JPH0260221A - Piezoelectric vibrator - Google Patents

Piezoelectric vibrator

Info

Publication number
JPH0260221A
JPH0260221A JP21063888A JP21063888A JPH0260221A JP H0260221 A JPH0260221 A JP H0260221A JP 21063888 A JP21063888 A JP 21063888A JP 21063888 A JP21063888 A JP 21063888A JP H0260221 A JPH0260221 A JP H0260221A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
vibrator
thickness
rotary
wave
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.)
Pending
Application number
JP21063888A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Yamamoto
真一 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP21063888A priority Critical patent/JPH0260221A/en
Publication of JPH0260221A publication Critical patent/JPH0260221A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To easily generate the bulk wave piezoelectric vibrator of high connection, which has a basic wave mode vibration wave in a VHF band by setting the peripheral rotary angle theta of an electric axis to an angle within a specified range in a thickness longitudinal vibrator where a rotary Y plate or a X plate is used. CONSTITUTION:The thickness vertical vibrator is set by using the rotary Y plate or the rotary X plate of a Li2B4O7 single crystal, and the peripheral rotary angle of the electric axis is set within the range of 37 deg. to 45 deg.. The phase speed Vp of the rotary Y plate or the rotary X plate is such a high speed that it shows 7420<=Vp<=7540m/s. Consequently, the vibrator having the basic wave mode vibration wave in the VHF band can be manufactured. The thickness H of the vibrator when the frequency F is set to 30-150MHz goes to 24.2<=H<124mum. Since a grinding processing can sufficiently be executed in such value, the VHF band vibrator can easily be manufactured. Since the electric mechanical connection factor K<2> of the Y plate or the X plate shows 4%<K<25%, the thickness longitudinal vibrator of high connection can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 VHF帯(30〜150MHz)用圧電振動子に関し、 VHF帯内に基本波モード振動波を有する高結合なバル
ク波圧電振動子を容易に実現することを目的とし、 L i t Ba Ot単結晶の回転Y板又は回転X板
を用いた厚み縦振動子とし、電気軸の周りの回転角θを
、37”<lθ1≦45″の範囲内とすることにより、
対向電極間領域内への振動エネルギーの閉じ込めを可能
にする。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a piezoelectric vibrator for the VHF band (30 to 150 MHz), the present invention aims to easily realize a highly coupled bulk wave piezoelectric vibrator having a fundamental mode vibration wave in the VHF band. The purpose is to use a thickness longitudinal oscillator using a rotating Y plate or rotating X plate of LitBaOt single crystal, and to set the rotation angle θ around the electric axis within the range of 37"<lθ1≦45". According to
Enables vibrational energy to be confined within the region between opposing electrodes.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明はVHF帯(30〜150MHz)用圧電振動子
に関し、更に詳しくは、VHF帯内に基本波モード振動
波を有する高結合なバルク波圧電振動子に関する。
The present invention relates to a piezoelectric vibrator for the VHF band (30 to 150 MHz), and more particularly to a highly coupled bulk wave piezoelectric vibrator having a fundamental mode vibration wave in the VHF band.

〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕30〜1
50MHz近辺のVHFHF帯子としては、バルク波を
用いたものでは厚みすべり波又は厚みねじり波の高次モ
ード(3次又は5次)を利用した振動子が知られており
、また、弾性表面波(SAW)を用いたものでは反射器
を用いて表面にSAWエネルギーを閉じ込めたグレーテ
ィング形SAW振動子(共振子)が知られている。
[Prior art and problems to be solved by the invention] 30-1
As a VHFHF band around 50 MHz, there are known vibrators that use bulk waves, such as those that utilize higher-order modes (third or fifth order) of thickness shear waves or thickness torsional waves, and surface acoustic wave A grating-type SAW resonator (resonator) that uses a reflector to confine SAW energy on the surface is known.

バルク波振動子はその基本波がHF帯で最適寸法となる
ため、−CにはVHF帯には高次モードを通用せざるを
得ないのであるが、敢えて基本波を適用しようとすれば
、その厚みを限りなく薄くする必要があり(10〜20
μm)、製造が極めて困難になる。また、高次モード利
用の場合でも、発振器やフィルタ等に適用するには基本
波をろ波するフィルタが必要であり、周辺回路が大型化
する欠点がある。更に、高次モードの場合、結合度が小
さくなるため、広帯域なフィルタや可変幅が大きな発振
器等への適用が難しい。
Since the fundamental wave of the bulk wave oscillator has the optimum size in the HF band, it is necessary to pass higher-order modes in the VHF band for -C, but if you dare to apply the fundamental wave, It is necessary to make the thickness as thin as possible (10 to 20
μm), manufacturing becomes extremely difficult. Furthermore, even in the case of using a higher-order mode, a filter for filtering the fundamental wave is required in order to apply it to an oscillator, a filter, etc., and there is a drawback that the peripheral circuit becomes large. Furthermore, in the case of higher-order modes, the degree of coupling is small, making it difficult to apply to wide-band filters, oscillators with large variable widths, and the like.

一方、SAW共振子においても、最適周波数は200M
Hz以上のVHF帯やUHF帯であり、100MH!近
辺の使用では素子が大きくなり、発振器やフィルタの小
型化を阻害することになる。
On the other hand, the optimum frequency for SAW resonators is 200M
VHF band and UHF band above Hz, 100MH! If used in close proximity, the element becomes large, which hinders the miniaturization of oscillators and filters.

また、グレーティング形SAW共振子は容量比が大きく
なるため、広帯域なフィルタや可変幅が大きな発振器に
は不適当である。
Further, since the grating type SAW resonator has a large capacitance ratio, it is not suitable for a wideband filter or an oscillator with a large variable width.

そこで、本発明の目的は、VHF帯域内に基本波モード
振動波を有し且つ高結合即ち電気機械結合係数の大きな
圧電振動子を容易に実現することにある。
Therefore, an object of the present invention is to easily realize a piezoelectric vibrator having a fundamental mode vibration wave within the VHF band and having high coupling, that is, a large electromechanical coupling coefficient.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するため、本発明にあっては、LigB
aOt単結晶の回転Y板又は回転X板を用いた厚み縦振
動子とし、電気軸の周りの回転角θを、37@<lθ1
≦45°の範囲内とすることにより、対向電極間領域内
への振動エネルギーの閉じ込めを可能とする。
In order to achieve the above object, in the present invention, LigB
A thickness longitudinal oscillator using a rotating Y plate or rotating X plate of aOt single crystal is used, and the rotation angle θ around the electric axis is 37@<lθ1.
By setting the angle within the range of ≦45°, it is possible to confine vibrational energy within the region between opposing electrodes.

〔作 用〕[For production]

上記構成を有する圧電振動子においては、37゜く1θ
l≦45°の範囲内におけるLi1B40を回転Y板又
は回転X板の位相速度Vpは742゜≦Vp≦7540
m/sと高速であるから、VHF帯域内に基本波モード
振動波を有する振動子の製造が可能である。
In the piezoelectric vibrator having the above configuration, the angle is 37° and 1θ
The phase velocity Vp of the rotating Y plate or rotating X plate of Li1B40 within the range l≦45° is 742°≦Vp≦7540
Since the speed is as high as m/s, it is possible to manufacture a vibrator having a fundamental mode vibration wave within the VHF band.

また、37@<101≦45°の範囲内におけるl、1
gB4Oを回転Y板又は回転X板の周波数定数FHは3
630≦FH<3710Hz・−であるから、周波数F
を30〜150 MHzとしたときの振動子の厚みHは
24.2≦H<124μmとなる。この値は研磨加工が
十分可能な値であるから、V HF帯振動子を容易に製
造することができる。
Also, l, 1 within the range of 37@<101≦45°
The frequency constant FH of the rotating Y plate or rotating X plate of gB4O is 3
Since 630≦FH<3710Hz・-, the frequency F
When the frequency is 30 to 150 MHz, the thickness H of the vibrator satisfies 24.2≦H<124 μm. Since this value is sufficient to allow polishing, a VHF band vibrator can be easily manufactured.

また、1θl>37”としたことにより、中央対向電極
間領域内に振動エネルギーの閉込めが可能になる。
Moreover, by setting 1θl>37″, it becomes possible to confine vibrational energy within the region between the central opposing electrodes.

また、37@<101≦45°の範囲内としたことによ
り、0〜100℃の温度範囲内においてΔfr/frl
≦5oopp−という目標値牽満足し得ることとなり、
温度特性の良好な厚み縦振動子を実現することができる
In addition, by setting it within the range of 37@<101≦45°, Δfr/frl within the temperature range of 0 to 100°C.
The target value of ≦5oopp- can be met,
A thickness longitudinal vibrator with good temperature characteristics can be realized.

更に、37°〈1θ1≦45°の範囲内におけるLi1
Ba0y−転Y板又は回転X板の電気機械結合係数に″
は、4%< K 155%となるので、高結合な厚み縦
振動子を実現することができる。
Furthermore, Li1 within the range of 37°<1θ1≦45°
Ba0y - Electromechanical coupling coefficient of rotating Y plate or rotating X plate''
Since 4%<K155%, a highly coupled thick longitudinal oscillator can be realized.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

硼酸リチウム(L i t Ba 0? )単結晶は結
合度の大きなSAW材料(K”mtt ’ 1%)とし
て開発されたが、本発明者は、L i z Ba 0?
単結晶の密度が2435 kg/m”と小さいことに着
目し、且つ、Li2840w単結晶を用いて回転Y板又
は回転X板の厚み振動子とした場合、厚みすべり波以外
に厚み縦振動も垂直電場により圧電的に励振可能である
ことに着目、し、伝播速度(位相速度)の速い厚み縦振
動を利用してVHF帯振動子を実現することを検討した
Lithium borate (L i t Ba 0?) single crystal was developed as a SAW material with a high degree of bonding (K"mtt ' 1%), but the present inventor has developed Li z Ba 0?
Focusing on the low density of a single crystal of 2435 kg/m'', and using a Li2840w single crystal as a thickness oscillator of a rotating Y plate or a rotating Focusing on the fact that it can be piezoelectrically excited by an electric field, we considered realizing a VHF band vibrator using thickness longitudinal vibration with a high propagation velocity (phase velocity).

第1図はL i z Ba 0?単結晶の回転Y板(以
下、L i * Ba Ot回転Y板という、)とその
座標系を示したものであり、第2図から第5図まではそ
れぞれL i x Ba Ov回転Y板の厚み縦振動波
の電気、機械結合係数に!、位相速度Vp、周波数温度
係数及び周波数定数FHの回転角依存性を示、したもの
である、ここでは、X軸即ち電気軸の周りに反時計方向
に回転する方向を正(+)とするが、L l x Ba
 0?単結晶は正方対称性(4+++m)の対称性を有
しているので、時計方向(負(−)方向)に回転した場
合でも反時計方向に回転した場合と同様の特性が得られ
る。すなわち、+〇と−θでは同一結果となるので、θ
の絶対値1θが意味をなす。
Figure 1 shows L i z Ba 0? This figure shows a single-crystal rotating Y plate (hereinafter referred to as L i * Ba Ot rotating Y plate) and its coordinate system. Electrical and mechanical coupling coefficients of thickness longitudinal vibration waves! , which shows the rotation angle dependence of the phase velocity Vp, the frequency temperature coefficient, and the frequency constant FH. Here, the direction of rotation in the counterclockwise direction around the X axis, that is, the electric axis is defined as positive (+). But L l x Ba
0? Since the single crystal has a square symmetry (4+++m), even when it is rotated clockwise (negative (-) direction), the same characteristics can be obtained as when it is rotated counterclockwise. In other words, +〇 and -θ give the same result, so θ
The absolute value 1θ of is significant.

第2図より、回転角1θ1の増加に伴い結合係数に2が
急増しており、K2〉1%となる回転角θが存在するこ
とが判る。高安定な振動子として知られている水晶振動
子(厚みすべり波利用)ではに2#0.5%程度である
ことから考えても、Li2B4O7回転Y板振動子が高
結合振動子として利用可能であることが判る。
From FIG. 2, it can be seen that as the rotation angle 1θ1 increases, the coupling coefficient increases rapidly by 2, and there is a rotation angle θ where K2>1%. The Li2B4O7 rotating Y-plate resonator can be used as a high-coupling resonator, considering that the crystal resonator (using thickness-shear waves), which is known as a highly stable resonator, has a ratio of about 2#0.5%. It turns out that.

また、第3図から判るように、L i 1 B409回
転Y板の位相速度Vpは5500≦Vp≦7600m/
sと高速であるから、VHF帯域内に基本波モード振動
波を有する振動子の製造が可能であることが判る。
In addition, as can be seen from Fig. 3, the phase velocity Vp of the Li 1 B409 rotating Y plate is 5500≦Vp≦7600m/
s, it is clear that it is possible to manufacture a vibrator having a fundamental mode vibration wave within the VHF band.

温度特性の良好な振動子を実現するためには、1次周波
数温度係数が零となる回転角θ。の振動子が求められる
。第4図より、零温度係数となる回転角1θIは32°
である。このときの周波数定数FHは約3740Hz−
m  (第5図参照)であるから、周波数Fを例えば1
00 MHzとすれば、振動子の厚みHは37μmとな
る。この値は研磨加工が十分可能な値であるから、10
0 MHzJi動子を容易に製造できることが判る。
In order to realize a vibrator with good temperature characteristics, the rotation angle θ at which the primary frequency temperature coefficient becomes zero is required. oscillator is required. From Figure 4, the rotation angle 1θI that gives zero temperature coefficient is 32°.
It is. The frequency constant FH at this time is approximately 3740Hz-
m (see Figure 5), so the frequency F is set to 1, for example.
00 MHz, the thickness H of the vibrator is 37 μm. This value is sufficient for polishing, so 10
It can be seen that a 0 MHz Ji mover can be easily manufactured.

しかし、第6図に示すように、一般に厚み縦振動波はそ
の分散特性が高域遮断形となり、中央部に設けた電極の
質量付加及び圧電反作用を利用したエネルギー閉込めを
実現することができない場合が多い、上記32°回転Y
板を用いたLi、B。
However, as shown in Figure 6, the dispersion characteristics of thickness longitudinal oscillation waves generally have a high-frequency cut-off type, making it impossible to realize energy confinement using the mass addition of the central electrode and piezoelectric reaction. In many cases, the above 32° rotation Y
Li, B using a plate.

0、厚み縦振動子も例外ではなく、厚み縦基本波(TE
Iモード)の位相速度が厚みすべり波の2次モード(T
S2モード)の位相速度よりも小さくなる。したがって
、厚みすべり波の場合には、第7図に示すように、エネ
ルギーを振動子内の中央部電極間領域内に閉じ込めるこ
とができるが、厚み縦振動の場合には振動エネルギーを
振動子内の電極間領域内に閉じ込めることができない。
0, the thickness longitudinal oscillator is no exception, and the thickness longitudinal fundamental wave (TE
The phase velocity of the thickness-shear wave (I mode) is the second mode of the thickness-shear wave (T
S2 mode). Therefore, in the case of thickness-shear waves, the energy can be confined within the central interelectrode region within the vibrator, as shown in Figure 7, but in the case of thickness-longitudinal vibration, the vibration energy can be confined within the vibrator. cannot be confined within the interelectrode region.

エネルギー閉込め形を実現できない振動子を適用した場
合には、周辺部分の支持が困難となり、且つ、支持によ
る振動特性の劣化を引き起こすこととなる。
If a vibrator that cannot realize energy confinement is used, it will be difficult to support the peripheral portion, and the support will cause deterioration of vibration characteristics.

一方、第8図はLi、B、○7回転Y板における厚みす
べり波(ファーストモード及びスローモード)の位相速
度Vpの回転角依存性を示したものである。ここで、第
3図の厚み縦振動波と第8図の厚みすべり波とにおける
位相速度特性を比較検討してみると、後者のスローモー
ドでは、1θ=32°のとき位相速度Vpは約3920
m/sであるが、iθIの増加と共に位相速度Vpは、
急速に低下し、50°≦Iθ1≦559のときに位相速
度は約3350m/sと約600a+/sも低下する。
On the other hand, FIG. 8 shows the rotation angle dependence of the phase velocity Vp of the thickness shear wave (fast mode and slow mode) in the Li, B, 7-rotation Y plate. Here, when we compare and examine the phase velocity characteristics of the thickness longitudinal oscillation wave in Figure 3 and the thickness shear wave in Figure 8, we find that in the latter slow mode, the phase velocity Vp is approximately 3920 when 1θ = 32°.
m/s, but as iθI increases, the phase velocity Vp becomes
The phase velocity decreases rapidly, and when 50°≦Iθ1≦559, the phase velocity decreases by about 600a+/s to about 3350 m/s.

一方、前者の厚み縦振動の場合、位相速度Vpの変化が
小さく、1θ1=32°と1θ1=50’との間では位
相速度差は約300m/sと後者の約半分程度である。
On the other hand, in the case of the former thickness longitudinal vibration, the change in the phase velocity Vp is small, and the phase velocity difference between 1θ1=32° and 1θ1=50' is about 300 m/s, about half of the latter.

したがって、1θ1が35℃付近から60°付近までの
限られた範囲内で厚み縦振動の基本波モード(TEIモ
ード)の分散特性が高域速断形特性から低域遮断形特性
へと移行することが考えられる。このような点に鑑み、
本発明者はl、12B40を回転Y板における厚み縦振
動波の分散特性について理論解析を試み、高域速断形特
性から低域遮断形特性へと反転する適切な回転角を見出
した。
Therefore, within a limited range of 1θ1 from around 35°C to around 60°, the dispersion characteristics of the fundamental wave mode (TEI mode) of thickness longitudinal vibration shift from high-speed profile characteristics to low-frequency cutoff characteristics. is possible. In view of these points,
The present inventor attempted a theoretical analysis of the dispersion characteristics of the thickness longitudinal vibration wave in a rotating Y plate for the 12B40, and found an appropriate rotation angle to reverse the high-speed profile characteristic to the low-frequency cut-off type characteristic.

第9図は厚み縦振動を解析するためのモデルを示したも
のである。ここで、波動は厚み方向(Y’力方向に振動
し且つZ′力方向伝播するものとする。また、電極の質
量は無視し、X方向へは一様であるとする。
Figure 9 shows a model for analyzing thickness longitudinal vibration. Here, it is assumed that the waves vibrate in the thickness direction (Y' force direction and propagate in the Z' force direction. The mass of the electrode is ignored, and it is assumed that it is uniform in the X direction.

y、z方向の変位及び電気ポテンシャルを、U y= 
A ei tl y eI (βトーt)Uz=Be”
αY e目βトーt) ψ =CeIαy e i (β翼−wt+とし、圧電
基の方程式に上式を代入し且つy=0゜)l = Hに
おける機械的及び電気的境界条件を満足する解を求める
。ここで、α、βは各々X方向及び2方向の複素数伝播
定数を示す。解析結果を第10図ないし第12図に示す
The displacement in the y and z directions and the electric potential are expressed as U y=
A ei tl y eI (βtot)Uz=Be”
αY eth βt) ψ = CeIαy e i (Set β wing −wt+, substitute the above equation into the equation of the piezoelectric base, and y=0°) A solution that satisfies the mechanical and electrical boundary conditions at l = H seek. Here, α and β represent complex number propagation constants in the X direction and two directions, respectively. The analysis results are shown in FIGS. 10 to 12.

第10図は1θ1が35″及び45°の場合における置
モード及びTS2モードの電極がない場合の分散特性を
示したものである。ここで、縦軸のΩは角周波数ωを (2π/2H)M     ρ、で基準化した角振動数
を示し、C++(0)は回転角lθ1が06の場合の弾
性定数C0値を示し、ρ、は密度である。すなわち、 また、横軸は、波数βと厚みHの積βHの実数部(Re
)と虚数部(1m)を示す。第10図より、θI=35
”の場合においては各モードのβH=0における基準化
角振動数即ち遮断振動数をΩ”Tll+ Ω’?!!+
 とすれば、Ω’tst >Ω07□とななっており、
厚み縦振動において通常よく見られる高域速断形分散特
性となっている。一方、1θ=45°の場合には、Ω0
T□〉Ω・1,2と反転しており、低域速断形分散特性
となっている。
Figure 10 shows the dispersion characteristics when there is no electrode in the local mode and TS2 mode when 1θ1 is 35'' and 45°.Here, Ω on the vertical axis represents the angular frequency ω (2π/2H ) M ρ, indicates the angular frequency standardized by ρ, C++(0) indicates the elastic constant C0 value when the rotation angle lθ1 is 06, and ρ is the density.In other words, the horizontal axis is the wave number The real part of the product βH of β and thickness H (Re
) and the imaginary part (1m) are shown. From Figure 10, θI=35
”, the normalized angular frequency or cutoff frequency at βH=0 of each mode is Ω”Tll+Ω’? ! ! +
Then, Ω'tst > Ω07□,
This is a high-speed profile dispersion characteristic that is commonly seen in thickness longitudinal vibrations. On the other hand, when 1θ=45°, Ω0
T□〉Ω・1,2, which is reversed, and has a low-speed profile dispersion characteristic.

第11図は1θ1−40°の場合について更に詳しく分
析した結果を示したものである。第11図において、実
線は電極がない場合(電極非短絡状B)の分散特性を示
し、破線は表面上に電極を付加した場合(電極短絡状態
)の分散特性を示す。
FIG. 11 shows the results of a more detailed analysis of the case of 1θ1-40°. In FIG. 11, the solid line shows the dispersion characteristic when there is no electrode (electrode non-short circuit state B), and the broken line shows the dispersion characteristic when the electrode is added on the surface (electrode short circuit state).

共振状態においては、電極が短絡された状態に相当する
と考えられるため、圧電反作用により角振動数Ωは低下
する。遮断振動数(βH=0)の近辺においては、TE
Iモードでは角振動数Ωの低下が著しい(約1.008
から約0.991まで低下する)が、TS2モードの場
合は角振動数Ωは殆ど影響を受けていない(Ω#0.9
67)、第11図のような低域速断形分散特性において
、TEIモードの振動エネルギーを電極間領域内に閉じ
込めることが可能となる。すなわち、βH−0の近傍の
使用においては、電極間領域内で波数βは実数(Re)
となり、一方、無電極部では虚数(In)となるため、
波動は伝播に伴い指数関数的に減衰する。
In the resonant state, it is considered that the electrodes are short-circuited, so the angular frequency Ω decreases due to piezoelectric reaction. Near the cutoff frequency (βH=0), TE
In I mode, the angular frequency Ω decreases significantly (approximately 1.008
However, in the case of TS2 mode, the angular frequency Ω is hardly affected (Ω#0.9
67), it is possible to confine the vibrational energy of the TEI mode within the interelectrode region in the low-velocity profile dispersion characteristic as shown in FIG. That is, when using the vicinity of βH-0, the wave number β becomes a real number (Re) in the interelectrode region.
On the other hand, since it becomes an imaginary number (In) in the electrodeless part,
Waves decay exponentially as they propagate.

第12図はl、 iz Ba O?回転Y板における厚
み縦振動波のTEIモード及びTS2モードの遮断振動
数ΩOの回転角1θ1に対する依存性を示したものであ
る。第12図より、電極がない場合には、次の通りとな
る。
Figure 12 is l, iz Ba O? This figure shows the dependence of the cut-off frequency ΩO of the TEI mode and TS2 mode of the thickness longitudinal vibration wave in the rotating Y plate on the rotation angle 1θ1. From FIG. 12, when there are no electrodes, the following will occur.

1θ1≦35.4”j   Ω0!32≧Ω0Ttl(
高域遮断形) θ l>35.4’   :    Ω6テsz< Ω
0テ1(低域遮断形) 一方、電極短絡時には、次の通りとなる。
1θ1≦35.4”j Ω0!32≧Ω0Ttl(
High frequency cutoff type) θ l>35.4': Ω6te sz< Ω
0TE1 (Low cutoff type) On the other hand, when the electrodes are short-circuited, the following occurs.

θ 1 ≦ 37 @     :   Ω’71!≧
Ω’?!1(高域遮断形) θl>37@  :   Ω’ys*<Ω”ttI(低
域遮断形) したがって、1θI〉37°において、中央対向電極間
領域内に振動エネルギーの閉込めが可能になることが判
った。
θ 1 ≦ 37 @: Ω'71! ≧
Ω'? ! 1 (high-frequency cutoff type) θl>37@: Ω'ys*<Ω”ttI (low-frequency cutoff type) Therefore, when 1θI>37°, it is possible to confine vibration energy within the region between the central opposing electrodes. It turned out that.

一方、エネルギー閉込め形振動子としては、温度特性が
良好であることが望まれる。そこで、第13′図は無限
平面上に電極を設けた場合のTRIモードの温度特性の
解析結果を示したものである。
On the other hand, it is desired that the energy confinement type resonator has good temperature characteristics. Therefore, FIG. 13' shows the analysis results of the temperature characteristics in the TRI mode when the electrodes are provided on an infinite plane.

第13図より、0〜100℃の温度範囲内において、 Δ fr/frl  ≦ 500pp請という目標値を
近似的に満足し得る角度は35゜く1θ」≦45@であ
ることが判る。ここで、frは基準温度(25℃)にお
ける共振振動数(基準共振振動数)であり、Δfrは各
温度での共振振動数と基準共振振動数との差である。
From FIG. 13, it can be seen that within the temperature range of 0 to 100° C., the angle that can approximately satisfy the target value of Δ fr/frl ≦ 500 pp is 35° and 1θ≦45@. Here, fr is the resonance frequency (reference resonance frequency) at the reference temperature (25° C.), and Δfr is the difference between the resonance frequency at each temperature and the reference resonance frequency.

一方、電気機械結合係数に!は、37°〈1θ≦45@
においてK”−4〜5%(第2図参照)となり、高結合
度が得られることが判る。
On the other hand, the electromechanical coupling coefficient! is 37°〈1θ≦45@
It can be seen that K''-4 to 5% (see Fig. 2) is obtained, and a high degree of bonding can be obtained.

以上の解析結果から、1θ1を37@<lθ≦45°と
することによって、高結合且つ高安定な厚み縦振動波の
エネルギーを容易に中央部電極間領域内に閉じ込め得る
ことが見出された。
From the above analysis results, it was found that by setting 1θ1 to 37@<lθ≦45°, it was possible to easily confine the energy of a highly coupled and highly stable thickness longitudinal vibration wave within the central interelectrode region. .

なお、上記解析はl、 i z Ba Ot O転Y板
Z′・方向伝播の厚み縦振動について行なったが、L 
ig Ba Oy単結晶の対称性から、Li2B4O7
回転X板Z′方向伝播買第14図参照)についても全く
同様の結果が得られることは明白である。
The above analysis was conducted for the thickness longitudinal vibration propagating in the direction of L, i z Ba Ot O-rotated Y plate Z', but L
ig Due to the symmetry of Ba Oy single crystal, Li2B4O7
It is clear that exactly the same result can be obtained for the rotating X-plate Z' direction propagation curve (see FIG. 14).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように、本発明の構成によれば
、振動子内の対向電極間領域内への振動エネルギーの閉
込めが可能となるので、Q値の高い振動子が得られ、且
つ、高結合度で温度特性の良好な、基本波周波数がVH
F帯となる振動子が容易に得られることとなる。したが
って、本発明による振動子をフィルタや発振器等に適用
すれば、広帯域、高安定且つ小形のVHF帯デイバイス
が容易に得られることとなる。
As is clear from the above description, according to the configuration of the present invention, it is possible to confine vibrational energy within the region between opposing electrodes within the vibrator, so a vibrator with a high Q value can be obtained. , high coupling degree and good temperature characteristics, fundamental frequency is VH
A vibrator having an F band can be easily obtained. Therefore, by applying the vibrator according to the present invention to a filter, an oscillator, etc., a broadband, highly stable, and compact VHF band device can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明によるl、izB40w回転Y板とその
座標系を示す図、 第2図はL+zBa○1回転Y板における厚み縦振動波
の電気機械結合係数の回転角依存性を示す図、 第3図はL 42 Ba 07回転Y板における厚み縦
振動波の位相速度の回転角依存性を示す図、第4図はL
 i 2 B4O7回転Y板における厚み縦振動波の周
波数温度係数の回転角依存性を示す図、 第5図はL i t Ba 01回転Y板における厚み
縦振動波の周波数定数の回転角依存性を示す図、第6図
は厚み縦振動波の分散特性を示す図、第7図は厚みすべ
り波励振モデルを示す図、第8図はL it Ba O
?回転Y板における厚みすべり波の位相速度の回転角依
存性を示す図、第9図はL L Ba 0?回転Y板に
おける厚み縦振動波励振モデルを示す図、 第10図はL it B40?回転Y板における角振動
数の分散特性を示す図、 第11図は406回転Y板における角振動数の分散特性
を示す図、 第12図はLi2 Ba Oq回転Y板における厚み縦
振動波の遮断振動数の回転角依存性を示す図、第13図
はL iz B40q回転Y板厚み縦振動のTEIモー
ドの温度特性を示す図、 第14図は本発明によるL i z Ba Oq回転X
板とその座標系を示す図である。 第 図 厚みすべり波励振モデル 第 図 厚み縦振動波励振モデル 第 図 L12B4O7回転Y板にみける 厚み縦振動TEIモードの温度特性 第13図 (C軸) LI28407回転X板とその座標系 第14図
Fig. 1 is a diagram showing the l, izB40w rotating Y plate according to the present invention and its coordinate system, Fig. 2 is a diagram showing the rotation angle dependence of the electromechanical coupling coefficient of the thickness longitudinal vibration wave in the L+zBa○1 rotating Y plate, Figure 3 is a diagram showing the rotation angle dependence of the phase velocity of the thickness longitudinal vibration wave in the L 42 Ba 07 rotating Y plate, and Figure 4 is the
Figure 5 shows the rotation angle dependence of the frequency constant of the thickness longitudinal vibration wave in the L it Ba 01 rotation Y plate. Figure 6 is a diagram showing the dispersion characteristics of a thickness longitudinal vibration wave, Figure 7 is a diagram showing a thickness shear wave excitation model, and Figure 8 is a diagram showing the thickness shear wave excitation model.
? A diagram showing the rotation angle dependence of the phase velocity of the thickness shear wave in a rotating Y plate, FIG. 9 is L L Ba 0? A diagram showing the thickness longitudinal vibration wave excitation model in the rotating Y plate, Figure 10 is Lit B40? Figure 11 is a diagram showing the dispersion characteristics of angular frequency in a rotating Y plate. Figure 11 is a diagram showing the dispersion characteristics of angular frequency in a 406 rotation Y plate. Figure 12 is a diagram showing the cutoff of longitudinal vibration waves in the Li2 Ba Oq rotating Y plate. A diagram showing the rotation angle dependence of vibration frequency, FIG. 13 is a diagram showing the temperature characteristics of TEI mode of L iz B40q rotation Y plate thickness longitudinal vibration, and FIG. 14 is a diagram showing the temperature characteristics of L iz Ba Oq rotation X according to the present invention.
It is a diagram showing a plate and its coordinate system. Fig. Thickness shear wave excitation model Fig. Thickness longitudinal vibration wave excitation model Fig. L12B4O7 Temperature characteristics of thickness longitudinal vibration TEI mode seen in rotating Y plate Fig. 13 (C axis) LI28407 rotating X plate and its coordinate system Fig. 14

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.Li_2B_4O_7単結晶の回転Y板又は回転X
板を用いた厚み縦振動子であって、電気軸の周りの回転
角θを、37゜<|θ|≦45゜の範囲内とすることに
より、対向電極間領域内への振動エネルギーの閉じ込め
を可能としたことを特徴とする圧電振動子。
1. Rotating Y plate or rotating X of Li_2B_4O_7 single crystal
This is a thickness longitudinal vibrator using a plate, and by setting the rotation angle θ around the electric axis within the range of 37°<|θ|≦45°, vibration energy is confined within the region between opposing electrodes. A piezoelectric vibrator that is characterized by being able to.
JP21063888A 1988-08-26 1988-08-26 Piezoelectric vibrator Pending JPH0260221A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21063888A JPH0260221A (en) 1988-08-26 1988-08-26 Piezoelectric vibrator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21063888A JPH0260221A (en) 1988-08-26 1988-08-26 Piezoelectric vibrator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0260221A true JPH0260221A (en) 1990-02-28

Family

ID=16592624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21063888A Pending JPH0260221A (en) 1988-08-26 1988-08-26 Piezoelectric vibrator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0260221A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001237670A (en) * 2000-02-25 2001-08-31 Kinseki Ltd Piezoelectric vibrator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61251308A (en) * 1985-04-30 1986-11-08 Fujitsu Ltd Piezoelectric vibrator
JPS6264110A (en) * 1985-09-13 1987-03-23 Fujitsu Ltd Manufacture of piezoelectric crystal device
JPS62219808A (en) * 1986-03-20 1987-09-28 Fujitsu Ltd Piezoelectric vibrator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61251308A (en) * 1985-04-30 1986-11-08 Fujitsu Ltd Piezoelectric vibrator
JPS6264110A (en) * 1985-09-13 1987-03-23 Fujitsu Ltd Manufacture of piezoelectric crystal device
JPS62219808A (en) * 1986-03-20 1987-09-28 Fujitsu Ltd Piezoelectric vibrator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001237670A (en) * 2000-02-25 2001-08-31 Kinseki Ltd Piezoelectric vibrator
JP4571264B2 (en) * 2000-02-25 2010-10-27 京セラキンセキ株式会社 Piezoelectric vibrator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6243933B1 (en) Piezoelectric resonator and method for fabricating the same
JPS62149210A (en) Sonic wave apparatus
JPS60126907A (en) Single response composite piezoelectric oscillating element
JPH09298446A (en) Surface acoustic wave device and its design method
US3601639A (en) Low-temperature coefficient lithium tantalate resonator
JPH0134411B2 (en)
JP3096472B2 (en) SC-cut crystal unit
Lam et al. A review of Lamé and Lamb mode crystal resonators for timing applications and prospects of Lamé and Lamb mode PiezoMEMS resonators for filtering applications
EP0513267A1 (en) Crystal cut angles for lithium tantalate crystal for novel surface acoustic wave devices.
JPH0260221A (en) Piezoelectric vibrator
JPS6357967B2 (en)
JPH1155064A (en) Wafer and piezoelectric element
JPS5838015A (en) Piezoelectric oscillator
Pillai et al. Modeling of zero TCF and maximum bandwidth orientation for lithium tantalate RF MEMS resonators
JPS61251307A (en) Piezoelectric vibrator
US4950937A (en) Method of making a resonator from a boule of lithium tetraborate and resonator so made
JPS6068712A (en) Highly coupled piezoelectric vibrator
JPH1051262A (en) Piezoelectric vibrator and its production
JPS5912810Y2 (en) piezoelectric vibrator
JPH10126208A (en) Surface acoustic wave device
JPS59182617A (en) Lithium tantalate oscillator
JPS59127413A (en) Lithium tantalate oscillator
JPS594309A (en) Surface acoustic wave device
RU16808U1 (en) VOLUME ACOUSTIC WAVE DEVICE
JP2023124231A (en) Acoustic wave device, filter, and multiplexer