JP3729033B2 - Energy confinement type piezoelectric resonator and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、共振子や発振子として用いられるエネルギー閉じ込め型の圧電共振子及びその製造方法に関し、より詳細には、高次モードに起因するスプリアスを抑制する構造が備えられたエネルギー閉じ込め型共振子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々のエネルギー閉じ込め型圧電共振子が、発振子やフィルタ等に広く用いられている。
【０００３】
特開平６−１６４３００号公報には、厚み縦振動の高次モードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子が開示されている。ここでは、圧電基板の両主面に励振電極が形成されており、中心線平均表面荒さＲａを波長λで規格化した値Ｒａ／λが０．０００１〜０．００３３の範囲となるよう圧電基板表面が荒らされていることにより、帯域内リップルが改善されると記載されている。
【０００４】
しかしながら、エネルギー閉じ込め型の圧電共振子では、帯域内リップルだけでなく、利用するモードよりも高次のモードがスプリアスとなって現れるという問題があった。
【０００５】
従来、励振電極上に金属薄膜、インクまたは樹脂等を付与し、質量付加作用により高次モードスプリアスを抑制する方法が広く用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、質量付加による高次モードの抑制は抑制効果が低く、十分な効果を得るには、多くの質量付加用材料を用いなければならなかった。そのため、コストが高くついたり、必要とする周波数帯域の振動を大きくダンピングするという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、厚みモードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子において、使用するモードよりも高次のモードのスプリアスを効果的に抑圧することができ、かつ安価に提供し得る、エネルギー閉じ込め型圧電共振子及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の広い局面によれば、圧電セラミックスよりなる圧電基板と、圧電基板の両主面に形成されており、圧電基板を介して対向する第１，第２の振動電極とを備える厚みモードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子であって、圧電基板の少なくとも一方主面において、少なくとも圧電振動部を含む領域の表面が、該圧電基板のサンドブラストまたはラッピングにより形成されており、かつ高次モードスプリアスを抑制するための加工変質層により構成されており、前記加工変質層が、圧電セラミックスの粒界及び粒内に微小クラックを有し、前記加工変質層の深さをＤ〔μｍ〕、共振周波数をｆｒ〔Ｈｚ〕としたときに、Ｄ×√ｆｒが、２．９１×１０ 3 〜２．９１×１０ 4 〔μｍ・Ｈｚ 1/2 〕の範囲とされていることを特徴とする、エネルギー閉じ込め型圧電共振子が提供される。
【００１１】
本発明に係るエネルギー閉じ込め型圧電共振子の製造方法は、圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板の少なくとも一方主面において、サンドブラスト加工により少なくとも圧電振動部が構成される領域を含む領域に加工変質層の深さをＤ〔μｍ〕、共振周波数をｆｒ〔Ｈｚ〕としたときに、Ｄ×√ｆｒが２．９１×１０ 3 〜２．９１×１０ 4 〔μｍ・Ｈｚ 1/2 〕の範囲となるようにサンドブラスト処理を行うことにより加工変質層を形成する工程と、前記加工変質層が形成されている領域において、圧電基板を介して対向するように振動電極を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１４】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例に係るエネルギー閉じ込め型圧電共振子の正面断面図及び外観を示す斜視図である。
圧電共振子１は、矩形板状の圧電基板２を有する。圧電基板２は、チタン酸ジルコン酸鉛系、チタン酸鉛系などの圧電セラミックスにより構成されている。
【００１５】
圧電基板２の上面２ａの中央には、平面形状が円形の第１の振動電極３が形成されている。圧電基板２の下面２ｂには、振動電極３と圧電基板２を介して対向するように第２の振動電極４が形成されている。
【００１６】
第１，第２の振動電極３，４に連ねられるように、第１，第２の引き出し電極５，６が、それぞれ、圧電基板２の上面及び下面に形成されている。
圧電基板２は、本実施例では厚み方向に分極処理されており、振動電極３，４間に交流電圧を印加することにより、厚み縦振動モードの３倍波を利用した共振特性を得ることができる。
【００１７】
本実施例の特徴は、圧電基板２の上面２ａ及び下面２ｂにおいて、全面に高次モードスプリアスを抑制するための加工変質層２ｃ，２ｄが形成されていることにある。本実施例では、加工変質層２ｃ，２ｄは、圧電基板２の上面２ａ及び下面２ｂの全面に形成されているが、少なくとも振動電極３，４が対向されている圧電振動部を含む領域に形成されていればよい。また、加工変質層は、上面２ａまたは下面２ｂの一方面にのみ形成されていてもよい。
【００１８】
加工変質層２ｃ，２ｄは、振動電極３，４を形成する前に、圧電基板２の上面２ａ及び下面２ｂを、例えばサンドブラスト加工することにより形成される。このサンドブラスト処理は、単に上面２ａ及び下面２ｂを荒らすだけでなく、圧電セラミックの粒界及び粒内に微小クラックを有するように施される。
【００１９】
具体的には、例えば圧電基板２がチタン酸鉛系セラミックスからなる場合、空気圧０．２ＭＰａ及び砥粒径♯２２０の条件にてサンドブラスト処理を行うことにより加工変質層２ｃ，２ｄが形成される。
【００２０】
なお、このサンドブラスト処理に際しての条件及び処理時間等については、圧電共振子１の共振周波数に応じて適宜設定すればよい。すなわち、後述の実験例から明らかなように、加工変質層２ｃ，２ｄの厚みによって、高次モードをスプリアスとなる５倍波を、抑制する程度が異なるが、加工変質層２ｃ、２ｄの厚みについては、所望とする周波数によって異なるため、所望とする周波数に応じて加工変質層を形成する条件を選択すればよい。
【００２１】
本実施例の圧電共振子１では、上記加工変質層２ｃ，２ｄが形成されているため、５倍波のスプリアスを効果的に抑圧することができる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。
【００２２】
まず、チタン酸鉛系セラミックスからなり、厚み方向に分極処理された厚み０．２２ｍｍでｆｒ≒３４ＭＨｚ相当のマザーの圧電基板を用意した。このマザーの圧電基板の表面に、砥粒径♯２２０の条件でサンドブラスト処理を下記の表１に示す所定の空気圧で、所定の時間行い、加工変質層が形成された実施例１〜３のマザーの圧電基板を用意した。
【００２３】
比較のために、上記サンドブラスト処理を行わなかったマザーの圧電基板を比較例１として用意した。
上記実施例１〜３及び比較例１のマザーの圧電基板の上面及び下面に、下地がＮｉ合金、表面がＡｇからなる導電膜を約１．０μｍの厚みとなるように形成し、パターニングすることにより、複数の振動電極３，４及び引き出し電極５，６をマトリックス状に形成し、しかる後、マザーの圧電基板を個々の圧電共振子単位に切断し、圧電共振子を得た。
【００２４】
上記のようにして得られた実施例１〜３及び比較例１の圧電共振子における３倍波及び５倍波の位相回転角を下記の表１に示す。
【００２５】
【表１】

Figure 0003729033
【００２６】
表１から明らかなように、比較例１の圧電共振子では、５倍波の位相回転角が８０度と大きく、３倍波の位相回転角とさほどかわらないことがわかる。
これに対して、実施例１〜３では、加工変質層の形成により、５倍波の位相回転角を比較例１に比べて小さくすることができ、すなわち５倍波スプリアスを効果的に抑圧し得ることがわかる。
【００２７】
本願発明者らは、上記加工変質層２ｃ，２ｄの状態を走査型電子顕微鏡で確認したところ、加工変質層において、セラミックスの粒界及び粒内に、微小クラックが多数形成されていることが認められた。すなわち、加工変質層の形成により高次モードを抑圧し得るのは、単に圧電基板２の表面が荒らされているだけでなく、所定の深さの加工変質層内において上記のような微小クラックが形成されているためと考えられる。
【００２８】
また、実施例２では、３倍波の位相回転角をさほど抑圧することなく、５倍波を効果的に抑圧し得ることがわかる。本願発明者の実験によれば、図２に示すように、上記加工変質層の深さＤ〔μｍ〕の圧電共振子１の共振周波数ｆｒ〔Ｈｚ〕で規格化された値、Ｄ×√ｆｒが２．９１×１０3 〜２．９１×１０4 〔μｍ・Ｈｚ1/2〕の範囲の場合、３倍波の位相回転角を８０°以上とすることができ、５倍波の位相回転角を７５°以下とすることができ、従って、３倍波をさほど抑圧することなく、５倍波を効果的に抑圧し得ることが確かめられた。従って、好ましくは、上記Ｄ×√ｆｒを２．９１×１０3 〜２．９１×１０4 〔μｍ・Ｈｚ1/2〕の範囲とすることにより、利用しようとするモードをさほど抑圧することなく、利用する厚みモードよりも高次のモードを効果的に抑圧することができる。
【００２９】
上記実施例では、圧電基板２の両面に第１、第２の振動電極３，４が形成された圧電共振子につき説明したが、一方の振動電極がギャップを隔てて分割された複数の振動電極からなる圧電共振子や圧電フィルタにも本発明を適用することができる。
【００３０】
また、上記実施例では、加工変質層の形成にあたり、サンドブラスト処理が用いられていたが、サンドブラスト処理に代えて、ラッピング法を用いてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の係るエネルギー閉じ込め型圧電共振子では、圧電基板の少なくとも一方主面において、少なくとも圧電振動部を含む領域の表面に上記加工変質層が形成されているので、利用しようとするモードよりも高次のモードのスプリアスを効果的に抑圧することができる。従って、共振特性に優れたエネルギー閉じ込め型圧電共振子を提供することが可能となる。
【００３２】
上記加工変質層の深さをＤ〔μｍ〕、共振周波数をｆｒ〔Ｈｚ〕としたときに、Ｄ×√ｆｒが２．９１×１０3 〜２．９１×１０4 〔μｍ・Ｈｚ1/2〕の範囲とされているので、利用しようとするモードをさほど抑圧することなく、高次モードスプリアスを効果的に抑圧することができる。
【００３３】
本発明に係るエネルギー閉じ込め型圧電共振子の製造方法によれば、圧電基板の少なくとも一方主面においてサンドブラストまたはラッピング加工により少なくとも圧電振動部が構成される領域を含む領域に加工変質層が形成され、該加工変質層が形成されている領域において圧電基板を介して対向するように振動電極が形成されるので、本発明に従って、高次モードスプリアスを効果的に抑圧することが可能な圧電共振子を提供することができる。この場合、単に圧電基板表面にサンドブラスト加工により加工変質層を形成するだけでよいため、工程をさほど増加させることなく、高次モードスプリアスを効果的に抑圧することができる。
【００３４】
本発明に係る製造方法においても、加工変質層の深さをＤ〔μｍ〕、共振周波数をｆｒ〔Ｈｚ〕としたときに、Ｄ×√ｆｒが２．９１×１０3 〜２．９１×１０4 〔μｍ・Ｈｚ1/2〕の範囲とするようにサンドブラストまたはラッピング処理が行われるので、利用しようとするモードをさほどダンピングすることなく、高次モードスプリアスを効果的に抑圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例に係るエネルギー閉じ込め型圧電共振子の正面断面図及び外観を示す斜視図。
【図２】加工変質層の深さＤの共振周波数ｆｒに対する比Ｄ×√ｆｒと、利用しようとする３倍波の位相回転角と、スプリアスとなる５倍波の位相回転角との関係を示す図。
【符号の説明】
１…エネルギー閉じ込め型圧電共振子
２…圧電基板
２ａ…上面
２ｂ…下面
２ｃ，２ｄ…加工変質層
３，４…振動電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an energy confinement type piezoelectric resonator used as a resonator or an oscillator, and a manufacturing method thereof, and more particularly, an energy confinement type resonator provided with a structure that suppresses spurious due to a higher order mode. And a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various energy confinement type piezoelectric resonators are widely used for oscillators, filters, and the like.
[0003]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-164300 discloses an energy confinement type piezoelectric resonator using a higher-order mode of thickness longitudinal vibration. Here, excitation electrodes are formed on both principal surfaces of the piezoelectric substrate, and the piezoelectric substrate has a value Ra / λ obtained by normalizing the center line average surface roughness Ra by the wavelength λ within a range of 0.0001 to 0.0033. It is described that in-band ripple is improved by roughening the surface.
[0004]
However, the energy confinement type piezoelectric resonator has a problem that not only the in-band ripple but also a higher-order mode appears as a spurious than the mode to be used.
[0005]
Conventionally, a method in which a metal thin film, ink, resin, or the like is provided on an excitation electrode and high-order mode spurious is suppressed by mass addition is widely used.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, suppression of higher-order modes by mass addition has a low suppression effect, and many mass-adding materials have to be used to obtain a sufficient effect. For this reason, there is a problem that the cost is high or the vibration in the required frequency band is greatly damped.
[0007]
An object of the present invention is to provide an energy confinement that can effectively suppress higher-order mode spurious and can be provided inexpensively in an energy confinement type piezoelectric resonator using a thickness mode. The present invention provides a piezoelectric resonator and a method for manufacturing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a wide aspect of the present invention, there is provided a thickness mode including a piezoelectric substrate made of piezoelectric ceramics, and first and second vibrating electrodes formed on both main surfaces of the piezoelectric substrate and facing each other with the piezoelectric substrate therebetween. An energy confinement type piezoelectric resonator using a surface of at least one main surface of the piezoelectric substrate including at least a piezoelectric vibration part formed by sandblasting or lapping of the piezoelectric substrate, and a higher order mode It is composed of a work-affected layer for suppressing spurious, the work-affected layer has microcracks in the grain boundaries and grains of the piezoelectric ceramic, the depth of the work-affected layer is D [μm], and resonance when the frequency is fr [Hz], D × √fr, characterized in that there is a range of 2.91 × 10 3 ~2.91 × 10 4 [[mu] m · Hz 1/2], Energy-trapped piezoelectric resonator is provided.
[0011]
Method for producing energy-trap piezoelectric resonator according to the present invention, machining preparing a piezoelectric substrate, at least one main surface of the piezoelectric substrate, the region including the region of at least the piezoelectric vibrating unit is formed by sandblasting When the depth of the damaged layer is D [μm] and the resonance frequency is fr [Hz], D × √fr is 2.91 × 10 3 to 2.91 × 10 4 [μm · Hz 1/2 ]. Forming a work-affected layer by performing sandblasting so as to be in a range, and forming a vibrating electrode so as to face each other through a piezoelectric substrate in a region where the work-affected layer is formed It is characterized by that.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
[0014]
1A and 1B are a front sectional view and an external perspective view of an energy confinement type piezoelectric resonator according to an embodiment of the present invention.
The piezoelectric resonator 1 has a rectangular plate-shaped piezoelectric substrate 2. The piezoelectric substrate 2 is made of a piezoelectric ceramic such as lead zirconate titanate or lead titanate.
[0015]
A first vibrating electrode 3 having a circular planar shape is formed at the center of the upper surface 2a of the piezoelectric substrate 2. A second vibrating electrode 4 is formed on the lower surface 2 b of the piezoelectric substrate 2 so as to face the vibrating electrode 3 with the piezoelectric substrate 2 interposed therebetween.
[0016]
First and second extraction electrodes 5 and 6 are formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric substrate 2 so as to be connected to the first and second vibrating electrodes 3 and 4, respectively.
In this embodiment, the piezoelectric substrate 2 is polarized in the thickness direction, and by applying an AC voltage between the vibrating electrodes 3 and 4, it is possible to obtain resonance characteristics using a third harmonic of the thickness longitudinal vibration mode. it can.
[0017]
A feature of the present embodiment is that work-affected layers 2c and 2d for suppressing higher-order mode spurious are formed on the entire upper surface 2a and lower surface 2b of the piezoelectric substrate 2. In the present embodiment, the work-affected layers 2c and 2d are formed on the entire upper surface 2a and lower surface 2b of the piezoelectric substrate 2, but are formed at least in a region including the piezoelectric vibration part facing the vibration electrodes 3 and 4. It only has to be done. Further, the work-affected layer may be formed only on one surface of the upper surface 2a or the lower surface 2b.
[0018]
The work-affected layers 2c and 2d are formed by, for example, sandblasting the upper surface 2a and the lower surface 2b of the piezoelectric substrate 2 before forming the vibrating electrodes 3 and 4. This sandblasting process is performed not only to roughen the upper surface 2a and the lower surface 2b but also to have microcracks in the grain boundaries and grains of the piezoelectric ceramic.
[0019]
Specifically, for example, when the piezoelectric substrate 2 is made of a lead titanate ceramic, the work-affected layers 2c and 2d are formed by performing a sandblasting process under conditions of an air pressure of 0.2 MPa and an abrasive grain size # 220.
[0020]
Note that the conditions and processing time for the sandblasting process may be set as appropriate according to the resonance frequency of the piezoelectric resonator 1. That is, as will be apparent from the experimental examples described later, the degree of suppression of the fifth harmonic wave that causes the higher-order mode to be spurious differs depending on the thickness of the work-affected layers 2c and 2d. Since it depends on the desired frequency, the condition for forming the work-affected layer may be selected according to the desired frequency.
[0021]
In the piezoelectric resonator 1 of the present embodiment, since the above-mentioned work-affected layers 2c and 2d are formed, it is possible to effectively suppress the fifth harmonic spurious. This will be described based on a specific experimental example.
[0022]
First, a mother piezoelectric substrate made of lead titanate-based ceramics and having a thickness of 0.22 mm polarized in the thickness direction and corresponding to fr≈34 MHz was prepared. Mothers of Examples 1 to 3 in which the surface of the mother piezoelectric substrate was subjected to sandblasting under the condition of abrasive grain size # 220 at a predetermined air pressure shown in Table 1 for a predetermined time to form a work-affected layer. A piezoelectric substrate was prepared.
[0023]
For comparison, a mother piezoelectric substrate that was not subjected to the sandblast treatment was prepared as Comparative Example 1.
Forming and patterning on the upper and lower surfaces of the mother piezoelectric substrates of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 with a Ni alloy as the base and Ag as the surface to a thickness of about 1.0 μm. Thus, the plurality of vibrating electrodes 3 and 4 and the extraction electrodes 5 and 6 were formed in a matrix, and then the mother piezoelectric substrate was cut into individual piezoelectric resonators to obtain piezoelectric resonators.
[0024]
The phase rotation angles of the third harmonic and the fifth harmonic in the piezoelectric resonators of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 obtained as described above are shown in Table 1 below.
[0025]
[Table 1]
Figure 0003729033
[0026]
As can be seen from Table 1, in the piezoelectric resonator of Comparative Example 1, the phase rotation angle of the fifth harmonic is as large as 80 degrees, and the phase rotation angle of the third harmonic is not so different.
On the other hand, in Examples 1 to 3, by forming the work-affected layer, the phase rotation angle of the fifth harmonic can be made smaller than that of Comparative Example 1, that is, the fifth harmonic spurious is effectively suppressed. I know you get.
[0027]
The inventors of the present application have confirmed the state of the work-affected layers 2c and 2d with a scanning electron microscope, and found that in the work-affected layer, a large number of microcracks are formed in the grain boundaries and grains of the ceramic. It was. That is, the formation of the work-affected layer can suppress higher-order modes not only because the surface of the piezoelectric substrate 2 is roughened, but also in the work-affected layer having a predetermined depth. It is thought that it is formed.
[0028]
Moreover, in Example 2, it turns out that a 5th harmonic can be suppressed effectively, without suppressing the phase rotation angle of a 3rd harmonic so much. According to the experiment by the present inventor, as shown in FIG. 2, a value normalized by the resonance frequency fr [Hz] of the piezoelectric resonator 1 having the depth D [μm] of the work-affected layer, D × √fr Is in the range of 2.91 × 10 3 to 2.91 × 10 4 [μm · Hz 1/2 ], the phase rotation angle of the third harmonic can be set to 80 ° or more, and the phase rotation of the fifth harmonic It was confirmed that the angle can be set to 75 ° or less, and therefore, the fifth harmonic can be effectively suppressed without much suppression of the third harmonic. Therefore, preferably, by setting the above D × √fr to the range of 2.91 × 10 3 to 2.91 × 10 4 [μm · Hz 1/2 ], the mode to be used is not greatly suppressed. Therefore, it is possible to effectively suppress higher-order modes than the thickness mode to be used.
[0029]
In the above embodiment, the piezoelectric resonator in which the first and second vibrating electrodes 3 and 4 are formed on both surfaces of the piezoelectric substrate 2 has been described. However, a plurality of vibrating electrodes in which one vibrating electrode is divided with a gap therebetween. The present invention can also be applied to piezoelectric resonators and piezoelectric filters made of these.
[0030]
In the above embodiment, in forming the damaged layer, but sandblasting has been used, in place of the sandblasting may be used rappin grayed method.
[0031]
【The invention's effect】
In the energy confinement type piezoelectric resonator according to the present invention, at least one main surface of the piezoelectric substrate is formed with the work-affected layer on the surface of the region including at least the piezoelectric vibration portion. The spurious in the next mode can be effectively suppressed. Therefore, it is possible to provide an energy confinement type piezoelectric resonator having excellent resonance characteristics.
[0032]
When the depth of the work-affected layer is D [μm] and the resonance frequency is fr [Hz], D × √fr is 2.91 × 10 3 to 2.91 × 10 4 [μm · Hz 1/2 because] there is a range of, without suppressing the mode to be utilized much, it is possible to suppress the high order mode spurious response effectively.
[0033]
According to the manufacturing method of the energy confinement type piezoelectric resonator according to the present invention, the work-affected layer is formed in a region including at least a region where the piezoelectric vibration part is formed by sandblasting or lapping on at least one main surface of the piezoelectric substrate, Since the vibrating electrodes are formed so as to face each other through the piezoelectric substrate in the region where the work-affected layer is formed, according to the present invention, a piezoelectric resonator capable of effectively suppressing higher-order mode spurious is provided. Can be provided. In this case, since it is only necessary to form a work-affected layer on the surface of the piezoelectric substrate by sandblasting, higher-order mode spurious can be effectively suppressed without increasing the number of steps.
[0034]
Also in the manufacturing method according to the present invention, when the depth of the work-affected layer is D [μm] and the resonance frequency is fr [Hz], D × √fr is 2.91 × 10 3 to 2.91 × 10. Since sandblasting or lapping processing is performed so as to be in the range of 4 [μm · Hz 1/2 ], higher-order mode spurious can be effectively suppressed without much damping of the mode to be used.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are a front sectional view and an external perspective view of an energy confinement type piezoelectric resonator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows the relationship between the ratio D × √fr of the depth D of the work-affected layer to the resonance frequency fr, the phase rotation angle of the third harmonic to be used, and the phase rotation angle of the fifth harmonic that becomes spurious. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Energy confinement type piezoelectric resonator 2 ... Piezoelectric substrate 2a ... Upper surface 2b ... Lower surface 2c, 2d ... Work-affected layer 3, 4 ... Vibration electrode

Claims (2)

圧電セラミックスよりなる圧電基板と、
前記圧電基板の両主面に形成されており、圧電基板を介して対向する第１，第２の振動電極とを備える厚みモードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子であって、
前記圧電基板の少なくとも一方主面において、少なくとも圧電振動部を含む領域の表面が、該圧電基板のサンドブラストまたはラッピングにより形成されており、かつ高次モードスプリアスを抑制するための加工変質層により構成されており、前記加工変質層が、圧電セラミックスの粒界及び粒内に微小クラックを有し、前記加工変質層の深さをＤ〔μｍ〕、共振周波数をｆｒ〔Ｈｚ〕としたときに、Ｄ×√ｆｒが、２．９１×１０ 3 〜２．９１×１０ 4 〔μｍ・Ｈｚ 1/2 〕の範囲とされていることを特徴とする、エネルギー閉じ込め型圧電共振子。A piezoelectric substrate made of piezoelectric ceramic;
An energy confinement type piezoelectric resonator using a thickness mode, which is formed on both main surfaces of the piezoelectric substrate and includes first and second vibrating electrodes facing each other through the piezoelectric substrate,
In at least one main surface of the piezoelectric substrate, at least the surface of the region including the piezoelectric vibration part is formed by sandblasting or lapping of the piezoelectric substrate, and is configured by a work-affected layer for suppressing higher-order mode spurious. When the work-affected layer has microcracks in the grain boundaries and grains of the piezoelectric ceramic, the depth of the work-affected layer is D [μm], and the resonance frequency is fr [Hz]. × √Fr, characterized in that there is a range of 2.91 × 10 3 ~2.91 × 10 4 [[mu] m · Hz 1/2], energy-trap piezoelectric resonator. 圧電基板を用意する工程と、
前記圧電基板の少なくとも一方主面において、サンドブラスト加工により少なくとも圧電振動部が構成される領域を含む領域に加工変質層の深さをＤ〔μｍ〕、共振周波数をｆｒ〔Ｈｚ〕としたときに、Ｄ×√ｆｒが２．９１×１０ 3 〜２．９１×１０ 4 〔μｍ・Ｈｚ 1/2 〕の範囲となるようにサンドブラスト処理を行うことにより加工変質層を形成する工程と、
前記加工変質層が形成されている領域において、圧電基板を介して対向するように振動電極を形成する工程とを備えることを特徴とする、厚みモードを利用したエネルギー閉じ込め型圧電共振子の製造方法。Preparing a piezoelectric substrate;
When the depth of the work-affected layer is D (μm) and the resonance frequency is fr (Hz) in a region including at least a region where the piezoelectric vibration part is formed by sandblasting on at least one main surface of the piezoelectric substrate , forming a damaged layer by D × √fr performs sandblasting to be in the range of 2.91 × 10 3 ~2.91 × 10 4 [[mu] m · Hz 1/2],
Forming a vibration electrode so as to face each other through a piezoelectric substrate in a region where the work-affected layer is formed, and a method of manufacturing an energy confinement type piezoelectric resonator using a thickness mode .
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