JP3858639B2 - 圧電共振子および電子機器 - Google Patents
圧電共振子および電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3858639B2 JP3858639B2 JP2001240600A JP2001240600A JP3858639B2 JP 3858639 B2 JP3858639 B2 JP 3858639B2 JP 2001240600 A JP2001240600 A JP 2001240600A JP 2001240600 A JP2001240600 A JP 2001240600A JP 3858639 B2 JP3858639 B2 JP 3858639B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- piezoelectric
- vibration
- piezoelectric resonator
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 43
- 239000010408 film Substances 0.000 description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
- H03H9/132—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials characterized by a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02086—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02118—Means for compensation or elimination of undesirable effects of lateral leakage between adjacent resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/171—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
- H03H9/172—Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
- H03H9/174—Membranes
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は圧電共振子および電子機器に関し、特に、圧電体膜や圧電体基板などの圧電体層と圧電体層の両主面に形成されるそれぞれの電極とを含み、厚み縦振動モードで振動し、たとえばフィルタなどの電子機器に用いられる圧電共振子および圧電共振子を含むたとえばフィルタなどの電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この発明の背景となる従来の圧電共振子などが、たとえば特公昭４６−２５５７９号公報、特開平８−１５４０３２号公報および特開平５−１６０６６６号公報に開示されている。
すなわち、特公昭４６−２５５７９号公報には、積層的に形成される基板、第１の電極、圧電体膜および第２の電極を含む圧電振動子などが、開示されている。
また、特開平８−１５４０３２号公報には、圧電体基板と、圧電体基板の一方主面に形成される２つの電極と、圧電基板の他方主面に形成される１つの電極とを含み、２つの電極と１つの電極との対向する部分で直列に接続される２つの振動部が形成される圧電共振子などが、開示されている。
さらに、特開平５−１６０６６６号公報には、圧電体基板と、圧電体基板の両主面に形成されるそれぞれの電極とを含む圧電共振子などが、開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特公昭４６−２５５７９号公報に開示されている圧電振動子では、共振抵抗を低減するためには、圧電体膜の両主面の電極を大きく形成してそれらの電極の対向面積を大きくすることによって、静電容量を大きくすればよい。しかし、圧電体膜の両面の電極を大きく形成すると、不要振動が発生して共振特性が劣化してしまう。
共振抵抗を低減するとともに、不要振動を無視できるようにして共振特性を劣化しないようにするためには、一つの方策として、電極の対向面積の小さい複数の圧電共振子を並列に接続することが考えられる。しかし、この場合、全体のチップサイズが大きくなり、圧電共振子間を接続する配線が長くなるという課題がある。
また、特開平８−１５４０３２号公報に開示されている圧電共振子では、それぞれの振動部の共振抵抗をＲとすると全体の共振抵抗は２Ｒとなる。全体の共振抵抗を低減するためには、それぞれの振動部の共振抵抗を低減する必要があり、そのためには電極の対向面積を大きくしなければならなく、不要振動が無視できなくなり共振特性が劣化する。
さらに、特開平５−１６０６６６号公報に開示されている圧電共振子では、圧電体基板の両主面の電極のパターンがずれた場合、それらの電極の対向面積がばらつき共振周波数がそろわないため、ｎ個並列に接続しても共振抵抗は１／ｎまで低減しない。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、共振特性がよく、共振抵抗が小さく、小型である圧電共振子を提供することである。
この発明の他の目的は、共振特性がよく、共振抵抗が小さく、小型である圧電共振子を含む電子機器を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる圧電共振子は、圧電体層と、圧電体層の一方主面に形成される一方の電極と、圧電体層の他方主面に形成される他方の電極とを含み、厚み振動モードで振動する圧電共振子において、一方の電極および他方の電極は、それぞれ、引出し電極と、引出し電極に接続される１つ以上の振動電極とを含み、一方の電極の１つ以上の振動電極と他方の電極の１つ以上の振動電極とが圧電体層を介して交差してなる複数の振動部を有し、複数の振動部は並列に接続され、一方の電極の１つ以上の振動電極および他方の電極の１つ以上の振動電極は、それぞれ、波状に形成され、一方の電極において、振動電極は、一方の電極の引出し電極から他方の電極の引出し電極側に向かってのびて形成され、かつ、一方の電極の引出し電極で屈曲させることなく形成され、他方の電極において、振動電極は、他方の電極の引出し電極から一方の電極の引出し電極側に向かってのびて形成され、かつ、他方の電極の引出し電極で屈曲させることなく形成されることを特徴とする、圧電共振子。
この発明にかかる圧電共振子では、１つの振動部とその隣にある振動部との距離は、それらの振動部が振動する波長の１／２以上であることが好ましい。
この発明にかかる電子機器は、この発明にかかる圧電共振子を含む、電子機器である。
【０００６】
この発明にかかる圧電共振子では、個々の振動部において一方の電極の振動電極および他方の電極の振動電極の大きさを不要振動の影響がでる大きさよりも小さくできるため、共振特性の劣化をおさえることができる。
また、この発明にかかる圧電共振子では、一方の電極と他方の電極との配置がずれても振動電極の対向面積は変化しないので、個々の振動部の共振抵抗および共振周波数は変化しない。
さらに、この発明にかかる圧電共振子では、一方の電極の振動電極と他方の電極の振動電極とを圧電体層を介して互いに交差することによって複数の振動部が形成されるので、小さい面積に複数の振動部を配置することができる。
また、この発明にかかる圧電共振子では、複数の振動部が電気的に並列に接続されるので、共振抵抗が個々の振動部の共振抵抗より小さくなる。
なお、この発明にかかる圧電共振子では、１つの振動部とその隣にある振動部との距離はそれらの振動部が振動する波長の１／２以上であると、横方向に漏れる振動が十分に減衰して、隣接する振動部の振動が干渉し合うことがなく、共振特性が劣化することがない。
【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。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は圧電共振子の一例を示す平面図であり、図２は図１の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図であり、図３は図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図であり、図４はその圧電共振子の底面図である。図１ないし図４に示す圧電共振子１０は、基体１、支持膜３、圧電体層としての圧電体膜１２、一方の電極としての上側電極１４ａおよび他方の電極としての下側電極１４ｂで構成される薄膜圧電共振子である。基体１は、たとえばＳｉのような無機物である。支持膜３は、たとえばＳｉＯ2 などの誘電体で基体１の表面に形成される。なお、基体１の中央には、たとえば略矩形状の振動空間２が形成される。この振動空間２は、たとえば基体１をその裏面側からエッチングすることによって形成される。下側電極１４ｂは、支持膜３の上に形成される。圧電体膜１２は、下側電極１４ｂの上に、たとえばＺｎＯやＡｌＮのような圧電体膜で矩形状に形成される。上側電極１４ａは、圧電体膜１２の上に形成される。
【０００９】
上側電極１４ａは、外部信号取出し電極１６ａ、引出し電極１８ａおよび３つの振動電極２０ａを含む。外部信号取出し電極１６ａは、圧電体膜１２の一方主面において一端部の中間に矩形状に形成される。引出し電極１８ａは、外部信号取出し電極１６ａから圧電体膜１２の一方主面の中央部側にわたって短冊状に形成される。この場合、引出し電極１８ａは、外部信号取出し電極１６ａと同じ幅に形成される。３つの振動電極２０ａは、引出し電極１８ａから圧電体膜１２の一方主面の中央部にわたって形成される。この場合、３つの振動電極２０ａは、互いに間隔を隔てて、引出し電極１８ａから９０度屈曲して形成される。また、この場合、３つの振動電極２０ａは、それぞれ、不要振動の影響がでる幅より狭く形成される。
【００１０】
下側電極１４ｂは、外部信号取出し電極１６ｂ、引出し電極１８ｂおよび３つの振動電極２０ｂを含む。外部信号取出し電極１６ｂは、圧電体膜１２の他方主面において他端部の中央側に矩形状に形成される。引出し電極１８ｂは、外部信号取出し電極１６ｂから圧電体膜１２の他方主面の中央部側にわたって短冊状に形成される。この場合、引出し電極１８ｂは、外部信号取出し電極１６ｂと同じ幅に形成される。３つの振動電極２０ｂは、引出し電極１８ｂから圧電体膜１２の他方主面の中央部にわたって形成される。この場合、３つの振動電極２０ｂは、互いに間隔を隔てて、引出し電極１８ｂと平行にされる。また、この場合、３つの振動電極２０ｂは、それぞれ、不要振動の影響がでる幅より狭く形成される。
【００１１】
また、上側電極１４ａの３つの振動電極２０ａと下側電極１４ｂの３つの振動電極２０ｂとは、圧電体膜１２を介して互いに直交するように形成される。そして、３つの振動電極２０ａと３つの振動電極２０ｂとが直交する９つの部分で、９つの振動部２２が形成される。この場合、３つの振動電極２０ａが引出し電極１８ａに接続され、３つの振動電極２０ｂが引出し電極１８ｂに接続されているので、それらの振動部２２は並列に接続される。
【００１２】
図１ないし図４に示す圧電共振子１０では、個々の振動部２２において上側電極１４ａの振動電極２０ａおよび下側電極１４ｂの振動電極２０ｂの大きさが不要振動の影響がでる大きさよりも小さくなるため、共振特性の劣化をおさえることができる。
【００１３】
また、図１ないし図４に示す圧電共振子１０では、上側電極１４ａと下側電極１４ｂとの配置がずれても振動電極２０ａと振動電極２０ｂとの対向面積は変化しないので、個々の振動部２２の共振抵抗および共振周波数は変化せず等しい。
【００１４】
さらに、図１ないし図４に示す圧電共振子１０では、３つの振動電極２０ａと３つの振動電極２０ｂとを圧電体膜１２を介して互いに交差することによって９つの振動部２２が形成されるので、小さい面積に多数の振動部２２が配置できる。
【００１５】
また、図１ないし図４に示す圧電共振子１０では、共振周波数が等しい９つのの振動部２２を電気的に並列に接続することによって、全体として不要振動もなく、共振抵抗が個々の振動部２２の共振抵抗の１／９にできる。
【００１６】
以上のように、図１ないし図４に示す圧電共振子１０では、不要振動の影響がなく共振周波数が等しい９つの振動部２２が格子状に配置され電気的に並列に接続された構造であるから、全体として不要振動もなく、共振抵抗を個々の振動部２２の共振抵抗の１／９に小さい面積でできる。
【００１７】
なお、図１および図４に示す圧電共振子１０では、１つの振動部２２とその隣にある振動部２２との距離はそれらの振動部２２が振動する波長の１／２以上であるので、横方向に漏れる振動が十分に減衰して、隣接する振動部２２の振動が干渉し合うことがなく、共振特性が劣化することがない。
【００１８】
図５は圧電共振子の他の例を示す平面図であり、図６はその圧電共振子の底面図である。図５および図６に示す圧電共振子１０では、図１ないし図４に示す圧電共振子１０と比べて、特に、引出し電極１８ａおよび１８ｂが細く形成されるとともに、振動電極２０ａおよび２０ｂが、引出し電極１８ａおよび１８ｂから概略４５度屈曲し、圧電体膜１２を介して互いに直交するように、２列ずつに形成される。
【００１９】
図５および図６に示す圧電共振子１０では、図１ないし図４に示す圧電共振子１０と比べて、引出し電極１８ａおよび１８ｂと振動電極２０ａおよび２０ｂとの屈曲角度が小さいので、高周波での外部信号の不要な反射を防止することができるという別の効果も奏する。なお、この発明では、引出し電極と振動電極との屈曲角度は任意に変更されてもよい。
【００２０】
図７はこの発明にかかる圧電共振子の一例を示す平面図であり、図８はその圧電共振子の底面図である。図７および図８に示す圧電共振子１０では、図１ないし図６に示す各圧電共振子１０と比べて、上側電極１４ａの振動電極２０ａおよび下側電極１４ｂの振動電極２０ｂが、それぞれ湾曲を繰り返しながら圧電体膜１２を介して互いに交差するように、２つずつの波状に形成される。
【００２１】
図７および図８に示す圧電共振子１０では、図１ないし図６に示す各圧電共振子１０と比べて、引出し電極１８ａおよび１８ｂで屈曲させることなく、外部信号取出し電極１６ａおよび１６ｂと振動電極２０ａおよび２０ｂとを接続することができるので、図１ないし図４に示す圧電共振子１０と比べて、高周波での外部信号の不要な反射を防止することができるという別の効果も奏する。
【００２２】
図９は圧電共振子の他の例を示す平面図であり、図１０はその圧電共振子の底面図である。図９および図１０に示す圧電共振子１０は、図１ないし図８に示す各圧電共振子１０と比べて、特に、上側電極１４ａの振動電極２０ａとして小さい３つの電極が直列につながった電極が３つ並列に形成され、下側電極１４ｂの振動電極２０ｂとして太い１つの電極が形成される。この場合、振動電極２０ａは、圧電体膜１２を介して振動電極２０ｂの一部分に交差するように形成される。
【００２３】
図９および図１０に示す圧電共振子１０では、図１ないし図８に示す各圧電共振子１０と比べて、電極形成時に、特に下側電極１４ｂに残さができたりごみが入り込んだりすることがなくなるので、残さやごみによる不良率を低減することができるという別の効果も奏する。
【００２４】
なお、図９および図１０に示す圧電共振子１０において、上側電極１４ａと下側電極１４ｂとが逆に形成されてもよい。
【００２５】
また、上述の各圧電共振子１０では圧電体層として圧電体膜が用いられているが、この発明では圧電体層として圧電体基板が用いられてもよい。
【００２７】
また、この発明は圧電共振子に限らず、圧電共振子を含むたとえばフィルタなどの電子機器にも適用され得る。
【００２８】
【発明の効果】
この発明によれば、共振特性がよく、共振抵抗が小さく、小型である圧電共振子が得られる。
さらに、この発明によれば、共振特性がよく、共振抵抗が小さく、小型である圧電共振子を含むたとえばフィルタなどの電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 圧電共振子の一例を示す平面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。
【図４】図１に示す圧電共振子の底面図である。
【図５】 圧電共振子の他の例を示す平面図である。
【図６】図５に示す圧電共振子の底面図である。
【図７】 この発明にかかる圧電共振子の一例を示す平面図である。
【図８】図７に示す圧電共振子の底面図である。
【図９】 圧電共振子の他の例を示す平面図である。
【図１０】図９に示す圧電共振子の底面図である。
【符号の説明】
１ 基体
２ 振動空間
３ 支持膜
１０ 圧電共振子
１２ 圧電体膜
１４ａ 上側電極
１４ｂ 下側電極
１６ａ、１６ｂ 外部信号取出し電極
１８ａ、１８ｂ 引出し電極
２０ａ、２０ｂ 振動電極
２２ 振動部
【発明の属する技術分野】
この発明は圧電共振子および電子機器に関し、特に、圧電体膜や圧電体基板などの圧電体層と圧電体層の両主面に形成されるそれぞれの電極とを含み、厚み縦振動モードで振動し、たとえばフィルタなどの電子機器に用いられる圧電共振子および圧電共振子を含むたとえばフィルタなどの電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この発明の背景となる従来の圧電共振子などが、たとえば特公昭４６−２５５７９号公報、特開平８−１５４０３２号公報および特開平５−１６０６６６号公報に開示されている。
すなわち、特公昭４６−２５５７９号公報には、積層的に形成される基板、第１の電極、圧電体膜および第２の電極を含む圧電振動子などが、開示されている。
また、特開平８−１５４０３２号公報には、圧電体基板と、圧電体基板の一方主面に形成される２つの電極と、圧電基板の他方主面に形成される１つの電極とを含み、２つの電極と１つの電極との対向する部分で直列に接続される２つの振動部が形成される圧電共振子などが、開示されている。
さらに、特開平５−１６０６６６号公報には、圧電体基板と、圧電体基板の両主面に形成されるそれぞれの電極とを含む圧電共振子などが、開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特公昭４６−２５５７９号公報に開示されている圧電振動子では、共振抵抗を低減するためには、圧電体膜の両主面の電極を大きく形成してそれらの電極の対向面積を大きくすることによって、静電容量を大きくすればよい。しかし、圧電体膜の両面の電極を大きく形成すると、不要振動が発生して共振特性が劣化してしまう。
共振抵抗を低減するとともに、不要振動を無視できるようにして共振特性を劣化しないようにするためには、一つの方策として、電極の対向面積の小さい複数の圧電共振子を並列に接続することが考えられる。しかし、この場合、全体のチップサイズが大きくなり、圧電共振子間を接続する配線が長くなるという課題がある。
また、特開平８−１５４０３２号公報に開示されている圧電共振子では、それぞれの振動部の共振抵抗をＲとすると全体の共振抵抗は２Ｒとなる。全体の共振抵抗を低減するためには、それぞれの振動部の共振抵抗を低減する必要があり、そのためには電極の対向面積を大きくしなければならなく、不要振動が無視できなくなり共振特性が劣化する。
さらに、特開平５−１６０６６６号公報に開示されている圧電共振子では、圧電体基板の両主面の電極のパターンがずれた場合、それらの電極の対向面積がばらつき共振周波数がそろわないため、ｎ個並列に接続しても共振抵抗は１／ｎまで低減しない。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、共振特性がよく、共振抵抗が小さく、小型である圧電共振子を提供することである。
この発明の他の目的は、共振特性がよく、共振抵抗が小さく、小型である圧電共振子を含む電子機器を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる圧電共振子は、圧電体層と、圧電体層の一方主面に形成される一方の電極と、圧電体層の他方主面に形成される他方の電極とを含み、厚み振動モードで振動する圧電共振子において、一方の電極および他方の電極は、それぞれ、引出し電極と、引出し電極に接続される１つ以上の振動電極とを含み、一方の電極の１つ以上の振動電極と他方の電極の１つ以上の振動電極とが圧電体層を介して交差してなる複数の振動部を有し、複数の振動部は並列に接続され、一方の電極の１つ以上の振動電極および他方の電極の１つ以上の振動電極は、それぞれ、波状に形成され、一方の電極において、振動電極は、一方の電極の引出し電極から他方の電極の引出し電極側に向かってのびて形成され、かつ、一方の電極の引出し電極で屈曲させることなく形成され、他方の電極において、振動電極は、他方の電極の引出し電極から一方の電極の引出し電極側に向かってのびて形成され、かつ、他方の電極の引出し電極で屈曲させることなく形成されることを特徴とする、圧電共振子。
この発明にかかる圧電共振子では、１つの振動部とその隣にある振動部との距離は、それらの振動部が振動する波長の１／２以上であることが好ましい。
この発明にかかる電子機器は、この発明にかかる圧電共振子を含む、電子機器である。
【０００６】
この発明にかかる圧電共振子では、個々の振動部において一方の電極の振動電極および他方の電極の振動電極の大きさを不要振動の影響がでる大きさよりも小さくできるため、共振特性の劣化をおさえることができる。
また、この発明にかかる圧電共振子では、一方の電極と他方の電極との配置がずれても振動電極の対向面積は変化しないので、個々の振動部の共振抵抗および共振周波数は変化しない。
さらに、この発明にかかる圧電共振子では、一方の電極の振動電極と他方の電極の振動電極とを圧電体層を介して互いに交差することによって複数の振動部が形成されるので、小さい面積に複数の振動部を配置することができる。
また、この発明にかかる圧電共振子では、複数の振動部が電気的に並列に接続されるので、共振抵抗が個々の振動部の共振抵抗より小さくなる。
なお、この発明にかかる圧電共振子では、１つの振動部とその隣にある振動部との距離はそれらの振動部が振動する波長の１／２以上であると、横方向に漏れる振動が十分に減衰して、隣接する振動部の振動が干渉し合うことがなく、共振特性が劣化することがない。
【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。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は圧電共振子の一例を示す平面図であり、図２は図１の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図であり、図３は図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図であり、図４はその圧電共振子の底面図である。図１ないし図４に示す圧電共振子１０は、基体１、支持膜３、圧電体層としての圧電体膜１２、一方の電極としての上側電極１４ａおよび他方の電極としての下側電極１４ｂで構成される薄膜圧電共振子である。基体１は、たとえばＳｉのような無機物である。支持膜３は、たとえばＳｉＯ2 などの誘電体で基体１の表面に形成される。なお、基体１の中央には、たとえば略矩形状の振動空間２が形成される。この振動空間２は、たとえば基体１をその裏面側からエッチングすることによって形成される。下側電極１４ｂは、支持膜３の上に形成される。圧電体膜１２は、下側電極１４ｂの上に、たとえばＺｎＯやＡｌＮのような圧電体膜で矩形状に形成される。上側電極１４ａは、圧電体膜１２の上に形成される。
【０００９】
上側電極１４ａは、外部信号取出し電極１６ａ、引出し電極１８ａおよび３つの振動電極２０ａを含む。外部信号取出し電極１６ａは、圧電体膜１２の一方主面において一端部の中間に矩形状に形成される。引出し電極１８ａは、外部信号取出し電極１６ａから圧電体膜１２の一方主面の中央部側にわたって短冊状に形成される。この場合、引出し電極１８ａは、外部信号取出し電極１６ａと同じ幅に形成される。３つの振動電極２０ａは、引出し電極１８ａから圧電体膜１２の一方主面の中央部にわたって形成される。この場合、３つの振動電極２０ａは、互いに間隔を隔てて、引出し電極１８ａから９０度屈曲して形成される。また、この場合、３つの振動電極２０ａは、それぞれ、不要振動の影響がでる幅より狭く形成される。
【００１０】
下側電極１４ｂは、外部信号取出し電極１６ｂ、引出し電極１８ｂおよび３つの振動電極２０ｂを含む。外部信号取出し電極１６ｂは、圧電体膜１２の他方主面において他端部の中央側に矩形状に形成される。引出し電極１８ｂは、外部信号取出し電極１６ｂから圧電体膜１２の他方主面の中央部側にわたって短冊状に形成される。この場合、引出し電極１８ｂは、外部信号取出し電極１６ｂと同じ幅に形成される。３つの振動電極２０ｂは、引出し電極１８ｂから圧電体膜１２の他方主面の中央部にわたって形成される。この場合、３つの振動電極２０ｂは、互いに間隔を隔てて、引出し電極１８ｂと平行にされる。また、この場合、３つの振動電極２０ｂは、それぞれ、不要振動の影響がでる幅より狭く形成される。
【００１１】
また、上側電極１４ａの３つの振動電極２０ａと下側電極１４ｂの３つの振動電極２０ｂとは、圧電体膜１２を介して互いに直交するように形成される。そして、３つの振動電極２０ａと３つの振動電極２０ｂとが直交する９つの部分で、９つの振動部２２が形成される。この場合、３つの振動電極２０ａが引出し電極１８ａに接続され、３つの振動電極２０ｂが引出し電極１８ｂに接続されているので、それらの振動部２２は並列に接続される。
【００１２】
図１ないし図４に示す圧電共振子１０では、個々の振動部２２において上側電極１４ａの振動電極２０ａおよび下側電極１４ｂの振動電極２０ｂの大きさが不要振動の影響がでる大きさよりも小さくなるため、共振特性の劣化をおさえることができる。
【００１３】
また、図１ないし図４に示す圧電共振子１０では、上側電極１４ａと下側電極１４ｂとの配置がずれても振動電極２０ａと振動電極２０ｂとの対向面積は変化しないので、個々の振動部２２の共振抵抗および共振周波数は変化せず等しい。
【００１４】
さらに、図１ないし図４に示す圧電共振子１０では、３つの振動電極２０ａと３つの振動電極２０ｂとを圧電体膜１２を介して互いに交差することによって９つの振動部２２が形成されるので、小さい面積に多数の振動部２２が配置できる。
【００１５】
また、図１ないし図４に示す圧電共振子１０では、共振周波数が等しい９つのの振動部２２を電気的に並列に接続することによって、全体として不要振動もなく、共振抵抗が個々の振動部２２の共振抵抗の１／９にできる。
【００１６】
以上のように、図１ないし図４に示す圧電共振子１０では、不要振動の影響がなく共振周波数が等しい９つの振動部２２が格子状に配置され電気的に並列に接続された構造であるから、全体として不要振動もなく、共振抵抗を個々の振動部２２の共振抵抗の１／９に小さい面積でできる。
【００１７】
なお、図１および図４に示す圧電共振子１０では、１つの振動部２２とその隣にある振動部２２との距離はそれらの振動部２２が振動する波長の１／２以上であるので、横方向に漏れる振動が十分に減衰して、隣接する振動部２２の振動が干渉し合うことがなく、共振特性が劣化することがない。
【００１８】
図５は圧電共振子の他の例を示す平面図であり、図６はその圧電共振子の底面図である。図５および図６に示す圧電共振子１０では、図１ないし図４に示す圧電共振子１０と比べて、特に、引出し電極１８ａおよび１８ｂが細く形成されるとともに、振動電極２０ａおよび２０ｂが、引出し電極１８ａおよび１８ｂから概略４５度屈曲し、圧電体膜１２を介して互いに直交するように、２列ずつに形成される。
【００１９】
図５および図６に示す圧電共振子１０では、図１ないし図４に示す圧電共振子１０と比べて、引出し電極１８ａおよび１８ｂと振動電極２０ａおよび２０ｂとの屈曲角度が小さいので、高周波での外部信号の不要な反射を防止することができるという別の効果も奏する。なお、この発明では、引出し電極と振動電極との屈曲角度は任意に変更されてもよい。
【００２０】
図７はこの発明にかかる圧電共振子の一例を示す平面図であり、図８はその圧電共振子の底面図である。図７および図８に示す圧電共振子１０では、図１ないし図６に示す各圧電共振子１０と比べて、上側電極１４ａの振動電極２０ａおよび下側電極１４ｂの振動電極２０ｂが、それぞれ湾曲を繰り返しながら圧電体膜１２を介して互いに交差するように、２つずつの波状に形成される。
【００２１】
図７および図８に示す圧電共振子１０では、図１ないし図６に示す各圧電共振子１０と比べて、引出し電極１８ａおよび１８ｂで屈曲させることなく、外部信号取出し電極１６ａおよび１６ｂと振動電極２０ａおよび２０ｂとを接続することができるので、図１ないし図４に示す圧電共振子１０と比べて、高周波での外部信号の不要な反射を防止することができるという別の効果も奏する。
【００２２】
図９は圧電共振子の他の例を示す平面図であり、図１０はその圧電共振子の底面図である。図９および図１０に示す圧電共振子１０は、図１ないし図８に示す各圧電共振子１０と比べて、特に、上側電極１４ａの振動電極２０ａとして小さい３つの電極が直列につながった電極が３つ並列に形成され、下側電極１４ｂの振動電極２０ｂとして太い１つの電極が形成される。この場合、振動電極２０ａは、圧電体膜１２を介して振動電極２０ｂの一部分に交差するように形成される。
【００２３】
図９および図１０に示す圧電共振子１０では、図１ないし図８に示す各圧電共振子１０と比べて、電極形成時に、特に下側電極１４ｂに残さができたりごみが入り込んだりすることがなくなるので、残さやごみによる不良率を低減することができるという別の効果も奏する。
【００２４】
なお、図９および図１０に示す圧電共振子１０において、上側電極１４ａと下側電極１４ｂとが逆に形成されてもよい。
【００２５】
また、上述の各圧電共振子１０では圧電体層として圧電体膜が用いられているが、この発明では圧電体層として圧電体基板が用いられてもよい。
【００２７】
また、この発明は圧電共振子に限らず、圧電共振子を含むたとえばフィルタなどの電子機器にも適用され得る。
【００２８】
【発明の効果】
この発明によれば、共振特性がよく、共振抵抗が小さく、小型である圧電共振子が得られる。
さらに、この発明によれば、共振特性がよく、共振抵抗が小さく、小型である圧電共振子を含むたとえばフィルタなどの電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 圧電共振子の一例を示す平面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。
【図４】図１に示す圧電共振子の底面図である。
【図５】 圧電共振子の他の例を示す平面図である。
【図６】図５に示す圧電共振子の底面図である。
【図７】 この発明にかかる圧電共振子の一例を示す平面図である。
【図８】図７に示す圧電共振子の底面図である。
【図９】 圧電共振子の他の例を示す平面図である。
【図１０】図９に示す圧電共振子の底面図である。
【符号の説明】
１ 基体
２ 振動空間
３ 支持膜
１０ 圧電共振子
１２ 圧電体膜
１４ａ 上側電極
１４ｂ 下側電極
１６ａ、１６ｂ 外部信号取出し電極
１８ａ、１８ｂ 引出し電極
２０ａ、２０ｂ 振動電極
２２ 振動部
Claims (3)
- 圧電体層、前記圧電体層の一方主面に形成される一方の電極、および前記圧電体層の他方主面に形成される他方の電極を含み、厚み振動モードで振動する圧電共振子において、
前記一方の電極および前記他方の電極は、それぞれ、
引出し電極、および
前記引出し電極に接続される１つ以上の振動電極を含み、
前記一方の電極の１つ以上の振動電極と前記他方の電極の１つ以上の振動電極とが前記圧電体層を介して交差してなる複数の振動部を有し、
前記複数の振動部は並列に接続され、
前記一方の電極の１つ以上の振動電極および前記他方の電極の１つ以上の振動電極は、それぞれ、波状に形成され、
前記一方の電極において、前記振動電極は、前記一方の電極の前記引出し電極から前記他方の電極の前記引出し電極側に向かってのびて形成され、かつ、前記一方の電極の前記引出し電極で屈曲させることなく形成され、
前記他方の電極において、前記振動電極は、前記他方の電極の前記引出し電極から前記一方の電極の前記引出し電極側に向かってのびて形成され、かつ、前記他方の電極の前記引出し電極で屈曲させることなく形成されることを特徴とする、圧電共振子。 - １つの前記振動部とその隣にある前記振動部との距離は、それらの振動部が振動する波長の１／２以上であることを特徴とする、請求項１に記載の圧電共振子。
- 請求項１または請求項２に記載の圧電共振子を含む、電子機器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001240600A JP3858639B2 (ja) | 2000-08-31 | 2001-08-08 | 圧電共振子および電子機器 |
| US09/940,303 US6577043B2 (en) | 2000-08-31 | 2001-08-28 | Piezoelectric resonator and electronic device incorporating the same |
| DE10142158A DE10142158B4 (de) | 2000-08-31 | 2001-08-29 | Piezoelektrischer Resonator und elektronische Vorrichtung, die denselben enthält |
| FR0111303A FR2813458B1 (fr) | 2000-08-31 | 2001-08-31 | Resonateur piezoelectrique, et dispositif electronique le comportant |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-262837 | 2000-08-31 | ||
| JP2000262837 | 2000-08-31 | ||
| JP2001240600A JP3858639B2 (ja) | 2000-08-31 | 2001-08-08 | 圧電共振子および電子機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002152006A JP2002152006A (ja) | 2002-05-24 |
| JP3858639B2 true JP3858639B2 (ja) | 2006-12-20 |
Family
ID=26598925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001240600A Expired - Fee Related JP3858639B2 (ja) | 2000-08-31 | 2001-08-08 | 圧電共振子および電子機器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6577043B2 (ja) |
| JP (1) | JP3858639B2 (ja) |
| DE (1) | DE10142158B4 (ja) |
| FR (1) | FR2813458B1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1322951A2 (en) * | 2000-09-20 | 2003-07-02 | Molecular Reflections | Microfabricated ultrasound array for use as resonant sensors |
| DE10335331A1 (de) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Epcos Ag | Elektrisches Bauelement mit überlappenden Elektroden und Verfahren zur Herstellung |
| JP4567742B2 (ja) * | 2005-08-30 | 2010-10-20 | 京セラ株式会社 | 圧電共振素子及びそれを用いた圧電共振装置 |
| EP2010450A2 (en) * | 2006-04-21 | 2009-01-07 | Bioscale, Inc. | Microfabricated devices and method for fabricating microfabricated devices |
| US20090053401A1 (en) * | 2007-08-24 | 2009-02-26 | Maxim Integrated Products, Inc. | Piezoelectric deposition for BAW resonators |
| US7567024B2 (en) * | 2007-09-26 | 2009-07-28 | Maxim Integrated Products, Inc. | Methods of contacting the top layer of a BAW resonator |
| US8512800B2 (en) | 2007-12-04 | 2013-08-20 | Triquint Semiconductor, Inc. | Optimal acoustic impedance materials for polished substrate coating to suppress passband ripple in BAW resonators and filters |
| US7768364B2 (en) * | 2008-06-09 | 2010-08-03 | Maxim Integrated Products, Inc. | Bulk acoustic resonators with multi-layer electrodes |
| SG190064A1 (en) * | 2010-11-08 | 2013-06-28 | Agency Science Tech & Res | A piezoelectric resonator |
| JP5588889B2 (ja) * | 2011-02-08 | 2014-09-10 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波デバイスおよびフィルタ |
| WO2018012443A1 (ja) | 2016-07-14 | 2018-01-18 | 株式会社村田製作所 | 圧電トランス |
| WO2018037858A1 (ja) | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 株式会社村田製作所 | 圧電トランス |
| WO2019161166A1 (en) | 2018-02-16 | 2019-08-22 | Avx Corporation | Self-aligning capacitor electrode assembly having improved breakdown voltage |
| US11469690B2 (en) * | 2020-11-24 | 2022-10-11 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Electrode pairs having saw-tooth configuration and artificial muscles including same |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE420034A (ja) * | 1936-02-21 | |||
| US3221962A (en) * | 1963-11-22 | 1965-12-07 | Ridge Tool Co | Apparatus for cutting pipe |
| NL6912167A (ja) * | 1969-08-09 | 1971-02-11 | ||
| JPS54138392A (en) * | 1978-04-20 | 1979-10-26 | Citizen Watch Co Ltd | At cut crystal oscillator |
| US4356421A (en) * | 1980-03-25 | 1982-10-26 | Tohoku Metal Industries, Ltd. | Piezoelectric resonators of an energy-trapping type of a width extensional vibratory mode |
| GB2118773B (en) * | 1982-03-24 | 1985-12-18 | Gen Electric Plc | Thickness shear mode piezoelectric devices |
| US4481488A (en) * | 1982-11-08 | 1984-11-06 | Motorola, Inc. | Trapped energy resonator for oscillator and multiple resonator applications |
| JP2935232B2 (ja) | 1991-12-04 | 1999-08-16 | 株式会社村田製作所 | Ｆｍディスクリミネータ用圧電共振子 |
| JPH08148968A (ja) * | 1994-11-24 | 1996-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜圧電素子 |
| JPH08154032A (ja) | 1994-11-29 | 1996-06-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電共振子 |
-
2001
- 2001-08-08 JP JP2001240600A patent/JP3858639B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-08-28 US US09/940,303 patent/US6577043B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-29 DE DE10142158A patent/DE10142158B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-08-31 FR FR0111303A patent/FR2813458B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10142158B4 (de) | 2005-05-04 |
| FR2813458A1 (fr) | 2002-03-01 |
| US6577043B2 (en) | 2003-06-10 |
| FR2813458B1 (fr) | 2005-04-15 |
| US20020030420A1 (en) | 2002-03-14 |
| JP2002152006A (ja) | 2002-05-24 |
| DE10142158A1 (de) | 2002-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3858639B2 (ja) | 圧電共振子および電子機器 | |
| EP1041717B1 (en) | Bulk acoustic wave resonator with improved lateral mode suppression | |
| CN101645699B (zh) | 压电薄膜谐振器、滤波器、复用器和传输装置 | |
| KR100398365B1 (ko) | 폭방향 파동이 억제되는 박막 공진기 | |
| US7868517B2 (en) | Lamb wave resonator | |
| KR100505717B1 (ko) | 압전공진자 및 그것을 포함하는 압전필터 및 듀플렉서 | |
| KR102414496B1 (ko) | 탄성파 장치 | |
| CN104682913B (zh) | 弹性表面波滤波器 | |
| JP2005191958A (ja) | 薄膜バルク波音響共振器及び薄膜バルク波音響共振器の製造方法 | |
| JP4513860B2 (ja) | 圧電薄膜フィルタ | |
| CN100488046C (zh) | 电子部件和包含该电子部件的滤波器 | |
| CN111884617A (zh) | 谐振器及其制备方法 | |
| US6563400B2 (en) | Piezoelectric resonator utilizing bending vibrations and ladder-type filter including the same | |
| KR20070088736A (ko) | 박막 압전 공진기 및 필터 회로 | |
| JP4707503B2 (ja) | 薄膜バルク音響共振器 | |
| US10411672B2 (en) | Elastic wave device | |
| CN114788175A (zh) | 弹性波装置 | |
| EP0907248A2 (en) | Electronic component, ladder filter and communication apparatus | |
| JP3885270B2 (ja) | フィルタ実装多層基板 | |
| US20240113686A1 (en) | Acoustic wave device | |
| WO2023110081A1 (en) | Surface acoustic wave resonator element and electronic apparatus comprising said surface acoustic wave resonator element | |
| CN114520638B (zh) | 一种声波换能器结构 | |
| CN117060879B (zh) | 弹性波滤波器 | |
| US20240136999A1 (en) | Acoustic wave device | |
| WO2023241786A1 (en) | Surface acoustic wave resonator element and electronic apparatus comprising said surface acoustic wave resonator element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040914 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041005 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041201 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050208 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060530 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060726 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060807 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060829 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060911 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110929 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120929 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120929 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130929 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |