JP2009094560A - 圧電振動装置、発振回路素子及び電子装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】輪郭振動モードを利用する圧電振動装置1は、基板10と、基板10の上方に配置された圧電薄膜23と、圧電薄膜23上に形成された上部電極24と、上部電極24と圧電薄膜23を介して重なり合うように形成されており、上部電極24と共に圧電薄膜23に交流電圧を印加し、圧電薄膜23及び上部電極24と共に圧電振動部20を構成する下部電極25と、基板10に対してギャップDを隔てて浮かされた状態で圧電振動部20を支持する支持部30とを備えている。平面視された際に、上部電極24と下部電極25とが、圧電振動部20の主たる振動方向における端部において重なり合っていない。
【選択図】図1
Description
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
第1の付加膜26:材料:SiO2、厚み:1.7μm
下部電極25:材料:Pt、厚み:0.1μm
圧電薄膜23:材料:AlN、厚み:1.6μm
上部電極24:材料:Pt、厚み:0.1μm
第2の付加膜27:SiO2層とAlN層との積層、SiO2層の厚み:3.3μm、AlN層の厚み:0.8μm
第1及び第2の付加膜26,27を含む圧電振動部20の厚み:7.6μm
圧電振動部20の寸法:幅140μm×長さ210μm
図11に示すように、圧電被駆動部占有率を変化させることにより、圧電振動装置1の比帯域の大きさを変化させることができることがわかった。具体的に、圧電被駆動部占有率が0より大きく0.45(45%)以下である場合は、圧電被駆動部22が設けられていない場合と比べて比帯域を大きくすることができることがわかった。一方、圧電被駆動部占有率が0.45を超えると、圧電被駆動部22が設けられていない場合と比べて比帯域が小さくなる傾向にあることがわかった。圧電被駆動部占有率が0〜0.25の範囲においては、比帯域は、圧電被駆動部占有率の増加と共に大きくなり、圧電被駆動部占有率が0.25であるときに最大となった。圧電被駆動部占有率が0.25より大きい範囲においては、比帯域は圧電被駆動部占有率の増加と共に小さくなることがわかった。
図13は、第1の変形例に係る圧電振動装置の横断面図である。図14は、第2の変形例に係る圧電振動装置の横断面図である。図13に示すように、圧電被駆動部22に、下部電極25を形成せず、上部電極24のみを形成するようにしてもよい。図14に示すように、圧電被駆動部22に、上部電極24と下部電極25の両方を形成しないようにしてもよい。
上記第1の実施形態では、平面視した際の圧電駆動部21の形状が略矩形状である例について説明したが、本発明において、平面視した際の圧電駆動部21の形状は特に限定されない。圧電振動の励起効率は電束密度分布によって決まるため、有限要素法などを用いて電束密度の等高線を計算し、圧電駆動部21の形状を電束密度の等高線に沿った形状にすることが好ましい。例えば、図15に示すように、圧電駆動部21の平面視した際の形状を、長さ方向における中央部が拡幅した樽状にしてもよい。
図16は、第4の変形例に係る圧電振動装置の模式的平面図である。図17は、図16中のE−E線に沿う断面図である。図18及び図19は、図16中のF−F線及びG−G線に沿う各断面図である。
図20は、第5の変形例に係る圧電振動装置の模式的平面図である。図21は、図20中のI−I線に沿う断面図である。図22及び図23は、図20中のJ−J線及びK−K線に沿う各断面図である。
図24は、第6の変形例に係る圧電振動装置の模式的平面図である。図25は、図20中のM−M線に沿う断面図である。図26は、第7の変形例に係る圧電振動装置の横断面図である。図27は、第8の変形例に係る圧電振動装置の横断面図である。
図28は、第9の変形例に係る圧電振動装置の模式的平面図である。
2…発振回路素子
3…電子装置
10…基板(基体)
11…積層体
20…圧電振動部
20a…第1の端部
20b…第2の辺
20c…第3の端部
20d…第4の辺
21…圧電駆動部
22…圧電被駆動部
23…圧電薄膜
23a…第1の主面
23b…第2の主面
24…上部電極
25…下部電極
30…支持部
41、42…導電層
Claims (11)
- 基体と、
前記基体の上方に配置され、対向し合う第1,第2の主面を有する圧電薄膜と、
前記圧電薄膜の第1の主面に形成された上部電極と、
前記圧電薄膜を介して前記上部電極と重なり合うように前記圧電薄膜の第2の主面に形成されており、前記上部電極と共に前記圧電薄膜に交流電圧を印加し、前記圧電薄膜及び前記上部電極と共に圧電振動部を構成している下部電極と、
前記基体に固定されており、前記基体に対してギャップを隔てて浮かされた状態で前記圧電振動部を支持する支持部とを備え、
前記圧電振動部の輪郭振動モードを利用しており、
平面視された際に、前記上部電極と前記下部電極とは、前記圧電振動部の主たる振動方向における端部において重なり合っていないことを特徴とする、圧電振動装置。 - 平面視された際に、前記上部電極と前記下部電極とが重なり合っていない前記圧電薄膜の部分の面積は、前記圧電振動部の面積の45%以下である、請求項1に記載の圧電振動装置。
- 前記圧電振動部と前記支持部とは、同一の部材により構成されている、請求項1または2に記載の圧電振動装置。
- 前記圧電振動部は前記圧電振動部のノードにおいて支持されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧電振動装置。
- 前記上部電極と前記下部電極とが重なり合っていない前記圧電薄膜の部分は、輪郭振動モードにおける振動の腹部を含んでいる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧電振動装置。
- 平面視された際に、前記圧電振動部は、対向し合う第1及び第2の辺と、対向し合う第3及び第4の辺とを有する略矩形状であり、
前記圧電振動部は前記第1及び第2の辺の延びる方向に主として振動し、
前記圧電振動部が前記第1及び第2の辺において支持されており、
前記上部電極と前記下部電極とが重なり合っていない前記圧電薄膜の部分は、前記第3及び第4の辺に接する部分の少なくとも一方に形成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧電振動装置。 - 前記上部電極と前記下部電極とが重なり合っていない前記圧電薄膜の部分には、前記下部電極のみが形成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の圧電振動装置。
- 前記上部電極と前記下部電極とが重なり合っていない前記圧電薄膜の部分において、前記第1及び第2の主面の少なくとも一部に形成され、前記上部電極及び下部電極に対して絶縁された導電層をさらに備えた、請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧電振動装置。
- 前記上部電極及び前記下部電極は前記圧電薄膜よりも音速が遅い、請求項8に記載の圧電振動装置。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の圧電振動装置を備える、発振回路素子。
- 請求項10に記載の発振回路素子を備える、電子装置。
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