JPS63260213A - 高結合ラブ波型ｓａｗ基板を用いた共振子 - Google Patents
高結合ラブ波型ｓａｗ基板を用いた共振子Info
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- JPS63260213A JPS63260213A JP21553486A JP21553486A JPS63260213A JP S63260213 A JPS63260213 A JP S63260213A JP 21553486 A JP21553486 A JP 21553486A JP 21553486 A JP21553486 A JP 21553486A JP S63260213 A JPS63260213 A JP S63260213A
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Landscapes
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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】
（産業上の利用分野）
本発明はラブ波型ＳＡＷ共振子、殊にラブ波についての
電気機械結合係数大々るカット角を用いたＬｉＮｂＯ３
基板に金等の重い材料によるＩＤＴ電極を付着しＳＡＷ
を励起する共振子に関する。
電気機械結合係数大々るカット角を用いたＬｉＮｂＯ３
基板に金等の重い材料によるＩＤＴ電極を付着しＳＡＷ
を励起する共振子に関する。
（従来技術）
従来から実用されているＳＡＷ共振子は一般に圧電基板
上にかなりの対数のＩＤＴ電極を付しＳＡＷを励起する
と共に励起したＳＡＷエネルギを極力前記ＩＤＴ電極内
に閉込める為ＩＤＴ電極両側に多数のグレーティング状
反射器を付するものでありでＳＡＷ伝搬方向のサイズが
大きいのみならず、上述の如くＱを高める為の構成は必
然的に容量比を大きくするものであるから共振子の周波
数帯域は極めて狭いものとなり発振器用の振動子として
は極めて好都合なるもフィルタやｖＣＯ等を構成するに
は適さないものであっ九。
上にかなりの対数のＩＤＴ電極を付しＳＡＷを励起する
と共に励起したＳＡＷエネルギを極力前記ＩＤＴ電極内
に閉込める為ＩＤＴ電極両側に多数のグレーティング状
反射器を付するものでありでＳＡＷ伝搬方向のサイズが
大きいのみならず、上述の如くＱを高める為の構成は必
然的に容量比を大きくするものであるから共振子の周波
数帯域は極めて狭いものとなり発振器用の振動子として
は極めて好都合なるもフィルタやｖＣＯ等を構成するに
は適さないものであっ九。
一方、温度特性の良好な水晶を用いＩＤＴの対数を減少
すると共に反射器も撤去すれば水晶の電気機械結合係数
は元来極めて小さいものであるから共振現象が出現しな
いという問題があった。
すると共に反射器も撤去すれば水晶の電気機械結合係数
は元来極めて小さいものであるから共振現象が出現しな
いという問題があった。
（発明の目的）
本発明は上述した如き従来一般のＳＡＷ共振子が有する
特性上の問題点に鑑みてなされたものであって、フィル
タやｖＣＯを構成するに適した容量比の極めて小さいし
かも小型のラブ波型ＳＡＷ共振子を提供することを目的
とする。
特性上の問題点に鑑みてなされたものであって、フィル
タやｖＣＯを構成するに適した容量比の極めて小さいし
かも小型のラブ波型ＳＡＷ共振子を提供することを目的
とする。
（発明の概要）
上述の目的を達成する為１本発明に係るラブ波型ＳＡＷ
共振子は基本的にはラブ波についての電気機械結合係数
が大でＳＡＷについてのそれが小さい回転角のＬｉＮｂ
Ｏ５回転Ｙ板を用いその主面に金の如く重い材料にて比
較的小数対のＩＤＴを付するものである。
共振子は基本的にはラブ波についての電気機械結合係数
が大でＳＡＷについてのそれが小さい回転角のＬｉＮｂ
Ｏ５回転Ｙ板を用いその主面に金の如く重い材料にて比
較的小数対のＩＤＴを付するものである。
（実施例）
以下９本発明を図面に示した理論計算及び実験の結果に
基づいて詳細に説明する。
基づいて詳細に説明する。
実施例等の説明に先立って本発明の理解を助ける為圧電
基板表面或は表面直下を伝搬する波動の性質について少
しく説明する。
基板表面或は表面直下を伝搬する波動の性質について少
しく説明する。
前述した如〈従来の弾性表面波（ＳＡＷ）共振子はＬｉ
Ｎｂｏａ回転Ｙ板、８Ｔカツト水晶等の表面に励起する
レーり（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）波型の波動（縦波のＳＶ波
）を利用するものであるがこの型の波動についての電気
機械結合係数に８は高々数チと小さいものである為共振
子の容量比は５０乃至１，０００と極めて大きいもので
あった。
Ｎｂｏａ回転Ｙ板、８Ｔカツト水晶等の表面に励起する
レーり（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）波型の波動（縦波のＳＶ波
）を利用するものであるがこの型の波動についての電気
機械結合係数に８は高々数チと小さいものである為共振
子の容量比は５０乃至１，０００と極めて大きいもので
あった。
−万、上述した如き圧電基板表面にはレーリ波の他にＳ
Ｈ波（圧電表面すべり波）である擬似弾性表面波の存在
することが知られており。
Ｈ波（圧電表面すべり波）である擬似弾性表面波の存在
することが知られており。
この波動についての電気機械結合係数は第２図に示す如
＜ ＬｉＮｂＯ５回転Ｙ板に於いては２０１を越えるも
のである。
＜ ＬｉＮｂＯ５回転Ｙ板に於いては２０１を越えるも
のである。
但し、この擬似弾性表面波は基板中にバルク波を放射し
つつ伝搬するリーキ（Ｌｅａｋｙ）波でありそのままで
は伝搬減衰も大きい。
つつ伝搬するリーキ（Ｌｅａｋｙ）波でありそのままで
は伝搬減衰も大きい。
この問題に対処する為本願発明者等はＬｉＮｂＯ３基板
表面に音速の低い重い物質を付着すれば前記擬似弾性波
は伝搬減衰のないラブ（Ｌｏｖｅ）波型表面波となるこ
とを既に確認している。
表面に音速の低い重い物質を付着すれば前記擬似弾性波
は伝搬減衰のないラブ（Ｌｏｖｅ）波型表面波となるこ
とを既に確認している。
本発明は上述した如き本願発明者等が従来行ってきた研
究に基づく知見を更に発展させ、基本的にはＬｉＮｂＯ
５回転Ｙ板に直接重い金属−禿係数の大なることからＩ
ＤＴ電極対数は極めて少数、且つ反射器を除去しても共
振させることが可能であろうとの着想に基づくものであ
る。
究に基づく知見を更に発展させ、基本的にはＬｉＮｂＯ
５回転Ｙ板に直接重い金属−禿係数の大なることからＩ
ＤＴ電極対数は極めて少数、且つ反射器を除去しても共
振させることが可能であろうとの着想に基づくものであ
る。
そこで先ずｗＪ２図から擬似弾性表面波（Ｌｅａｋｙ波
）についての電気機械結合係数に２が最大となる回転角
を見ると殆んど零であるから単純にＬｉＮｂＯ３ Ｙ板
を用いることとし第１図に示す如く反射器を有しないＡ
ｕによるＩＤＴ電極を付着する。
）についての電気機械結合係数に２が最大となる回転角
を見ると殆んど零であるから単純にＬｉＮｂＯ３ Ｙ板
を用いることとし第１図に示す如く反射器を有しないＡ
ｕによるＩＤＴ電極を付着する。
この際ＩＤＴの対数なＮ＝１５．２０及び２５の３種類
、電極膜厚Ｈを既ね０．８ 、１．６及２，２．２ｍｍ
の３種類、ＩＤＴ電極電極指交叉七人、６ｆｉと１．８
ｍ との２種類として実験を行りた。
、電極膜厚Ｈを既ね０．８ 、１．６及２，２．２ｍｍ
の３種類、ＩＤＴ電極電極指交叉七人、６ｆｉと１．８
ｍ との２種類として実験を行りた。
その結果第３図（ａ）及び（ｂ）からも明らかな如く電
極指対数Ｎが１５の場合であっても共振が現われ共振の
Ｑは電極膜厚Ｈが大なる程高くなることが理解されよう
。伺、同図（ｂ）に於いては***振付近で共振割れが生
じているが、このリクブルはＩＤＴの両横からＩＤＴ内
部に向けて吸音材を塗布すると消えること及び交叉幅大
を小さくすると応答の数が減少することから横モードの
振動によるものと考えられる故ＩＤＴの交叉幅Ａに重み
付けを施しても消滅させることが可能であろう。
極指対数Ｎが１５の場合であっても共振が現われ共振の
Ｑは電極膜厚Ｈが大なる程高くなることが理解されよう
。伺、同図（ｂ）に於いては***振付近で共振割れが生
じているが、このリクブルはＩＤＴの両横からＩＤＴ内
部に向けて吸音材を塗布すると消えること及び交叉幅大
を小さくすると応答の数が減少することから横モードの
振動によるものと考えられる故ＩＤＴの交叉幅Ａに重み
付けを施しても消滅させることが可能であろう。
次にこのような共振器の容量比γの電極膜厚Ｈとの関係
を検討するに第４図に示す如く電極膜厚Ｈが大なる程小
さくなりその値は３程度と極めて小さいことが理解され
よう。
を検討するに第４図に示す如く電極膜厚Ｈが大なる程小
さくなりその値は３程度と極めて小さいことが理解され
よう。
更に共振子のＱと電極膜厚Ｈとの関係は第５図に示す如
く膜厚Ｈの上昇と共にＱも上昇することが判る。
く膜厚Ｈの上昇と共にＱも上昇することが判る。
最後に極めて膜厚の大なる電極を付した本発明の共振子
に於いてはその共振周波数はＩＤＴ電極ピッチのみで一
義的に決定されるものではあり得ないので共振周波数の
電極膜厚依存性を調べてみたところ第６図に示す如き結
果を得た。
に於いてはその共振周波数はＩＤＴ電極ピッチのみで一
義的に決定されるものではあり得ないので共振周波数の
電極膜厚依存性を調べてみたところ第６図に示す如き結
果を得た。
本図から明らかな如く共振周波数は電極膜厚Ｈの増大と
共に膜厚１μｍ当り１６％程度低下することが判る。従
って現実の共振子を製造する場合にはこの現象を計算に
入れてＩＤＴ ｗｔ極の設計を行う必要があろう。
共に膜厚１μｍ当り１６％程度低下することが判る。従
って現実の共振子を製造する場合にはこの現象を計算に
入れてＩＤＴ ｗｔ極の設計を行う必要があろう。
ところで前記第３図の実験結果からも明らかな如く、共
振のＱがあまり大でないのみならず***振のＱも極めて
小さい。この理由はＩＤＴ両端付近の電極指がＩＤＴの
外部へ表面波を放射することによるものと思われるので
ＩＤＴ？Ｉ！極にその中央部では交叉幅大を犬に１両端
部に向って小となるよう重み付けを付するか或は第７図
に示す如く音響的空胴を構成するグレーティング内にＩ
ＤＴを分散配置し、中央付近のよりＴ対数を大に１両端
近傍で小とすればよい。
振のＱがあまり大でないのみならず***振のＱも極めて
小さい。この理由はＩＤＴ両端付近の電極指がＩＤＴの
外部へ表面波を放射することによるものと思われるので
ＩＤＴ？Ｉ！極にその中央部では交叉幅大を犬に１両端
部に向って小となるよう重み付けを付するか或は第７図
に示す如く音響的空胴を構成するグレーティング内にＩ
ＤＴを分散配置し、中央付近のよりＴ対数を大に１両端
近傍で小とすればよい。
以上、ラブ波（Ｌｅａｋｙ ）についての電気機械結合
係数の最大値を示すＬｉＮｂ０３Ｙ板を用いる場合につ
いてのみ説明したが、前記第２図からも明らかな如＜
ＬｉＮｂ０３Ｙ板はＳＡＷ （Ｒａｙｌｅｉｇｈ波）に
ついても相当大きな電気機械結合係数を有する為これが
スプリアスとして出現する可能性がある。従ってラブ波
についての電気機械結合係数は幾分率なるもＳＡＷにつ
いてのそれが一層小さい回転角を有するＬｉＮｂＯ５回
転Ｙ板を使用してもよいことは自明である。この際の回
転角は概ね一１０°乃至４０°の範囲であろう。
係数の最大値を示すＬｉＮｂ０３Ｙ板を用いる場合につ
いてのみ説明したが、前記第２図からも明らかな如＜
ＬｉＮｂ０３Ｙ板はＳＡＷ （Ｒａｙｌｅｉｇｈ波）に
ついても相当大きな電気機械結合係数を有する為これが
スプリアスとして出現する可能性がある。従ってラブ波
についての電気機械結合係数は幾分率なるもＳＡＷにつ
いてのそれが一層小さい回転角を有するＬｉＮｂＯ５回
転Ｙ板を使用してもよいことは自明である。この際の回
転角は概ね一１０°乃至４０°の範囲であろう。
ところで上述した如き本発明に係る高結合ラブ波型ＳＡ
Ｗ基板を用いた共振子はその容量比が小さいものである
故共振周波数の可変範囲を大ならしめることが可能であ
りフィルタ或は電圧制御発振器（ＶＣＯ）用の振動子に
好適である。
Ｗ基板を用いた共振子はその容量比が小さいものである
故共振周波数の可変範囲を大ならしめることが可能であ
りフィルタ或は電圧制御発振器（ＶＣＯ）用の振動子に
好適である。
しかしながらＬｉＮｂＯ５は元来人工水晶に比して周波
数一温度特性が良好でないので温度補償がめんどうにな
ることが予想される。
数一温度特性が良好でないので温度補償がめんどうにな
ることが予想される。
この問題を解決する為には周波数一温度特性がＬｉＮｂ
Ｏ３とは逆のＳ ｉＯｚを前記第１図或は第７図に示し
た如き共振子の表面に所定の厚さだけ塗布すれば（第８
図参照）よく、斯くすればフィルタの周波数一温度特性
は大幅に改善されｖＣＯもその温度補償回路の複雑化を
避けることが可能となろう。
Ｏ３とは逆のＳ ｉＯｚを前記第１図或は第７図に示し
た如き共振子の表面に所定の厚さだけ塗布すれば（第８
図参照）よく、斯くすればフィルタの周波数一温度特性
は大幅に改善されｖＣＯもその温度補償回路の複雑化を
避けることが可能となろう。
尚９本発明に係る共振子のＩＤＴ ｍｌ極はＡｕの如き
重い金属をかなりの厚さに付着することになるのでその
製造にはリフトオフ法の如き工、チング手法を用いるの
が効果的であろう。
重い金属をかなりの厚さに付着することになるのでその
製造にはリフトオフ法の如き工、チング手法を用いるの
が効果的であろう。
（発明の効果）
本発明に係る共振子は以上説明した如く構成するもので
あるから従来のＳＡＷ共振子等に比して小型となるのみ
ならずその容量比を極めて小さくすることが可能となる
のでフィルタ或はＶＣＯ用の共振子に対する小型化、広
帯域化への厳しい要求を満足する上で著しい効果を発揮
する。
あるから従来のＳＡＷ共振子等に比して小型となるのみ
ならずその容量比を極めて小さくすることが可能となる
のでフィルタ或はＶＣＯ用の共振子に対する小型化、広
帯域化への厳しい要求を満足する上で著しい効果を発揮
する。
！１図は本発明に係る共振子の基本的構成を示す平面図
、第２図はＬｉＮｂＯ５回転Ｙ板に励起するラブ波（Ｌ
ｅａｋｙ波）と８ＡＷ（Ｒａｙｌｅｉｇｈ波）について
の電気機械結合係数の回転角依存性を示す図、第３図（
ａｌ及び（ｂｌは夫々本発明に係る電極膜厚の異なる試
作共振子の共振特性を示す実験結果の図、第４図乃至筆
６図は夫々は本発明に係る共振子のパラメータ（ＩＤＴ
対数及び交叉幅）を振っ九場合忙於ける容量比ｒ、共振
のＱ及び共振周波数ｆｒのＩＤＴ電極膜厚依存性を示す
実験結果の図、第７図及び第８図は夫々本発明の他の実
施例を示す平面図及び断面図である。
、第２図はＬｉＮｂＯ５回転Ｙ板に励起するラブ波（Ｌ
ｅａｋｙ波）と８ＡＷ（Ｒａｙｌｅｉｇｈ波）について
の電気機械結合係数の回転角依存性を示す図、第３図（
ａｌ及び（ｂｌは夫々本発明に係る電極膜厚の異なる試
作共振子の共振特性を示す実験結果の図、第４図乃至筆
６図は夫々は本発明に係る共振子のパラメータ（ＩＤＴ
対数及び交叉幅）を振っ九場合忙於ける容量比ｒ、共振
のＱ及び共振周波数ｆｒのＩＤＴ電極膜厚依存性を示す
実験結果の図、第７図及び第８図は夫々本発明の他の実
施例を示す平面図及び断面図である。
Claims (5)
- （１）基板に励起するラブ波についての電気機械結合係
数が大であって同時に励起する弾性表面波（ＳＡＷ）に
ついてのそれが小である如き回転角を選択した回転Ｙカ
ットＬｉＮｂＯ＿３基板表面に比較的少数のＡｕ、Ａｇ
又はＰｔ等の重金属インタディジタルトランスジューサ
（ＩＤＴ）電極を付し基板Ｘ方向にラブ波型表面波を励
起伝搬せしめるようにしたことを特徴とする高結合ラブ
波型ＳＡＷ基板を用いた共振子。 - （２）前記回転角が−１０゜乃至＋４０゜であることを
特徴とする特許請求の範囲（１）記載の高結合ラブ波型
ＳＡＷ基板を用いた共振子。 - （３）前記ＩＤＴ電極を付したＬｉＮｂＯ＿３基板表面
に所要の厚さのＳｉＯ＿２を塗布することによって周波
数−温度特性を改善すると共に前記ＩＤＴ電極膜厚を減
少したことを特徴とする特許請求の範囲（１）又は（２
）記載の高結合ラブ波型ＳＡＷ基板を用いた共振子。 - （４）前記ＩＤＴ電極間及びその両端に音響的空洞を構
成するグレーティングを配置することによって振動エネ
ルギのＩＤＴ外への放射を減少せしめたことを特徴とす
る特許請求の範囲（１）、（２）又は（３）記載の高結
合ラブ波型ＳＡＷ基板を用いた共振子。 - （５）前記ＩＤＴ電極の交叉幅をその中央部で大に、両
端部で小となる如く連続的な重み付けを施したことを特
徴とする特許請求の範囲（１）、（２）又は（３）記載
の高結合ラブ波型ＳＡＷ基板を用いた共振子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21553486A JPS63260213A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 高結合ラブ波型ｓａｗ基板を用いた共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21553486A JPS63260213A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 高結合ラブ波型ｓａｗ基板を用いた共振子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63260213A true JPS63260213A (ja) | 1988-10-27 |
Family
ID=16674019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21553486A Pending JPS63260213A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 高結合ラブ波型ｓａｗ基板を用いた共振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63260213A (ja) |
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