JPH032991Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は変位方向が互いに直交する二つの厚み
すべり振動を同時に励振する厚みすべり振動子に
係り、例えばビデオテープレコーダ等のPLL回
路中に組込まれる電圧制御型発振器の共振子とし
て用いられる。

(ロ) 従来技術 タンタル酸リチウムLiTaO₃、ニオブ酸リチウ
ムLiNbO₃等の圧電単結晶を基板材料とする厚み
すべり振動子は変位方向が互いに直交し、電気機
械結合係数の異なる二つの厚みすべり振動を同時
に励振せしめる事が知られている。この振動子を
電圧制御型発振器の共振子として用いた場合、小
なる電気機械結合係数の方向に励振される伝播速
度のやや遅い副振動が、該副振動と直交関係にあ
る主振動に対し低周波数側に発生し、斯る副振動
が低周波数側において誤動作の原因となる。従来
からこの副振動を抑圧する事を目的として、基板
が円板状若しくは方形状（菱形状）の場合、副振
動の変位方向を基板の支持方向と一致させたり、
或いは短冊状の場合、主振動の変位方向を長辺方
向とし、長辺と短辺の比を限定すると共に、対向
電極の短辺方向の長さ（幅）を該短辺長の約0.8
倍以上とする構造が提案されている。

しかしその何れの構造に於いても、電極寸法や
基板寸法等に種々の制限があり、副振動レベルを
実使用上の支障のない値にまで抑圧することは困
難であり、電圧制御の可変幅を広くとらねばなら
ない振動子として用いた場合、上記副振動の抑圧
に対する要求は厳しい。

この要求を満すべく本願出願人は短冊型振動片
の主面上に長辺方向に沿つて溝を設けた構造を昭
和58年実用新案登録願第159469号として出願する
に及んででおり、斯る構造により厚みすべり振動
のＱ値を下げることができ、所定の特性が得られ
ることを確認している。

然し乍ら、LiTaO₃，LlNbO₃等の圧電単結晶
への現在知られている上記溝の刻設手段は、レー
ザビーム或いはダイヤモンドカツタ等によるもの
であり、溝加工に要する加工時間が長くなると云
う作業性の欠如は己むを得ない。

(ハ) 考案の目的 本考案は斯る点に鑑みて為されたものであつ
て、その目的は、従来の溝構造に比べそれと遜色
のない副振動抑圧効果を得るにも拘らず、副振動
抑圧のための振動片への加工時間を大幅に減小せ
しめ量産性を向上させる構造を提供することにあ
る。

(ニ) 考案の構成 変位方向が互いに直交し電気機械結合係数の異
なる二つの厚みすべり振動を同時に励振する本考
案厚みすべり振動子は、大なる電気機械結合係数
の方向を長辺とし、小なる電気機械結合係数の方
向を短辺とする互いに対向せる主面を有すると共
に、上記主面の少なくとも一方に長辺方向に沿つ
て１本以上の帯を被着した構成にある。

(ホ) 実施例 第１図Ａ及び同図Ｂは本考案厚みすべり振動子
の一実施例を示す正面図及び側面図であつて、１
は変位方向が互いに直交する厚みすべり振動が同
時に励振せしめられるLiTaO₃、LiNbO₃等の圧
電性単結晶から成る棒状の基板で、該基板は大な
る電気機械結合係数の方向を長辺とし、それと直
交する小なる電気機械結合係数の方向を短辺とす
る短冊状の互いに対向する主面２ａ，２ｂを有す
ると共に、上記一方の主面２ａの長辺方向の各境
界近傍に該長辺方向に沿つて２本の平行な絶縁性
物質より成る帯３，３が被着形成されている。４
ａ，４ｂは上記基板１の主面２ａ，２ｂ中央に
各々対向配置された方形状の対向電極で、該対向
電極４ａ，４ｂの幅Ｗは上記２本の帯３，３の最
短距離Ｄより僅かに小さく、上記主面２ａ，２ｂ
の短辺長ｌの約80％以上に設定されて上記主面２
ａ，２ｂの短辺方向をほぼ覆つている。５ａ，５
ｂは上記対向電極４ａ，４ｂから相反する長辺方
向端部に向つて各々延在せしめられた引出し電極
である。

斯る構造の厚みすべり振動子の基板１はＸカツ
トLiTaO₃から成る場合に於て、電気機械結合係
数が大なる方位θlとは上述の如く、＋Ｙ軸から＋
Ｚ軸に向つて115゜乃至145゜の範囲であり、その範
囲内で主振動の変位の振幅が最大となるのは約
126゜であつて、その時の電気機械結合係数は約
0.44である。一方、電気機械結合係数の小なる方
位θsは＋Ｙ軸から＋Ｚ軸に向つて25゜乃至55゜の範
囲であり、その範囲内で主振動と垂直に変位する
副振動の変位の振幅が最大となるのは約36゜であ
つて、その時の電気機械結合係数は約0.05であ
る。

而して、基板１に励振せしめられる厚みすべり
振動の主振動MVは電気機械結合係数の大なる基
板１の長辺方向である矢印Vl方向に励振される
と共に、副振動SVは電気機械結合係数の小なる
基板１の短辺方向である矢印Vs方向に励振され
る。短辺方向を変位方向とする副振動SVは対向
電極４ａ，４ｂが短辺方向の基板主面２ａ，２ｂ
をほぼ覆つているために、エネルギとじ込め効果
が殆ど起こらず、また副振動SVを励振せしめる
に必要な長さに対して基板１の短辺長ｌは十分短
いために、その振動レベルは低下する。更に、一
方の主面２ａに設けられた２本の帯３，３により
短辺方向の両端部に質量負荷による影響を与え、
短辺方向の変位長も、実質的に厚み方向に対して
不揃いとなる。即ち、帯３，３が形成された一方
の主面２ａ側の実質的な変位長が基板１対向電極
４ａ、帯３の比重、コンプライアンス、形状によ
つて決定されるのに対し、第１図Ｂにおいて厚み
ｔ方向の中央付近では帯３による質量負荷の影響
を受けないから、この二つの間で異つた副共振周
波数を持つ事により、斯る変位長方向に励振せし
られる副振動SVのＱ値は低下し、従つて副振動
SVの振幅レベルはより一層減少せしめられる。

尚、これらの効果は昭和58年実用新案登録願第
159469号で述べた如く、付加された質量の帯の代
りに溝を設けても同様であるがこれらの加工に要
する作業時間を比較すると溝加工の場合例えば従
来のダイシングソーの場合数十分を要したのに比
較し、今回の帯物質をスクリーン印刷等によつて
塗布する事によつて数分に短縮する事が可能とな
る。

第２図及び第３図は本考案構造の振動子と従来
の新たな加工を施さない振動子に於けるアドミタ
ンスの周波数に対する振幅並びに位相特性を測定
した結果である。

斯る測定に供せられた試料の共通仕様は下記の
通りである。

Γ 基板１ 材 料：Xcut LiTaO₃ 長辺方向：＋Ｙ軸から＋Ｚ軸に向つて126゜ 短辺方向：＋Ｙ軸から＋Ｚ軸に向つて36゜ 長辺長（Ｌ）：５mm 短辺長（ｌ）：500μm 厚 み（ｔ）：170μm Γ 対向電極４ａ，４ｂ 材 料：銀蒸着膜 電極長：1.6mm 上記共通仕様の外に本考案振動子にあつては、
一方の主面２ａの周縁から短辺方向内側にかけて
幅δ約40μm、厚みｄ約30μmのエポキシ系樹脂に
よる平行な２本の帯３，３がスクリーン印刷、フ
オトリソ等の手段により形成されている。

斯る位相特性並びに振幅特性から明らかな如
く、本考案振動子にあつては、溝を設けた場合と
同様、副振動SVを伴う位相反転についても改善
される事が確認され、更に溝を切つた場合に比べ
両側面の物質の吸音効果によつて主共振周波数付
近に時として発生する事のあつた微小なスプリア
スの発生も少ない事が実験的にも確認された。

尚、上記実施例に於いては、帯３，３は一方の
主面２ａに２本形成されていたが、他の主面２ｂ
の対応箇所にも２本の帯を構成すればより一層副
振動SVを抑圧する事が可能となる。又帯の位置
は基板１の両側面に延在してもよく、更に帯状物
質の成分は導電性であつてもよい事は明らかであ
る。然し、ウエハー状態でスクリーン印刷等によ
りこの帯を設ける際には明らかに作業性の点から
帯３，３が同一主面上に位置するように設定した
ほうが作業性に富む。

(ヘ) 考案の効果 本考案は以上の説明から明らかな如く、大なる
電気機械結合係数の方向を長辺とする主面の少く
とも一方に、その長辺方向に沿つて１本以上の帯
を設けたので、副振動に対する質量付加及吸音効
果によりそのレベルを実用上支障のない値にまで
抑圧することができ、特に斯る副振動の抑圧に対
する要求の厳しい電圧制御の可変幅を広く取らね
ばならない共振子として用いて有益である。又、
同じ目的の為に溝加工を施したものに比較して加
工に要する作業時間が大幅に短縮されより量産性
に富む製品を特性を損なうことなく提供する事が
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示し、同図Ａは正
面図、同図Ｂは側面図、第２図は本考案振動子の
周波数に対する振幅及び位相特性図、第３図は従
来の振動子の周波数に対する振幅及び位相特性図
である。 １……基板、２ａ，２ｂ……主面、３……帯。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 変位方向が互いに直交した電気機械結合係数の
   異なる二つの厚みすべり振動を同時に励振する厚
   みすべり振動子に於て、 前記厚みすべり振動が同時に励振せしめられる
   基板は、大なる電気機械結合係数の方向を長辺と
   し、小なる電気機械結合係数の方向を短辺とする
   互いに対向する主面を有すると共に、 小なる電気機械結合係数の方向に励振される副
   振動を抑圧するべく少なくとも一方の前記主面の
   端縁に長辺方向に沿つて１本以上の樹脂からなる
   帯を被着したことを特徴とする厚みすべり振動
   子。