专利名称：多模式压电滤波器的制作方法
本申请是中国专利申请96190990.0的分案申请。
本发明涉及一种使用压电基片的多模式(multi-mode)压电滤波器，尤其涉及一种多级联接的多模式压电滤波器组件。
利用压电基片的厚度剪切振动之类的压电滤波器通常如下布置，在压电基片的一个表面上设置一对输入/输出电极(分裂电极)，电极带有预先确定的间隙，在其另一表面上设置有一个接地电极对着该输入/输出电极。例如当这样的压电滤波器将插入一个通讯装置之类中时，为简化安装过程等常采用如下结构。这就是，将压电滤波器插入一个用陶瓷类材料制作的表面安装型的外壳中，而压电基片支持在外壳中的适当位置使得不会妨碍压电基片被振动。
为了保证有高的衰减特性，要求将许多这样的压电滤波器按级联接成许多级。但是当每个都装在一个表面安装型外壳中的许多压电滤波器被联成许多级时，会使安装表面增大。在制造紧凑设计的装置时会引起失误。
为了克服上述问题，通常是提出一个所谓的多级联接多模式压电滤波器组件并投入实际使用。其中在一个压电基片上形成两组电极，每组有一对输入/输出电极和一个接地电极。两个压电滤波器事实上形成在一个压电基片上并装在一个外壳中。
这样的多级联接多模式压电滤波器组件通过将在压电基片上形成的两组电极中的一组电极的输出极连接到另一组电极的输入极而完工成产品。然而当一组电极激励时，由于电极组间的声学和电磁耦合使得另一个电极组也谐振。因此实际上不可能独立地调节各个滤波器，使得最终的产品调节起来非常困难。
在这方面，提出了许多如后的建议。在压电基片中在其两组电极分隔处，在电极组之间形成一缝以减弱电极组间的声学耦合，而一种电磁阻断材料被固着在外壳上并穿过缝隙以防止电极组间的电磁耦合(日本特许公开No.59-24910)。为了将处于同一压电基片上的两组电极分隔开，通过从周边刻去的办法在压电基片上形成一个阻断槽，再在阻断槽的两边沉积上一层带状金属层(日本特许刊No.57-56810)。在压电基片上两组电极分隔处形成一直线形电极连接到接地电极，一种衰减材料如银膏之类被涂敷在直线形电极上(日本特许公开刊61-17826)。
但是，这些建议中没有一个能提供足够的能力防止电极组间的声学和电磁耦合。最后的调节仍然困难，这十分不利。
最近，在一种通讯设备，尤其是一种便携式通讯设备中，越来越要求减小它包含的每个电路元件的安装面积。与此相应，作为一种多级连接的多模式压电滤波器组件也是一样，要求有一种结构使其中一个表面安装型的小外壳能装下形成在小面积压电基片上的一个有两组电极的元件。然而，当有两组形成于其上的电极的压电基片装入一个小外壳中时，上述的每个建议提出的结构中两组电极之间的距离都太小，因而难以避免两对输入/输出电极形成的电场产生的电力线的干扰。这十分不利，不仅给出坏的保证衰减特性，还由于这些电力线引起的电磁耦合使最后的调节很困难。
考虑以上所述，提出本发明的主要目的是在一种多级连接多模式压电滤波器组件中提供一种防止电极组之间的声学和电磁耦合的能力比以往技术的各个建议都高的压电滤波器，以使滤波器的最后调节容易进行。
本发明的另一个目的是给出一种压电滤波器，其中尽管安装面积小到使两组电极彼此很接近，但电极组的电力线也很难施加影响，使压电滤波器体积又小又容易作最后调节，还能有很好的保证衰减特性。
为达到上述目的，第一个发明的特征在于一个外壳装有两个压电基片，每个基片装有一对输入/输出电极和一个接地电极，而除接地电极外压电基片上所有电极都分别连接到外壳上独立形成的连接端子上。
根据第一个发明的安排，外壳中的两个压电基片是彼此完全分开的，而输入/输出电极则分别连接到相应的连接端子。因此有可能采取如此办法，即在外壳内合并装入各具有一个压电基片和一个在其上形成的电极组的两个压电滤波器，最后再调节这些包括在外壳中的各个压电滤波器并将这些压电滤波器连接成级，从而使滤波器连接成许多级。这样可以很容易地获得一种高效率的具有希望的特性的多级连接多模式压电滤波器组件。在使用着的这种滤波器中，两个压电基片彼此完全分开，因而能防止两个压电滤波器相互间的声学耦合。
最好，外壳上连接到一个压电基片上的输出电极的连接端，在壳内用导电胶或焊线连接到外壳上连接到另一个压电基片的输入电极的连接端子。按照这样的安排，外壳的外部接线和通常的多级连接多模式压电滤波器组件的相同，在那里两组电极形成在一个压电基片上，并且一组电极中的输出电极被连接到该压电基片上另一组电极的输入极。这在实际安装滤波器组件时并不要求有特殊的措施或接线。
压电基片上的接地电极最好各自连接到外壳上独立形成的连接端子上。这样安排可以完全防止压电基片间的相互干扰。
两个压电基片装入外壳中时最好使一对输入/输出电极之间的中心线和另一对输入/输出电极之间的中心线位置有偏移。这样能进一步改善两个压电滤波器之间对电磁耦合的限制作用。
为达上述目的，第二个发明有另外的安排，其特征在于两组电极每组有一对输入/输出电极和一个接地电极，两组电极都制作在一块压电基片上，另外该压电基片在两对输入/输出电极之间被用和压电基片声学阻抗不同的材料(衰减材料)连接到外壳上。
第二个发明的安排和通常的多级连接多模式压电滤波器组件的在以下方面是相同的。一是两组电极都制作在一块压电基片上，另外是一种衰减体被配置在这些电极组之间。但是根据此第二发明，配置在两组电极之间的衰减体被连接到装有该压电基片的外壳上。从而，在该压电基片上配置衰减体处由于对外壳的钩住(anchor)效应使振动很难传播，这样便进一步由衰减体改善了振动衰减效应。这进一步可靠地防止了电极组相互受到声学耦合。
根据此第二发明，在压电基片的制作有两对输入/输出电极的一侧，还可再设置一个接地电极将两对输入/输出电极分隔开，此接地电极和外壳可以使用一种声学阻抗和压电基片不同的导电材料(导电的衰减材料)相互连接。按照这样安排，两对输入/输出电极彼此是电磁分隔的。这表现出有一种卓越的不仅能防止上面提到的声学耦合，而且能防止电极组间的电磁耦合的能力。
最好是，将两对输入/输出电极分隔开的接地电极具有向每对输入/输出电极中心突出的结构，而该结构的每个突出部分的宽度在对着每对输入/输出电极的方向较小。按照这样的安排，由于接地电极离振动开始点较远，在一组电极向另一组电极产生和传播的振动由于质量较大的接地电极的质量相加效应而被有效吸收。另外，振动受到衰减导电材料和外壳的衰减，但在每对电极中仍有从其输入电极向输出电极传播的振动未能防止。
为达上述目的，第三个发明有进一步的安排，其特征在于两组电极都形成在一个压电基片上，每组包含一对输入/输出电极和一个接地电极；在两组电极被分隔处制作出一个切口、一个缝隙、多个孔洞或一条槽，该切口、缝隙、孔洞透过压电基片，而槽则制作在压电基片上至少制作了输入/输出电极对的一侧；另外在切口、缝隙、多个孔洞或槽中要嵌入弹性材料。
按照第三个发明的安排，两组电极被制作在一片压电基片上并由切口之类分隔开，弹性材料嵌入切口之类之中。和通常的多级连接多模式压电滤波器组件相比，这进一步改善了对在电极组之间传播的振动的衰减效果和防止声学耦合的能力。
按照第三个发明的安排，当嵌入切口之类之中的弹性材料被连接到外壳上，振动衰减效果得到进一步改善。
弹性材料最好是导电材料，而且此导电的弹性材料被连接到制作在外壳上的接地连接端子上。按照这样的安排，电极组之间的电磁耦合也被阻断。
根据第二和第三个发明中的每一个发明，两对输入/输出电极在压电基片上可以相互成直角布置。这样安排可减少电极组间电力线的影响。这不仅可在滤波器组件使用时改善电磁耦合防止能力，而且能限制保证衰减特性不因电力线的影响而降低。
为达上述目的，第四个发明另有一个进一步的安排，其特征在于两组电极都制作在一个压电基片上，每组包含一对输入/输出电极和一个接地电极；压电基片为一矩形晶体元件，其边不沿x-和z′-轴方向；输入/输出电极对被制作有一间隙沿x-或z′-轴方向伸展；而输入/输出电极经由有同样长度的引出电极结构被连接到压电基片侧面处制作的连接底座上。
根据此第四个发明的安排，输入/输出电极对可以布置得使引出电极结构有相同的长度，而一对电极的中心线相对另一对电极的中心线有位置偏移。这可抑制电极组之间的声学和电磁耦合。另外，引出电极结构可以使寄生电容相同因而使调节容易。
第二和第三个发明的任意一个安排最好加到第四个发明的安排上。亦即当第二和第三个发明的任意一个安排被加到第四个发明的安排上时，两对电极之间的声学和电磁耦合可以进一步得到可靠的防止。
为达上述各目的，第五个发明的安排主要是为抑制两对电极之间的电力线的干扰。亦即第五个发明提供一种多模式压电滤波器。它具有单一外壳，其中有连接成级的两个多模式压电滤波器元件。此元件包含有一个或两个压电基片和两组电极，每组包含一对输入/输出电极和一个接地电极。输入/输出电极对被制作在一个或两个压电基片的一侧并带有预先确定的间隙。而接地电极被制作在一个或两个压电基片的另一侧分别与输入/输出电极对相对处。第五个发明的特征是在外壳中制作出两个相邻的孔；该一个或两个压电基片被固定到外壳上孔的外围部分处，而输入/输出电极对转向孔的底部表面；孔的每个底部表面覆盖有一种导电材料；一种导电材料沿两孔之间制作的分隔壁而设置；以及该导电材料被连接到外壳上的接地连接端子。
为达上述各目的，第六个发明的安排和第五个发明类似，是为抑制两对电极之间的电力线的干扰。亦即第六个发明提供一种多模式压电滤波器。它具有单一外壳，其中装有和第五个发明的类似的两个多模式压电滤波器元件。第六个发明的特征是在外壳中制作出两个相邻的孔；该一个或两个压电基片被固定到外壳上孔的外围部分处，而接地电极转向孔的底部表面；一个用导电材料制作的盖子安装在外壳上；一种导电材料沿两孔之间制作的隔离壁而设置，使得该导电材料的上端至少达到盖子下侧附近的一个位置；以及该导电材料和盖子均被连接到外壳上的接地连接端子。
根据第五和第六个发明中的每一个发明，两个多模式压电滤波器元件中的每一个可包含有一个压电基片和制作于其上的一组电极，或者该两个多模式压电滤波器元件可包含有一个共同的压电基片和制作于其上的两组电极。
根据第五和第六个发明中的每一个发明，装在单一的表面安装型外壳中的两个压电滤波器元件的输入/输出电极对由于外壳本身结构而彼此电磁隔离，因而能防止电极组间电力线的干扰。
更明确地说，两对输入/输出电极形成的电场产生的电力线通过空间对邻近一个或两个其上形成有输入/输出电极对的压电基片的电极组产生影响。按照此第五个发明的安排，构成两个压电滤波器元件的一个或两个压电基片被固定到外壳上，输入/输出电极对转向在外壳中形成的孔的底部表面；在每个孔的底部表面和沿着孔之间的隔离壁设置有被连接到地电位的导电材料。因而，从输入/输出电极对发出的电力线被导电材料收集，抑制了输入/输出电极对之间电力线的影响。这可以使两组电极彼此间进行有效的电磁隔离。
按照此第六个发明的安排，构成两个压电滤波器元件的一个或两个压电基片和第五个发明中的不同，被固定到倒过来的外壳上，此时接地电极转向孔的底部表面。这种情况下，从输入/输出电极对发出的电力线在对着孔的空间亦即在盖子下面的空间形成。因而外壳盖子由导电材料制成。沿着孔之间的隔离壁设置有导电材料。该导电材料和盖子被连接到地电位。这能有效地收集电力线因而能产生和第五个发明的相似的工作效果。
根据第五和第六个发明中的每一个发明，沿着外壳中两个孔之间的隔离壁的导电材料可按如下任何一种特种方式设置。一种片状导电材料可以沿着隔离壁插入，或者导电材料可覆盖每个孔的整个内壁表面。另外，在隔离壁内可以制作许多穿透孔，而导电材料可以嵌入每个这样的穿透孔内。
根据第五和第六个发明中的每一个发明，当使用单个压电基片制作两个压电滤波器元件时，第二、第三和第四个发明中的任何一种安排可以结合使用；当使用两个压电基片制作两个压电滤波器元件时，第一发明中的任何一种安排可以结合使用。
图1至图3表示第一个发明的一个实施例。其中图1为外壳1的顶部(盖子)去掉时的平面视图，图2为沿图1中b-b线取的部分视图，图3为一个透视到外壳1的底面的放大的底部视图；图4为第一个发明的实施例的主要部分的、其外壳1的底面被透视的、放大的底视图，描述一种安排，其中一组电极的输出极22和另一组电极的输入极31在外壳1内相互连接；图5为第一个发明的另一个实施例的其外壳1底面被透视的底视图；图6至图8表示第二个发明的一个实施例。其中图6为外壳1的顶部被去掉时的平面视图，图7为沿图6中b-b线取的主要部分的放大的部分视图，图8为一个透视到外壳1的底面的底部视图；图9为描述第二个发明的另一个实施例的与图7类似的放大的部分视图；图10为第二个发明的再一个实施例的其外壳1底面被透视的底视图；图11至图13表示第三个发明的一个实施例。其中图11为外壳1的顶部被去掉时的平面视图，图12为沿图11中b-b线取的主要部分的放大的部分视图，图13为一个透视到外壳1的底面的底部视图；图14为第三个发明的另一个实施例的主要部分的平面视图；图15为第三个发明的第三个实施例的主要部分的平面视图；图16为第三个发明的第四个实施例的主要部分的轴向部分视图；图17为第三个发明的第五个实施例的主要部分的轴向部分视图；图18为第三个发明的第六个实施例的主要部分的轴向部分视图；图19为第三个发明的第七个实施例的主要部分的轴向部分视图；图20为第二和第三的每一个发明中具有另一种输入/输出电极对结构的压电基片20或200的底视图；图21为按照第四个发明的一个实施例、其侧面制作有输入/输出电极对的一种晶体元件2000的平面视图；图22为第五个发明的一个实施例的分解透视图；图23为盖子330去掉情况下沿图22中A-A线取的部分视图；图24说明图22中表示的实施例的操作；
图25说明图22中表示的实施例的效果，其中图25a为说明从图22中的实施例去掉导电材料341、342、304的一个对照例子的滤波器特性的图，而图25b为说明按照第五个发明的实施例加有导电材料341、342、304的一种滤波器特性的图；图26是按照第五个发明的压电滤波器元件301、302的另一种安排的正视图；图27是按照第五个发明对导电材料305作另一种布置的、部分断开的透视图；图28是按照第五个发明对导电材料305作又一种布置的、部分断开的透视图；图29为第六个发明的一个实施例的轴向部分视图；图30是按照第六个发明对导电材料405作另一种布置的、部分断开的透视图；下面的说明将参照附图讨论本发明的较好的实施例。
图1至图3表示第一个发明的一个实施例。陶瓷外壳1在其外围有一个向上突出的外围壁1a，在其底部有两个孔1b和1c。两个压电基片覆盖住孔1b和1c而被装入外壳1中。压电基片2和3中的每一个在其一侧(底侧)都有一个输入电极21或31、一个输出电极22或32，并有预先确定的间隙，在其另一面有一个接地电极23或33和输入/输出电极21、22或31、32相对。将压电基片2、3装入外壳1中，盖子(未画)盖在外围壁1a上可使外壳1完全封装好。
每一个压电基片的尺寸大约为2×3mm并在三个角上用导电胶B机械固定在外壳1上。另外，使用导电胶B可以将压电基片2、3的各个电极分别和独立制作在外壳1的底部表面上的连接端子(底座)11至16作电连接。
更明确地说，压电基片2底面的输入电极21和输出电极22分别由引出的电极结构21a和22a引到压电基片2的对角，并用导电胶B连接到外壳1的连接端子11和12。压电基片2上面的接地电极23由一个引出的电极结构23a引向压电基片2的一角，并用导电胶B连接到外壳1的连接端子13。同样，压电基片3底面的输入电极31和输出电极32分别由向外的电极结构31a和32a引到压电基片3的对角，并用导电胶B连接到外壳1的连接端子14和15。压电基片3上面的接地电极33由一个引出的电极结构33a引向压电基片3的一角，并用导电胶B连接到外壳1的连接端子16。连接端子11至16被连接到制作在外壳1底面处的外部连接端子作表面安装(未画)。
根据上述设置，在一个压电基片2上被连接到输出极22的连接端子12被连接到连接端子14上，后者连接到另一压电基片3上的输入电极31，从而给出一个多级连接多模式压电滤波器组件。连接端子12、14之间的连接可以在外壳1之外完成。另一方面，这样的连接可以在外壳1内通过在其中设置连接线将连接端子12、14进行连接，或者通过使用设置在两个孔1b、1c之间形成的隔离壁1d的上部的导电胶17，如图4中的主要部分的放大的底视图所示。任何情况下，这样的连接是在压电基片2、3每一个都最后调节好后才完成的。
根据第一个发明的实施例，两个压电基片2、3彼此完全隔离地被装在单一的外壳1中，而压电基片2、3的所有电极组被分别连接到独立制作在外壳1中的连接端子11至16上。从而压电基片2、3和各电极组形成两个多模式压电滤波器。经单个进行调节后，这些多模式压电滤波器可以连接成级而形成多级连接多模式压电滤波器组件。在使用中，各个多模式压电滤波器实际上是相互没有声学耦合的。因而，即使按照紧凑设计进行制作并装在单一外壳1中，此表面安装型的多级连接多模式压电滤波器组件也容易调节，且在削减假信号响应以增大保证衰减方面性能很高。
另外，当压电基片2、3的输出/输入电极在外壳1内使用导电胶17之类进行连接时，不要求特别考虑在外壳1之外和外部电路的连接。这和已往技术在一个标准的多级连接多模式压电滤波器组件中的相同。
在上述实施例中，压电基片2、3的接地电极23、33分别单独接到外壳1的连接端子13、16，但也可连接到外壳1的一个共同连接端。但是发现当接地电极23、33分别单独接到连接端子，如在上述实施例中所做，这在防止两个压电滤波器相互间的电磁耦合方面比较有效。
图5是第一个发明的另一个实施例的底视图。图5中压电基片2、3被装在外壳1中时使压电基片2上输入/输出电极间的中心线C和压电基片3上输入/输出电极间的中心线C相偏离(之后，接地电极的中心线也相互有位置偏移)。如此安排可减弱电极组间电力线的影响。这在防止两个多模式压电滤波器相互间的电磁耦合方面比较有效。
下面的说明将讨论第二个发明的各个实施例。
图6至图8表示第二个发明的一个实施例。一个压电基片20装在和图1中的相同的外壳1中，并有两对输入/输出电极21、22和31、32，以及和电极21、22和31、32相对应的接地电极23、33。
压电基片20在包括其4个角及其相反两面的中心的总共6个位置处被用导电胶B连接到外壳1上。连接端子(底座)11至16制作在外壳1上各个连接位置处。两电极组的各电极使用引出电极结构各自连接到连接端子11至16。
第二个发明的这个实施例的特征在于，在两组电极之间设置有一种衰减体4，如胶之类，由声学阻抗和压电基片20不同的材料制成；另外压电基片20和外壳1彼此之间用衰减体4作机械连接。更准确地说，衰减体4将外壳1的两孔1b和1c之间的隔离壁1d的顶部连接到压电基片20的形成输入/输出电极对的底面处。
根据上述安排，从一组电极向另一组电极传播的振动被衰减体4非常有效地衰减。衰减体4的振动被外壳1的anchor效应或外壳1的连接线所调节。这大大增加电极组防止彼此间声学耦合的能力。
图9为描述第二个发明的另一个实施例的与图7类似的放大的部分视图；在图9的实施例中，压电基片20的两组电极21、22、23和31、32、33，以及将它们附加和连接到外壳1上的安排和图6至图8中表示的相似。图9中的特征在于和压电基片20上面的接地电极23、33不同的另一个接地电极5是被设置在其下侧以隔离两对输入/输出电极，在于压电基片20和外壳1由导电衰减体6通过接地电极5作机械连接，以及在于接地电极5和在外壳1上制作的接地连接端子1e作电连接。例如可以使用导电胶作为导电衰减体6。
根据图9中的安排，和图6至图8中表示的实施例中的相同，在两组电极间传播的振动被导电衰减体6有效地衰减。衰减体6的振动被外壳1调节。另外，此两组电极彼此间被一个地电位的导体隔离开。这有效地截除了电极组间的电力线，因而能防止电极组彼此间的电磁耦合。
图10表示图9中的实施例的一种改变，是一个透视到外壳1的底面的底视图。
图10中的实施例和图9中的实施例的相同处是，设置在压电基片20底面的接地电极5和外壳1的接地连接端子1e(图10中未画，见图9)由导电衰减体6作机械连接和电连接。然而，接地电极5之特征在于其结构。更准确地说，接地电极5有一个结构向输入/输出电极对21、22和31、32中每一对的中心突出，且当每个突出部分越接近每个电极对时其宽度便越窄。
根据图10的安排，从一组电极向另一组电极的振动被接地电极5的质量相加效应有效地吸收。当接地电极5离作为振动开始点的输入/输出电极对越远，其质量越大。此外，由于接地电极5和外壳1由导电衰减体6相互连接，因此吸收的振动被有效衰减。再者，当接地电极5的结构的每个突出部分越接近每对电极，其宽度便越小。这不能防止振动从每对电极的输入电极向输出电极传播。
图10中一对输入/输出电极间的中心线和另一对输入/输出电极间的中心线有位置偏离。然而，图10中表示的接地电极结构的概念可以应用于这些中心线彼此没有位置偏移和接地电极5具有以横向对称方式突出的结构的安排上。
下面的说明将参照图11至图13讨论第三个发明的一个实施例。
和第二个发明的每个实施例相同，本实施例包括有一个压电基片200，其上制作有两对电极，即一对输入/输出电极21、22和一个与之相对的接地电极23，以及一对输入/输出电极31、32和一个与之相对的接地电极33。压电基片200在其6处地方用导电胶B和外壳1进行机械连接，而各个电极则用导电胶B和外壳1上备有的连接端子11至16分别作电连接。
图11至图13表示的实施例之特征在于，一切口201被制作在压电基片200中两组电极被分隔处并穿过它。切口201从压电基片200的一侧伸向反面附近一位置。特征还在于切口201被弹性材料7如胶、其他树脂等填满。
根据上述安排，在两组电极间传播的振动被切口201和其中的弹性材料7有效地衰减，因而能可靠防止电极组间的声学耦合。
根据此第三个发明，可以如图14或图15所示在电极分隔处制作一缝隙202或多个穿透孔203来代替切口201。另一办法是，可以在制作输入/输出电极对的那面制作一条槽204如图16所示，或者如图17所示在和上述相反的面上另外制作一条槽205。在上述的每种安排中，缝隙202、穿透孔203和槽204、205可用弹性材料7填充。上述的每种安排都能产生和图11至图13的实施例中的同样的效果。
在第三个发明表示于图11至图13、图14、图15和图16的每一个实施例中，压电基片200没有必要装在表面安装型的外壳1中，而可以以产生同样效果的任意方式进行使用。
根据此第三个发明，当压电基片200被装在表面安装型的外壳1中时，放置在切口201、缝隙202等中的弹性材料7可以被安排成突出在压电基片200的底面上并伸到外壳1处，使压电基片200和外壳1由弹性材料7基本上相互进行机械连接，如图18所示。在此情况下，弹性材料的振动通过外壳1连接到压电基片200而得到调节，因而和第二个发明的安排同样地改进了防止两组电极间的声学耦合的能力。
下面的说明将讨论第四个发明的一个实施例。图21为制作一种其一面制作有输入/输出电极对的压电基片的一种晶体元件的平面视图。
此实施例包含有一个矩形晶体元件2000作为压电基片，其上制作两组电极，即一对输入/输出电极21、22和一个与其相对的接地电极23，以及一对输入/输出电极31、32和一个与其相对的接地电极33。
晶体元件2000有四个边，它们与其晶轴X和Z′不平行，而为相对于这些轴倾斜一预定角例如45°。另一方面，设置输入/输出电极对时间隙沿一个晶轴比如X轴伸展。因而，电极对被设置成整体相对晶体元件2000的各个边倾斜45°。同样，接地电极23、33也相应地被设置成相对晶体元件2000的各个边倾斜45°。各电极被引出电极结构21a至33a分别引导至晶体元件2000的各边沿部分处制作的连接底座P，然后在底座P处用导电胶等(未画)连接至外壳1的连接端子(底座)11至16。在引出电极结构21a至33a中，输入/输出电极对21、22和31、32的结构21a、22a、31a、32a的长度相同。
按照上述安排，输入/输出电极21、22间的中心线和输入/输出电极31、32间的中心线不一致而不可避免有位置偏离。这样可以抑制电极组之间的声学的和电磁的耦合。另外，输入/输出电极经由有同样长度的引出电极结构被引到外部电路如外壳的连接端子。这可以使输入/输出电极对中产生的寄生电容大小一致。这使得滤波器特性容易相互匹配因而易于进行最后调节，很有好处。
当表示在图21的第4个发明的安排和第二及第三个发明的任何一个实施例结合起来时，将能进一步改进防止各电极组相互间声学耦合和电磁耦合的能力。而且电极组中产生的寄生电容可以大小一致。
同样，第四个发明的安排可以和第一个发明的安排相结合。更准确地说，每个有一组电极的两个压电基片被设置在一个外壳中，每个压电基片的侧面相对晶轴倾斜，每组电极沿一个晶轴方向设置，而引出电极结构长度相等，如图21的实施例中那样。此情况下，除第一个发明产生的效果之外还有第四个发明产生的效果，如寄生电容的均一和由于压电基片上输入/输出电极中心线的位置偏离引起的电磁耦合的抑制。
下面的说明将讨论第五个发明。图22为第五个发明的一个实施例的分解透视图，而图23为盖子330去掉时沿图22中A-A线取的部分视图。
压电滤波器元件301、302被装在一个表面安装型的单一外壳303中，而盖子330被放置在外壳303的上沿上，使元件301、302能密闭。在此实施例中，每一个压电滤波器元件301、302都有一个压电基片310、320，设置在其一边的、带有输入/输出电极对311、321，而在其另一面有一接地电极312、322。
外壳303由例如陶瓷制成，并于其底部处设置有两个彼此相邻的孔331、332。压电滤波器元件301、302中的每一个在其三个角处被连接到孔331、332的外围部分盖住孔331、332，其输入/输出电极对311、321转向孔331、332的底面331a、332a。
更准确地说，压电基片310、320每一对输入/输出电极311、321和接地电极312、322由相应的引出电极结构引到该压电基片的三个角部分。外壳303在孔331、332的周边部分相应上述拐角部分的位置处有总共6个连接底座。压电基片310、320在三个拐角部分不用导电胶和连接底座P作机械连接，防止压电基片310、320振动。另外，输入/输出电极311、321和接地电极312、322和连接底座P分别作电连接。连接底座P穿过外壳303并连接到制作在外壳303底面处的外连接底座(未画)作表面安装。压电滤波器元件301、302可以通过外部连接底座或在外壳303内部连接成级。
孔331、332的底面331a、332a有如金属化似地覆盖一层导电材料341、342，例如由W和Au的合金制成。于夹在两个孔331、332之间的隔离壁333的中央插入一个片状导电材料305以隔开孔331、332。导电材料341、342、305穿过外壳303并连接到在外壳303的底面上形成的专用接地连接底座361至363。
根据上述实施例，从一对输入/输出电极来的电力线不会影响另一对输入/输出电极。更准确地说，如图24所示，当未设置导电材料341、342、305时，两对输入/输出电极311、321由于在其所在表面接近的空间产生的电场而形成的电力线的影响而彼此干扰。但是，当接地电位的导电材料341、342、305插入电力线产生的空间中时，这样可以抑制一对电极来的电力线使之不对另一对电极产生影响。
一种从图22、23中表示的安排中去掉了导电材料341、342、305的多级连接多模式压电滤波器组件表现出如图25a所示的频率特性，而一种设置有导电材料341、342、305的多级连接多模式压电滤波器组件表现出如图25b所示的卓越的保证衰减特性。
在上述实施例中，导电材料341、342、305被分别连接到专用接地连接底座361至363上，但也可以在外壳303的适当部位相互连接再接到一个公共的接地连接底座上。
在上述实施例中，两个压电滤波器元件301、302中的每一个都有一个预先确定的电极组形成在压电基片310、320的每一个上。另一方面，如图26中所示，一个单一压电基片300的一面可以设置输入/输出电极对311、321，而在另一面设置接地电极312、322。在此情况，压电基片300可以在其6个部位处固定到外壳303在孔331、332的外围部分处的总共6个连接底座P上，和图22、23中表示的实施例相同。
按照上述实施例，和孔331和332之间沿隔离壁333的导电材料一样，片状导电材料305被插入隔离壁333中。然而，按照第五个发明，导电材料305可制成如图27和28中所示。此二图是外壳303带有断裂部分的透视图。
在表示于图27的例子中，外壳303的两个孔331、332的内壁表面331b、332b被导电材料305覆盖。在这样的安排中，孔331、332在其整个内表面被包括覆盖其底331a、332a的材料341、342的导电材料所覆盖。在孔331、332的内壁表面331b、332b之外导电材料305至少覆盖隔离壁333的两面即足够。然而，不仅隔离壁333的两面，而且与其成直角的表面也可覆盖。在此情况，可以适当地消除掉输入/输出电极对311、321的电场产生的电力线对外电路的影响。另外，在隔离壁333的顶部也可形成同样的导电材料，而且孔331、332中的导电材料341、342、305可以相互连接。在此情况，所有导电材料341、342、305可以l利用单一的接地连接底座接地。
在图28表示的一个例子中，在外壳303的两个孔331、332之间的隔离壁333中并沿着它形成多个穿透孔333a，导电材料305嵌在穿透孔333a的每一个中，并连接到在外壳303底面形成的一个公共接地连接底座306。
在图27和图28的每一个例子中，压电基片以和图22和图23表示的实施例相同的方式进行固定。于是可以确信，图27和图28中的每一个安排可以产生和图22和图23中的实施例相似的效果。
下面的说明将参照图29的轴向部分视图讨论第六个发明的一个实施例。
第六个发明有一个安排，其中压电基片被固定在和第五个发明不同的、一个顶向下的外壳中。在图29的一个实施例中，两个压电滤波器元件301、302和图22、图23中表示的相同，外壳403有两个彼此相邻的孔431、432，和上述的每个实施例中一样。孔431、432中的每个在约一半深度处沿每个孔431，432的整个内壁表面设置有一平台阶部分451、452。形成压电滤波器元件301、302的压电基片310、320和图22、图23中的安排相比颠倒过来固定到孔431、432的台阶部分451、452上，其接地电极312、322转向孔431、432的底面。
更准确地说，图29的实施例在孔431、432的台阶部分451、452处设置了一个和图22、图23中表示的相同的连接底座P。和图22、图23中的实施例相似，压电基片310、320安装时要使输入/输出电极对311、321和接地电极312、322通过导电胶B和相应的连接底座P进行电连接并由其作机械支持。
一种铁-镍-钴合金制成的环434被固定在外壳403顶部外边缘上，一个金属盖430用线焊法被固定到铁-镍-钴合金环434上。
设置在两孔431、432之间的隔离壁433的顶部可以达到紧靠盖子430下面的部位。一个片状导电材料405被插入隔离壁433中。导电材料405的顶部达到隔离壁433的顶部。因而，导电材料405的顶部能达到紧靠盖子430下面的部位。
通过铁-镍-钴合金环434，盖子430被连接到制作在外壳403底面处的接地连接底座464上，而导电材料405也被连接到制作在外壳403底面处的接地连接底座465上。
按照上述安排，由输入/输出电极对311、321在与其所在表面相邻空间形成的电场产生的电力线被设置在上述空间并处于接地电位的导电材料405和金属盖430所截割。因而电力线对压电滤波器元件301、302不会产生影响。
按照第六个发明，其中压电滤波器元件301、302装在外壳403中而输入/输出电极对311、321翻到上面，沿两孔431、432之间的隔离壁433设置的导电材料405可以改变形状如图27和28中所示。
更准确地说，如图30的部分断开的透视图所示，导电材料405可以安排得能覆盖两孔431、432的位置比台阶部分451、452高的那部分内壁表面431b、432b。这样安排可产生和图29的实施例中产生的相同的工作效果。在此情况，覆盖孔431、432的内壁表面的导电材料405可以以如下方式接地。即是覆盖孔431、432的内壁表面的导电材料405的若干部分可以伸展到台阶部分451、452上。之后，这些部分可以连接到使用穿透孔在外壳403的底面上形成的接地连接底座上。
没有画出来的排成一排的多个穿透孔可以制作在隔离壁433中将两个孔431、432分隔开来，以代替片状导电材料405，而导电材料405可以嵌入每个穿透孔中，如图28的实施例中所作。
在图29和图30的每个实施例中，导电材料也是不仅可覆盖孔431、432的底部表面，还可覆盖其位置低于台阶部分451、452的那部分内表面。按照这样的安排，外壳403的内部相对其外部有较好的电磁屏蔽。
另外，为使导电材料嵌入沿隔离壁433设置的导电材料405和金属盖430之间的空隙，可以将导电胶放入隔离壁433和盖子430之间。另外可以将铁-镍-钴合金环434制作成“曰”字形，使得环434不仅设置在外壳403的上部周边部分，而且也在隔离壁433的顶部。当然，当沿隔离壁433设置的导电材料405和金属盖430作电连接时，接地连接底座464、465中只要一个便已足够使导电材料405和盖子430的电位达到接地电位。
按照本发明，在多模式压电滤波器组件中尽管两个压电滤波器装入一个小外壳中大大减小了安装面积，但防止电极组相互间声学和电磁耦合的能力仍比通常的这种型号的压电滤波器组件的能力高，而且电极组电力线影响几乎没有，使滤波器组件容易进行最后调节并显示出卓越的保证衰减特性。因而，该滤波器组件对于要求制作成紧凑设计的通讯设备例如移动电话等等特别有用。
权利要求
1.在一种有一个压电基片、其一面设置有一对带有一个预先确定的间隙的输入/输出电极而另一面有一个和输入/输出电极相对的接地电极的多模式压电滤波器中，所说的多模式压电滤波器的特征在于两组电极每组有一对输入/输出电极和一个接地电极，两组电极都制作在一块压电基片上，另外所说的压电基片在所说的两对输入/输出电极之间被用一种和所说的压电基片声学阻抗不同的材料连接到所说的外壳上。
2.根据权利要求1的一种多模式压电滤波器，其中在所说的压电基片的制作有两对输入/输出电极的一侧，还可设置另一接地电极将两对输入/输出电极分隔开；而且所说的另一接地电极和所说的外壳可以使用一种声学阻抗和所说的压电基片不同的材料相互连接。
3.根据权利要求2的一种多模式压电滤波器，其中将所说的两对输入/输出电极分隔开的所说的接地电极具有向每对所说的输入/输出电极的中心突出的结构；而且所说的结构的每个突出部分的宽度在对着每对所说的输入/输出电极的方向较小。
4.根据权利要求1、2、3中的任何一项权利要求的一种多模式压电滤波器，其中所说的两对输入/输出电极在所说的压电基片上相互成直角设置。
5.在一种有一个压电基片、其一面设置有一对带有一个预先确定的间隙的输入/输出电极而另一面有一个和输入/输出电极相对的接地电极的多模式压电滤波器中，所说的多模式压电滤波器的特征在于两组电极都制作在一个压电基片上，每组包含一对输入/输出电极和一个接地电极；在所说的两组电极被分隔处制作出一个切口、一个缝隙、多个孔洞或一条槽，所说的切口、缝隙、孔洞要透过所说的压电基片，而所说的槽则要制作在所说的压电基片上至少制作了所说的输入/输出电极对的一侧；在所说的切口、所说的缝隙、所说的多个孔洞或所说的槽中嵌入弹性材料。
6.根据权利要求5的一种多模式压电滤波器，其中所说的压电基片被装入所说的外壳中；而所说的弹性材料被连接到所说的外壳。
7.根据权利要求6的一种多模式压电滤波器，其中所说的弹性材料是一种导电材料；而所说的导电材料被连接到在所说的外壳上形成的接地连接端子上。
8.根据权利要求5、6、7中的任何一项权利要求的一种多模式压电滤波器，其中所说的两对输入/输出电极在所说的压电基片上相互成直角设置。
9.在一种有一个压电基片、其一面设置有一对带有一个预先确定的间隙的输入/输出电极而另一面有一个和输入/输出电极相对的接地电极的多模式压电滤波器中，所说的多模式压电滤波器的特征在于两组电极都制作在一个压电基片上，每组包含一对输入/输出电极和一个接地电极；所说的压电基片为一矩形晶体元件，其边不沿x-和z′-轴方向；所说的输入/输出电极对被制作成有一间隙沿x-或z′-轴方向伸展；而所说的输入/输出电极经由有同样长度的引出电极结构被连接到压电基片侧面处制作的连接底座上。
10.在一种具有表面安装型单一外壳的多模式压电滤波器中，其中有连接成级的两个多模式压电滤波器元件，此元件包含有至少一个压电基片和两组电极，每组包含一对输入/输出电极和一个接地电极，所说的输入/输出电极对被制作在所说的压电基片的一侧并设置有预先确定的间隙，而所说的接地电极被制作在所说的压电基片的另一侧分别与所说的输入/输出电极对相对处，所说的多模式压电滤波器的特征在于在所说的外壳中制作出两个相邻的孔；所说的压电基片被固定到所说的外壳上所说的孔的外围部分处，其所说的输入/输出电极对转向所说的孔的底部表面；所说的孔的每个所说的底部表面覆盖有一种导电材料；一种导电材料沿所说的两孔之间的隔离壁而设置；而所说的导电材料被连接到所说的外壳上形成的一个接地连接端子。
11.根据权利要求10的一种多模式压电滤波器，其中所说的两个多模式压电滤波器元件中的每一个包括有一个压电基片和其上形成的所说的两组电极中的每一个。
12.根据权利要求10的一种多模式压电滤波器，其中所说的两个多模式压电滤波器元件包括有一个共用的压电基片和其上形成的所说的两组电极。
13.根据权利要求10、11、12中的任何一项权利要求的一种多模式压电滤波器，其中所说的两孔间沿所说的隔离壁的所说的导电材料是一种覆盖住每一个所说的孔的内壁表面的导电材料。
14.根据权利要求10、11、12中的任何一项权利要求的一种多模式压电滤波器，其中所说的两孔间沿所说的隔离壁的所说的导电材料是一种被插入所说的孔之间的隔离壁中的片状导电材料。
15.根据权利要求10、11、12中的任何一项权利要求的一种多模式压电滤波器，其中所说的两孔间沿所说的隔离壁的所说的导电材料是一种被嵌入所说的孔之间的所说的隔离壁中形成的多个穿透孔的每一个内的导电材料。
16.在一种具有表面安装型单一外壳的多模式压电滤波器中，其中有连接成级的两个多模式压电滤波器元件，此元件包含有至少一个压电基片和两组电极，每组包含一对输入/输出电极和一个接地电极，所说的输入/输出电极对被制作在所说的压电基片的一侧并设置有预先确定的间隙，而所说的接地电极被制作在所说的压电基片的另一侧分别与所说的输入/输出电极对相对处，所说的多模式压电滤波器的特征在于在所说的外壳中制作出两个相邻的孔；所说的压电基片被固定到所说的外壳上所说的孔的外围部分处，其所说的接地电极转向所说的孔的底部表面；在所说的外壳上安装有一个用一种导电材料制成的盖子；一种导电材料沿所说的两孔之间的隔离壁而设置使所说的导电材料的上端能至少达到所说的盖子下面附近的位置；而所说的导电材料和所说的盖子被连接到所说的外壳上形成的一个接地连接端子。
17.根据权利要求16的一种多模式压电滤波器，其中所说的两个多模式压电滤波器元件中的每一个包括有一个压电基片和其上形成的所说的两组电极中的每一个。
18.根据权利要求16的一种多模式压电滤波器，其中所说的两个多模式压电滤波器元件包括有一个共用的压电基片和其上形成的所说的两组电极。
19.根据权利要求16、17、18中的任何一项权利要求的一种多模式压电滤波器，其中所说的两孔间沿所说的隔离壁的所说的导电材料是一种覆盖住每一个所说的孔的内壁表面的导电材料。
20.根据权利要求16、17、18中的任何一项权利要求的一种多模式压电滤波器，其中所说的两孔间沿所说的隔离壁的所说的导电材料是一种被插入所说的孔之间的隔离壁中的片状导电材料。
21.根据权利要求16、17、18中的任何一项权利要求的一种多模式压电滤波器，其中所说的两孔间沿所说的隔离壁的所说的导电材料是一种被嵌入所说的孔之间的所说的隔离壁中形成的多个穿透孔的每一个内的导电材料。
全文摘要
一种具有单一外壳1的多级连接多模式压电滤波器组件，其中有连接成级的两个多模式压电滤波器元件。此元件包含有至少一个压电基片和两组电极，每组包含一对输入/输出电极和一个接地电极。电极对被制作在该压电基片的一侧并设置有预先确定的间隙，而接地电极被制作在该压电基片的另一侧在分别与电极对相对处。本发明的一个目的是加强防止两个滤波器元件相互耦合的能力，使其最后调节容易进行。在单一外壳1中形成有两个压电基片2和3，其每个上面形成一对输入/输出电极和一个接地电极。
文档编号H03H9/00GK1404222SQ0114065
公开日2003年3月19日 申请日期1996年7月26日 优先权日1995年7月27日
发明者有村博之, 河野公训 申请人:株式会社大真空