍敷、濺射等等)而形成。外電極14到16分別形成，以圍繞在壓電濾波器1的上表面和下表面上層壓密封基片12和13的層疊體17的外周。外電極14電氣連接到壓電濾波器1的輸入電極6a(參照?qǐng)D1)，外電極15電氣連接到耦合電容電極5b，而且外部電極16電氣連接到輸出電極6b(參照?qǐng)D1)。
相應(yīng)地，片型壓電濾波器部件11可以通過(guò)使用外部電極14到16，容易地表面安裝到印刷電路等上面。
另外，在具有圖7所示可用樹(shù)脂外部安裝的引線端的壓電濾波器元件21中，用導(dǎo)電的結(jié)合材料，諸如焊錫，將引線端22到24分別結(jié)合到壓電濾波器1的輸入電極6a、輸出電極6b和耦合電容電極5b。另外，除了引線端22到24的引出部分之外，整個(gè)的壓電濾波器，如點(diǎn)劃線B所示，用外裝的樹(shù)脂覆蓋。在這種情況下，用于避免諧振單元的振動(dòng)受到干擾的空間形成在外裝的樹(shù)脂和諧振單元之間。在形成該空隙的過(guò)程中，當(dāng)覆蓋并吹風(fēng)外部的安裝樹(shù)脂時(shí)，可在諧振單元的周圍預(yù)先提供能夠熱化分散并能固定外裝樹(shù)脂的蠟之類的材料。
雖然在壓電濾波器1中，形成第一和第二諧振單元3和4，并且在第一和第二諧振單元之間構(gòu)成單個(gè)的耦合電容單元5，但根據(jù)本發(fā)明的壓電濾波器不限于圖1所示的結(jié)構(gòu)。即，可以構(gòu)成三個(gè)或更多諧振單元，另外，可以根據(jù)諧振單元的數(shù)量，形成多個(gè)耦合電容單元。
雖然已經(jīng)參照最佳實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，熟悉本領(lǐng)域的人們理解，在不背離本發(fā)明精神的情況下，可以有上述和其它形式上和細(xì)節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1．一種壓電濾波器，包括具有相互相對(duì)的第一和第二主表面，并有在所述第一和第二主表面之間至少一個(gè)側(cè)面的壓電基片；多個(gè)諧振單元，其中每個(gè)所述諧振單元包括一對(duì)設(shè)置在所述第一主表面上的諧振電極和設(shè)置在所述第二主表面上的公共電極，所述諧振電極之間有一個(gè)間隙，所述公共電極通過(guò)所述壓電基片和所述諧振電極相對(duì)；及耦合電容單元，包括一對(duì)分別設(shè)置在第一和第二主表面上、并通過(guò)所述壓電基片互相相對(duì)的耦合電容電極；其特征在于所述耦合電容電極中的至少一個(gè)延伸到所述壓電基片的側(cè)面。
2．如權(quán)利要求1所述的壓電濾波器，其特征在于，所述諧振單元以厚度擴(kuò)張振動(dòng)模式振動(dòng)。
3．如權(quán)利要求1或2所述的壓電濾波器，其特征在于，延伸到所述壓電基片側(cè)面的所述耦合電容電極連接地電勢(shì)。
4．一種片型壓電濾波器，其特征在于包括權(quán)利要求1到3中任一所述的壓電濾波器；一對(duì)分別設(shè)置在所述壓電濾波器的第一和第二主表面上的密封基片；設(shè)置在所述一對(duì)諧振電極上的空間，用于避免諧振單元的振動(dòng)受到干擾。
5．一種壓電濾波器部件，其特征在于包括如權(quán)利要求1到3中任一所述的壓電濾波器；覆蓋所述壓電濾波器的樹(shù)脂；分別電氣連接到所述一對(duì)諧振電極和一對(duì)耦合電容電極的多個(gè)引線端，所述引線端從樹(shù)脂延伸到外面；及設(shè)置在一對(duì)所述諧振電極上的空間，用于避免所述諧振單元的振動(dòng)受到干擾。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種壓電濾波器,這種壓電濾波器的尺寸減小,并具備足夠的耦合容量而不需形成整體上形狀不均的外部結(jié)構(gòu),壓電濾波器1包括在壓電基片2上構(gòu)成的第一和第二諧振單元3和4及耦合電容單元5,耦合電容單元5具備形成在壓電基片2的上表面2a上的耦合電容電極5a和形成在壓電基片2的下表面2b上的耦合電容電極5b,并且耦合電容電極5b形成成延伸到壓電基片2的側(cè)面2c和2d。
文檔編號(hào)H03H9/17GK1211107SQ98115650
公開(kāi)日1999年3月17日 申請(qǐng)日期1998年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月17日
發(fā)明者二口智明, 澤井久仁雄, 日野武俊 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所