JP2001068961A - 厚み縦圧電共振子、ラダー型フィルタ及び圧電共振部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラダー型フィルタの直列腕共振子として好適
に用い得る厚み縦圧電共振子を提供する。 【解決手段】 圧電体内にＮ枚（Ｎは３〜５の自然数）
の内部電極が配置されており、内部電極間の圧電体層に
厚み方向に交互に逆極性の電界が印加される厚み縦圧電
共振子であって、厚み方向に隣合う内部電極間の圧電体
層の厚みをＤ、厚み方向最外側の内部電極よりも外側の
第１，第２の圧電体層の厚みをＤ₁ ，Ｄ₂ としたとき
に、Ｎ＝３のときに、０．５０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ
≦１．００、Ｎ＝４のとき、０．５０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）
／２Ｄ≦０．９０、Ｎ＝５のとき、０．５０≦（Ｄ₁ ＋
Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．８０とされている、厚み縦圧電共振
子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厚み縦振動モード
の高調波を利用した厚み縦圧電共振子に関し、より詳細
には、ラダー型フィルタの直列腕共振子や並列腕共振子
として好適に用いることができる厚み縦圧電共振子、該
厚み縦圧電共振子を用いたラダー型フィルタ及び圧電共
振部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電共振子は、圧電発振子、ディスクリ
ミネーター、圧電フィルタなどの種々の圧電共振部品に
用いられている。この種の圧電共振子としては、使用周
波数に応じて様々な圧電振動モードを利用したものが知
られている。

【０００３】特公昭６３−４０４９１号公報には、厚み
縦振動の高次モードを利用したエネルギー閉じ込め型の
圧電共振子が開示されている。すなわち、圧電セラミッ
クス内に、複数の内部電極を圧電体層を介して重なり合
うように配置し、内部電極間の圧電体層を、厚み方向に
おいて交互に異なる方向に分極処理してなる厚み縦圧電
共振子が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行技術では、圧電体内に複数の内部電極を配置すること
により、厚み縦振動モードの高調波を利用することは示
されているものの、内部電極の形成位置については、特
定の例が示されているだけである。すなわち、上記先行
技術では、三次の厚み縦振動モードを利用した圧電共振
子として、隣接する内部電極間の間隔を７３μｍ、圧電
体全体の厚みを２５９μｍあるいは２５７μｍとした圧
電共振子が実施例として示されているだけである。

【０００５】上記のような厚み縦振動モードの高調波を
利用した厚み縦圧電共振子では、マザーの圧電基板から
加工される。ところが、マザーの圧電基板にそり等があ
るので、平面研磨することが多い。そのため、圧電基板
内の内部電極の厚み方向位置がばらつきがちであり、周
波数の変動が生じがちであった。特に、高周波で用いら
れる厚み縦圧電共振子ほど、上記周波数変動が顕著に現
れ、高周波化の大きな妨げとなっていた。

【０００６】また、従来、帯域フィルタとして、直列腕
共振子及び並列腕共振子を有するラダー型フィルタが広
く用いられている。直列腕共振子及び並列腕共振子を、
エネルギー閉じ込め型の厚み縦圧電共振子で構成したラ
ダー型フィルタでは、パーケージ構造を簡略化し得る。
しかしながら、上述した厚み縦振動モードの高調波を利
用した圧電共振子を用いた場合、上記理由により共振周
波数や反共振周波数の周波数精度が十分でなく、良好な
フィルタ特性を得ることが困難であった。

【０００７】本発明の目的は、厚み縦振動モードの高調
波を利用したエネルギー閉じ込め型の厚み縦圧電共振子
であって、周波数精度を高めることができ、高周波化に
対応でき、ラダー型フィルタの直列腕共振子や並列腕共
振子として好適に用い得る厚み縦圧電共振子及び圧電共
振部品を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、直列腕共振子または
並列腕共振子として、本発明に係る厚み縦圧電共振子が
用いられており、従って、良好なフィルタ特性を有し、
高周波化に対応し得るラダー型フィルタを提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、ラ
ダー型フィルタの直列腕共振子として用いられるエネル
ギー閉じ込め型の厚み縦圧電共振子であって、厚み方向
に一様に分極された圧電体と、前記圧電体内において、
圧電体層を介して厚み方向に重なり合うように配置され
たＮ枚（Ｎは３〜５の自然数）の内部電極とを有し、内
部電極間の圧電体層に厚み方向に交互に逆極性の電界が
印加されることにより生じる厚み縦振動モードの（Ｎ−
１）次の高次モードを利用しており、厚み方向に隣合う
内部電極間の圧電体層の厚みをＤ、厚み方向最外側の内
部電極よりも外側の第１，第２の圧電体層の厚みを
Ｄ₁ ，Ｄ₂ としたときに、Ｎ＝３のときに、０．５０≦
（Ｄ₁＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦１．００、Ｎ＝４のとき、０．
５０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．９０、Ｎ＝５のと
き、０．５０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．８０である
ことを特徴とする。

【００１０】本願の第２の発明は、ラダー型フィルタの
並列腕共振子として用いられるエネルギー閉じ込め型の
厚み縦圧電共振子であって、厚み方向に一様に分極され
た圧電体と、前記圧電体内において、圧電体層を介して
厚み方向に重なり合うように配置されたＮ枚（Ｎは３〜
５の自然数）の内部電極とを有し、内部電極間の圧電体
層に厚み方向に交互に逆極性の電界が印加されることに
より生じる厚み縦振動モードの（Ｎ−１）次の高次モー
ドを利用しており、厚み方向に隣合う内部電極間の圧電
体層の厚みをＤ、厚み方向最外側の内部電極よりも外側
の第１，第２の圧電体層の厚みをＤ₁ ，Ｄ₂ としたとき
に、Ｎ＝３のときに、０．１０≦（Ｄ₁＋Ｄ₂ ）／２Ｄ
≦０．８０、Ｎ＝４のとき、０．１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）
／２Ｄ≦０．５０、Ｎ＝５のとき、０．１０≦（Ｄ₁ ＋
Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．４５であることを特徴とする。

【００１１】本願の第３の発明は、ラダー型フィルタの
直列腕共振子として用いられるエネルギー閉じ込め型の
厚み縦圧電共振子であって、圧電体と、前記圧電体内に
おいて、圧電体層を介して厚み方向に重なり合うように
配置されたＮ枚（Ｎは３〜５の自然数）の内部電極とを
有し、内部電極間の圧電体層が厚み方向に交互に逆方向
に分極されており、厚み縦振動モードの（Ｎ−１）次の
高次モードを利用しており、厚み方向に隣合う内部電極
間の圧電体層の厚みをＤ、厚み方向最外側の内部電極よ
りも外側の第１，第２の圧電体層の厚みをＤ₁ ，Ｄ₂ と
したときに、Ｎ＝３のときに、０．６０≦（Ｄ₁ ＋
Ｄ₂ ）／２Ｄ≦１．１０、Ｎ＝４のとき、０．６５≦
（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．９０、Ｎ＝５のとき、０．
６０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．８０であることを特
徴とする。

【００１２】本願の第４の発明は、ラダー型フィルタの
並列腕共振子として用いられるエネルギー閉じ込め型の
厚み縦圧電共振子であって、圧電体と、前記圧電体内に
おいて、圧電体層を介して厚み方向に重なり合うように
配置されたＮ枚（Ｎは３〜５の自然数）の内部電極とを
有し、内部電極間の圧電体層が厚み方向に交互に逆方向
に分極されており、厚み縦振動モードの（Ｎ−１）次の
高次モードを利用しており、厚み方向に隣合う内部電極
間の圧電体層の厚みをＤ、厚み方向最外側の内部電極よ
りも外側の第１，第２の圧電体層の厚みをＤ₁ ，Ｄ₂ と
したときに、Ｎ＝３のときに、０．１０≦（Ｄ₁ ＋
Ｄ₂ ）／２Ｄ≦１．１０、Ｎ＝４のとき、０．１０≦
（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．９０、Ｎ＝５のとき、０．
１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．８０であることを特
徴とする。

【００１３】本願の第５の発明に係るラダー型フィルタ
は、直列腕共振子と並列腕共振子とを有し、直列腕共振
子が第１または第３の発明に係る厚み縦圧電共振子によ
り構成されていることを特徴とする。

【００１４】本願の第６の発明に係るラダー型フィルタ
は、直列腕共振子と並列腕共振子とを有し、並列腕共振
子が第２または第４の発明に係る厚み縦圧電共振子によ
り構成されていることを特徴とする。

【００１５】第１〜第４の発明に係る厚み縦圧電共振子
では、好ましくは、前記複数の内部電極が線状の電極で
あり、かつ圧電体層を介して交差されており、交差部分
がエネルギー閉じ込め型の圧電振動部を構成している。

【００１６】また、本願の第７の発明に係る圧電共振部
品は、少なくとも、第１〜第４の発明のいずれかに係る
厚み縦圧電共振子と、該厚み縦圧電共振子の振動を妨げ
ないための空間を隔てて厚み縦圧電共振子に貼り合わさ
れたケース基板と、前記厚み縦圧電共振子を囲繞するよ
うに前記ケース基板に貼り合わされた導電性キャップと
を備えることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の具体的な実施例を説明する。図１及び図２は、本発明
の第１の実施例に係るラダー型フィルタを説明するため
の分解斜視図及び外観を示す斜視図である。

【００１８】ラダー型フィルタ６１は、ケース基板６２
と金属キャップ６５とからなるパッケージ構造を有す
る。ケース基板６２は、アルミナなどの絶縁性セラミッ
クスまたは合成樹脂などの適宜の絶縁性材料で構成され
ている。ケース基板６２の上面には、電極６３ａ〜６３
ｅが形成されている。電極６３ａ〜６３ｅは、後述する
厚み縦圧電共振子と電気的に接続され、かつ電極６３ａ
〜６３ｅのうちいくつかの電極はケース基板６２の側面
に引き出されて外部との接続のための端子電極として機
能する。

【００１９】また、ケース基板６２の上面には、矩形枠
状に絶縁膜６４が形成されている。絶縁膜６４は、金属
キャップ６５をケース基板６２に接合した際に、金属キ
ャップ６５と電極６３ａ〜６３ｅなどとの電気的絶縁を
図るために設けられている。

【００２０】金属キャップ６５は、下方に開口を有し、
ケース基板６２に絶縁性接着剤（図示せず）により接合
される。このようにして内部空間が密封されたパッケー
ジ構造が得られる。導電性キャップとしては、金属キャ
ップ６５に代えて、絶縁性材料の表面を導電性材料でコ
ーティングしてなるものを用いてもよい。

【００２１】また、上記内部空間には、４個の厚み縦圧
電共振子６６〜６９が導電性接着剤や半田などの導電性
接合剤を介して電極６３ａ〜６３ｅに接合される。厚み
縦圧電共振子６６〜６９のうち、厚み縦圧電共振子６
８，６９が直列腕共振子を、厚み縦圧電共振子６６，６
７が並列腕共振子を構成するように、厚み縦圧電共振子
６６〜６９が電極６３ａ〜６３ｅにより相互に電気的に
接続されている。すなわち、本実施例のラダー型フィル
タ６１では、図３に示すラダー型回路が構成されてい
る。

【００２２】本実施例のラダー型フィルタ６１の特徴
は、厚み縦圧電共振子６８，６９、すなわち直列腕共振
子が後述する第１，第３の発明に係る厚み縦圧電共振子
を用いて構成されていること、並びに厚み縦圧電共振子
６６，６７すなわち並列腕共振子が、後述の第２，第４
の発明に係る厚み縦圧電共振子を用いて構成されている
ことにあり、それによって周波数精度のばらつきが少な
く、良好なフィルタ特性が得られる。これを、以下に詳
述する。

【００２３】まず、本発明の第２の実施例として、第
１，第２の発明に係る厚み縦圧電共振子を説明する。図
４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施例に係る厚
み縦圧電共振子を説明するための斜視図及び断面図であ
る。

【００２４】厚み縦圧電共振子１は、チタン酸ジルコン
酸鉛系セラミックスのような圧電セラミックス、または
水晶もしくはＬｉＴａＯ₃ などの圧電単結晶からなる直
方体状の圧電体２を有する。圧電体２の内部には、複数
の内部電極３〜６が圧電体層を介して厚み方向に重なり
合うように配置されている。

【００２５】また、圧電体２は、厚み方向に矢印Ｐで示
すように一様に分極処理されている。内部電極３，５
は、圧電体２の一方の端面２ａに引き出されており、内
部電極４，６は、端面２ａと対向している反対側の端面
２ｂに引き出されている。

【００２６】端面２ａ，２ｂを覆うように、外部電極
７，８が形成されている。外部電極７，８は、導電ペー
ストの塗布・硬化により、あるいは金属材料をスパッタ
リング、蒸着もしくはメッキすることにより形成されて
いる。

【００２７】外部電極７は、内部電極３，５に電気的に
接続されており、外部電極８は、内部電極４，６に電気
的に接続されている。本実施例の厚み縦圧電共振子１で
は、外部電極７，８間に交流電界を印加すると、内部電
極３，４間の圧電体層と、内部電極４，５間の圧電体層
とは、上記交流電界を印加したとき、逆極性の電界が印
加される。同様に、内部電極４，５間の圧電体層と、内
部電極５，６間の圧電体層も、交互に逆極性の電界を印
加される。従って、内部電極３〜６が厚み方向に重なり
合っている部分が共振し、エネルギー閉じ込め型の厚み
縦圧電共振子として動作する。この場合、内部電極積層
数が４枚であるため、厚み縦振動モードの３倍波を利用
した厚み縦圧電共振子として動作する。

【００２８】なお、以下、圧電体が一様に分極処理さ
れ、隣り合う内部電極間の圧電体層が厚み方向において
交互に逆極性の電界が印加される形式の厚み縦圧電共振
子を、パラレル接続型の厚み縦圧電共振子とする。

【００２９】なお、本実施例の厚み縦圧電共振子１で
は、圧電体２は、周知のセラミックス一体焼成技術を用
いて得ることができる。例えば、図５に示すように、複
数枚の圧電体セラミックスを主体とするグリーンシート
９ａ〜９ｅを用意する。グリーンシート９ｂ〜９ｅ上に
図示のように直線状の内部電極３〜６を導電ペーストの
スクリーン印刷により形成する。しかる後、グリーンシ
ート９ａ〜９ｅを積層し、厚み方向に加圧した後、焼成
することにより、圧電体２を得ることができる。

【００３０】本実施例では、内部電極３〜６がグリーン
シート端縁への引出し部を除いて直線状の形状を有す
る。従って、内部電極３〜６が厚み方向に重なり合って
いる部分は、直線状の電極同士が交差する部分により構
成されている。よって、エネルギー閉じ込め型の圧電振
動部の面積を、上記内部電極３〜６の交差領域を調整す
ることにより容易に調整することができ、かつ微妙に調
整することができる。従って、高周波化に対応して、面
積の小さなエネルギー閉じ込め型の圧電振動部を容易に
形成することができる。

【００３１】次に、本実施例の厚み縦圧電共振子１の特
徴を説明する。本実施例の厚み縦圧電共振子１では、複
数の内部電極３〜６が重なり合っている部分の外側、す
なわち最外側の内部電極３または６の外側の第１，第２
の圧電体層２ｃ，２ｄの厚みをＤ₁ ，Ｄ₂ とし、厚み方
向に隣合う内部電極間例えば内部電極３，４間の圧電体
層の厚みをＤとしたときに、第１，第２の圧電体層２
ｃ，２ｄの厚みが下記の式（１Ａ）または（１Ｂ）を満
たす関係に選ばれている。 ０．５０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．９０ ……… （１Ａ） ０．１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．５０ ……… （１Ｂ）

【００３２】本実施例の厚み縦圧電共振子では、式（１
Ａ）または（１Ｂ）を満たすように、第１，第２の圧電
体層２ｃ，２ｄの厚みが選ばれているので、共振周波数
または反共振周波数のばらつきを効果的に低減すること
ができる。以下、これを説明する。

【００３３】厚み縦圧電共振１の製造に際し、圧電体２
においては、第１、第２の圧電体層２ｃ，２ｄの厚みは
等しいことが理想である。すなわち、Ｄ₁ ＝Ｄ₂ となる
ように、内部電極３〜６が配置されることが望ましい。

【００３４】しかしながら、通常、圧電体２は、マザー
の圧電基板を切断することにより得られる。ところが、
マザーの圧電基板では、わずかな反りが発生したりする
ことがあり、平面性を高めるために、マザーの圧電基板
段階で上面及び／または下面を平面研磨するのが普通で
ある。

【００３５】上記マザー基板の反りや平面研磨時の上面
及び／または下面における研磨量のばらつきにより、内
部電極３〜６が積層されている部分は、上述した理想的
な位置からずれがちであった。

【００３６】例えば、図６に示すように、内部電極３，
４間、内部電極４，５間及び内部電極５，６間の各圧電
体層の厚みＤは、用意したグリーンシートの厚みに略対
応しているので、一定とすることができる。しかしなが
ら、圧電基板から圧電体２を得るにあたり、上面及び下
面の研磨量のばらつきやマザーの圧電基板の反りによ
り、第１，第２の圧電体層２ｃ，２ｄの厚みＤ₁ ，Ｄ₂
にばらつきが生じがちであった。なお、図６の破線Ａ
は、内部電極３〜６の理想的な位置を示す。また、内部
電極３〜６の理想的な位置からのずれ量をｄＤとする。

【００３７】本願発明者は、上記内部電極３〜６の厚み
方向位置が、理想的な位置からずれると、共周波数や反
共振周波数などが変化し、この変化の程度が最外層の第
１，第２の圧電体層２ｃ，２ｄの厚みに依存することを
見出し、本発明をなすに至った。

【００３８】すなわち、圧電体２が、上記のように、４
枚の内部電極３〜６を有し、３倍波を利用した厚み縦圧
電共振子１の場合には、上述した式（１Ａ）または（１
Ｂ）を満たすように、圧電体層２ｃ，２ｄを形成すれば
よいことを見出した。

【００３９】また、本願発明者は、内部電極積層数を種
々変更し、同様に実験により確かめたところ、図７に示
す、第３の実施例としての２倍波を利用したパラレル接
続型の厚み縦圧電共振子１１では、下記の式（２Ａ）ま
たは（２Ｂ）を満たすように圧電体層２ｃ，２ｄを形成
すれば、それぞれ、共振周波数または反共振周波数のば
らつきを小さくし得ることを見出した。 ０．５０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦１．００ ……… （２Ａ） ０．１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．８０ ……… （２Ｂ）

【００４０】さらに、図８に断面図で示す、第４の実施
例としての４倍波を利用したパラレル接続型の厚み縦圧
電共振子２１では、下記の式（３Ａ）または（３Ｂ）を
満たすように最外層の圧電体層２ｃ，２ｄの厚みを制御
すれば、共振周波数または反共振周波数の変動を抑制し
得ることを見出した。 ０．５０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．８０ ……… （３Ａ） ０．１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．４５ ……… （３Ｂ）

【００４１】なお、図７に示す２倍波を利用した厚み縦
圧電共振子１１では、３枚の内部電極１２〜１４が圧電
体層を介して厚み方向に重なり合うように配置されてい
る。

【００４２】また、図８に示す４倍波を利用した厚み縦
圧電共振子２１では、５枚の内部電極２２〜２６が圧電
体層を介して厚み方向に重なり合うように配置されてい
る。また、厚み縦圧電共振子１１，２１では、圧電体２
内は、パラレル接続型であるため、矢印Ｐ方向に一様に
分極処理されている。

【００４３】厚み縦圧電共振子１１，２１は、内部電極
積層数及び利用する高次モードが異なることを除いて
は、第１の実施例の厚み縦圧電共振子１と同様に構成さ
れている。

【００４４】次に、具体的な実験例につき説明する。２
倍波を利用した厚み縦圧電共振子１１、３倍波を利用し
た厚み縦圧電共振子１及び４倍波を利用した厚み縦圧電
共振子２１として、圧電体をＰＴ系（チタン酸鉛系）セ
ラミックスで構成し、内部電極交差部分の面積、すなわ
ちエネルギー閉じ込め型振動部の面積を０．０２５ｍｍ
² とし、隣り合う内部電極間の圧電体層厚みＤを４０μ
ｍとし、最外層の第１、第２のＤ₁ ，Ｄ₂ の厚みを等し
くし（これをＤ′とする）、Ｄ′／Ｄを種々異ならせた
場合の共振周波数Ｆｒの変化率ｄＦｒ／Ｆｒ及び反共振
周波数Ｆａの変化率ｄＦａ／Ｆａを測定した。結果を図
１３〜図１８に示す。

【００４５】なお、図１３，１４が２倍波を利用した厚
み縦圧電共振子１１の場合の結果、図１５，１６が３倍
波を利用した厚み縦圧電共振子１の場合の結果を、図１
７，１８が４倍波を利用した厚み縦圧電共振子２１の場
合の結果を示す。

【００４６】図１３において、横軸は、内部電極間に挟
まれた１つの圧電体層の厚みＤに対する内部電極の厚み
方向位置ずれ量ｄＤの割合（百分率）を示す。ｄＤは、
図６に示した内部電極形成位置の位置ずれ量に相当す
る。図１３の縦軸は、共振周波数の変化量ｄＦｒ（＝理
想とする共振周波数Ｆｒとした場合、共振周波数の実測
値−Ｆｒ＝ｄＦｒとなる）の共振周波数Ｆｒに対する割
合（百分率）を示す。

【００４７】図１４の横軸は図１３と同じであり、縦軸
は、反共振周波数Ｆａの変化量ｄＦａ（＝反共振周波数
の実測値−Ｆａ）の反共振周波数Ｆａに対する割合（百
分率）を示す。

【００４８】また、図１３，１４の実線ＡはＤ′／Ｄ＝
１．２の場合を、一点鎖線ＢはＤ′／Ｄ＝１．０の場合
を、二点鎖線ＣはＤ′／Ｄ＝０．８の場合を、三点鎖線
ＤはＤ′／Ｄ＝０．６の場合を、破線ＥはＤ′／Ｄ＝
０．４の場合を、破線ＦはＤ′／Ｄ＝０．２の場合の結
果を示す。

【００４９】この図１３，１４の結果を最外層の第１，
第２の圧電体層２ｃ，２ｄの厚みＤ′の厚みＤに対する
割合（Ｄ′／Ｄ）を横軸にして書き直した結果を、図１
９，２０にそれぞれ示す。

【００５０】また、図１９，２０では、縦軸の共振周波
数または反共振周波数の変化率についても、ｄＤ／Ｄに
より規格化してある。図１９，２０から明らかなよう
に、最外層の第１，第２の圧電体層２ｃ，２ｄの厚み
Ｄ′を選択すれば、共振周波数変化率及び反共振周波数
変化率を小さくし得ることがわかる。ラダー型フィルタ
では、直列腕共振子の共振周波数Ｆｒと並列腕共振子の
反共振周波数Ｆａとが一致され、一致された周波数がフ
ィルタの中心周波数となる。従って、ラダー型フィルタ
の周波数精度を高めるには、直列腕共振子の共振周波数
Ｆｒ及び並列腕共振子の反共振周波数Ｆａが精度よく設
定される必要がある。また、ラダー型フィルタの中心周
波数の初期交差は、±０．３％の範囲の精度を有するこ
とが必要である。

【００５１】よって、２倍波を利用した厚み縦圧電共振
子１１を直列腕共振子として用いる場合には、図１９か
ら明らかなように、共振周数変化率が±０．３％の範囲
とするためにＤ′／Ｄ、すなわち（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ
を０．５０以上とすればよいことがわかる。同様に、厚
み縦圧電共振子１１を並列腕共振子として用いる場合
に、反共振周波数変化率を±０．２％の範囲とするに
は、Ｄ′／Ｄ、すなわち（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄを０．１
０〜０．８０の範囲とすればよいことがわかる。

【００５２】もっとも、直列腕共振子を構成する厚み縦
圧電共振子においては、式（２Ａ）に示したように、
Ｄ′／Ｄの上限値は、１．０とされている。この理由を
図２５を参照して説明する。

【００５３】図２５は、厚みＤ′の厚みＤに対する割合
（Ｄ′／Ｄ）と、比帯域幅ｄＦ／Ｆａとの関係を示す図
である。図２５の縦軸は比帯域幅ｄＦ／Ｆａ（％）を示
し、実線は利用しようとする振動モードである２倍波の
特性を、破線はスプリアスとなる４倍波の特性を示す。
図２５から明らかなように、Ｄ′／Ｄが１．０を超える
と、２倍波よりもスプリアスとなる４倍波の比帯域が大
きくなり、フィルタとして使用することができなくな
る。従って、Ｄ′／Ｄ、すなわち（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ
は、１．０以下とする必要のあることがわかる。よっ
て、厚み縦圧電共振子１１を直列腕共振子として用いる
場合には、式（２Ａ）に示したように、（Ｄ ₁ ＋Ｄ₂ ）
／２Ｄを０．５０〜１．００の範囲とする必要のあるこ
とがわかる。

【００５４】図１５，１６は、３倍波の厚み縦圧電共振
子１において、第１，第２の圧電体層２ｃ，２ｄの厚み
を種々異ならせた場合の結果を示す。図１５，１６にお
いて、実線Ａ、一点鎖線Ｂ、二点鎖線Ｃ、三点鎖線Ｄ、
破線Ｅ及び破線Ｆは、それぞれ、Ｄ′／Ｄが、それぞ
れ、１．２、１．０、０．８、０．６、０．４及び０．
２の場合に相当する。また、図２１，２２は、図１５，
１６に示した結果を書き直した図であり、２倍波の厚み
縦圧電共振子における図１９，２０に相当する図であ
る。

【００５５】また、図１７，１８は、４倍波を利用した
厚み縦圧電共振子２１において、第１，第２の圧電体層
の厚みを種々異ならせた場合の結果を示す。図１７，１
８において、実線Ａ、一点鎖線Ｂ、二点鎖線Ｃ、三点鎖
線Ｄ、破線Ｅ及び破線Ｆは、それぞれ、Ｄ′／Ｄが、
１．２、１．０、０．８、０．６、０．４及び０．２の
場合を示す。また、図２３，２４は、図１７，１８の結
果を書き直した図であり、２倍波を利用した厚み縦圧電
共振子についての図１９，２０に相当する図である。

【００５６】図２１及び図２３から明らかなように、３
倍波及び４倍波を利用した厚み縦圧電共振子１，２１を
直列腕共振子として用いる場合、（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ
を０．５０以上となるように、最外層の第１，第２の圧
電体層２ｃ，２ｄの厚みを制御すれば、共振周波数を±
０．３％の範囲とし得ることがわかる。

【００５７】なお、式（１Ａ），（３Ａ）において、
（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄの上限値は、それぞれ、０．９０
及び０．８０とされている。この理由を、図２６，２７
を参照して説明する。

【００５８】すなわち、図２５と同様に、図２６，２７
は、（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ、すなわちＤ′／Ｄと比帯域
ｄＦ／Ｆａとの関係を示す。図２６，２７において、そ
れぞれ、実線は利用しようとする３倍波及び４倍波の特
性を、破線はスプリアスとなる５倍波及び６倍波の特性
を示す。図２６及び図２７から明らかなように、厚み縦
圧電共振子１，２１では、Ｄ′／Ｄすなわち（Ｄ₁ ＋Ｄ
₂ ）／２Ｄが０．９０及び０．８０を超えると、スプリ
アスの比帯域幅が大きくなる。従って、式（１Ａ），
（３Ａ）において、３倍波及び４倍波を利用した厚み縦
圧電共振子１，２１では、（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）２／２Ｄの上
限値は、それぞれ、０．９０及び０．８０とされてい
る。

【００５９】また、図２２及び図２４から明らかなよう
に、３倍波及び４倍波を利用した厚み縦圧電共振子１，
２１を並列腕共振子として用いる場合、ｄＤ／Ｄ、すな
わち（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄを、それぞれ、式（１Ｂ），
（３Ｂ）に示したように、０．１０〜０．５０の範囲及
び０．１０〜０．４５の範囲とすれば、反共振周波数を
±０．３％の範囲とし得ることがわかる。

【００６０】高周波用途では、内部電極間に挟まれた一
層の圧電体層の厚みＤは小さくなる。従って、同じ加工
精度の場合、ｄＤ／Ｄが大きくなり、周波数精度が劣化
する。ところが、本実施例に従って、最外層の圧電体層
２ｃ，２ｄの厚みを上記特定の範囲に選択することによ
り、内部電極の位置ずれによる共振周波数や反共振周波
数の変化に与える影響を効果的に低減することができ
る。

【００６１】上述した実施例では、いわゆるパラレル接
続型の厚み縦圧電共振子１，１１，２１について説明し
たが、本願の第３，第４の発明では、シリーズ型の厚み
縦圧電共振子が用いられる。これを、図９〜図１１に示
す。なお、図９〜図１１では、外部電極の図示は省略し
てあるが、図１（ｂ）の外部電極７，８と同様に圧電体
２の端面２ａ，２ｂを覆うように、一対の外部電極が形
成される。

【００６２】図９に示す、第５の実施例に係る厚み縦圧
電共振子３１では、圧電体２内に３枚の内部電極３２〜
３４が圧電体層を介して重なり合うように配置されてい
る。なお、中央の内部電極３３は非接続型内部電極とさ
れている。内部電極３２が、圧電体２の端面２ａに引き
出されており、内部電極３４が圧電体２の端面２ａとは
反対側の端面２ｂに引き出されている。また、圧電体２
内においては、矢印で示すように、内部電極３２と内部
電極３３との間の圧電体層と、内部電極３３と内部３４
との間の圧電体層が厚み方向に逆方向に分極処理されて
いる。

【００６３】従って、内部電極３２，３４に電気的に接
続されるように、一対の外部電極を端面２ａ，２ｂに形
成し、交流電界を印加すれば、２倍波を利用した厚み縦
圧電共振子として動作する。

【００６４】同様に、図１０に示す、第６の実施例に係
る厚み縦圧電共振子４１では、４枚の内部電極４２〜４
５が圧電体２内に形成されており、内部電極４２，４５
間に交流電圧を印加することにより、シリーズ接続型の
３倍波を利用した厚み縦圧電共振子として動作する。

【００６５】また、図１１に示す、第７の実施例に係る
厚み縦圧電共振子５１では、圧電体２内に５枚の内部電
極５２〜５６が圧電体層を介して厚み方向に重なり合う
ように配置されている。ここでは、内部電極５２，５６
間に交流電圧を印加することにより、厚み縦振動の４倍
波を利用した厚み縦圧電共振子として動作する。

【００６６】上記シリーズ接続型の厚み縦圧電共振子３
１〜５１において、パラレル接続型の場合と同様に、最
外層の圧電体層２ｃ，２ｄの厚みを、下記の式（４Ａ）
〜（６Ａ）をそれぞれ満たすように構成することによ
り、パラレル接続型の厚み縦圧電共振子の場合と同様に
共振周波数のばらつきを効果的に低減することができる
と共に、スプリアスとなる（Ｎ＋１）次モードの振動を
効果的に抑制することができる。

【００６７】 ０．６０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦１．１０ ……… （４Ａ） ０．６５≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．９０ ……… （５Ａ） ０．６０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．８０ ……… （６Ａ）

【００６８】また、シリーズ接続型の厚み縦圧電共振子
３１〜５１において、パラレル接続型の場合と同様に、
最外層の圧電体層２ｃ，２ｄの厚みを下記の式（４Ｂ）
〜（６Ｂ）をそれぞれ満たすように構成することによ
り、反共振周波数のばらつきを効果的に低減することが
できると共に、スプリアスとなる（Ｎ＋１）次モードの
振動を効果的に抑制することができる。

【００６９】 ０．１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦１．１０ ……… （４Ｂ） ０．１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．９０ ……… （５Ｂ） ０．１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．８０ ……… （６Ｂ）

【００７０】図２８〜４２を参照して、式（４Ａ）〜式
（６Ｂ）を満たすように構成することにより、共振周波
数あるいは反共振周波数のばらつきを低減することがで
きると共に、（Ｎ＋１）次モードのスプリアス振動を抑
制し得ることを説明する。

【００７１】図２８，３０，３２は、それぞれ、厚み縦
圧電共振子３１〜５１についてのＤ′／Ｄ、すなわち
（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄを変化させた場合のｄＤ／Ｄと共
振周波数変化率ｄＦｒ／Ｆｒとの関係を示す図であり、
パラレル接続型の２倍波を利用した厚み縦圧電共振子に
ついて示した図１３に相当する図である。

【００７２】図２９，３１，３３は、それぞれ、厚み縦
圧電共振子３１〜５１についてのＤ′／Ｄを変化させた
場合のｄＤ／Ｄと反共振周波数変化率ｄＦａ／Ｆａとの
関係を示す図であり、パラレル接続型の２倍波を利用し
た厚み縦圧電共振子について示した図１４に相当する図
である。

【００７３】なお、図２８〜３３において、実線Ａ、一
点鎖線Ｂ、二点鎖線Ｃ、三点鎖線Ｄ、破線Ｅ及び破線Ｆ
の意味は、図１３の場合と同様である。また、図３４，
３６，３８は、それぞれ、シリーズ接続型の２倍波、３
倍波及び４倍波を利用した各厚み縦圧電共振子３１〜５
１におけるＤ′／Ｄ、すなわち（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄと
共振周波数変化率を規格化した値との関係を示す図であ
り、パラレル接続型の２倍波を利用した厚み縦圧電共振
子についての図１９に相当する図である。

【００７４】図３５，３７，３９は、それぞれ、シリー
ズ接続型の２倍波、３倍波及び４倍波を利用した各厚み
縦圧電共振子３１〜５１におけるＤ′／Ｄ、すなわち
（Ｄ₁＋Ｄ₂ ）／２Ｄと反共振周波数変化率を規格化し
た値との関係を示す図であり、パラレル接続型の２倍波
を利用した厚み縦圧電共振子についての図２０に相当す
る図である。

【００７５】図３４，３６，３８から明らかなように、
シリーズ接続型の厚み縦圧電共振子３１〜５１におい
て、Ｄ′／Ｄ、すなわち（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄを、それ
ぞれ、０．６０、０．６５及び０．６０以上とすれば、
共振周波数の変化率を±０．３％以内とし得ることがわ
かる。

【００７６】また、図４０〜４２は、厚み縦圧電共振子
３１〜５１におけるメインモードの比帯域と、スプリア
スモードとなる（Ｎ＋１）次モードの比帯域とを示す図
である。従って、図４０〜４２から明らかなように、ス
プリアスとなる（Ｎ＋１）次モードの比帯域幅を小さく
するには、厚み縦圧電共振子３１〜５１において、それ
ぞれ、Ｄ′／Ｄ、すなわち（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄの上限
値は、それぞれ、１．１０、０．９０及び０．８０とす
ればよいことがわかる。

【００７７】よって、シリーズ接続型の厚み縦圧電共振
子３１〜５１を、ラダー型フィルタの直列腕共振子とし
て用いる場合には、上記結果から、それぞれ、式（４
Ａ）〜（６Ａ）を満たすように、（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ
を制御すれば、共振周波数の変化を効果的に抑制するこ
とができると共に、スプリアスとなる（Ｎ＋１）次モー
ドの応答を効果的に抑圧し、良好な共振特性の得られる
ことがわかる。

【００７８】図３５，３７，３９から明らかなように、
シリーズ接続型の厚み縦圧電共振子３１〜５１を、ラダ
ー型フィルタの並列腕共振子として用いる場合には、
Ｄ′／Ｄ、すなわち（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄを、それぞ
れ、式（４Ｂ）〜（６Ｂ）を満たすように構成すれば、
反共振周波数の変動率を±０．３％以内とし得ることが
わかる。

【００７９】上述したように、本発明に係る厚み縦圧電
共振子を、直列腕共振子あるいは並列腕共振子として用
いることにより、共振周波数あるいは反共振周波数のば
らつきを効果的に抑制することができ、従って、フィル
タ特性が良好なラダー型フィルタを構成することができ
る。

【００８０】

【発明の効果】本願の第１の発明によれば、圧電体内に
Ｎ枚の内部電極を有し、厚み縦振動モードの（Ｎ−１）
次の高次モードを利用したパラレル接続型のエネルギー
閉じ込め型圧電共振子において、隣り合う内部電極間の
圧電体層の厚みをＤ、厚み方向最外側の内部電極よりも
外側の第１、第２の圧電体層の厚みをＤ₁ ，Ｄ₂ とした
ときに、Ｎ＝３のときに式（２Ａ）を、Ｎ＝４のときに
式（１Ａ）を、Ｎ＝５のときに式（３Ａ）を満たすよう
に構成されているので、共振周波数のばらつきを小さく
することができ、かつより高次のスプリアスモードの比
帯域幅を狭くすることができ、良好な共振特性を得るこ
とができる。従って、第１の発明に係る厚み縦圧電共振
子を、ラダー型フィルタの直列腕共振子として用いるこ
とにより、中心周波数精度に優れ、良好なフィルタ特性
を有するラダー型フィルタを提供することができる。

【００８１】本願の第２の発明によれば、圧電体内にＮ
枚の内部電極を有し、厚み縦振動モードの（Ｎ−１）次
の高次モードを利用したパラレル接続型のエネルギー閉
じ込め型圧電共振子において、隣り合う内部電極間の圧
電体層の厚みをＤ、厚み方向最外側の内部電極よりも外
側の第１，第２の圧電体層の厚みをＤ₁ ，Ｄ₂ としたと
きに、Ｎ＝３のときに式（２Ｂ）を、Ｎ＝４のときに式
（１Ｂ）を、Ｎ＝５のときに式（３Ｂ）を満たすように
構成されているので、反共振周波数のばらつきを小さく
することができる。従って、ラダー型フィルタの並列腕
共振子として第２の発明に係る厚み縦圧電共振子を用い
ることにより、中心周波数精度に優れ、フィルタ特性が
良好なラダー型フィルタを提供することができる。

【００８２】本願の第３の発明では、圧電体内にＮ枚の
内部電極を有し、厚み縦振動モードの（Ｎ−１）次の高
次モードを利用したシリーズ接続型のエネルギー閉じ込
め型圧電共振子において、隣り合う内部電極間の圧電体
層の厚みをＤ、厚み方向最外側の内部電極よりも外側の
第１、第２の圧電体層の厚みをＤ₁ ，Ｄ₂ としたとき
に、Ｎ＝３のときに式（４Ａ）を、Ｎ＝４のときに式
（５Ａ）を、Ｎ＝５のときに式（６Ａ）を満たすように
構成されているので、共振周波数のばらつきを小さくす
ることができ、かつより高次のスプリアスモードの比帯
域幅を狭くすることができ、良好な共振特性を得ること
ができる。従って、第３の発明に係る厚み縦圧電共振子
を、ラダー型フィルタの直列腕共振子として用いること
により、中心周波数精度に優れ、良好なフィルタ特性を
有するラダー型フィルタを提供することができる。

【００８３】本願の第４の発明によれば、圧電体内にＮ
枚の内部電極を有し、厚み縦振動モードの（Ｎ−１）次
の高次モードを利用したシリーズ接続型のエネルギー閉
じ込め型圧電共振子において、隣り合う内部電極間の圧
電体層の厚みをＤ、厚み方向最外側の内部電極よりも外
側の第１，第２の圧電体層の厚みをＤ₁ ，Ｄ₂ としたと
きに、Ｎ＝３のときに式（４Ｂ）を、Ｎ＝４のときに式
（５Ｂ）を、Ｎ＝５のときに式（６Ｂ）を満たすように
構成されているので、反共振周波数のばらつきを小さく
することができる。従って、ラダー型フィルタの並列腕
共振子として第４の発明に係る厚み縦圧電共振子を用い
ることにより、中心周波数精度に優れ、フィルタ特性が
良好なラダー型フィルタを提供することができる。

【００８４】本願の第５の発明に係るラダー型フィルタ
では、直列腕共振子が第１または第３の発明に係る厚み
縦圧電共振子を用いて構成されており、第６の発明に係
るラダー型フィルタでは、並列腕共振子が第２または第
４の発明に係る厚み縦圧電共振子を用いて構成されてい
るので、それぞれ、直列腕共振子の共振周波数及び並列
腕共振子の反共振周波数の精度を高めることができる。
よって、フィルタ特性のばらつきの少ないラダー型フィ
ルタを提供することができる。

【００８５】複数の内部電極が線状の電極であり、かつ
圧電体層を介して交差されていおり、交差部分がエネル
ギー閉じ込め型の圧電振動部を構成してる場合には、線
状の電極の交差部分の面積を調整することにより、高周
波化に適した厚み縦圧電共振子を容易に構成することが
できる。

【００８６】本発明に係る圧電共振部品では、第１〜第
４の発明に係る厚み縦圧電共振子に、該厚み縦圧電共振
子の振動を妨げないための空間を隔ててケース基板が貼
り合わされており、かつ該圧電共振子を囲繞するように
導電性キャップが接合されているので、並列腕共振子や
直列腕共振子として用いられる厚み縦圧電共振子が密封
されたチップ型の圧電共振部品としてラダー型フィルタ
を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る圧電共振部品とし
てのラダー型フィルタの分解斜視図。

【図２】図１に示したラダー型フィルタの外観を示す斜
視図。

【図３】図２に示したラダー型フィルタの回路構成を示
す図。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施例と
しての厚み縦振動の３倍波を利用した厚み縦圧電共振子
の斜視図及び断面図。

【図５】第２の実施例に係る厚み縦圧電共振子の圧電体
を構成するのに用いた内部電極形状を説明するための分
解斜視図。

【図６】第２の実施例の厚み縦圧電共振子において内部
電極形成位置がずれて、第１，第２の圧電体層の厚みが
理想的な状態からずれた場合を説明するための断面図。

【図７】本発明の第３の実施例としての２倍波を利用し
た厚み縦圧電共振子を示す断面図。

【図８】本発明の第４の実施例としての４倍波を利用し
たパラレル接続型の厚み縦圧電共振子を示す断面図。

【図９】本発明の第５の実施例としての２倍波を利用し
たシリーズ接続型の厚み縦圧電共振子を説明するための
断面図。

【図１０】本発明の第６の実施例としての３倍波を利用
したシリーズ接続型の厚み縦圧電共振子を説明するため
の断面図。

【図１１】本発明の第７の実施例としての４倍波を利用
したシリーズ接続型の厚み縦圧電共振子を説明するため
の断面図。

【図１２】本発明に係る厚み縦圧電共振子における内部
電極形状の他の例を説明するための分解斜視図。

【図１３】２倍波を利用したパラレル接続型の厚み縦圧
電共振子における最外層の圧電体層の厚みを変化させた
場合の内部電極形成位置の位置ずれ量と、共振周波数変
化率との関係を示す図。

【図１４】２倍波を利用したパラレル接続型の厚み縦圧
電共振子における最外層の圧電体層の厚みを変化させた
場合の内部電極形成位置の位置ずれ量と、反共振周波数
変化率との関係を示す図。

【図１５】３倍波を利用したパラレル接続型の厚み縦圧
電共振子における最外層の圧電体層の厚みを変化させた
場合の内部電極形成位置の位置ずれ量と、共振周波数変
化率との関係を示す図。

【図１６】３倍波を利用したパラレル接続型の厚み縦圧
電共振子における最外層の圧電体層の厚みを変化させた
場合の内部電極形成位置の位置ずれ量と、反共振周波数
変化率との関係を示す図。

【図１７】４倍波を利用したパラレル接続型の厚み縦圧
電共振子における最外層の圧電体層の厚みを変化させた
場合の内部電極形成位置の位置ずれ量と、共振周波数変
化率との関係を示す図。

【図１８】４倍波を利用したパラレル接続型の厚み縦圧
電共振子における最外層の圧電体層の厚みを変化させた
場合の内部電極形成位置の位置ずれ量と、反共振周波数
変化率との関係を示す図。

【図１９】図１３に示した結果を書き変えた図であり、
最外層の圧電体層の厚みと共振周波数変化率との関係を
示す図。

【図２０】図１４に示した結果を書き変えた図であり、
最外層の圧電体層の厚みと反共振周波数変化率との関係
を示す図。

【図２１】図１５に示した結果を書き変えた図であり、
最外層の圧電体層の厚みと共振周波数変化率との関係を
示す図。

【図２２】図１６に示した結果を書き変えた図であり、
最外層の圧電体層の厚みと反共振周波数変化率との関係
を示す図。

【図２３】図１７に示した結果を書き変えた図であり、
最外層の圧電体層の厚みと共振周波数変化率との関係を
示す図。

【図２４】図１８に示した結果を書き変えた図であり、
最外層の圧電体層の厚みと反共振周波数変化率との関係
を示す図。

【図２５】２倍波を利用したパラレル接続型の厚み縦圧
電共振子における２倍波の比帯域幅と、スプリアスモー
ドの比帯域幅とを示す図。

【図２６】３倍波を利用したパラレル接続型の厚み縦圧
電共振子における３倍波の比帯域幅と、スプリアスモー
ドの比帯域幅とを示す図。

【図２７】４倍波を利用したパラレル接続型の厚み縦圧
電共振子における４倍波の比帯域幅と、スプリアスモー
ドの比帯域幅とを示す図。

【図２８】２倍波を利用したシリーズ接続型の厚み縦圧
電共振子における最外層の圧電体層の厚みを変化させた
場合の内部電極形成位置の位置ずれ量と、共振周波数変
化率との関係を示す図。

【図２９】２倍波を利用したシリーズ接続型の厚み縦圧
電共振子における最外層の圧電体層の厚みを変化させた
場合の内部電極形成位置の位置ずれ量と、反共振周波数
変化率との関係を示す図。

【図３０】３倍波を利用したシリーズ接続型の厚み縦圧
電共振子における最外層の圧電体層の厚みを変化させた
場合の内部電極形成位置の位置ずれ量と、共振周波数変
化率との関係を示す図。

【図３１】３倍波を利用したシリーズ接続型の厚み縦圧
電共振子における最外層の圧電体層の厚みを変化させた
場合の内部電極形成位置の位置ずれ量と、反共振周波数
変化率との関係を示す図。

【図３２】４倍波を利用したシリーズ接続型の厚み縦圧
電共振子における最外層の圧電体層の厚みを変化させた
場合の内部電極形成位置の位置ずれ量と、共振周波数変
化率との関係を示す図。

【図３３】４倍波を利用したシリーズ接続型の厚み縦圧
電共振子における最外層の圧電体層の厚みを変化させた
場合の内部電極形成位置の位置ずれ量と、反共振周波数
変化率との関係を示す図。

【図３４】図２８に示した結果を書き変えた図であり、
最外層の圧電体層の厚みと共振周波数変化率との関係を
示す図。

【図３５】図２９に示した結果を書き変えた図であり、
最外層の圧電体層の厚みと反共振周波数変化率との関係
を示す図。

【図３６】図３０に示した結果を書き変えた図であり、
最外層の圧電体層の厚みと共振周波数変化率との関係を
示す図。

【図３７】図３１に示した結果を書き変えた図であり、
最外層の圧電体層の厚みと反共振周波数変化率との関係
を示す図。

【図３８】図３２に示した結果を書き変えた図であり、
最外層の圧電体層の厚みと共振周波数変化率との関係を
示す図。

【図３９】図３３に示した結果を書き変えた図であり、
最外層の圧電体層の厚みと反共振周波数変化率との関係
を示す図。

【図４０】２倍波を利用したシリーズ接続型の厚み縦圧
電共振子における２倍波の比帯域幅と、スプリアスモー
ドの比帯域幅とを示す図。

【図４１】３倍波を利用したシリーズ接続型の厚み縦圧
電共振子における３倍波の比帯域幅と、スプリアスモー
ドの比帯域幅とを示す図。

【図４２】４倍波を利用したシリーズ接続型の厚み縦圧
電共振子における４倍波の比帯域幅と、スプリアスモー
ドの比帯域幅とを示す図。

【符号の説明】

１…厚み縦圧電共振子 ２…圧電体 ２ｃ，２ｄ…第１，第２の圧電体層 ３〜６…内部電極 ７，８…外部電極 １１，２１…厚み縦圧電共振子 ３１，５１…厚み縦圧電共振子 ６１…ラダー型フィルタ ６２…ケース基板 ６５…金属キャップ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラダー型フィルタの直列腕共振子として
   用いられるエネルギー閉じ込め型の厚み縦圧電共振子で
   あって、 厚み方向に一様に分極された圧電体と、 前記圧電体内において、圧電体層を介して厚み方向に重
   なり合うように配置されたＮ枚（Ｎは３〜５の自然数）
   の内部電極とを有し、 内部電極間の圧電体層に厚み方向に交互に逆極性の電界
   が印加されることにより生じる厚み縦振動モードの（Ｎ
   −１）次の高次モードを利用しており、 厚み方向に隣合う内部電極間の圧電体層の厚みをＤ、厚
   み方向最外側の内部電極よりも外側の第１，第２の圧電
   体層の厚みをＤ₁ ，Ｄ₂ としたときに、Ｎ＝３のとき
   に、０．５０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦１．００、Ｎ＝
   ４のとき、０．５０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．９
   ０、Ｎ＝５のとき、０．５０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂）／２Ｄ≦
   ０．８０であることを特徴とする、厚み縦圧電共振子。
2. 【請求項２】 ラダー型フィルタの並列腕共振子として
   用いられるエネルギー閉じ込め型の厚み縦圧電共振子で
   あって、 厚み方向に一様に分極された圧電体と、 前記圧電体内において、圧電体層を介して厚み方向に重
   なり合うように配置されたＮ枚（Ｎは３〜５の自然数）
   の内部電極とを有し、 内部電極間の圧電体層に厚み方向に交互に逆極性の電界
   が印加されることにより生じる厚み縦振動モードの（Ｎ
   −１）次の高次モードを利用しており、 厚み方向に隣合う内部電極間の圧電体層の厚みをＤ、厚
   み方向最外側の内部電極よりも外側の第１，第２の圧電
   体層の厚みをＤ₁ ，Ｄ₂ としたときに、Ｎ＝３のとき
   に、０．１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．８０、Ｎ＝
   ４のとき、０．１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．５
   ０、Ｎ＝５のとき、０．１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂）／２Ｄ≦
   ０．４５であることを特徴とする、厚み縦圧電共振子。
3. 【請求項３】 ラダー型フィルタの直列腕共振子として
   用いられるエネルギー閉じ込め型の厚み縦圧電共振子で
   あって、 圧電体と、 前記圧電体内において、圧電体層を介して厚み方向に重
   なり合うように配置されたＮ枚（Ｎは３〜５の自然数）
   の内部電極とを有し、 内部電極間の圧電体層が厚み方向に交互に逆方向に分極
   されており、厚み縦振動モードの（Ｎ−１）次の高次モ
   ードを利用しており、 厚み方向に隣合う内部電極間の圧電体層の厚みをＤ、厚
   み方向最外側の内部電極よりも外側の第１，第２の圧電
   体層の厚みをＤ₁ ，Ｄ₂ としたときに、Ｎ＝３のとき
   に、０．６０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦１．１０、Ｎ＝
   ４のとき、０．６５≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．９
   ０、Ｎ＝５のとき、０．６０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂）／２Ｄ≦
   ０．８０であることを特徴とする、厚み縦圧電共振子。
4. 【請求項４】 ラダー型フィルタの並列腕共振子として
   用いられるエネルギー閉じ込め型の厚み縦圧電共振子で
   あって、 圧電体と、 前記圧電体内において、圧電体層を介して厚み方向に重
   なり合うように配置されたＮ枚（Ｎは３〜５の自然数）
   の内部電極とを有し、 内部電極間の圧電体層が厚み方向に交互に逆方向に分極
   されており、厚み縦振動モードの（Ｎ−１）次の高次モ
   ードを利用しており、 厚み方向に隣合う内部電極間の圧電体層の厚みをＤ、厚
   み方向最外側の内部電極よりも外側の第１，第２の圧電
   体層の厚みをＤ₁ ，Ｄ₂ としたときに、Ｎ＝３のとき
   に、０．１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦１．１０、Ｎ＝
   ４のとき、０．１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）／２Ｄ≦０．９
   ０、Ｎ＝５のとき、０．１０≦（Ｄ₁ ＋Ｄ₂）／２Ｄ≦
   ０．８０であることを特徴とする、厚み縦圧電共振子。
5. 【請求項５】 直列腕共振子と並列腕共振子とを有する
   ラダー型フィルタであって、 前記直列腕共振子が請求項１または３に記載の厚み縦圧
   電共振子であることを特徴とする、ラダー型フィルタ。
6. 【請求項６】 直列腕共振子と並列腕共振子とを有する
   ラダー型フィルタであって、 前記並列腕共振子が請求項２または４に記載の厚み縦圧
   電共振子であることを特徴とする、ラダー型フィルタ。
7. 【請求項７】 前記複数の内部電極が線状の電極であ
   り、かつ圧電体層を介して交差されており、交差部分が
   エネルギー閉じ込め型の圧電振動部を構成している、請
   求項１〜４のいずれかに記載の厚み縦圧電共振子。
8. 【請求項８】 少なくとも請求項１〜４のいずれかに記
   載の厚み縦圧電共振子と、前記厚み縦圧電共振子の振動
   を妨げないための空間を隔てて該厚み縦圧電共振子に貼
   り合わされたケース基板と、前記厚み縦圧電共振子を囲
   繞するように前記ケース基板に貼り合わされた導電性キ
   ャップとを備えることを特徴とする、圧電共振部品。