JPH0247889B2 - Sutonriihasoshi - Google Patents
SutonriihasoshiInfo
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- JPH0247889B2 JPH0247889B2 JP827182A JP827182A JPH0247889B2 JP H0247889 B2 JPH0247889 B2 JP H0247889B2 JP 827182 A JP827182 A JP 827182A JP 827182 A JP827182 A JP 827182A JP H0247889 B2 JPH0247889 B2 JP H0247889B2
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- Japan
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- glass
- stoneley
- interface
- piezoelectric medium
- interdigital electrode
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Links
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
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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
- H03H9/0222—Details of interface-acoustic, boundary, pseudo-acoustic or Stonely wave devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、圧電媒質とガラスとの間にすだれ状
電極を設けてストンリー波（境界波）を発生させ
るようにしたストンリー波素子に関する。
電極を設けてストンリー波（境界波）を発生させ
るようにしたストンリー波素子に関する。
弾性表面波素子は、現在フイルタを中心として
実用化されており、用いられる基板としては、
LiNbO3、TiTaO3、水晶等の圧電単結晶基板あ
るいはガラス基板上にZnO薄膜を付着させたもの
等がある。それらは、いずれも基板表面上を伝搬
するレーリー波タイプの波を用いるものが主であ
る。そのため、基板表面が空気又は真空と接する
ことが必要となつている。実用化にあたつて、こ
のことはパツケージングが必要であることを意味
するが、パツケージに要する費用も安くないし、
またパツケージが良くないと、低温において素子
に水滴が付き、正常な動作が得られないという問
題点もある。
実用化されており、用いられる基板としては、
LiNbO3、TiTaO3、水晶等の圧電単結晶基板あ
るいはガラス基板上にZnO薄膜を付着させたもの
等がある。それらは、いずれも基板表面上を伝搬
するレーリー波タイプの波を用いるものが主であ
る。そのため、基板表面が空気又は真空と接する
ことが必要となつている。実用化にあたつて、こ
のことはパツケージングが必要であることを意味
するが、パツケージに要する費用も安くないし、
またパツケージが良くないと、低温において素子
に水滴が付き、正常な動作が得られないという問
題点もある。
これらの問題点を解決するには、空間を無く
し、２つの媒質の境界面を伝搬する弾性表面波、
すなわちストンリー波を用いることが考えられ
る。しかし、ストンリー波は任意の２つの媒質の
境界面において常に存在する訳ではなく、また非
圧電媒質では弾性表面波を励振できないので少な
くとも一方の媒質は圧電媒質を選択しなけれがな
らず、基板として用いる媒質の選定、その媒質の
材料定数の設定に困難な面がある。
し、２つの媒質の境界面を伝搬する弾性表面波、
すなわちストンリー波を用いることが考えられ
る。しかし、ストンリー波は任意の２つの媒質の
境界面において常に存在する訳ではなく、また非
圧電媒質では弾性表面波を励振できないので少な
くとも一方の媒質は圧電媒質を選択しなけれがな
らず、基板として用いる媒質の選定、その媒質の
材料定数の設定に困難な面がある。
本発明は、ガラスが比較的自由に材料定数を変
えられる点に着目し、ガラスと圧電媒質とを組合
わせることにより、ストンリー波を簡単に発生可
能でパツケージングが不用なストンリー波素子を
提供しようとするものである。本発明のストンリ
ー波素子は、圧電媒質とガラスとの境界面にすだ
れ状電極を設け、前記圧電媒質及びガラスの厚さ
を前記すだれ状電極が発生するストンリー波の５
波長以上とするとともに、前記ガラスの密度を
ρ、Lame′定数（剛性率）をμとし、Ｘ＝ρ×
103、Ｙ＝μ×1010としたとき、 0.81X＜Ｙ＜√（0.81）2＋2.32 を満足するものである。
えられる点に着目し、ガラスと圧電媒質とを組合
わせることにより、ストンリー波を簡単に発生可
能でパツケージングが不用なストンリー波素子を
提供しようとするものである。本発明のストンリ
ー波素子は、圧電媒質とガラスとの境界面にすだ
れ状電極を設け、前記圧電媒質及びガラスの厚さ
を前記すだれ状電極が発生するストンリー波の５
波長以上とするとともに、前記ガラスの密度を
ρ、Lame′定数（剛性率）をμとし、Ｘ＝ρ×
103、Ｙ＝μ×1010としたとき、 0.81X＜Ｙ＜√（0.81）2＋2.32 を満足するものである。
以下、本発明に係るストンリー波素子の実施例
を図面に従つて説明する。
を図面に従つて説明する。
第１図及び第２図で本発明の第１実施例を説明
する。まず、第１図の如くガラス基板１上に励振
用のすだれ状電極２Ａ，２Ｂを夫々形成する。そ
して、第２図にように、この上に圧電媒質として
のZnO層３を充分厚くスパツタする。このZnO層
３の厚さは、その表面におけるストンリー波の変
位及び電位が充分減少する値、例えば５〜７波長
にすればよい。
する。まず、第１図の如くガラス基板１上に励振
用のすだれ状電極２Ａ，２Ｂを夫々形成する。そ
して、第２図にように、この上に圧電媒質として
のZnO層３を充分厚くスパツタする。このZnO層
３の厚さは、その表面におけるストンリー波の変
位及び電位が充分減少する値、例えば５〜７波長
にすればよい。
このような構成とし、ガラス基板１の材料定数
を適当に選べば、すだれ状電極２Ａ又は２Ｂへの
電気信号の印加により、この電極信号の周波数に
対応したストンリー波がガラス基板１とZnO層３
との境界面に励起され、この境界面に沿つて伝搬
し他方のすだれ状電極に達する。
を適当に選べば、すだれ状電極２Ａ又は２Ｂへの
電気信号の印加により、この電極信号の周波数に
対応したストンリー波がガラス基板１とZnO層３
との境界面に励起され、この境界面に沿つて伝搬
し他方のすだれ状電極に達する。
第３図は本発明の第２実施例を示す。この場
合、ガラス基板１上に励振用のすだれ状電極２
Ａ，２Ｂを夫々形成するとともに、それ以外の部
分に薄い導体板４を配置し、これらの上に圧電媒
質としてのZnO層３を充分厚くスパツタする。こ
のような構成としても、すだれ状電極２Ａ又は２
Ｂへの電気信号の印加により、この電気信号の周
波数に対応したストンリー波がガラス基板１と
ZnO層３との境界面に励起され、導体板４で電気
的に短絡された境界面に沿つて伝搬し他方のすだ
れ状電極に達する。
合、ガラス基板１上に励振用のすだれ状電極２
Ａ，２Ｂを夫々形成するとともに、それ以外の部
分に薄い導体板４を配置し、これらの上に圧電媒
質としてのZnO層３を充分厚くスパツタする。こ
のような構成としても、すだれ状電極２Ａ又は２
Ｂへの電気信号の印加により、この電気信号の周
波数に対応したストンリー波がガラス基板１と
ZnO層３との境界面に励起され、導体板４で電気
的に短絡された境界面に沿つて伝搬し他方のすだ
れ状電極に達する。
さて、ガラスの種類によつてはストンリー波が
発生しない場合もある。そこで、実際のガラスの
材料定数を密度ρとLame′定数（剛性率）μに対
してプロツトした結果を第４図に示す。この中に
Lame′定数λが入つていないのは、ストンリー波
の存在条件に殆んど寄与しないからである。この
図を見ると、割合広範囲にガラスの材料定数が分
布していることが判る。従つて、ストンリー波を
利用するストンリー波素子では、この中からスト
ンリー波の存在条件を満たすものを選ばれなけれ
ばならない。
発生しない場合もある。そこで、実際のガラスの
材料定数を密度ρとLame′定数（剛性率）μに対
してプロツトした結果を第４図に示す。この中に
Lame′定数λが入つていないのは、ストンリー波
の存在条件に殆んど寄与しないからである。この
図を見ると、割合広範囲にガラスの材料定数が分
布していることが判る。従つて、ストンリー波を
利用するストンリー波素子では、この中からスト
ンリー波の存在条件を満たすものを選ばれなけれ
ばならない。
第５図は、ストンリー波の存在するガラスの密
度ρとLame′定数（剛性率）μの範囲を示すもの
であり、点数ａと点線ｂとの間が、境界面が電
極、導体等で電気的に短絡されている場合の存在
範囲を示す。また、実線ｃと実線ｄとの間が境界
面が開放の場合の存在範囲である。なお、両範囲
ともに線ａ，ｂ，ｃ，ｄ上は含まないものとす
る。ここで、境界面短絡の方が存在範囲が広いの
は、定性的に短絡した方が境界面へのエネルギ集
中度が大きいためと考えられる。
度ρとLame′定数（剛性率）μの範囲を示すもの
であり、点数ａと点線ｂとの間が、境界面が電
極、導体等で電気的に短絡されている場合の存在
範囲を示す。また、実線ｃと実線ｄとの間が境界
面が開放の場合の存在範囲である。なお、両範囲
ともに線ａ，ｂ，ｃ，ｄ上は含まないものとす
る。ここで、境界面短絡の方が存在範囲が広いの
は、定性的に短絡した方が境界面へのエネルギ集
中度が大きいためと考えられる。
ここで、第５図のストンリー波の存在範囲を近
似式で示すと次のように表わされる。すなわち、
第１図及び第２図に示した第１実施例の如く境界
面開放の場合、Ｘ＝ρ×103、Ｙ＝μ×1010とし
たとき、 0.81X＜Ｙ＜√（0.81）2＋1.92 を満足する範囲である。また、第３図の第２実施
例の如く境界面短絡の場合、 0.81X＜Ｙ＜√（0.81）2＋2.32 を満足する範囲である。
似式で示すと次のように表わされる。すなわち、
第１図及び第２図に示した第１実施例の如く境界
面開放の場合、Ｘ＝ρ×103、Ｙ＝μ×1010とし
たとき、 0.81X＜Ｙ＜√（0.81）2＋1.92 を満足する範囲である。また、第３図の第２実施
例の如く境界面短絡の場合、 0.81X＜Ｙ＜√（0.81）2＋2.32 を満足する範囲である。
上記第１、第２実施例によれば次のような効果
を上げることができる。
を上げることができる。
(1) ストンリー波のエネルギは、ガラス基板１と
ZnO層３との境界面だけに存在しているので、
パツケージが不要であり、安価となる。
ZnO層３との境界面だけに存在しているので、
パツケージが不要であり、安価となる。
(2) 周囲温度が低い場合に素子表面に水滴が付着
しても、従来の弾性表面波素子の如く特性が狂
つてしまうことがない。
しても、従来の弾性表面波素子の如く特性が狂
つてしまうことがない。
(3) 液体ヘリウム、液体窒素等の中に浸しても使
用できる。
用できる。
(4) ZnO膜内を伝搬する弾性表面波を利用する素
子の場合と異なり、膜厚を一定にする制御が不
要である。
子の場合と異なり、膜厚を一定にする制御が不
要である。
第６図は本発明の第３実施例を示す。この場
合、圧電媒質としてのZnO基板５上にすだれ状電
極２Ａ，２Ｂを形成しておき、この上にガラス層
６をスパツタリングによつて充分厚く形成する。
このようにしても、第１実施例の場合と同様に
ZnO基板５とガラス層６との境界面にストンリー
波を発生させることができる。なお、第３図のよ
うに境界面を導体板（膜）で電気的に短絡するよ
うにしてもよい。
合、圧電媒質としてのZnO基板５上にすだれ状電
極２Ａ，２Ｂを形成しておき、この上にガラス層
６をスパツタリングによつて充分厚く形成する。
このようにしても、第１実施例の場合と同様に
ZnO基板５とガラス層６との境界面にストンリー
波を発生させることができる。なお、第３図のよ
うに境界面を導体板（膜）で電気的に短絡するよ
うにしてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、圧電媒
質とガラスとの境界面にストンリー波を簡単に発
生させることができ、パツケージングが不要で信
頼性の高いストンリー波素子を得ることができ、
とくにフイルタ等に応用すれば効果が大きい。
質とガラスとの境界面にストンリー波を簡単に発
生させることができ、パツケージングが不要で信
頼性の高いストンリー波素子を得ることができ、
とくにフイルタ等に応用すれば効果が大きい。
第１図は本発明に係るストンリー波素子の第１
実施例を説明するための斜視図、第２図は同正断
面図、第３図は本発明の第２実施例を示す正断面
図、第４図は実際のガラスの材料定数の分布を示
すグラフ、第５図はストンリー波を発生可能なガ
ラスの材料定数の範囲を示すグラフ、第６図は本
発明の第３実施例を示す正断面図である。 １……ガラス基板、２Ａ，２Ｂ……すだれ状電
極、３……ZnO層、４……導体板、５……ZnO基
板、６……ガラス層。
実施例を説明するための斜視図、第２図は同正断
面図、第３図は本発明の第２実施例を示す正断面
図、第４図は実際のガラスの材料定数の分布を示
すグラフ、第５図はストンリー波を発生可能なガ
ラスの材料定数の範囲を示すグラフ、第６図は本
発明の第３実施例を示す正断面図である。 １……ガラス基板、２Ａ，２Ｂ……すだれ状電
極、３……ZnO層、４……導体板、５……ZnO基
板、６……ガラス層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧電媒質とガラスとの境界面にすだれ状電極
を設け、前記圧電媒質及びガラスの厚さを前記す
だれ状電極が発生するストンリー波の５波長以上
とするとともに、前記ガラスの密度をρ、
Lame′定数（剛性率）をμとし、Ｘ＝ρ×103、
Ｙ＝μ×1010としたとき、 0.81X＜Ｙ＜√（0.81）2＋2.32 を満足することを特徴とするストンリー波素子。 ２ 前記圧電媒質がZnOのスパツタリングで前記
ガラス面上に形成されている特許請求の範囲第１
項記載のストンリー波素子。 ３ 前記ガラスが前記圧電媒質としてのZnO面上
にスパツタリングで形成されている特許請求の範
囲第１項記載のストンリー波素子。 ４ 前記境界面を前記すだれ状電極設置部分を除
き導体で電気的に短絡した特許請求の範囲第１項
記載のストンリー波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP827182A JPH0247889B2 (ja) | 1982-01-23 | 1982-01-23 | Sutonriihasoshi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP827182A JPH0247889B2 (ja) | 1982-01-23 | 1982-01-23 | Sutonriihasoshi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58175315A JPS58175315A (ja) | 1983-10-14 |
| JPH0247889B2 true JPH0247889B2 (ja) | 1990-10-23 |
Family
ID=11688498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP827182A Expired - Lifetime JPH0247889B2 (ja) | 1982-01-23 | 1982-01-23 | Sutonriihasoshi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0247889B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7151424B2 (en) | 2002-11-08 | 2006-12-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Boundary acoustic wave device |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998051011A1 (fr) * | 1997-05-08 | 1998-11-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dispositif a ondes limites elastiques et son procede de fabrication |
| JP4604335B2 (ja) * | 2000-11-01 | 2011-01-05 | 凸版印刷株式会社 | 球状境界波素子 |
| JP4337816B2 (ja) * | 2003-04-18 | 2009-09-30 | 株式会社村田製作所 | 弾性境界波装置 |
| CN101964642A (zh) * | 2004-01-13 | 2011-02-02 | 株式会社村田制作所 | 边界声波装置 |
-
1982
- 1982-01-23 JP JP827182A patent/JPH0247889B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7151424B2 (en) | 2002-11-08 | 2006-12-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Boundary acoustic wave device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58175315A (ja) | 1983-10-14 |
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