JPS58190115A - 圧電振動子 - Google Patents
圧電振動子Info
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- JPS58190115A JPS58190115A JP7245082A JP7245082A JPS58190115A JP S58190115 A JPS58190115 A JP S58190115A JP 7245082 A JP7245082 A JP 7245082A JP 7245082 A JP7245082 A JP 7245082A JP S58190115 A JPS58190115 A JP S58190115A
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910012463 LiTaO3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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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 devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/177—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator of the energy-trap type
-
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- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02015—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
- H03H9/02031—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles consisting of ceramic
-
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02157—Dimensional parameters, e.g. ratio between two dimension parameters, length, width or thickness
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- Physics & Mathematics (AREA)
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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】
(ロ))発明の技術分野
本発明はL i T a OmのX板を用いた尚結合の
圧電振動子に関する。
圧電振動子に関する。
伽)技術の背景
水晶やL i T a Os等の圧電体に適当な電極を
形成し1竃&に交流電界を印加すると、圧電体は印加電
界と等しい周波数の応力を生じ、かつ、印加電昇の周波
数が圧電体の同有振動数に一致すると共振して強勢な振
動が得られる。そして、このような振動子は小型制性能
であるため、通信装置等の発振回路やフィルタとして広
く使用されている。
形成し1竃&に交流電界を印加すると、圧電体は印加電
界と等しい周波数の応力を生じ、かつ、印加電昇の周波
数が圧電体の同有振動数に一致すると共振して強勢な振
動が得られる。そして、このような振動子は小型制性能
であるため、通信装置等の発振回路やフィルタとして広
く使用されている。
(c) 従来技術と問題点
第1図に圧電物質としてLiTa0.の単結晶をハ]い
た圧電ストリップ型厚みすべり振動子を説明するための
図でおり、イは平面図、口は斜視図、ハは振動の大きさ
を説明する図を示したものである。なお、図中の符号1
はLiTa0.の*結晶X板より切り出された振動系子
、2及び2′は振動系子1の対向主面それぞれに均量形
成させた電極、X、Y、Zu1mn軸、x、y’ 、z
’ uimx子の軸、L、W、Hはそれぞれ振動素子1
の主面長手方向長さ、主(8)輪、厚さを示す091図
において、振動素子IFi結晶結晶X型直な面をもつX
板より矩形断面をもつ短冊状に切シ出され、Y′軸及び
2′軸はY軸及び2輪に対してそれぞれ置時計方向へ5
0°±2°の角度になっておシ、X1iIIKWL角な
素子主面の幅全体に対向電極2及び2′がパターン形成
されている。そして電&2及び2′に交流電界全印加す
れば素子1は口図に示す矢印方向へ厚みすべ)振動を生
じ、その大きさにハ図に示す如く中央部で最−大きく両
端に行く#含ど小さくなる。
た圧電ストリップ型厚みすべり振動子を説明するための
図でおり、イは平面図、口は斜視図、ハは振動の大きさ
を説明する図を示したものである。なお、図中の符号1
はLiTa0.の*結晶X板より切り出された振動系子
、2及び2′は振動系子1の対向主面それぞれに均量形
成させた電極、X、Y、Zu1mn軸、x、y’ 、z
’ uimx子の軸、L、W、Hはそれぞれ振動素子1
の主面長手方向長さ、主(8)輪、厚さを示す091図
において、振動素子IFi結晶結晶X型直な面をもつX
板より矩形断面をもつ短冊状に切シ出され、Y′軸及び
2′軸はY軸及び2輪に対してそれぞれ置時計方向へ5
0°±2°の角度になっておシ、X1iIIKWL角な
素子主面の幅全体に対向電極2及び2′がパターン形成
されている。そして電&2及び2′に交流電界全印加す
れば素子1は口図に示す矢印方向へ厚みすべ)振動を生
じ、その大きさにハ図に示す如く中央部で最−大きく両
端に行く#含ど小さくなる。
この上うな振動素子IFi長手方向(長さL)が結晶の
Y軸に対する角度を一50°±2° と規定することに
よりスプリアスの少ないものとなシ高品質の性能が得ら
れるといっ九効果を有すゐ。しかし、素子lの長さり2
幅W、厚さHe自由違択したとき、周波数特性にスゲリ
アスが生じたり、機械的品質係数Qの低下がみられて間
組視されていた0 (d) 発明の目的 本発明の目的は、上F従来の問題点に−みスプある。
Y軸に対する角度を一50°±2° と規定することに
よりスプリアスの少ないものとなシ高品質の性能が得ら
れるといっ九効果を有すゐ。しかし、素子lの長さり2
幅W、厚さHe自由違択したとき、周波数特性にスゲリ
アスが生じたり、機械的品質係数Qの低下がみられて間
組視されていた0 (d) 発明の目的 本発明の目的は、上F従来の問題点に−みスプある。
(@)発明の構成
土gc目的は、LiTa01単結晶のX板を用い断面が
矩形で結晶のX面内でY軸から時計方向に50°±2°
の方向を長手方向とした短冊状体を振#Ib素子とし、
該振動素子の結晶X面に平行な対向主面に七tLそれ全
一にわたる電極が形成され厚みすべり伽動奮行なう圧電
ス) IJッグ型型動動子おいて、振動素子は長手方向
の主面長さをり、鶴長士方向に−用力向の主rj11−
會W、X軸方向の厚さをHとしたときL/Hを14以上
にしたことを特徴とする圧1振動子によp構成される。
矩形で結晶のX面内でY軸から時計方向に50°±2°
の方向を長手方向とした短冊状体を振#Ib素子とし、
該振動素子の結晶X面に平行な対向主面に七tLそれ全
一にわたる電極が形成され厚みすべり伽動奮行なう圧電
ス) IJッグ型型動動子おいて、振動素子は長手方向
の主面長さをり、鶴長士方向に−用力向の主rj11−
會W、X軸方向の厚さをHとしたときL/Hを14以上
にしたことを特徴とする圧1振動子によp構成される。
(f) 発明の夾厖例
以下、本冗切に係わる圧1[据動子の特性図等を用いて
本発明を説明する。
本発明を説明する。
第2図は第1図に示した如きL i T a Os振動
素子の長手方向主面長さLと厚さHとの比L/Hを汲え
たとき、“実験iCよジ求めた機体的品質係数Qの値を
ポした図である。
素子の長手方向主面長さLと厚さHとの比L/Hを汲え
たとき、“実験iCよジ求めた機体的品質係数Qの値を
ポした図である。
第2図において、横軸KL/H會とp1縦軸にはQをと
り、曲@AtfL/HとQとの関係を示したものであり
、L/H>14の範囲でQは一足であるが、L/H<1
4でaQが急激に低下している。従って、L/H>14
としたと龜一定12)QIFが確保されることになる。
り、曲@AtfL/HとQとの関係を示したものであり
、L/H>14の範囲でQは一足であるが、L/H<1
4でaQが急激に低下している。従って、L/H>14
としたと龜一定12)QIFが確保されることになる。
第3図は第1図に示した如きLITaO,振動素子の振
動モードを説明する九めの斜視図、絽4図は該素子の周
波数特性例を示す図、菖5図は前記素子のアドミタンス
特性例を示す図である。
動モードを説明する九めの斜視図、絽4図は該素子の周
波数特性例を示す図、菖5図は前記素子のアドミタンス
特性例を示す図である。
wJa図において、伽動素子IF!電&2及び図示され
ない電極(2’IP定の電界を付加して、主振動である
厚みすべり振動モードMが発生するとともに、素子特性
に急動lWを及ぼす幅すベシ振動モードmが発生し、素
子lの主面輪Wで決定される振動モードmの周波数は−
Wが増すにつれて低周波側へ移動するようになる。
ない電極(2’IP定の電界を付加して、主振動である
厚みすべり振動モードMが発生するとともに、素子特性
に急動lWを及ぼす幅すベシ振動モードmが発生し、素
子lの主面輪Wで決定される振動モードmの周波数は−
Wが増すにつれて低周波側へ移動するようになる。
第4図において、横軸に周献数f (MHz )t−と
り、縦軸には応答レベル(dB) tとシ、曲@BFi
振に2]木子の周波数特性例を示したものである0そし
て、曲#BのピークP+Fi厚みすべり振動モードMの
共握応答レベルを示し、ビークPtは幅すべり振動モー
ド謂が振動モードMK重なって発生したスプリアスであ
り、骸スプリアスが共振点ビークP、VC近いとi動子
の特性に急動wを及ぼすことになる。
り、縦軸には応答レベル(dB) tとシ、曲@BFi
振に2]木子の周波数特性例を示したものである0そし
て、曲#BのピークP+Fi厚みすべり振動モードMの
共握応答レベルを示し、ビークPtは幅すべり振動モー
ド謂が振動モードMK重なって発生したスプリアスであ
り、骸スプリアスが共振点ビークP、VC近いとi動子
の特性に急動wを及ぼすことになる。
第5図において、横軸にM11波数fをとり、縦軸に7
ドミタンスをとり、曲4)IIcは振動素子のアドミタ
ンス特性例を示したものであり、横軸の点f。
ドミタンスをとり、曲4)IIcは振動素子のアドミタ
ンス特性例を示したものであり、横軸の点f。
に共振坂扱数の慎重を、点f、は***振周波数の慎重を
乃くす。そして、かかる曲線Cを有する振動子にあって
frの近傍に前述したスゲリアスがおると、その発振J
i!d′tBl数は非常に不安定となるため、スプリア
ス倉frから十分に遠ざける設計的8III。
乃くす。そして、かかる曲線Cを有する振動子にあって
frの近傍に前述したスゲリアスがおると、その発振J
i!d′tBl数は非常に不安定となるため、スプリア
ス倉frから十分に遠ざける設計的8III。
が必資になる。
第6図は振動素子の主叩幅Wと厚さHとの比W/1−1
41’えたとき、′*1ftによ9輪すべり振動による
スフ′リアスの兇生する周波数定数kf −Hをモード
別に示した図である。
41’えたとき、′*1ftによ9輪すべり振動による
スフ′リアスの兇生する周波数定数kf −Hをモード
別に示した図である。
第61において、横軸にW/Hをとり、縦軸にflfψ
H(Hz−”@ ) t トり、−L 三次、 三次の
幅すべり振動モード別にスプリアス発生点を結んだ曲線
り、 E、 Fを示したものである。そして、−2 共振陶波数のf@Hレベル(約1950HzlOt点4
1i1frで示し、***振周波数0f−Hレベル(約2
170Hz・fn)k1点鎖線fあて示し、スプリアス
が発生すると急動ll1Ifr受けゐ通常の下限f・H
レベル(約1700Hz・m)t2点鎖IIIfbで示
したとき、スゲリアスが発生しないW/Hの領域は、曲
−りと2点釦l11fbの交点でW/Hか約1.35及
び曲&Eと1点鎖縁f1の交点でW/Hが約3にて挾ま
れる第1a領域G1、並びに曲IMEと2点ml!fb
の交点でW/Hが約3.8及び曲線Fと1点鎖線f1N
の交点でW/)(が約5にて挾まれる第2の領域G!に
なる。
H(Hz−”@ ) t トり、−L 三次、 三次の
幅すべり振動モード別にスプリアス発生点を結んだ曲線
り、 E、 Fを示したものである。そして、−2 共振陶波数のf@Hレベル(約1950HzlOt点4
1i1frで示し、***振周波数0f−Hレベル(約2
170Hz・fn)k1点鎖線fあて示し、スプリアス
が発生すると急動ll1Ifr受けゐ通常の下限f・H
レベル(約1700Hz・m)t2点鎖IIIfbで示
したとき、スゲリアスが発生しないW/Hの領域は、曲
−りと2点釦l11fbの交点でW/Hか約1.35及
び曲&Eと1点鎖縁f1の交点でW/Hが約3にて挾ま
れる第1a領域G1、並びに曲IMEと2点ml!fb
の交点でW/Hが約3.8及び曲線Fと1点鎖線f1N
の交点でW/)(が約5にて挾まれる第2の領域G!に
なる。
(g) 発明の効果
以上り兄明した如く、本馬案の圧電振動子は素子主面の
長手方向長さと素子厚さとの比t−規定し、さらには素
子王佃暢と素子厚さとの比を規定することにより、スプ
リアスが少なく高品質であり、信頼性の優れた振動子が
得られた効果は大きい。
長手方向長さと素子厚さとの比t−規定し、さらには素
子王佃暢と素子厚さとの比を規定することにより、スプ
リアスが少なく高品質であり、信頼性の優れた振動子が
得られた効果は大きい。
第1図は圧電ストリップm#みすベシ振動子を説明すb
ための図、第2図は第1図に示した如自L i T I
L t O*振動素子の主面長さと厚との比L/Hを変
えたときの機械的品質係数Q特性を示した図、第3図は
前記振動素子の振動モードを説明するための図、第4図
は紬記振wJ素子の周波数特性例を示す図、wJs図は
前記振動素子のアドミタンス特性例を示す図、第6図は
前記振動素子の主面幅Wと厚さHとの比W/Ht&えた
ときのスフ゛リアス発生周波数定数特性を示した図であ
る。 なお図中において、lは振東素子、2. 2’は&極、
Lid素子主面の長手方向長さ、HVi素子主面の幅、
Wは素子の厚さ、X、 Y、 Zは単結晶の軸、Y
’、Z’は素子主面の軸を示す。 第1 図 (イ) Y′ (0) (ハ) 第z 図 シN 第3月
ための図、第2図は第1図に示した如自L i T I
L t O*振動素子の主面長さと厚との比L/Hを変
えたときの機械的品質係数Q特性を示した図、第3図は
前記振動素子の振動モードを説明するための図、第4図
は紬記振wJ素子の周波数特性例を示す図、wJs図は
前記振動素子のアドミタンス特性例を示す図、第6図は
前記振動素子の主面幅Wと厚さHとの比W/Ht&えた
ときのスフ゛リアス発生周波数定数特性を示した図であ
る。 なお図中において、lは振東素子、2. 2’は&極、
Lid素子主面の長手方向長さ、HVi素子主面の幅、
Wは素子の厚さ、X、 Y、 Zは単結晶の軸、Y
’、Z’は素子主面の軸を示す。 第1 図 (イ) Y′ (0) (ハ) 第z 図 シN 第3月
Claims (1)
- (1) LiTa01 単結晶のX板管用い断面が矩
形で結晶のXii]内でY軸から時計方向に50°±2
゜の方向を長手方向とした短冊状体を振動素子とし、該
振動素子の結晶X面に平行な対向主面にそれぞれ全幅に
わたる電極が形成され厚みすべり振動を行なう圧電スト
リップ型振動子において、振動素子は長手方向の主面長
さ′tl−L、該長手方向に直角方向の主面幅t−w、
x@力方向犀さkHとしたとl!L/H=114以上
にしたことを特徴とする圧電振動子。 (1)上記振動素子FIW/Hk 1.35〜3.0及
び38〜5.0の何れかにしたこと1−特徴とする上記
特計藷求の範v5第(1)項にに載した圧電振動子。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7245082A JPS58190115A (ja) | 1982-04-28 | 1982-04-28 | 圧電振動子 |
DE8383300872T DE3377043D1 (en) | 1982-02-22 | 1983-02-18 | Piezoelectric resonators |
EP83300872A EP0088548B1 (en) | 1982-02-22 | 1983-02-18 | Piezoelectric resonators |
US06/467,810 US4454444A (en) | 1982-02-22 | 1983-02-18 | LiTaO3 Piezoelectric resonator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7245082A JPS58190115A (ja) | 1982-04-28 | 1982-04-28 | 圧電振動子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58190115A true JPS58190115A (ja) | 1983-11-07 |
JPS6357967B2 JPS6357967B2 (ja) | 1988-11-14 |
Family
ID=13489639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7245082A Granted JPS58190115A (ja) | 1982-02-22 | 1982-04-28 | 圧電振動子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58190115A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01288006A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-20 | Fujitsu Ltd | 圧電振動素子 |
JPH0213007A (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-17 | Murata Mfg Co Ltd | LiTaO↓3厚みすべり振動子 |
JPH033514A (ja) * | 1989-05-31 | 1991-01-09 | Murata Mfg Co Ltd | LiTaO↓3圧電共振子 |
US6191524B1 (en) | 1998-06-09 | 2001-02-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric vibrators |
JP2001230654A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電振動素子およびその製造方法 |
US6836055B2 (en) | 2001-06-11 | 2004-12-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric vibrator and filter using the same |
EP1710911A2 (en) * | 2005-04-08 | 2006-10-11 | TDK Corporation | Resonator |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5185688A (ja) * | 1975-01-27 | 1976-07-27 | Kinsekisha Lab Ltd | Koketsugoatsudenshindoshi |
JPS54151389A (en) * | 1978-05-19 | 1979-11-28 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Crystal oscillator of rectangular at cut |
JPS5683110A (en) * | 1979-12-10 | 1981-07-07 | Toshiba Corp | Thickness slip oscillator of litium tantalate |
-
1982
- 1982-04-28 JP JP7245082A patent/JPS58190115A/ja active Granted
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US6191524B1 (en) | 1998-06-09 | 2001-02-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric vibrators |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6357967B2 (ja) | 1988-11-14 |
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