JPH0426247B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0426247B2 JPH0426247B2 JP60229364A JP22936485A JPH0426247B2 JP H0426247 B2 JPH0426247 B2 JP H0426247B2 JP 60229364 A JP60229364 A JP 60229364A JP 22936485 A JP22936485 A JP 22936485A JP H0426247 B2 JPH0426247 B2 JP H0426247B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- piezoelectric
- piezoelectric thin
- piezoelectric vibrator
- vibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 技術分野
この発明は、エリンバ等からなる振動基板上に
ZnO等の圧電薄膜を形成することにより構成さ
れ、拡がり振動モードを利用する圧電振動子に関
する。
ZnO等の圧電薄膜を形成することにより構成さ
れ、拡がり振動モードを利用する圧電振動子に関
する。
(b) 従来技術とその欠点
エリンバ等の恒弾性金属材料からなる振動基板
上にZnO等の圧電薄膜を形成した圧電振動子が、
TVのカラー同期用の発振子等としてよく利用さ
れている。これは、このような圧電振動子が圧電
セラミツクスを用いるよりも精度がよく、しかも
水晶を用いるよりも安価に製造できるからであ
る。この圧電振動子の一例を第２図に示す。この
圧電振動子は、振動基板１と圧電薄膜２と電極膜
３とで構成される。振動基板１は、エリンバ等の
恒弾性金属材料からなる方形の薄板である。この
振動基板１は、周囲を額縁状の保持枠４で取り囲
まれ、両短辺の中央部にそれぞれ架設された結合
子５，５によつてこの保持枠４に支持されてい
る。圧電薄膜２は、酸化亜鉛ZnO等の圧電素材
を、振動基板１上にスパツタリング等の方法によ
つて薄膜状に形成したものである。電極膜３は、
圧電薄膜２上に端部を開けて蒸着等の方法により
形成したアルミニウム等の金属薄膜である。
上にZnO等の圧電薄膜を形成した圧電振動子が、
TVのカラー同期用の発振子等としてよく利用さ
れている。これは、このような圧電振動子が圧電
セラミツクスを用いるよりも精度がよく、しかも
水晶を用いるよりも安価に製造できるからであ
る。この圧電振動子の一例を第２図に示す。この
圧電振動子は、振動基板１と圧電薄膜２と電極膜
３とで構成される。振動基板１は、エリンバ等の
恒弾性金属材料からなる方形の薄板である。この
振動基板１は、周囲を額縁状の保持枠４で取り囲
まれ、両短辺の中央部にそれぞれ架設された結合
子５，５によつてこの保持枠４に支持されてい
る。圧電薄膜２は、酸化亜鉛ZnO等の圧電素材
を、振動基板１上にスパツタリング等の方法によ
つて薄膜状に形成したものである。電極膜３は、
圧電薄膜２上に端部を開けて蒸着等の方法により
形成したアルミニウム等の金属薄膜である。
ところが、拡がり振動モードを利用するこのよ
うな従来の圧電振動子は、第３図に示すように、
圧電薄膜２の略全面を振動基板と電極膜３で挟ん
だ構造として、しかも圧電薄膜２のＣ軸配向６が
中央部と同様に周辺部でも垂直となつているの
で、圧電薄膜２の周辺部での分極による機械的応
力によつて屈曲振動や対称ラム波振動が励起しや
すくなり、このため基本となる拡がり振動以外に
屈曲振動や対称ラム波等のスプリアス成分が発生
して拡がり振動の利用効率を低下させていた。
うな従来の圧電振動子は、第３図に示すように、
圧電薄膜２の略全面を振動基板と電極膜３で挟ん
だ構造として、しかも圧電薄膜２のＣ軸配向６が
中央部と同様に周辺部でも垂直となつているの
で、圧電薄膜２の周辺部での分極による機械的応
力によつて屈曲振動や対称ラム波振動が励起しや
すくなり、このため基本となる拡がり振動以外に
屈曲振動や対称ラム波等のスプリアス成分が発生
して拡がり振動の利用効率を低下させていた。
(c) 発明の目的
この発明は、このような事情に鑑みなされたも
のであつて、振動基板上に形成する圧電薄膜の膜
厚を端に近づく程薄くなるようにするとともに、
圧電薄膜のＣ軸配向を端部に向かうほど中心方向
を向くように傾斜させることにより、不要なスプ
リアス成分を抑制し、振動特性を向上させること
ができる圧電振動子を提供することを目的とす
る。
のであつて、振動基板上に形成する圧電薄膜の膜
厚を端に近づく程薄くなるようにするとともに、
圧電薄膜のＣ軸配向を端部に向かうほど中心方向
を向くように傾斜させることにより、不要なスプ
リアス成分を抑制し、振動特性を向上させること
ができる圧電振動子を提供することを目的とす
る。
(d) 発明の構成および効果
この発明の圧電振動子は、２本以上の結合子で
支持された板状の恒弾性材料からなる振動基板
と、この振動基板上に形成された圧電薄膜と、さ
らにこの圧電薄膜上に形成された電極膜とで構成
される圧電振動子において、圧電薄膜を振動基板
上の略全面に形成するとともに、前記圧電薄膜の
膜厚を端部に近づく程薄くし、前記圧電薄膜のＣ
軸配向を中央部分で垂直とし、端部に近づく程中
心方向へ傾斜させた事を特徴とする。
支持された板状の恒弾性材料からなる振動基板
と、この振動基板上に形成された圧電薄膜と、さ
らにこの圧電薄膜上に形成された電極膜とで構成
される圧電振動子において、圧電薄膜を振動基板
上の略全面に形成するとともに、前記圧電薄膜の
膜厚を端部に近づく程薄くし、前記圧電薄膜のＣ
軸配向を中央部分で垂直とし、端部に近づく程中
心方向へ傾斜させた事を特徴とする。
この発明の圧電振動子を上記のように構成する
と、圧電薄膜の膜厚が端部に近づく程薄く、圧電
薄膜のＣ軸配向が端部で中心方向を向くように傾
斜しているので、圧電薄膜の周辺部での分極によ
る機械的応力（励振）は中央部に比べて相対的に
小さい。
と、圧電薄膜の膜厚が端部に近づく程薄く、圧電
薄膜のＣ軸配向が端部で中心方向を向くように傾
斜しているので、圧電薄膜の周辺部での分極によ
る機械的応力（励振）は中央部に比べて相対的に
小さい。
一般に、圧電振動子の屈曲振動や対称ラム波振
動は、その振動姿態から明らかなように、圧電振
動子の端部付近の励振によつてその振動効率が大
きく影響される。この発明の圧電振動子では、端
部付近での励振効率が低いため、屈曲振動や対称
ラム波振動が励起されにくくなり、このため基本
となる拡がり振動以外の屈曲振動や対称ラム波等
のスプリアス成分が効果的に抑制されて、拡がり
振動の利用効率が向上する。その結果、圧電振動
子の振動特性を向上させることができる。
動は、その振動姿態から明らかなように、圧電振
動子の端部付近の励振によつてその振動効率が大
きく影響される。この発明の圧電振動子では、端
部付近での励振効率が低いため、屈曲振動や対称
ラム波振動が励起されにくくなり、このため基本
となる拡がり振動以外の屈曲振動や対称ラム波等
のスプリアス成分が効果的に抑制されて、拡がり
振動の利用効率が向上する。その結果、圧電振動
子の振動特性を向上させることができる。
(e) 実施例
以下、振動基板１として方形のエリンバを用
い、圧電薄膜２として酸化亜鉛ZnOを用いた圧電
振動子にこの発明を実施した場合について説明す
る。
い、圧電薄膜２として酸化亜鉛ZnOを用いた圧電
振動子にこの発明を実施した場合について説明す
る。
第１図はこの発明の実施例で用いる圧電振動子
の第２図Ａ−Ａ線における横断面図、第２図は圧
電振動子の斜視図である。
の第２図Ａ−Ａ線における横断面図、第２図は圧
電振動子の斜視図である。
この実施例の圧電振動子は、振動基板１と圧電
薄膜２と電極膜３とで構成されている。振動基板
１は、従来と同様の方形の薄板であり、エリンバ
の薄板に精密ケミカルエツチング加工を施すこと
により保持枠４および結合子５，５と一体形成さ
れている。圧電薄膜２は、Ｃ軸配向６が中央部分
で垂直となり、振動基板１上の両長辺に沿つた端
部に向かう程中心方向を向くように傾斜させて形
成されている。振動基板１上への圧電薄膜２の形
成は、スパツタリング等の気相成長法により行う
ので、膜形成の際に不要な部分を覆うためのマス
クを振動基板１の端辺に接するように配置し、且
つ、このマスクの厚さを充分に厚くすることによ
り、マスク端に近い部分での圧電薄膜２の成長を
抑制し、振動基板１上の端部において圧電薄膜の
膜厚を端に近づく程薄くなるように形成すること
ができ、この際に膜厚が薄くなつた部分のＣ軸配
向６が薄くなるほど余計に中心方向を向くように
傾斜させて形成することができる。電極膜３は、
従来と同様にこの圧電薄膜２上に端部を開けて形
成される。なお、圧電薄膜２および電極膜３は、
振動基板１上のみならず一方の結合子５を介して
保持枠４上の一部にまで引き出して形成され、こ
の引き出した電極膜３′部分から端子を取り出せ
るようにしている。また、この電極膜３に対応す
る圧電振動子の他方の電極は振動基板１が兼用し
ている。
薄膜２と電極膜３とで構成されている。振動基板
１は、従来と同様の方形の薄板であり、エリンバ
の薄板に精密ケミカルエツチング加工を施すこと
により保持枠４および結合子５，５と一体形成さ
れている。圧電薄膜２は、Ｃ軸配向６が中央部分
で垂直となり、振動基板１上の両長辺に沿つた端
部に向かう程中心方向を向くように傾斜させて形
成されている。振動基板１上への圧電薄膜２の形
成は、スパツタリング等の気相成長法により行う
ので、膜形成の際に不要な部分を覆うためのマス
クを振動基板１の端辺に接するように配置し、且
つ、このマスクの厚さを充分に厚くすることによ
り、マスク端に近い部分での圧電薄膜２の成長を
抑制し、振動基板１上の端部において圧電薄膜の
膜厚を端に近づく程薄くなるように形成すること
ができ、この際に膜厚が薄くなつた部分のＣ軸配
向６が薄くなるほど余計に中心方向を向くように
傾斜させて形成することができる。電極膜３は、
従来と同様にこの圧電薄膜２上に端部を開けて形
成される。なお、圧電薄膜２および電極膜３は、
振動基板１上のみならず一方の結合子５を介して
保持枠４上の一部にまで引き出して形成され、こ
の引き出した電極膜３′部分から端子を取り出せ
るようにしている。また、この電極膜３に対応す
る圧電振動子の他方の電極は振動基板１が兼用し
ている。
実施例で圧電薄膜２のＣ軸配向６を傾斜させる
部分を振動基板１の両長辺に沿つた端部としたの
は、圧電振動子の拡がり振動の方向が結合子５，
５を結ぶ線に対して直角方向となるために、この
両長辺に沿つた端部でのＣ軸配向６の傾斜が振動
効率に最も大きな影響を与えるからである。した
がつて、結合子５，５を形成した振動基板１の短
辺側に沿つた端部においても、Ｃ軸配向６を傾斜
させてもよい。
部分を振動基板１の両長辺に沿つた端部としたの
は、圧電振動子の拡がり振動の方向が結合子５，
５を結ぶ線に対して直角方向となるために、この
両長辺に沿つた端部でのＣ軸配向６の傾斜が振動
効率に最も大きな影響を与えるからである。した
がつて、結合子５，５を形成した振動基板１の短
辺側に沿つた端部においても、Ｃ軸配向６を傾斜
させてもよい。
上記のように構成されたこの実施例の圧電振動
子は、圧電薄膜の膜厚を圧電薄膜の端部に近づく
程薄くなるようにするとともに、Ｃ軸配向６を端
部で中心方向を向くように傾斜させて形成するの
で、屈曲振動や対称ラム波等のスプリアス成分が
効果的に抑制され、拡がり振動の利用効率が向上
する。したがつて、この実施例の圧電振動子は、
不要なスプリアス成分が抑制され基本となる拡が
り振動が顕著となるので、振動特性の向上を図る
ことができる。
子は、圧電薄膜の膜厚を圧電薄膜の端部に近づく
程薄くなるようにするとともに、Ｃ軸配向６を端
部で中心方向を向くように傾斜させて形成するの
で、屈曲振動や対称ラム波等のスプリアス成分が
効果的に抑制され、拡がり振動の利用効率が向上
する。したがつて、この実施例の圧電振動子は、
不要なスプリアス成分が抑制され基本となる拡が
り振動が顕著となるので、振動特性の向上を図る
ことができる。
この振動特性の向上を、実施例で用いた圧電振
動子と従来の圧電振動子との周波数特性の測定結
果により示す。第４図は実施例で用いた圧電振動
子における周波数特性を示す図であり、第５図は
従来の圧電振動子の周波数特性を示す図である。
この第４図と第５図との比較から明らかなよう
に、従来の圧電振動子においてスプリアス成分と
して観測される屈曲振動や長さ振動および対称ラ
ム波が実施例で用いた圧電振動子の場合にはほと
んど見られず、基本となる拡がり振動における共
振周波数と反共振周波数でのインピーダンスの顕
著な変化のみが観測される。したがつて、この実
施例で用いた圧電振動子は従来の圧電振動子に比
べ振動特性が著しく向上している。
動子と従来の圧電振動子との周波数特性の測定結
果により示す。第４図は実施例で用いた圧電振動
子における周波数特性を示す図であり、第５図は
従来の圧電振動子の周波数特性を示す図である。
この第４図と第５図との比較から明らかなよう
に、従来の圧電振動子においてスプリアス成分と
して観測される屈曲振動や長さ振動および対称ラ
ム波が実施例で用いた圧電振動子の場合にはほと
んど見られず、基本となる拡がり振動における共
振周波数と反共振周波数でのインピーダンスの顕
著な変化のみが観測される。したがつて、この実
施例で用いた圧電振動子は従来の圧電振動子に比
べ振動特性が著しく向上している。
第１図はこの発明の実施例で用いる圧電振動子
の第２図Ａ−Ａ方向における横断面図、第２図は
圧電振動子の斜視図、第３図は従来の圧電振動子
の第２図Ａ−Ａ方向における横断面図、第４図は
実施例で用いた圧電振動子の周波数特性を示す
図、第５図は従来の圧電振動子の周波数特性を示
す図である。 １……振動基板、２……圧電薄膜、３……電極
膜、６……Ｃ軸配向。
の第２図Ａ−Ａ方向における横断面図、第２図は
圧電振動子の斜視図、第３図は従来の圧電振動子
の第２図Ａ−Ａ方向における横断面図、第４図は
実施例で用いた圧電振動子の周波数特性を示す
図、第５図は従来の圧電振動子の周波数特性を示
す図である。 １……振動基板、２……圧電薄膜、３……電極
膜、６……Ｃ軸配向。
Claims (1)
- １ ２本以上の結合子で支持された板状の恒弾性
材料からなる振動基板と、この振動基板上に形成
された圧電薄膜と、さらにこの圧電薄膜上に形成
された電極膜とで構成される圧電振動子におい
て、圧電薄膜を振動基板上の略全面に形成すると
ともに、前記圧電薄膜の膜厚を端部に近づく程薄
くし、前記圧電薄膜のＣ軸配向を中央部分で垂直
とし、端部に近づく程中心方向へ傾斜させた事を
特徴とする圧電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22936485A JPS6288412A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22936485A JPS6288412A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 圧電振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288412A JPS6288412A (ja) | 1987-04-22 |
| JPH0426247B2 true JPH0426247B2 (ja) | 1992-05-06 |
Family
ID=16891007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22936485A Granted JPS6288412A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6288412A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002103900A1 (fr) * | 2001-06-15 | 2002-12-27 | Ube Electronics, Ltd. | Resonateur piezoelectrique a film fin |
| JP2009094829A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電振動装置、発振回路及び電子装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6347070Y2 (ja) * | 1981-03-06 | 1988-12-06 |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP22936485A patent/JPS6288412A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002103900A1 (fr) * | 2001-06-15 | 2002-12-27 | Ube Electronics, Ltd. | Resonateur piezoelectrique a film fin |
| JP2009094829A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電振動装置、発振回路及び電子装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6288412A (ja) | 1987-04-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |