DE10321701B4

DE10321701B4 - Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung, längsgekoppelter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter und elektronische Komponente

Info

Publication number: DE10321701B4
Application number: DE10321701A
Authority: DE
Inventors: Toshio Nagaokakyo Nishimura; Jiro Nagaokakyo Inoue
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2023-05-15
Also published as: DE10321701A1; CN1212704C; US6822536B1; CN1461105A; US20040217828A1

Abstract

Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung, welche umfaßt:
erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter, die so konstruiert sind, daß Schwingungsmodi verschiedener Ordnungen von Oberwellen angeregt und gekoppelt werden, um zwischen einer Ausgangselektrode und einer Erdungselektrode ein Ausgangssignal zu liefern, wenn ein Eingangssignal zwischen einer Eingangselektrode und der Erdungselektrode angelegt wird, und
ein Gehäusesubstrat, das auf seiner Oberfläche erste und zweite längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter jeweils umfassen:
mindestens vier sich parallel zueinander erstreckende Anregungselektroden,
einen laminierten piezoelektrischen Körper, welcher eine Mehrzahl von zwischen den Anregungselektroden angeordneten und in einer zu den Anregungselektroden parallelen oder zu diesen senkrechten Richtung polarisierten piezoelektrischen Schichten aufweist, wobei der laminierte piezoelektrische Körper erste und zweite Endflächen, die sich in einer zur Mehrzahl der piezoelektrischen Schichten senkrechten Richtung erstrecken, und erste bis vierte Seitenflächen, die die ersten und zweiten Endflächen verbinden, aufweist,
die Eingangselektrode, welche...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen piezoelektrischen, beispielsweise als Bandpassfilter bekannten Volumenwellenfilter. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung, einen längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter und eine einen solchen piezoelektrischen Volumenwellenfilter enthaltende, eine auf dem piezoelektrischen Längseffektes beruhende Oberwelle nutzende elektronische Komponente. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung und eine eine Kopplung verschiedener Ordnungen von Oberwellen nutzende elektronische Komponente.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Eine Reihe von piezoelektrischen Volumenwellenfiltern wird als Bandpassfilter verwendet. Piezoelektrische Zwei-Moden-Volumenwellenfilter werden hauptsächlich innerhalb eines Frequenzbereiches von mehreren MHz bis Dutzenden von MHz verwendet, weil sie mühelos zu miniaturisieren und kostengünstig sind.
Ein piezoelektrischer Zwei-Moden-Volumenwellenfilter wird in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 5-327401 offenbart.
18 ist eine Querschnittsansicht eines an sich bekannten piezoelektrischen Zwei-Moden-Volumenwellenfilters, welcher eine Dicken-/Längsschwingung verwendet.
Ein piezoelektrische Volumenwellenfilter 201 weist ein piezoelektrisches Substrat 202 auf, das in Richtung der Dicke polarisiert ist. Ein Paar Anregungselektroden 203 und 204 ist auf der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 202 angeordnet. Eine gemeinsame Anregungselektrode 205 liegt den Anregungselektroden 203 und 204 gegenüber, wobei das piezoelektrische Substrat 202 in Sandwichform dazwischen angeordnet ist.
Während der Nutzung wird ein Eingangssignal zwischen einer Anregungselektrode 203 und der gemeinsamen Anregungselektrode 205 angelegt, so daß das piezoelektrische Substrat 202 angeregt wird. Wenn das piezoelektrische Substrat 202 angeregt ist, werden ein in 19A gezeigter symmetrischer Modus und ein in 19B gezeigter antisymmetrischer Modus erzeugt. Die beiden Modi werden gekoppelt und bilden so eine Filterbandbreite. Ein Ausgangssignal wird zwischen der Anregungselektrode 204 und der Erdungselektrode 205 angeordnet.
Des weiteren ist zusätzlich zu dem in dem Dicken-/Längsmodus arbeitenden piezoelektrischen Zwei-Moden-Volumenwellenfilter ein weiterer piezoelektrischer Zwei-Moden-Volumenwellenfilter bekannt, welcher das piezoelektrische Substrat 202 aufweist, das in einer zur Oberseite parallelen Richtung polarisiert ist und auf der Grundlage eines Scherschwingungsmodus arbeitet.
Der Grad der Kopplung zwischen dem symmetrischen Modus und dem antisymmetrischen Modus im an sich bekannten piezoelektrischen Volumenwellenfilter 201 hängt vom Abstand zwischen den Anregungselektroden 203 und 204 ab. Der Abstand bestimmt eine Frequenzdifferenz zwischen dem symmetrischen Modus und dem antisymmetrischen Modus, wodurch ein Passband bestimmt wird.
Insbesondere muß bei der Herstellung eines Breitbandfilters der Abstand zwischen den Anregungselektroden 203 und 204 verringert werden, um den Grad der Kopplung zwischen den beiden Modi zu erhöhen und um die Frequenz zwischen den beiden Modi zu erhöhen.
Die Anregungselektroden 203 und 204 werden üblicherweise unter Verwendung eines Siebdruckverfahrens mit elektrisch leitender Paste hergestellt. Die Siebdrucktechnik unterliegt Einschränkungen in dem Bemühen um Verengung des Abstandes zwischen den Anregungselektroden 203 und 204. Wenn die Anregungselektroden 203 und 204 unter Verwendung eines photolitographischen Verfahrens hergestellt werden, wird der Abstand zwischen den Anregungselektroden 203 und 204 verringert, aber es entstehen höhere Kosten.
Obwohl der Abstand zwischen den Anregungselektroden verringert wird, erhöht sich eine Kapazität zwischen dem Eingang und dem Ausgang im piezoelektrischen Volumenwellenfilter 201, was zu einer geringeren Dämpfung führt.
Um eine starke Dämpfung zu erreichen wird üblicherweise eine Mehrzahl von Filterelementen in dem piezoelektrischen Volumenwellenfilter verbunden. Wie in 20 gezeigt, werden in einer piezoelektrischen Volumenwellenvorrichtung 211 erste und zweite piezoelektrische Volumenwellenfilterelemente 213 und 214 auf einem Substrat 212 montiert. Das piezoelektrische Volumenwellenfilterelement 213 und das piezoelektrische Volumenwellenfilterelement 214 sind im Aufbau zueinander identisch.
Wenn das erste und das zweite piezoelektrische Volumenwellenfilterelement 213 und 214 zu nahe beieinander liegen, mindert eine zwischen dem Eingang und dem Ausgang des ersten und des zweiten piezoelektrischen Volumenwellenfilterelements 213 und 214 auftretende, in 20 durch einen Pfeil A dargestellte Streukapazität die Dämpfung. Aus diesem Grund liegen das erste und das zweite piezoelektrische Volumenwellenfilterelement 213 und 214 nicht zu nahe beieinander. Die gesamte Filtervorrichtung wird in ihren Abmessungen unvermeidlich groß.
Als weiteres Verfahren zur Erreichung starker Dämpfung wurde ein piezoelektrischer Volumenwellenfilter vorgeschlagen, welcher einen in 21 gezeigten Relaiskondensator aufweist. Wie dargestellt, weist ein piezoelektrischer Volumenwellenfilter 221 auf einem piezoelektrischen Substrat ausgebildete erste und zweite piezoelektrische Anreicherungsresonatoren 222 und 223 auf. Um zwischen den piezoelektrischen Resonatoren 222 und 223 einen Relaiskondensator auszubilden, werden Kondensatorelektroden 224 und 225 einander gegenüberliegend angeordnet, wobei das piezoelektrische Substrat sandwichartig dazwischen angeordnet ist. 22 ist ein Schaltkreisdiagramm des in 21 gezeigten piezoelektrischen Volumenwellenfilters 221.
Der Relaiskondensator C besteht, wie in 22 gezeigt, aus den Kondensatorelektroden 224 und 225. Da das den piezoelektrischen Volumenwellenfilter bildende piezoelektrische Substrat polarisiert ist, tritt wegen des piezoelektrischen Effekts auf die Teile des piezoelektrischen Substrats, wo die Kondensatorelektroden 224 und 225 ausgebildet sind, eine unerwünschte Schwingung auf. Als Ergebnis kommt es zu Störschwingungen.
Es ist eine Technik bekannt, das piezoelektrische Substrat teilweise zu polarisieren, so daß das piezoelektrische Substrat in den Teilen nicht polarisiert ist, in denen sich die Kondensatorelektroden 224 und 225 gegenüberliegen. Wenn jedoch das piezoelektrische Substrat teilweise polarisiert ist, besteht die Möglichkeit, daß es im piezoelektrische Substrat zu Rissen kommt.
JP 10-215140A betrifft einen längsgekoppelten piezoelektrischen Resonator mit sechs zueinander parallel angeordneten Anregungselektroden. Der Resonator umfaßt fünf, senkrecht zu den Elektroden polarisierte piezoelektrischen Körper, sowie zwei Endflächen und vier Seitenflächen, die die Endflächen verbinden. Die Eingangs- und Ausgangselektrode sind jeweils auf einer gegenüberliegenden Seitefläche und einer der gegenüberliegenden Endfläche ausgebildet. Eine Mehrzahl von Anregungselektroden einer ersten Gruppe ist mit der Eingangselektrode verbunden. Eine Mehrzahl von Anregungselektroden einer zweiten Gruppe ist mit der Ausgangselektrode verbundnen.
US 6 091 180 A beschreibt einen längengekoppelten Piezoresonator mit zueinander parallel angeordneten Anregungselektroden, zwischen denen senkrecht dazu polarisierte Piezoelemente angeordnet sind. Zwei an den Längsseiten gegenüberliegende Elektroden kontaktieren dabei alternierend die Anregungselektrode.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung, einen piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter und eine den piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter enthaltende elektronische Komponente zu liefern, welche eine große Bandbreite aufweist, eine starke Dämpfung bietet, mühelos zu miniaturisieren ist und das Entstehen unerwünschter Störschwingungen beherrscht. Weiter ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter zu liefern, der zu geringen Kosten herstellt wird.
Nach einem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung weist eine längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter auf, die so konstruiert sind, daß Schwingungsmodi verschiedener Ordnungen von Oberwellen angeregt und gekoppelt werden, um zwischen einer Ausgangselektrode und einer Erdungselektrode ein Ausgangssignal zu liefern, wenn ein Eingangssignal zwischen einer Eingangselektrode und der Erdungselektrode angelegt wird, und ein Gehäusesubstrat, das den ersten und den zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter auf seiner Oberfläche trägt. Jeder erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter weist mindestens vier sich parallel zueinander erstreckende Anregungselektroden, einen laminierten piezoelektrischen Körper, welcher eine Mehrzahl von zwischen den Anregungselektroden angeordneten und in einer zu den Anregungselektroden parallelen oder zu diesen senkrechten Richtung polarisierten piezoelektrischen Schichten auf, wobei der laminierte piezoelektrische Körper erste und zweite Endflächen aufweist, die sich in einer zur Mehrzahl der piezoelektrischen Schichten senkrechten Richtung erstrecken, und erste bis vierte Seitenflächen, die die ersten und zweiten Endflächen verbinden, die Eingangselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur ersten Endfläche ausgebildet ist, die Ausgangselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur zweiten Endfläche ausgebildet ist, und die Erdungselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers ausgebildet ist, wobei die Mehrzahl von Anregungselektroden eine erste Gruppe, die mit der Eingangselektrode verbunden ist, eine zweite Gruppe, die mit der Ausgangselektrode verbunden ist und eine dritte Gruppe, die mit der Erdungselektrode verbunden ist, aufweist, und wobei der erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter kaskadiert werden und so angeordnet sind, daß die Erdungselektroden des ersten und des zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters näher beieinander liegen als die Eingangselektroden des ersten und zweiten piezoelekt rischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter und die Ausgangselektroden des ersten und zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters zueinander.
Der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter nach dem ersten Merkmal ist nicht auf einen bestimmten Schwingungsmodus beschränkt. Der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter kann eine Oberwelle eines Längenschwingungsmodus nutzen, der auf dem piezoelektrischen Längseffekt beruht, oder eine Oberwelle eines Dicken-/Längsschwingungsmodus, welcher auf dem piezoelektrischen Längseffekt beruht.
Vorzugsweise weist die längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung des weiteren reflektierende Schichten, die jeweils mit den ersten und zweiten Endflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers verbunden sind und aus einem Material hergestellt werden, welches eine zweite akustische Impedanz Z₂ aufweist, die niedriger ist als eine akustische Impedanz Z₁ eines piezoelektrischen Materials des laminierten piezoelektrischen Körpers, und Befestigungsteile auf, die jeweils mit den Flächen der reflektierenden Schichten entgegengesetzt zu den mit den ersten und zweiten Endflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers verbundenen Flächen derselben verbunden sind und aus einem Material hergestellt werden, das eine dritte akustische Impedanz Z₃ aufweist, die höher ist als die zweite akustische Impedanz Z₂. In dieser Anordnung wird eine ausgehend vom laminierten piezoelektrischen Körper auf die reflektierende Schicht übertragene Schwingung von der Grenze zwischen der reflektierenden Schicht und dem Befestigungsteil reflektiert. Der Befestigungsteil trägt damit mechanisch den laminierten piezoelektrischen Körper, ohne die Schwingungseigenschaften des laminierten piezoelektrischen Körpers zu beeinträchtigen. Der Schwingungsmodus des laminierten piezoelektrischen Körpers unterliegt daher weniger Zwängen.
Nach einem zweiten Merkmal der vorliegenden Erfindung umfaßt ein längsgekoppelter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter mindestens vier sich parallel zueinander erstreckende Anregungselektroden, einen laminierten piezoelektrischen Körper, der eine Mehrzahl von zwischen den Anregungselektroden ange ordneten und in einer zu den Anregungselektroden parallelen oder zu diesen senkrechten Richtung polarisierten piezoelektrischen Schichten auf, wobei der laminierte piezoelektrische Körper erste und zweite Endflächen aufweist, die sich in einer zur Mehrzahl der piezoelektrischen Schichten senkrechten Richtung erstrecken, und erste bis vierte Seitenflächen, die die ersten und zweiten Endflächen verbinden, eine Eingangselektrode, welche auf der ersten Seitenfläche des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur ersten Endfläche ausgebildet ist, eine Ausgangselektrode, welche auf der ersten Seitenfläche des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur zweiten Endfläche ausgebildet ist, eine Erdungselektrode, welche auf der zweiten Seitenfläche des laminierten piezoelektrischen Körpers gegenüber der ersten Seitenfläche ausgebildet ist, wobei die Mehrzahl von Anregungselektroden eine erste Gruppe, die mit der Eingangselektrode verbunden ist, eine zweite Gruppe, die mit der Ausgangselektrode verbunden ist, und eine dritte Gruppe, die mit der Erdungselektrode verbunden ist, aufweist, und Schwingungsmodi verschiedener Ordnungen von Oberwellen, welche als Reaktion auf ein zwischen der Eingangselektrode und der Erdungselektrode angelegtes Eingangssignal in der Weise angeregt und gekoppelt werden, daß zwischen dem Ausgangsanschluß und dem Erdungskontakt ein Ausgangselektrode abgegeben wird, erste und zweite reflektierende Schichten, die jeweils auf der ersten und zweiten Endfläche des laminierten piezoelektrischen Körpers angeordnet sind und eine akustische Impedanz Z₂ haben, die niedriger ist als eine akustische Impedanz Z₁ des laminierten piezoelektrischen Körpers, erste und zweite Befestigungsteile, die jeweils auf den ersten und zweiten reflektierenden Schichten angeordnet sind und eine dritte akustische Impedanz Z₃ haben, die höher ist als die zweite akustische Impedanz Z₂, und eine auf dem ersten Befestigungsteil und/oder dem zweiten Befestigungsteil ausgebildete Kondensatoreinheit, so daß die Kondensatoreinheit zwischen der Erdungselektrode und entweder der Ausgangselektrode oder der Eingangselektrode verbunden ist.
Die Kondensatoreinheit kann in verschiedenen Formen konstruiert werden. Vorzugsweise weist die Kondensatoreinheit ein Paar Kondensatorelektroden auf, die jeweils auf einem Paar gegenüberliegenden Außenflächen des Befestigungsteils ausgebildet werden.
Vorzugsweise weist die Kondensatoreinheit innerhalb des Befestigungsteils eine Mehrzahl von Innenelektroden, die miteinander laminiert werden, auf, wobei die Schichten des Befestigungsteils jeweils dazwischengelegt werden.
Der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter nach dem zweiten Merkmal ist nicht auf einen besonderen Schwingungsmodus beschränkt. Der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter kann eine Oberwelle eines Längenschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt oder eine Oberwelle des Dicken-/Längsschwingungsmodus basierende auf dem piezoelektrischen Längseffekt verwenden.
Nach einem dritten Merkmal der vorliegenden Erfindung weist eine elektronische Komponente ein Gehäusesubstrat, den auf dem Gehäusesubstrat montierten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter nach dem zweiten Merkmal und einen mit dem Gehäusesubstrat in einer solchen Weise verbundenen Deckelteil auf, daß der Deckel den piezoelektrischen Volumenwellenfilter abdeckt.
Nach einem vierten Merkmal der vorliegenden Erfindung weist eine längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter auf, die so konstruiert sind, daß Schwingungsmodi verschiedener Ordnungen von Oberwellen angeregt und gekoppelt werden, um zwischen einer Ausgangselektrode und einer Erdungselektrode ein Ausgangssignal zu liefern, wenn zwischen einer Eingangselektrode und der Erdungselektrode ein Eingangssignal angelegt wird. Jeder erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter umfaßt mindestens vier sich parallel zueinander erstreckende Anregungselektroden, einen laminierten piezoelektrischen Körper, welcher eine Mehrzahl von zwischen den Anregungselektroden angeordneten und in einer zu den Anregungselektroden parallelen oder zu diesen senkrechten Richtung polarisierten piezoelektrischen Schichten aufweist, wobei der laminierte piezoelektrische Körper erste und zweite Endflächen aufweist, die sich in einer zur Mehrzahl der piezoelektrischen Schichten senkrechten Richtung erstrecken, und erste bis vierte Seitenflächen, die die ersten und zweiten Endflächen verbinden, die Eingangselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur ersten Endfläche ausgebildet ist, die Ausgangselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur zweiten Endfläche ausgebildet ist, und die Erdungselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers ausgebildet ist, wobei die Mehrzahl von Anregungselektroden eine erste Gruppe, die mit der Eingangselektrode verbunden ist, eine zweite Gruppe, die mit der Ausgangselektrode verbunden ist, und eine dritte Gruppe, die mit der Erdungselektrode verbunden ist, aufweist, wobei der erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter kaskadiert sind und wobei die Ordnung von Oberwellen des Modus, der von dem ersten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter verwendet wird, sich von der Ordnung von Oberwellen des Modus, der von dem zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter verwendet wird, unterscheidet.
Nach einem fünften Merkmal der vorliegenden Erfindung weist eine längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter auf, die so konstruiert sind, daß Schwingungsmodi verschiedener Ordnungen von Oberwellen angeregt und gekoppelt werden, um zwischen einer Ausgangselektrode und einer Erdungselektrode ein Ausgangssignal zu liefern, wenn zwischen einer Eingangselektrode und der Erdungselektrode ein Eingangssignal angelegt wird. Jeder erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter umfaßt mindestens vier sich parallel zueinander erstreckende Anregungselektroden, einen laminierten piezoelektrischen Körper, welcher eine Mehrzahl von zwischen den Anregungselektroden angeordneten und in einer zu den Anregungselektroden parallelen oder zu diesen senkrechten Richtung polarisierten piezoelektrischen Schichten aufweist, wobei der laminierte piezoelektrische Körper erste und zweite Endflächen aufweist, die sich in einer zur Mehrzahl der piezoelektrischen Schichten senkrechten Richtung erstrecken, und erste bis vierte Seitenflächen, die die ersten und zweiten Endflä chen verbinden, die Eingangselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur ersten Endfläche ausgebildet ist, die Ausgangselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur zweiten Endfläche ausgebildet ist, und die Erdungselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers ausgebildet ist, wobei die Mehrzahl von Anregungselektroden eine erste Gruppe, die mit der Eingangselektrode verbunden ist, eine zweite Gruppe, die mit der Ausgangselektrode verbunden ist, und eine dritte Gruppe, die mit der Erdungselektrode verbunden ist, aufweist, wobei der erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter kaskadiert sind und wobei sich der erste längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter und der zweite längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter in den Abmessungen unterscheiden.
Der erste längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter und der zweite längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter können sich in der Breitenabmessung oder in der Längenabmessung oder jeweils beiden Abmessungen oder in jeder sonstigen Abmessung unterscheiden.
Die längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung kann des weiteren einen weiteren längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter aufweisen, der zusammen mit dem ersten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter und dem zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter kaskadenförmig angeordnet ist. Mit anderen Worten kann die Filtervorrichtung drei oder mehr kaskadierte längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter aufweisen.
Der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter nach dem fünften Merkmal ist nicht auf einen besonderen Schwingungsmodus beschränkt. Der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter kann eine Oberwelle eines Längenschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt oder eine Ober welle des Dicken-/Längsschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt verwenden.
Vorzugsweise weist die längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung des weiteren reflektierende Schichten auf, die jeweils mit den ersten und zweiten Endflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers verbunden sind und aus einem Material hergestellt werden, welches eine zweite akustische Impedanz Z₂ aufweist, die niedriger ist als eine akustische Impedanz Z₁ eines piezoelektrischen Materials des laminierten piezoelektrischen Körpers, und Befestigungsteile, die jeweils mit den Flächen der reflektierenden Schichten entgegengesetzt zu den mit den ersten und zweiten Endflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers verbundenen Flächen derselben verbunden sind und aus einem Material hergestellt werden, das eine dritte akustische Impedanz Z₃ aufweist, die höher ist als die zweite akustische Impedanz Z₂. In dieser Anordnung wird eine ausgehend vom laminierten piezoelektrischen Körper auf die reflektierende Schicht übertragene Schwingung von der Grenze zwischen der reflektierenden Schicht und dem Befestigungsteil reflektiert. Da eine Schwingungsenergie in einem Bereich in Richtung der Grenze zwischen der reflektierenden Schicht und dem Befestigungsteil eingeschlossen wird, trägt das Befestigungsteil mechanisch den piezoelektrischen Volumenwellenfilter, ohne die Filtereigenschaften signifikant beeinträchtigen.
Vorzugsweise wird an mindestens einer der Seitenfläche des laminierten piezoelektrischen Körpers mindestens eines der ersten und zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter eine Rille ausgebildet, und ein Paar piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilterblöcke wird an beiden Seiten der Rille integral ausgebildet. In dieser Anordnung ist mindestens einer der ersten und zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter ein piezoelektrischer Zwei-Elemente-Volumenwellenfilter, welcher ein Paar längsgekoppelter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilterblöcke aufweist, was starke Dämpfung liefert.
Nach einem sechsten Merkmal der vorliegenden Erfindung weist eine elektronische Komponente die längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung, ein die längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung tragendes Gehäusesubstrat und einen mit dem Gehäusesubstrat in einer solchen Weise verbundenen Deckelteil auf, daß der Deckel die längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung abdeckt.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Explosionszeichnung einer piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2A eine perspektivische Ansicht des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters des ersten Ausführungsbeispiels und 2B eine Längsquerschnittsansicht des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters, bei dem ein Teil abgeschnitten wurde;
3 einen symmetrischen Modus und einen antisymmetrischen Modus, die in dem in den 2A und 2B gezeigten montierten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter angeregt wurden;
4 Filtereigenschaften des in den 2A und 2B gezeigten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters;
5 Impedanz versus Frequenzeigenschaften und Phase versus Frequenzeigenschaften des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters der 2A und 2B, der nicht mechanisch gehalten wird;
6 Impedanz versus Frequenzeigenschaften und Phase versus Frequenzeigenschaften des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters der 2A und 2B, der mechanisch gehalten wird;
7 Filtereigenschaften der piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels;
8 Veränderungen bei der Dämpfung des ersten und zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters mit einem variierenden Abstand W zwischen ihnen, wobei der erste und der zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter mit sich gegenüberliegenden Eingangs- und Ausgangselektroden angeordnet sind;
9 Veränderungen bei der Dämpfung des ersten und zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters mit einem zwischen ihnen variierenden Abstand W in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 eine Explosionszeichnung mit der Darstellung der piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
11A eine Ansicht von außen des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters des zweiten Ausführungsbeispiels, und die 11B–11D diagrammartig die 12., 11. bzw. 13. Oberwellen;
12 eine Explosionszeichnung der piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 eine perspektivische diagrammartige Ansicht des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters des dritten Ausführungsbeispiels;
14 eine Querschnittsansicht von vorne, die diagrammartig die Struktur der Elektroden des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters der 13 zeigt;
15 eine perspektivische Ansicht des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters nach einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
16 eine perspektivische Ansicht einer Variante des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters der 15;
17 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Variante des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters der 15;
18 eine Querschnittsansicht von vorne eines an sich bekannten piezoelektrischen Zwei-Moden-Volumenwellenfilters;
19A und 19B jeweils eine Querschnittsansicht mit der Darstellung eines symmetrischen Modus und eines antisymmetrischen Modus, welche in dem piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter der 18 angeregt wurden;
20 eine perspektivische Ansicht einer an sich bekannten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung;
21 eine perspektivische Ansicht einer weiteren an sich bekannten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung;
22 eine Schaltkreisanordnung des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters der 21;
23 eine Explosionszeichnung der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
24 eine Längsquerschnittsansicht eines längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters zur Verwendung im fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
25 einen symmetrischen Modus und einen antisymmetrischen Modus, die in dem längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter angeregt wurden;
26 Filtereigenschaften des ersten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters;
27 Impedanz versus Frequenzeigenschaften und Phase versus Frequenzeigenschaften des ersten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters, der nicht mechanisch gehalten wird;
28 Impedanz versus Frequenzeigenschaften und Phase versus Frequenzeigenschaften des ersten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters, der mechanisch gehalten wird;
29 Filtereigenschaften des ersten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters;
30 Filtereigenschaften eines zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters;
31 Filtereigenschaften der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
32 eine perspektivische Ansicht der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
33 Filtereigenschaften eines ersten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters zur Verwendung im sechsten Ausführungsbeispiel;
34 Filtereigenschaften eines zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters zur Verwendung im sechsten Ausführungsbeispiel;
35 Filtereigenschaften der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels;
36 eine perspektivische Ansicht der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
37 eine perspektivische Ansicht der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
38 eine perspektivische Ansicht einer Variante des längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters, der als erster längsgekoppelter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter oder als zweiter längsgekoppelter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter verwendet wird;
39 Filtereigenschaften eines längsgekoppelten piezoelektrischen Ein-Element-Multi-Mode-Volumenwellenfilters;
40 Filtereigenschaften eines längsgekoppelten piezoelektrischen Zwei-Elemente-Multi-Mode-Volumenwellenfilters der 38;
41 eine perspektivische Ansicht eines weiteren in der vorliegenden Erfindung verwendeten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters; und
42 eine perspektivische Ansicht noch eines weiteren in der vorliegenden Erfindung verwendeten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Ausführungsbeispiele werden nunmehr unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
1 ist eine Explosionszeichnung der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 1 weist ein Gehäusesubstrat 2 auf. Das Gehäusesubstrat 2 wird aus einem isolierenden Material hergestellt. Auf der Oberseite des Gehäusesubstrat 2 werden eine Eingangselektrode 3, eine Ausgangselektrode 4 und eine Erdungselektrode 5 ausgebildet. Ein erster piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter 6 wird zwischen der Eingangselektrode 3 und der Erdungselektrode 5 elektrisch verbunden und unter Verwendung von elektrisch leitenden Klebstoffen 8a und 8c mechanisch befestigt. Ein zweiter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter 7 wird zwischen der Ausgangselektrode 4 und der Erdungselektrode 5 elektrisch verbunden und unter Verwendung von elektrisch leitenden Klebstoffen 9a und 9c mechanisch befestigt. Der erste und der zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 6 und 7 werden auf dem Gehäusesubstrat 2 kaskadiert. Der erste piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 6 und der zweite piezo elektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 7 werden durch auf einem Relaisteil aufgebrachte elektrisch leitende Klebstoffe 8b und 9b ebenfalls miteinander verbunden.
Ein Deckelteil 10 wird an der Oberseite des Gehäusesubstrats 2 befestigt, um die ersten und zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 6 und 7 zu umschließen.
Die ersten und zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 6 und 7 sind im Aufbau zueinander identisch. Unter Bezugnahme auf die 2A und 2B wird der erste piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 6 im Detail beschrieben.
Wie in 2A gezeigt, weist der erste piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 6 einen laminierten piezoelektrischen Körper 11 auf. Der laminierte piezoelektrische Körper 11 weist Anregungselektroden 12 bis 25 auf, die sich in einer zur Längsrichtung des laminierten piezoelektrischen Körpers 11 senkrechten Richtung erstrecken. Die Anregungselektroden 12 und 25 werden jeweils auf Endflächen 11a und 11b ausgebildet. Die Anregungselektroden 13 bis 24 sind Innenelektroden.
Reflektierende Schichten 31 und 32 werden jeweils auf den Endflächen 11a und 11b des laminierten piezoelektrischen Körpers 11 ausgeformt. Befestigungsteile 33 und 34 werden jeweils auf den äußeren Endflächen der reflektierenden Schichten 31 und 32 ausgebildet. Die reflektierenden Schichten 31 und 32 sowie die Befestigungsteile 33 und 34 haben im Querschnitt die gleiche Form wie der laminierte piezoelektrische Körper 11.
Der stabförmige laminierte piezoelektrische Körper 11 mit rechteckiger Querschnittsform weist eine Oberfläche 11c, eine Bodenfläche 11d und eine Seitenfläche 11e (eine Rückseite wird nicht gezeigt), welche die Endflächen 11a und 11b miteinander verbindet. Die Oberfläche 11c, die Bodenfläche 11d und die Seiten fläche 11e bilden erfindungsgemäß erste bis dritte Seitenflächen. Die (nicht gezeigte) Seitenfläche ist erfindungsgemäß eine vierte Seitenfläche.
Eine Eingangselektrode 26 wird auf der Oberfläche 11c als erste Seitenfläche näher zur Endfläche 11a ausgebildet. Eine Ausgangselektrode 27 wird auf dem laminierten piezoelektrischen Körper 11 näher zur Endfläche 11b ausgebildet. Eine Erdungselektrode 28 wird auf der Bodenfläche 11d als zweite Seitenfläche gegenüber der ersten Seitenfläche ausgebildet.
Eine Mehrzahl von Isoliermaterialien 29 wird auf der Oberfläche 11c aufgebracht, und eine Mehrzahl von Isoliermaterialien 30 wird auch auf der Bodenfläche 11d aufgebracht.
Wie in 26 gezeigt, werden die Isoliermaterialien 29 und 30 so aufgebracht, daß sie selektiv die Anregungselektroden 12 bis 25 mit der Eingangselektrode 26, der Ausgangselektrode 27 und der Erdungselektrode 28 verbinden.
Insbesondere sind die Anregungselektroden 13, 15 und 17 mit der Eingangselektrode 26 verbunden, wodurch eine erste Gruppe von Anregungselektroden gebildet wird. Um die Anregungselektroden 13, 15 und 17 von der Erdungselektrode 28 elektrisch zu isolieren, werden die Isoliermaterialien 30 aufgebracht, um die unteren Enden der Anregungselektroden 13, 15 und 17 abzudecken. Analog werden zur elektrischen Isolierung einer zweiten Gruppe von mit der Ausgangselektrode 27 verbundenen Anregungselektroden 20, 22 und 24 von der Erdungselektrode 28 die Isoliermaterialien 30 aufgebracht, um die unteren Enden der Anregungselektroden 20, 22 und 24 abzudecken.
Die Anregungselektroden 12, 14, 16, 18, 19, 21, 23 und 25 bilden eine dritte Gruppe von Anregungselektroden und werden mit der Erdungselektrode 28 elektrisch verbunden. Um die Anregungselektroden 12, 14, 16, 18, 19, 21, 23 und 25 von der Eingangselektrode 26 und der Ausgangselektrode 27 elektrisch zu isolieren, werden die Isoliermaterialein 29 auf der Oberfläche 11c aufgebracht, um die oberen Enden jeder dieser Elektroden abzudecken.
Eine zwischen Anregungselektroden verschiedener Spannungen sandwichartig angeordnete piezoelektrische Schicht, beispielsweise die zwischen der Anregungselektroden 12 und der Anregungselektroden 13 sandwichartig angeordnete piezoelektrische Schicht, ist in der Längsrichtung des laminierten piezoelektrischen Körpers 11 polarisiert.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das piezoelektrische Material des laminierten piezoelektrischen Körpers 11 eine Blei-Zirkonat-Titanat-Keramik (PZT), und deren akustische Impedanz Z₁ beträgt 3,4 × 10⁷ (kg/m²S).
Die reflektierenden Schichten 31 und 32, die aus einem Epoxydharz hergestellt werden, haben eine akustische Impedanz Z₂ von 1,87 x 10⁶ (kg/m²S). Die aus einer Keramik hergestellten Befestigungsteile 33 und 34 haben eine akustische Impedanz Z₃ von 3,4 × 10⁷ (kg/m²S).
Das Material der reflektierenden Schichten 31 und 32 ist nicht auf ein besonderes Material beschränkt, solange die akustische Impedanz Z₂ niedriger liegt als sowohl die akustische Impedanz Z₁ des piezoelektrischen Materials des laminierten piezoelektrischen Körpers 11 wie auch die akustische Impedanz Z₃ des Materials der Befestigungsteile 33 und 34.
Das Material der Befestigungsteile 33 und 34 ist nicht auf ein besonderes Material beschränkt, solange die akustische Impedanz Z₃ höher liegt als die akustische Impedanz Z₂ der reflektierenden Schichten 31 und 32. Die Befestigungsteile 33 und 34 können statt aus Keramiken aus einem isolierenden Material hergestellt werden.
Es wird erneut auf 1 Bezug genommen. Der erste piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 6 und der zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 7, letzterer hat die gleiche Struktur wie der Filter 6, werden in der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 1 auf dem Gehäusesubstrat 2 befestigt. Der piezoelektrische Volumenwel lenfilter 7 und der piezoelektrische Volumenwellenfilter 6 werden so angeordnet, daß die Erdungselektrode 28 des piezoelektrischen Volumenwellenfilters 7 und die Erdungselektrode 28 des piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 sich gegenüberliegen. Mit anderen Worten werden die Erdungselektroden der piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 und 7 so angeordnet, daß sie näher beieinanderliegen als die Eingangs- und Ausgangselektroden der piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 und 7. Wie sich aus den folgenden spezifischen Versuchen erhellt, wird bei dieser Anordnung die Dämpfung erhöht.
Der Betrieb der piezoelektrischen Volumenwellenfiltervorrichtung 1 wird nachstehend beschrieben.
3 zeigt einen symmetrischen Modus (durchgezogene Linie) und einen antisymmetrischen Modus (gestrichelte Linie), die angeregt werden, wenn der piezoelektrische Volumenwellenfilter 6 betrieben wird. Wie gezeigt, wird der piezoelektrische Volumenwellenfilter 6 im symmetrischen Modus auf einer 12. harmonischen Welle stark angeregt, während er im antisymmetrischen Modus auf der 11. und 13. Oberwelle stark angeregt wird. Mit anderen Worten wird der piezoelektrische Volumenwellenfilter 6 auf den 11. bis 13. Oberwellen in dem Längenschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt effizient angeregt. Da die 11. bis 13. Oberwellen gekoppelt sind, liefert der piezoelektrische Volumenwellenfilter 6 Filtereigenschaften.
4 zeigt Filtereigenschaften des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 6. Wie gezeigt, werden bei dem piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 eine Breitbandfiltereigenschaft mit einer Mittenfrequenz derselben von 11 MHz erhalten.
Bei dem piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 6 werden die Frequenzen der drei verwendeten Modi durch die Verhältnisse der Ordnungen von Oberwellen getrennt. Bei dem bereits beschriebenen quergekoppelten Multi-Mode-Filter hängt die Frequenz jedes Modus von einem Abstand zwischen Anregungselektroden ab. Dagegen ist bei dem piezoelektrischen Multi-Mode- Volumenwellenfilter 6 die Frequenz jedes Modus von dem Abstand zwischen Anregungselektroden unabhängig. Um eine gewünschte Bandbreite zu erhalten, wird die Ordnung von Oberwellen, die der Bandbreite entspricht, einfach ausgewählt. Breitbandfiltereigenschaften werden mühelos erreicht. Bei dem Versuch, ein Breitband zu erhalten, ist die Ausbildung von segmentierten Anregungselektroden beim an sich bekannten quergekoppelten Multi-Mode-Filter schwierig. Dagegen wird die Bandbreite bei dem piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 mühelos erreicht.
Der an sich bekannte quergekoppelte Multi-Mode-Filter hat einen Nachteil dahingehend, daß seine Dämpfung nicht stark genug ist. Die Dämpfung des Filters ist mit einem Verhältnis einer Kapazität C_I-G zwischen einer Eingangselektrode und einem Erdungspotential und einer Kapazität C_I-O zwischen der Eingangselektrode und der Ausgangselektrode korreliert. Insbesondere gilt: je kleiner das Verhältnis der Kapazität zwischen Eingang und Ausgang zur Kapazität zwischen Eingangselektrode und Erdungspotential ist, desto stärker ist die Dämpfung.
Da die Anregungselektroden 18 und 19 am Erdungspotential zwischen den Anregungselektroden angeordnet sind, die jeweils mit der Eingangselektrode 26 und der Ausgangselektrode 27 verbunden sind, wird die Kapazität zwischen Eingangselektrode und Ausgangselektrode substantiell kleiner. Im Vergleich zum an sich bekannten Multi-Mode-Filter liefert der piezoelektrische Volumenwellenfilter 6 eine starke Dämpfung.
Beim piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 schwingt der laminierte piezoelektrische Körper 11 in einer Oberwelle im Längenschwingungmodus. Da der laminierte piezoelektrische Körper 11 kein piezoelektrische Anreichungsresonator ist, beeinträchtigt das direkte mechanische Befestigen des laminierten piezoelektrischen Körpers 11 die Eigenschaften des piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 nachteilig.
Die reflektierenden Schichten 31 und 32 werden außerhalb der Endflächen 11a bzw. 11b angeordnet, und die Befestigungsteile 33 und 34 werden ihrerseits auf den reflektierenden Schichten 31 bzw. 32 angeordnet. Da die akustischen Impe danzen Z₁ bis Z₃ des laminierten piezoelektrischen Körpers 11, der reflektierenden Schichten 31 und 32 und der Befestigungsteile 33 und 34 wie oben beschrieben eingestellt werden, wird die sich ausgehend vom laminierten piezoelektrischen Körper 11 ausbreitende Schwingung von den Grenzen der reflektierenden Schichten 31 und 32 und der Befestigungsteile 33 und 34 reflektiert. Die Schwingungsenergie ist damit in dem Mittelbereich zwischen einem Paar von Grenzen eingeschlossen. Selbst wenn der piezoelektrische Volumenwellenfilter 6 mechanisch an den Befestigungsteilen 33 und 34 gehalten wird, sind die Eigenschaften des Filters gleichwohl von der Auswirkung der mechanischen Halterung frei, wie dies in den 5 und 6 gezeigt wird.
5 zeigt Impedanz versus Frequenzeigenschaften und Phase versus Frequenzeigenschaften des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 6, der nicht mechanisch gehalten wird. 6 zeigt Impedanz versus Frequenzeigenschaften und Phase versus Frequenzeigenschaften des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 6, der an den Befestigungsteilen 33 und 34 desselben mechanisch gehalten wird. Wie in den 5 und 6 gezeigt, stellen die durchgezogenen Linien Phase versus Frequenzeigenschaften und die gestrichelten Linien Impedanz versus Frequenzeigenschaften dar.
Aus dem Vergleich der 5 mit 6 ergibt sich, daß die Resonanzeigenschaften auch dann nicht beeinträchtigt werden, wenn der piezoelektrische Volumenwellenfilter 6 mechanisch an den Befestigungsteilen 33 und 34 befestigt wird. Die Filtereigenschaften der piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 6 und 7 werden auch dann nicht beeinträchtigt, wenn die Eingangselektrode 26, die Ausgangselektrode 27 und die Erdungselektrode 28 an den Flächen der Befestigungsteile 33 und 34 mit der Eingangselektrode 3, der Ausgangselektrode 4 bzw. der Erdungselektrode 5 elektrisch verbunden und unter Verwendung der elektrisch leitenden Klebstoffe 8a, 8b, 8c, 9a, 9b und 9c, wie in 1 gezeigt, mechanisch daran befestigt werden.
Es wird erneut auf 1 Bezug genommen. Die längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels weist die Multi-Mode-Filter 6 und 7 auf, die jeweils eine große Bandbreite und starke Dämpfung aufweisen. Da die beiden Filterelemente der piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 6 und 7 kaskadiert sind, wird die Dämpfung stark.
Da die piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 6 und 7 so angeordnet sind, daß die Erdungselektroden 28 sich gegenüberliegen, ergibt sich daraus eine weitere Zunahme der Dämpfung. Dies wird unter Bezugnahme auf die 7 bis 9 beschrieben.
7 zeigt Filtereigenschaften der piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. 8 zeigt Veränderungen bei der Dämpfung einer piezoelektrischen Volumenwellenfiltervorrichtung, die die piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 und 7 mit einem unterschiedlichen Abstand W zwischen ihnen enthält. Diese piezoelektrische Volumenwellenfiltervorrichtung ist zu derjenigen nach dem ersten Ausführungsbeispiel identisch, außer insoweit, als die piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 und 7 so angeordnet sind, daß sich die Eingangselektroden 26 gegenüberliegen und sich auch die Ausgangselektroden 27 gegenüberliegen. Wie gezeigt ist die Dämpfung, wenn der Abstand W zwischen den beiden Filtern 6 und 7 gleich oder kürzer ist als 0,5 mm, unabhängig von der Ähnlichkeit der Struktur geringer als bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
9 zeigt Veränderungen bei der Dämpfung des ersten und des zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 6 und 7, wenn der Abstand W zwischen ihnen bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geändert wird. Durch Vergleich von 9 mit 8 ergibt sich, daß die Dämpfung auch dann stark genug ist, wenn der Abstand W kleiner eingestellt wird, weil die Erdungselektroden 28 sich gegenüberliegen. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwenden die piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 und 7 11. bis 13. Oberwellen der Dicken-/Längsschwingung. Die Ordnung von Oberwellen wird abhängig von einem gewünschten Filterpassband frei gewählt.
Die Gleichmäßigkeit der Dicke der piezoelektrischen Schicht zwischen den mit verschiedenen Potentialen verbundenen Anregungselektroden ist nicht notwendigerweise erforderlich. Indem die piezoelektrischen Schichten in einem Teil unterschiedlich festgelegt werden, wird eine Anregungsempfindlichkeit in einer Ordnung von Oberwellen, die zu Störschwingungen führen, reduziert.
10 ist eine Explosionszeichnung mit der Darstellung des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist einen piezoelektrischen Volumenwellenfilter auf, der Oberwellen des Längenschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt verwendet. Die vorliegende Erfindung erlaubt es, daß ein piezoelektrischer Volumenwellenfilter, der einen anderen Schwingungsmodus verwendet, genutzt wird.
Eine in 10 gezeigte piezoelektrische Volumenwellenfiltervorrichtung 51 verwendet eine Oberwelle der Dicken-/Längsschwingung basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt. Auf einem Gehäusesubstrat 52 sind piezoelektrische Multi-Mode-Anreicherungs-Volumenwellenfilter 56 und 57 angeordnet, die eine Oberwelle der Dicken-/Längsschwingung verwenden. Eine Eingangselektrode 53, eine Ausgangselektrode 54 und eine Erdungselektrode 54 werden auf dem Gehäusesubstrat 52 ausgebildet. Die piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 56 und 57 werden mit der Eingangselektrode 53 und der Ausgangselektrode 54 unter Verwendung elektrisch leitender Klebstoffe 58a und 58b elektrisch verbunden und mechanisch daran befestigt. Die Erdungselektrode 55 ist mit (später zu beschreibenden) Erdungselektroden der piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 56 und 57 unter Verwendung von (nicht gezeigten) elektrisch leitenden Klebstoffen verbunden. Eine Verbindungselektrode 56 wird verwendet, um den piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 56 mit dem piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 57 zu verbinden.
Die piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 56 und 57 sind in ihrem Aufbau identisch.
Unter Bezugnahme auf die 11A bis 11D wird der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 56 im Detail beschrieben.
Wie gezeigt, weist der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 56 einen laminierten piezoelektrischen Körper 61 auf. Der laminierte piezoelektrische Körper 61 weist jeweils sich gegenüberliegende erste und zweite Endflächen 61a und 61b auf. Der laminierte piezoelektrische Körper 61 ist in einer durch einen Pfeil P dargestellten Richtung ausgehend von der Endfläche 61b zur Endfläche 61a polarisiert. Anregungselektroden 62 und 75 werden auf den ersten und zweiten Endflächen 61a bzw. 61b ausgebildet. Anregungselektroden 63 bis 74 als Innenelektroden werden im laminierten piezoelektrischen Körper 61 ausgebildet. Die Anregungselektroden 62 bis 75 sind sandwichartig angeordnet, wobei die piezoelektrischen Schichten jeweils dazwischenliegen. Die Anregungselektroden 63, 65 und 67 werden zu einer ersten Seitenfläche 61c hinausgeführt und mit einer Eingangselektrode 76 elektrisch verbunden, die auf der ersten Seitenfläche 61c näher zur Endfläche 61a angeordnet ist. Die Anregungselektroden 70, 72 und 74 einer zweiten Gruppe werden zu der ersten Seitenfläche 61c hinausgeführt und mit einer Ausgangselektrode 77 elektrisch verbunden. Die Ausgangselektrode 77 ist auf der ersten Seitenfläche 61c näher zur Endfläche 61b angeordnet. Die Anregungselektroden 62, 64, 66, 68, 69, 71, 73 und 75 einer dritten Gruppe sind mit einer Erdungselektrode 78 elektrisch verbunden, die auf einer Seitenfläche 61d ausgebildet ist.
Ein Bereich, in dem sich die Anregungselektroden 62 bis 75 jeweils gemeinsam mit den dazwischenliegenden piezoelektrischen Schichten erstrecken, ist auf den Mittelbereich des laminierten piezoelektrischen Körpers 61 beschränkt. Die sandwichartig zwischen den mit verschiedenen Potentialen verbundenen Anregungselektroden angeordnete piezoelektrische Schicht, beispielsweise die piezoelektrische Schicht, die sandwichartig zwischen der Anregungselektrode 62 und der Anregungselektrode 63 angeordnet ist, wird bei einer Dicken-/Längsschwingung basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt angeregt. Die Oberwellen der Dicken-/Längsschwingung werden in der piezoelektrischen Schicht zwischen der Anregungselektrode 62 und der Anregungselektrode 63 eingeschlossen.
Während des Betriebs wird der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 56 im symmetrischen Modus auf einer 12. Oberwelle der Dicken-/Längsschwingung, wie in 11C gezeigt, effizient angeregt, während er, wie in den 11C und 11D gezeigt, im antisymmetrischen Modus auf der 11. und 13. Oberwelle der Dicken-/Längsschwingung angeregt wird.
Der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 56 liefert Filtereigenschaften mit gekoppelten 11. bis 13. Oberwellen.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel bilden die piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 56 und 57 wie oben beschrieben einen piezoelektrischen Multi-Mode-Anreicherungs-Volumenwellenfilter. Aufgrund des Anreicherungstyps ist die Schwingungsenergie in Regionen eingeschlossen, wo die Anregungselektroden 62 bis 75 sich gegenüberliegen. Selbst wenn die Seitenflächen 61c und 61d am Gehäusesubstrat 52 befestigt sind, wird der Filter nicht nachteilig beeinträchtigt.
Wie beim ersten Ausführungsbeispiel wird die Bandbreite mühelos auf ein gewünschtes Passband eingestellt, indem die Ordnungen von Oberwellen in dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgewählt werden. Da die piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 56 und 57 so angeordnet sind, daß die Erdungselektroden 78 sich jeweils gegenüberliegen, wie dies in 10 gezeigt wird, wird eine Sperrdämpfung ausreichend stark.
12 ist eine Explosionszeichnung einer piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 81 nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 81 weist auf einem Gehäusesubstrat 82 ausgebildete piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 86 und 87 auf. Eine Eingangselektrode 83, eine Ausgangselektrode 84 und eine Erdungselektrode 85 werden auf dem Gehäusesubstrat 82 ausgebildet. Die piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 86 und 87 werden unter Verwendung elektrisch leitender Klebstoffe 88a und 88b jeweils mit der Eingangselektrode 83 und der Ausgangselektrode 84 elektrisch verbunden. Die Erdungselektrode 85 wird mit den piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltern 86 und 87 unter Verwendung (nicht gezeigter) elektrisch leitender Klebstoffe elektrisch verbunden. Um die piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 86 und 87 zu kaskadieren, wird eine Verbindungselektrode 89 verwendet.
Wie in 13 gezeigt, weist der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 86 einen laminierten piezoelektrischen Körper 91 auf. Anregungselektroden 92 und 93, die diagrammartig im rechten Teil der 13 gezeigt werden, werden im laminierten piezoelektrischen Körper 91 alternierend mit sandwichartig dazwischen angeordneten piezoelektrischen Schichten angeordnet. Eine Oberfläche 91a und eine Bodenfläche 91b des laminierten piezoelektrischen Körpers 91 dienen als erste bzw. zweite Endflächen. In einem Kantenbereich, wo die erste Seitenfläche 91c und die dritte Seitenfläche 91e sich treffen, befinden sich eine Eingangselektrode 94 näher zur Oberfläche 91a und eine Ausgangselektrode 95 näher zur Bodenfläche 91b.
Eine Erdungselektrode 96 ist über die volle Höhe eines Kantenteils angeordnet, wo die erste Seitenfläche 91c und die vierte Seitenfläche 91f aufeinandertreffen. Eine Seitenfläche 91d ist eine zweite Seitenfläche.
14 zeigt diagrammartig den Aufbau von Elektroden des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 91.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist der laminierte piezoelektrische Körper 91 in einer Richtung der Dicke polarisiert. Da zehn piezoelektrische Schichten sandwichartig zwischen mit verschiedenen Potentialen verbundenen Anregungselektroden angeordnet sind, wird der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 86 im symmetrischen Modus auf einer 10. Oberwelle als eine Dicken-/Längsschwingung angeregt, während er im antisymmetrischen Modus auf den 11. und 13. Oberwellen angeregt wird. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Anregungselektroden 92 und 93 lediglich im Mittelbereich des laminierten piezoelektrischen Körpers 91 parallel zu den Endflächen 91a und 91b des laminierten piezoelektrischen Körpers 91 gemeinsam, wobei die piezoelektrische Schicht jeweils dazwischen angeordnet wird. Die Schwingungsenergie wird somit im Mittelbereich des laminierten piezoelektrischen Körpers 91 eingeschlossen. Bei dem Aufbau des piezoelektrischen Multi-Mode-Anreicherungs-Volumenwellenfilters kann die Form der Anregungselektrode gemäß den Anforderungen flexibel verändert werden.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind die Anregungselektroden 92 und 93 so ausgeformt, daß die beiden Elektroden sich im Mittelbereich derselben gegenüberliegen, wobei die piezoelektrischen Schichten sandwichartig dazwischenliegen. Mehr Freiheit ist bei dem Aufbau der Elektrodenstruktur, welche mit der Eingangselektrode 94, der Ausgangselektrode 95 und der Erdungselektrode 96 elektrisch zu verbinden ist, möglich. Der laminierte piezoelektrische Körper 91 wird somit mechanisch verstärkt. Eine Hochfrequenzdesign wird somit mühelos implementiert.
Da die piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 86 und 87, wie in 12 gezeigt, bei dem dritten Ausführungsbeispiel so angeordnet werden, daß die Erdungselektroden 96 näher beieinander liegen, führt das dritte Ausführungsbeispiel ebenso wie das erste Ausführungsbeispiel zu einer ausreichend starken Dämpfung.
15 ist eine perspektivische Darstellung des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters nach einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es wird hier ein piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter 101 verwendet.
Der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 101 weist einen länglichen laminierten piezoelektrischen Körper 102 auf, der im Querschnitt eine Rechteckform hat. Eine Anregungselektrode 103 ist auf einer Endfläche 102a des laminier ten piezoelektrischen Körpers 102 ausgeformt. Eine Anregungselektrode 116 ist auf der zweiten Endfläche 102b ausgeformt. Anregungselektroden 104 bis 115 werden als Innenelektroden ausgeformt. Die Anregungselektroden 103 bis 116 erstrecken sich über den vollen Querschnitt des laminierten piezoelektrischen Körpers 102. Es ist auch akzeptabel, daß die Anregungselektroden 103 bis 116 sich nur über einen Teil des vollen Querschnitts des piezoelektrischen Körpers 102 erstreckt.
Wie bei dem in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 ist eine Eingangselektrode 117 auf der Oberfläche als eine erste Seitenfläche näher zur Endfläche 102a ausgebildet, und eine Ausgangselektrode 118 ist auf der Oberfläche näher zur Endfläche 102b ausgebildet. Eine Erdungselektrode 119 ist auf der Bodenfläche als zweite Seitenfläche ausgebildet.
Eine Mehrheit von Isoliermaterialen 120 und eine Mehrheit von Isoliermaterialien 121 werden jeweils auf der Bodenfläche und der Oberfläche des laminierten piezoelektrischen Körpers 102 aufgebracht. Die Isoliermaterialien 102 werden aufgebracht, um die Anregungselektroden 104, 106, 108, 111, 113 und 115 von der Erdungselektrode 119 elektrisch zu isolieren. Analog werden die Isoliermaterialien 121 aufgebracht, um die Anregungselektroden 103, 105 und 107 von der Eingangselektrode 117 und die Anregungselektroden 109, 110, 112, 114 und 116 von der Ausgangselektrode 118 elektrisch zu isolieren.
Der aus einer Blei-Zirkonat-Titanat-Keramik hergestellte laminierte piezoelektrische Körper 102 ist in einer Längsrichtung polarisiert.
Wenn zwischen der Eingangselektrode 117 und der Erdungselektrode 119 ein Wechselstrom angelegt wird, wird der laminierte piezoelektrische Körper 102 im Längenschwingungsmodus in Schwingungen versetzt. Ebenso wie beim piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 des ersten Ausführungsbeispiels werden die Oberwellen des Längenschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt effizient angeregt. Insbesondere werden die 11. bis 13. Oberwellen effizient angeregt und gekoppelt, wodurch eine Filterbandbreite entsteht.
Der laminierte piezoelektrische Körper 102 des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 101 ist in der Konstruktion fast identisch zum piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 6.
Beim vierten Ausführungsbeispiel sind die reflektierenden Schichten 31 und 32 sowie die Befestigungsteile 33 und 34 zur Außenseite der Endflächen 102a und 102b des laminierten piezoelektrischen Körpers 102 hin ausgerichtet. Die reflektierenden Schichten 31 und 32 und die Befestigungsteile 33 und 34 sind jeweils in der Konstruktion zu denjenigen des piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 identisch.
Die Filtereigenschaften des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 101 werden nicht beeinträchtigt, selbst wenn die Befestigungsteile 33 und 34 mechanisch gehalten werden.
Das besondere Merkmal des vierten Ausführungsbeispiels liegt darin, daß Kondensatorelektroden 117a und 119a auf dem Befestigungsteil 33 im piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 101 angeordnet sind. Die Kondensatorelektroden 117a und 119a werden jeweils so ausgebildet, daß ein Ende sowohl der Eingangselektrode 117 wie auch der Ausgangselektrode 118 verlängert wird. Die Kondensatorelektroden 117a und 119a, welche jede eine gewisse Fläche haben, werden sich gegenüberliegend angeordnet, wobei der Befestigungsteil 33 sandwichartig dazwischenliegt. Ein Relaiskondensator wird zwischen den Kondensatorelektroden 117a und 119a gebildet.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel erhöht das Vorhandensein des Relaiskondensators die Dämpfung. Der Relaiskondensator besteht aus dem Befestigungsteil 33, welches keinem Polarisierungsprozeß unterworfen ist. Selbst wenn der Relaiskondensator ausgebildet wird, werden keine unerwünschten Störschwingungen ausgelöst.
Der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter des vierten Ausführungsbeispiels liefert eine große Bandbreite, ermöglicht es, daß verschiedene Bandbreiten mühelos eingestellt werden, und führt zu einer starken Dämpfung, ferner ist er frei von unerwünschten Störschwingungen.
Der Relaiskondensator im piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 101 wird dadurch ausgebildet, daß die Kondensatorelektroden 117a und 119a auf der Ober- und der Bodenfläche des Befestigungsteils 33 angeordnet werden. Ein Relaiskondensator kann auch dadurch ausgebildet werden, daß, wie in 16 gezeigt, im Befestigungsteil 33 Innenelektroden 121 und 122 angeordnet werden. Die Innenelektrode 121 wird mit der Innenelektrode 117 elektrisch verbunden, und die Innenelektrode 122 wird mit der Erdungselektrode 119 elektrisch verbunden. Isoliermaterialien 123 und 124 werden aufgebracht, um die Innenelektroden 121 und 122 von der Erdungselektrode 119 bzw. der Eingangselektrode 117 elektrisch zu isolieren.
Ein Relaiskondensator kann dadurch ausgeformt werden, daß die Innenelektroden 121 und 122 in dem Befestigungsteil 34 angeordnet werden. Bei dieser Anordnung kann die Größe des Befestigungsteils 33 kleiner gewählt werden als bei dem in 15 gezeigten Ausführungsbeispiel.
Es wird auf 17 Bezug genommen. Eine Mehrzahl von Innenelektroden 131 bis 134 wird alternierend zu einer Oberfläche 33a und einer Bodenfläche 33b des Befestigungsteils 33 hinausgeführt, wodurch ein Relaiskondensatorteil in laminierter Form gebildet wird.
Bei jedem der Ausführungsbeispiele eins bis vier und deren Varianten wird jede der Anregungselektroden jeweils in der gleichen Weise, wie bei dem in 17 gezeigten Relaiskondensatorteil, von der Eingangselektrode, der Ausgangselektrode und der Erdungselektrode getrennt gehalten, statt die auf der Außenfläche des piezoelektrischen Körpers aufgebrachten Isoliermaterialien zu nutzen. In ei nem solchen Fall kann auf die Isoliermaterialien 120 und die Isoliermaterialien 121 verzichtet werden.
23 ist eine Explosionszeichnung der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 41 nach einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie gezeigt, weist die längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 41 zwei auf einem Gehäusesubstrat 42 montierte längsgekoppelte piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 und 1A auf.
24 zeigt den längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 im Detail.
Wie gezeigt, weist die piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung einen laminierten piezoelektrischen Körper 2 auf. Anregungselektroden 3 bis 8, 9a, 9b und 10 bis 15 erstrecken sich in dem laminierten piezoelektrischen Körper 2 in einer zur Länge des laminierten piezoelektrischen Körpers 2 senkrechten Richtung. Die Anregungselektroden 3 und 15 werden jeweils auf den Endflächen 2a und 2b des laminierten piezoelektrischen Körpers 2 ausgeformt. Die Anregungselektroden 4 bis 8, 9a, 9b und 10 bis 14 werden als Innenelektroden ausgeformt.
Reflektierende Schichten 31 und 32 werden jeweils auf den äußeren Endflächen 2a und 2b des laminierten piezoelektrischen Körpers 2 ausgeformt. Befestigungsteile 33 und 34 werden jeweils auf den äußeren Endflächen der reflektierenden Schichten 31 und 32 ausgebildet.
Die reflektierenden Schichten 31 und 32 sowie die Befestigungsteile 33 und 34 haben im Querschnitt die gleiche rechteckige Form wie der laminierte piezoelektrische Körper 2.
Der stabförmige laminierte piezoelektrische Körper 2 mit rechteckiger Querschnittsform weist eine Oberfläche 2c, eine Bodenfläche 2d und eine Seitenfläche 2e (eine Rückseite wird nicht gezeigt), welche die Endflächen 2a und 2b miteinander verbindet. Die Oberfläche 2c, die Bodenfläche 2d und die Seitenfläche 2e bilden erfindungsgemäß erste bis dritte Seitenflächen. Die (nicht gezeigte) Seitenfläche ist erfindungsgemäß eine vierte Seitenfläche.
Eine Eingangselektrode 16 wird auf der Oberfläche 2c als erste Seitenfläche näher zur Endfläche 2a ausgebildet. Eine Ausgangselektrode 17 wird auf der Oberfläche 2c näher zur Endfläche 2b ausgebildet. Eine Erdungselektrode 18 wird auf der Bodenfläche 2d als zweite Seitenfläche gegenüber der ersten Seitenfläche ausgebildet.
Eine Mehrzahl von Isoliermaterialien 20 wird auf die Oberfläche 2c aufgebracht, und eine Mehrzahl von Isoliermaterialien 20 wird ebenfalls auf der Bodenfläche 2d aufgebracht. Die Isoliermaterialien 20 werden so aufgebracht, daß sie selektiv die Anregungselektroden 3 bis 15 mit der Eingangselektrode 16, der Ausgangselektrode 17 und der Erdungselektrode 18 elektrisch verbinden.
Insbesondere sind die Anregungselektroden 4, 6 und 8 mit der Eingangselektrode 16 verbunden, wodurch eine erste Gruppe von Anregungselektroden gebildet wird. Die die zweite Gruppe bildenden Anregungselektroden 10, 12 und 14 werden mit der Ausgangselektrode 17 verbunden. Die die dritte Gruppe bildenden Anregungselektroden 3, 5, 7, 9a, 9b, 11, 13 und 15 werden mit der Erdungselektrode 18 verbunden.
Die Isoliermaterialien 20 werden auf die Oberfläche 2c aufgebracht, um die Anregungselektroden 3, 5, 7, 9a, 9b, 11, 13 und 15 der dritten Gruppe von der Erdungselektrode 16 und der Ausgangselektrode 17 elektrisch zu isolieren. Die Isoliermaterialien 20 werden auf die Bodenfläche 2d aufgebracht, um die Anregungselektroden 4, 6, 8, 10, 12 und 14 von der Erdungselektrode 18 elektrisch zu isolieren.
Eine zwischen Anregungselektroden verschiedener Potentiale sandwichartig angeordnete piezoelektrische Schicht, beispielsweise die zwischen der Anregungs elektrode 3 und der Anregungselektrode 4 sandwichartig angeordnete piezoelektrische Schicht, ist in der Längsrichtung des laminierten piezoelektrischen Körpers 2 polarisiert. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel ist das piezoelektrische Material des laminierten piezoelektrischen Körpers 2 eine Blei-Zirkonat-Titanat-Keramik (PZT), und deren akustische Impedanz Z₁ beträgt 3,4 × 10⁷ (kg/m²S).
Die reflektierenden Schichten 31 und 32, die aus einem Epoxydharz hergestellt werden, haben eine akustische Impedanz Z₂ von 1,87 × 10⁶ (kg/m²S). Die aus einer Keramik hergestellten Befestigungsteile 33 und 34 haben eine akustische Impedanz Z₃ von 3,4 × 10⁷ (kg/m²S).
Das Material der reflektierenden Schichten 31 und 32 ist nicht auf ein besonderes Material beschränkt, solange dessen akustische Impedanz Z₂ niedriger liegt als sowohl die akustische Impedanz Z₁ des piezoelektrischen Materials des laminierten piezoelektrischen Körpers 2 wie auch die akustische Impedanz Z₃ des Materials der Befestigungsteile 33 und 34. Das Material der Befestigungsteile 33 und 34 ist nicht auf ein besonderes Material beschränkt, solange dessen akustische Impedanz Z₃ höher liegt als die akustische Impedanz Z₂ der reflektierenden Schichten 31 und 32. Die Befestigungsteile 33 und 34 können statt aus Keramiken aus einem isolierenden Material hergestellt werden.
Der Betrieb der piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 1 wird nun beschrieben.
25 zeigt einen symmetrischen Modus (durchgezogene Linie) und einen antisymmetrischen Modus (gestrichelte Linie), die in dem piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 angeregt werden. Wie gezeigt, wird der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 im symmetrischen Modus auf einer 12. Oberwelle stark angeregt, während er im antisymmetrischen Modus auf der 11. und 13. Oberwelle stark angeregt wird. Mit anderen Worten wird der piezoelektrische Volumenwellenfilter 1 auf den 11. bis 13. Oberwellen in dem Längenschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt effizient angeregt. Aufgrund der gekoppelten 11. bis 13. Oberwellen liefert der piezoelektrische Vo lumenwellenfilter 1 Filtereigenschaften. 26 zeigt Filtereigenschaften des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 1. Wie gezeigt, werden bei dem piezoelektrische Volumenwellenfilter 1 Breitbandfiltereigenschaften mit einer Mittenfrequenz desselben von 11 MHz erhalten.
Bei dem piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 werden die Frequenzen der drei verwendeten Modi durch die Verhältnisse der Ordnungen von Oberwellen getrennt. Bei dem bereits beschriebenen quergekoppelten Zwei-Moden-Filtern hängt die Frequenz jedes Modus von einem Abstand zwischen Anregungselektroden ab. Dagegen ist bei dem piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 die Frequenz jedes Modus von dem Abstand zwischen Anregungselektroden unabhängig. Um eine gewünschte Bandbreite zu erhalten, wird die Ordnung der Oberwellen, die der Bandbreite entspricht, einfach ausgewählt. Breitbandfiltereigenschaften des Breitbandes werden mühelos erreicht.
Bei dem Versuch, ein Breitband zu erhalten, ist die Ausbildung von segmentierten Anregungselektroden beim an sich bekannten quergekoppelten Multi-Mode-Filter schwierig. Dagegen wird die Bandbreite bei dem piezoelektrischen Volumenwellenfilter 1 mühelos erreicht. Der an sich bekannte quergekoppelte Multi-Mode-Filter hat einen Nachteil dahingehend, daß seine Dämpfung nicht stark genug ist. Die Dämpfung des Filters ist mit einem Verhältnis einer Kapazität C_I-G zwischen einer Eingangselektrode und einem Erdungspotential und einer Kapazität C_I-O zwischen der Eingangselektrode und der Ausgangselektrode korreliert. Insbesondere gilt: je kleiner das Verhältnis der Kapazität zwischen Eingang und Ausgang zur Kapazität zwischen Eingangselektrode und Erdungspotential ist, desto stärker ist die Dämpfung.
Da die Anregungselektroden 9a und 9b am Erdungspotential zwischen den Anregungselektroden angeordnet sind, die jeweils mit der Eingangselektrode 16 und der Ausgangselektrode 17 verbunden sind, wird die Kapazität zwischen Eingangselektrode und Ausgangselektrode substantiell kleiner. Im Vergleich zum an sich bekannten Multi-Mode-Filter liefert der piezoelektrische Volumenwellenfilter 1 eine starke Dämpfung.
Beim piezoelektrischen Volumenwellenfilter 1 schwingt der laminierte piezoelektrische Körper 2 auf einer Oberwelle im Längenschwingungsmodus. Da der laminierte piezoelektrische Körper 2 kein piezoelektrische Anreichungsresonator ist, beeinträchtigt das direkte mechanische Befestigen des laminierten piezoelektrischen Körpers 2 die Eigenschaften des piezoelektrischen Volumenwellenfilter 1 nachteilig. Die reflektierenden Schichten 31 und 32 werden auf den Endflächen 2a bzw. 2b angeordnet, und die Befestigungsteile 33 und 34 werden außerhalb der reflektierenden Schichten 31 bzw. 32 angeordnet. Da die akustischen Impedanzen Z₁ bis Z₃ des laminierten piezoelektrischen Körpers 2, der reflektierenden Schichten 31 und 32 und der Befestigungsteile 33 und 34 wie oben beschrieben eingestellt werden, wird die sich ausgehend vom laminierten piezoelektrischen Körper 2 ausbreitende Schwingung von den Grenzen der reflektierenden Schichten 31 und 32 und der Befestigungsteile 33 und 34 reflektiert. Die Schwingungsenergie ist damit in dem Mittelbereich zwischen einem Paar von Grenzen eingeschlossen.
Selbst wenn der piezoelektrische Volumenwellenfilter 1 mechanisch an den Befestigungsteilen 33 und 34 befestigt ist, sind die Eigenschaften des Filters frei von der Auswirkung der mechanischen Befestigung, wie dies in den 27 und 28 gezeigt wird.
27 zeigt Impedanz versus Frequenzeigenschaften und Phase versus Frequenzeigenschaften des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 1, der nicht mechanisch an den Befestigungsteilen 33 und 34 desselben befestigt wird. 28 zeigt Impedanz versus Frequenzeigenschaften und Phase versus Frequenzeigenschaften des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 1, der an den Befestigungsteilen 33 und 34 desselben mechanisch befestigt wird. Wie in den 27 und 28 gezeigt, stellen die durchgezogenen Linien Phase versus Frequenzeigenschaften und die gestrichelten Linien Impedanz versus Frequenzeigenschaften dar. Aus dem Vergleich der 27 mit 28 ergibt sich, daß die Resonanzeigenschaften auch dann nicht beeinträchtigt werden, wenn der piezoelektrische Volumenwellenfilter 1 mechanisch an den Befestigungsteilen 33 und 34 befestigt wird.
Es wird erneut auf 23 Bezug genommen. Die längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 41 nach dem fünften Ausführungsbeispiel weist Multi-Mode-Filter 1 und 1A auf, die jeder eine große Bandbreite und starke Dämpfung haben. Zwei Filterelemente der piezoelektrischen Volumenwellenfilter 6 und 7 werden auf dem Gehäusesubstrat 42 montiert. Anschlußelektroden 43 bis 47 werden auf der Oberseite des Gehäusesubstrats 42 ausgebildet. Die Anschlußelektroden 43 bis 47 werden jeweils mit den piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltern 1 und 1A unter Verwendung von elektrisch leitenden Klebstoffen 48 verbunden. Die Anschlußelektroden 43 bis 47 werden mit den piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltern 1 und 1A elektrisch verbunden und unter Verwendung der elektrisch leitenden Klebstoffe 48 mechanisch an diesen befestigt.
Um die piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 und 1A zu kaskadieren, werden die Anschlußelektroden 45 und 46 auf dem Gehäusesubstrat 42 angeordnet.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel verwendet der piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 die 11. bis 13. Oberwellen des Längenschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt, während der piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1A die 13. bis 15. Oberwellen des Längenschwingungsmodus verwendet. Der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1A ist im Aufbau zu dem piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 identisch, mit der Ausnahme, daß der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1A 14 piezoelektrische Schichten umfaßt, die sandwichartig zwischen den mit verschiedenen Potentialen verbundenen Anregungselektroden angeordnet sind.
Aufgrund seiner sandwichartig zwischen den mit verschiedenen Potentialen verbundenen Anregungselektroden angeordneten 14 piezoelektrischen Schichten wird der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1A im symmetrischen Modus auf der 14. Oberwelle stark angeregt, während er im antisymmetrischen Modus auf den 13. und 15. Oberwellen stark angeregt wird. Die 13. bis 15. Oberwellen werden gekoppelt und bilden so eine Filtercharakteristik.
Die die kaskadierten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 und 1A umfassende piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 41 liefert eine stärkere Dämpfung als eine lediglich aus dem piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 oder lediglich aus dem piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1A bestehende Vorrichtung. Die piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 41 liefert somit Filtereigenschaften mit ausgezeichneter Selektivität. Die Filtereigenschaften werden nunmehr unter Bezugnahme auf die 29 bis 31 beschrieben.
29 zeigt die Filtereigenschaften des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 1. Die Dicke der sandwichartig zwischen den Innenelektroden angeordneten piezoelektrischen Schicht beträgt 150 μm. Der laminierte piezoelektrische Körper 2 im piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 ist 120 μm dick, 120 μm breit und 3300 μm lang. 30 zeigt die Filtereigenschaften des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 1A, welche zu denjenigen des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 1 identisch sind, mit der Ausnahme, daß der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1A zwei zusätzliche mit verschiedenen Potentialen verbundene piezoelektrische Schichten aufweist. 31 zeigt die Filtereigenschaften der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 41, welche die kaskadierten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 und 1A umfaßt.
Modi von Oberwellen höherer Ordnung, außer denen, die verwendet werden, werden in den piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltern 1 und 1A angeregt, und diese Oberwellen könnten sich störend auswirken. Die in 29 durch die Pfeile A und B und in 30 durch die Pfeile C und D angegebenen Modi sind nicht die verwendeten und wirken sich störend aus.
Da die piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 und 1A als eine piezoelektrische Zwei-Stufen-Volumenwellenfiltervorrichtung 41 kaskadiert werden, er gibt sich, wie in 31 gezeigt, eine starke Dämpfung. Da die piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 und 1A verschiedene Ordnungen von Oberwellen nutzen, sind die Frequenz des Modus, die im piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 störend wirkt, und die Frequenz des Modus, die im piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1A störend wirkt, unterschiedlich. Die Störcharakteristika der piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 und 1A heben sich, da die beiden Filterelementen unterschiedlich sind, gegenseitig auf. Wie in 31 gezeigt, werden die Störfrequenzen effektiv gemindert, und es wird eine stärkere Sperrdämpfung erhalten.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel ist der die 11. bis 13. Oberwellen verwendende piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 mit dem piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1A kombiniert, welcher die 13. bis 15. Oberwellen nutzt. Die Ordnungen der Oberwellen werden frei gewählt, um die erforderliche Filterbandbreite zu erreichen.
Es ist nicht erforderlich, daß die Dicken der sandwichartig zwischen den mit verschiedenen Potentialen verbundenen Anregungselektroden angeordneten piezoelektrischen Schichten im Filter einheitlich sind. Dadurch, daß verschiedene Dicken gewählt werden, wird die Anregungsempfindlichkeit der Ordnungen der verwendeten Modi erhöht, und die Anregungsempfindlichkeit der Ordnungen der Modi, welche sich störend auswirken, wird gemindert.
Bei der piezoelektrischen Volumenwellenfiltervorrichtung 41 wird ein Deckelteil 50, welcher eine Bodenöffnung aufweist, an dem Gehäusesubstrat 42 befestigt. Die piezoelektrische Volumenwellenfiltervorrichtung 41 wird als eine elektronische Komponente geliefert, welche eine Gehäusestruktur aufweist, die durch das Gehäusesubstrat 42 und den Deckelteil 50 gebildet wird.
32 ist eine perspektivische Darstellung der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 62 nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der fünften Ausführungsbeispiel werden die piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 und 1A verwendet, die mit verschiedenen Betriebsarten arbeiten. Das sechste Ausführungsbeispiel umfaßt längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 61 und 61A, die sich in den Breitenabmessungen unterscheiden, kaskadiert und auf einem Gehäusesubstrat 42 montiert sind.
Erfindungsgemäß können der erste längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 61 und der zweite längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 61A, die eine piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung bilden, in den Längen- oder Breitenabmessungen unterschiedlich sein.
Ebenso wie der piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 wird jeder der piezoelektrischen Volumenwellenfilter 61 und 61A im symmetrischen Modus auf der 12. Oberwelle im Längenschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt stark angeregt, während sie im antisymmetrischen Modus auf den 11. bis 13. Oberwellen stark angeregt werden. Die 11. bis 13. Oberwellen werden gekoppelt und bilden so Filtereigenschaften.
Da der erste längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 61 und der zweite längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 61A in der Breitenabmessung unterschiedlich sind, ergibt sich eine starke Dämpfung. Die Filtereigenschaften werden unter Bezugnahme auf die 33 bis 35 beschrieben.
Bei dem piezoelektrischen Volumenwellenfilter 61 betragen die Dicke der sandwichartig zwischen den mit verschiedenen Potentialen verbundenen Anregungselektroden angeordneten piezoelektrischen Schicht 150 μm und die Dicke des piezoelektrischen Körpers 120 μm. Die Breite des ersten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 61 beträgt 300 μm, und die Breite des zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 61A beträgt 200 μm. Die verbleibenden Spezifikationen der piezoelektrischen Volumenwellenfilter 61 und 61A sind zum ersten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 identisch.
33 zeigt die Filtereigenschaften des ersten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 61, und 34 zeigt Filtereigenschaften des zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 61A. 35 zeigt Filtereigenschaften der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 62, bei der die längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 61 und 61A kaskadiert sind.
Jeder der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 61 und 61A weist eine stabförmige Struktur mit rechteckigem Querschnitt auf. Es treten Störschwingungen aufgrund der Breitenabmessungen auf. Wegen der erhöhten Anzahl von Filterelementstufen bei den kaskadierten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 61 und 61A liefert die piezoelektrische Volumenwellenfiltervorrichtung 62 eine stärkere Dämpfung. In 33 gezeigte Komponenten von Störfrequenzen E1–E3 und Komponenten von Störfrequenzen F1–F3 aufgrund des Breitenmodus heben sich gegenseitig auf. Als Ergebnis werden die Störkomponenten, wie in 35 gezeigt, effizient reduziert.
Im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Anzahl von Filterelementstufen lediglich erhöht wird, ist die resultierende Sperrdämpfung beträchtlich stark.
36 ist eine perspektivische Ansicht einer längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 72 nach dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im siebten Ausführungsbeispiel sind die ersten und zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 71 und 71A auf einem Gehäusesubstrat montiert. Die längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 71 und 71A werden auf dem Gehäusesubstrat 42 montiert. Wie der längsgekoppelte piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 verwenden die längsgekoppelten piezoelektrischen MultiMode-Volumenwellenfilter 71 und 71A Oberwellen des Längenschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt. Wie der piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 werden die piezoelektrischen Volumenwellenfilter 71 und 71A im symmetrischen Modus auf der 12. Oberwelle stark angeregt, während sie im antisymmetrischen Modus auf den 11. bis 13. Oberwellen stark angeregt werden. Wie beim piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1 werden die 11. bis 13. Oberwellen gekoppelt und bilden so Filtereigenschaften in den piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltern 71 und 71A.
Die piezoelektrischen Volumenwellenfilter 71 und 71A sind in den Längenabmessungen unterschiedlich. Die Dicke der sandwichartig zwischen den mit verschiedenen Potentialen verbundenen Anregungselektroden im piezoelektrischen Volumenwellenfilter 71A angeordneten piezoelektrischen Schicht wird kleiner gewählt als die Dicke der zwischen den mit verschiedenen Potentialen verbundenen Anregungselektroden im piezoelektrischen Volumenwellenfilter 71 angeordneten piezoelektrischen Schicht.
Durch unterschiedliche Wahl der Längenabmessungen der ersten und zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 71 und 71A werden Störkomponenten, außer denjenigen, die in Verwendung sind, gemindert, und eine große Sperrdämpfung wird erhalten.
Da jeder der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 71 und 71A eine stabförmige Struktur mit rechteckigem Querschnitt hat, treten Störschwingungen aufgrund der Längenabmessungen auf. Indem die Längenabmessungen der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 71 und 71A unterschiedlich gewählt werden, wird die Frequenz des Längenmodus, die in dem ersten piezoelektrischen Volumenwellenfilter 71 zu einer Störkomponente wird, gegenüber der Frequenz des Längenmodus unterschiedlich sein, die im zweiten piezoelektrischen Volumenwellenfilter 71A zu einer Störkomponente wird. Da die piezoelektrischen Volumenwellenfilter 71 und 71A kaskadiert sind, werden die Störkomponenten der piezoelektrischen Volumenwellenfilter 71 und 7A aufgehoben, und es ergibt sich eine starke Sperrdämpfung.
37 ist eine perspektivische Ansicht der längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung 82 nach dem achten Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung. Die piezoelektrische Volumenwellenfiltervorrichtung 82 umfaßt auf einem Gehäusesubstrat 42 montierte erste und zweite längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter 81 und 81A. Jeder der piezoelektrischen Volumenwellenfilter 81 und 81A hat die gleiche Struktur wie der piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 1, mit anderen Worten setzt er Oberwellen des Längenmodus ein, die basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt angeregt werden. Wie beim piezoelektrischen Volumenwellenfilter 1 koppeln die piezoelektrischen Volumenwellenfilter 81 und 81A die 11. bis 13. Oberwellen in den Filtereigenschaften derselben.
Die Dicke des piezoelektrischen Volumenwellenfilters 81 wird größer gewählt als die Dicke des piezoelektrischen Volumenwellenfilters 81A. Die übrige Konstruktion der piezoelektrischen Volumenwellenfilter 81 und 81A bleibt gegenüber derjenigen des piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters 1 unverändert.
Durch das Kaskadieren der ersten und zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 81 und 81A, die sich in ihren Dickenabmessungen unterscheiden, wird nicht nur eine starke Dämpfung aufgrund der vergrößerten Zahl von Filterelementstufen geliefert, sondern es werden auch Störkomponenten reduziert, die auf der Scherung in der Dickenabmessungen beruhen. Obwohl Störkomponenten im Schermodus auftreten, bewirkt der Unterschied in der Dickenabmessung, daß die Störfrequenzen beim Schwermodus im ersten piezoelektrischen Volumenwellenfilter 81 anders sind als die Störfrequenzen im Schermodus beim zweiten piezoelektrischen Volumenwellenfilter 81A. Wenn die piezoelektrische Volumenwellenfilter 81 und 81A kaskadiert sind, heben sich die Störkomponenten in den piezoelektrische Volumenwellenfiltern 81 und 81A gegeneinander auf, und eine große Sperrdämpfung wird erhalten.
38 ist eine perspektivische Ansicht einer Variante des als erster längsgekoppelter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter oder zweiter längsgekoppelter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter genutzten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters. Ein längsgekoppelter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter 101 weist längsgekoppelte pie zoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilterblöcke 101A und 101B auf. Die längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilterblöcke 101A und 101B werden integral unter Verwendung des gleichen piezoelektrischen Körpers 102 ausgeformt. Insbesondere wird der laminierte piezoelektrische Körper 102 in die längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilterblöcke 101A und 101B aufgeteilt, indem eine Rille 102a auf der Oberfläche des laminierten piezoelektrischen Körpers ausgebildet wird. Die längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilterblöcke 101A und 101B bleiben an ihren Längsseiten integral verbunden.
Nicht nur der laminierte piezoelektrische Körper 102, sondern auch reflektierende Schichten und Befestigungsschichten werden integriert. Die Rille 102a wird auf dem laminierten piezoelektrischen Körper 102 ausgebildet, nachdem die reflektierenden Schichten und die Befestigungsschichten an beiden Enden des laminierten piezoelektrischen Körpers 102 ausgebildet wurden. Ebenso wie bei den piezoelektrischen Volumenwellenfiltern 1 und 1A wird ein längsgekoppelter piezoelektrischer Volumenwellenfilter mit einem einzigen Filterelement ausgebildet. Da der Resonator des längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters einen rechteckigen Querschnitt hat, werden Störkomponenten des Breitenmodus aufgrund der Breitenabmessungen erzeugt. Die Dämpfungseigenschaften des Sperrbereichs werden durch die Störkomponenten verschlechtert. Durch Anbringen der Rille 102a werden die Störkomponenten aufgrund der Resonatorbreite zerstreut, und die Dämpfung wird verstärkt.
39 zeigt einen Unterschied bei der Dämpfung eines Filters mit einem Filterelement, der auf den Unterschied zwischen Vorhandensein und Fehlen der Rille zurückzuführen ist. Wie gezeigt, wird der Ein-Element-Filter ohne Rille in gestrichelten Linien dargestellt, und der Ein-Element-Filter, welcher die Rille 102a aufweist, wird in durchgezogener Linie dargestellt. Der Filter mit dem laminierten piezoelektrischen Körper 102 liefert eine stärkere Dämpfung in dem Bereich außerhalb des Passbandes desselben. 40 zeigt Filtereigenschaften des aus zwei in Reihe geschalteten Elementen bestehenden längsgekoppelten piezoelektrischen Zwei-Elemente-Volumenwellenfilters. Wie dargestellt, stellt eine gestrichelte Linie die Filtereigenschaften der beiden in Reihe geschalteten Elemente dar, wobei die Filterelemente jeweils keine Rille aufweisen, und eine durchgezogene Linie stellt die Filtereigenschaften der in Reihe geschalteten beiden Element dar, wobei jedes Filterelement die Rille 102a aufweist. Wie in 40 zu sehen ist, liefert der zwei Elemente umfassende längsgekoppelte piezoelektrische Volumenwellenfilter, bei dem die Elemente jeweils die Rille 102a aufweisen, eine stärkere Dämpfung außerhalb des Passbandes. Die Verwendung des längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilterblocks 101A mit der Rille 102A bietet eine stärkere Dämpfung.
Erfindungsgemäß können einer oder beide erste und zweite längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter aus einem längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 101 gebildet werden, welcher zwei integrierte Elemente enthält. Außerhalb des Passbandes ergibt sich eine noch stärkere Dämpfung.
Die oben erwähnten Ausführungsbeispiele wurden unter Bezugnahme auf längsgekoppelte piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter beschrieben, bei denen Oberwellen des Längenschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt genutzt wurden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf einen bestimmten Schwingungsmodus beschränkt. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung Anwendung finden auf einen längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter 111, der eine Oberwelle einer Dicken-/Längsschwingung basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt nach 41 nutzt, sowie auf einen längsgekoppelten piezoelektrischen Anreicherungs-Multi-Mode-Volumenwellenfilter 121, der eine Oberwelle der Dicken-/Längsschwingung nutzt. Wie in 41 gezeigt, stellt der Pfeil P eine Polarisierungsrichtung dar.
Mindestens ein dritter längsgekoppelter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter kann mit den ersten und zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfiltern verbunden werden.
Der erste und der zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter liefern Filtereigenschaften durch Koppeln von angeregten Schwingungen verschiedener Ordnungen von Oberwellen basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt. Die Filter haben entsprechend Filtereigenschaften großer Bandbreiten und starker Dämpfung. Da der erste und der zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter so angeordnet sind, daß sich die Erdungselektroden derselben näher zueinander befinden als die Eingangselektroden der ersten und zweiten Filter zueinander, wird die Dämpfung erhöht.
Es ergibt sich ein piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter mit Breitband und starker Dämpfung.
Da erste und zweite reflektierende Schichten und erste und zweite Befestigungsteile jeweils an den ersten und zweiten Endflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers angeordnet sind, wird eine ausgehend von dem piezoelektrischen Körper übertragene Schwingung von der Grenze zwischen der reflektierenden Schicht und dem Befestigungsteil reflektiert. Selbst wenn der erste und der zweite Filter an den Befestigungsteilen mechanisch gehalten wird, werden die Filtereigenschaften nicht verschlechtert. Da die Kondensatoreinheit als Relaiskondensator ausgebildet wird, wird die Sperrdämpfung sogar noch stärker.
Da der Relaiskondensator bei dem an sich bekannten piezoelektrischen Volumenwellenfilter auf dem piezoelektrischen Substrat ausgebildet wird, wird der Relaiskondensator aufgrund des piezoelektrischen Effekts in Schwingungen versetzt, und es werden unerwünschte Störkomponenten erzeugt. Da kein Bedarf besteht, den Befestigungsteil aus einem piezoelektrischen Material herzustellen, werden unerwünschte Störkomponenten wirksam beherrscht.
Da der erste und der zweite längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter kaskadiert sind, wird die Anzahl von Elementstufen erhöht. Es ergibt sich daraus eine noch stärkere Dämpfung.
Der erste und der zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter verwenden verschiedene Ordnungen von Oberwellen und sind in ihren Breiten- und ihren Längenabmessungen unterschiedlich. Die Störfrequenzen des ersten und des zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters heben sich damit auf, und es resultiert daraus eine starke Dämpfung.

Claims

Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung, welche umfaßt: erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter, die so konstruiert sind, daß Schwingungsmodi verschiedener Ordnungen von Oberwellen angeregt und gekoppelt werden, um zwischen einer Ausgangselektrode und einer Erdungselektrode ein Ausgangssignal zu liefern, wenn ein Eingangssignal zwischen einer Eingangselektrode und der Erdungselektrode angelegt wird, und ein Gehäusesubstrat, das auf seiner Oberfläche erste und zweite längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter jeweils umfassen: mindestens vier sich parallel zueinander erstreckende Anregungselektroden, einen laminierten piezoelektrischen Körper, welcher eine Mehrzahl von zwischen den Anregungselektroden angeordneten und in einer zu den Anregungselektroden parallelen oder zu diesen senkrechten Richtung polarisierten piezoelektrischen Schichten aufweist, wobei der laminierte piezoelektrische Körper erste und zweite Endflächen, die sich in einer zur Mehrzahl der piezoelektrischen Schichten senkrechten Richtung erstrecken, und erste bis vierte Seitenflächen, die die ersten und zweiten Endflächen verbinden, aufweist, die Eingangselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur ersten Endfläche ausgebildet ist, die Ausgangselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur zweiten Endfläche ausgebildet ist, und die Erdungselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers ausgebildet ist, wobei die Mehrzahl von Anregungselektroden eine erste Gruppe, die mit der Eingangselektrode verbunden ist, eine zweite Gruppe, die mit der Ausgangselektrode verbunden ist und eine dritte Gruppe, die mit der Erdungselektrode verbunden ist, aufweist, wobei der erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter kaskadiert und so angeordnet sind, daß die Erdungselektroden des ersten und des zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters näher beieinander liegen als die Eingangselektroden des ersten und zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter und die Ausgangselektroden des ersten und zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilters zueinander.
Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsmodi verschiedener Ordnung Oberwellen eines Längenschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt sind.
Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsmodi verschiedener Ordnungen Oberwellen eines Dicken-/Längsschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt sind.
Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren umfaßt: eine jeweils mit den ersten und zweiten Endflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers verbundene und aus einem Material hergestellte piezoelektrische Schicht, das eine zweite akustische Impedanz Z₂ hat, die niedriger liegt als die akustische Impedanz Z₁ eines piezoelektrischen Materials des laminierten piezoelektrischen Körpers, und ein Befestigungsteil, das jeweils mit den Flächen der reflektierenden Schichten entgegengesetzt zu den mit den ersten und zweiten Endflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers verbundenen Flächen derselben verbunden ist und aus einem Material hergestellt wird, das eine dritte akustische Impedanz Z₃ aufweist, die höher ist als die zweite akustische Impedanz Z₂.
Längsgekoppelter piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter, welcher umfaßt: mindestens vier sich parallel zueinander erstreckende Anregungselektroden, einen laminierten piezoelektrischen Körper, welcher eine Mehrzahl von zwischen den Anregungselektroden angeordneten und in einer zu den Anregungselektroden parallelen oder zu diesen senkrechten Richtung polarisierten piezoelektrischen Schichten aufweist, wobei der laminierte piezoelektrische Körper erste und zweite Endflächen, die sich in einer zur Mehrzahl der piezoelektrischen Schichten senkrechten Richtung erstrecken, und erste bis vierte Seitenflächen, die die ersten und zweiten Endflächen verbinden, aufweist, die Eingangselektrode, welche auf der ersten Seitenfläche des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur ersten Endfläche ausgebildet ist, die Ausgangselektrode, welche auf der ersten Seitenfläche des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur zweiten Endfläche ausgebildet ist, die Erdungselektrode, welche auf der zweiten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers gegenüber der ersten Seitenfläche ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Anregungselektroden eine erste Gruppe, die mit der Eingangselektrode verbunden ist, eine zweite Gruppe, die mit der Ausgangselektrode verbunden ist und eine dritte Gruppe, die mit der Erdungselektrode verbunden ist, aufweist und dadurch, daß, wenn zwischen der Eingangselektrode und der Erdungselektrode ein Eingangssignal angelegt wird, Schwingungsmodi verschiedener Ordnungen von Oberwellen angeregt und gekoppelt werden, so daß zwischen dem Ausgangsanschluß und dem Erdungskontakt ein Ausgangssignal abgegeben wird, erste und zweite reflektierende Schichten, die jeweils auf der ersten und zweiten Endfläche des laminierten piezoelektrischen Körpers angeordnet sind und eine akustische Impedanz Z₂ haben, die niedriger ist als eine akustische Impedanz Z₁ des laminierten piezoelektrischen Körpers, erste und zweite Befestigungsteile, die jeweils auf den ersten und zweiten reflektierenden Schichten angeordnet sind und eine dritte akustische Impedanz Z₃ haben, die höher ist als die zweite akustische Impedanz Z₂, und eine auf dem ersten Befestigungsteil und/oder dem zweiten Befestigungsteil ausgebildete Kondensatoreinheit, so daß die Kondensatoreinheit zwischen der Erdungselektrode und entweder der Ausgangselektrode oder der Eingangselektrode verbunden ist.
Längsgekoppelter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoreinheit ein Paar Kondensatorelektroden aufweist, die jeweils auf einem Paar gegenüberliegender Außenflächen des Befestigungsteils ausgebildet werden.
Längsgekoppelter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoreinheit innerhalb des Befestigungsteils eine Mehrzahl von Innenelektroden umfaßt, die miteinander laminiert werden, wobei die Befestigungsteilschichten jeweils dazwischenliegen.
Längsgekoppelter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsmodi verschiedener Ordnungen Oberwellen eines Längenschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt sind.
Längsgekoppelter piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsmodi verschie dener Ordnungen Oberwellen eines Dicken-/Längsschwingungsmodus auf der Grundlage des piezoelektrischen Längseffekts sind.
Elektronische Komponente, welche umfaßt ein Gehäusesubstrat, einen auf dem Gehäusesubstrat montierten, längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter nach Anspruch 5 und einen an dem Gehäusesubstrat in einer solchen Weise befestigten Deckelteil, daß der Deckel den längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter umschließt.
Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung, welche erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter umfaßt, die so konstruiert sind, daß Schwingungsmodi verschiedener Ordnungen von Oberwellen angeregt und gekoppelt werden, um zwischen einer Ausgangselektrode und einer Erdungselektrode ein Ausgangssignal zu liefern, wenn zwischen einer Eingangselektrode und der Erdungselektrode ein Eingangssignal angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der ersten und zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter umfaßt: mindestens vier sich parallel zueinander erstreckende Anregungselektroden, einen laminierten piezoelektrischen Körper, welcher eine Mehrzahl von zwischen den Anregungselektroden angeordneten und in einer zu den Anregungselektroden parallelen oder zu diesen senkrechten Richtung polarisierten piezoelektrischen Schichten aufweist, wobei der laminierte piezoelektrische Körper erste und zweite Endflächen, die sich in einer zur Mehrzahl der piezoelektrischen Schichten senkrechten Richtung erstrecken, und erste bis vierte Seitenflächen, die die ersten und zweiten Endflächen verbinden, aufweist, die Eingangselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur ersten Endfläche ausgebildet ist, die Ausgangselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur zweiten Endfläche ausgebildet ist, und die Erdungselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers ausgebildet ist, wobei die Mehrzahl von Anregungselektroden eine erste Gruppe, die mit der Eingangselektrode verbunden ist, eine zweite Gruppe, die mit der Ausgangselektrode verbunden ist, und eine dritte Gruppe, die mit der Erdungselektrode verbunden ist, aufweist, wobei der erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter kaskadiert sind, und wobei die Ordnung von Oberwellen des vom ersten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter verwendeten Modus sich von der Ordnung von Oberwellen des vom zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter verwendeten Modus unterscheidet.
Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung, welche erste und zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter umfaßt, die so konstruiert sind, daß Schwingungsmodi verschiedener Ordnungen von Oberwellen angeregt und gekoppelt werden, um zwischen einer Ausgangselektrode und einer Erdungselektrode ein Ausgangssignal zu liefern, wenn zwischen einer Eingangselektrode und der Erdungselektrode ein Eingangssignal angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der ersten und zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter umfaßt: mindestens vier sich parallel zueinander erstreckende Anregungselektroden, einen laminierten piezoelektrischen Körper, welcher eine Mehrzahl von zwischen den Anregungselektroden angeordneten und in einer zu den Anregungselektroden parallelen oder zu diesen senkrechten Richtung polarisierten piezoelektrischen Schichten aufweist, wobei der laminierte piezoelektrische Körper erste und zweite Endflächen, die sich in einer zur Mehrzahl der piezoelektrischen Schichten senkrechten Richtung erstrecken, und erste bis vierte Seitenflächen, die die ersten und zweiten Endflächen verbinden, aufweist, die Eingangselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur ersten Endfläche ausgebildet ist, die Ausgangselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers näher zur zweiten Endfläche ausgebildet ist, und die Erdungselektrode, welche auf mindestens einer der ersten bis vierten Seitenflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers ausgebildet ist, wobei die Mehrzahl von Anregungselektroden eine erste Gruppe, die mit der Eingangselektrode verbunden ist, eine zweite Gruppe, die mit der Ausgangselektrode verbunden ist und eine dritte Gruppe, die mit der Erdungselektrode verbunden ist, aufweist, wobei der erste und der zweite piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter kaskadiert sind, und wobei der erste längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter und der zweite längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter sich in den Abmessungen unterscheiden.
Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter und der zweite längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter sich in den Breitenabmessungen unterscheiden.
Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter und der zweite längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfilter sich in den Längenabmessungen unterscheiden.
Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner umfaßt einen weiteren kaskadierten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter, der einen ersten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter und einen zweiten längsgekoppelten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter aufweist.
Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsmodi verschiedener Ordnungen Oberwellen eines Längenschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt sind.
Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsmodi verschiedener Ordnungen Oberwellen eines Dicken-/Längsschwingungsmodus basierend auf dem piezoelektrischen Längseffekt sind.
Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 und 12, welche des weiteren umfaßt: jeweils mit den ersten und zweiten Endflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers verbundene und aus einem Material hergestellte piezoelektrische Schichten, das eine zweite akustische Impedanz Z₂ hat, die niedriger liegt als die akustische Impedanz Z₁ eines piezoelektrischen Materials des laminierten piezoelektrischen Körpers, und Befestigungsteile, die jeweils mit den Flächen der reflektierenden Schichten entgegengesetzt zu den mit den ersten und zweiten Endflächen des laminierten piezoelektrischen Körpers verbundenen Flächen derselben verbunden sind und aus einem Material hergestellt werden, das eine dritte akustische Impedanz Z₃ aufweist, die höher ist als die zweite akustische Impedanz Z₂.
Längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens einer Seitenfläche des laminierten piezoelektrischen Körpers mindestens eines der ersten und zweiten piezoelektrischen Multi-Mode-Volumenwellenfilter eine Rille ausgebildet wird und ein Paar piezoelektrischer Multi-Mode-Volumenwellenfilterblöcke auf beiden Seiten der Rille integral ausgebildet wird.
Elektronische Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 und 12, ein die längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung tragendes Gehäusesubstrat und einen an dem Gehäusesubstrat in einer solchen Weise befestigten Deckelteil umfaßt, daß der Deckel die längsgekoppelte piezoelektrische Multi-Mode-Volumenwellenfiltervorrichtung umschließt.