CN102403978A - 声表面波器件、电子设备及传感器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种声表面波(SAW)器件、电子设备以及传感器装置。该SAW器件能够在动作温度范围内同时实现优异的频率温度特性和较高Q值。SAW器件(11)具有：IDT(13)，其在欧拉角(-1.5°≤φ≤1.5°，117°≤θ≤142°，42.79°≤|ψ|≤49.57°)的水晶基板12的主面上，激振阻带上限模式的SAW；一对反射器(14)，其被配置在IDT(13)的两侧；电极指间槽(17)，其凹设在IDT的电极指(15a、15b)之间；导体条间槽(18)，其凹设在反射器的导体条(14a)之间。与电极指以及导体条正交的第1方向(X′轴)和水晶基板的电轴(X轴)以角度ψ交叉，并且IDT以及反射器的至少一部分被配置在，以1.0°≤α≤2.75°的角度α与第1方向交叉的第2方向上。

Description

声表面波器件、电子设备及传感器装置

技术领域

本发明涉及一种利用了声表面波(surface acoustic wave：SAW)的谐振子、振荡器等的声表面波器件、以及具有SAW器件的电子设备及传感器装置。

背景技术

SAW器件被广泛应用于，例如移动电话、硬盘、个人计算机、BS及CS广播的接收调谐器、在同轴电缆或光缆中传播的高频信号或光信号的处理设备、在较宽的温度范围内需要高频、高精度时钟脉冲(低抖动、低相位噪声)的服务器和网络设备、无线通信用设备等的电子设备、以及压力传感器、加速度传感器、旋转速度传感器等的各种传感器装置中。在这些设备和装置中，特别是随着最近的信息通信的高速化所带来的基准时钟脉冲的高频化和装置框架的小型化，使得装置内的发热的影响变大。因此，安装于装置内部的电子器件需要工作温度范围的扩大及高精度化，例如，如设置于屋外的无线基站这样，需要在温度由低温到高温发生剧烈变化的环境下，进行长期稳定的工作。

一般在SAW谐振子等的SAW器件中，SAW的阻带和所使用的水晶基板的切割角、形成于基板上的IDT(interdigital transducer：叉指换能器)的形态等，会给频率温度特性的变化带来很大影响。例如，已经提出了一种反射反转型SAW转换器，其具有将SAW的每1波长由3根电极指构成的单位区间、在压电基板上重复排列而成的IDT，并分别用于激励SAW的阻带的上限模式、下限模式(例如，参照专利文献1)。如果通过该反射反转型SAW转换器构成SAW滤波器，则能够在通频带附近的高频侧抑制区实现高衰减量。

另外，已知一种采用了欧拉角(φ，θ，ψ)＝(0°，123°，0°)的所谓ST切割水晶基板的反射反转型SAW转换器(例如，参照专利文献2)。在该专利文献中记载有：能够激励阻带的上端的谐振，且与采用阻带的下端的谐振的情况相比，提高了频率温度特性。而且，还报告有如下内容，即，SAW的阻带的上限模式与阻带的下限模式相比，频率温度特性更加良好(例如，参照专利文献3～6)。

特别是，在专利文献3、4中记载有：为了在利用了瑞利波的SAW装置中获得良好的频率温度特性，对水晶基板的切割角进行调整，并且将IDT电极的标准化膜厚(H/λ)增厚到0.1左右。专利文献3所记载的SAW谐振子具有单型IDT电极，所述单型IDT电极在欧拉角(φ，θ，ψ)＝(φ＝0°，0°≤θ≤180°，0°＜|ψ|＜90°)的水晶基板上，将SAW的每1波长由两条的电极指构成的单位区间重复排列。由此，能够通过阻带的上限模式激励瑞利波，并用此来实现SAW谐振子的高频化和良好的频率温度特性。

专利文献4所公开的内容为，在具有所述单型IDT电极的SAW装置中，将水晶基板设定为欧拉角(φ，θ，ψ)＝(φ＝0°，110°≤θ≤140°，38°≤|ψ|≤44°)，将由IDT电极的厚度H、IDT电极中的电极指的宽度d、IDT电极中的电极指之间的间距P及SAW的波长λ所规定的标准化电极膜厚(H/λ)和标准化电极宽度η(＝d/P)之间的关系设定为

H/λ≥0.1796η³-0.4303η²+0.2071η+0.0682。

由此，能够通过阻带的上限模式较强地激励瑞利波。

专利文献5公开了一种SAW元件，所述SAW元件在欧拉角(φ，θ，ψ)＝(0°，θ，9°＜|ψ|＜46°)、优选为(0°，95°＜θ＜155°，33°＜ψ＜46°)的水晶基板上，配置单型IDT电极，将标准化电极膜厚(H/λ)设为0.045≤H/λ≤0.085。由此，能够通过阻带的上限模式来激励瑞利波，从而实现良好的频率温度特性。

专利文献6公开了一种SAW元件，所述SAW元件在欧拉角(φ，θ，ψ)＝(0°123°，43.2°)的面内旋转ST切割水晶基板上，配置所述单型IDT电极，通过将该标准化电极膜厚(H/λ)设为H/λ＝0.06、即所谓的6％λ，从而用阻带的上限模式激励瑞利波。而且该SAW元件通过将由IDT电极的电极指宽度Lt和电极指间距Pt锁规定的标准化电极宽度η(＝Lt/Pt)设定为0.5≤η≤0.7，从而在常温(25℃)下实现最大830ppm的频率偏差。

另一方面，已知一种SAW谐振器，其在构成IDT的电极指之间及构成反射器的导体条之间的水晶基板表面上形成沟槽、即槽(例如，参照专利文献7及非专利文献1)。在专利文献7中公开了如下内容，即，通过在ST切割X传播水晶基板上用铝电极构成IDT及反射器，且在水晶基板中的、从构成IDT的电极指之间、以及构成反射器的导体条(电极指)之间露出的区域上形成槽，从而使Q值变高且电容比变低，由此能够实现谐振电阻较低的SAW谐振器。而且在该专利文献中，记载了将IDT的槽与反射器的槽设为相同深度的结构、以及使反射器的槽深于IDT的槽的结构。

在非专利文献1中，记载了使用ST切割水晶基板的组合型SAW谐振器的特性。其中报告了如下内容，即，该频率温度特性根据在未被SAW传播基板的电极覆盖的水晶表面上形成的槽的深度而发生变化，以及随着槽的加深，朝上凸起的二次曲线的顶点温度Tp将降低。

本领域技术人员已经熟知这种通过在水晶等的压电基板上形成槽以对有效膜厚进行调节，从而对频率进行调节的方法(例如，参照专利文献8至11)。专利文献8所记载的SAW器件为，在IDT的压电基板的蚀刻率大于IDT的蚀刻率的条件下对形成IDT的压电基板的表面进行蚀刻，从而以使其频率下降的方式对其频率进行微调。在专利文献9至11中，也同样通过以在压电基板表面上形成的IDT为掩模，对压电基板表面进行干法蚀刻，从而使SAW器件的频率向低频侧偏移。

而且，已知在横向型SAW滤波器中，通过对IDT电极的电极指之间的压电基板表面进行蚀刻加工来形成槽，从而减小表观上的传播速度(例如，参照专利文献12)。由此，能够在无需变更SAW滤波器的基本设计的条件下减小IDT电极的电极指间距，从而能够实现芯片的小型化。

另外，已知在激振被称为SSBW(Surface Skimming Bulk Wave)的滑移波的SAW谐振器中，在旋转Y切割、切割角-43°至-52°、滑移波传播方向为Z′轴方向(欧拉角(φ，θ，ψ)＝(0°，38≤θ≤47，90°))的水晶基板上，通过铝形成标准化电极膜厚(H/λ)为2.0≤H/λ≤4.0％的IDT电极，从而能够实现三次曲线的频率温度特性(例如，参照专利文献13)。由于滑移波(SH波)将其振动能量封闭在电极正下方并在压电基板的表面正下方传播，因而SAW与沿着基板表面传播的ST切割水晶SAW器件相比，存在来自反射器的SAW的反射效率较差且难以实现小型化及较高的Q值的问题。

为了解决上述问题，已经提出一种在欧拉角(φ，θ，ψ)＝(0°，-64°＜θ＜-49.3°，85°≤ψ≤95°)的旋转Y切割水晶基板的表面上形成IDT和光栅反射器，并激振SH波的SAW器件(例如，参照专利文献14)。该SAW器件通过将用SAW的波长λ标准化了的电极膜厚H/λ设定为0.04＜H/λ＜0.12，从而实现了小型化、较高的Q值及优异的频率稳定性。

而且，在所涉及的SAW器件中，为了解决由因电极膜厚较厚而产生的应力迁移所导致的、Q值和频率稳定性劣化的问题，提出了一种在IDT的电极指之间的水晶基板上形成槽的方案(例如，参照专利文献15)。当将该槽的深度设为Hp、将IDT的金属膜的膜厚设为Hm时，由于通过将用SAW的波长λ标准化了的电极膜厚H/λ设定为0.04＜H/λ＜0.12(但是，H＝Hp+Hm)的范围，从而能够使金属膜的表观上的膜厚变薄，因而能够抑制由通电时的应力迁移所导致的频率变动，进而实现Q值较高、频率稳定性优异的SAW器件。

在SAW器件的批量生产过程中，当通过蚀刻在水晶基板的表面上形成IDT的电极指时，如果电极指的膜厚较厚，则通过由此而引起的侧向蚀刻，在IDT的线占有率(行间隔比)η上将容易产生误差。其结果为，当由SAW器件的温度变化引起的频率的变动量产生误差时，产品的可靠性、质量将受到损害。已知一种SAW器件，其为了消除这个问题，采用欧拉角(φ，θ，ψ)＝(0°，95°≤θ≤155°，33°≤|ψ|≤46°)的面内旋转ST切割水晶基板，激振SAW的阻带的上限模式，从而在IDT的电极指之间的水晶基板表面上形成电极指间槽(例如，参照专利文献16)。

另外，在SAW器件的频率温度特性在工作温度范围内为二次曲线的情况下，实现频率变动宽度的极小化和拐点较为困难。因此，为了获得三次曲线的频率温度特性，提出了一种SAW装置，其通过空隙层和介质膜而在LST切割的水晶基板上形成IDT电极，并激振泄漏型SAW(例如，参照专利文献17)。在该专利文献中记载有：在采用了瑞利波的SAW装置中，未能发现用于实现如三次曲线所示的频率温度特性的切割角的水晶基板。

另一方面，在压电基板中使用ST切割水晶板、且将水晶的结晶轴的电轴(X轴)方向作为SAW的传播方向的高频滤波器用的SAW谐振子，其频率温度特性的二次温度系数比较大，且当将动作温度范围扩大时，频率变化将变大。因此，为了在不使频率温度特性劣化的条件下提高Q值，提出了一种将IDT和反射器沿着相对于SAW的相位速度的方向而倾斜的方向配置的、倾斜型IDT结构的SAW谐振子(例如，参照专利文献18)。

该倾斜型IDT结构通过以覆盖SAW的相位速度的方向和SAW能量的传输方向的方式而配置IDT和反射器，从而提高了SAW能量的封入效果。而且，专利文献18所记载的SAW谐振子，通过使用欧拉角表示为(0°、122°≤θ≤127°，40°≤|ψ|≤44°)的面内旋转ST切割水晶板，从而大幅度地改善了频率温度特性。

图15图示了该倾斜型IDT结构的SAW谐振子的典型例。该图的SAW谐振子51具有：矩形的水晶基板52，其由上述的面内旋转ST切割水晶基板形成；IDT53和一对反射器54、54，其分别形成在该主面上。IDT53具有分别由多个电极指55a、55b构成、且通过母线而将这些电极指的基端部连接起来的一对梳齿状电极53a、53b。反射器54、54沿着SAW的传输方向并以夹着IDT53的方式配置在IDT53的两侧，且分别具有以固定的间距排列的多个导体条54a、54a。

电极指55a、55b以及导体条54a、54a，以使其延长方向与作为SAW的相位传输方向的水晶基板52的X′轴56正交的朝向而配置。而且，所述电极指以及导体条沿着从X′轴56起倾斜了角度δ的方向57而配置。该角度δ被设定为，与作为SAW能量的传输方向的能流角(PFA)一致，或者被设定在大约PFA±1°以内。由此，从IDT53起沿着PFA的方向传输的SAW的能量，将被反射器54、54所反射从而被高效地封入，进而能够到较高Q值。

尤其是，如图15所示，通过将导体条54a、54a的、与PFA正交的方向的宽度Wr，和电极指55a、55b的、与PFA正交的方向的宽度Wt设为相同，从而能够进一步减少SAW能量从所述反射器的泄露。在另一个的实施例中，通过使所述导体条的宽度Wr宽于所述电极指的宽度Wt，从而能够使沿着PFA的方向传输的大部分的SAW能量由所述反射器反射，进而使封入效果得到提高。

而且，根据SAW的相位速度和水晶板的面内旋转角来计算面内旋转ST切割水晶基板的PFA是众所周知的。但是，由于在专利文献18所记载的SAW谐振子中，产生的SAW的正确的相位速度未被求出，因此实际上，能否将IDT和反射器沿着作为SAW的能量的传输方向的群速度方向、即波群(波束)传输的方向配置是不确定的。因此，本申请申请人发现，面内旋转ST切割水晶基板的PFA依赖于围绕作为水晶的电轴的X轴的旋转角θ，从而提出了一种能够将IDT和反射器沿着SAW的群速度方向可靠地配置的倾斜型IDT结构的SAW元件片(例如，参照专利文献19)。

图16图示了该SAW元件片的典型例。该图的SAW元件片61具有：矩形的水晶基板62，其由欧拉角(0°，113°≤θ≤135°，40°≤|ψ|≤49°)的面内旋转ST切割水晶基板构成；IDT53和一对反射器64、64，其分别形成在该主面上。与图15的SAW谐振子51同样地，IDT63具有分别由多个电极指65a、65b构成、且通过母线而将这些电极指的基端部连接的一对梳齿状电极63a、63b。反射器64、64沿着SAW的传输方向以隔着IDT63的方式而配置在IDT63的两侧，且分别具有以固定的间距排列的多个导体条64a、64a。

电极指65a、65b以及导体条64a、64a，以使其延长方向与SAW的相位速度的方向66、即X′轴正交的朝向而形成。SAW的相位速度的方向66与SAW的群速度的方向67所成的能流角(PFA)为欧拉角θ的一次函数，并且通过PFA＝0.374(θ-90°)-10.0°的关系式而求出。所述电极指以及导体条沿着相对于SAW的相位速度的方向66而倾斜了PFA±3°的方向被配置。通过以此方式将IDT63以及反射器64、64切实地沿着SAW的群速度的方向配置，从而能够利用所述反射器有效地反射SAW的波群，进而能够提高Q值。

如上所述，许多元件都与SAW器件的频率温度特性相关，为了实现对这些元件的改进而进行了各种各样的研究。尤其认为，在采用了瑞利波的SAW器件中，构成IDT的电极指的膜厚的增加将有助于提高频率温度特性。在仅仅增加IDT的电极膜厚时，将产生因通电时的应力迁移以及IDT形成时的侧向蚀刻而引起的线占有率的变动所导致的、频率稳定性的劣化等问题。作为其对策，通过在水晶基板表面的IDT的电极指之间形成槽，从而在使电极膜厚变薄的同时，增大其有效膜厚，进而抑制频率的变动是有效的。

但是，上述的SAW器件除了激振泄漏型SAW的专利文献13的SAW装置之外，工作温度范围内的频率温度特性均由二次曲线表示，因而未达到可使频率变动宽度充分减小或可实现拐点的程度。因此，无法充分应对对于最近的SAW器件的工作温度范围的扩大、高精度化、在温度剧烈变化的环境下的长期的工作稳定性等的要求。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3266846号公报

专利文献2：日本特开2002-100959号公报

专利文献3：日本特开2006-148622号公报

专利文献4：日本特开2007-208871号公报

专利文献5：日本特开2007-267033号公报

专利文献6：日本特开2007-300287号公报

专利文献7：日本特公平2-7207号(特开昭57-5418号)公报

专利文献8：日本特开平2-189011号公报

专利文献9：日本特开平5-90865号公报

专利文献10：日本特开平1-231412号公报

专利文献11：日本特开昭61-92011号公报

专利文献12：日本特开平10-270974号公报

专利文献13：日本特公平1-34411号公报

专利文献14：日本再公表WO2005/099089A1公报

专利文献15：日本特开2006-203408号公报

专利文献16：日本特开2009-225420号公报

专利文献17：日本专利第3851336号公报

专利文献18：日本专利第3216137号公报

专利文献19：日本特开2005-204275号公报

非专利文献

非专利文献1：沟槽形SAW谐振器的制造条件和特性(电子通信学会技术研究报告MW82-59(1982))

发明内容

因此，本发明是鉴于上述的现有的问题点而实施的，其目的在于，提供一种谐振子、振荡器等的SAW器件，所述SAW器件在工作温度范围内发挥频率变动量极小的优良的频率温度特性，且具有即使在在温度较大变动的环境下也能够稳定工作的优异的耐环境特性，从而可实现较高的Q值。

本申请的发明人为了实现上述目的，在SAW谐振子中，验证了SAW的波长λ、沟槽的深度G、IDT的电极膜厚H、其电极指的线占有率η等的参数与频率温度特性之间的关系，所述SAW谐振子为，采用面内旋转ST切割水晶基板，在其表面上形成通过阻带的上限模式激振SAW的IDT，且对构成IDT的电极指之间的水晶基板表面进行凹设以形成沟槽的谐振子。其结果为，研究出了一种在工作温度范围内可实现频率变动宽度的极小化及拐点的新的SAW谐振子。

在该新的实施方式的SAW谐振子(以下，称为本实施方式的SAW谐振子)的第1形式中，其特征在于，具有：IDT，其被设置在欧拉角(-1.5°≤φ≤1.5°，117°≤θ≤142°，42.79°≤|ψ|≤49.57°)的水晶基板上，且激振阻带上端模式的SAW；电极指间槽，其使位于构成该IDT的电极指之间的水晶基板凹陷而形成，当将SAW的波长设为λ、将电极指间槽的深度设为G时，满足0.01λ≤G的关系，并且，当将IDT的线占有率设为η时，电极指间槽的深度G和线占有率η满足下述式1以及式2的关系：

式1

-2.0000×G/λ+0.7200≤η≤-2.5000×G/λ+0.7775，但是，0.0100λ≤G≤0.0500λ…(1)

以及、

式2

-3.5898×G/λ+0.7995≤η≤-2.5000×G/λ+0.7775，但是，0.0500λ＜G≤0.0695λ…(2)

本实施方式的SAW谐振子在第2形式中，其特征在于，在所述第1形式的基础上，电极指间槽的深度G满足0.01λ≤G≤0.0695λ的关系。通过将电极指间槽的深度G设定于此范围内，从而能够将工作温度范围内(例如，-40℃～+85℃)的频率变动量抑制于较小程度，且即使在电极指间槽的深度上出现制造上的误差，也能够将各个SAW谐振子之间的谐振频率的偏移量控制在能够补正的范围内。

而且，本实施方式的SAW谐振子在第3形式中，其特征在于，在所述第1或第2形式的基础上，当将IDT的电极膜厚设为H时，满足0＜H≤0.035λ的关系。由此，在工作温度范围内实现了良好的频率温度特性，且预先防止了在增大电极膜厚时可能产生的耐环境特性的劣化。

另外，本实施方式的SAW谐振子在第4形式中，其特征在于，在所述第3形式的基础上，线占有率η满足下述式3的关系。

式3

η＝-1963.05×(G/λ)³+196.28×(G/λ)²-6.53×(G/λ)

-135.99×(H/λ)²+5.817×(H/λ)+0.732

-99.99×(G/λ)×(H/λ)…(3)

由此，能够将频率温度特性的二次温度系数抑制于较小程度。

另外，本实施方式的SAW谐振子在第5形式中，其特征在于，在所述第3或第4形式的基础上，电极指间槽的深度G与电极膜厚H之和满足0.0407λ≤G+H的关系。由此，与没有在电极指之间设置槽而利用了阻带的下限模式的谐振的现有的情况相比，能够获得较高的Q值。

图1图示了本实施方式的SAW谐振子的典型示例。如图1(A)所示，本实施方式的SAW谐振子1具有：矩形的水晶基板2、以及分别形成在该水晶基板的主面上的IDT3和一对反射器4、4。

在水晶基板2中，使用由欧拉角(-1.5°≤φ≤1.5°，117°≤θ≤142°，42.79°≤|ψ|≤49.57°)表示的面内旋转ST切割水晶基板。在此，对欧拉角进行说明。由欧拉角(0°，0°，0°)表示的基板成为，具有与Z轴垂直的主面的Z切割基板。在此，欧拉角(φ，θ，ψ)的φ是涉及Z切割基板的第1旋转的参数，其为以Z轴为旋转轴，以从+X轴向+Y轴侧旋转的方向为正旋转角度的第1旋转角度。欧拉角的θ是涉及在Z切割基板的第1旋转之后进行的第2旋转的参数，其为以第1旋转后的X轴为旋转轴，以从第1旋转后的+Y轴向+Z轴旋转的方向为正旋转角度的第2旋转角度。压电基板的切割面由第1旋转角度φ和第2旋转角度θ所决定。欧拉角的ψ是涉及在Z切割基板的第2旋转之后进行的第3旋转的参数，其为以第2旋转之后的Z轴为旋转轴，以从第2旋转之后的+X轴向第2旋转后的+Y轴侧旋转的方向为正旋转角度的第3旋转角度。SAW的传播方向用相对于第2旋转后的X轴的第3旋转角度ψ表示。

如图2所示，面内旋转ST切割水晶基板在通过X轴、Y轴及Z轴分别表示水晶的正交的3个结晶轴、即电轴、机械轴及光学轴时，从如下的晶片5中被切割出，所述晶片5具有：将与Y轴垂直的XZ面5a以X轴为旋转轴而从+Z轴向-Y轴方向旋转了角度θ′(°)的、与坐标轴(X，Y′，Z′)的Y′轴垂直的XZ′面。水晶基板2进而沿着以Y′轴为旋转轴、以从+X轴向+Z′轴方向为正而旋转了角度+ψ(或-ψ)(°)的新坐标轴(X′，Y′，Z″)，从晶片5中被切割出，以形成单片化。此时，水晶基板2可以以其长边(或短边)沿着X′轴方向或Z″轴方向中的任意一个方向的方式而配置。并且，角度θ′和欧拉角中的θ存在θ′＝θ-90°的关系。

IDT3具有分别由多个电极指6a、6b构成、且通过母线7a、7b将这些电极指的基端部连接起来的1对梳齿状电极3a、3b。各电极指6a、6b以使其延长方向与由所述IDT激振的SAW的传播方向X′正交的朝向而配置。一个梳齿状电极3a的电极指6a与另一个梳齿状电极3b的电极指6b交替且隔开预定的间隔而以固定的间距排列配置。如图1(B)所示，在电极指6a、6b之间露出的水晶基板2的表面上，通过以蚀刻等方式对该表面进行削除，从而分别凹设有固定深度的电极指间槽8。

一对反射器4、4被配置成，沿着SAW的传播方向X′而在IDT3的外侧从两侧夹持该IDT。各反射器4分别具有在SAW的传播方向X′上以固定的间距排列配置的多个导体条4a、4a。所述各导体条与IDT3的所述各电极指同样地，以使其延长方向与SAW的传播方向X′正交的朝向而配置。如图1(B)所示，在导体条4a、4a之间露出的水晶基板2的表面上，通过以蚀刻等方式而对该表面进行削除，从而分别凹设有固定深度的导体条间槽9。

在本实施方式中，电极指6a、6b及导体条4a、4a通过采用例如铝或以铝为主体的合金的金属膜而形成相同的膜厚H，也可以总称为电极指。电极指间槽8和导体条间槽9被形成为相同的深度G。在IDT3的最外侧的电极指6a(或6b)、和与其相邻的反射器4、4的所述导体条之间，同样通过对水晶基板表面进行削除而凹设有与所述导体条间槽深度相同的槽。

以这种方式构成的SAW谐振子1，激励在水晶基板2的X′轴方向及Y′轴方向的两个方向上具有振动位移分量的Rayleigh型(瑞利型)的SAW。上述的欧拉角的水晶基板2由于SAW的传播方向从作为水晶的结晶轴的X轴偏离，因而能够激励阻带上限模式的SAW。

并且，上述的水晶基板2的欧拉角(φ，θ，ψ)以如下方式进行了选择。SAW谐振子的频率温度特性一般以下式表示。

Δf＝α×(T-T0)+β×(T-T0)²

在此，Δf为温度T和顶点温度T0之间的频率变化量(ppm)，α为一次温度系数(ppm/℃)，β为二次温度系数(ppm/℃²)，T为温度，T0为频率最大时的温度(顶点温度)。将二次温度系数β的绝对值设定为最小，优选设定为0.01(ppm/℃²)以下，更优选设定为大致为零，如果频率温度特性表示三次曲线，则即使在较宽的工作温度范围内，也可以减小频率变动量，从而获得较高的频率稳定性。

首先，将水晶基板2的欧拉角设为(0°，123°，ψ)，并对能够获得β＝±0.01(ppm/℃²)的线占有率η时的、欧拉角ψ与电极指间槽的深度G之间的关系进行了模拟。在此，适当选择欧拉角ψ，以使二次温度系数β的绝对值为0.01(ppm/℃²)。其结果为，能够将在上述条件下可将二次温度系数β设为-0.01≤β≤+0.01的欧拉角ψ的范围，确定为43°＜ψ＜45°。

并且，如图1(C)所示，IDT3的线占有率η为电极指宽度L除以电极指间距λ/2(＝L+S)的值。另外，图1(D)为，用于对在通过光刻法和蚀刻法制造IDT3的电极指6a、6b及电极指间槽8时将会形成的梯形形状的剖面中，确定IDT3的线占有率η的方法进行说明的图。此时，线占有率η根据在如下高度处测定出的电极指宽度L和电极指间槽宽度S来计算，所述高度为，距电极指间槽8的底部的距离为该电极指间槽的深度G和电极膜厚H的合计值(G+H)的二分之一的高度。

接下来，将水晶基板2设为，将其切割角及SAW传播方向用欧拉角表示为(0，θ，ψ)，将电极指间槽的深度G设为0.04λ，将电极指的膜厚H设为0.02λ，根据上述式(3)将线占有率η设为0.6383，从而对与欧拉角θ相关的二次温度系数β的变化进行了模拟。在此，欧拉角ψ在上述的43°＜ψ＜45°的范围内进行适当的选择，以根据角度θ的设定角度而使二次温度系数β的绝对值成为最小。其结果为，确认到如果欧拉角θ在117°≤θ≤142°的范围内，则即使改变电极指的膜厚H、电极指间槽的深度G及线占有率η，二次温度系数β的绝对值也会在0.01(ppm/℃²)的范围内。

接下来，通过欧拉角表示而将水晶基板22设为(φ，123°，43.77°)，将电极指间槽的深度G设为0.04λ，将电极指的膜厚H设为0.02λ，将线占有率η设为0.65，并对与欧拉角φ相关的二次温度系数β的变化进行了模拟。其结果为，确认到如果欧拉角φ在-1.5°≤φ≤+1.5°的范围内，则二次温度系数β的绝对值在0.01(ppm/℃²)的范围内。

而且，通过进行模拟，求出了工作温度范围(-40℃～+85℃)内的频率变动量为最小时的、非常理想的欧拉角θ和ψ之间的关系。此时，电极指间槽的深度G及电极指的膜厚H也分别被设为G＝0.04λ、H＝0.02λ。其结果为，欧拉角ψ以在上述的欧拉角θ的范围内随着其増加而描绘出三次曲线的方式増加。这种关系可以通过下式来进行近似。

式4

ψ＝1.19024×10^-3×θ³-4.48775×10^-1×θ²+5.64362×10¹×θ-2.32327×10³±1.0由此，欧拉角ψ在欧拉角θ的下限值θ＝117°处，形成ψ＝42.79°，在上限值θ＝142°处，形成ψ＝49.57°。因此，欧拉角ψ在117°≤θ≤142°的范围内，可以设定为42.79°≤ψ≤49.57°。

通过以上述方式设定水晶基板2的欧拉角，从而本实施方式的SAW谐振子1能够实现二次温度系数β的绝对值在0.01(ppm/℃²)以下的优异的频率温度特性。

对于本实施方式的SAW谐振子1，在以下的条件下对频率温度特性进行了模拟。

-本实施方式的SAW谐振子1的基本数据

H：0.02λ

G：变化

IDT线占有率η：0.6

反射器线占有率ηr：0.8

欧拉角：(0°，123°，43.5°)

IDT对数：120

电极指交叉宽度：40λ(λ＝10μm)

反射器条数(每单侧)：60

电极指的倾斜角度：无

此模拟结果如图3所示。由该图可以看出，频率温度特性在工作温度范围(-40～+85℃)内大致表示三次曲线，从而能够将频率变动宽度抑制为极小的变动量、即20ppm以内。

关于表现出图3的频率温度特性的SAW谐振子1，对其频率、等效电路常数及静态特性进行汇总，结果如以下的表1所示。

表1

	F(MHZ)	Q	γ	CI(Ω)	M
						AVG	318.25	13285	2476	21.8	5.4

在此，F为频率，Q为Q值，γ为电容比，CI为CI(晶体阻抗：CrystalImpedance)值，M为性能指数(品质因数：Figure of Merit)。

SAW谐振子1优选设定为，IDT3的阻带上端的频率ft2和反射器4的阻带下端的频率fr1及阻带上端的频率fr2满足fr1＜ft2＜fr2的关系。图4图示了与频率相关的IDT3及反射器4的SAW反射特性。如该图所示，在将频率ft2设定在频率fr1和频率fr2之间时，在频率ft2处，反射器4的反射系数大于IDT3的反射系数。其结果为，从IDT3激励的阻带上端模式的SAW从反射器4以更高的反射系数而被反射到IDT3侧。因此，能够有效地封住SAW的振动能量，从而能够实现低损耗的SAW谐振子1。

另外，关于SAW谐振子1的Q值，通过进行模拟，从而验证了其与由电极指6a、6b的高度、即膜厚H和电极指间槽8的深度G而形成的高低差的大小(G+H)之间的关系。为了进行比较，对于在电极指之间未设槽、且采用阻带上限模式的谐振的现有的SAW谐振子，在以下的条件下，对Q值与电极指的高度、即膜厚之间的关系进行了模拟。

-现有的SAW谐振子的基本数据

H：变化

G：零(无)

IDT线占有率η：0.4

反射器线占有率ηr：0.3

欧拉角(0°，123°，43.5°)

IDT对数：120

电极指交叉宽度：40λ(λ＝10μm)

反射器条数(每单侧)：60

电极指的倾斜角度：无

此模拟结果如图5所示。在该图中，粗线表示本实施方式的SAW谐振子1，细线表示现有的SAW谐振子。由该图可知，本实施方式的SAW谐振子1在高低差(G+H)在0.0407λ(4.07％λ)以上的区域中，能够获得高于现有的SAW谐振子的Q值。

而且，在本实施方式的SAW谐振子中，通过采用上述的倾斜型IDT结构，从而也有望实现在良好的频率温度特性之外，还能够提高Q值、CI值等的电子特性。因此，本申请发明者在本实施方式的SAW谐振子中采用了倾斜型IDT结构，并且对于在将IDT以及反射器配置在相对于与电极指以及导体条正交的第1方向而以角度α倾斜了的第2方向上时，该倾斜角度α和欧拉角ψ之间的关系，进行了进一步的讨论。其结果为，发现了即使在倾斜型IDT结构中，也能够在较广的动作温度范围内同时实现优异的频率温度特性和良好的电子特性，即Q值以及CI值，且想到了本发明。

本发明的SAW器件的特征在于，具有：水晶基板，其欧拉角为(-1.5°≤φ≤1.5°，117°≤θ≤142°，42.79°≤|ψ|≤49.57°)；叉指换能器，其由被设置在该水晶基板的主面上的多个电极指构成，且用于激振阻带上限模式的声表面波；一对反射器，其沿着声表面波的传播方向以隔着叉指换能器的方式而配置在叉指换能器的两侧，且分别由多个导体条构成；电极指间槽，其凹设在叉指换能器的相邻电极指之间的、水晶基板的表面上；导体条间槽，其凹设在反射器的相邻导体条之间的、水晶基板的表面上，声表面波的波长λ和电极指间槽的深度G满足0.01λ≤G的关系，IDT的线占有率η和电极指间槽的深度G满足下式5以及式6的关系，即

式5

-2.0000×G/λ+0.7200≤η≤-2.5000×G/λ+0.7775，但是，0.0100λ≤G≤0.0500λ

式6

-3.5898×G/λ+0.7995≤η≤-2.5000×G/λ+0.7775，但是，0.0500λ＜G≤0.0695λ

和电极指以及导体条正交的第1方向、与水晶基板的电轴之间所成的角度为欧拉角ψ，叉指换能器以及反射器的至少一部分被配置在以角度α与第1方向交叉的第2方向上，且该角度α在1.0°≤α≤2.75°的范围内。

通过以此方式配置IDT和反射器，从而能够高效地封住SAW的振动能量。其结果为，能够获得如下的SAW器件，该SAW器件能够在如后文所述的较广的动作温度范围内，维持通过由上述欧拉角的面内旋转ST切割水晶板构成的水晶基板和电极指间槽而得到的、良好的频率温度特性，与此同时实现了较高Q值以及低CI值的良好的电子特性，且振荡稳定性优异。

在某一实施例中，通过使角度α和欧拉角ψ满足ψ＝1.06α+43.69°+0.05°的关系，从而能够实现一种在较广的动作温度范围内具有较高Q值以及低CI值的同时、还具有频率变动量极小的优异的频率温度特性的SAW器件。

在另一实施例中，由于通过使IDT的线占有率η满足如下的式7，从而能够将频率温度特性的二次温度系数抑制得更小，因此，能够获得使频率变动量更小且更加优异的三次曲线的频率温度特性。

式7

η＝-1963.05×(G/λ)³+196.28×(G/λ)²-6.53×(G/λ)

-135.99×(H/λ)²+5.817×(H/λ)+0.732

-99.99×(G/λ)×(H/λ)

另外，在另一实施例中，由于电极指间槽的深度G与电极指的膜厚H之和满足0.0407λ≤G+H，因此，当使用了阻带上限模式的谐振时，无需在IDT的电极指之间设置槽，就能够获得与使用阻带下限模式的谐振的现有的SAW谐振子相比更高的Q值。

另外，在另一实施例中，通过还具有用于驱动IDT的振荡电路，从而能够在较宽的工作温度范围内，获得频率变动量极小、CI值较低、且振荡稳定性优异的SAW振荡器。

根据本发明的另一个侧面，通过具有上述的本发明的SAW器件，从而提供了一种能够在较宽的工作温度范围内稳定地发挥良好性能的电子设备、传感器装置。

附图说明

在图1中，(A)图为表示本实施方式的SAW谐振子的结构的俯视图，(B)图为其部分放大纵剖视图，(C)图为(B)图的部分放大图，(D)图为表示通过光刻以及蚀刻技术而形成的、(C)图中的槽部的剖面形状的图。

图2为模式化表示图1的SAW谐振子的水晶基板的说明图。

图3为表示图1中的SAW谐振子的频率温度特性的线图。

图4为表示图1中的SAW谐振子的IDT及反射器的SAW反射特性的线图。

图5为表示图1中的SAW谐振子的电极指之间的高低差与Q值之间的关系的线图。

在图6中，(A)图表示本发明的SAW器件的第1实施例的俯视图，(B)图为其沿着VI-VI线的部分放大纵剖视图。

图7为表示使实施例1的频率温度特性最佳时的IDT的倾斜角α与欧拉角ψ之间的关系的线图。

图8为表示实施例2的IDT的倾斜角α＝2°时的频率温度特性的线图。

图9为表示比较例的IDT的倾斜角α＝2°时的频率温度特性的线图。

图10为表示实施例1的IDT的倾斜角α与Q值之间的关系的线图。

图11-1为表示实施例2的IDT的倾斜角α＝0°时在动作温度范围内的Q值的变化的线图。

图11-2为表示实施例2的IDT的倾斜角α＝1.0°时在动作温度范围内的Q值的变化的线图。

图11-3为表示实施例2的IDT的倾斜角α＝1.5°时在动作温度范围内的Q值的变化的线图。

图11-4为表示实施例2的IDT的倾斜角α＝2.0°时在动作温度范围内的Q值的变化的线图。

图11-5为表示实施例2的IDT的倾斜角α＝2.5°时在动作温度范围内的Q值的变化的线图。

图11-6为表示实施例2的IDT的倾斜角α＝3.0°时在动作温度范围内的Q值的变化的线图。

图12为表示实施例2的IDT的倾斜角α与Q值之间的关系的线图。

图13为表示实施例1的IDT的倾斜角α与CI值之间的关系的线图。

在图14中，(A)图为表示本发明的第2实施例的SAW振荡器俯视图，(B)图为其沿着XIV-XIV线的纵剖视图。

图15为表示倾斜型IDT结构的现有例的俯视图。

图16为表示倾斜型IDT结构的其他的现有例的俯视图。

符号说明

1、11、32、51  SAW谐振子；

2、12、35、52、62水晶基板；

3、13、53、63IDT；

3a、3b、13a、13b、36a、36b、53a、53b、63a、63b梳齿状电极；

4、14、37、54、64  反射器；

4a、14a、54a、64a  导体条；

5   晶片；

5a  面；

6a、6b、15a、15b、55a、55b、65a、65b  电极指；

7a、7b、16a、16b  母线；

8、17电极指间槽；

18   导体条间槽；

31   SAW振荡器；

33   IC；

34   封装件；

34a  底板；

38a～38f  电极衬垫；

39a～39g  电极布线；

40、41     接合线；

42  盖。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。而且，在附图中，对相同或者类似的结构要素标记相同或者类似的参照符号来进行表示。

图6(A)、(B)图示了作为本发明的SAW器件的第1实施例的SAW谐振子的结构。本实施例的SAW谐振子11具有：矩形的水晶基板12；在该水晶基板的主面上分别形成的IDT13和一对反射器14、14。与图1相关联，水晶基板12使用与上述的SAW谐振子1的水晶基板2相同的欧拉角(-1.5°≤φ≤1.5°，117°θ≤142°，42.79°≤|ψ|≤49.57°)的面内旋转ST切割水晶板。

IDT13具有，各自由多个电极指15a、15b组成、且通过母线16a、16b而将这些电极指的基端部连接起来的一对梳齿状电极13a、13b。在水晶基板12于电极指15a、15b之间露出的表面上，如图6(B)所示，通过蚀刻等而对该表面进行削除，从而分别凹设有固定深度的电极指间槽17。一方的梳齿状电极13a的电极指15a和另一方的梳齿状电极13b的电极指15b，沿着与这些电极指的延长方向正交的方向，交替且隔开预定的间隔而以固定的间距Pt进行排列。

一对反射器14、14以夹着IDT13的方式而沿着SAW的传输方向被配置在该IDT13的两侧。各个反射器14分别具有多个导体条14a、14a。在水晶基板12于导体条(电极指)14a、14a之间露出的表面上，如图6(B)所示，通过蚀刻等而对该表面进行削除，从而分别凹设有固定深度的导体条间槽18。所述各个导体条和IDT13的所述各个电极指同样地，沿着与这些导体条的延长方向正交的方向以固定的间距Pr进行排列配置。

所述电极指以及导体条，由使用了例如铝或以铝为主体的合金的金属膜，而形成为相同膜厚H。电极指间槽17和导体条间槽18形成为相同深度G。在各个反射器14、14最内侧的所述导体条和与其相邻的IDT13最外侧的电极指15a(或者15b)之间，也同样地对水晶基板表面进行削除，从而凹设有与所述导体条间槽相同深度的槽。

在由上述的欧拉角的面内旋转ST切割水晶板形成的水晶基板12中，由于水晶的结晶异向性，因而当通过IDT13而使SAW激振时，作为水晶基板12的X′轴方向的、SAW的相位速度的方向19，和作为SAW能量的传输方向的、群速度的方向20不同。SAW的相位速度的方向19(X′轴)与水晶的电轴(X轴)之间所成的角度为欧拉角ψ。群速度的方向20以倾斜角α而与相位速度的方向19交叉。

电极指15a、15b以及导体条14a、14a被形成为，其延长方向与水晶基板12的X′轴、即SAW的相位速度的方向19正交。而且，所述电极指以及导体条沿着群速度方向20而配置在从相位速度的方向19起倾斜了角度α的方向上。此时，通过将导体条14a、14a的、与群速度的方向20正交的方向的宽度Wr设定为，与电极指15a、15b的、与群速度的方向20正交的方向的宽度Wt相同，从而能够减少SAW能量从反射器14、14中的泄露，而高效地将该能量封住。

在另一个实施例中，如果至少使IDT13的电极指以及反射器14、14的导体条中的一部分沿着群速度方向20被配置，则能够减少SAW能量从反射器14、14中的泄露。而且，在另一个实施例中，将所述导体条的宽度Wr设定为宽于所述电极指的宽度Wt的宽度。由此，沿着群速度的方向20而传输的几乎全部的SAW能量均由反射器14、14反射，从而使封入效果得到提高。

在本实施例的倾斜型IDT结构中，设定群速度的方向20与相位速度的方向19之间所成的角度α在1.0°≤α≤2.75°的范围内。由此，能够在维持通过由上述的欧拉角的面内旋转ST切割水晶板形成的水晶基板12以及电极指间槽17而得到的、良好的频率温度特性的同时，实现高Q值以及低阻抗化(低CI值)。

而且在本实施例中，设定角度α和水晶基板12的欧拉角ψ满足ψ＝1.06α+43.69°±0.05°的关系。由此，能够实现在较广的动作温度范围内具有高Q值以及低CI值、且发挥出频率变动量极小的优异的频率温度特性的SAW谐振子。

通过采用这种结构，从而使SAW谐振子11激励了，在从水晶基板12的X′轴方向起倾斜了角度α的群速度的方向20、以及Y′轴方向的双方上均具有振动位移分量的Rayleigh型(瑞利型)的SAW。由于通过使用上述的欧拉角的水晶基板12，从而使SAW的传输方向偏离出作为水晶的结晶轴的X轴，因此能够激励阻带上限模式的SAW。

如图6(B)所示，将电极指15a、15b的线宽设为Lt，将电极指间槽17的宽度设为St，则IDT13的线占有率由η＝Lt/(Lt+St)来表示。将导体条14a的线宽设为Lr，将导体条间槽18的宽度设为Sr，则反射器14的线占有率由ηr＝Lr/(Lr+Sr)来表示。

在此，对IDT13的电极指的间距Pt以及反射器14的导体条的间距Pr进行说明。当Lt+St＝dt时，交叉的一对梳齿状电极13a、13b的各个电极指间距Pt与电极指的线宽Lt以及电极指间的宽度(即，电极指间槽在SAW传输方向上的宽度)St之间的关系为，Pt＝2×dt＝2×(Lt+St)。即，在SAW传输方向上观察时，相邻的电极指13a与电极指13b之间的中心间距离dt(所谓的行间隔)为，dt＝Lt+St。因此，电极指间距满足Pt＝2×dt＝λ。

在从SAW传输方向观察时，在反射器14中，相邻的导体条14a之间的中心间距离dr满足dr＝Lr+Sr。将该中心间距离dr设为，在反射器14中传输的SAW的波长λ的二分之一、即dr＝λ/2。因此，导体条14a的间距Pr满足，Pr＝2×dr＝2×(Lr+Sr)。

实施例1

将SAW谐振子11的规格设定如下。

水晶基板尺寸：5.0×1.5(mm)

欧拉角：(0°，123°，45.8°)

IDT对数：180

反射器个数(每单侧)：78

将IDT13设计如下。

SAW波长λ：7.9(μm)

电极材料：铝

电极指膜厚H：0.02λ(2％λ)＝0.1580(μm)

电极指间距Pt：λ/2＝3.95(μm)

电极指线宽Lt：0.625Pt＝2.4688(μm)

(线占有率η：0.625)

将反射器14设计如下。

电极材料：铝

导体条膜厚H：2％λ(0.02λ)＝0.1580(μm)

导体条间距Pt：λ/2＝3.95(μm)

导体条线宽Lt：0.625Pt＝2.4688(μm)

(线占有率η：0.625)

电极指间槽17设计如下。

深度：0.045λ(4.5％λ)＝0.3555(μm)

电极指有效膜厚：0.065λ(6.5％λ)＝0.5135(μm)

关于以此方式设计的SAW谐振子11，对倾斜角α在1.0≤α≤3.0的范围内、频率温度特性的二次温度系数β最佳时的、倾斜角α与欧拉角ψ之间的关系进行了模拟。其结果如图7所示。在该图中，连接所绘的黑圆点的实线表示β＝0时的情况。而且，在该图中，连接所绘的黑圆点的虚线表示|β|≤0.01时的上限值，连接所绘的三角形黑点的虚线表示其下限值。

从该图中能够确认，在表示所述上限值的虚线与表示下限值的虚线之间，存在对于实施例1的SAW谐振子11而言能够发挥二次温度系数|β|≤0.01的良好的频率温度特性的、倾斜角α以及欧拉角ψ的范围。在该图中，对β＝0时的倾斜角α和欧拉角ψ之间的关系进行了验证，结果判明满足下面的条件式(4)。

ψ＝1.06α+43.69°…(4)

而且，对|β|≤0.01时的倾斜角α和欧拉角ψ之间的关系进行了验证，结果判明满足下面的条件式(5)。

ψ＝1.06α+43.69°±0.05°…(5)

接下来，对于实施例1的SAW谐振子11，设倾斜角α＝2°并对频率温度特性进行了模拟。此时，水晶基板12的欧拉角ψ＝45.8°在倾斜角α＝2°时满足上述条件式(4)。其结果如图8所示。如该图所示，确认了具有在-40℃～+85℃的较广的动作温度范围内、频率变动量被用三次曲线来表示的良好的频率温度特性。

作为比较例，关于使水晶基板12的欧拉角ψ仅旋转了与IDT的倾斜角α相同的角度2°的、ψ＝45.69°时的情况，对频率温度特性进行了模拟。其结果如图9所示。如该图所示，在-40℃～+85℃的较广的动作温度范围内，频率温度特性与倾斜角为0°时的情况相比，即与IDT13相对于水晶基板的X′轴未发生倾斜的、现有的IDT结构相比劣化了。如此，根据本发明，通过将水晶基板12的欧拉角ψ设定为上述条件式(4)、(5)，从而得到了良好的频率温度特性。

而且，关于实施例1的SAW谐振子11，对倾斜角α和在-40℃～+85℃的较广的动作温度范围内成为最低值的Q值之间的关系进行了模拟。其结果如图10所示。。在该图中，在倾斜角为0°时，即在IDT13相对于水晶基板的X′轴未发生倾斜的、现有的IDT结构中，Q值小于1500。相对于此，可以确认，当倾斜角α在1.0≤α≤2.75的范围内时，Q值超过1800，从而与现有结构相比被大幅度地改善。

实施例2

在上述的实施例1中，将反射器14的导体条线宽变更为了0.725Pr(＝2.8638μm)，将线占有率变更为了ηr＝0.725。关于实施例2，在将IDT的倾斜角α设为了α＝0°、1.0°、1.5°、2.0°、2.5°、3.0°的情况下，对在-40℃～+85℃的较广的动作温度范围内的Q值的变化进行了模拟。其结果如图11-1至图11-6所示。

从图11-2至图11-5中可以看出，当倾斜角α＝1.0°、1.5°、2.0°、2.5°时，Q值在整个动作温度范围内比较稳定且表现为较高值。相对于此，当倾斜角α＝0°时，如图11-1所示，在低温侧Q值降低。当倾斜角α＝3.0°时，如图11-6所示，在低温侧Q值明显劣化。根据实施例2的结果而判明了，从Q值的温度特性的观点出发，1.0≤α≤2.5为倾斜角α的最佳范围。

接下来，关于实施例2，对倾斜角α和在-40℃～+85℃的较广的动作温度范围内成为最低值的Q值之间的关系进行了模拟。其结果如图12所示。如该图所示，在作为倾斜角α为0°的现有的IDT结构中，Q值小于10000。相对于此，可确认，当倾斜角α在1.0≤α≤2.75的范围内时，Q值超过了12800，从而与现有结构相比被大幅度地改善。此外，当倾斜角α在α≥3.0的范围内时，Q值降低至小于10000。如此，本发明的SAW谐振子能够在较广的动作温度范围内被用作振荡器。

而且，对倾斜角α和在-40℃～+85℃的较广的动作温度范围内成为最大值的CI值之间的关系进行了模拟。其结果如图13所示。图13图示了如下的状况，即，虽然在作为倾斜角为0°的现有的IDT结构中，CI值超过了25Ω，但是当倾斜角α在1.0≤α≤2.5的范围内时，得到了较低的CI值。虽然已知通常情况下CI值与Q值成反比，但是该模拟结果显示，通过本发明，能够在实现高Q值化的同时、实现低CI值化。

而且，本申请发明者在倾斜角α＝2.0°时将电极指膜厚H、电极指间槽的深度G、以及欧拉角θ作为参数，计算出了可实现频率变动量较少的三次曲线的优异频率温度特性和高Q值的IDT线占有率η、反射器线占有率ηr、二次温度系数、和此时所得到的Q值。其结果如下面的表2中所示。

表2

一般情况下，Q值根据SAW能量的封入效果而被大致决定，换言之根据反射器的反射效率即反射器的结构(反射器个数、有效膜厚、电极线宽、密度等)来决定。因此，即使使水晶基板的切割角、例如欧拉角θ少许变化，也应当几乎不会对Q值造成影响。从表2中可以看出，虽然使欧拉角θ在可得到优异的频率温度特性的角度范围内改变为了117°，123°，142°，但是在η＜ηr的全部情况下，均获得了二次温度系数为-0.01～+0.01ppm/℃²的良好的频率温度特性，且获得了Q值为大概15000的较高值。

因此可知，根据本发明，能够在欧拉角θ＝117°～142°的范围内，同时实现良好的频率温度特性和较高的Q值。而且，通过将倾斜角α设定在上述的最佳范围内，从而保证了Q值在不受电极指膜厚H、电极指间槽的深度G、欧拉角θ以及线占有率的影响的条件下被改善。

本发明还能够应用于将上述的本发明的SAW谐振子和振荡电路组合起来构成的振荡器上。图14(A)、(B)表示作为这种本发明的SAW器件的第2实施例的SAW振荡器的典型示例的结构。本实施例的SAW振荡器31具有，本发明的SAW谐振子32、作为对该SAW谐振子进行驱动控制的振荡电路的IC(integrated circuit：集成电路)33、将SAW谐振子32和IC33收纳在内的封装件34。SAW谐振子32及IC33被表面安装在封装件34的底板34a上。

SAW谐振子32具有与第1实施例的SAW谐振子11同样的结构，并具有：用与第1实施例相同的欧拉角来表示的水晶基板35；和在其表面形成的、由1对梳齿状电极36a、36b构成的IDT和1对反射器37、37。在IC33的上表面上，设置有电极衬垫38a～38f。在封装件34的底板34a上，形成有电极布线39a～39g。SAW谐振子32的梳齿状电极36a、36b及IC33的电极衬垫38a～38f，分别通过接合线40、41而与相应的电极布线39a～39g电连接。以上述方式安装了SAW谐振子32及IC33的封装件34通过与其上部相接合的盖42而被气密密封。

本实施例的SAW振荡器31通过具有本发明的SAW谐振子，从而具有在较广的工作温度范围内频率变动量极小的优异的频率温度特性，并具有较高的Q值，因而能够进行稳定的振荡动作，且能够进一步实现由低阻抗化所带来的消耗电力的降低。其结果为，对应于近年来基于信息通信的高速化而提出的高频化及高精度化的要求，获得了具有在从低温到高温的温度剧烈变动的环境下也能够长期稳定工作的优异的耐环境特性的SAW振荡器。

本发明并不限定于上述实施例，可以在其技术的范围内加以各种变形或变更来实施。例如，IDT的电极结构除了上述实施例之外，可以采用公知的各种各样的结构。另外，本发明同样能够适用于除上述的SAW谐振子、SAW振荡器以外的各种各样SAW器件。而且本发明的SAW器件还能够广泛应用于如下的装置中，例如，移动电话、硬盘、个人计算机、BS及CS广播用的接收调谐器、在同轴电缆或光缆中传播的高频信号和光信号用的各种处理设备、在较宽的温度范围内需要高频、高精度时钟(低抖动、低相位噪声)的服务器和网络设备、无线通信用设备等的各种电子设备、各种模块装置、以及压力传感器、加速度传感器、旋转速度传感器等的各种传感器装置。

Claims (7)

1.一种声表面波器件，其特征在于，

具有：

水晶基板，其欧拉角为(-1.5°≤φ≤1.5°，117°≤θ≤142°，42.79°≤|ψ|≤49.57°)；

叉指换能器，其由被设置于所述水晶基板的主面上的多个电极指构成，且激励阻带上限模式的声表面波；

一对反射器，其沿着所述声表面波的传播方向并以夹着所述叉指换能器的方式而配置在叉指换能器的两侧，并分别由多个导体条构成；

电极指间槽，其凹设在所述叉指换能器的相邻的所述电极指之间的、所述水晶基板的表面上；

导体条间槽，其凹设在所述反射器的相邻的所述导体条之间的、所述水晶基板的表面上，

所述声表面波的波长λ和所述电极指间槽的深度G满足0.01λ≤G的关系，

所述叉指换能器的线占有率η与所述电极指间槽的深度G满足下述式8以及式9的关系，即，

式8

-2.0000×G/λ+0.7200≤η≤-2.5000×G/λ+0.7775，但是，0.0100λ≤G≤0.0500λ

式9

-3.5898×G/λ+0.7995≤η≤-2.5000×G/λ+0.7775，但是，0.0500λ＜G≤0.0695λ

和所述电极指以及所述导体条正交的第1方向、与所述水晶基板的电轴之间所成的角度为，所述欧拉角ψ，

所述叉指换能器以及反射器的至少一部分被配置在，以与所述第1方向成角度α而交叉的第2方向上，且所述角度α在1.0°≤α≤2.75°的范围内。

2.如权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，

所述角度α与所述欧拉角ψ之间，满足ψ＝1.06α+43.69°+0.05°的关系。

3.如权利要求1或2所述的声表面波器件，其特征在于，

所述IDT的线占有率η满足下式7，即，

式7

η＝-1963.05×(G/λ)³+196.28×(G/λ)²-6.53×(G/λ)

-135.99×(H/λ)²+5.817×(H/λ)+0.732

-99.99×(G/λ)×(H/λ)。

4.如权利要求1或2所述的声表面波器件，其特征在于，

所述电极指间槽的深度G与所述电极指的膜厚H之和，满足0.0407λ≤G+H。

5.如权利要求1或2所述的声表面波器件，其特征在于，

还具有用于驱动所述叉指换能器的集成电路。

6.一种电子设备，其特征在于，

具有权利要求1或2所述的声表面波器件。

7.一种传感器装置，其特征在于，

具有权利要求1或2所述的声表面波器件。

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