JPH09162682A - Piezoelectric resonator - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the piezoelectric resonator whose Qm value is rescued without caring about migration at a low manufacture cost. SOLUTION: The piezoelectric resonator 1 is made up of a piezoelectric substrate 2 and vibration electrodes 3 to 5. The vibration electrodes 3 to 5 are made of conductors whose specific resistance is 3×10<-6> ohm-cm or over. A base metal itself or an alloy whose major component is a base metal hardly causing migration at a low cost is preferred for the conductor. Concretely the base metal such as Ni, Cu, Cr, Al, Fe, Sn, is a metal group except noble metals Au, Ag, Pt, Pd or the like and the base metal alloy is a Monel metal consisting of 70% of Ni and 30% of Cu.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電共振子、特に
フィルタ回路等を構成する際に使用される圧電共振子に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric resonator, and more particularly to a piezoelectric resonator used when constructing a filter circuit or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来より、圧電体基板の表面に振動電極
を設けた圧電共振子が知られている。そして、振動電極
の材料としては、一般に、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｕ等が
使用されている。2. Description of the Related Art A piezoelectric resonator having a vibrating electrode provided on the surface of a piezoelectric substrate has been conventionally known. As the material of the vibrating electrode, Ag, Ag-Pd, Au, etc. are generally used.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ａｇ，
Ａｇ−Ｐｄ，Ａｕ等の貴金属は高価であるため、製造コ
ストがアップするという問題があった。さらに、Ａｇの
場合は、マイグレーションの問題がある。また、フィル
タ回路の場合、圧電共振子のＱｍ（機械的品質係数）の
値が大きいと、リップルが発生したり、ＧＤＴ（群遅延
時間）が悪化する等の不具合が生じるため、他の物性を
変更しないでＱｍだけを小さくすることが要求されるこ
とがある。しかしながら、従来の圧電共振子は、振動電
極の材料として、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｕ等の固有抵抗
の低いものしか用いないため、Ｑｍ値の選択できる範囲
は狭く、上記要求に応じることができなかった。However, Ag,
Since noble metals such as Ag-Pd and Au are expensive, there is a problem that the manufacturing cost increases. Furthermore, in the case of Ag, there is a problem of migration. Further, in the case of a filter circuit, if the value of Qm (mechanical quality factor) of the piezoelectric resonator is large, problems such as ripples and deterioration of GDT (group delay time) occur, so other physical properties are It may be required to reduce only Qm without changing. However, the conventional piezoelectric resonator uses only materials having a low specific resistance such as Ag, Ag-Pd, and Au as the material of the vibrating electrode, so that the selectable range of the Qm value is narrow, and the above requirements can be met. There wasn't.

【０００４】そこで、本発明の目的は、マイグレーショ
ンの心配がなく、Ｑｍ値を任意に選択することができ、
しかも製造コストが安価な圧電共振子を提供することに
ある。Therefore, an object of the present invention is to eliminate the risk of migration and to select the Qm value arbitrarily.
Moreover, it is to provide a piezoelectric resonator which is inexpensive to manufacture.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明に係る圧電共振子は、圧電体基板とこの圧電
体基板の表面に設けた振動電極とを備え、前記振動電極
が３×１０^-6Ωｃｍ以上の固有抵抗を有する導電体から
なることを特徴とする。導電体は、卑金属単体又は卑金
属を主成分とした合金が好ましい。卑金属は、Ａｕ，Ａ
ｇ，Ｐｔ，Ｐｄ等の貴金属を除いた金属群、例えばＮ
ｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｓｎ等を意味す
る。To achieve the above object, a piezoelectric resonator according to the present invention comprises a piezoelectric substrate and a vibrating electrode provided on the surface of the piezoelectric substrate, and the vibrating electrode comprises 3 It is characterized by comprising a conductor having a specific resistance of × 10 ^-6 Ωcm or more. The conductor is preferably a base metal simple substance or an alloy containing a base metal as a main component. Base metals are Au, A
Metal group excluding noble metals such as g, Pt, Pd, eg N
i, Cu, Cr, Al, Ti, Fe, Sn, etc. are meant.

【０００６】[0006]

【作用】振動電極が３×１０^-6Ωｃｍ以上の比較的高い
固有抵抗を有する導電体からなるため、Ｑｍ値が小さく
なり、選択できるＱｍ値の範囲が従来より広くなる。ま
た、振動電極の膜厚が厚くなるにつれてＱｍ値が小さく
なるという性質を利用することにより、必要なＱｍ値が
容易に得られる。そして、振動電極の材料として安価な
卑金属単体又は卑金属を主成分とした合金を用いるた
め、圧電共振子の製造コストが安価になる。Since the vibrating electrode is made of a conductor having a relatively high specific resistance of 3 × 10 ⁻⁶ Ωcm or more, the Qm value becomes small and the selectable Qm value range becomes wider than in the past. Further, the required Qm value can be easily obtained by utilizing the property that the Qm value decreases as the film thickness of the vibrating electrode increases. Further, since the inexpensive base metal alone or the alloy containing the base metal as a main component is used as the material of the vibrating electrode, the manufacturing cost of the piezoelectric resonator becomes low.

【０００７】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る圧電共振子の
実施形態について添付図面を参照して説明する。 ［第１実施形態、図１〜図４］図１及び図２に示すよう
に、圧電共振子１は、圧電体基板２と、この圧電体基板
２の表裏面に設けた振動電極３，４，５とで構成されて
いる。圧電体基板２はＰＺＴ等のセラミックや水晶、Ｌ
ｉＴａＯ₃等の単結晶からなる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a piezoelectric resonator according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. [First Embodiment, FIGS. 1 to 4] As shown in FIGS. 1 and 2, a piezoelectric resonator 1 includes a piezoelectric substrate 2 and vibrating electrodes 3 and 4 provided on the front and back surfaces of the piezoelectric substrate 2. , 5 and. The piezoelectric substrate 2 is made of ceramic such as PZT, crystal, or L
It is composed of a single crystal such as iTaO ₃ .

【０００８】振動電極３，４は圧電体基板２の表面中央
部に対向して設けられている。振動電極３の引出し部３
ａは圧電体基板２の左側端部に延在し、振動電極４の引
出し部４ａは右側端部に延在している。振動電極５は圧
電体基板２の裏面中央部に設けられている。振動電極３
〜５は、固有抵抗が３×１０^-6Ωｃｍ以上の導電体から
なる。導電体は、安価でマイグレーションが生じにくい
卑金属単体又は卑金属を主成分とした合金が好ましい。
具体的には、卑金属はＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ等の貴金
属を除いた金属群、例えばＮｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔ
ｉ，Ｆｅ，Ｓｎ等である。合金は、Ｎｉが７０％、Ｃｕ
が３０％のモネル等である。モネルは耐食性に優れ、か
つ、導電性にも優れており、固有抵抗は約２０×１０^-6
Ωｃｍとなる。The vibrating electrodes 3 and 4 are provided facing the central portion of the surface of the piezoelectric substrate 2. Extraction part 3 of vibrating electrode 3
a extends to the left end of the piezoelectric substrate 2, and the lead-out portion 4a of the vibrating electrode 4 extends to the right end. The vibrating electrode 5 is provided at the center of the back surface of the piezoelectric substrate 2. Vibrating electrode 3
Nos. 5 to 5 are made of conductors having a specific resistance of 3 × 10 ⁻⁶ Ωcm or more. The conductor is preferably an inexpensive base metal or an alloy containing a base metal as a main component, which is inexpensive and does not easily cause migration.
Specifically, the base metal is a metal group excluding noble metals such as Au, Ag, Pt, and Pd, for example, Ni, Cu, Cr, Al, and T.
i, Fe, Sn, etc. The alloy is Ni 70%, Cu
Is 30% of Monel or the like. Monel has excellent corrosion resistance and conductivity, and has a specific resistance of about 20 × 10 ^-6.
Ωcm.

【０００９】また、振動電極３〜５は、物理気相法（以
下、ＰＶＤ法とする）により形成される。ＰＶＤ法採用
が好ましいのは、圧電共振子に与える熱ストレスが少な
いため、予め分極処理した圧電体基板上に振動電極を形
成することができ、製造工程を簡略化できるからであ
る。具体的には、導電体として単一金属を用いた場合は
真空蒸着法等の手段にて形成され、導電体として合金を
用いた場合はスパッタリング法等の手段にて形成され
る。The vibrating electrodes 3 to 5 are formed by a physical vapor phase method (hereinafter referred to as PVD method). The use of the PVD method is preferable because the thermal stress applied to the piezoelectric resonator is small, so that the vibrating electrode can be formed on the piezoelectric substrate that has been polarized in advance, and the manufacturing process can be simplified. Specifically, when a single metal is used as the conductor, it is formed by means such as a vacuum vapor deposition method, and when an alloy is used as the conductor, it is formed by means such as a sputtering method.

【００１０】そして、Ｑｍ値は振動電極３〜５の膜厚が
厚くなるにつれて小さくなる性質を有するため、振動電
極３〜５の厚みを調整して所望のＱｍ値を容易に設定す
ることができる。以上の構造からなる圧電共振子１はエ
ネルギー閉じ込め型の圧電共振子であり、厚みすべり振
動を主振動としている。次に、図３に示すように、この
圧電共振子１の振動電極３，４の引出し部３ａ，４ａに
金属端子６，７がそれぞれ半田付けされ、振動電極５に
金属端子８が半田付けされる。次に、振動電極３〜５及
びその近傍にワックスが塗布された後、絶縁性樹脂浴に
圧電共振子１をディッピングし、この絶縁性樹脂を硬化
して外装材９を形成すると共に、ワックスを融解させて
外装材に吸収させることにより振動電極３〜５及びその
近傍に振動空間を形成する。こうして、３端子の圧電フ
ィルタが得られる。図４は、この圧電フィルタの電気等
価回路図である。Since the Qm value has a property of becoming smaller as the film thickness of the vibrating electrodes 3 to 5 becomes thicker, the desired Qm value can be easily set by adjusting the thickness of the vibrating electrodes 3 to 5. . The piezoelectric resonator 1 having the above structure is an energy trap type piezoelectric resonator, and the thickness shear vibration is the main vibration. Next, as shown in FIG. 3, the metal terminals 6 and 7 are soldered to the lead-out portions 3a and 4a of the vibrating electrodes 3 and 4 of the piezoelectric resonator 1, and the metal terminal 8 is soldered to the vibrating electrode 5. It Next, after the wax is applied to the vibrating electrodes 3 to 5 and its vicinity, the piezoelectric resonator 1 is dipped in an insulating resin bath, and the insulating resin is cured to form the exterior material 9, and at the same time, the wax is applied. The vibration space is formed in the vibrating electrodes 3 to 5 and in the vicinity thereof by being melted and absorbed by the exterior material. In this way, a three-terminal piezoelectric filter is obtained. FIG. 4 is an electrical equivalent circuit diagram of this piezoelectric filter.

【００１１】以上のように、振動電極３〜５は、３×１
０^-6Ωｃｍ以上の比較的高い固有抵抗を有する導電体か
らなるので、Ｑｍ値を小さくすることができ、選択でき
るＱｍ値の範囲を従来より広くできる。この結果、リッ
プルやＧＤＴ改善のためにＱｍ値を小さくした圧電共振
子を製作することができる。As described above, the vibrating electrodes 3 to 5 are 3 × 1.
Since the conductor is made of a conductor having a relatively high specific resistance of 0 ^-6 Ωcm or more, the Qm value can be reduced, and the selectable range of the Qm value can be made wider than before. As a result, a piezoelectric resonator having a small Qm value can be manufactured to improve ripples and GDT.

【００１２】［第２実施形態、図５〜図７］図５に示す
ように、圧電共振子１１は、圧電体基板１２と、この圧
電体基板１２の表裏面に設けた振動電極１３，１４，１
５とで構成されている。振動電極１３は圧電体基板１２
の表面中央部に設けられ、振動電極１４は表面外周部に
設けられている。振動電極１５は圧電体基板１２の裏面
全面に設けられている。振動電極１３〜１５は、固有抵
抗が３×１０^-6Ωｃｍ以上の導電体からなる。導電体
は、安価でマイグレーションが生じにくい卑金属単体又
は卑金属を主成分とした合金が好ましい。[Second Embodiment, FIGS. 5 to 7] As shown in FIG. 5, a piezoelectric resonator 11 includes a piezoelectric substrate 12 and vibrating electrodes 13 and 14 provided on the front and back surfaces of the piezoelectric substrate 12. , 1
5 is comprised. The vibrating electrode 13 is the piezoelectric substrate 12
Is provided in the central portion of the surface, and the vibrating electrode 14 is provided in the outer peripheral portion of the surface. The vibrating electrode 15 is provided on the entire back surface of the piezoelectric substrate 12. The vibrating electrodes 13 to 15 are made of a conductor having a specific resistance of 3 × 10 ⁻⁶ Ωcm or more. The conductor is preferably an inexpensive base metal or an alloy containing a base metal as a main component, which is inexpensive and does not easily cause migration.

【００１３】以上の構造からなる圧電共振子１１は面積
振動を主振動としている。この圧電共振子１１は金属端
子１６，１７，１８にて挟持される。すなわち、金属端
子１６は先端部に設けた突起１６ａが弾性的に振動電極
１３に接点接触し、金属端子１７は二つの腕部１７ａに
それぞれ設けた突起１７ｂが弾性的に振動電極１４に接
点接触し、金属端子１８は上方に凸状に湾曲した電極部
１８ａに設けた突起１８ｂが振動電極１５に接点接触し
ている。The piezoelectric resonator 11 having the above structure has area vibration as a main vibration. This piezoelectric resonator 11 is sandwiched between metal terminals 16, 17, and 18. That is, in the metal terminal 16, the protrusion 16a provided at the tip end elastically contacts the vibrating electrode 13, and in the metal terminal 17, the protrusion 17b provided on each of the two arm portions 17a elastically contacts the vibrating electrode 14. In the metal terminal 18, the protrusion 18b provided on the electrode portion 18a which is curved upward in a convex shape is in contact with the vibrating electrode 15.

【００１４】次に、金属端子１６〜１８に挟持された状
態の圧電共振子１１は、図６に示すように、略箱形状の
ケース２０に収容された後、樹脂にて封止される。こう
して、３端子の圧電フィルタが得られる。図７はこの圧
電フィルタの電気等価回路図である。以上のように、振
動電極１３〜１５は、３×１０^-6Ωｃｍ以上の比較的高
い固有抵抗を有する導電体からなるので、Ｑｍ値を小さ
くすることができ、選択できるＱｍ値の範囲を従来より
広くできる。この結果、リップルやＧＤＴ改善のために
Ｑｍ値を小さくした圧電共振子を製作することができ
る。Next, as shown in FIG. 6, the piezoelectric resonator 11 sandwiched between the metal terminals 16 to 18 is housed in a substantially box-shaped case 20 and then sealed with resin. In this way, a three-terminal piezoelectric filter is obtained. FIG. 7 is an electrical equivalent circuit diagram of this piezoelectric filter. As described above, since the vibrating electrodes 13 to 15 are made of a conductor having a relatively high specific resistance of 3 × 10 ⁻⁶ Ωcm or more, the Qm value can be reduced, and the selectable range of the Qm value is conventionally. Can be wider. As a result, a piezoelectric resonator having a small Qm value can be manufactured to improve ripples and GDT.

【００１５】［他の実施形態］なお、本発明に係る圧電
共振子は前記実施形態に限定するものではなく、その要
旨の範囲内で種々に変更することができる。特に、圧電
共振子は３端子のものに限る必要はなく、ラダー型フィ
ルタに供される圧電共振子等であってもよい。[Other Embodiments] The piezoelectric resonator according to the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be variously modified within the scope of the gist thereof. In particular, the piezoelectric resonator is not limited to the one having three terminals, and may be a piezoelectric resonator used for a ladder type filter or the like.

【００１６】[0016]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、振動電極の材料として３×１０^-6Ωｃｍ以上の
固有抵抗を有する導電体を用いて振動電極の固有抵抗を
従来の振動電極と比較して高くしたので、Ｑｍ値を小さ
くすることができ、選択できるＱｍ値の範囲を従来より
広くできる。この結果、リップルやＧＤＴ改善のために
Ｑｍ値を小さくした圧電共振子を製作することができ
る。As is apparent from the above description, according to the present invention, a conductor having a specific resistance of 3 × 10 ⁻⁶ Ωcm or more is used as the material of the vibrating electrode to reduce the specific resistance of the conventional vibrating electrode. Since it is set higher than that of the vibrating electrode, the Qm value can be reduced, and the selectable range of the Qm value can be made wider than in the past. As a result, a piezoelectric resonator having a small Qm value can be manufactured to improve ripples and GDT.

【００１７】さらに、Ｑｍ値は振動電極の膜厚が厚くな
るにつれて小さくなる性質を有するため、振動電極の厚
みを調整して所望のＱｍ値を容易に設定することができ
る。また、導電体として、卑金属単体又は卑金属を主成
分とした合金を用いることにより、安価でマイグレーシ
ョンが生じにくく、また、耐食性に優れた材料の選定が
容易となり、製造コストが安価で信頼性の高い圧電共振
子が得られる。Further, since the Qm value has the property of becoming smaller as the film thickness of the vibrating electrode becomes thicker, the desired Qm value can be easily set by adjusting the thickness of the vibrating electrode. Further, by using a base metal alone or an alloy containing a base metal as a main component as the conductor, it is inexpensive and migration is unlikely to occur, and it is easy to select a material excellent in corrosion resistance, and the manufacturing cost is low and the reliability is high. A piezoelectric resonator is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係る圧電共振子の第１実施形態を示す
斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a piezoelectric resonator according to the present invention.

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.

【図３】図１に示した圧電共振子を用いた圧電フィルタ
を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing a piezoelectric filter using the piezoelectric resonator shown in FIG.

【図４】図３に示した圧電フィルタの電気等価回路図。FIG. 4 is an electrical equivalent circuit diagram of the piezoelectric filter shown in FIG.

【図５】本発明に係る圧電共振子の第２実施形態を示す
斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing a second embodiment of the piezoelectric resonator according to the present invention.

【図６】図５に示した圧電共振子を用いた圧電フィルタ
を示す斜視図。6 is a perspective view showing a piezoelectric filter using the piezoelectric resonator shown in FIG.

【図７】図６に示した圧電フィルタの電気等価回路図。7 is an electrical equivalent circuit diagram of the piezoelectric filter shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…圧電共振子 ２…圧電体基板 ３，４，５…振動電極 １１…圧電共振子 １２…圧電体基板 １３，１４，１５…振動電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric resonator 2 ... Piezoelectric substrate 3, 4, 5 ... Vibration electrode 11 ... Piezoelectric resonator 12 ... Piezoelectric substrate 13, 14, 15 ... Vibration electrode

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 圧電体基板とこの圧電体基板の表面に設
けた振動電極とを備え、前記振動電極が３×１０^-6Ωｃ
ｍ以上の固有抵抗を有する導電体からなることを特徴と
する圧電共振子。1. A piezoelectric substrate and a vibrating electrode provided on the surface of the piezoelectric substrate, wherein the vibrating electrode is 3 × 10 ⁻⁶ Ωc.
A piezoelectric resonator comprising a conductor having a specific resistance of m or more. 【請求項２】 前記導電体が卑金属単体または卑金属を
主成分とした合金であることを特徴とする請求項１記載
の圧電共振子。2. The piezoelectric resonator according to claim 1, wherein the conductor is a base metal simple substance or an alloy containing a base metal as a main component. 【請求項３】 前記卑金属は、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａ
ｌ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｓｎから少なくとも一つ選択されるも
のであることを特徴とする請求項１記載の圧電共振子。3. The base metal is Ni, Cu, Cr, A
The piezoelectric resonator according to claim 1, wherein at least one is selected from 1, Ti, Fe, and Sn.