JP2003046364A - 圧電共振子及び圧電共振装置 - Google Patents
圧電共振子及び圧電共振装置Info
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- JP2003046364A JP2003046364A JP2001229694A JP2001229694A JP2003046364A JP 2003046364 A JP2003046364 A JP 2003046364A JP 2001229694 A JP2001229694 A JP 2001229694A JP 2001229694 A JP2001229694 A JP 2001229694A JP 2003046364 A JP2003046364 A JP 2003046364A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】駆動電極を形成する圧電基板に厚みバラツキが
あっても良好な特性を得ることができる圧電共振子及び
圧電共振装置を提供する。 【解決手段】楔型形状の圧電基板１と、該圧電基板１の
傾斜した両主面に設けられた対向する一対の駆動電極
２、３とを具備してなるもので、駆動電極２、３の厚み
が最薄肉部１ａに向けて次第に厚く形成され、駆動電極
２、３に接続された引出電極５、６が、最厚肉部１ｂに
向けて引き出されている。
あっても良好な特性を得ることができる圧電共振子及び
圧電共振装置を提供する。 【解決手段】楔型形状の圧電基板１と、該圧電基板１の
傾斜した両主面に設けられた対向する一対の駆動電極
２、３とを具備してなるもので、駆動電極２、３の厚み
が最薄肉部１ａに向けて次第に厚く形成され、駆動電極
２、３に接続された引出電極５、６が、最厚肉部１ｂに
向けて引き出されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電共振子及び圧
電共振装置に関し、特に厚み縦振動モードまたは厚み滑
り振動モードを用いた高周波（１００〜３００ＭＨｚ）
用の圧電共振子及び圧電共振装置に関するものである。
電共振装置に関し、特に厚み縦振動モードまたは厚み滑
り振動モードを用いた高周波（１００〜３００ＭＨｚ）
用の圧電共振子及び圧電共振装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】一般に、厚み縦振動モードまたは厚み滑り
振動モードを用いた高周波用の圧電共振子は、基本モー
ドを用いる場合は圧電基板の厚みを薄くし、または圧電
基板の厚みを厚めのままにして３次高調波などのモード
を用いて実現する。
振動モードを用いた高周波用の圧電共振子は、基本モー
ドを用いる場合は圧電基板の厚みを薄くし、または圧電
基板の厚みを厚めのままにして３次高調波などのモード
を用いて実現する。
【０００３】このとき、基本波の場合には厚みを精度良
く薄くする技術、高調波を用いる場合には基本波を抑え
て、なお且つ３次モードのピークバレー値（Ｐ／Ｖ値）
が大きくなるように設計することが必要である。また、
高周波のため、駆動電極の厚みバラツキを精度良くコン
トロールすることも必要となる。
く薄くする技術、高調波を用いる場合には基本波を抑え
て、なお且つ３次モードのピークバレー値（Ｐ／Ｖ値）
が大きくなるように設計することが必要である。また、
高周波のため、駆動電極の厚みバラツキを精度良くコン
トロールすることも必要となる。
【０００４】１００〜３００ＭＨｚのような高周波で基
本波を用いる場合は、厚みが特に薄くなるため、上記し
た従来のコントロールによっても圧電共振子の作製が困
難である。例えば、厚み縦振動や厚み滑り振動を用いた
圧電共振子の共振周波数は圧電基板の厚みに反比例する
ため、基本波モードの場合で、一般的な圧電材料では基
板厚みが数１０μｍ以下のものを作製する必要があり、
また共振周波数バラツキを１％以下に抑えるためには圧
電基板厚みを１％以下の誤差で製造する必要もある。さ
らに駆動電極の厚みコントロールも圧電基板が薄くなる
に連れて、相対的に重要になる。
本波を用いる場合は、厚みが特に薄くなるため、上記し
た従来のコントロールによっても圧電共振子の作製が困
難である。例えば、厚み縦振動や厚み滑り振動を用いた
圧電共振子の共振周波数は圧電基板の厚みに反比例する
ため、基本波モードの場合で、一般的な圧電材料では基
板厚みが数１０μｍ以下のものを作製する必要があり、
また共振周波数バラツキを１％以下に抑えるためには圧
電基板厚みを１％以下の誤差で製造する必要もある。さ
らに駆動電極の厚みコントロールも圧電基板が薄くなる
に連れて、相対的に重要になる。
【０００５】従って共振周波数が高くなると圧電共振子
の作製が困難になるため、共振周波数が高い圧電共振子
を作製する場合は、３次高調波などの高調波のモードを
使用することが一般的に行われている。
の作製が困難になるため、共振周波数が高い圧電共振子
を作製する場合は、３次高調波などの高調波のモードを
使用することが一般的に行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】通常の設計では、一般
的に高調波の振動よりも基本振動のほうが強く励振され
てしまうため、高調波で正しく励振させるためには高調
波のインピーダンスピークを少なくとも基本振動よりも
相対的に大きくする設計が要求される。このため基本モ
ードを抑制して、なお且つできるだけきれいな３次高調
波を発現する素子設計が望まれる。しかしながら、高周
波化が進むと３次モードのＰ／Ｖ値の絶対値は系統的に
小さくなると同時に、基本波モードの振動を低減するこ
とが困難になる。
的に高調波の振動よりも基本振動のほうが強く励振され
てしまうため、高調波で正しく励振させるためには高調
波のインピーダンスピークを少なくとも基本振動よりも
相対的に大きくする設計が要求される。このため基本モ
ードを抑制して、なお且つできるだけきれいな３次高調
波を発現する素子設計が望まれる。しかしながら、高周
波化が進むと３次モードのＰ／Ｖ値の絶対値は系統的に
小さくなると同時に、基本波モードの振動を低減するこ
とが困難になる。
【０００７】このような問題を解決するため、従来、特
開２０００−３４１０６４号公報や特開平１１−２０５
０７６号公報に開示されるように、素子保持部を厚く、
振動部を薄く作製した基本波モードを利用した水晶振動
子が提案されている。図６は、このような圧電共振子を
示すもので、両主面が四角形状の圧電基板３１中央部の
対向する位置に凹部３３ａ、３３ｂを形成するととも
に、その凹部３３ａ、３３ｂに一対の対向する駆動電極
３５ａ、３５ｂを形成し、これらの駆動電極３５ａ、３
５ｂに引出電極３７ａ、３７ｂを接続して構成されてい
る。
開２０００−３４１０６４号公報や特開平１１−２０５
０７６号公報に開示されるように、素子保持部を厚く、
振動部を薄く作製した基本波モードを利用した水晶振動
子が提案されている。図６は、このような圧電共振子を
示すもので、両主面が四角形状の圧電基板３１中央部の
対向する位置に凹部３３ａ、３３ｂを形成するととも
に、その凹部３３ａ、３３ｂに一対の対向する駆動電極
３５ａ、３５ｂを形成し、これらの駆動電極３５ａ、３
５ｂに引出電極３７ａ、３７ｂを接続して構成されてい
る。
【０００８】このような圧電共振子では、圧電基板３１
の外周部の厚みが厚いため破損等を抑制することができ
るが、駆動電極３５ａ、３５ｂを形成する部分の厚みに
関しては、精度の良い厚みコントロールの難しさが残
る。駆動電極３５ａ、３５ｂの厚みコントロールが必要
であることも避けられない。このような構造では、エッ
チング等の技術により精度良く加工する必要があり、素
子の製造コストのアップも避けられない。
の外周部の厚みが厚いため破損等を抑制することができ
るが、駆動電極３５ａ、３５ｂを形成する部分の厚みに
関しては、精度の良い厚みコントロールの難しさが残
る。駆動電極３５ａ、３５ｂの厚みコントロールが必要
であることも避けられない。このような構造では、エッ
チング等の技術により精度良く加工する必要があり、素
子の製造コストのアップも避けられない。
【０００９】本発明は、駆動電極を形成する圧電基板に
厚みバラツキがあっても良好な特性を容易に得ることが
できる圧電共振子及び圧電共振装置を提供することを目
的とする。
厚みバラツキがあっても良好な特性を容易に得ることが
できる圧電共振子及び圧電共振装置を提供することを目
的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電共振子は、
楔型形状の圧電基板と、該圧電基板の傾斜した両主面に
設けられた対向する一対の駆動電極とを具備してなるも
のである。
楔型形状の圧電基板と、該圧電基板の傾斜した両主面に
設けられた対向する一対の駆動電極とを具備してなるも
のである。
【００１１】このような圧電共振子では、圧電基板の主
面に厚みバラツキがあっても、駆動電極を形成する位置
を変化させることにより、周波数微調整が可能になる。
即ち、圧電基板の駆動電極が形成される主面に厚みバラ
ツキがあっても、適切な駆動電極の貼り付け位置を選択
すれば望む共振周波数を得ることができる。また、圧電
基板が楔型形状であるため厚みが徐々に変化しており、
テーパーがある方向のエネルギー閉じ込めの大きな効果
が得られる。
面に厚みバラツキがあっても、駆動電極を形成する位置
を変化させることにより、周波数微調整が可能になる。
即ち、圧電基板の駆動電極が形成される主面に厚みバラ
ツキがあっても、適切な駆動電極の貼り付け位置を選択
すれば望む共振周波数を得ることができる。また、圧電
基板が楔型形状であるため厚みが徐々に変化しており、
テーパーがある方向のエネルギー閉じ込めの大きな効果
が得られる。
【００１２】このような構成を採用することにより、製
作時の圧電基板の厚みバラツキに大きく左右されること
なく所望の共振周波数で振動する圧電共振子を得ること
ができるとともに、圧電基板を楔型形状とし、駆動電極
厚みを変化させることによりエネルギーを有効に閉じ込
めることができ、圧電基板の長辺方向のリップルを抑制
することができる。
作時の圧電基板の厚みバラツキに大きく左右されること
なく所望の共振周波数で振動する圧電共振子を得ること
ができるとともに、圧電基板を楔型形状とし、駆動電極
厚みを変化させることによりエネルギーを有効に閉じ込
めることができ、圧電基板の長辺方向のリップルを抑制
することができる。
【００１３】また、駆動電極厚みを、圧電基板のテーパ
ー（傾斜面）を補うように変化させて、即ち、圧電基板
と駆動電極の厚みの合計厚みが長さ方向において同一と
なるように、最薄肉部に向けて次第に厚く形成すること
により、テーパー形状に誘発されやすいリップルなどの
影響がインピーダンス特性に現われないように設計する
ことができる。
ー（傾斜面）を補うように変化させて、即ち、圧電基板
と駆動電極の厚みの合計厚みが長さ方向において同一と
なるように、最薄肉部に向けて次第に厚く形成すること
により、テーパー形状に誘発されやすいリップルなどの
影響がインピーダンス特性に現われないように設計する
ことができる。
【００１４】また、本発明では、圧電基板の一端部に形
成される最薄肉部の厚みが、前記圧電基板の他端部に形
成される最厚肉部の厚みの０．８倍以上であるととも
に、前記最薄肉部と前記最厚肉部の間に形成される傾斜
面のテーパーが２／１００以下であることが望ましい。
成される最薄肉部の厚みが、前記圧電基板の他端部に形
成される最厚肉部の厚みの０．８倍以上であるととも
に、前記最薄肉部と前記最厚肉部の間に形成される傾斜
面のテーパーが２／１００以下であることが望ましい。
【００１５】このような構成によれば、楔型形状の圧電
基板を用いる場合には、駆動電極を形成する領域の圧電
磁器、水晶基板等の圧電基板の形状は、駆動電極の形成
位置により変化するが、圧電基板の一端部に形成される
薄肉部の厚みが、前記圧電基板の他端部に形成される最
厚肉部の厚みの０．８倍以上とすることにより、圧電基
板の全体的な厚みに１０％程度のバラツキがある場合で
も駆動電極を形成する位置を選ぶことによって望ましい
共振周波数で振動をする圧電共振子を得ることができ、
また、最薄肉部と最厚肉部の間に形成される傾斜面のテ
ーパーを２／１００以下とすることにより、高周波（１
００〜３００ＭＨｚ）用の圧電共振子においては蒸着あ
るいはスパッタリング技術によりテーパーを補う形で電
極形成をすることができる。
基板を用いる場合には、駆動電極を形成する領域の圧電
磁器、水晶基板等の圧電基板の形状は、駆動電極の形成
位置により変化するが、圧電基板の一端部に形成される
薄肉部の厚みが、前記圧電基板の他端部に形成される最
厚肉部の厚みの０．８倍以上とすることにより、圧電基
板の全体的な厚みに１０％程度のバラツキがある場合で
も駆動電極を形成する位置を選ぶことによって望ましい
共振周波数で振動をする圧電共振子を得ることができ、
また、最薄肉部と最厚肉部の間に形成される傾斜面のテ
ーパーを２／１００以下とすることにより、高周波（１
００〜３００ＭＨｚ）用の圧電共振子においては蒸着あ
るいはスパッタリング技術によりテーパーを補う形で電
極形成をすることができる。
【００１６】さらに、本発明では、駆動電極に接続され
た引出電極が、最厚肉部に向けて引き出されていること
が望ましい。これにより、引出電極を楔型形状の圧電基
板の厚みが厚い根元部分に引き出すことができ、圧電共
振子の保持を圧電基板の根元部で行うことができ、落下
衝撃などに強い保持構造が可能になる。
た引出電極が、最厚肉部に向けて引き出されていること
が望ましい。これにより、引出電極を楔型形状の圧電基
板の厚みが厚い根元部分に引き出すことができ、圧電共
振子の保持を圧電基板の根元部で行うことができ、落下
衝撃などに強い保持構造が可能になる。
【００１７】さらにまた、圧電基板の最厚肉部に、該最
厚肉部よりも大きな厚みを有する保持部が形成されてい
ることが望ましい。この場合には、厚みが大きい保持部
を、例えば収納容器内に保持固定することができ、圧電
基板厚みが薄い高周波用の圧電共振子であっても、落下
衝撃などに強い保持構造が可能になる。
厚肉部よりも大きな厚みを有する保持部が形成されてい
ることが望ましい。この場合には、厚みが大きい保持部
を、例えば収納容器内に保持固定することができ、圧電
基板厚みが薄い高周波用の圧電共振子であっても、落下
衝撃などに強い保持構造が可能になる。
【００１８】本発明の圧電共振装置は、上記の圧電共振
子の最厚肉部又は保持部を、収納容器内に保持固定して
なるものである。圧電基板の厚みが厚い根元部又は保持
部が収納容器内に保持固定されるため、圧電共振子を収
納容器内に確実に保持固定することができ、衝撃等によ
り、圧電共振子が収納容器から脱落することを防止する
ことができる。
子の最厚肉部又は保持部を、収納容器内に保持固定して
なるものである。圧電基板の厚みが厚い根元部又は保持
部が収納容器内に保持固定されるため、圧電共振子を収
納容器内に確実に保持固定することができ、衝撃等によ
り、圧電共振子が収納容器から脱落することを防止する
ことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の圧電共振子は、図１に示
すように、楔型形状の圧電基板１の両主面の中央部に、
対向するように駆動電極２、３を形成し、これらの駆動
電極２、３に、圧電基板１のテーパー形状の厚みの厚い
根元の短辺に向けて引き出された引出電極５、６を接続
して構成されている。圧電基板１は、圧電磁器または水
晶から構成されている。
すように、楔型形状の圧電基板１の両主面の中央部に、
対向するように駆動電極２、３を形成し、これらの駆動
電極２、３に、圧電基板１のテーパー形状の厚みの厚い
根元の短辺に向けて引き出された引出電極５、６を接続
して構成されている。圧電基板１は、圧電磁器または水
晶から構成されている。
【００２０】駆動電極２、３は、平面が長方形状の圧電
基板１の上下主面に、その長辺に向けて帯状に形成され
ている。圧電基板１は縦断面が台形状であり、その上下
主面は傾斜面とされ、テーパー形状とされている。この
圧電基板１は、長さ方向の一端部に厚みが最も薄い最薄
肉部１ａが形成され、長さ方向の他端部に最も厚みが厚
い最厚肉部１ｂが形成されている。最薄肉部１ａの厚み
は、最厚肉部１ｂの厚みの０．８倍以上とされている。
最薄肉部１ａと最厚肉部１ｂの間に形成される傾斜面の
テーパーは２／１００以下とされている。
基板１の上下主面に、その長辺に向けて帯状に形成され
ている。圧電基板１は縦断面が台形状であり、その上下
主面は傾斜面とされ、テーパー形状とされている。この
圧電基板１は、長さ方向の一端部に厚みが最も薄い最薄
肉部１ａが形成され、長さ方向の他端部に最も厚みが厚
い最厚肉部１ｂが形成されている。最薄肉部１ａの厚み
は、最厚肉部１ｂの厚みの０．８倍以上とされている。
最薄肉部１ａと最厚肉部１ｂの間に形成される傾斜面の
テーパーは２／１００以下とされている。
【００２１】即ち、圧電基板１の長さをＬ、最薄肉部１
ａの厚みをｔ１、最厚肉部１ｂの厚みをｔ２とすると、
ｔ２＞ｔ１≧０．８ｔ２で表され、傾斜面のテーパー
は、（ｔ２−ｔ１）／Ｌで表され、（ｔ２−ｔ１）／Ｌ
≦２／１００とされている。
ａの厚みをｔ１、最厚肉部１ｂの厚みをｔ２とすると、
ｔ２＞ｔ１≧０．８ｔ２で表され、傾斜面のテーパー
は、（ｔ２−ｔ１）／Ｌで表され、（ｔ２−ｔ１）／Ｌ
≦２／１００とされている。
【００２２】最薄肉部１ａの厚みをｔ１、最厚肉部１ｂ
の厚みをｔ２としたとき、ｔ１≧０．８ｔ２としたの
は、数１０ミクロンの厚みの圧電基板１を作製する場合
でも、エッチング技術などによる圧電基板１の加工バラ
ツキを１０％以下に抑制できるため、この範囲内のバラ
ツキでは最薄肉部１ａと最厚肉部１ｂの間の所望位置に
所望共振周波数を得るため駆動電極２、３を形成するこ
とができるからである。特に、駆動電極２、３を圧電基
板１の中心付近に置くことができるという点から、加工
バラツキは５％以下に抑制することが望ましい。
の厚みをｔ２としたとき、ｔ１≧０．８ｔ２としたの
は、数１０ミクロンの厚みの圧電基板１を作製する場合
でも、エッチング技術などによる圧電基板１の加工バラ
ツキを１０％以下に抑制できるため、この範囲内のバラ
ツキでは最薄肉部１ａと最厚肉部１ｂの間の所望位置に
所望共振周波数を得るため駆動電極２、３を形成するこ
とができるからである。特に、駆動電極２、３を圧電基
板１の中心付近に置くことができるという点から、加工
バラツキは５％以下に抑制することが望ましい。
【００２３】また、テーパー（ｔ２−ｔ１）／Ｌを２／
１００以下としたのは、駆動電極２、３によるエネルギ
ー閉じ込めを大きく壊すことなく、また駆動電極２、３
の厚み分布を工夫することによって元々平板で実現でき
る基本振動に近い振動モードを実現することができるか
らである。特に蒸着などでつけられる駆動電極２、３の
厚みは１ミクロン以下であるから、駆動電極２、３の厚
み分布に工夫を加えることによって模擬的に平板に近い
振動条件を実現するためには、駆動電極２、３の最薄肉
部１ａ側の端での基板厚みと最厚肉部１ｂ側の端での基
板厚みの差が駆動電極２、３の厚みあるいはそれ以下で
あることが望ましいためである。
１００以下としたのは、駆動電極２、３によるエネルギ
ー閉じ込めを大きく壊すことなく、また駆動電極２、３
の厚み分布を工夫することによって元々平板で実現でき
る基本振動に近い振動モードを実現することができるか
らである。特に蒸着などでつけられる駆動電極２、３の
厚みは１ミクロン以下であるから、駆動電極２、３の厚
み分布に工夫を加えることによって模擬的に平板に近い
振動条件を実現するためには、駆動電極２、３の最薄肉
部１ａ側の端での基板厚みと最厚肉部１ｂ側の端での基
板厚みの差が駆動電極２、３の厚みあるいはそれ以下で
あることが望ましいためである。
【００２４】圧電基板１の長さＬは、エッチング等の加
工及びテーパー（ｔ２−ｔ１）／Ｌが２／１００以下と
いう点から０．５〜１．５ｍｍであることが望ましい。
最薄肉部１ａの厚みｔ１と最厚肉部１ｂの厚みｔ２の平
均厚み、即ち圧電基板の平均厚みは、所望の共振周波数
に合うように設定される。
工及びテーパー（ｔ２−ｔ１）／Ｌが２／１００以下と
いう点から０．５〜１．５ｍｍであることが望ましい。
最薄肉部１ａの厚みｔ１と最厚肉部１ｂの厚みｔ２の平
均厚み、即ち圧電基板の平均厚みは、所望の共振周波数
に合うように設定される。
【００２５】また、駆動電極２、３に接続された引出電
極５、６は、最厚肉部１ｂに向けて引き出されている。
極５、６は、最厚肉部１ｂに向けて引き出されている。
【００２６】圧電基板１は、温度特性を重視するのであ
れば水晶、共振−反共振ピーク間の帯域を重視するので
あればＬＴなどの単結晶を用いるのが良い。圧電磁器な
どの焼成材料であればボイド等の欠陥が共振特性を阻害
する可能性が高くなるが、薄膜の圧電磁器生成プロセス
等により、ボイドフリーの薄膜磁器材料を得ることは可
能であり、圧電磁器による共振子も実現できる。また、
駆動電極２、３、引出電極５、６は、例えば、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、Ａｕの薄膜を順次蒸着することにより形成されてい
る。
れば水晶、共振−反共振ピーク間の帯域を重視するので
あればＬＴなどの単結晶を用いるのが良い。圧電磁器な
どの焼成材料であればボイド等の欠陥が共振特性を阻害
する可能性が高くなるが、薄膜の圧電磁器生成プロセス
等により、ボイドフリーの薄膜磁器材料を得ることは可
能であり、圧電磁器による共振子も実現できる。また、
駆動電極２、３、引出電極５、６は、例えば、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、Ａｕの薄膜を順次蒸着することにより形成されてい
る。
【００２７】以上のように構成された圧電共振子では、
圧電基板１に厚みバラツキがあっても、テーパー方向に
駆動電極２、３を形成する位置を変化させることによ
り、厚みバラツキを補うための周波数微調整を行うこと
ができる。即ち、圧電基板１の厚みが最厚肉部１ｂから
最薄肉部１ａに向けて次第に薄くなっているため、駆動
電極２、３が形成される主面に厚みバラツキがあって
も、適切な駆動電極２、３の貼り付け位置（長さ方向の
貼り付け位置）を選択すれば望む共振周波数を得ること
ができる。
圧電基板１に厚みバラツキがあっても、テーパー方向に
駆動電極２、３を形成する位置を変化させることによ
り、厚みバラツキを補うための周波数微調整を行うこと
ができる。即ち、圧電基板１の厚みが最厚肉部１ｂから
最薄肉部１ａに向けて次第に薄くなっているため、駆動
電極２、３が形成される主面に厚みバラツキがあって
も、適切な駆動電極２、３の貼り付け位置（長さ方向の
貼り付け位置）を選択すれば望む共振周波数を得ること
ができる。
【００２８】例えば、従来の厚み縦共振子では、圧電基
板１の厚みバラツキが数ミクロン程度あるとして、この
バラツキを駆動電極２、３の厚みをコントロールして周
波数調整を行うため、電極材料を重ねて貼り付ける必要
があるが、蒸着などの精度よく厚みコントロールができ
るプロセスで、この厚みの電極を貼り付けるには時間、
コスト増加が伴う。しかしながら、本発明の場合には、
駆動電極２、３を貼り付ける最厚肉部１ｂと最薄肉部１
ａ間の位置を変更することにより、圧電基板１の平均的
厚みを数ミクロン程度容易に変更することができ、周波
数調整を容易に行うことができる。
板１の厚みバラツキが数ミクロン程度あるとして、この
バラツキを駆動電極２、３の厚みをコントロールして周
波数調整を行うため、電極材料を重ねて貼り付ける必要
があるが、蒸着などの精度よく厚みコントロールができ
るプロセスで、この厚みの電極を貼り付けるには時間、
コスト増加が伴う。しかしながら、本発明の場合には、
駆動電極２、３を貼り付ける最厚肉部１ｂと最薄肉部１
ａ間の位置を変更することにより、圧電基板１の平均的
厚みを数ミクロン程度容易に変更することができ、周波
数調整を容易に行うことができる。
【００２９】また、圧電基板１は厚みが徐々に変化する
楔型形状であり、テーパーがある方向、即ち長さ方向の
エネルギー閉じ込め効果を大きくできる。
楔型形状であり、テーパーがある方向、即ち長さ方向の
エネルギー閉じ込め効果を大きくできる。
【００３０】このような構成を採用することにより、製
作時の圧電基板１の厚みバラツキに大きく左右されるこ
となく所望の共振周波数で振動する圧電共振子を得るこ
とができるとともに、圧電基板１を楔型形状とし、テー
パーによる圧電基板１の厚み変化を補う形で駆動電極
２、３の厚みを変化させることによりエネルギーを更に
有効に閉じ込めることができ、圧電基板１の長辺方向の
陪振動によるリップルを抑制することができる。
作時の圧電基板１の厚みバラツキに大きく左右されるこ
となく所望の共振周波数で振動する圧電共振子を得るこ
とができるとともに、圧電基板１を楔型形状とし、テー
パーによる圧電基板１の厚み変化を補う形で駆動電極
２、３の厚みを変化させることによりエネルギーを更に
有効に閉じ込めることができ、圧電基板１の長辺方向の
陪振動によるリップルを抑制することができる。
【００３１】従って、本発明によれば、基本モードを用
いた１００〜３００ＭＨｚの高周波の厚み縦振動共振子
において、厚みバラツキに影響を受けにくい形状で、厚
みバラツキがあっても電極貼り付け時に修正が容易な構
造を持った圧電共振子を提供でき、より簡単でかつ効果
的に基本波モードを用いた１００〜３００ＭＨｚ帯の高
周波厚み縦圧電共振子を得ることができる。
いた１００〜３００ＭＨｚの高周波の厚み縦振動共振子
において、厚みバラツキに影響を受けにくい形状で、厚
みバラツキがあっても電極貼り付け時に修正が容易な構
造を持った圧電共振子を提供でき、より簡単でかつ効果
的に基本波モードを用いた１００〜３００ＭＨｚ帯の高
周波厚み縦圧電共振子を得ることができる。
【００３２】本発明者等は、本発明の圧電共振子につい
て、駆動電極２、３の形成位置を変化させることによ
り、共振周波数を変化させることができかどうかについ
て、また、圧電共振子として用いることができるか否か
について、シミュレーションを行った。
て、駆動電極２、３の形成位置を変化させることによ
り、共振周波数を変化させることができかどうかについ
て、また、圧電共振子として用いることができるか否か
について、シミュレーションを行った。
【００３３】条件は、Ｌ＝０．５ｍｍ、ｔ１＝８μｍ、
ｔ２＝１０μｍ、圧電磁器は通常のＰＺＴ材を用いた。
この結果を図２（ａ）、（ｂ）に示す。図２（ｂ）は駆
動電極をテーパー方向（長さ方向）の中心に置き、図２
（ａ）は中心から最厚肉部１ｂの方向に５０μｍずらし
た位置に置いたもののインピーダンス特性の結果を示
す。
ｔ２＝１０μｍ、圧電磁器は通常のＰＺＴ材を用いた。
この結果を図２（ａ）、（ｂ）に示す。図２（ｂ）は駆
動電極をテーパー方向（長さ方向）の中心に置き、図２
（ａ）は中心から最厚肉部１ｂの方向に５０μｍずらし
た位置に置いたもののインピーダンス特性の結果を示
す。
【００３４】この図２から、駆動電極２、３の形成位置
を変化させることにより、共振周波数を変化させること
ができ、しかも図２（ｂ）からいくつかのリップルをコ
ントロールすることにより共振子として良好なインピー
ダンス特性が得られることがわかり、楔型形状が圧電共
振子として有効であることがわかる。
を変化させることにより、共振周波数を変化させること
ができ、しかも図２（ｂ）からいくつかのリップルをコ
ントロールすることにより共振子として良好なインピー
ダンス特性が得られることがわかり、楔型形状が圧電共
振子として有効であることがわかる。
【００３５】図３は、本発明の他の例を示すもので、こ
の例では、圧電基板１の最厚肉部１ｂに、該最厚肉部１
ｂよりも大きな厚みを有する保持部９が形成されてい
る。この保持部９の上下面に引出電極５、６が、圧電基
板１の主面から連続して形成されている。
の例では、圧電基板１の最厚肉部１ｂに、該最厚肉部１
ｂよりも大きな厚みを有する保持部９が形成されてい
る。この保持部９の上下面に引出電極５、６が、圧電基
板１の主面から連続して形成されている。
【００３６】このような圧電共振子では、厚みが大きい
保持部９を、図４に示すように、収納容器１１内に、Ａ
ｇペーストや導電性接着材等の接合剤１３で保持固定す
ることができ、落下衝撃などに強い保持構造を実現でき
る。即ち、圧電共振子の保持部９の一端での保持である
が、先端の最薄肉部１ａは楔の先端で厚みが薄いため、
落下等の衝撃に対して強い構造となっている。
保持部９を、図４に示すように、収納容器１１内に、Ａ
ｇペーストや導電性接着材等の接合剤１３で保持固定す
ることができ、落下衝撃などに強い保持構造を実現でき
る。即ち、圧電共振子の保持部９の一端での保持である
が、先端の最薄肉部１ａは楔の先端で厚みが薄いため、
落下等の衝撃に対して強い構造となっている。
【００３７】図５は、本発明のさらに他の例を示すもの
で、この例では、駆動電極２、３厚みを、圧電基板１の
テーパー（傾斜面）を補うように変化させて、即ち、圧
電基板１と駆動電極２、３の厚みの合計厚みが長さ方向
において同一となるように、言い換えれば、駆動電極
２、３の厚みを最薄肉部１ａに向けて次第に厚くするこ
とにより、リップルなどの影響がインピーダンス特性に
現われないように設計することができる。また、この駆
動電極２、３の平均的な厚みをコントロールすることに
よる共振周波数の微調整を行うこともできる。テーパー
方向と垂直な方向の幅を広げることによっても駆動電極
２、３の面積を広げることができ、インピーダンス特性
の重要項目であるピ−クバレー値の向上を図ることがで
きる。
で、この例では、駆動電極２、３厚みを、圧電基板１の
テーパー（傾斜面）を補うように変化させて、即ち、圧
電基板１と駆動電極２、３の厚みの合計厚みが長さ方向
において同一となるように、言い換えれば、駆動電極
２、３の厚みを最薄肉部１ａに向けて次第に厚くするこ
とにより、リップルなどの影響がインピーダンス特性に
現われないように設計することができる。また、この駆
動電極２、３の平均的な厚みをコントロールすることに
よる共振周波数の微調整を行うこともできる。テーパー
方向と垂直な方向の幅を広げることによっても駆動電極
２、３の面積を広げることができ、インピーダンス特性
の重要項目であるピ−クバレー値の向上を図ることがで
きる。
【００３８】
【発明の効果】本発明の圧電共振子では、高周波（１０
０〜３００ＭＨｚ）の基本波モードによる、駆動電極周
りのテーパー方向のエネルギー閉じ込めが良好で、高い
ピークバレー値を有する高周波振動子が得られるととも
に、厚みバラツキが駆動電極貼り付け位置によって修正
でき、厚みバラツキを補うため周波数微調整を行うこと
ができる。
０〜３００ＭＨｚ）の基本波モードによる、駆動電極周
りのテーパー方向のエネルギー閉じ込めが良好で、高い
ピークバレー値を有する高周波振動子が得られるととも
に、厚みバラツキが駆動電極貼り付け位置によって修正
でき、厚みバラツキを補うため周波数微調整を行うこと
ができる。
【図１】本発明の圧電共振子を示すもので、（ａ）は断
面図、（ｂ）は平面図である。
面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】本発明の圧電共振子のインピーダンス特性を示
すシミュレーション結果を示す図であり、（ａ）は駆動
電極を圧電基板の長さ方向の中心位置に形成し、（ｂ）
は最厚肉部の方向に中心から５０μｍだけずらした位置
に形成したシミュレーション結果である。
すシミュレーション結果を示す図であり、（ａ）は駆動
電極を圧電基板の長さ方向の中心位置に形成し、（ｂ）
は最厚肉部の方向に中心から５０μｍだけずらした位置
に形成したシミュレーション結果である。
【図３】保持部を有する本発明の他の圧電共振子を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】図３の圧電共振子の保持部が収納容器内に固定
された本発明の圧電共振装置を示す断面図である。
された本発明の圧電共振装置を示す断面図である。
【図５】駆動電極を最薄肉部に向けて次第に厚く形成し
た例を示す断面図である。
た例を示す断面図である。
【図６】従来の１００ＭＨｚ以上の基本振動モードを用
いた高周波水晶振動子を示すもので、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
いた高周波水晶振動子を示すもので、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
１・・・圧電基板
１ａ・・・最薄肉部
１ｂ・・・最厚肉部
２、３・・・駆動電極
５、６・・・引出電極
９・・・保持部
１１・・・収納容器
ｔ１・・・最薄肉部の厚み
ｔ２・・・最厚肉部の厚み
Claims (6)
- 【請求項１】楔型形状の圧電基板と、該圧電基板の傾斜
した両主面に設けられた対向する一対の駆動電極とを具
備してなることを特徴とする圧電共振子。 - 【請求項２】圧電基板の一端部に形成される最薄肉部の
厚みが、前記圧電基板の他端部に形成される最厚肉部の
厚みの０．８倍以上であるとともに、前記最薄肉部と前
記最厚肉部の間に形成される傾斜面のテーパーが２／１
００以下であることを特徴とする請求項１記載の圧電共
振子。 - 【請求項３】駆動電極の厚みが最薄肉部に向けて次第に
厚く形成されていることを特徴とする請求項１又は２記
載の圧電共振子。 - 【請求項４】駆動電極に接続された引出電極が、最厚肉
部に向けて引き出されていることを特徴とする請求項１
乃至３のうちいずれかに記載の圧電共振子。 - 【請求項５】圧電基板の最厚肉部に、該最厚肉部よりも
大きな厚みを有する保持部が形成されていることを特徴
とする請求項１乃至４のうちいずれかに記載の圧電共振
子。 - 【請求項６】請求項１乃至５のうちいずれかに記載の圧
電共振子の最厚肉部又は保持部を、収納容器内に保持固
定してなることを特徴とする圧電共振装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001229694A JP3786590B2 (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 圧電共振子及び圧電共振装置 |
| US10/209,526 US6859116B2 (en) | 2001-07-30 | 2002-07-30 | Piezoelectric resonator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001229694A JP3786590B2 (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 圧電共振子及び圧電共振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003046364A true JP2003046364A (ja) | 2003-02-14 |
| JP3786590B2 JP3786590B2 (ja) | 2006-06-14 |
Family
ID=19062000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001229694A Expired - Fee Related JP3786590B2 (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 圧電共振子及び圧電共振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3786590B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7888849B2 (en) | 2005-02-01 | 2011-02-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and method for producing the same |
| CN112039488A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-12-04 | 中芯集成电路制造(绍兴)有限公司 | 谐振器及其形成方法、滤波器及其形成方法 |
| CN112187207A (zh) * | 2019-07-03 | 2021-01-05 | 精工电子水晶科技股份有限公司 | 压电振动片、压电振动器、以及它们的制造方法 |
-
2001
- 2001-07-30 JP JP2001229694A patent/JP3786590B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7888849B2 (en) | 2005-02-01 | 2011-02-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and method for producing the same |
| DE112006000272B4 (de) * | 2005-02-01 | 2017-02-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelektrischer Resonator und Verfahren zur Herstellung desselben |
| CN112187207A (zh) * | 2019-07-03 | 2021-01-05 | 精工电子水晶科技股份有限公司 | 压电振动片、压电振动器、以及它们的制造方法 |
| CN112039488A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-12-04 | 中芯集成电路制造(绍兴)有限公司 | 谐振器及其形成方法、滤波器及其形成方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3786590B2 (ja) | 2006-06-14 |
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