JP2001127582A - Piezoelectric element - Google Patents

Piezoelectric element

Info

Publication number
JP2001127582A
JP2001127582A JP2000161829A JP2000161829A JP2001127582A JP 2001127582 A JP2001127582 A JP 2001127582A JP 2000161829 A JP2000161829 A JP 2000161829A JP 2000161829 A JP2000161829 A JP 2000161829A JP 2001127582 A JP2001127582 A JP 2001127582A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
piezoelectric element
electrode
piezoelectric
electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000161829A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Ando
陽 安藤
Masahiko Kimura
雅彦 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2000161829A priority Critical patent/JP2001127582A/en
Priority to EP00116302A priority patent/EP1077092A3/en
Priority to TW089115413A priority patent/TW478246B/en
Priority to CNB001241788A priority patent/CN1188917C/en
Priority to KR1020000047135A priority patent/KR20010021310A/en
Publication of JP2001127582A publication Critical patent/JP2001127582A/en
Priority to US10/322,936 priority patent/US6700303B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a piezoelectric element by which a high performance oscillator is realized, which is excellent in thermal stability with a narrow common difference. SOLUTION: The piezoelectric element 10 includes two piezoelectric body layers 12 and 14. The layers 12 and 14 are formed by a piezoelectric material which includes Sr, Bi, Nb and O as main components. A first vibration electrode 16 is formed between the layers 12 and 14 and the second and the third vibration electrodes 18 and 20 are formed on the outer surface. An energy confinement region is formed in an area where the electrodes are superimposed between the vibration electrodes 18, 20 and the electrode 16. A straight line in the energy confinement region, which is in parallel with the surfaces of the electrodes 16, 18 and 20, is cut at two points where the line is intersected with the outer periphery of the confinement region. Its maximum length is made L and a distance between the second and the third vibration electrodes is t. When an n-th order thickness vertical higher harmonic vibration is excited, the value of nL/t is set to be less than 10.

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】この発明は圧電素子に関し、
特にたとえば、厚み振動を用いるエネルギ閉じ込め型の
圧電素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric element,
In particular, for example, the present invention relates to an energy trap type piezoelectric element using thickness vibration.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、圧電体内に振動電極を形成
し、厚み振動の高次振動を励振するタイプのエネルギ閉
じ込め型圧電素子が提案されている。このタイプの圧電
素子は、厚み振動の基本波振動を励振するものとは異な
り、ポアソン比の影響をほとんど受けないことが明らか
にされている。一般的に、チタン酸鉛系のように熱的安
定性の優れた材料はポアソン比が1/3未満であり、厚
み振動の基本波の周波数低下型エネルギ閉じ込めは不可
能であるが、振動電極構造により励振される厚み振動高
次波については、このような熱的に安定な材料を用いて
も良好な周波数低下型エネルギ閉じ込めを実現すること
ができ、高性能圧電素子を実用化できる技術として注目
されている。
2. Description of the Related Art Heretofore, there has been proposed an energy trapping type piezoelectric element in which a vibration electrode is formed in a piezoelectric body to excite higher-order vibrations of thickness vibration. It has been revealed that this type of piezoelectric element is hardly affected by Poisson's ratio, unlike an element that excites fundamental vibration of thickness vibration. Generally, materials having excellent thermal stability, such as lead titanate, have a Poisson's ratio of less than 1/3, and it is impossible to confine the frequency-reduced energy of the fundamental wave of thickness vibration. Regarding high-order thickness vibration waves excited by the structure, it is possible to achieve good frequency-reduction-type energy confinement even by using such a thermally stable material, and as a technology that can commercialize high-performance piezoelectric elements. Attention has been paid.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この振
動電極構造により励振される厚み振動高次波のエネルギ
閉じ込め素子は、材料系により最適な電極構造が異な
り、材料系ごとに最適な電極の大きさを決める必要があ
る。つまり、エネルギ閉じ込め型の素子においては、主
要振動の共振周波数の近くにアンハーモニックオーバー
トーンと呼ばれるスプリアス振動の共振周波数が存在す
ることが知られており、このアンハーモニックオーバー
トーンは電極径つまりエネルギ閉じ込め領域が小さくな
ると励振されなくなるが、アンハーモニックオーバート
ーンが励振されない最大電極径が材料系によって異なる
ため、材料ごとに最大電極径を決める必要がある。無配
向のビスマス層状化合物系セラミックス材料は熱的安定
性に優れ、また電気機械結合係数が小さいため狭公差の
高性能発振子の実現が期待できるが、まだアンハーモニ
ックオーバートーンが励振されない最大電極径が見つけ
られていなかった。
However, the energy confinement element of the thickness vibration higher-order wave excited by the vibrating electrode structure has a different optimum electrode structure depending on the material system, and an optimum electrode size for each material system. Need to decide. In other words, it is known that in an energy trap type element, a resonance frequency of spurious vibration called an harmonic overtone exists near a resonance frequency of a main vibration. Excitation is not achieved when the area is reduced, but the maximum electrode diameter at which the anharmonic overtone is not excited varies depending on the material system, so it is necessary to determine the maximum electrode diameter for each material. A non-oriented bismuth layered compound ceramic material has excellent thermal stability and a small electromechanical coupling coefficient, which can be expected to realize a high-performance oscillator with a narrow tolerance. Was not found.

【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、熱
的安定性に優れた狭公差の高性能発振子の実現が可能な
圧電素子を提供することである。
[0004] Therefore, a main object of the present invention is to provide a piezoelectric element capable of realizing a high-performance oscillator having excellent thermal stability and a narrow tolerance.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、Sr,B
i,NbおよびOを主成分として含む圧電材料からなる
複数の圧電体層と、互いに対向するように、圧電体層を
介して形成される少なくとも3つの振動電極とを含み、
少なくとも3つの振動電極が重なりあった領域に形成さ
れるエネルギ閉じ込め領域においてn次の厚み縦高調波
振動を励振する圧電素子であって、振動電極の面と平行
なエネルギ閉じ込め領域内の直線をエネルギ閉じ込め領
域の外周と交差する2つの点で切り取ったときの最大長
さをLとし、最上層に位置する振動電極と最下層に位置
する振動電極との間の距離をtとしたとき、nL/tの
値が10未満であることを特徴とする、圧電素子であ
る。このような圧電素子において、主成分としてSrB
2 Nb2 9 を用いることができる。
According to the present invention, Sr, B
a plurality of piezoelectric layers made of a piezoelectric material containing i, Nb and O as main components, and at least three vibrating electrodes formed via the piezoelectric layers so as to face each other;
A piezoelectric element that excites an nth-order thickness longitudinal harmonic vibration in an energy confinement region formed in a region where at least three vibrating electrodes overlap each other. When the maximum length when cut at two points crossing the outer periphery of the confinement region is L, and when the distance between the vibration electrode located on the uppermost layer and the vibration electrode located on the lowermost layer is t, nL / A piezoelectric element, wherein the value of t is less than 10. In such a piezoelectric element, SrB
i 2 Nb 2 O 9 can be used.

【0006】たとえばSrBi2 Nb2 9 などのよう
なSr,Bi,NbおよびOを主成分として含む圧電材
料は低電気機械結合係数をもち、熱的に安定した材料で
ある。このような材料を用いて、n次の厚み縦高調波を
励振する圧電素子を作製したときに、nL/tの値が1
0未満となるようにすることにより、アンハーモニック
オーバートーンが重畳せず、良好なエネルギ閉じ込めを
実現することができる。ここで、エネルギ閉じ込め領域
の平面形状が円形であれば、Lはその直径であり、楕円
形の場合であればLはその長軸であり、長方形の場合で
あればLはその対角線の長さである。
A piezoelectric material containing Sr, Bi, Nb and O as main components, such as SrBi 2 Nb 2 O 9 , has a low electromechanical coupling coefficient and is a thermally stable material. When a piezoelectric element that excites an nth-order thickness longitudinal harmonic is manufactured using such a material, the value of nL / t is 1
By setting the value to be less than 0, it is possible to realize good energy confinement without superimposing an unharmonic overtone. Here, if the planar shape of the energy confinement region is circular, L is its diameter; if it is elliptical, L is its major axis; if it is rectangular, L is its diagonal length. It is.

【0007】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments of the present invention with reference to the drawings.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の圧電素子の一例
を示す図解図であり、図2はその側面を示す図解図であ
る。圧電素子10は、たとえば2つの圧電体層12,1
4を含む。圧電体層12,14は、Sr,Bi,Nbお
よびOを主成分として含む圧電セラミックス材料で形成
される。このような圧電セラミックス材料としては、た
とえばSrBi2 Nb2 9 を主成分とする材料が用い
られる。2つの圧電体層12,14の間には、ほぼ中央
部に円形の第1の振動電極16が形成される。この第1
の振動電極16は、積層された圧電体層12,14の一
方端に引き出される。さらに、一方の圧電体層12の外
面には、第1の振動電極16に対向するようにして、円
形の第2の振動電極18が形成される。この第2の振動
電極18は、第1の振動電極16と逆の端部に引き出さ
れる。また、他方の圧電体層14の外面には、第1の振
動電極16に対向するようにして、第3の振動電極20
が形成される。この第3の振動電極20は、第2の振動
電極18と同じ端部に引き出される。第1の振動電極1
6、第2の振動電極18および第3の振動電極20は、
それぞれ同じ直径となるように形成される。
FIG. 1 is an illustrative view showing one example of a piezoelectric element of the present invention, and FIG. 2 is an illustrative view showing a side view thereof. The piezoelectric element 10 includes, for example, two piezoelectric layers 12, 1
4 inclusive. The piezoelectric layers 12 and 14 are formed of a piezoelectric ceramic material containing Sr, Bi, Nb and O as main components. As such a piezoelectric ceramic material, for example, a material containing SrBi 2 Nb 2 O 9 as a main component is used. A circular first vibrating electrode 16 is formed substantially at the center between the two piezoelectric layers 12 and 14. This first
The vibrating electrode 16 is drawn out to one end of the laminated piezoelectric layers 12 and 14. Further, a circular second vibration electrode 18 is formed on the outer surface of one of the piezoelectric layers 12 so as to face the first vibration electrode 16. The second vibrating electrode 18 is drawn out to the end opposite to the first vibrating electrode 16. The third vibration electrode 20 is provided on the outer surface of the other piezoelectric layer 14 so as to face the first vibration electrode 16.
Is formed. The third vibration electrode 20 is drawn out to the same end as the second vibration electrode 18. First vibrating electrode 1
6, the second vibrating electrode 18 and the third vibrating electrode 20
Each is formed to have the same diameter.

【0009】この圧電素子10は、エネルギ閉じ込め型
の圧電素子として用いられるが、そのエネルギ閉じ込め
領域は、第1の振動電極16と第2の振動電極18との
間、および第1の振動電極16と第3の振動電極20と
の間にあり、これらの振動電極16,18,20が重な
り合う部分がエネルギ閉じ込め領域となる。ここで、エ
ネルギ閉じ込め領域における振動電極16,18,20
に平行な直線をエネルギ閉じ込め領域の外周と交差する
点で切り取ったときの最大長さをLとする。図1に示す
圧電素子10では、3つの振動電極16,18,20の
円形部分の直径がLとなる。また、第2の振動電極18
と第3の振動電極20との間の距離をtとする。このと
き、n次の厚み縦振動を励振させる場合、nL/tの値
が10未満となるように設定される。
This piezoelectric element 10 is used as an energy trapping type piezoelectric element, and its energy trapping region is between the first vibrating electrode 16 and the second vibrating electrode 18 and the first vibrating electrode 16. And the third vibrating electrode 20, and a portion where the vibrating electrodes 16, 18, 20 overlap is an energy confinement region. Here, the vibrating electrodes 16, 18, 20 in the energy trapping region
Let L be the maximum length when a straight line parallel to is cut at a point that intersects the outer periphery of the energy confinement region. In the piezoelectric element 10 shown in FIG. 1, the diameter of the circular portions of the three vibrating electrodes 16, 18, 20 is L. Also, the second vibration electrode 18
The distance between the second vibration electrode 20 and the third vibration electrode 20 is represented by t. At this time, when exciting the nth-order thickness longitudinal vibration, the value of nL / t is set to be less than 10.

【0010】この圧電素子10では、SrBi2 Nb2
9 などのSr,Bi,NbおよびOを主成分として含
む圧電材料を用いることにより、熱的安定性に優れ、電
気機械結合係数が小さいために狭公差の高性能発振子と
して用いることができる圧電素子を得ることができる。
また、nL/tの値を10未満とすることにより、アン
ハーモニックオーバートーンが励振されない圧電素子と
することができる。
In this piezoelectric element 10, SrBi 2 Nb 2
By using a piezoelectric material containing Sr, Bi, Nb and O as main components such as O 9, it can be used as a high-performance oscillator having excellent thermal stability and a small tolerance due to a small electromechanical coupling coefficient. A piezoelectric element can be obtained.
Further, by setting the value of nL / t to less than 10, it is possible to obtain a piezoelectric element in which an unharmonic overtone is not excited.

【0011】[0011]

【実施例】まず、出発原料として、SrCO3 ,Bi2
3 ,Nb2 5 およびMnCO 3 を準備した。これら
の原料をSrBi2 Nb2 9 +1wt%MnO2 で表
される組成となるように、秤量混合を行った。この混合
粉末を800〜1000℃で仮焼後、ドクターブレード
法によってシート成形を行った。このようにして得られ
たシートを用いて、図3に示すように、第2の振動電極
用のパターン30、第3の振動電極用のパターン32お
よび第1の振動電極用のパターン34を形成したシート
36,38,40を形成した。これらのパターン30,
32,34は、白金電極を印刷して形成した。さらに、
シート36とシート40との間に複数のシート42を挟
み、シート38とシート40との間に複数のシート44
を挟んだ。これらのシート36,38,40,42,4
4を積層し、200GPa(2×107 kg/m2 )の
圧力で圧着し、1250〜1300℃で1〜5時間焼成
した。そののち、焼成物を図2の矢印に示す向きに分極
し、図1および図2に示すような構造の圧電素子を得
た。
EXAMPLE First, SrCO was used as a starting material.Three, BiTwo
OThree, NbTwoOFiveAnd MnCO ThreeWas prepared. these
Raw material of SrBiTwoNbTwoO9+ 1wt% MnOTwoIn table
Weighing and mixing were performed so as to obtain the composition to be obtained. This mixture
After calcining the powder at 800-1000 ° C, doctor blade
The sheet was formed by the method. Obtained in this way
As shown in FIG. 3, the second vibrating electrode
Pattern 30, a third vibrating electrode pattern 32 and
And a sheet on which a pattern 34 for a first vibrating electrode is formed
36, 38 and 40 were formed. These patterns 30,
32 and 34 were formed by printing platinum electrodes. further,
A plurality of sheets 42 are sandwiched between the sheets 36 and 40.
Between the sheets 38 and 40.
Sandwiched. These sheets 36, 38, 40, 42, 4
4 are laminated, and 200 GPa (2 × 107kg / mTwo)of
Pressure bonding and firing at 1250-1300 ° C for 1-5 hours
did. After that, the fired product is polarized in the direction shown by the arrow in FIG.
Then, a piezoelectric element having a structure as shown in FIGS. 1 and 2 is obtained.
Was.

【0012】このようにして得られた圧電素子につい
て、エネルギ閉じ込め領域の直径、すなわち3つの振動
電極の円形部分の直径は、焼成後において0.5〜2.
5mmとなるようにした。また、焼成後の素子の全厚
み、つまり第2の振動電極18と第3の振動電極20と
の間の距離は、0.4mmとなるようにした。そして、
図4に示すように、第2および第3の振動電極18,2
0と第1の振動電極16との間にインピーダンスアナラ
イザ50を接続し、圧電振動を励振させた。
In the thus obtained piezoelectric element, the diameter of the energy confining region, that is, the diameter of the circular portions of the three vibrating electrodes is 0.5 to 2.
It was set to 5 mm. The total thickness of the fired element, that is, the distance between the second vibrating electrode 18 and the third vibrating electrode 20 was set to 0.4 mm. And
As shown in FIG. 4, the second and third vibrating electrodes 18, 2
The impedance analyzer 50 was connected between the first vibrating electrode 16 and the first vibrating electrode 16 to excite piezoelectric vibration.

【0013】このような圧電素子を用いて、2次高調波
のエネルギ閉じ込め性を評価するため、インピーダンス
の周波数特性を測定した。図5は、電極径2mmのとき
のインピーダンス−周波数特性を示すグラフである。こ
こで、n=2mm、L=2mm、t=0.4mmである
から、nL/tの値は10に対応する。このような圧電
素子では、主要振動の共振周波数の上にアンハーモニッ
クオーバートーンが重畳していることがわかる。
Using such a piezoelectric element, the frequency characteristics of impedance were measured in order to evaluate the energy confinement of the second harmonic. FIG. 5 is a graph showing impedance-frequency characteristics when the electrode diameter is 2 mm. Here, since n = 2 mm, L = 2 mm, and t = 0.4 mm, the value of nL / t corresponds to 10. It can be seen that in such a piezoelectric element, the unharmonic overtone is superimposed on the resonance frequency of the main vibration.

【0014】この指数nL/tと主要振動の山谷比(共
振インピーダンスと反共振インピーダンスの比)および
アンハーモニックオーバートーンの山谷比の関係を図6
に示した。図6からわかるように、nL/tの値が10
以上になると、アンハーモニックオーバートーンが重畳
し始めることがわかる。アンハーモニックオーバートー
ンは、圧電素子を発振子として使用する場合には、異常
発振や発振停止などの原因となる。また、圧電素子をフ
ィルタとして使用する場合には、減衰量が小さくなるな
どの問題をおこす。
FIG. 6 shows the relationship between the index nL / t, the peak-to-valley ratio of the main vibration (the ratio between the resonance impedance and the anti-resonance impedance), and the peak-to-valley ratio of the anharmonic overtone.
It was shown to. As can be seen from FIG. 6, the value of nL / t is 10
From the above, it can be seen that the unharmonic overtone starts to be superimposed. When the piezoelectric element is used as an oscillator, the unharmonic overtone causes abnormal oscillation or oscillation stop. Further, when a piezoelectric element is used as a filter, problems such as a decrease in attenuation are caused.

【0015】このように、ビスマス層状化合物材料のS
rBi2 Nb2 9 のようなSr,Bi,NbおよびO
を主成分として含む材料を用いて、振動電極構造により
厚み振動の高次波を励振するタイプの圧電素子におい
て、nL/tの値が10未満となるように電極の大きさ
を設計することによって、耐熱性に優れ、狭公差の高性
能圧電素子を得ることができる。
Thus, the bismuth layered compound material S
Sr, Bi, Nb and O, such as rBi 2 Nb 2 O 9
In a piezoelectric element of a type in which a higher-order wave of thickness vibration is excited by a vibrating electrode structure using a material containing as a main component, the size of the electrode is designed so that the value of nL / t is less than 10. A high-performance piezoelectric element having excellent heat resistance and a narrow tolerance can be obtained.

【0016】なお、図1に示す圧電素子では、エネルギ
閉じ込め電極の形状は円形としたが、たとえば楕円形で
あってもよいし、正方形や長方形などの形状であっても
よいし、その他の多角形であってもよい。これらの場
合、Lは最長部を示し、楕円形の場合には長軸の長さを
示し、正方形や長方形の場合には対角線の長さを示して
いる。さらに、図7に示すように、引き出し部を含めて
短冊形の電極であってもよい。この場合、第1、第2お
よび第3の振動電極16,18,20が重なり合う部分
がエネルギ閉じ込め領域となる。また、振動電極の数は
3つに限らず、4つ以上の振動電極を形成してもよい。
この場合、複数の振動電極の重なり合う部分がエネルギ
閉じ込め領域となる。
In the piezoelectric element shown in FIG. 1, the shape of the energy confinement electrode is circular, but may be, for example, elliptical, square or rectangular, or other types. It may be square. In these cases, L indicates the longest part, the ellipse indicates the length of the major axis, and the square or rectangle indicates the diagonal length. Further, as shown in FIG. 7, a strip-shaped electrode including a lead portion may be used. In this case, the portion where the first, second and third vibrating electrodes 16, 18, and 20 overlap is an energy confinement region. Further, the number of vibrating electrodes is not limited to three, and four or more vibrating electrodes may be formed.
In this case, the overlapping part of the plurality of vibrating electrodes becomes the energy trapping region.

【0017】また、上述の実施例では、SrBi2 Nb
2 9 を主成分とする組成として、Mnを添加した系の
ものを使用したが、たとえばSiやWを添加した系のも
のや、Sr位置やNb位置の一部を他の元素で置き換え
たものを使用することができる。また、セラミックスの
焼結性を改善するために、ガラス成分などの助剤を加え
たものも、Sr,Bi,NbおよびOを主成分として含
む圧電材料の組成として挙げることができる。
In the above embodiment, SrBi 2 Nb
As a composition mainly composed of 2 O 9 , a composition containing Mn was used. For example, a composition containing Si or W, or a part of the Sr position or the Nb position was replaced with another element. Things can be used. In addition, a composition of a piezoelectric material containing Sr, Bi, Nb, and O as a main component may be added with an aid such as a glass component in order to improve the sinterability of ceramics.

【0018】この発明において、圧電体層を介して形成
される少なくとも3つの振動電極のうち、厚み方向にお
いて最も外側に位置する2つの振動電極は、素子全体に
おいて最外部に形成されている必要はなく、たとえば、
厚み方向においてこれらの振動電極の外側に圧電体層が
形成されていても差し支えない。しかしながら、これら
の最も外側に位置する2つの振動電極は外部電極である
こと、すなわち、素子全体の最外部に形成されており、
その外側には圧電体層を有していない状態であることが
好ましい。たとえば、この圧電素子を発振子やフィルタ
として使用する場合、共振周波数を所望の値に調節する
必要がある。圧電素子の共振周波数は、これを構成する
圧電体や振動電極の種類、素子の厚み等によって決まる
のであるが、最終的な調整には振動電極の上に塗料等を
塗布、乾燥することによって振動電極に質量負荷を付与
する方法がしばしば用いられる。最も外側の振動電極を
外部電極にし、外部にむき出しにしておくことによっ
て、このような共振周波数調整手法を容易に用いること
ができる。また、同様に振動電極上に塗料等によって質
量負荷を付与することによって、スプリアス振動の抑制
を行なう場合があるが、このような場合にも振動電極は
外部電極であることが好ましい。上述のように、最も外
側の振動電極が外部電極であれば、種々の振動電極への
働きかけを容易に行うことができる。
In the present invention, among the at least three vibrating electrodes formed via the piezoelectric layer, the two vibrating electrodes located on the outermost side in the thickness direction need not be formed on the outermost part of the whole element. But, for example,
A piezoelectric layer may be formed outside these vibrating electrodes in the thickness direction. However, these two outermost vibrating electrodes are external electrodes, that is, they are formed on the outermost part of the entire device,
It is preferable that there is no piezoelectric layer on the outside. For example, when this piezoelectric element is used as an oscillator or a filter, it is necessary to adjust the resonance frequency to a desired value. The resonance frequency of a piezoelectric element is determined by the type of piezoelectric material and vibrating electrodes that make it up, the thickness of the element, etc.The final adjustment is to apply a paint or the like on the vibrating electrode and dry it. A method of applying a mass load to the electrode is often used. By using the outermost vibrating electrode as an external electrode and exposing it to the outside, such a resonance frequency adjusting method can be easily used. Similarly, a spurious vibration may be suppressed by applying a mass load to the vibrating electrode with a paint or the like. In such a case, the vibrating electrode is preferably an external electrode. As described above, if the outermost vibration electrode is an external electrode, it is possible to easily work on various vibration electrodes.

【0019】[0019]

【発明の効果】この発明の圧電素子を用いれば、耐熱性
に優れ、狭帯域の高性能圧電共振子を得ることができ
る。
By using the piezoelectric element of the present invention, a high-performance piezoelectric resonator having excellent heat resistance and a narrow band can be obtained.

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

【図1】この発明の圧電素子の一例を示す図解図であ
る。
FIG. 1 is an illustrative view showing one example of a piezoelectric element of the present invention;

【図2】図1に示す圧電素子をの側面を示す図解図であ
る。
FIG. 2 is an illustrative view showing a side surface of the piezoelectric element shown in FIG. 1;

【図3】圧電素子を作製する工程を示す図解図である。FIG. 3 is an illustrative view showing a step of manufacturing a piezoelectric element;

【図4】圧電素子を評価するための評価回路を示す図解
図である。
FIG. 4 is an illustrative view showing an evaluation circuit for evaluating a piezoelectric element;

【図5】エネルギ閉じ込め領域の直径が2mmのときの
インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing frequency characteristics of impedance when the diameter of the energy confinement region is 2 mm.

【図6】実施例に示す圧電素子において、nL/tを変
化させたときのインピーダンスの山谷比を示すグラフで
ある。
FIG. 6 is a graph showing a peak-to-valley ratio of impedance when nL / t is changed in the piezoelectric element shown in the example.

【図7】この発明の圧電素子の他の例を示す図解図であ
る。
FIG. 7 is an illustrative view showing another example of the piezoelectric element of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 圧電素子 12,14 圧電体層 16 第1の振動電極 18 第2の振動電極 20 第3の振動電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Piezoelectric element 12, 14 Piezoelectric layer 16 First vibration electrode 18 Second vibration electrode 20 Third vibration electrode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Sr,Bi,NbおよびOを主成分とし
て含む圧電材料からなる複数の圧電体層、および互いに
対向するように、前記圧電体層を介して形成される少な
くとも3つの振動電極を含み、 少なくとも3つの前記振動電極が重なりあった領域に形
成されるエネルギ閉じ込め領域においてn次の厚み縦高
調波振動を励振する圧電素子であって、 前記振動電極の面と平行な前記エネルギ閉じ込め領域内
の直線を前記エネルギ閉じ込め領域の外周と交差する2
つの点で切り取ったときの最大長さをLとし、最上層に
位置する前記振動電極と最下層に位置する前記振動電極
との間の距離をtとしたとき、nL/tの値が10未満
であることを特徴とする、圧電素子。
1. A plurality of piezoelectric layers made of a piezoelectric material containing Sr, Bi, Nb and O as main components, and at least three vibrating electrodes formed via the piezoelectric layers so as to face each other. A piezoelectric element that excites an nth-order thickness longitudinal harmonic vibration in an energy confinement region formed in a region where at least three vibration electrodes overlap, wherein the energy confinement region is parallel to a surface of the vibration electrode. 2 intersects the straight line in
When the maximum length when cut at one point is L and the distance between the vibration electrode located on the uppermost layer and the vibration electrode located on the lowermost layer is t, the value of nL / t is less than 10. A piezoelectric element, characterized in that:
【請求項2】 前記主成分はSrBi2 Nb2 9 であ
る、請求項1に記載の圧電素子。
2. The piezoelectric element according to claim 1, wherein the main component is SrBi 2 Nb 2 O 9 .
JP2000161829A 1999-08-16 2000-05-31 Piezoelectric element Pending JP2001127582A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000161829A JP2001127582A (en) 1999-08-16 2000-05-31 Piezoelectric element
EP00116302A EP1077092A3 (en) 1999-08-16 2000-07-27 Piezoelectric element
TW089115413A TW478246B (en) 1999-08-16 2000-08-01 Piezoelectric element
CNB001241788A CN1188917C (en) 1999-08-16 2000-08-16 Piezo-electric element
KR1020000047135A KR20010021310A (en) 1999-08-16 2000-08-16 Piezoelectric element
US10/322,936 US6700303B2 (en) 1999-08-16 2002-12-18 Piezoelectric element

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11-229732 1999-08-16
JP22973299 1999-08-16
JP2000161829A JP2001127582A (en) 1999-08-16 2000-05-31 Piezoelectric element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001127582A true JP2001127582A (en) 2001-05-11

Family

ID=26528960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000161829A Pending JP2001127582A (en) 1999-08-16 2000-05-31 Piezoelectric element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001127582A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4910390B2 (en) Piezoelectric ceramic and manufacturing method thereof, and piezoelectric resonator and manufacturing method thereof
JP2790177B2 (en) Electrostrictive resonance element
US6208063B1 (en) Surface acoustic wave device having polycrystalline piezoelectric ceramic layers
KR100515557B1 (en) Piezoelectric ceramic and surface wave device using the same
US6700303B2 (en) Piezoelectric element
US6764609B2 (en) Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric element using the same
JP3198613B2 (en) Surface wave device
US6369488B1 (en) Piezoelectric device
US6423245B1 (en) Piezoelectric ceramic composition for surface acoustic wave device and surface acoustic wave device
JPS5885613A (en) Monolithic piezoelectric porcelain filter
JP2002167276A (en) Piezoelectric ceramic composition and piezoresonator
JP2001127582A (en) Piezoelectric element
JP2001127583A (en) Piezoelectric element
JP2002016474A (en) Piezoelectric element
JP2003034574A (en) Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric resonator
JP2001160732A (en) Piezoelectric element
KR100440194B1 (en) Piezoelectric resonator
JP2001345668A (en) Piezoelectric element
JP2001345669A (en) Piezoelectric element
JP2003032073A (en) Piezoelectric element
JPH05847A (en) Porcelain composition for laminated piezoelectric element
JPH07226647A (en) Piezoelectric resonator and piezoelectric chip component using this resonator
TW486863B (en) Piezoelectric device
CN1156922C (en) Pie zoelectrical device
JP5094284B2 (en) Piezoelectric ceramic and piezoelectric element