JPH0112419Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0112419Y2 JPH0112419Y2 JP6867080U JP6867080U JPH0112419Y2 JP H0112419 Y2 JPH0112419 Y2 JP H0112419Y2 JP 6867080 U JP6867080 U JP 6867080U JP 6867080 U JP6867080 U JP 6867080U JP H0112419 Y2 JPH0112419 Y2 JP H0112419Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic wave
- surface acoustic
- transducer
- resistive film
- discharge
- 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
Links
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 claims description 55
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 35
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 18
- 230000005616 pyroelectricity Effects 0.000 claims description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 238000007743 anodising Methods 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 38
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は弾性表面波素子に係り、特に焦電性を
有する圧電結晶板上に励振変換器及び受信変換器
が形成された弾性表面波素子に関する。
有する圧電結晶板上に励振変換器及び受信変換器
が形成された弾性表面波素子に関する。
弾性表面波素子は圧電板上に励振変換器、受信
変換器等を形成したものであり、励振変換器によ
り電気信号を弾性表面波信号に変換し、又受信変
換器により弾性表面波信号を電気信号に変換す
る。そして、かゝる弾性表面波素子はフイルタ、
遅延線、発振器等に利用されている。
変換器等を形成したものであり、励振変換器によ
り電気信号を弾性表面波信号に変換し、又受信変
換器により弾性表面波信号を電気信号に変換す
る。そして、かゝる弾性表面波素子はフイルタ、
遅延線、発振器等に利用されている。
第１図はかゝる弾性表面波素子をフイルタに適
用した弾性表面波フイルタの構成の一例を示すも
ので、同図ａは弾性表面波素子の斜視図、同図ｂ
は弾性表面波フイルタを含む一般的フイルタ回路
を図解的に示した図である。弾性表面波フイルタ
は圧電気現象によつて圧電体を伝播する特定の振
動数の弾性表面波を利用してフイルタ機能を持た
せたもので、図中１１は圧電基板であり、この圧
電基板表面にはフオトエツチング等によりアルミ
ニウム等の導電性薄膜がすだれ状に形成されてい
る。そして、一方のすだれ状薄膜は励振変換器１
２Ｓとして、又他方のすだれ状薄膜は受信変換器
１２Ｒとして機能し、圧電基板１１と各すだれ状
薄膜とで弾性表面波素子が形成されている。い
ま、弾性表面波フイルタ１０の励振変換器１２Ｓ
に接続する入力端子１３inに高周波入力信号in
が入力されたとする。このとき弾性表面波フイル
タ１０の表面を伝播する弾性表面波Ｗの音速をｕ
とすれば該表面波の波長λは λ＝ｕ／ で表わされる。ただし、は前記高周波入力信号
inのうち波すべき周波数である。
用した弾性表面波フイルタの構成の一例を示すも
ので、同図ａは弾性表面波素子の斜視図、同図ｂ
は弾性表面波フイルタを含む一般的フイルタ回路
を図解的に示した図である。弾性表面波フイルタ
は圧電気現象によつて圧電体を伝播する特定の振
動数の弾性表面波を利用してフイルタ機能を持た
せたもので、図中１１は圧電基板であり、この圧
電基板表面にはフオトエツチング等によりアルミ
ニウム等の導電性薄膜がすだれ状に形成されてい
る。そして、一方のすだれ状薄膜は励振変換器１
２Ｓとして、又他方のすだれ状薄膜は受信変換器
１２Ｒとして機能し、圧電基板１１と各すだれ状
薄膜とで弾性表面波素子が形成されている。い
ま、弾性表面波フイルタ１０の励振変換器１２Ｓ
に接続する入力端子１３inに高周波入力信号in
が入力されたとする。このとき弾性表面波フイル
タ１０の表面を伝播する弾性表面波Ｗの音速をｕ
とすれば該表面波の波長λは λ＝ｕ／ で表わされる。ただし、は前記高周波入力信号
inのうち波すべき周波数である。
ところで励振変換器１２Ｓ側において、入力電
極Ｓから伸びるすだれ状電極１４とアース電極Ｅ
から伸びるすだれ状電極１４′との間に前記高周
波入力信号が印加されるとこれら電極間に存在す
る圧電体が圧電気現象によつて伸縮し表面層に沿
つて弾性表面波を誘起する。したがつて、前式に
示すように波すべき周波数をとし、又入力電
極Ｓから伸びるすだれ状電極１４の配列ピツチ並
びにアース電極Ｅから伸びるすだれ状電極１４′
の配列ピツチを共にλに等しく設定すれば弾性表
面波フイルタ１０の表面には波長λすなわち周波
数の弾性表面波のみが伝播することになり周波
数なる出力信号が出力端子13outより得られ、
負荷Ｒに送出される。
極Ｓから伸びるすだれ状電極１４とアース電極Ｅ
から伸びるすだれ状電極１４′との間に前記高周
波入力信号が印加されるとこれら電極間に存在す
る圧電体が圧電気現象によつて伸縮し表面層に沿
つて弾性表面波を誘起する。したがつて、前式に
示すように波すべき周波数をとし、又入力電
極Ｓから伸びるすだれ状電極１４の配列ピツチ並
びにアース電極Ｅから伸びるすだれ状電極１４′
の配列ピツチを共にλに等しく設定すれば弾性表
面波フイルタ１０の表面には波長λすなわち周波
数の弾性表面波のみが伝播することになり周波
数なる出力信号が出力端子13outより得られ、
負荷Ｒに送出される。
以上のように動作する弾性表面波フイルタは高
周波数帯域におけるバンドパスフイルタとして特
に有効に利用できるものであり、又その外形寸法
は高々数mm角と小さく極めて有効である。尚、圧
電基板１１としては水晶を用いることができるが
水晶の電気機械結合係数は小さいため低損失の弾
性表面波フイルタの作成が困難である。そこで一
般には電気機械結合係数の大きなLiNbO3，
LiTaO3等が圧電基板に用いられている。しか
し、LiNbO3，LiTaO3には後述する焦電性とい
う性質があるため急激な温度変化があると、たと
えば３分乃至１時間程度の間に40℃程度の温度変
化があると弾性表面波フイルタの入力端子または
出力端子に放電による複数個の不要パルスが現わ
れ、該フイルタを用いる機器の誤動作を招来す
る。以上、弾性表面波フイルタについて説明した
が、弾性表面波フイルタに限らず一般に焦電性を
有する圧電結晶板を用いた弾性表面波素子の入力
端子には、急激な温度変化があると焦電性に基づ
く放電のために不要パルスが現われる。尚、ここ
で焦電性とは結晶の温度を変化させた時、該温度
変化に対する結晶の自発分極IP（IPは温度の関
数）の変化分が結晶表面に現われて結晶上の２点
間に電位差を発生する現象をいう。
周波数帯域におけるバンドパスフイルタとして特
に有効に利用できるものであり、又その外形寸法
は高々数mm角と小さく極めて有効である。尚、圧
電基板１１としては水晶を用いることができるが
水晶の電気機械結合係数は小さいため低損失の弾
性表面波フイルタの作成が困難である。そこで一
般には電気機械結合係数の大きなLiNbO3，
LiTaO3等が圧電基板に用いられている。しか
し、LiNbO3，LiTaO3には後述する焦電性とい
う性質があるため急激な温度変化があると、たと
えば３分乃至１時間程度の間に40℃程度の温度変
化があると弾性表面波フイルタの入力端子または
出力端子に放電による複数個の不要パルスが現わ
れ、該フイルタを用いる機器の誤動作を招来す
る。以上、弾性表面波フイルタについて説明した
が、弾性表面波フイルタに限らず一般に焦電性を
有する圧電結晶板を用いた弾性表面波素子の入力
端子には、急激な温度変化があると焦電性に基づ
く放電のために不要パルスが現われる。尚、ここ
で焦電性とは結晶の温度を変化させた時、該温度
変化に対する結晶の自発分極IP（IPは温度の関
数）の変化分が結晶表面に現われて結晶上の２点
間に電位差を発生する現象をいう。
さて、急激な温度変化があつたとき焦電性の圧
電結晶板を用いた弾性表面波素子の入力端子に不
要パルスが発生するという現象は次のように説明
できる。即ち、焦電性によつて生じた電荷が結晶
の構造的不均一のために一様ではなくなり結晶表
面上で強電界を作り、その部分の絶縁破壊電圧を
越えることによつてせん光性を伴つた放電が起
り、その放電によつてパルス性の信号が入出力電
極で検出されたものである。
電結晶板を用いた弾性表面波素子の入力端子に不
要パルスが発生するという現象は次のように説明
できる。即ち、焦電性によつて生じた電荷が結晶
の構造的不均一のために一様ではなくなり結晶表
面上で強電界を作り、その部分の絶縁破壊電圧を
越えることによつてせん光性を伴つた放電が起
り、その放電によつてパルス性の信号が入出力電
極で検出されたものである。
実際、弾性表面波素子基板を−30℃から＋50℃
の間で急冷又は急熱すると放電によるせん光が観
測される。この温度変化の勾配（時間的温度変化
の割合）を、（10℃／分）乃至（１℃／分）とし
た場合にこの現象は特に顕著であり、この放電に
よるせん光が原因で発生するパルス発生回数は温
度変化の勾配が急であればある程多くなることが
認められた。
の間で急冷又は急熱すると放電によるせん光が観
測される。この温度変化の勾配（時間的温度変化
の割合）を、（10℃／分）乃至（１℃／分）とし
た場合にこの現象は特に顕著であり、この放電に
よるせん光が原因で発生するパルス発生回数は温
度変化の勾配が急であればある程多くなることが
認められた。
第２図はかゝるせん光の発生を説明するもの
で、同図ａ，ｂは共に写真乾板上に記録したせん
光発生状態図で、ａは温度サイクル１周期の間に
おける、ｂは温度サイクル３周期の間におけるせ
ん光発生状態図である。尚、第１図と同一部分に
は同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
で、同図ａ，ｂは共に写真乾板上に記録したせん
光発生状態図で、ａは温度サイクル１周期の間に
おける、ｂは温度サイクル３周期の間におけるせ
ん光発生状態図である。尚、第１図と同一部分に
は同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
図中、２１は写真乾板上に白く写つた放電部分
を示すもので、温度サイクル１周期の間では弾性
表面波素子の辺縁部で放電によるせん光が発生
し、３周期後には弾性表面波素子の全面で放電に
よるせん光が発生している。
を示すもので、温度サイクル１周期の間では弾性
表面波素子の辺縁部で放電によるせん光が発生
し、３周期後には弾性表面波素子の全面で放電に
よるせん光が発生している。
このように焦電性により放電が生じれば、パル
ス性の不要信号が入出力電極で生じ機器の誤動作
を引起こす。
ス性の不要信号が入出力電極で生じ機器の誤動作
を引起こす。
このため、本考案者はかかる放電を防止するこ
とができる弾性表面波素子を既に提案している。
以下、この既提案の弾性表面波素子について説明
する。
とができる弾性表面波素子を既に提案している。
以下、この既提案の弾性表面波素子について説明
する。
第３図は放電発生を説明する説明図、第４図は
第３図の等価回路図であり、図中、３１は焦電性
を有する圧電結晶基板、３２，３３は単位面積を
有する電極、３４，３５はリード線、３６は基板
上の水分、ゴミ等の汚れである。
第３図の等価回路図であり、図中、３１は焦電性
を有する圧電結晶基板、３２，３３は単位面積を
有する電極、３４，３５はリード線、３６は基板
上の水分、ゴミ等の汚れである。
今、圧電結晶板３１の単位面積当りに生じる自
発分極の大きさをPsとすると、該単位面積から
流れ出す焦電流iPは(1)式によつて表わされる。
発分極の大きさをPsとすると、該単位面積から
流れ出す焦電流iPは(1)式によつて表わされる。
iP＝dPs／dt＝dPs／dT・dT／dt ……(1)
周囲状況が理想的な誘電体で囲まれている場合
にはこの成分は電気変位Ｄの変化として蓄えられ
るが、実際には結晶面上の汚れや水分によつて
除々に放電されると考えられる。第４図は第３図
の等価回路図であり、rLは水分、汚れ等による
抵抗、Cxは沿面放電経路の容量、Cdは電極３
２，３３間の結晶の静電容量である。
にはこの成分は電気変位Ｄの変化として蓄えられ
るが、実際には結晶面上の汚れや水分によつて
除々に放電されると考えられる。第４図は第３図
の等価回路図であり、rLは水分、汚れ等による
抵抗、Cxは沿面放電経路の容量、Cdは電極３
２，３３間の結晶の静電容量である。
さて、(1)式中dPs／dTはLiNbO3の場合、０℃〜
400℃間では一定であり、単位面積当り−４×
10-5（ｑ／m2）／℃である。従つて、(1)式より温
度変化が急激な程、換言すればdT／dtが大きい程、 焦電流iPが大きくなり、電極３２，３３間の電位
差VLが大きくなる。そして、この電位差VLが沿
面放電電位VC（Cxの耐圧電圧に相当する）を越え
ると、Cxが絶縁破壊を起して急激な放電が起る。
以下、この事情を第４図の等価回路を用いて解析
する。
10-5（ｑ／m2）／℃である。従つて、(1)式より温
度変化が急激な程、換言すればdT／dtが大きい程、 焦電流iPが大きくなり、電極３２，３３間の電位
差VLが大きくなる。そして、この電位差VLが沿
面放電電位VC（Cxの耐圧電圧に相当する）を越え
ると、Cxが絶縁破壊を起して急激な放電が起る。
以下、この事情を第４図の等価回路を用いて解析
する。
等価回路より明らかなように過渡的な電圧VL
（ｔ）は次式の微分方程式の解として得られる。
（ｔ）は次式の微分方程式の解として得られる。
（Cd＋Cx）・dVL／dt＋VL／rL＝dPs／dt＝iP ……(2)
ここで、dPs／dtは次式で表わせる。
dPs／dt＝dPs／dT・dT／dt＝Pc・dT／dt ……(3)
尚、Pcは焦電性定数で、キユーリ点より離れ
た温度において一定値となる。
た温度において一定値となる。
さて、一般的に(2)式を解くとその解は複雑にな
るから、以後温度変化が直線的な場合、即ち dT／dt＝α（一定） ……(4) の場合を考える。従つて、Toを基準温度、α
（℃／sec）を時間勾配とすればｔ秒後の温度Ｔは Ｔ＝αt＋To ……(5) で表現できる。
るから、以後温度変化が直線的な場合、即ち dT／dt＝α（一定） ……(4) の場合を考える。従つて、Toを基準温度、α
（℃／sec）を時間勾配とすればｔ秒後の温度Ｔは Ｔ＝αt＋To ……(5) で表現できる。
(3)，(4)式を(2)式へ代入すると
（Cd＋Cx）・dVL／dt＋VL／rL＝Pc・α……(6)
となる。
初期条件VL（ｏ）＝ｏを考慮して(6)式を解けば、
VL（ｔ）＝Pc・α・rL｛１−exp
（−ｔ／（Cd＋Cx）rL）｝ ……(7)
となる。
尚、特別な場合として、汚れがなく完全な結晶
の場合即ちrL→∞の理想的な場合にはVL（ｔ）は
次の微分方程式 （Cd＋Cx）・dVL／dt＝Pc・α ……(8) の解として得られ、VL（ｏ）＝ｏなる初期条件の
もとで、 VL＝Pc・α・ｔ／（Cd＋Cx） ……(9) となる。これは理想的な系では焦電気成分が静電
変位成分としてCdおよびCxに蓄えられることを
意味しており、静電気学の教えることに他ならな
い。
の場合即ちrL→∞の理想的な場合にはVL（ｔ）は
次の微分方程式 （Cd＋Cx）・dVL／dt＝Pc・α ……(8) の解として得られ、VL（ｏ）＝ｏなる初期条件の
もとで、 VL＝Pc・α・ｔ／（Cd＋Cx） ……(9) となる。これは理想的な系では焦電気成分が静電
変位成分としてCdおよびCxに蓄えられることを
意味しており、静電気学の教えることに他ならな
い。
しかし、一般には結晶表面にわずかな汚れ等が
あり、rLを無視することが出来ないから以後(7)
式に従つて説明する。
あり、rLを無視することが出来ないから以後(7)
式に従つて説明する。
さて、(7)式において（ｔ／（Cd＋Cx）rL）を
独立変数としてVLの変化を図示すると第５図の
ようになる。今rL＝rL0，VLmax＝Pc・α・rL0
とし、沿面放電電位Vcを Vc＝0.393・VLmax ＝0.393・Pc・α・rL0
……(10)とすればｔ／（Cd＋Cx）rL0＝0.5の時に
沿面放電が生じる。尚、第５図において実線は沿
線放電が生じないとした場合のVLであり、Vc＝
0.393VLmaxで沿面放電が生じるものとすれば
（Cd＋Cx）への充放電が繰り返えされてVLは図
中一点鎖線の如く変化する。
独立変数としてVLの変化を図示すると第５図の
ようになる。今rL＝rL0，VLmax＝Pc・α・rL0
とし、沿面放電電位Vcを Vc＝0.393・VLmax ＝0.393・Pc・α・rL0
……(10)とすればｔ／（Cd＋Cx）rL0＝0.5の時に
沿面放電が生じる。尚、第５図において実線は沿
線放電が生じないとした場合のVLであり、Vc＝
0.393VLmaxで沿面放電が生じるものとすれば
（Cd＋Cx）への充放電が繰り返えされてVLは図
中一点鎖線の如く変化する。
以上から沿面放電経路が不変であり、従つて沿
面放電電位Vcが0.393Pc・α・rL0と一定である
ものとすれば、抵抗rLを積極的に小さくするこ
とによりVLを常に沿面放電電位Vc以下にするこ
とができ、沿面放電の発生を防止することができ
るといえる。即ち、抵抗rLの値を何等かの方法
でrL1（＜rL0）とし、しかも｜Pc・α・rL1｜＜
｜Vc｜を満足するようにすればVLは第５図中２
点鎖線のように変化してVcを越えることがなく
沿面放電が生じることはない。しかし、｜Pc・
α・rL1｜＜｜Vc｜を満足するような状態を作り
出すのは理想であつて、簡単には実現することは
できない。たとえば、圧電結晶基板の表面全体を
導体で覆う形にすると目的は達成するが弾性表面
波素子として利用することができない。
面放電電位Vcが0.393Pc・α・rL0と一定である
ものとすれば、抵抗rLを積極的に小さくするこ
とによりVLを常に沿面放電電位Vc以下にするこ
とができ、沿面放電の発生を防止することができ
るといえる。即ち、抵抗rLの値を何等かの方法
でrL1（＜rL0）とし、しかも｜Pc・α・rL1｜＜
｜Vc｜を満足するようにすればVLは第５図中２
点鎖線のように変化してVcを越えることがなく
沿面放電が生じることはない。しかし、｜Pc・
α・rL1｜＜｜Vc｜を満足するような状態を作り
出すのは理想であつて、簡単には実現することは
できない。たとえば、圧電結晶基板の表面全体を
導体で覆う形にすると目的は達成するが弾性表面
波素子として利用することができない。
ところが実際にはある限られた温度範囲での時
間的変化に耐えられゝば｜Pc・α・rL1｜＞｜Vc
｜であつてもさしつかえない場合が殆どである。
というのは、以下の理由による。
間的変化に耐えられゝば｜Pc・α・rL1｜＞｜Vc
｜であつてもさしつかえない場合が殆どである。
というのは、以下の理由による。
今、仮りに温度変化開始10分後（t0＝10）に60
℃の変化があつたものとすれば（α＝0.1℃／
sec）、時間t0後の電圧VL（t0）（このVL（to）はα
＝0.1℃／sec、rL＝rL1として(7)式から求めるこ
とができる）が沿面放電電位Vcより小さければ、
｜Pc・α・rL1｜＞｜Vc｜となる抵抗rL1でも沿
面放電は生じないからである。
℃の変化があつたものとすれば（α＝0.1℃／
sec）、時間t0後の電圧VL（t0）（このVL（to）はα
＝0.1℃／sec、rL＝rL1として(7)式から求めるこ
とができる）が沿面放電電位Vcより小さければ、
｜Pc・α・rL1｜＞｜Vc｜となる抵抗rL1でも沿
面放電は生じないからである。
従つて、既提案の弾性表面波素子においては少
くとも励振変換器及び受信変換器を除く表面を電
気的導体或は抵抗体で覆うと共に、励振変換器及
び受信変換器を含む表面残部を低抵抗膜で覆うこ
とによりrLを小さくして温度変化に基因する焦
電性圧電結晶基板上に生ずる放電を抑圧してい
る。
くとも励振変換器及び受信変換器を除く表面を電
気的導体或は抵抗体で覆うと共に、励振変換器及
び受信変換器を含む表面残部を低抵抗膜で覆うこ
とによりrLを小さくして温度変化に基因する焦
電性圧電結晶基板上に生ずる放電を抑圧してい
る。
第６図は該既提案の弾性表面波素子の斜視図で
あり、第１図と同一部分には同一符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。
あり、第１図と同一部分には同一符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。
４１は焦電性の圧電結晶板であり、励振変換器
１２Ｓ及び受信変換器１２Ｒを除き結晶表面には
金属膜４２が蒸着等により均一に形成されてい
る。又、励振変換器１２Ｓ及び受信変換器１２Ｒ
の全面にはクロムCr、ニツケルクロムNiCr或は
タングステンＷ等の抵抗膜４３が同様に蒸着等に
より均一に形成されている。
１２Ｓ及び受信変換器１２Ｒを除き結晶表面には
金属膜４２が蒸着等により均一に形成されてい
る。又、励振変換器１２Ｓ及び受信変換器１２Ｒ
の全面にはクロムCr、ニツケルクロムNiCr或は
タングステンＷ等の抵抗膜４３が同様に蒸着等に
より均一に形成されている。
第７図は既提案の弾性表面波素子の別の実施例
斜視図であり、第６図と同一部分には同一符号を
付している。第６図と異なる点は抵抗膜４３を励
振変換器１２Ｓと受信変換器１２Ｒ間にも存在さ
せた点である。尚、金属膜４２に替えて低抵抗の
抵抗膜を付着してもよく、又圧電結晶板４１の全
結晶表面に抵抗膜４３を付着してもよい。
斜視図であり、第６図と同一部分には同一符号を
付している。第６図と異なる点は抵抗膜４３を励
振変換器１２Ｓと受信変換器１２Ｒ間にも存在さ
せた点である。尚、金属膜４２に替えて低抵抗の
抵抗膜を付着してもよく、又圧電結晶板４１の全
結晶表面に抵抗膜４３を付着してもよい。
第８図は更に別の既提案に係る弾性表面波素子
の実施例断面図で、全結晶表面に抵抗膜４３を付
着後、底面及び側面に金属膜４２を付着したもの
である。
の実施例断面図で、全結晶表面に抵抗膜４３を付
着後、底面及び側面に金属膜４２を付着したもの
である。
さて、放電現象の解析は結晶板のある特定の２
点間（第３図）について行つたものであるが、実
際には結晶の不完全性のために放電は結晶板のい
たるところで生じていると考えられる。従つて、
定量的に放電現象を解明することが困難であるの
で実験的に抵抗rLを少なくすることにより効果
を検討した。
点間（第３図）について行つたものであるが、実
際には結晶の不完全性のために放電は結晶板のい
たるところで生じていると考えられる。従つて、
定量的に放電現象を解明することが困難であるの
で実験的に抵抗rLを少なくすることにより効果
を検討した。
そして、実験結果によれば60℃／hour程度
の温度勾配ではσ／ｈ＝1012Ω以下の抵抗膜４３
（但し、σ及びｈはそれぞれ抵抗膜４３の比抵抗
及び膜厚である）をつけ、又12℃／min程度の
温度勾配ではσ／ｈ＝1011Ω以下の抵抗膜をつ
け、これ以上の急冷、急熱状態ではσ／ｈ＝
1010Ω以下の抵抗膜を被着せしめれば放電が著る
しく抑圧された。このように、既提案の弾性表面
波素子においては抵抗膜のσ／ｈを小さくすれば
する程、放電の発生を減小することができる。
の温度勾配ではσ／ｈ＝1012Ω以下の抵抗膜４３
（但し、σ及びｈはそれぞれ抵抗膜４３の比抵抗
及び膜厚である）をつけ、又12℃／min程度の
温度勾配ではσ／ｈ＝1011Ω以下の抵抗膜をつ
け、これ以上の急冷、急熱状態ではσ／ｈ＝
1010Ω以下の抵抗膜を被着せしめれば放電が著る
しく抑圧された。このように、既提案の弾性表面
波素子においては抵抗膜のσ／ｈを小さくすれば
する程、放電の発生を減小することができる。
しかしながら、既提案の弾性表面波素子におい
てはσ／ｈを小さくする程、損失が増大する。た
とえばσ／ｈを３×1010（Ω）にすると抵抗膜を
付着したことによる損失増加分が2dBとなり、
σ／ｈを１×1010（Ω）にすると5dBとなり、又
σ／ｈが１×1010（Ω）以下になると急激に大き
くなる。即ち、上記既提案の弾性表面波素子は温
度勾配が急激でない場合にσ／ｈを大きくできて
有効であるが、温度勾配が大きくなつてくると
σ／ｈを小さくしなければ放電をなくすことがで
きず、損失が増大する欠点がある。
てはσ／ｈを小さくする程、損失が増大する。た
とえばσ／ｈを３×1010（Ω）にすると抵抗膜を
付着したことによる損失増加分が2dBとなり、
σ／ｈを１×1010（Ω）にすると5dBとなり、又
σ／ｈが１×1010（Ω）以下になると急激に大き
くなる。即ち、上記既提案の弾性表面波素子は温
度勾配が急激でない場合にσ／ｈを大きくできて
有効であるが、温度勾配が大きくなつてくると
σ／ｈを小さくしなければ放電をなくすことがで
きず、損失が増大する欠点がある。
従つて、本考案は放電を除去することができ、
しかも損失増加をなくすことができる弾性表面波
素子を提供することを目的とする。
しかも損失増加をなくすことができる弾性表面波
素子を提供することを目的とする。
以下、本考案の実施例を図面に従つて詳細に説
明する。
明する。
まず、第６図乃至第８図における抵抗膜４３の
σ／ｈと損失増加分との関係を検討する。
σ／ｈと損失増加分との関係を検討する。
第９図及び第１０図は抵抗膜４３を付着したこ
とによる損失増加分（dB）とσ／ｈの関係を説
明する説明図で、第９図は等価回路図、第１０図
は損失増加分−σ／ｈ特性図である。
とによる損失増加分（dB）とσ／ｈの関係を説
明する説明図で、第９図は等価回路図、第１０図
は損失増加分−σ／ｈ特性図である。
図中、Rlは抵抗膜４３をつけたことによる等
価抵抗、Rrはすだれ状電極の放射抵抗、Bxはフ
イルタ入力端のサセプタンス分で、低損失弾性表
面波フイルタの中心周波数においてBxは殆んど
無視できるようになつている。この等価回路を考
察すればRlにおける損失はRl≫Rrならば殆んど
無視できることが予想される。しかしながら実際
には抵抗膜４３を付着させるとRl≫Rrなる状態
でも損失が急激に増大することが観測され、特に
該損失はσ／ｈの値に強く依存していることが判
明した。
価抵抗、Rrはすだれ状電極の放射抵抗、Bxはフ
イルタ入力端のサセプタンス分で、低損失弾性表
面波フイルタの中心周波数においてBxは殆んど
無視できるようになつている。この等価回路を考
察すればRlにおける損失はRl≫Rrならば殆んど
無視できることが予想される。しかしながら実際
には抵抗膜４３を付着させるとRl≫Rrなる状態
でも損失が急激に増大することが観測され、特に
該損失はσ／ｈの値に強く依存していることが判
明した。
そして、数＋ＭHzから数百ＭHzの弾性表面波フ
イルタ（Rr＝50Ω）で損失のσ／ｈ依存性を測
定したところ第１０図に示す損失増加分−σ／ｈ
特性が得られた。この特性から明らかなように抵
抗膜４３を付着したことによる損失の増加分は
σ／ｈが小さくなる程増大し、5dB以下におさえ
るにはσ／ｈを１×1010Ω以上にしなくてはなら
ず、又3dB以下に押えるにはσ／ｈを３×1010Ω
以上にしなくてはならない。
イルタ（Rr＝50Ω）で損失のσ／ｈ依存性を測
定したところ第１０図に示す損失増加分−σ／ｈ
特性が得られた。この特性から明らかなように抵
抗膜４３を付着したことによる損失の増加分は
σ／ｈが小さくなる程増大し、5dB以下におさえ
るにはσ／ｈを１×1010Ω以上にしなくてはなら
ず、又3dB以下に押えるにはσ／ｈを３×1010Ω
以上にしなくてはならない。
さて、Rl≫Rrにもかゝわらず損失が増大する
原因は次のように考えられる。即ち、電界が極度
に集中していたすだれ状電極の端部において抵抗
膜４３が付着したことによつてその電界分布が大
幅に乱され、全体的に平均化されるようになり結
果的に弾性表面波を誘起させるべき成分が小さく
なり結合係数が実効的に小さくなつたためであ
る。
原因は次のように考えられる。即ち、電界が極度
に集中していたすだれ状電極の端部において抵抗
膜４３が付着したことによつてその電界分布が大
幅に乱され、全体的に平均化されるようになり結
果的に弾性表面波を誘起させるべき成分が小さく
なり結合係数が実効的に小さくなつたためであ
る。
従つて、抵抗膜４３を付着しても、付着する前
の電界分布を維持することができれば、抵抗膜４
３の付着による損失を著しく低減することができ
るといえる。
の電界分布を維持することができれば、抵抗膜４
３の付着による損失を著しく低減することができ
るといえる。
第１１図は本考案に係る弾性表面波素子の要部
断面図である。図中、５１は焦電性を有する圧電
結晶板、５２は励振変換器（受信変換器であつて
もよい）、５２ａ〜５２ｃは励振変換器５２を構
成するすだれ状電極指で、Alを蒸着後所定の電
極パターンにホトエツチングすることにより形成
される。５３は公知の陽極酸化処理によりすだれ
状電極指５２ａ〜５２ｃの表面に形成されたアル
ミナ膜、５４は抵抗膜であり、励振変換器５２の
全面にCr，NiCr或はＷ等を均一に蒸着すること
により形成されている。尚、抵抗膜５４はアルミ
ナ膜の上に形成されている。
断面図である。図中、５１は焦電性を有する圧電
結晶板、５２は励振変換器（受信変換器であつて
もよい）、５２ａ〜５２ｃは励振変換器５２を構
成するすだれ状電極指で、Alを蒸着後所定の電
極パターンにホトエツチングすることにより形成
される。５３は公知の陽極酸化処理によりすだれ
状電極指５２ａ〜５２ｃの表面に形成されたアル
ミナ膜、５４は抵抗膜であり、励振変換器５２の
全面にCr，NiCr或はＷ等を均一に蒸着すること
により形成されている。尚、抵抗膜５４はアルミ
ナ膜の上に形成されている。
この弾性表面波素子によれば、抵抗膜５４が直
接すだれ状電極指５２ａ，５２ｂ上に被着されず
にアルミナ膜５３，５３を介して被着されるた
め、このアルミナ膜の介在によりすだれ状電極指
端部における電界分布が乱されることがなくな
り、結合係数の低下がみられなくなつた。
接すだれ状電極指５２ａ，５２ｂ上に被着されず
にアルミナ膜５３，５３を介して被着されるた
め、このアルミナ膜の介在によりすだれ状電極指
端部における電界分布が乱されることがなくな
り、結合係数の低下がみられなくなつた。
第１２図は第１１図に示した弾性表面波素子の
損失増加分−σ／ｈ特性図であり、この特性図か
ら明らかなように、既提案のものに比らべ損失増
加分がはるかに小さくなつている。即ち、σ／ｈ
＝１×108Ωで損示増加分が5dBとなり、既提案
のものに比らべσ／ｈにして２桁良くなつてい
る。
損失増加分−σ／ｈ特性図であり、この特性図か
ら明らかなように、既提案のものに比らべ損失増
加分がはるかに小さくなつている。即ち、σ／ｈ
＝１×108Ωで損示増加分が5dBとなり、既提案
のものに比らべσ／ｈにして２桁良くなつてい
る。
以上説明したように、本考案ではすだれ状電極
上に絶縁層（アルミナ膜）を、さらにその上から
基板全面に導電性をもつた抵抗膜を設けたので、
絶縁層によりすだれ状電極間の電気的結合を防止
して挿入損失を小さくし、また抵抗膜により焦電
性による放電を抑止することができる。
上に絶縁層（アルミナ膜）を、さらにその上から
基板全面に導電性をもつた抵抗膜を設けたので、
絶縁層によりすだれ状電極間の電気的結合を防止
して挿入損失を小さくし、また抵抗膜により焦電
性による放電を抑止することができる。
第１図は弾性表面波フイルタの一例を示す説明
図で、同図ａは概略斜視図、同図ｂは弾性表面波
フイルタを含む一般的なフイルタ回路を図解的に
示した図、第２図はせん光の発生を説明する説明
図、同面ａ，ｂは写真乾板上に記録したせん光発
生状態図、第３図は放電発生を説明する説明図、
第４図は第３図の等価回路図、第５図は焦電性の
圧電基板上の２点間の電位差VL−時間特性図、
第６図、第７図、第８図は既提案の弾性表面波素
子の斜視図又は断面図、第９図及び第１０図は抵
抗膜を付着したことによる損失増加分とσ／ｈの
関係を説明する説明図で、第９図は等価回路図、
第１０図は損失増加分−σ／ｈ特性図、第１１図
は本考案に係る弾性表面波素子の要部断面図、第
１２図は本考案に係る弾性表面波素子の損失増加
分−σ／ｈ特性図である。 １１……圧電基板、１２Ｓ……励振変換器、１
２Ｒ……受信変換器、１４，１４′……すだれ状
電極、２１……写真乾板上の放電部分、３１……
焦電性を有する圧電結晶板、３２，３３……電
極、３４，３５……リード線、３６……汚れ、４
１……圧電結晶板、４２……金属膜、４３……抵
抗膜、５１……圧電結晶板、５２……励振変換
器、５２ａ〜５２ｂ……すだれ状電極指、５３…
…アルミナ膜、５４……抵抗膜。
図で、同図ａは概略斜視図、同図ｂは弾性表面波
フイルタを含む一般的なフイルタ回路を図解的に
示した図、第２図はせん光の発生を説明する説明
図、同面ａ，ｂは写真乾板上に記録したせん光発
生状態図、第３図は放電発生を説明する説明図、
第４図は第３図の等価回路図、第５図は焦電性の
圧電基板上の２点間の電位差VL−時間特性図、
第６図、第７図、第８図は既提案の弾性表面波素
子の斜視図又は断面図、第９図及び第１０図は抵
抗膜を付着したことによる損失増加分とσ／ｈの
関係を説明する説明図で、第９図は等価回路図、
第１０図は損失増加分−σ／ｈ特性図、第１１図
は本考案に係る弾性表面波素子の要部断面図、第
１２図は本考案に係る弾性表面波素子の損失増加
分−σ／ｈ特性図である。 １１……圧電基板、１２Ｓ……励振変換器、１
２Ｒ……受信変換器、１４，１４′……すだれ状
電極、２１……写真乾板上の放電部分、３１……
焦電性を有する圧電結晶板、３２，３３……電
極、３４，３５……リード線、３６……汚れ、４
１……圧電結晶板、４２……金属膜、４３……抵
抗膜、５１……圧電結晶板、５２……励振変換
器、５２ａ〜５２ｂ……すだれ状電極指、５３…
…アルミナ膜、５４……抵抗膜。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 焦電性を有する圧電結晶板上に励振変換器及
び受信変換器が形成されてなる弾性表面波素子
において、圧電結晶板の表面にすだれ状電極か
らなる励振変換器及び受信変換器を形成し、該
圧電結晶板上のすだれ状電極の圧電結晶板と接
触していない表面を絶縁層にて覆つて前記すだ
れ状電極間の電気的結合を防止し、前記絶縁層
の表面を含む圧電結晶板表面上に焦電性による
放電を抑圧する抵抗膜を形成したことを特徴と
する弾性表面波素子。 (2) 前記抵抗膜は、金属抵抗体にて形成されてい
ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
(1)項記載の弾性表面波素子。 (3) 前記絶縁層は、すだれ状電極の表面を陽極酸
化して形成したアルミナの絶縁層であることを
特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)項記載
の弾性表面波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6867080U JPH0112419Y2 (ja) | 1980-05-19 | 1980-05-19 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6867080U JPH0112419Y2 (ja) | 1980-05-19 | 1980-05-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56169623U JPS56169623U (ja) | 1981-12-15 |
| JPH0112419Y2 true JPH0112419Y2 (ja) | 1989-04-11 |
Family
ID=29662599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6867080U Expired JPH0112419Y2 (ja) | 1980-05-19 | 1980-05-19 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0112419Y2 (ja) |
-
1980
- 1980-05-19 JP JP6867080U patent/JPH0112419Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56169623U (ja) | 1981-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8471653B2 (en) | Elastic wave resonator and ladder filter | |
| EP0064506B2 (en) | Improvements in or relating to methods of producing devices comprising metallised regions on dielectric substrates | |
| US3686518A (en) | Unidirectional surface wave transducers | |
| WO2018070369A1 (ja) | 弾性波装置 | |
| US3894251A (en) | Elastic surface wave transducer | |
| JPS60169210A (ja) | 表面波装置 | |
| CA1049646A (en) | Acoustic surface wave device with harmonic coupled transducers | |
| US7205700B2 (en) | Method of producing surface acoustic wave device and the surface acoustic wave device | |
| US4209725A (en) | Selenium layer piezoelectric device | |
| JPH0112419Y2 (ja) | ||
| JPS6219089B2 (ja) | ||
| JPS6367363B2 (ja) | ||
| JPH09186542A (ja) | 弾性表面波共振子フィルタ | |
| JPH10107573A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| GB2088167A (en) | Preventing Damaging Electric Fields, e.g. in SAW Devices | |
| JPH10163802A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JP3293578B2 (ja) | 弾性表面波素子 | |
| JP2000077967A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JPS60240207A (ja) | 弾性表面波素子 | |
| JP2000059165A (ja) | 弾性表面波装置およびその製造方法 | |
| JPH05183370A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JPH10303681A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| WO2023100670A1 (ja) | フィルタ装置 | |
| JPH08167826A (ja) | 弾性表面波素子 | |
| JPH0435312A (ja) | 表面波装置 |