JPS63206018A - 圧電共振子 - Google Patents
圧電共振子Info
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- JPS63206018A JPS63206018A JP3859187A JP3859187A JPS63206018A JP S63206018 A JPS63206018 A JP S63206018A JP 3859187 A JP3859187 A JP 3859187A JP 3859187 A JP3859187 A JP 3859187A JP S63206018 A JPS63206018 A JP S63206018A
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- Japan
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- piezoelectric
- electrodes
- piezoelectric resonator
- piezoelectric substrate
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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】
（ａｌ産業上の利用分野
この発明は、圧電基板の両主面に振動電極が形成された
、圧電共振子に関する。
、圧電共振子に関する。
（ｂｌ従来の技術
従来より、長方形板状の圧電基板の両主面に対して、各
々短辺から中央部にかけて電極を延在させ、圧電基板の
中央部で前記電極を互いに対向させたいわゆるエネルギ
閉じ込め型厚み滑り振動モードの圧電共振子が発振子や
フィルタなどに用いられている。第１図（Ａ）、 （
Ｂ）は上述の圧電共振子の構造を表す斜視図および正面
図である。
々短辺から中央部にかけて電極を延在させ、圧電基板の
中央部で前記電極を互いに対向させたいわゆるエネルギ
閉じ込め型厚み滑り振動モードの圧電共振子が発振子や
フィルタなどに用いられている。第１図（Ａ）、 （
Ｂ）は上述の圧電共振子の構造を表す斜視図および正面
図である。
羅において１は圧電セラミックからなる圧電基板、２，
３はそれぞれ電極を表している。従来、たとえば３．５
８ＭＨｚの圧電共振子の場合、同図に示すように圧電基
板の長辺をし、短辺をＷ、＊みをＬとし、さらに圧電基
板を挟んで二つの電極が対向する領域の圧！基板長手方
向の寸法をｌと表して、Ｌ＝６．１０＊＊、Ｗ＝１．０
ｗ１ｉ、ｔ＝０．３５龍、１＝２．１鰭に各部の寸法が
設定されていた。
３はそれぞれ電極を表している。従来、たとえば３．５
８ＭＨｚの圧電共振子の場合、同図に示すように圧電基
板の長辺をし、短辺をＷ、＊みをＬとし、さらに圧電基
板を挟んで二つの電極が対向する領域の圧！基板長手方
向の寸法をｌと表して、Ｌ＝６．１０＊＊、Ｗ＝１．０
ｗ１ｉ、ｔ＝０．３５龍、１＝２．１鰭に各部の寸法が
設定されていた。
（Ｃ）発明が解決しようとする問題点
一般に、圧電共振子の等価回路は第２図に示すような回
路で表される。ここで００は電極間容量、ＣＩ は等価
コンプライアンス、Ｌ、は等価質量、Ｒ１は摩擦抵抗に
相当する等価抵抗である。一般に圧電共振子を設計する
際、所定の特性を持たせるために圧電基板と電極の形状
や寸法が設計されるが、従来の圧電共振子は必ずしも等
価回路による理論値どおりの特性が得られていない。こ
れは実際の圧電共振子が理想的な厚み滑り振動が励振さ
れていないためであり、これによる影響を等価回路で表
せば、第２図において破線で示した高周波並列…大抵抗
Ｒｐが並列接続された回路として表される。したがって
、実際の反共振インピーダンスをＲａ、等価定数から算
出された反共振インピーダンスをＲａ ｌと表せば、Ｒ
ａ＝Ｒａ’／／Ｒｐ（Ｒａ’とＲｐの並列接続）の関係
にある前述の従来の圧電共振子の圧電基板および電極の
寸法による電気的性の測定値は次の通りであるＲ、（共
振抵抗）＝９Ω Ｒａ（反共振抵抗）＝８２にΩ ＣＩ＝４．４ｐＦ Ｃｏ−３４，７ｐＩ’ Ｌ＋ ＝０．４８ｍｌ Ｑｍ＝１０８７ ＲＰ（高周波並列損失抵抗） ＝１５０にΩ、ここでＱ
ｍは共振点での機械的Ｑであり、Ｑｍ＝２ｙｒｆ ｒＬ
、／Ｒ＋ Ｃｆ ｒ ：共振周波数）の関係で表され
る。
路で表される。ここで００は電極間容量、ＣＩ は等価
コンプライアンス、Ｌ、は等価質量、Ｒ１は摩擦抵抗に
相当する等価抵抗である。一般に圧電共振子を設計する
際、所定の特性を持たせるために圧電基板と電極の形状
や寸法が設計されるが、従来の圧電共振子は必ずしも等
価回路による理論値どおりの特性が得られていない。こ
れは実際の圧電共振子が理想的な厚み滑り振動が励振さ
れていないためであり、これによる影響を等価回路で表
せば、第２図において破線で示した高周波並列…大抵抗
Ｒｐが並列接続された回路として表される。したがって
、実際の反共振インピーダンスをＲａ、等価定数から算
出された反共振インピーダンスをＲａ ｌと表せば、Ｒ
ａ＝Ｒａ’／／Ｒｐ（Ｒａ’とＲｐの並列接続）の関係
にある前述の従来の圧電共振子の圧電基板および電極の
寸法による電気的性の測定値は次の通りであるＲ、（共
振抵抗）＝９Ω Ｒａ（反共振抵抗）＝８２にΩ ＣＩ＝４．４ｐＦ Ｃｏ−３４，７ｐＩ’ Ｌ＋ ＝０．４８ｍｌ Ｑｍ＝１０８７ ＲＰ（高周波並列損失抵抗） ＝１５０にΩ、ここでＱ
ｍは共振点での機械的Ｑであり、Ｑｍ＝２ｙｒｆ ｒＬ
、／Ｒ＋ Ｃｆ ｒ ：共振周波数）の関係で表され
る。
・以上のように等価定数から得られた反共振インピーダ
ンスＲａ’は１７３にΩであり、実測値とかなり相違し
、そのためにＲｐの値が低くなる。
ンスＲａ’は１７３にΩであり、実測値とかなり相違し
、そのためにＲｐの値が低くなる。
この発明の目的は、圧電基板と電極の寸法の条件を定め
て高周波並列損失抵抗Ｒｐの値を改善した圧電共振子を
提供することにある。
て高周波並列損失抵抗Ｒｐの値を改善した圧電共振子を
提供することにある。
（ｄ１問題点を解決するための手段
この発明の圧電共振子は、長方形板上圧電基板の両主面
に対して、各々短辺から中央部にかけて電極を延在させ
、圧電基板の中央部で前記電極を互いに対向させた圧電
共振子において、前記圧電共振子の短辺を０．８〜１．
４龍の範囲とし、前記電極が対向する領域の圧電基板長
手方向の寸法を前記圧電基板の厚みより５．５〜７．５
倍の範囲に設定したことを特徴としている。
に対して、各々短辺から中央部にかけて電極を延在させ
、圧電基板の中央部で前記電極を互いに対向させた圧電
共振子において、前記圧電共振子の短辺を０．８〜１．
４龍の範囲とし、前記電極が対向する領域の圧電基板長
手方向の寸法を前記圧電基板の厚みより５．５〜７．５
倍の範囲に設定したことを特徴としている。
（ｅ）作用
一般に、電極が互いに対向する領域の寸法を長くするこ
とにより、十分な厚み滑り振動を励振させることが可能
となり、高周波並列損失抵抗ＲｐＯ値を増大することが
出来るが、対向領域の寸法を余りに長くしすぎると、Ｓ
ｌ （対称モードの第一次スプリアスレスポンス）が
発生し、スプリアス特性が劣化する。この発明の圧電共
振子においては、圧電基板の厚みに応じて電極の対向領
域の寸法を定めたことにより、ＳＩモードが発生しない
範囲で対向領域の寸法が充分大きく設定される。これに
より十分な厚み滑り振動を励振させることができ、しか
もＳ１モードが発生しない。
とにより、十分な厚み滑り振動を励振させることが可能
となり、高周波並列損失抵抗ＲｐＯ値を増大することが
出来るが、対向領域の寸法を余りに長くしすぎると、Ｓ
ｌ （対称モードの第一次スプリアスレスポンス）が
発生し、スプリアス特性が劣化する。この発明の圧電共
振子においては、圧電基板の厚みに応じて電極の対向領
域の寸法を定めたことにより、ＳＩモードが発生しない
範囲で対向領域の寸法が充分大きく設定される。これに
より十分な厚み滑り振動を励振させることができ、しか
もＳ１モードが発生しない。
（ｆ）実施例
前述の従来の圧電共振子の各寸法を見直し、電極が対向
する領域の寸法ｉを大きくすることにより、高周波並列
損失抵抗Ｒｐ値が改善できることが分かった。
する領域の寸法ｉを大きくすることにより、高周波並列
損失抵抗Ｒｐ値が改善できることが分かった。
すなわち、第１図（Ａ）、 （Ｂ）に示す各部の寸法
を次のように定める。
を次のように定める。
Ｌ＝６． ７ （Ｉｎ、Ｗ＝１． ０ｍｍｔ ＝０
． ３５ｍｍ、 ｌ＝２． ５１この場合の圧電共振
子の電気的特性の測定値は次のようになる。
． ３５ｍｍ、 ｌ＝２． ５１この場合の圧電共振
子の電気的特性の測定値は次のようになる。
Ｒ１−７Ω
Ｒａ＝１４１にΩ
Ｃ＋ ＝ ５． ４ ｐ Ｆ
Ｃｏ−４０，７ｐＦ
Ｌ＋’＝０．３９ｍＨ
Ｑｒｎ＝１２４３
Ｒｐ＝１０００にΩ
となる。また、前記圧電基板と電極寸法の条件では、反
共振インピーダンスの理論値Ｒａ′は１６０にΩであり
、実測値とほぼ一致する値となり、高周波並列損失抵抗
Ｒｐ値が改善できる。このようにして実際の反共振イン
ピーダンスＲａの値を高くすることが出来る。
共振インピーダンスの理論値Ｒａ′は１６０にΩであり
、実測値とほぼ一致する値となり、高周波並列損失抵抗
Ｒｐ値が改善できる。このようにして実際の反共振イン
ピーダンスＲａの値を高くすることが出来る。
また、圧電共振子の共振周波数から反共振周波数間は誘
導性であり、その際の等価回路は第３図に示すように等
価抵抗Ｒｅとインダクタンス成分Ｌｅの直列接′ｔ１．
ｍ路で表され、したがって実効Ｑ＝ωＬ ｅ ／ Ｒｅ
として表されるが、前述のように高周波並列損失抵抗Ｒ
ｐＯ値を増大させたことにより、実効Ｑが向上する。
導性であり、その際の等価回路は第３図に示すように等
価抵抗Ｒｅとインダクタンス成分Ｌｅの直列接′ｔ１．
ｍ路で表され、したがって実効Ｑ＝ωＬ ｅ ／ Ｒｅ
として表されるが、前述のように高周波並列損失抵抗Ｒ
ｐＯ値を増大させたことにより、実効Ｑが向上する。
（ｇ）発明の効果
以上のようにこの発明によれば、実際の反共振インピー
ダンスの高い圧電共振子を製造することが可能となる。
ダンスの高い圧電共振子を製造することが可能となる。
また実効Ｑの高い圧電共振子を得ることが出来、低電圧
で作動する発振子を高い収率で製造することが可能とな
る。
で作動する発振子を高い収率で製造することが可能とな
る。
第１図（Ａ）、（Ｂ）は一般的なエネルギ閉じ込め型厚
み滑り振動モードの圧電共振子の構造を表す斜視図およ
び正面図、第２図および第３図は圧電共振子の等価回路
を表す図である。 １−圧電基板、 ２．３−電極。
み滑り振動モードの圧電共振子の構造を表す斜視図およ
び正面図、第２図および第３図は圧電共振子の等価回路
を表す図である。 １−圧電基板、 ２．３−電極。
Claims (1)
- （１）長方形板状圧電基板の両主面に対して、各々短辺
から中央部にかけて電極を延在させ、圧電基板の中央部
で前記電極を互いに対向させた圧電共振子において、 前記圧電共振子の短辺を０．８〜１．４ｍｍの範囲とし
、前記電極が対向する領域の圧電基板長手方向の寸法を
前記圧電基板の厚みより５．５〜７．５倍の範囲に設定
したことを特徴とする圧電共振子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3859187A JPS63206018A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 圧電共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3859187A JPS63206018A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 圧電共振子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63206018A true JPS63206018A (ja) | 1988-08-25 |
Family
ID=12529540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3859187A Pending JPS63206018A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 圧電共振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63206018A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02260909A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-23 | Kyocera Corp | 圧電振動子 |
| JPH03139909A (ja) * | 1989-10-25 | 1991-06-14 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子 |
| US5942836A (en) * | 1997-01-10 | 1999-08-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Energy-trapping thickness-shear resonator and electronic components using the same |
| WO2026063430A1 (ja) * | 2024-09-20 | 2026-03-26 | 株式会社村田製作所 | 超音波センサ |
| WO2026063429A1 (ja) * | 2024-09-20 | 2026-03-26 | 株式会社村田製作所 | 超音波センサ |
-
1987
- 1987-02-20 JP JP3859187A patent/JPS63206018A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02260909A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-23 | Kyocera Corp | 圧電振動子 |
| JPH03139909A (ja) * | 1989-10-25 | 1991-06-14 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子 |
| US5942836A (en) * | 1997-01-10 | 1999-08-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Energy-trapping thickness-shear resonator and electronic components using the same |
| DE19758033C2 (de) * | 1997-01-10 | 1999-10-14 | Murata Manufacturing Co | Piezoelektrischer Dickenscherungsresonator |
| WO2026063430A1 (ja) * | 2024-09-20 | 2026-03-26 | 株式会社村田製作所 | 超音波センサ |
| WO2026063429A1 (ja) * | 2024-09-20 | 2026-03-26 | 株式会社村田製作所 | 超音波センサ |
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