JPS5851448B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
- Publication number
- JPS5851448B2 JPS5851448B2 JP54018712A JP1871279A JPS5851448B2 JP S5851448 B2 JPS5851448 B2 JP S5851448B2 JP 54018712 A JP54018712 A JP 54018712A JP 1871279 A JP1871279 A JP 1871279A JP S5851448 B2 JPS5851448 B2 JP S5851448B2
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- JP
- Japan
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- surface acoustic
- acoustic wave
- wave device
- frequency
- internal stress
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- Expired
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Classifications
-
- 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
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02834—Means for compensation or elimination of undesirable effects of temperature influence
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は弾性表面波装置に係り、製作した弾性表面波装
置上に内部応力の小なる誘電体膜を着膜することにより
、質量付加効果及び層状構造による速度分散を利用し、
もって挿入損失や出力波形ずれの劣化を極力抑え得て中
心周波数を所望の値に正確に調整されてなる弾性表面波
装置を提供することを目的とする。
置上に内部応力の小なる誘電体膜を着膜することにより
、質量付加効果及び層状構造による速度分散を利用し、
もって挿入損失や出力波形ずれの劣化を極力抑え得て中
心周波数を所望の値に正確に調整されてなる弾性表面波
装置を提供することを目的とする。
第１図は一般的な弾性表面波装置の一例の概略斜視図を
示す。
示す。
同図中、１はニオブ酸リチウム（Ｌ ｔＮｂ０３ ）、
リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯｓ）あるいは二酸化
ケイ素（Ｓ ｉ ０２ ）等の単結晶か、ＰｚＴの如き
焼結体かＺｎＯ蒸着膜等の圧電材料よりなる圧電基板で
、この圧電基板１上に入力櫛形電極２及び出力櫛形電極
３が各々の櫛歯状電極部分と直交する方向上に対向配設
されている。
リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯｓ）あるいは二酸化
ケイ素（Ｓ ｉ ０２ ）等の単結晶か、ＰｚＴの如き
焼結体かＺｎＯ蒸着膜等の圧電材料よりなる圧電基板で
、この圧電基板１上に入力櫛形電極２及び出力櫛形電極
３が各々の櫛歯状電極部分と直交する方向上に対向配設
されている。
上記入力櫛形電極２及び出力櫛形電極３には一般にＡｕ
、ＡＡ等の蒸着膜が櫛歯状構造にエツチングして用いら
れる。
、ＡＡ等の蒸着膜が櫛歯状構造にエツチングして用いら
れる。
上記の構成になる弾性表面波装置において、人力信号源
４より交流電圧を入力櫛形電極２に印加すると、周知の
ように入力櫛形電極２の圧電基板１表面に機械的な歪波
である弾性表面波が発生し、櫛形電極２の櫛歯状電極部
分と直交する方向に弾性表面波が圧電基板１上を伝搬す
る。
４より交流電圧を入力櫛形電極２に印加すると、周知の
ように入力櫛形電極２の圧電基板１表面に機械的な歪波
である弾性表面波が発生し、櫛形電極２の櫛歯状電極部
分と直交する方向に弾性表面波が圧電基板１上を伝搬す
る。
この弾性表面波のうち出力櫛形電極３に到達したものは
、ここで電気信号ｌこ変換された後負荷抵抗５１こ供給
される。
、ここで電気信号ｌこ変換された後負荷抵抗５１こ供給
される。
上記の構成、動作の弾性表面波装置は、帯域フィルタ、
遅延素子、発振器、ゴーストキャンセラ等種々の用途に
供せられることは周知の通りであるが、その設計にあた
ってはその用途に応じて圧電材料の機械結合係数、音速
、誘電率、遅延時間、温度係数あるいは圧電基板１や櫛
形電極２及び３の厚さや構造等が総合的に勘案され、更
に櫛形電極２及び３のピッチ間隔や交差幅の重み付けが
行なわれる。
遅延素子、発振器、ゴーストキャンセラ等種々の用途に
供せられることは周知の通りであるが、その設計にあた
ってはその用途に応じて圧電材料の機械結合係数、音速
、誘電率、遅延時間、温度係数あるいは圧電基板１や櫛
形電極２及び３の厚さや構造等が総合的に勘案され、更
に櫛形電極２及び３のピッチ間隔や交差幅の重み付けが
行なわれる。
第２図は上記の弾性表面波装置を一例としてカラーテレ
ビジョン受像機のＰＩＦフィルタとして使用する場合の
周波数特性図を示す。
ビジョン受像機のＰＩＦフィルタとして使用する場合の
周波数特性図を示す。
同図中、ｆｏはＰＩＦフィルタとして使用する弾性表面
波装置の通過周波帯域の中心周波数で５７ ＭＨｚであ
り、このＰＩＦフィルタは搬送波周波数５８、７５ Ｍ
Ｈｚ、色副搬送波周波数５５．１７ＭＨｚの映像中間周
波信号をろ波し、また搬送波周波数５４、２５ ＭＨｚ
の音声中間周波信号をＦ波する帯域フィルタ特性を有す
る。
波装置の通過周波帯域の中心周波数で５７ ＭＨｚであ
り、このＰＩＦフィルタは搬送波周波数５８、７５ Ｍ
Ｈｚ、色副搬送波周波数５５．１７ＭＨｚの映像中間周
波信号をろ波し、また搬送波周波数５４、２５ ＭＨｚ
の音声中間周波信号をＦ波する帯域フィルタ特性を有す
る。
上記の場合、フィルタ特性に要求される精度は厳しく、
例えば第２図における中心周波数ｆ。
例えば第２図における中心周波数ｆ。
の許容差は±０．１係である。
周知のように中心周波数ｆｏは圧電基板１の弾性表面波
位相速度ｖ５及び櫛形電極３のピッチ間隔λを用いてｆ
。
位相速度ｖ５及び櫛形電極３のピッチ間隔λを用いてｆ
。
−Ｖｓ ／λで表わされる。
従って上記の精度を満足するためには、ＶＳ、λ共にこ
の精度の許容範囲に入ることが必要である。
の精度の許容範囲に入ることが必要である。
しかし、一般に材料の不均一性や電極ピッチ間の精度を
決めるエツチング精度の限界のために通常±０．１ ％
の許容範囲に入れることは困難である。
決めるエツチング精度の限界のために通常±０．１ ％
の許容範囲に入れることは困難である。
従って従来は所望のフィルタ特性を得るためには、歩留
りが悪くなることは避けられなかった。
りが悪くなることは避けられなかった。
また従来は中心周波数ｆ。
を所定の許容範囲内の値とするために、圧電基板１に単
結晶を用いた場合には、弾性表面波の伝搬方向を結晶面
内で電極方位を回転させることにより変化させたり、あ
るいはフッ化マグネシウム（Ｍｇ Ｆ２ ）などの誘電
体膜を着膜したりして周波数調整を行なっていた。
結晶を用いた場合には、弾性表面波の伝搬方向を結晶面
内で電極方位を回転させることにより変化させたり、あ
るいはフッ化マグネシウム（Ｍｇ Ｆ２ ）などの誘電
体膜を着膜したりして周波数調整を行なっていた。
しかるに、これらの周波数調整方法は、いずれも調整し
つる周波数の変動幅が狭く、また挿入損失が大となった
り波形ズレが大となる欠点があった。
つる周波数の変動幅が狭く、また挿入損失が大となった
り波形ズレが大となる欠点があった。
本発明は上記の欠点を除去したものであり、以下第３図
Ａ、Ｂ乃至第５図と共にその一実施例について説明する
。
Ａ、Ｂ乃至第５図と共にその一実施例について説明する
。
第３図Ａ、Ｂは本発明装置の作成過程の一実施例を説明
するための弾性表面波装置の縦断面図を示す。
するための弾性表面波装置の縦断面図を示す。
同図Ａ、Ｂ中、第１図と同一部分には同一符号を付し、
その説明を省略する。
その説明を省略する。
本発明ではまず第３図Ａに示す通過周波数帯域の中心周
波数が所望の周波数ｆ。
波数が所望の周波数ｆ。
より幾分高めに製作された弾性表面波装置上に、内部応
力が少なくともＭｇＦ２よりも小なる誘電体を真空蒸着
により着膜する。
力が少なくともＭｇＦ２よりも小なる誘電体を真空蒸着
により着膜する。
これにより弾性表面波装置の断面は第３図Ｂに示す如く
になる。
になる。
同図Ｂ中、６は内部応力が小なる誘電体により形成され
た誘電体膜である。
た誘電体膜である。
誘電体膜６を形成する誘電体としては、内部応力が２Ｘ
１０’（ｄｙｎ／ｃｍｉ ）であるＭｇＦ２よりも内部
応力が小なる誘電体、例えば内部応力が５ ｘ １０８
（ｄｙｎ ／ｃＩＡ）であるフッ化カルシウム（ＣａＦ
２）あるいはＣａ Ｆ２と同程度の内部応力をもつフッ
化バリウム（ＢａＦ２）などが用いられる。
１０’（ｄｙｎ／ｃｍｉ ）であるＭｇＦ２よりも内部
応力が小なる誘電体、例えば内部応力が５ ｘ １０８
（ｄｙｎ ／ｃＩＡ）であるフッ化カルシウム（ＣａＦ
２）あるいはＣａ Ｆ２と同程度の内部応力をもつフッ
化バリウム（ＢａＦ２）などが用いられる。
誘電体膜６の着膜前の第３図Ａに示す弾性表面波装置の
周波数特性は第４図に１点鎖線Ｉで示す如く中心周波数
が所望の中心周波数ｆ。
周波数特性は第４図に１点鎖線Ｉで示す如く中心周波数
が所望の中心周波数ｆ。
よりも高い。しかして、弾性表面波装置の周波数特性を
実動状態で測定しつつ誘電体膜６を着膜し、かつ、その
膜厚を徐々に大としていくと、弾性表面波装置の中心周
波数が略直線的に低下し、遂には中心周波数が所望の値
ｆ。
実動状態で測定しつつ誘電体膜６を着膜し、かつ、その
膜厚を徐々に大としていくと、弾性表面波装置の中心周
波数が略直線的に低下し、遂には中心周波数が所望の値
ｆ。
に一致する。この時点で誘電体膜６の膜厚を大にするた
めの真空蒸着動作を停止する。
めの真空蒸着動作を停止する。
これにより、第３図Ｂに示す如き本実施例になる弾性表
面波装置が作成され、その周波数特性は第４図に実線■
で示す如く中心周波数が所望の中心周波数ｆ。
面波装置が作成され、その周波数特性は第４図に実線■
で示す如く中心周波数が所望の中心周波数ｆ。
に一致し、所望の周波数特性に近似した周波数特性に正
確に調整されたものとなる。
確に調整されたものとなる。
このように誘電体を着膜することにより、圧電基板１に
及ぼす質量付加効果及び層状構造をもたせることによる
速度分散の両効果によると思われる前記弾性表面波の位
相速度Ｖ、の変化が実現され、周波数帯域の移動が行な
われるが、この場合、誘電体の内部応力の大小が周波数
変動幅や挿入損失に影響を及ぼす。
及ぼす質量付加効果及び層状構造をもたせることによる
速度分散の両効果によると思われる前記弾性表面波の位
相速度Ｖ、の変化が実現され、周波数帯域の移動が行な
われるが、この場合、誘電体の内部応力の大小が周波数
変動幅や挿入損失に影響を及ぼす。
以下このことについて第５図と共に説明する。
第５図は圧電基板１としてＺｎＯを使用したときの誘電
体膜６の膜厚に対する調整しつる周波数の変動幅と挿入
損失との関係を示す。
体膜６の膜厚に対する調整しつる周波数の変動幅と挿入
損失との関係を示す。
同図において、誘電体膜６の膜厚（単位穴）を犬にして
いくと誘電体としてＢ ａ Ｆ２を使用した場合も、Ｍ
ｇＦ２を使用した場合も周波数はある範囲内において実
線で示す如く略直線的に低下するが、ＭｇＦ２を使用し
た方がＢ ａ Ｆ、を使用した場合に比し同じ膜厚では
周波数の変動幅は大となる。
いくと誘電体としてＢ ａ Ｆ２を使用した場合も、Ｍ
ｇＦ２を使用した場合も周波数はある範囲内において実
線で示す如く略直線的に低下するが、ＭｇＦ２を使用し
た方がＢ ａ Ｆ、を使用した場合に比し同じ膜厚では
周波数の変動幅は大となる。
一方、誘電体膜６の膜厚と挿入損失との関係は同図に破
線で示す如くになり、ＭｇＦ２を使用した場合の弾性表
面波装置の挿入損失は１０００〜１５００人の膜厚で−
１ｄＢを越え、これよりも膜厚を更に大にすると挿入損
失は急激に更に劣化する。
線で示す如くになり、ＭｇＦ２を使用した場合の弾性表
面波装置の挿入損失は１０００〜１５００人の膜厚で−
１ｄＢを越え、これよりも膜厚を更に大にすると挿入損
失は急激に更に劣化する。
これに対し、本発明のようにＭｇＦ２よりも内部応力が
小なる誘電体ＢａＦ２あるいはＣａＦ２を使用した場合
には、挿入損失は一般に膜厚を犬にすると増大（劣化）
するが、第５図に示すように膜厚３０００人と大なる膜
厚であっても挿入損失の増大は極めて僅かであり−１ｄ
Ｂを越えることはない。
小なる誘電体ＢａＦ２あるいはＣａＦ２を使用した場合
には、挿入損失は一般に膜厚を犬にすると増大（劣化）
するが、第５図に示すように膜厚３０００人と大なる膜
厚であっても挿入損失の増大は極めて僅かであり−１ｄ
Ｂを越えることはない。
ここで、波形のずれなどを考慮すると挿入損失は一１ｄ
Ｂ程度までしか許容し得ない。
Ｂ程度までしか許容し得ない。
従って、従来のように内部応力の犬なるＭｇＦ２を誘電
体として用いた場合には、内部応力の犬なることによっ
て生ずるマイクロクラックの発生によって挿入損失が犬
となるので、第５図からもわかるように調整しうる周波
数の変動幅は中心周波数ｆ。
体として用いた場合には、内部応力の犬なることによっ
て生ずるマイクロクラックの発生によって挿入損失が犬
となるので、第５図からもわかるように調整しうる周波
数の変動幅は中心周波数ｆ。
が５７ＭＨｚのとき約−２００ｋＨｚ程度までと小であ
る。
る。
これに対して、本実施例のように内部応力の小なる誘電
体ＢａＦ２を使用した場合は、上記クラックの発生によ
る挿入損失の増大は殆どなく、第５図では図示を省略し
たが、調整しうる周波数の変動幅はｆ。
体ＢａＦ２を使用した場合は、上記クラックの発生によ
る挿入損失の増大は殆どなく、第５図では図示を省略し
たが、調整しうる周波数の変動幅はｆ。
が５７ＭＨｚのとき約−ＩＭＨｚ程度までと極めて広く
できる。
できる。
従って、本発明によれば、挿入損失や出力波形を殆ど劣
化させることなく、膜厚を調整することによって犬なる
周波数範囲に亘って周波数特性の調整を行なうことがで
きるから、はぼ１００％の歩留りを得ることができ、ま
た実動状態で実測しながら周波数調整ができる。
化させることなく、膜厚を調整することによって犬なる
周波数範囲に亘って周波数特性の調整を行なうことがで
きるから、はぼ１００％の歩留りを得ることができ、ま
た実動状態で実測しながら周波数調整ができる。
なお、ＢａＦ２．ＣａＦ２を各々主成分とする誘電体の
いずれかを使用することも可能である。
いずれかを使用することも可能である。
上述の如く、本発明になる弾性表面波装置は、圧電基板
上に入力櫛形電極と出力櫛形電極とが対向配設され、通
過周波数帯域の中心周波数が所望の周波数より若干具な
るよう製作されてなる弾性表面波装置上に、所望周波数
特性とするために少なくともフッ化マグネシウムより内
部応力の小なる誘電体（例えばフッ化バリウム、フッ化
カルシウム又はこれらのいずれかを主成分とするもの）
による膜を、その膜厚を調整しつつ形成着膜するよう構
成したため、誘電体の内部応力の点まで考慮されていな
い表面波装置に比して周波数特性のばらつきを装置製作
の最終段階で挿入損失の劣化や出力波形のずれを殆ど生
ぜしめることなく大なる周波数範囲に亘ってなくすこと
ができ、はぼｌｏｏ％の歩留りを得ることができ、弾性
表面波装置完成直前のパッケージ前に実動状態で実測し
ながら周波数調整ができるので、調整時間が短かく、ま
た正確な調整によって所望の周波数特性とされた弾性表
面波装置を得ることができ、更に上記誘電体による膜に
より櫛形電極などの弾性表面波装置の表面を保護するこ
ともできる等の数々の特長を有するものである。
上に入力櫛形電極と出力櫛形電極とが対向配設され、通
過周波数帯域の中心周波数が所望の周波数より若干具な
るよう製作されてなる弾性表面波装置上に、所望周波数
特性とするために少なくともフッ化マグネシウムより内
部応力の小なる誘電体（例えばフッ化バリウム、フッ化
カルシウム又はこれらのいずれかを主成分とするもの）
による膜を、その膜厚を調整しつつ形成着膜するよう構
成したため、誘電体の内部応力の点まで考慮されていな
い表面波装置に比して周波数特性のばらつきを装置製作
の最終段階で挿入損失の劣化や出力波形のずれを殆ど生
ぜしめることなく大なる周波数範囲に亘ってなくすこと
ができ、はぼｌｏｏ％の歩留りを得ることができ、弾性
表面波装置完成直前のパッケージ前に実動状態で実測し
ながら周波数調整ができるので、調整時間が短かく、ま
た正確な調整によって所望の周波数特性とされた弾性表
面波装置を得ることができ、更に上記誘電体による膜に
より櫛形電極などの弾性表面波装置の表面を保護するこ
ともできる等の数々の特長を有するものである。
第１図は一般的な弾性表面波装置の一例を示す概略斜視
図、第２図は弾性表面波装置の一例の周波数特性図、第
３図Ａ、Ｂは夫々本発明装置の作成過程の一実施例を説
明するための弾性表面波装置の縦断面図、第４図は誘電
体膜により周波数特性が変化することを示す図、第５図
は内部応力の犬なる誘電体と小なる誘電体による誘電体
膜の膜厚に対する周波数変動幅及び挿入損失を夫々対比
して示す特性図である。 １・・・・・・圧電基板、２・・・・・・入力櫛形電極
、３・・・・・・出力櫛形電極、６・・・・・・誘電体
膜。
図、第２図は弾性表面波装置の一例の周波数特性図、第
３図Ａ、Ｂは夫々本発明装置の作成過程の一実施例を説
明するための弾性表面波装置の縦断面図、第４図は誘電
体膜により周波数特性が変化することを示す図、第５図
は内部応力の犬なる誘電体と小なる誘電体による誘電体
膜の膜厚に対する周波数変動幅及び挿入損失を夫々対比
して示す特性図である。 １・・・・・・圧電基板、２・・・・・・入力櫛形電極
、３・・・・・・出力櫛形電極、６・・・・・・誘電体
膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧電基板上に人力櫛形電極と出力櫛形電極とが対向
配設され、通過周波数帯域の中心周波数が所望の周波数
より若干異なるよう製作されてなる弾性表面波装置上に
、少なくともフッ化マグネシウムより内部応力の小なる
誘電体による膜を、所望周波数特性が得られるようその
膜厚を調整しつつ形成着膜してなることを特徴とする弾
性表面波装置。 ２ 前記内部応力の小なる誘電体は、フッ化バリウム又
はこれを主成分とする誘電体としたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の弾性表面波装置。 ３ 前記内部応力の小なる誘電体は、フッ化カルシウム
又はこれを主成分とする誘電体としたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54018712A JPS5851448B2 (ja) | 1979-02-20 | 1979-02-20 | 弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54018712A JPS5851448B2 (ja) | 1979-02-20 | 1979-02-20 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55110418A JPS55110418A (en) | 1980-08-25 |
| JPS5851448B2 true JPS5851448B2 (ja) | 1983-11-16 |
Family
ID=11979257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54018712A Expired JPS5851448B2 (ja) | 1979-02-20 | 1979-02-20 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5851448B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5994910A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-31 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 周波数微細調整方法 |
| JPS59188221A (ja) * | 1983-04-08 | 1984-10-25 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 圧電デバイス共振周波数の経時変化防止方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5230361A (en) * | 1975-09-04 | 1977-03-08 | Murata Mfg Co Ltd | Frequency adjustment method for elastic surface wave transducer |
| JPS5543383Y2 (ja) * | 1975-06-24 | 1980-10-13 |
-
1979
- 1979-02-20 JP JP54018712A patent/JPS5851448B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55110418A (en) | 1980-08-25 |
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