JPH0748627B2 - 圧電振動子 - Google Patents
圧電振動子Info
- Publication number
- JPH0748627B2 JPH0748627B2 JP1773788A JP1773788A JPH0748627B2 JP H0748627 B2 JPH0748627 B2 JP H0748627B2 JP 1773788 A JP1773788 A JP 1773788A JP 1773788 A JP1773788 A JP 1773788A JP H0748627 B2 JPH0748627 B2 JP H0748627B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric body
- piezoelectric
- electrode
- temperature range
- oscillation frequency
- 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.)
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 圧電振動子の構成、特に圧電体の対向主面に形成した電
極に関し、 発振周波数の温度特性の向上を目的とし、 許容使用温度範囲で発振周波数の変化率の温度特性に極
小点のできる圧電体の対向主面に形成した電極が、長さ
方向の中間部に該温度範囲で複数の極小点を形成せしめ
る狭幅部の設けて構成する。
極に関し、 発振周波数の温度特性の向上を目的とし、 許容使用温度範囲で発振周波数の変化率の温度特性に極
小点のできる圧電体の対向主面に形成した電極が、長さ
方向の中間部に該温度範囲で複数の極小点を形成せしめ
る狭幅部の設けて構成する。
本発明は圧電振動子の構成、特に所定の使用温度範囲で
発振周波数の変化率を低減させる構成上の改良に関す
る。
発振周波数の変化率を低減させる構成上の改良に関す
る。
振動子の圧電体には、水晶やセラミックおよびタンタル
酸リチウム，ニオブ酸リチウム等が利用されており、例
えば−10℃〜＋60℃の如く決められた使用温度範囲で発
振周波数の変化率（発振周波数の温度特性）Δf/fは、
±200ppmの如き所定値に納まるように製造されている。
酸リチウム，ニオブ酸リチウム等が利用されており、例
えば−10℃〜＋60℃の如く決められた使用温度範囲で発
振周波数の変化率（発振周波数の温度特性）Δf/fは、
±200ppmの如き所定値に納まるように製造されている。
かかる温度特性は使用する圧電体の材質および結晶方
位，外付けコンデンサの容量等によって変化し、一定幅
の電極を形成し共振周波数の変化率特性が使用温度範囲
に１つの極小点を有する従来の圧電素子、即ち水晶やセ
ラミックおよびタンタル酸リチウムを圧電体に使用した
圧電振動子は、該極小点が該温度範囲のほぼ中央に位置
するようにしていた。
位，外付けコンデンサの容量等によって変化し、一定幅
の電極を形成し共振周波数の変化率特性が使用温度範囲
に１つの極小点を有する従来の圧電素子、即ち水晶やセ
ラミックおよびタンタル酸リチウムを圧電体に使用した
圧電振動子は、該極小点が該温度範囲のほぼ中央に位置
するようにしていた。
第３図は従来の圧電素子を示す斜視図（イ）とその圧電
体に形成した電極の対向長さと発振周波数の変化率との
関係を示す図（ロ）であり、圧電素子１はリチウム酸タ
ンタレート等にてなる圧電体２の対向主面のそれぞれ
に、圧電体２の全幅に渡る電極３または４を形成してな
り、電極3,4から外部接続用のリード端子3aまたは4aが
圧電体２の端部に導出されている。
体に形成した電極の対向長さと発振周波数の変化率との
関係を示す図（ロ）であり、圧電素子１はリチウム酸タ
ンタレート等にてなる圧電体２の対向主面のそれぞれ
に、圧電体２の全幅に渡る電極３または４を形成してな
り、電極3,4から外部接続用のリード端子3aまたは4aが
圧電体２の端部に導出されている。
かかる圧電素子１において、圧電体２の厚さをＨとし、
電極３と４の対向長さをｌとしたとき、圧電素子１の発
振周波数の変化率Δf/f（ppm）は、l/Hによって変化
し、縦軸を発振周波数の変化率Δf/f（ppm）、横軸を温
度Ｔ（℃）とした第３図（ロ）において、実線で示す曲
線はl/Hが3.6である圧電素子１の周波数温度特性、一点
鎖線で示す曲線はl/Hが3.2である圧電素子１の周波数温
度特性、二点鎖線で示す曲線はl/Hが5.2である圧電素子
１の周波数温度特性である。
電極３と４の対向長さをｌとしたとき、圧電素子１の発
振周波数の変化率Δf/f（ppm）は、l/Hによって変化
し、縦軸を発振周波数の変化率Δf/f（ppm）、横軸を温
度Ｔ（℃）とした第３図（ロ）において、実線で示す曲
線はl/Hが3.6である圧電素子１の周波数温度特性、一点
鎖線で示す曲線はl/Hが3.2である圧電素子１の周波数温
度特性、二点鎖線で示す曲線はl/Hが5.2である圧電素子
１の周波数温度特性である。
そこで、従来の圧電素子１はその使用温度範囲の中央、
例えば使用温度範囲が−10℃〜＋60℃であるときは＋25
℃に周波数温度特性の極小点が位置するようにされてい
たが、圧電素子１の周波数温度特性は圧電体２の結晶方
位によっても変化する。
例えば使用温度範囲が−10℃〜＋60℃であるときは＋25
℃に周波数温度特性の極小点が位置するようにされてい
たが、圧電素子１の周波数温度特性は圧電体２の結晶方
位によっても変化する。
第４図はタンタル酸リチウムの単結晶よりなる圧電体の
結晶方位と発振周波数の温度特性との示す図であり、縦
軸を発振周波数の変化率Δf/f（ppm）、横軸を温度Ｔ
（℃）とした第４図において、実線で示す曲線はＸ軸ま
わりの回転角度θが０度である圧電体の周波数の温度特
性、一点鎖線で示す曲線はＸ軸まわりの回転角度θが−
１度である圧電体の周波数の温度特性、二点鎖線で示す
曲線はＸ軸まわりの回転角度θが＋１度である圧電体の
周波数の温度特性であり、−10℃〜＋60℃の使用温度範
囲でθ＝０度の圧電素子の周波数変化率Δf/fは０〜80p
pmであるのに対し、θ＝＋１度およびθ＝−１度である
圧電素子のそれらは−20〜＋135ppm,−10〜＋135ppm程
度である。
結晶方位と発振周波数の温度特性との示す図であり、縦
軸を発振周波数の変化率Δf/f（ppm）、横軸を温度Ｔ
（℃）とした第４図において、実線で示す曲線はＸ軸ま
わりの回転角度θが０度である圧電体の周波数の温度特
性、一点鎖線で示す曲線はＸ軸まわりの回転角度θが−
１度である圧電体の周波数の温度特性、二点鎖線で示す
曲線はＸ軸まわりの回転角度θが＋１度である圧電体の
周波数の温度特性であり、−10℃〜＋60℃の使用温度範
囲でθ＝０度の圧電素子の周波数変化率Δf/fは０〜80p
pmであるのに対し、θ＝＋１度およびθ＝−１度である
圧電素子のそれらは−20〜＋135ppm,−10〜＋135ppm程
度である。
以上説明したように従来の圧電振動子は発振周波数の変
化率の極小点が１つであり、該極小点は使用温度範囲の
ほぼ中央に位置するように、圧電体の結晶方位、対向電
極の対向長さ等を設定していたが、該結晶方位は単結晶
からの切り出しによって決まるものであり、対向電極の
対向長さは発振周波数に係わるため、温度特性の調整が
極めて困難であるという問題点があった。
化率の極小点が１つであり、該極小点は使用温度範囲の
ほぼ中央に位置するように、圧電体の結晶方位、対向電
極の対向長さ等を設定していたが、該結晶方位は単結晶
からの切り出しによって決まるものであり、対向電極の
対向長さは発振周波数に係わるため、温度特性の調整が
極めて困難であるという問題点があった。
上記問題点の除去を目的とした本発明の圧電振動子は、
第１図によれば、−10℃〜＋60℃の許容使用温度範囲で
発振周波数の変化率の温度特性に極小点のできる圧電体
12の対向主面に形成した電極13,14が、長さ方向の中間
部に該温度範囲で複数の極小点を形成せしめる狭幅部13
dの設けてなることを特徴とする。
第１図によれば、−10℃〜＋60℃の許容使用温度範囲で
発振周波数の変化率の温度特性に極小点のできる圧電体
12の対向主面に形成した電極13,14が、長さ方向の中間
部に該温度範囲で複数の極小点を形成せしめる狭幅部13
dの設けてなることを特徴とする。
本発明によれば、圧電体12の対向主面に形成した電極の
長さ方向の中間部に、許容された使用温度範囲で発振周
波数の変化率の極小点を複数にする狭幅部を設けたこと
により、該温度範囲における該変化率の幅は従来よりも
狭められるようになる。
長さ方向の中間部に、許容された使用温度範囲で発振周
波数の変化率の極小点を複数にする狭幅部を設けたこと
により、該温度範囲における該変化率の幅は従来よりも
狭められるようになる。
以下に、図面を用いて本発明の実施例による圧電振動子
を説明する。
を説明する。
第１図は本発明の一実施例による圧電素子を示す斜視図
（イ）と該圧電素子の周波数温度特性を示す図（ロ）、
第２図は本発明の他の実施例による圧電素子を示す斜視
図（イ）と該圧電素子の周波数温度特性を示す図（ロ）
である。
（イ）と該圧電素子の周波数温度特性を示す図（ロ）、
第２図は本発明の他の実施例による圧電素子を示す斜視
図（イ）と該圧電素子の周波数温度特性を示す図（ロ）
である。
第１図（イ）において、圧電振動子11は発振周波数の変
化率特性が使用温度範囲で極小点を形成する圧電体（例
えばタンタル酸リチウムの単結晶より切り出した圧電
体）12の対向主面に電極13および14を形成し、電極13の
長さ方向の中間部にレーザトリミングによる各一対のＬ
字形の溝15と直線溝16を形成すると共に、電極14に溝1
5,16にそれぞれ相当する溝（図示されず）を形成してな
る。
化率特性が使用温度範囲で極小点を形成する圧電体（例
えばタンタル酸リチウムの単結晶より切り出した圧電
体）12の対向主面に電極13および14を形成し、電極13の
長さ方向の中間部にレーザトリミングによる各一対のＬ
字形の溝15と直線溝16を形成すると共に、電極14に溝1
5,16にそれぞれ相当する溝（図示されず）を形成してな
る。
リード端子13aを具えた電極13に形成された溝15と16
は、電極13の一部分を電極13から切り離し、電極13が圧
電体12の全幅に渡る全幅部13b,13cと、圧電体12より狭
幅の狭幅部13dとで構成されるようにすると共に、電極1
4に形成され図示されない前記溝によって、リード端子1
4aを具えた電極14は、全幅部13b,13cおよび狭幅部13dに
相当する全幅部と狭幅部とで構成されるようになる。
は、電極13の一部分を電極13から切り離し、電極13が圧
電体12の全幅に渡る全幅部13b,13cと、圧電体12より狭
幅の狭幅部13dとで構成されるようにすると共に、電極1
4に形成され図示されない前記溝によって、リード端子1
4aを具えた電極14は、全幅部13b,13cおよび狭幅部13dに
相当する全幅部と狭幅部とで構成されるようになる。
このような圧電体11の発振周波数の変化率の温度特性
は、第１図（ロ）に示すように、縦軸を発振周波数の変
化率Δf/f（ppm）、横軸を温度Ｔ（℃）としたとき、測
定値をプロットし該プロットを妥当な曲線で結ぶと、該
曲線は−10℃〜＋60℃の使用温度範囲で２つの極小点を
形成するようになり、その周波数変化率Δf/fは使用温
度範囲で０〜−70ppmの範囲に納まるようになる。
は、第１図（ロ）に示すように、縦軸を発振周波数の変
化率Δf/f（ppm）、横軸を温度Ｔ（℃）としたとき、測
定値をプロットし該プロットを妥当な曲線で結ぶと、該
曲線は−10℃〜＋60℃の使用温度範囲で２つの極小点を
形成するようになり、その周波数変化率Δf/fは使用温
度範囲で０〜−70ppmの範囲に納まるようになる。
第１図（イ）と共通部分に同一符号を使用した第２図
（イ）において、圧電振動子21は、圧電体12の対向主面
にホトエッチング技術を利用した電極22と23を形成し、
電極22,23からリード端子22aまたは23aが導出されてな
る。
（イ）において、圧電振動子21は、圧電体12の対向主面
にホトエッチング技術を利用した電極22と23を形成し、
電極22,23からリード端子22aまたは23aが導出されてな
る。
圧電体12の全幅に形成した電極22は、その長さ方向の中
間部の２個所に圧電体12の幅方向に整列する複数個（図
は４個）の透孔24を形成したことにより、圧電体12の全
幅を覆う３個所の全幅部22bと、透孔24によって実電極
幅が狭くなる２個所の狭幅部22cとで構成される。
間部の２個所に圧電体12の幅方向に整列する複数個（図
は４個）の透孔24を形成したことにより、圧電体12の全
幅を覆う３個所の全幅部22bと、透孔24によって実電極
幅が狭くなる２個所の狭幅部22cとで構成される。
他方、圧電体12の下面に形成し図示されない電極23にも
透孔24に相当する透孔が設けられ、該透孔によって全幅
部22bおよび狭幅部22cに相当する全幅部と狭幅部とが電
極23に形成されるようになっている。
透孔24に相当する透孔が設けられ、該透孔によって全幅
部22bおよび狭幅部22cに相当する全幅部と狭幅部とが電
極23に形成されるようになっている。
このような圧電体21の発振周波数の変化率の温度特性
は、第１図（ロ）に示すように、縦軸を発振周波数の変
化率Δf/f（ppm）とし、横軸を温度Ｔ（℃）としたと
き、−10℃〜＋60℃の使用温度範囲で３つの極小点を形
成するようになり、使用温度範囲における周波数変化率
Δf/fは、50ppm程度の範囲に納まるようになる。
は、第１図（ロ）に示すように、縦軸を発振周波数の変
化率Δf/f（ppm）とし、横軸を温度Ｔ（℃）としたと
き、−10℃〜＋60℃の使用温度範囲で３つの極小点を形
成するようになり、使用温度範囲における周波数変化率
Δf/fは、50ppm程度の範囲に納まるようになる。
なお、本発明によって電極の一部に狭幅部を形成する
と、そのことで共振周波数が低下する。そのため、本発
明による電極がかかる変化を予め予測し、狭幅部の形成
前の共振周波数は所期値より適当に高い共振周波数とな
るように形成する。
と、そのことで共振周波数が低下する。そのため、本発
明による電極がかかる変化を予め予測し、狭幅部の形成
前の共振周波数は所期値より適当に高い共振周波数とな
るように形成する。
以上説明したように本発明によれば、圧電体12の対向主
面に形成した電極の長さ方向の中間部に、許容された使
用温度範囲で発振周波数の変化率の温度特性に複数の極
小点を形成せしめる狭幅部を設け、該温度範囲における
該変化率の幅は従来よりも狭めたことにより、圧電振動
子の温度特性は向上される。
面に形成した電極の長さ方向の中間部に、許容された使
用温度範囲で発振周波数の変化率の温度特性に複数の極
小点を形成せしめる狭幅部を設け、該温度範囲における
該変化率の幅は従来よりも狭めたことにより、圧電振動
子の温度特性は向上される。
第１図は本発明の一実施例による圧電素子とその温度特
性、 第２図は本発明の他の実施例による圧電素子とその温度
特性、 第３図は従来の圧電素子とその温度特性、 第４図は圧電体の結晶方位と温度特性、 を示す。 図中において、 11,21は圧電振動子、12は圧電体、13,14,22,23は電極、
13b,13c,22bは全幅部、13d,22cは狭幅部、15,16はトリ
ミング溝、24は透孔、 である。
性、 第２図は本発明の他の実施例による圧電素子とその温度
特性、 第３図は従来の圧電素子とその温度特性、 第４図は圧電体の結晶方位と温度特性、 を示す。 図中において、 11,21は圧電振動子、12は圧電体、13,14,22,23は電極、
13b,13c,22bは全幅部、13d,22cは狭幅部、15,16はトリ
ミング溝、24は透孔、 である。
Claims (1)
- 【請求項１】許容使用温度範囲で発振周波数の変化率の
温度特性に極小点のできる圧電体（12）の対向主面に形
成した電極（13,14,22,23）が、長さ方向の中間部に該
温度範囲で複数の極小点を形成せしめる狭幅部（13d,22
c）の設けてなることを特徴とする圧電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1773788A JPH0748627B2 (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1773788A JPH0748627B2 (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 圧電振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01192204A JPH01192204A (ja) | 1989-08-02 |
| JPH0748627B2 true JPH0748627B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=11952060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1773788A Expired - Lifetime JPH0748627B2 (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0748627B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0492824U (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-12 |
-
1988
- 1988-01-28 JP JP1773788A patent/JPH0748627B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01192204A (ja) | 1989-08-02 |
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