JP2508334B2 - 圧電基板の分極方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、BGS波を利用した圧電装置を構成するのに
適した圧電基板の分極方法に関する。

〔従来の技術〕

従来より、BGS波（圧電表面すべり波）を利用した圧
電共振素子が提案されている。BGS波は、圧電体の表面
に沿って圧電体の表面と平行に伝搬するものであるが、
BGS波を励振するには、圧電基板に対して平行にかつBGS
波の伝搬方向に対して垂直に電圧を印加して分極処理し
なければならない。

上記のような分極は、従来、第２図及び第３図に示す
各方法により行われていた。

第１の方法では、第２図に示すブロック状の圧電体１
を用意する。圧電体１の両端面に分極用の電極2,3を付
与する。そして、電極2,3間に電圧を印加し、矢印Ａで
示す方向に圧電体１を分極処理する。しかる後、圧電体
１を一点鎖線Ｂに沿ってスライスすることにより、主面
と平行に分極処理された圧電基板を得る。

第２の方法は、第３図に示すように圧電基板４の一方
主面に複数の分極用電極5a〜5dを形成する。電極5a〜5d
に、それぞれ、図示の＋−で示すように、交互に逆極性
の電位を印加し、圧電基板４を矢印Ｂで示す方向に分極
処理する。この方法では、圧電基板４に分極用電極5a〜
5dを直接形成し分極処理するため、分極後にスライス等
の工程を実施する必要がない。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕

第１の分極方法では、ブロック状の圧電体１の長さを
Ｌとした場合、単位長さ当たり２〜3kVの電圧を印加し
なければ分極処理することができない。従って、例えば
Ｌ＝50mmの圧電体１を分極処理するには、少なくとも10
0kVの電圧が必要である。よって、高電圧を印加しなけ
ればならないため、分極処理に際し圧電セラモックスの
破損が生じがちであった。また、分極後に圧電体１をス
ライスするという煩雑な切削工程を実施しなければなら
ず、生産性の点でも難があった。

他方、第２の分極方法では、分極用の電極5a〜5d間が
さほど遠ざけられていないため、第１の分極方法の場合
のような高電圧を必要としない。しかしながら、分極に
際し、圧電基板４の一方主面4a側からのみ電圧を印加す
るものであるため、圧電セラミックスが歪み、主面4aが
内側になるように湾曲し、甚だしき場合には圧電基板４
が割れることがあった。

よって、本発明の目的は、圧電基板の破損が生じ難
く、かつ比較的簡単に圧電基板を主面に平行に分極処理
し得る方法を提供することにある。

〔技術的課題を解決するための手段〕

本発明の圧電基板の分極方法は、圧電基板の両主面に
圧電基板を介して対向するように配置された複数対の電
極を形成し、圧電基板を介して対向している各対を成し
ている電極には同極性の電位が印加されるように、前記
複数対の電極間に直流電圧を印加することにより圧電基
板の主面に対して平行に電圧を印加して該圧電基板を分
極処理することを特徴とする。

〔作用〕

圧電基板を介して対向している対を成す分極用電極に
は同極性の電位が印加されるように、各対間に直流電圧
が印加されるため、すなわち分極用の電極が圧電基板の
両主面に形成されているため、電界成分は圧電基板の主
面と平行なものだけとなる。すなわち、圧電基板の上面
及び下面の何れにおいても、電界成分が圧電基板主面と
ほぼ平行となる。よって、分極による歪みが圧電基板の
両主面において均等であるため、圧電基板の反りが生じ
難い。

〔実施例の説明〕

第１図は、本発明の一実施例の分極方法を説明するた
めの略図的側面図である。圧電セラミックス等の圧電体
よりなる圧電基板11の上面11a及び下面11bに、それぞ
れ、分極用の電極12a〜12c,13a〜13cを形成する。

第４図に示すように、電極12a〜12cは、圧電基板11の
一方端縁から他方端縁に至る矩形形状に形成されてい
る。特に図示はしないが、電極13a〜13cは、電極12a〜1
2cと同一形状に、かつ圧電基板11を介して対向する位置
に形成されている。

従って、第１図の構成では、電極12a,13aで一対の分
極用電極が形成されており、同様に、電極12b及び13bで
他の一対の電極が、電極12c及び13cでさらに他の一対の
電極が構成されていることになる。

次に、第１図に示されているように、電極12a,12c,13
a,13cに＋の電位を、電極12b,13bに−の電位を印加する
ように、各対間の電極に直流電圧を印加し、圧電基板11
を分極する。この場合、分極用電極12a〜12c,13a〜13c
は互いにさほど遠ざけられていないため、比較的低い電
圧を印加すればよい。

第５図に拡大して示すように、分極により電極12a,13
a側から電極12b,13b側に延びる電界成分は、図示の一点
鎖線Ｃで示すように電極12a,13aと電極12b,13aとの間の
領域において圧電基板11の主面とほぼ平行となる。すり
わち、圧電基板11の上面11a及び下面11bの何れの近傍に
おいても、圧電基板の主面とほぼ平行に分極処理される
ことがわかる。特に図示はしないが、分極用の電極12c,
13cと電極12b,13bとの間の圧電基板部分でも同様に圧電
基板の主面と平行に分極処理される。

本実施例の分極方法の場合、圧電基板11の両主面に分
極用の電極が圧電基板11を介して対向するように配置さ
れているため、電界成分は圧電基板11の両主面近傍にお
いて等価である。よって、従来の第２の分極方法の場合
における圧電基板の反りや割れは、本実施例方法では生
じ難い。

上記実施例の応用例として、上記のようにして分極処
理された圧電基板11を用いて圧電共振素子を得る方法を
説明する。

分極処理された圧電基板11上の電極12a〜12c及び13a
〜13cを除去する。次に、圧電基板11の上面の全面にAl
を蒸着し全面電極を形成する。しかる後、第６図に示す
ように、エッチングにより複数個のインターデジタルト
ランスデューサ14及び該インターデジタルトランスデュ
ーサ14に電気的に接続される端子電極15a,15bを形成す
る。

なお、インターデジタルトランスデューサ14は、上述
した分極処理された部分に形成される。すなわち、分極
用電極12a〜12c,13a〜13c間の領域においてインターデ
ジタルトランスデューサ14が形成される。他方、端子電
極15a,15bは、上述した分極用の電極12a〜12c,13a〜13c
が形成されていた領域に形成される。

理解を容易とするために、第６図において、上記分極
処理により施された分極方向を矢印Ｐで示す。

次に、第６図の一点鎖線D,Eに沿って圧電基板11を切
断することにより、第７図に示す圧電共振素子16を得る
ことができる。圧電共振素子16では、圧電基板11′の分
極方向が矢印Ｐで示す方向となるため、端子電極15a,15
bから電圧を印加すれば、BGS波を励振することができ、
BGS波の圧電基板11′の両端面における反射を利用した
共振子として動作される。

なお、本発明の分極方法は、上記のような圧電共振素
子を得る場合に限らず、BGS波を利用した表面波フイル
タや遅延線等の表面波装置一般を得るのに利用すること
ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、圧電基板の両主面に分極に際して同
極性の電位が印加される分極用電極が対向配置され、対
向配置された各電極対間に直流電圧が印加されて分極処
理がなされるため、分極用の電極対間の圧電基板部分の
両主面近傍において電界成分が等価となる。従って、圧
電基板の反りや割れが生じ難い。また、従来の第１の分
極方法の場合には大きなブロック状の圧電体を分極処理
するものであったため分極に高電圧を必要としたが、本
発明の方法では、さほど大きな電圧を印加せずとも分極
処理することができる。よって、高電圧を印加した場合
に生じがちな圧電体の破損のおそれも少ない。

従って、本発明を利用することにより、BGS波を利用
した圧電素子を容易にかつ確実に得ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の分極方法を説明するための
略図的側面図、第２図は従来の分極方法の第１の例を説
明するための斜視図、第３図は従来の分極方法の第２の
例を説明するための略図的側面図、第４図は第１図に示
した圧電基板の平面図、第５図は本発明の実施例の分極
方法における電界成分の方向を説明するための略図的部
分切欠拡大側面図、第６図は分極後にインターデジタル
トランスデューサ及び端子電極を形成する工程を説明す
るための平面図、第７図は本発明の分極方法を利用して
得られたBGS波を利用した圧電共振素子を示す平面図で
ある。 図において、11は圧電基板、11a,11bは圧電基板の上面
及び下面、12a〜12c,13a〜13cは分極用の電極を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電基板の両主面に圧電基板を介して対向
   するように配置された複数対の電極を形成し、それぞれ
   の対を成している双方の電極には同極性の電位が印加さ
   れるように、前記複数対の電極間に直流電圧を印加する
   ことにより圧電基板の主面に対して平行に電圧を印加し
   て該圧電基板を分極することを特徴とする、圧電基板の
   分極方法。