JPH0242809A - 弾性表面波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は周囲の温度環境、熱的環境の変化に対して安
定した特性を示す弾性表面波装置に間するものである。

（従来の技術） 弾性表面波フィルタ、弾性表面波共振器、弾性表面波遅
延線などよりなる弾性表面波装置には、圧電効果を有す
るセラミック材料で構成されたものがあり、その代表的
な材料としては、チタン酸バリウム系、チタン酸ジルコ
ン酸鉛系などのセラミックスが用いられている。

最近ではこれら各種の弾性表面波装置には高信頼性のも
のが要求され、外部環境、特に温度環境や熱的環境に対
して安定した特性が要求されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらの弾性表面波装置をきびしい温度
環境、熱的環境においたとき、たとえば高温放置試験、
熱衝撃試験などの特殊試験と呼ばれるものを行うと、圧
電特性が低下するという現象の生じることがしばしばみ
られる。

このため種々の改良案が試みられているが、いまだこれ
といった最善のものが見い出されていないのが現状であ
る。

たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛系のセラミックス主成
分に対して種々の添加物を加える手段があるが、高温放
置試験や熱衝撃試験にはある程度の改善はできるとして
も、逆に圧電特性が低下するという現象が見られた。

また、このほかに、焼成条件を種々検討することにより
、高温放置試験や熱衝撃試験に対する改善も試みられて
いるが、圧電特性にバラツキが生じたり、圧電特性が低
下するという欠点がみられ、しかもその焼成条件のコン
トロールも難しいという面があり、工業的生産には適し
たものではなかった。

（発明の目的） したがって、この発明は新たな手段によりきびしい温度
環境、熱的環境に対して圧電特性の安定な弾性表面波装
置を提供するものである。

また、この発明は簡易な手段によりきびしい温度環境、
熱的環境に対して確実に圧電特性を安定化できる弾性表
面波装置を提供するものである。

さらに、この発明はきびしい温度環境、熱的環境に対し
て安定した圧電特性を有する弾性表面波装置を工業的に
提供するものである。

さらにまた、この発明は工業的に製造する場合良品率の
すぐれた弾性表面波装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） すなわち、この発明の要旨とするところは、弾性表面波
を電気信号に、または電気信号を弾性表面波に変換する
インターディジタルトランスジューサを有する弾性表面
波装置であって、 分極処理を施した強誘電性セラミック基板の一方の主表
面に入力側インターディジタルトランスジューサおよび
出力側インターディジタルトランスジューサが形成され
ているとともに、各入出力側インターディジタルトラン
スジューサに引き出し端子が接続されており、 前記入力端インターディジタルトランスジューサおよび
出力側インターディジタルトランスジューサ側に空隙を
おいて、前記引き出し端子および強誘電性セラミック基
板の他の主表面を含めて強誘電性セラミック基板が該強
誘電性セラミック基板よりも抵抗値の低い外装樹脂によ
り被覆されていることを特徴とする弾性表面波装置であ
る。

（実施例） 以下にこの発明を実施例にしたがって詳細に説明する。

第１図、第２図において、１は強誘電性セラミック基板
で、厚み方向に分極軸を有しており、一方の主表面には
入力側インターディジタルトランスジューサ２と出力側
インターディジタルトランスジューサ３が形成されてい
る。４はシールド電極で、入力側インターディジタルト
ランスジューサ２と出力側インターディジタルトランス
ジューサ３との間に形成されている。５ａ、５ｂは引き
出し端子で、入力側インターディジタルトランスジュー
サ２のくし歯状電極２ａ、２ｂにそれぞれ電気接続され
ている。また、５ｃ、５ｄは同じく引き出し端子で、出
力側インターディジタルトランスジューサ３のくし歯状
電極３ａ、３ｂにそれぞれ電気接続されている。さらに
５ｅはシールド電極４の引き出し端子である。

このような構成よりなる弾性表面波フィルタは第２図に
詳しく示されているように、セラミック基板１の入力側
インターディジタルトランスジューサ２、出力側インタ
ーディジタルトランスジューサａ側に空隙７をおいて外
装樹脂８で覆われている。

この外装樹脂８としてセラミック基板１の抵抗値よりも
低い値を有するもの、たとえば絶縁性の外装樹脂に炭素
系粉末、金属酸化物系粉末、半導体セラミック粉末等を
分散させたもの、あるいは樹脂自体の抵抗値がセラミッ
ク基板１より低いものを用い、各引き出し端子５ａ〜５
ｅの付近と、入力端インターディジタルトランスジュー
サ２、出力側インターディジタルトランスジューサ３の
形成面と対向する他の主表面を含めてこの外装樹脂８で
覆っている。

このような構成によれば、温度変化により電荷がインタ
ーディジタルトランスジューサに蓄積されるが、発生し
た電荷は強誘電性セラミック基板よりも抵抗値の低い外
装樹脂を介して放電されることになるため、温度変化に
より発生した電荷によって分極が外れるといった問題が
解消でき、温度変化に対して特性のバラツキが小さいと
いう効果が得られることになる。

このような効果が得られるのは、次のような理由による
ものと推察される。

すなわち、チタン酸バリウム系、チタン酸ジルコン酸鉛
系、チタン酸鉛系などの強誘電性セラミックよりなる弾
性表面波フィルタのインターディジタルトランスジュー
サがアースされていないと、周囲温度が変化したとき、
その電極部分に自発分極（Ｐｓ）の変化によりパイロ（
焦電）効果にもとづいて電極上に電荷が発生する。具体
的には、強誘電性セラミック基板の厚み方向に分極され
、その分極軸が上に向いている場合に温度が下がったと
き、対向した電極表面のうち分極軸が向く方向側の電極
表面にプラス（＋）の電荷が蓄積され、この電極に対向
する反対面の電極にマイナス（−）の電荷が蓄積される
ことになり、分極方向と逆方向の電界が発生し、その結
果、分極の度合が減少して圧電特性が劣化するものと考
えられる。

しかしながら、上記した実施例のように、インターディ
ジタルトランスジューサの引き出し端子および強誘電性
セラミック基板の他の主表面を含めて強誘電性セラミッ
ク基板を該強誘電性セラミック基板よりも抵抗値の低い
外装樹脂で被覆すると、パイロ効果により発生したイン
ターディジタルトランスジューサ側の電荷は引き出し端
子を介して外装樹脂を通して放電され、その結果及電界
は生ぜず、圧電特性の劣化を防止することができる。

このときに用いられる外装樹脂８として、セラミック基
板自体の抵抗値よりも低い値のものが有するものを用い
るが、その理由は以下のとおりである。

つまり、種々の材料のセラミック基板の抵抗値と熱衝撃
試験での電気的特性の変化量との関係を求めたところ、
セラミック基板の抵抗値がある値よりも低くなると、熱
衝撃試験による電気的特性の変化量が小さくなることが
明らかとなった。これは焦電効果によって分極時の電界
方向とは逆の反型界の電荷が強誘電性セラミック基板の
対向している電極側に蓄積されずに、強誘電性セラミッ
ク基板の内部を通して自然放電されるものと考えられる
。

しかしながら、すでに上記したように強誘電性セラミッ
ク基板の抵抗の低下にともなって、圧電性の低下、電気
的特性のバラツキの増大が見られることが明らかとなっ
ており、他の自然放電の形態を考慮しなければならない
。つまり、強誘電性セラミック基板の内部を通しての放
電ではなく、外部回路を通じて放電させればよいことに
なり、したがって強誘電性セラミック基板の内部よりも
抵抗値の低い外装樹脂で電荷が発生している対向面間を
接続すればよいことになる。

なお、外装樹脂の絶縁性が問題となる場合は、この外装
樹脂の上にさらに絶縁性の高い樹脂で一層または２層以
上に覆えば、絶縁性について問題は解決する。

また、外装樹脂８はたとえば引き呂し端子５ａ、５ｂに
おいて弾性表面波を送波するのに支障のない絶縁性を有
していなければならないことはもちろんである。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなようにこの発明によれば
、分極処理を施した強誘電性セラミック基板の一方の主
表面に形成された入力端インターディジタルトランスジ
ューサおよび出力側インターディジタルトランスジュー
サを有する弾性表面波装置において、前記入力側インタ
ーディジタルトランスジューサおよび出力側インターデ
ィジタルトランスジューサ側に空隙をおいて、各入出力
側インターディジタルトランスジューサの引き出し端子
および強誘電性セラミック基板の他の主表面を含めて、
強誘電性セラミック基板が該強誘電性セラミック基板よ
りも抵抗値の低い外装樹脂により被覆されることにより
、きびしい温度環境、熱的環境下でも圧電特性の安定な
弾性表面波装置を提供できる。

また、回路的に簡単な方法による解決手段によって圧電
特性を安定化させることができ、工業的に製造する場合
良品率も向上させることができ、確実な解決手段として
有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明にかかる弾性表面波装置の実
施例を示し、第１図は概略斜視図、第２図は概略断面図
である。 １・・・・・・強誘電性セラミック基板、２・・・・・
・入力側インターディジタルトランスジューサ、３・・
・・・・出力側インターディジタルトランスジューサ、
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ・・・・・・引き出し端
子、８・・・・・・外装樹脂。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 弾性表面波を電気信号に、または電気信号を弾性表面波
   に変換するインターディジタルトランスジューサを有す
   る弾性表面波装置であって、分極処理を施した強誘電性
   セラミック基板の一方の主表面に入力側インターディジ
   タルトランスジューサおよび出力側インターディジタル
   トランスジューサが形成されているとともに、各入出力
   側インターディジタルトランスジューサに引き出し端子
   が接続されており、 前記入力側インターディジタルトランスジューサおよび
   出力側インターディジタルトランスジューサ側に空隙を
   おいて、前記引き出し端子および強誘電性セラミック基
   板の他の主表面を含めて強誘電性セラミック基板が該強
   誘電性セラミック基板よりも抵抗値の低い外装樹脂によ
   り被覆されていることを特徴とする弾性表面波装置。