JPS61251308A - 圧電振動子 - Google Patents
圧電振動子Info
- Publication number
- JPS61251308A JPS61251308A JP9121885A JP9121885A JPS61251308A JP S61251308 A JPS61251308 A JP S61251308A JP 9121885 A JP9121885 A JP 9121885A JP 9121885 A JP9121885 A JP 9121885A JP S61251308 A JPS61251308 A JP S61251308A
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- JP
- Japan
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- diaphragm
- axis
- piezoelectric
- single crystal
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔目 次〕
一概要
・ 産業上の利用分野゛
φ 従来の技術
・ 発明が解決しようとする問題点
・ 問題点を解決するための手段
・作用
・ 実施例（第１図〜第４図）
−発明の効果
〔概要〕
リチウムテトラボレート（Ｌｉ ｚＢ４０ｒ’から成る
振動板（振動素子）の最適切断方位Ｃ結晶方位）を指定
して厚み縦モードの圧電振動子の共振周波数温度特性の
向上を可能とする。
振動板（振動素子）の最適切断方位Ｃ結晶方位）を指定
して厚み縦モードの圧電振動子の共振周波数温度特性の
向上を可能とする。
本発明はりチクムチトラボレー） （Ｌｉ２Ｂ４０．）
圧電単結晶を用いて形成した厚み縦モードの圧電振子Ｃ
ストリップ製）に関し、特に振動板（ストリップ状振動
素子）の切断方位（結晶方位）に関するものである。
圧電単結晶を用いて形成した厚み縦モードの圧電振子Ｃ
ストリップ製）に関し、特に振動板（ストリップ状振動
素子）の切断方位（結晶方位）に関するものである。
この種の圧電振動子は、一般に、圧電材料から薄板状の
素片を切シ取って振動板（振動素子）とし、この振動板
に適当な電極を配設して形成されるものが多い。この圧
電振動子は、交光電界を加えると、圧電効果によシ、こ
の電界の周波数と等しい周波数のひずみを振動板内に生
じ、電界の周波数が振動板の弾性振動の個有周波数に一
致し次場合に、この振動板が共振して強勢な振動を行な
うようになる。圧電振動子は上記のような性質を利用し
九もので、一般に振動損失が小さく、共振周波数が周囲
条件の変化に対して安定でｓｂ、広い周波数範囲にわた
って充分な再現性を有するものに製造することができる
という利点があるため、発振器やフィルタ用共振器に広
く用いられている。
素片を切シ取って振動板（振動素子）とし、この振動板
に適当な電極を配設して形成されるものが多い。この圧
電振動子は、交光電界を加えると、圧電効果によシ、こ
の電界の周波数と等しい周波数のひずみを振動板内に生
じ、電界の周波数が振動板の弾性振動の個有周波数に一
致し次場合に、この振動板が共振して強勢な振動を行な
うようになる。圧電振動子は上記のような性質を利用し
九もので、一般に振動損失が小さく、共振周波数が周囲
条件の変化に対して安定でｓｂ、広い周波数範囲にわた
って充分な再現性を有するものに製造することができる
という利点があるため、発振器やフィルタ用共振器に広
く用いられている。
従来の圧電振動子は、その振動板の圧電素材として、水
晶、ニオブ酸リチウム（ＬＩＮｂＯ，）、タンタル酸リ
チウム（リチウムタンタレート、ＬｉＴＪＬＯｍ ）な
どが多用されている０しかしながら、これらの圧電素材
は次のような問題を有している。
晶、ニオブ酸リチウム（ＬＩＮｂＯ，）、タンタル酸リ
チウム（リチウムタンタレート、ＬｉＴＪＬＯｍ ）な
どが多用されている０しかしながら、これらの圧電素材
は次のような問題を有している。
水晶は周波数ｉ！１度係数が小さいという利点を有する
が、電気−機械結合係数（約０．７％）が小さいという
問題があシ、振動子が大形化される。また、ニオブ酸リ
チウム（Ｌｉ？ＩＪｂＯ，）、タンタル酸り９、周囲温
度の変化に対して安定性に欠けるという問題がある。
が、電気−機械結合係数（約０．７％）が小さいという
問題があシ、振動子が大形化される。また、ニオブ酸リ
チウム（Ｌｉ？ＩＪｂＯ，）、タンタル酸り９、周囲温
度の変化に対して安定性に欠けるという問題がある。
そこで、近年、水晶よシも電気−機械結合係数（約２０
％）が大きく、かつニオブ酸リチウム、タンタル酸リチ
ウムよシも周波数温度係数が小さいＣ安定し之）特性を
有するリチウムテトラボレ＋ ） （Ｌ１２Ｂ４Ｏ，）
と呼ばれる圧電材料が開発されているｏしかし、この材
料から作成される厚み縦モードの振動板（振動素子）の
最適切断方位Ｃ結晶方位）が決定されていない。
％）が大きく、かつニオブ酸リチウム、タンタル酸リチ
ウムよシも周波数温度係数が小さいＣ安定し之）特性を
有するリチウムテトラボレ＋ ） （Ｌ１２Ｂ４Ｏ，）
と呼ばれる圧電材料が開発されているｏしかし、この材
料から作成される厚み縦モードの振動板（振動素子）の
最適切断方位Ｃ結晶方位）が決定されていない。
本発明は、このような点にかんがみて創作され次もので
、リチウムテトラボレー） （Ｌｉ２４０ｙ ）圧電単
結晶を用い、この単結晶の結晶異方性を利用し、振動板
の最適な切断方位を指定することくよシ、共振周波数温
度特性を向上し得る厚み縦モードの圧電振動子を提供す
ることを目的としているＯ 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するため、本発明においては、リチウ
ムテトラボレー） （Ｌｉ ！Ｂ４０．）圧電単結晶か
ら切断された振動板１’ １の主要平面１１ａ。
、リチウムテトラボレー） （Ｌｉ２４０ｙ ）圧電単
結晶を用い、この単結晶の結晶異方性を利用し、振動板
の最適な切断方位を指定することくよシ、共振周波数温
度特性を向上し得る厚み縦モードの圧電振動子を提供す
ることを目的としているＯ 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するため、本発明においては、リチウ
ムテトラボレー） （Ｌｉ ！Ｂ４０．）圧電単結晶か
ら切断された振動板１’ １の主要平面１１ａ。
１１ｂ上に一対の互に対向する電極１２ａ、１２ｂを設
は次厚み縦モードの圧電振動子１０において、前記振動
板１１は、リチウムテトラボレート圧電単結晶のＸ、Ｙ
、Ｚ結晶軸に関して、Ｙ板をＸ軸を回転中心としてＸ軸
回りに５０° ±Ｉ Ｏ’ 回転させ、 かつ、この回転角度を保つ友状態で２軸を回転中心とし
てｚ軸回フに３６００ 回転させた３６００全範囲にお
ける任意の同角度の切断方位で切断形成されたことを特
徴とするものである。
は次厚み縦モードの圧電振動子１０において、前記振動
板１１は、リチウムテトラボレート圧電単結晶のＸ、Ｙ
、Ｚ結晶軸に関して、Ｙ板をＸ軸を回転中心としてＸ軸
回りに５０° ±Ｉ Ｏ’ 回転させ、 かつ、この回転角度を保つ友状態で２軸を回転中心とし
てｚ軸回フに３６００ 回転させた３６００全範囲にお
ける任意の同角度の切断方位で切断形成されたことを特
徴とするものである。
そして、前記振動板１１はＹ板をＸ軸を回転中心として
Ｘ軸回りに５０° ±１０° 回転した切断方位で切断
形成されたもの、及びＸ板をＹ軸を回転中心としてＹ軸
回りに５０° ±１０° 回転し几切断方位で切断形成
されたものが好ましい。
Ｘ軸回りに５０° ±１０° 回転した切断方位で切断
形成されたもの、及びＸ板をＹ軸を回転中心としてＹ軸
回りに５０° ±１０° 回転し几切断方位で切断形成
されたものが好ましい。
リチウムテトラボレート（Ｌ１２Ｂ４Ｏ，）圧電単結晶
の結晶異方性を利用して振動板（１１）の切断方位を上
記の如くに指定することによシ、共振周波数−次温度係
数をほとんど零に設定することができる。
の結晶異方性を利用して振動板（１１）の切断方位を上
記の如くに指定することによシ、共振周波数−次温度係
数をほとんど零に設定することができる。
第１図から第４図は本発明実施例を説明するためのであ
る。
る。
第１図は本発明の実施例Ｃ厚み縦モードの圧電振動子）
１０の説明図であシ、第２図は圧電振動子１０の振動板
（振動素子）１１の切断方位指定説明図である。
１０の説明図であシ、第２図は圧電振動子１０の振動板
（振動素子）１１の切断方位指定説明図である。
本実施例１Ｏは、第１図に示すように、リチウムテトラ
ボレー） （ＬＩＪ４０ｔ）圧電単結晶から、後述する
ように最適切断方位で切断形成された振動板１１と、こ
の振動板１１の主要平面１１ ａ ＊１１ｂ上に設けら
れた一対の互に対向する駆動電極１２ａ、１２ｂとから
成る。
ボレー） （ＬＩＪ４０ｔ）圧電単結晶から、後述する
ように最適切断方位で切断形成された振動板１１と、こ
の振動板１１の主要平面１１ ａ ＊１１ｂ上に設けら
れた一対の互に対向する駆動電極１２ａ、１２ｂとから
成る。
次に第２図を参照して、振動１１の切断方位を説”Ａす
る。同図Ｋ１１ｎテ、Ｘ、Ｙ、ＺはＬｉ、Ｂ、０゜単結
晶の結晶軸を示し、１１は振動板を示し、θはＸ軸回シ
の回転角度（又はＹ軸回シの回転角度）、ψは２軸県シ
の回転角度を示す。とのθとψとによシ単結晶の切断方
位すべてを指定するととが可能である。さて、先ず（（
イ）図に示すように振動板の主平面１１ａがＹ軸に垂直
で、その直交する側辺が２軸とＸ軸にそれぞれ平行であ
るＹ板１１−１を想定する。次に、（ロ）図に示すよう
に％印図のＹ板１１−１をＸ軸を回転中心としてθなる
回転角度だけ回転した回転Ｙ［１１−２を想定する。本
発明ではこのθをθ＝５０ｏ±１００に指定している。
る。同図Ｋ１１ｎテ、Ｘ、Ｙ、ＺはＬｉ、Ｂ、０゜単結
晶の結晶軸を示し、１１は振動板を示し、θはＸ軸回シ
の回転角度（又はＹ軸回シの回転角度）、ψは２軸県シ
の回転角度を示す。とのθとψとによシ単結晶の切断方
位すべてを指定するととが可能である。さて、先ず（（
イ）図に示すように振動板の主平面１１ａがＹ軸に垂直
で、その直交する側辺が２軸とＸ軸にそれぞれ平行であ
るＹ板１１−１を想定する。次に、（ロ）図に示すよう
に％印図のＹ板１１−１をＸ軸を回転中心としてθなる
回転角度だけ回転した回転Ｙ［１１−２を想定する。本
発明ではこのθをθ＝５０ｏ±１００に指定している。
次Ｋ（ハ）図に示すように、←）図の回転Ｙ板１１−２
を２軸を回転中心としてψなる回転角度だけ回転した切
断方位を有するものが本実施例の振動板１１である。本
発明ではこのψを００ から３６０゜変化させた全範囲
における任意の回転角度に指定している。従りて、振動
板１１はψ＝Ｏ’、１８０゜の２点で回転Ｙ板となシ、
ψ＝９００，２７０’ の２点で回転Ｘ板となる。
を２軸を回転中心としてψなる回転角度だけ回転した切
断方位を有するものが本実施例の振動板１１である。本
発明ではこのψを００ から３６０゜変化させた全範囲
における任意の回転角度に指定している。従りて、振動
板１１はψ＝Ｏ’、１８０゜の２点で回転Ｙ板となシ、
ψ＝９００，２７０’ の２点で回転Ｘ板となる。
次に、振動板１．１の切断方位（θ、ψ）をこのように
指定した理由を第３，４図を参照して説明する。第３図
はＬｉ、Ｂ４Ｏ，（厚み縦モード）の共振周波数−次は
度係数の計算値を示す図であシ、全結晶方位におけるＯ
ｐｐｍ ／ ℃、 ２０ ｐｐｍ／ｌ、−・−・の温
度係数を等高線で示している。また、第４図はＬｉ、Ｂ
４０ｙ（厚み縦モード）の反共振周波数−次温度係数の
計算値を示す図であシ、第３図と同様に全結晶方位に訃
ける−２０ｐｐｍ／Ｃ，−４０ｐｐｍ／Ｃ，−の温度係
数を等高線で示している。これらの図にＹ−２軸上（ψ
＝ ００） Ｋおける零温度係数を与える結晶方位はθ
＝ ４２．６’ となシ、ま友、０＝４７８ψ＝３０
０ の方位においても温度係数が０となる。第４図にお
いて、例えば、Ｙ−Ｚ軸上（９＞＝ＯＱ）の６ ＝ ５
７’ ニオｌ／Ｆテ、ｌ１ｆｆｉ係数力−２０ｐｐｍ／
Ｃとなる。このように、θを５００±１００の範囲で、
かつψをＯｏから３６００の全範囲における任意の方位
を適宜に指定して切断することによシ、零温度係数の振
動板（１１）を形成することができる。そして、本実施
例は、エネルギー閉じ込め匿となるため、エネルギーの
閉じ込め量によシ温度特性を制御することが可能である
。第４図に示すように１反共振周波数−次温度係数は全
方位にわたって負の値をとる。そして、共振周波数−次
温度係数の値が正で、その絶体値が反共振周波数−次温
度係数の絶対値よシも小さければエネルギー閉じ込め量
の制御によシ零温度係数の圧電振動子を実現することが
可能である。
指定した理由を第３，４図を参照して説明する。第３図
はＬｉ、Ｂ４Ｏ，（厚み縦モード）の共振周波数−次は
度係数の計算値を示す図であシ、全結晶方位におけるＯ
ｐｐｍ ／ ℃、 ２０ ｐｐｍ／ｌ、−・−・の温
度係数を等高線で示している。また、第４図はＬｉ、Ｂ
４０ｙ（厚み縦モード）の反共振周波数−次温度係数の
計算値を示す図であシ、第３図と同様に全結晶方位に訃
ける−２０ｐｐｍ／Ｃ，−４０ｐｐｍ／Ｃ，−の温度係
数を等高線で示している。これらの図にＹ−２軸上（ψ
＝ ００） Ｋおける零温度係数を与える結晶方位はθ
＝ ４２．６’ となシ、ま友、０＝４７８ψ＝３０
０ の方位においても温度係数が０となる。第４図にお
いて、例えば、Ｙ−Ｚ軸上（９＞＝ＯＱ）の６ ＝ ５
７’ ニオｌ／Ｆテ、ｌ１ｆｆｉ係数力−２０ｐｐｍ／
Ｃとなる。このように、θを５００±１００の範囲で、
かつψをＯｏから３６００の全範囲における任意の方位
を適宜に指定して切断することによシ、零温度係数の振
動板（１１）を形成することができる。そして、本実施
例は、エネルギー閉じ込め匿となるため、エネルギーの
閉じ込め量によシ温度特性を制御することが可能である
。第４図に示すように１反共振周波数−次温度係数は全
方位にわたって負の値をとる。そして、共振周波数−次
温度係数の値が正で、その絶体値が反共振周波数−次温
度係数の絶対値よシも小さければエネルギー閉じ込め量
の制御によシ零温度係数の圧電振動子を実現することが
可能である。
〔発明の効果〕 。
以上説明し次ように、本発明によれば、ＬｉｚＢａＯｙ
圧電単結晶の撮動板（振動素子）の切断方位（結晶方位
）を上述の如くに指定することによシ、共振周波数温度
特性の向上、及び小形比が可能であるという著しい効果
が得られる。
圧電単結晶の撮動板（振動素子）の切断方位（結晶方位
）を上述の如くに指定することによシ、共振周波数温度
特性の向上、及び小形比が可能であるという著しい効果
が得られる。
第１図は本発明実施例を説明する九めの図、第２図は第
１図の振動板（１１）の切断方位（結晶方位１指定説明
図、 第３図はＬｌ 、Ｂ４Ｏ，（厚み縦モード）の共振周波
数−次温度係数（計算値）を示す線図、第４図はＬ１２
Ｂ４Ｏ，（厚み縦モード）の反共振周波数−次瓢度係数
（計算値）を示す線図である０第１図から第４図におい
て、 １０は本発明のリチウムテトラポレート（Ｌｉ□Ｂ、Ｏ
，）圧電振動子、 １１は振動板（ストリップ状振動素子）、１１−ＩＦｉ
Ｙ板、 １２−２は回転Ｙ板、 １１ａ、１１ｂは主要平面、 １２ａ、１２ｂは駆動電極（電極）、 θはＸ軸回りの回転角度（切断方位）、ψはｚ軸回シの
回転角度（切断方位）、をそれぞれ示す。
１図の振動板（１１）の切断方位（結晶方位１指定説明
図、 第３図はＬｌ 、Ｂ４Ｏ，（厚み縦モード）の共振周波
数−次温度係数（計算値）を示す線図、第４図はＬ１２
Ｂ４Ｏ，（厚み縦モード）の反共振周波数−次瓢度係数
（計算値）を示す線図である０第１図から第４図におい
て、 １０は本発明のリチウムテトラポレート（Ｌｉ□Ｂ、Ｏ
，）圧電振動子、 １１は振動板（ストリップ状振動素子）、１１−ＩＦｉ
Ｙ板、 １２−２は回転Ｙ板、 １１ａ、１１ｂは主要平面、 １２ａ、１２ｂは駆動電極（電極）、 θはＸ軸回りの回転角度（切断方位）、ψはｚ軸回シの
回転角度（切断方位）、をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、リチウムテトラボレート（Ｌｉ＿２Ｂ＿４Ｏ＿７）
圧電単結晶から切断された振動板（１１）の主要平面（
１１ａ、１１ｂ）上に一対の互に対向する電極１２ａ、
１２ｂを設けた厚み縦モードの圧電振動子（１０）にお
いて、 前記振動板（１１）は、リチウムテトラボレート圧電単
結晶のＸ、Ｙ、Ｚ結晶軸に関して、Ｙ板をＸ軸を回転中
心としてＸ軸回Ｄに５０°±１０°回転させ、 かつ、この回転角度を保った状態でＺ軸を回転中心とし
てＺ軸回りに３６０°回転させた３６０°全範囲におけ
る任意の回転角度の切断方位で切断形成されたことを特
徴とする圧電振動子。 ２、前記振動板（１１）はＹ板をＸ軸を回転中心として
Ｘ軸回りに５０°±１０°回転した切断方位で形成され
たものである特許請求の範囲第１項に記載の圧電振動子
。 ３、前記振動板（１１）はＸ板をＹ軸を回転中心として
Ｙ軸回りに５０°±１０°回転した切断方位で切断形成
されたものである特許請求の範囲第１項に記載の圧電振
動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9121885A JPS61251308A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9121885A JPS61251308A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 圧電振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61251308A true JPS61251308A (ja) | 1986-11-08 |
Family
ID=14020279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9121885A Pending JPS61251308A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61251308A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0260221A (ja) * | 1988-08-26 | 1990-02-28 | Fujitsu Ltd | 圧電振動子 |
| JP2001237670A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-08-31 | Kinseki Ltd | 圧電振動子 |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP9121885A patent/JPS61251308A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0260221A (ja) * | 1988-08-26 | 1990-02-28 | Fujitsu Ltd | 圧電振動子 |
| JP2001237670A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-08-31 | Kinseki Ltd | 圧電振動子 |
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