JPH02177712A - 弾性表面波共振子およびその共振周波数の調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （概要］ ディジタル通信等に用いられるＰ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓ
ｅＬｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ　：位相同期回路）回路にお
いて、■ＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
　０ｓｃｉｌ１ａｔｏｒ　：電圧制御発振器）として用
いられる弾性表面波共振子に関し、 弾性表面波共振子の発振周波数の調整を、該弾性表面波
共振子を発振させた状態で、しかも容易に行なえるよう
にすることによって、弾性表面波共振子の生産性を高め
るとともに、高品質の弾性表面波共振子を実現すること
を目的とし、圧電基板上に駆動電極と反射電極を形成し
、該圧電基板と該駆動電極および該反射電極の上に誘電
体を形成した表面波共振子において、駆動電極と反射電
極の領域外の誘電体上に、共振周波数調整用のすだれ状
コンデンサを設け、該すだれ状コンデンサを駆動電極に
、直列に接続するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ディジタル通信等に用いられるＰＬＬ　（Ｐ
ｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ　：位相同期回路）
回路において、Ｖ　ＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−Ｃｏｎｔｒ
ｏｌｌｅｄ　０ｓｃｉｌ１ａｔ。

ｒ：電圧制御発振器）として用いられる弾性表面波共振
子に関する。

〔弾性表面波共振子の概要〕

第７図は、従来の弾性表面波共振子を説明する平面図と
断面図である。

弾性表面波共振子は、圧電基板１の表面に、アルミニウ
ム等のすだれ状の駆動電極２と、反射電極３を設け、該
電極の保護や、また温度特性等の改善のために、その表
面を誘電体４で覆うことにより成るものである。また、
引き出し線５は、該駆動電極２に駆動電圧を印加するた
めのものである。

このように構成される弾性表面波共振子の、駆動電極２
に電気信号を印加すると、圧電基板ｌが励振され、該圧
電基板１に弾性表面波が生じる。

また、該弾性表面波が、圧電反作用により該駆動電極２
に電気信号として変換される。

すなわち、すだれ状の駆動電極２は、電気信号を弾性表
面波に、あるいは弾性表面波を電気信号に変換するトラ
ンスデユーサ（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）である。

他方、反射電極３は、前記の弾性表面波を反射するため
のものである。

したがって、圧電基板１に印加する励振電気信号の周波
数と、該圧電基板１に生じる弾性表面波の定在波周波数
とが一致すると、該圧電基板１には、大きな弾性表面波
が生じる。また、圧電反作用により、該駆動電極２にも
非常に大きな交流電気信号を生じ、共振現象を生ずる。

このとき、弾性表面波共振子の共振周波数ｆは、次式で
表せる。

ｒ　＝ｃ／λ ここで、Ｃは圧電基板１中の弾性表面波の伝播速度であ
り、λは駆動電極２および反射電極３の、パターンピッ
チおよびパターン幅により決まる。

〔従来の技術〕

したがって、所定の共振周波数の弾性表面波共振子を製
造する場合、駆動電極２および反射電極３のパターンピ
ッチおよびパターン幅が、所定の値となるように製造し
ている。

しかし、どのように厳しく管理された製造工程において
も、該パターンピッチおよびパターン幅に誤差が生じ、
それが共振周波数のバラツキの原因となっている。

そのため、弾性表面波共振子の共振周波数の調整を行っ
ている。

また、弾性表面波共振子を利用した発振回路は、以上説
明した共振現象を利用するものであり、その発振周波数
は、弾性表面波共振子の共振周波数と一致する。すなわ
ち、弾性表面波共振子の共振周波数を調整する理由は、
発振周波数を所定の周波数に合わせるためである。

従来、弾性表面波共振子の発振周波数調整は、次のよう
な方法を用いて行っていた。

■駆動電極あるいは反射電極の厚みを、エツチングによ
り減少させて発振周波数を調整する。

■駆動電極あるいは反射電極をマスクとして利用し、圧
電基板をエツチングして発振周波数を調整する。

■誘電体を蒸着して、該誘電体の厚みを増加させて発振
周波数を調整する。

これらいずれの方法も、弾性表面波の伝播定数を変化さ
せることにより、発振周波数の調整を行なうものである
。

〔発明が解決しようとする課Ｂ］ しかし、これらの方法では、次のような問題点がある。

■）前記■■■のいずれの方法も、真空装置が必要であ
る。

２）前記■■の方法では、弾性表面波共振子を発振状態
でエツチングできないため、少しづつエツチングしては
発振周波数を確認するという作業を繰り返さなければな
らない。

３）前記１）２）により、弾性表面波共振子の発振周波
数調整の生産性が低い。

４）前記■の方法では、弾性表面波共振子を発振させ、
その発振周波数を計測器でモニターしながら調整を行な
うことができるが、蒸着に時間がかかり、生産性が低い
。

本発明の技術的課題は、従来の弾性表面波共振子の発振
周波数調整におけるこのような問題を解消し、弾性表面
波共振子の発振周波数の調整を、該弾性表面波共振子を
発振させた状態で、しかも容易に行なえるようにするこ
とによって、弾性表面波共振子の生産性を高めるととも
に、高品質の弾性表面波共振子を実現することにある。

（！！１題を解決するための手段〕 第１図は、本発明の基本原理を説明する平面図と断面図
である。

圧電基板１ａ上に駆動電極２と反射電極３を形成し、該
圧電基板１ａと該駆動電極２および該反射電極３の上に
誘電体４ａを形成した表面波共振子に、発振周波数調整
用のすだれ状コンデンサ６を設けたものである。

ただしこの場合、すだれ状コンデンサ６は、駆動電極２
と反射電極３を設けた位置の外側の、誘電体４ａ上に設
ける。

そして、該すだれ状コンデンサ６は、駆動電極２に直列
に接続する。

〔作用〕

第２図は、従来の弾性表面波共振子の等価回路を説明す
る図で、（ａ）図は等価回路を示し、（ｂ）図は回路シ
ンボルを示している。

この場合、弾性表面波共振子は、Ｌ−Ｃ，−Ｒで決まる
直列共振周波数と、Ｌ−Ｃ，−Ｒ−Ｃ２で決まる並列共
振周波数の間で発振する。

他方、本発明による弾性表面波共振子は、従来の弾性表
面波共振子に、直列にすだれ状コンデンサ６を接続した
ものである。したがって、該すだれ状コンデンサ６をＣ
５で表わすと、その等価回路は、第３図に示すようにな
る。

この場合、弾性表面波共振子は、Ｌ−Ｃ，−ＲＣｓで決
まる直列共振周波数と、Ｌ−Ｃ，−Ｒ−Ｃｔで決まる並
列共振周波数の間で発振する。

したがって、Ｃ３の静電容量を変化させることにより、
弾性表面波共振子の発振周波数を変化させることができ
る。

このとき、すだれ状コンデンサ６の静電容量Ｃ８を変化
させるために、該弾性表面波共振子の発振周波数を測定
しながら、対向する電極を少しづつ切断し、該すだれ状
コンデンサ６の対向する電極面積を変化させる。また、
切断手段としてレーザビームを用いることにより、弾性
表面波共振子を発振回路で発振させた状態で、該切断作
業を行なうことができる。

したがって、弾性表面波共振子の発振周波数の変化を測
定しながら、所定の周波数に調整することができる。

〔実施例〕

第４図は、実施例を説明する平面図である。

圧電基板上に駆動電極２と反射電極３を形成し、その上
部に誘電体の保護膜を形成する。

この場合、電極としては、伝播損の小さいアルミニウム
などを用い、誘電体としては、ＳｉＯ□などを用いる。

次に、該誘電体上に、すだれ状コンデンサ６を形成する
。このとき該すだれ状コンデンサ６は、その下部に駆動
電極２と反射電極３を設けていない位置に設け、また、
すだれ状電極の方向を、駆動電極２と反射電極３の方向
に対して、直角となるように配置する。

そして、すだれ状コンデンサ６の一方の電極を、駆動電
極２の一方の電極に接続し、すだれ状コンデンサ６の他
方の電極と、駆動電極２の他方の電極とに、外部の回路
と接続するための、引き出し線５を設ける。

また、すだれ状コンデンサ６は、第４図中に矢印で示さ
れる、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、などの位置に設けてもよい。こ
の場合も、すだれ状電極の方向を、駆動電極２と反射電
極３の方向に対して、直角となるように配置する必要が
ある。

すだれ状電極の方向を、駆動電極２と反射電極３の方向
に対して直角に配置する訳は、該電極同士を同方向に配
置した場合は、弾性表面波による圧電反作用によって、
すだれ状コンデンサ６に誘起電圧が生じてしまうからで
ある。

第５図は、すだれ状コンデンサ６の切断例を説明する平
面図である。

すだれ状コンデンサ６は、その対向する電極を少しづつ
切断することにより、対向する電極の面積が変化し、そ
の静電容量を変化させることができる。

したがって、図中に示すように、切断箇所を７ａ→７ｂ
→７Ｃ→７ｄ→７ｅ→７ｆ→７ｇ→７ｈ→・・・・・・
と順次移動することにより、すだれ状コンデンサ６の静
電容量を減少する方向に変化させることができる。また
、図中の切断箇所は一例であり、必要により更に細かい
ピッチで切断してもよい。

また、この場合に、切断はレーザビームを使用すること
により容易に行なうことができる。

第６図は、すだれ状コンデンサ６の静電容量を変化させ
たときの、発振周波数の変化を測定した結果を説明する
図である。

横軸には、すだれ状コンデンサ６の静電容量Ｃ１を、縦
軸には、発振周波数の変化率を目盛っである。

同図より、Ｃ３が３０ＰＰで＋３００ＰＰＭ程度、ｌ０
ＰＦで＋　６００ＰＰＭ程度、発振周波数が変化するこ
とがわかる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、弾性表面波共振子にす
だれ状コンデンサを設け、該すだれ状コンデンサの電極
を、レーザビームにより少しづつ切断することにより、
該弾性表面波共振子の共振周波数を調整することができ
るようになる。

そのため、弾性表面波共振子の発振周波数調整に真空装
置が不要となり、しかも、弾性表面波共振子を発振させ
た状態で、その発振周波数を測定しながら周波数調整す
ることができる。

したがって、弾性表面波共振子の発振周波数調整の生産
性が大幅に向上するとともに、発振周波数調整の精度が
高まり、高品質の弾性表面波共振子を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による弾性表面波共振子の基本原理を
説明する平面図と断面図、 第２図は、従来の弾性表面波共振子の等価回路を説明す
る図で、（ａ）図は等価回路図、（ｂ）図は回路シンボ
ル図、 第３図は、本発明の弾性表面波共振子の等価回路を説明
する図で、（ａ）図は等価回路図、（ｂ）図は回路シン
ボル図、 第４図は、実施例を説明する平面図、 第５図は、すだれ状コンデンサ６の切断例を説明する平
面図、 第６図は、すだれ状コンデンサ６の静電容量を変化させ
たときの、発振周波数の変化を測定した結果を説明する
図、 第７図は、従来の弾性表面波共振子を説明する平面図と
断面図である。 図において、１，１ａは圧電基板、２は駆動電極、３は
反射電極、４，４ａは誘電体、５は引き出し線、６はす
だれ状コンデンサ（インターディジタルコンデンサ）、
７８〜７ｈは切断箇所をそれぞれ示している。 特許出願人　　　　　富士通株式会社 復代理人　弁理士　　福　島　康　文 従来■凡吸３の等Ｊｉ口路 駕２囚 （ａ、） Ｒ：用の丑煎ａ［Ｆ］傅栃凹ユ 篤３図 （ｂ） づ哩こ」口さ＝イＰ１ 第４区 す反゛オ５状゛コンデ′ン′ワー（７１２７Ｊ析イ列２
Ｉ曙り定合−テ果 緊６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．圧電基板（１ａ）上に駆動電極（２）と反射電極（
   ３）を形成し、該圧電基板（１ａ）と該駆動電極（２）
   および該反射電極（３）の上に誘電体（４ａ）を形成し
   た表面波共振子において、 駆動電極（２）と反射電極（３）の領域外の誘電体（４
   ａ）上に、共振周波数調整用のすだれ状コンデンサ（６
   ）を設け、 該すだれ状コンデンサ（６）を駆動電極（２）に、直列
   に接続したことを特徴とする弾性表面波共振子。
2. ２．圧電基板（１ａ）上に駆動電極（２）と反射電極（
   ３）を形成し、該圧電基板（１ａ）と該駆動電極（２）
   および該反射電極（３）の上に誘電体（４ａ）を形成し
   た表面波共振子において、 駆動電極（２）と反射電極（３）の領域外の誘電体（４
   ａ）上に、共振周波数調整用のすだれ状コンデンサ（６
   ）を設け、 該すだれ状コンデンサ（６）を駆動電極（２）に、直列
   に接続し、 該すだれ状コンデンサ（６）の電極を、該弾性表面波共
   振子の共振周波数を測定しながら、所定の間隔で順次に
   切断することを特徴とする弾性表面波共振子における共
   振周波数の調整方法。