JPH0344451B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0344451B2 JPH0344451B2 JP58133748A JP13374883A JPH0344451B2 JP H0344451 B2 JPH0344451 B2 JP H0344451B2 JP 58133748 A JP58133748 A JP 58133748A JP 13374883 A JP13374883 A JP 13374883A JP H0344451 B2 JPH0344451 B2 JP H0344451B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- plate
- thickness
- vibrator
- piezoelectric plate
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/177—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator of the energy-trap type
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02015—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
- H03H9/02031—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles consisting of ceramic
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02157—Dimensional parameters, e.g. ratio between two dimension parameters, length, width or thickness
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明は圧電振動子に係り、特にニオブ酸リチ
ユーム（LiNbO3）165±５度回転Ｙ板を用いた
圧電振動子に関する。
ユーム（LiNbO3）165±５度回転Ｙ板を用いた
圧電振動子に関する。
(b) 技術の背景
水晶振動子に代表される機械的共振子は電子回
路部品としての高Ｑ、高安定のために共振子、発
振子およびフイルタ等に広く利用されている。近
年電子機器の小形化、薄形化および軽量化が進む
中で、チツプ化の要求が強まつている部品の一つ
に数ＭHz〜数十ＭHzの振動子がある。タンタル酸
リチユーム（LiTaO3）、ニオブ酸リチユーム
（LiNbO3）の圧電単結晶はその大きな電気−機
械結合係数により、水晶では不可能とされていた
分野の振動子を実現することが可能になり、実用
化を目指して多くの研究がなされている。
路部品としての高Ｑ、高安定のために共振子、発
振子およびフイルタ等に広く利用されている。近
年電子機器の小形化、薄形化および軽量化が進む
中で、チツプ化の要求が強まつている部品の一つ
に数ＭHz〜数十ＭHzの振動子がある。タンタル酸
リチユーム（LiTaO3）、ニオブ酸リチユーム
（LiNbO3）の圧電単結晶はその大きな電気−機
械結合係数により、水晶では不可能とされていた
分野の振動子を実現することが可能になり、実用
化を目指して多くの研究がなされている。
また振動子を小形化し、スプリアス特性を改善
するには圧電素板をストリツプ化することが有効
であることは既に良く知られており、LiTaO3を
用いたストリツプ形の圧電振動子も発表されてい
る。
するには圧電素板をストリツプ化することが有効
であることは既に良く知られており、LiTaO3を
用いたストリツプ形の圧電振動子も発表されてい
る。
ストリツプ形圧電振動子は圧電素板と圧電素板
の表裏面に被着形成された電極、および該電極に
外部から交流電界を印加するために圧電素板の長
手方向の両端に設けられた端子電極によつて構成
される。そして該端子電極に交流電界を印加する
と、圧電素板は印加電界と等しい周波数の応力を
生じ、且つ印加電界の周波数が圧電素板の固有振
動数に合致すると共振し強勢な振動が得られる。
しかし圧電素板の特性は結晶からそれを切り出す
ときの切出方位や形状によつて異なり、高品質、
高精度の圧電振動子を得るためには、例えば厚み
すべり振動子においては厚みすべりモードの振動
が強く厚み縦モードの振動が弱い圧電素板の切出
方位を選定し、更にスプリアスの発生を抑制し、
且つ等価直列抵抗を小さくする圧電素板の形状を
設定する必要がある。
の表裏面に被着形成された電極、および該電極に
外部から交流電界を印加するために圧電素板の長
手方向の両端に設けられた端子電極によつて構成
される。そして該端子電極に交流電界を印加する
と、圧電素板は印加電界と等しい周波数の応力を
生じ、且つ印加電界の周波数が圧電素板の固有振
動数に合致すると共振し強勢な振動が得られる。
しかし圧電素板の特性は結晶からそれを切り出す
ときの切出方位や形状によつて異なり、高品質、
高精度の圧電振動子を得るためには、例えば厚み
すべり振動子においては厚みすべりモードの振動
が強く厚み縦モードの振動が弱い圧電素板の切出
方位を選定し、更にスプリアスの発生を抑制し、
且つ等価直列抵抗を小さくする圧電素板の形状を
設定する必要がある。
(c) 従来技術と問題点
LiTaO3を用いた圧電振動子については既に実
用化が試みられ、最適の切出方位や圧電素板の形
状等が明確化され公表されている。一方LiNbO3
についても、LiTaO3に比べて結合係数が高く圧
電振動子の小型化が可能になり、製造コストの面
でも有利になるという点に着眼して実用化が試み
られている。そして厚みすべりモードの振動が強
く、且つ厚み縦モードの振動が最も弱い圧電素板
として、対向主面が165±５度の範囲の角度をも
つ回転Ｙ板の切出し面である圧電素板（以下165
±５度回転Ｙ板と略称する）が選定され、実用化
のための研究が進められているが、スプリアスの
発生を抑制し、且つ等価直列抵抗を小さくする圧
電素板の形状については末だ解明されていなかつ
た。
用化が試みられ、最適の切出方位や圧電素板の形
状等が明確化され公表されている。一方LiNbO3
についても、LiTaO3に比べて結合係数が高く圧
電振動子の小型化が可能になり、製造コストの面
でも有利になるという点に着眼して実用化が試み
られている。そして厚みすべりモードの振動が強
く、且つ厚み縦モードの振動が最も弱い圧電素板
として、対向主面が165±５度の範囲の角度をも
つ回転Ｙ板の切出し面である圧電素板（以下165
±５度回転Ｙ板と略称する）が選定され、実用化
のための研究が進められているが、スプリアスの
発生を抑制し、且つ等価直列抵抗を小さくする圧
電素板の形状については末だ解明されていなかつ
た。
(d) 発生の目的
本発明の目的はLiNbO3 165±５度回転Ｙ板を
用いた圧電振動子において、スプリアスの発生を
抑制し、且つ等価直列抵抗が小さくなる圧電素板
の形状を提供することにある。
用いた圧電振動子において、スプリアスの発生を
抑制し、且つ等価直列抵抗が小さくなる圧電素板
の形状を提供することにある。
(e) 発明の構成
この目的はニオブ酸リチユーム（LiNbO3）単
結晶からなる直方体状の圧電素板を有し、該圧電
素板の対向主面が、Ｙ軸に垂直な面をＸ軸のまわ
りにＹ軸からＺ軸方向へ165±５度の範囲内で回
転させた回転Ｙ板の切出し面で形成され、且つ該
対向主面の長手方向が前記回転Ｙ板のＸ軸に対し
90±５度の範囲にある厚みすべり振動子におい
て、圧電素板の板厚をＨとし長さをＬ、幅をＷと
したとき、Ｌ／Ｈ＞８、Ｗ／Ｈ＜1.3、または2.5
＜Ｗ／Ｈ＜4.3であることを特徴とする圧電振動
子の提供によつて達成される。
結晶からなる直方体状の圧電素板を有し、該圧電
素板の対向主面が、Ｙ軸に垂直な面をＸ軸のまわ
りにＹ軸からＺ軸方向へ165±５度の範囲内で回
転させた回転Ｙ板の切出し面で形成され、且つ該
対向主面の長手方向が前記回転Ｙ板のＸ軸に対し
90±５度の範囲にある厚みすべり振動子におい
て、圧電素板の板厚をＨとし長さをＬ、幅をＷと
したとき、Ｌ／Ｈ＞８、Ｗ／Ｈ＜1.3、または2.5
＜Ｗ／Ｈ＜4.3であることを特徴とする圧電振動
子の提供によつて達成される。
(f) 発明の実施例
以下添付図により本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明になるストリツプ形圧電振動子の
構造である。
第１図は本発明になるストリツプ形圧電振動子の
構造である。
ストリツプ形圧電振動子はLiNbO3 165±５度
回転Ｙ板を用いた圧電素板１、圧電素板１の表裏
面に被着形成されたAu等の金属よりなる電極２
および３、ならびに圧電素板１の長手方向両端に
設けられた端子電極４および５によつて構成され
ており、電極２と端子電極４、電極３と端子電極
５がそれぞれ電気的に接続されている。そしてス
プリアスの改善と振動子の小形化を可能にするた
め、電極２および３は振動変位の方向と平行な面
に被着形成されており、圧電素板１の長手方向は
結晶のＸ軸にたいし90±５度の方位に設定されて
いる。
回転Ｙ板を用いた圧電素板１、圧電素板１の表裏
面に被着形成されたAu等の金属よりなる電極２
および３、ならびに圧電素板１の長手方向両端に
設けられた端子電極４および５によつて構成され
ており、電極２と端子電極４、電極３と端子電極
５がそれぞれ電気的に接続されている。そしてス
プリアスの改善と振動子の小形化を可能にするた
め、電極２および３は振動変位の方向と平行な面
に被着形成されており、圧電素板１の長手方向は
結晶のＸ軸にたいし90±５度の方位に設定されて
いる。
第２図は圧電素板の板厚Ｈ、長さＬの比率と等
価直列抵抗Rsの関係を表した図である。
価直列抵抗Rsの関係を表した図である。
図において圧電素板の板厚Ｈと長さＬの比率、
即ちＬ／Ｈが８より小さくなると等価直列抵抗
Rsが急速に増加し、スプリアスもその範囲にお
いて発生することが明らかである。したがつてス
プリアスの発生を抑制し、且つ等価直列抵抗を小
さくするには圧電素板の板厚Ｈと長さＬの比率は
８よりも大きくなければならない。
即ちＬ／Ｈが８より小さくなると等価直列抵抗
Rsが急速に増加し、スプリアスもその範囲にお
いて発生することが明らかである。したがつてス
プリアスの発生を抑制し、且つ等価直列抵抗を小
さくするには圧電素板の板厚Ｈと長さＬの比率は
８よりも大きくなければならない。
第３図は圧電素板の板厚Ｈ、幅Ｗの比率と等価
直列抵抗Rsの関係を表した図である。
直列抵抗Rsの関係を表した図である。
図において圧電素板の板厚Ｈと幅Ｗの比率、即
ちＷ／Ｈが1.3より小さいか、または2.5より大き
く4.3よりも小さい範囲において等価直列抵抗Rs
が小さくなることが明らかである。したがつて等
価直列抵抗を小さくするには圧電素板の板厚Ｈと
幅Ｗの比率は1.3より小さいか、または2.5より大
きく4.3よりも小さい範囲でなければならない。
ちＷ／Ｈが1.3より小さいか、または2.5より大き
く4.3よりも小さい範囲において等価直列抵抗Rs
が小さくなることが明らかである。したがつて等
価直列抵抗を小さくするには圧電素板の板厚Ｈと
幅Ｗの比率は1.3より小さいか、または2.5より大
きく4.3よりも小さい範囲でなければならない。
(g) 発明の効果
以上述べたように本発明によればLiNbO3 165
±５度回転Ｙ板を用いた圧電振動子において、ス
プリアスの発生を抑制し、且つ等価直列抵抗が小
さくなる圧電素板の形状を提供することができ
る。
±５度回転Ｙ板を用いた圧電振動子において、ス
プリアスの発生を抑制し、且つ等価直列抵抗が小
さくなる圧電素板の形状を提供することができ
る。
第１図は本発明になるストリツプ形圧電振動子
の構造、第２図は圧電素板の板厚Ｈ、長さＬの比
率と等価直列抵抗Rsの関係を表した図、第３図
は圧電素板の板厚Ｈ、幅Ｗの比率と等価直列抵抗
Rsの関係を表した図である。 図において１は圧電素板、２および３は電極、
４および５は端子電極、Ｈは板厚、Ｌは長さ、Ｗ
は幅を示す。
の構造、第２図は圧電素板の板厚Ｈ、長さＬの比
率と等価直列抵抗Rsの関係を表した図、第３図
は圧電素板の板厚Ｈ、幅Ｗの比率と等価直列抵抗
Rsの関係を表した図である。 図において１は圧電素板、２および３は電極、
４および５は端子電極、Ｈは板厚、Ｌは長さ、Ｗ
は幅を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ニオブ酸リチユーム（LiNbO3）単結晶から
なる直方体状の圧電素板を有し、該圧電素板の対
向主面が、Ｙ軸に垂直な面をＸ軸のまわりにＹ軸
からＺ軸方向へ165±５度の範囲内で回転させた
回転Ｙ板の切出し面で形成され、且つ該対向主面
の長手方向が前記回転Ｙ板のＸ軸に対し90±５度
の範囲にある厚みすべり振動子において、圧電素
板の板厚をＨとし長さをＬとしたときにＬ／Ｈ＞
８であることを特徴とする圧電振動子。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の圧電振動子にお
いて、圧電素板の板厚をＨとし幅をＷとしたとき
にＷ／Ｈ＜1.3、または2.5＜Ｗ／Ｈ＜4.3であるこ
とを特徴とする圧電振動子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13374883A JPS6025312A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 圧電振動子 |
| US06/613,187 US4583019A (en) | 1983-05-30 | 1984-05-23 | Piezoelectric resonator using 165° Y-cut LiNbO3 |
| EP84303505A EP0127442B1 (en) | 1983-05-30 | 1984-05-23 | Piezoelectric resonator |
| DE8484303505T DE3484450D1 (de) | 1983-05-30 | 1984-05-23 | Piezoelektrischer resonator. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13374883A JPS6025312A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 圧電振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6025312A JPS6025312A (ja) | 1985-02-08 |
| JPH0344451B2 true JPH0344451B2 (ja) | 1991-07-08 |
Family
ID=15112005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13374883A Granted JPS6025312A (ja) | 1983-05-30 | 1983-07-22 | 圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6025312A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60113511A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-20 | Fujitsu Ltd | 圧電振動素子 |
| JPS62220012A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-28 | Fujitsu Ltd | 圧電振動素子 |
| JPH0260222A (ja) * | 1988-08-25 | 1990-02-28 | Fujitsu Ltd | 圧電振動子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59221023A (ja) * | 1983-05-30 | 1984-12-12 | Fujitsu Ltd | 圧電振動素子 |
-
1983
- 1983-07-22 JP JP13374883A patent/JPS6025312A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6025312A (ja) | 1985-02-08 |
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