[发明专利]电子元件和梯形滤波器

说明书

本发明涉及电子元件和梯形滤波器，本发明尤其涉及一种诸如使用压电谐振器的梯形滤波器之类的电子元件，所述压电谐振器利用压电元件的机械共振。

图15是传统的压电谐振器的透视图。压电谐振器1包括具有例如矩形板形状的压电基片2。如图15中的箭头所示，压电基片2沿厚度方向极化。电极3设置在压电基片2的两个主表面上。当信号输入电极3之间时，沿厚度方向给压电基片2施加电场，并且压电基片2沿纵向振动。

如图15中所示的压电谐振器1为未加强型的，它的振动方向不同于极化方向和电场方向。这样的一个未加强型的压电谐振器的机电耦合系数比振动方向、极化方向及所施加的电场方向相同的加强型的压电谐振器的机电耦合系数低。未加强型的压电谐振器的谐振频率和反谐振频率之间的频率差ΔF相对较小。

当未加强型的压电谐振器用作滤波器时，滤波器的实际频带非常窄，从而引起许多问题。由此，使用这样的压电谐振器的电子元件(包括滤波器和振荡器)中特性设计的自由度较低。

如图15所示的压电谐振器以纵向模式使用一阶谐振。同样，由于图15中谐振器的结构，故在压电谐振器1中产生诸如三阶和五阶模式之类的奇数谐波模式，及宽度模式等的大量寄生谐振。为了抑制或者消除这些寄生振动，已经尝试了诸如磨光、增加质量和改变电极的形状之类的方法。但是这些方式都大大增加了电子元件的生产成本。

另外，由于压电基片为矩形板状，故基片因为对最小强度的需要而不能做得较薄。由此，电极之间的距离无法减小，而端子之间的电容无法增大到需要的值。这对达到和外部电路的阻抗匹配是是非常不方便的。

另外，为了通过交替地串联或者并联连接多个压电谐振器而形成梯形滤波器，串联谐振器与并联谐振器的电容比需要作得较大，以增加衰减。但是，因为压电谐振器具有上述形状的限制，故无法得到较大衰减。

在由本申请的申请人提交的第8-110475号日本未审查的专利公报中，揭示了一种压电谐振器，它具有层叠结构，产生纵向基波振动。在这种压电谐振器中，层叠多个压电层和多个电极，提供具有纵向的基件，多个压电层沿该基件纵向极化。具有这样的层叠结构的压电谐振器是加强型的谐振器，其中振动方向、极化方向和所施加的电场方向是相同的。该压电谐振器具有比未加强的压电谐振器更小的寄生谐振和更大的谐振频率和反谐振频率之间的频率差ΔF。

为了提供包括具有这样的层叠结构的压电谐振器的梯形滤波器，可以考虑例如如图16到20中所示的结构。

图16是作为本发明的背景的梯形滤波器的透视图。图17是梯形滤波器的分解图，而图18是梯形滤波器的平面图。图19是梯形滤波器的主要部分的截面图，图20是梯形滤波器的电路图。

如图16到20所示的梯形滤波器4包括绝缘基片5，其上设置四个图案电极6a、6b、6c和6d。具有上述层叠结构的压电谐振器1a、1b、1c和1d，电气连接到四个图案电极6a到6d。在这种情况下，在每个压电谐振器1a到1d的一个侧面上设置两个外部电极3a和3b，该两个外部电极沿每个压电谐振器1a、1b、1c和1d的宽度方向具有间隙。在外部电极3a和3b沿纵向的中心处设置由导电材料制成的支持部件7。这些支持部件7用导电粘剂结合和连接到图案电极6a到6d。这个梯形滤波器4具有如图20中所示的梯形电路。这些压电谐振器1a到1d各沿其纵向振动。在绝缘基片5上，由树脂或者陶瓷制成的罩子8和粘结层9结合，从而覆盖四个压电谐振器1a到1d，其方式允许压电谐振器自由和无阻碍地振动。

在图16到20所示的梯形滤波器4中，由于外部电极3a和3b被设置在每个压电谐振器1a到1d的公共侧面上，并且由导电材料制成的支持部件7设置在外部电极3a和3b上，故压电谐振器1a到1d可以表面安装在绝缘片5上。

在如图16到20所示的梯形滤波器4中，由于图案电极6a到6d延伸到绝缘基片5的边缘，并且图案电极6a-6b具有较长的长度，故形成较大的电感元件，它们可能在较高的频带(诸如MHz)频段对特性产生影响。

在图16到20所示的梯形滤波器4中，由于罩子8由树脂或者陶瓷制成，故即使需要减小罩子8的厚度和罩子的安装高度，但罩子8的可能厚度有限制，由此，难于制造小型的梯形滤波器。

当为制造小型梯形滤波器而使用金属罩8时，粘结层9需要绝缘材料。由绝缘材料制成的粘结层9的绝缘由于移动而恶化，在最糟糕的情况下，它会导致严重的故障，即，图案电极6a到6d之间的短路。在图案电极6a到6d和罩子8之间，可产生电容，导致对元件特性的不良影响。