JPH0349313A

JPH0349313A - 圧電装置

Info

Publication number: JPH0349313A
Application number: JP18564789A
Authority: JP
Inventors: Akira Ando; 陽安藤; Toshihiko Kikko; 橘高　敏彦; Hiroshi Tamura; 博田村
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1989-07-17
Publication date: 1991-03-04

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】（産業上の利用分野）この発明は圧電装置に関し、特にたとえばＦＭチューナ
、テレビのＶｒＦフィルタ、通信フィルタなどに使われ
る弾性表面波を利用したフィルタ、遅延線および共振子
などの圧電装置に関する。

（従来技術）第４図はこの発明の背景となる従来の圧電装置の一例を
示す図解図である。この圧電装置１は、矩形の圧電体基
板２を含む。圧電体基板２の一方主面には、一定周期を
もつ層状のインタディジタル電極３が形成される。この
インタディジタル電極３には、信号発生器４が電気的に
接続される。

この圧電装置ｌでは、信号発生器４によってたとえば交
流電圧を印加して弾性表面波を励振することができる。

（発明が解決しようとする課Ｂ）しかしながら、このような従来の圧電装置では、弾性表
面波を励振した場合、弾性表面波が励振すると同時にレ
ベルの小さいバルク波が発生する。

そして、励振されたバルク波は、圧電体基板２において
、インタディジタル電極３が形成された面とその対向主
面との間を反射し、弾性表面波に重畳してしまう。その
ため、このような圧電装置では、所望の特性を得ること
が困難であった。

第５図は、この弾性表面波とバルク波との重畳による不
都合を抑制するために考えられた圧電装置の一例である
。この圧電装置５は、はぼ矩形の圧電体基板６を含む、
この圧電体基板６の一方主面には、インタディジタル電
極７が形成される。

また、インタディジタル電極７には、信号発生器８が電
気的に接続される。さらに、この圧電体基板６の他方主
面（インタディジタル電極７を形成しない主面）は、そ
の表面が機械的に粗く形成されている。

この圧電装置５では、インタディジタル電極７に、信号
発生器８で交流電圧を印加して弾性表面波を励振するこ
とができる。このとき、弾性表面波が励振すると同時に
バルク波が発生し、その励振されたバルク波は、機械的
に粗く形成された圧電体基板６の他方主面で乱反射する
。したがって、この圧電装置５では、弾性表面波にバル
ク波が重畳することを防止することができる。

ところが、上述のような方法で弾性表面波にバルク波が
重畳することを防止するためには、以下に挙げるような
問題点をかかえていた。

すなわち、たとえば焼結したセラミックスや単結晶など
の圧電体はその硬度が大きく、このような圧電体基板の
主面を機械的に粗く加工することは、製作上困難であり
手間のかかるものであった。

また、圧電体基板の主面を機械的に粗くするということ
は、局所的に圧電体基板の機械的強度の小さい部位をつ
くることとなり、圧電体基板全体の破壊強度が低下して
しまう。さらに、弾性表面波と同時に励振されるバルク
波の波長が数十μｍ以下であるため、このバルク波を完
全に乱反射させるためには、このバルク波の波長以下の
間隔で反射面を粗く形成する必要があり、これは、機械
的な方法では困難であった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、圧電体基板の機
械的強度を低下させることなく簡単に製作することがで
き、弾性表面波にバルク波が重畳することを防止するこ
とができる、圧電装置を提供することである。

（課題を解決するための手段）この発明は、弾性表面波を励振または受信する圧電装置
であって、弾性定数の異なる複数の層からなり、かつ少
なくとも片方の主面側に圧電体が露出した基板と、基板
の圧電体露出面に形成されるインタディジタル電極を含
み、複数の層の境界面は凹凸面とした圧電装置である。

また、この発明は、弾性表面波を励振または受信する圧
電装置であって、弾性定数の異なる複数の層からなり、
かつ少なくとも片方の主面側に圧電体が露出した基板と
、基板の圧電体露出面に形成されるインタディジタル電
極を含み、複数の層の境界面は幅をもった拡散層である
、圧電装置である。

（作用）インタディジタル電極によって表面波とともに励振され
た微弱なバルク波は、弾性定数の異なる層の境界部分に
おいて、この境界部分で任意の方向に乱反射するものと
、この境界部分を任意な方向に通過するものとに別れる
。このため、バルク波は、減衰する。

（発明の効果）この発明によれば、弾性表面波とともに励振されるバル
ク波が弾性定数の異なる層の境界部分で、任意な方向に
散乱させることができる。したがって、弾性表面波への
バルク波の影響を除去できる、高信頼性の圧電装置が得
られる。しかも、局所的に機械的強度の小さい部分が形
成されないため、従来のものに比べて破損しにくい圧電
装置を得ることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

（実施例）第１Ａ図および第１Ｂ図はこの発明の一実施例を示す図
であり、第１Ａ図はその斜面図解図であり、第１Ｂ図は
第１Ａ図の線ＩＢ−ＩＢにおける断面図解図である。

この実施例では、この発明の圧電装置の一例としての弾
性表面波フィルタについて説明する。

この弾性表面波フィルタ１０は、たとえば矩形の基板１
２を含む。基板１２は、たとえばチタン酸ジルコン酸鉛
のセラミックスからなる圧電体層１４を含む。また、こ
の圧電体層１４の一方主面には、凹凸部１６が形成され
る。さらに、その表面には、たとえばガラス層１８が形
成される。そのため、圧電体層１４とガラス層１８との
境界部には、凹凸面が形成される。また、圧電体層１４
とガラス層１８とは異なった弾性定数を有する。

なお、ガラス層１８としては、伝搬損失係数の大きいも
のを選択することが好ましい。

一方、この圧電体層１４の他方主面には、一定周期をも
つインタディジタル電極２０および２２が形成される。

このインタディジタル電極２０および２２は、基板１２
の長手方向に対向するように形成される。

この弾性表面波フィルタ１０は、一方のインタディジタ
ル電極２０に、入力信号を印加して弾性表面波を励振し
、他方のインクディジクル電極２２から出力信号を取り
出すことができる。

この弾性表面波フィルタ１０では、その基板１２が弾性
定数の異なる圧電体層１４とガラス層１８とで形成され
、かつ、それらの境界部分が凹凸面に形成されているの
で、微弱なバルク波は境界部分において任意な方向に散
乱する。したがって、このた弾性表面波フィルタ１０で
は、バルク波が弾性表面波に重畳することを防止するこ
とができる。

次に、第１Ａ図および第１Ｂ図に示す弾性表面波フィル
タ１０の製造方法について説明する。

まず、チタン酸ジルコン酸鉛のセラミックグリーンシー
トを準備する。次に、このセラミックグリーンシートの
一方主面に凹凸面を形成する。そして、このセラミック
グリーンシートを焼結し、得られたセラミックスの凹凸
面にガラスペーストを塗布する。さらに、このセラミッ
クス中にガラスが拡散しない温度５００℃〜１０００℃
で熱処理して基板が得られる。

その後、このセラミックスの他方主面（ガラスペースト
を塗布していない面）を研磨し、この基板の両面にＡ１
電極を蒸着する。さらに、この基板を５０℃〜１００℃
の油中で２ｋ　Ｖ　／　＊−〜５ｋＶ　／　ｎ＋の電界
を印加して分極処理を施す。その後、エツチングによっ
て研磨面にインタディジタル電極２０および２２を形成
し、残りの電極は除去される。

第２図は、このようにして製造した弾性表面波フィルタ
と従来の弾性表面波フィルタの減衰特性を示す図である
。

この図に示すように、この発明の弾性表面波フィルタで
は、従来の弾性表面波フィルタに比べて、弾性表面波に
重畳するバルク波成分を効果的に抑制できることが確認
される。

第３Ａ図および第３Ｂ図は、この発明の他の実施例を示
す図であり、第３Ａ図はその斜面図解図であり、第３Ｂ
図は第３Ａ図の線ＩＩＩＢ−１１１Ｂにおける断面図解
図である。

この実施例でも、この発明の圧電装置の一例としての弾
性表面波フィルタについて説明する。

この弾性表面波フィルタ３０は、たとえば矩形の基板３
２を含む。基板３２は、たとえばチタン酸ジルコン酸鉛
のセラミックスからなる圧電体層３４および３６を含む
。これらの圧電体層３４および３６は、互いに弾性定数
の異なる材料で形成される。この圧電体層３４と３６と
の境界面には、弾性定数の異なったチタン酸ジルコン酸
鉛の混じりあった拡散層３８が形成される。

圧電体層３４の他方主面には、一定周期をもつインタデ
ィジタル電極４０および４２が形成される。これらのイ
ンタディジタル電極４０および４２は、基板３２の長手
方向に対向するように形成される。この弾性表面波フィ
ルタ３０は、一方のインタディジタル電極４０に、入力
信号を印加して弾性表面波を励振し、他方のインタディ
ジタル電極４２から出力信号を取り出すことができる。

この弾性表面波フィルタ３０では、その基板３２が弾性
定数の異なる圧電体層３４および３６で形成され、かつ
、それらの境界部分がそれらの混ざりあった拡散層３８
で形成されているので、微弱なバルク波はその境界部分
の拡散層３８において散乱する。したがって、この弾性
表面波フィルタ３０では、バルク波が弾性表面波に重畳
することを防止することができる。

次に、第３Ａ図および第３Ｂ図に示す弾性表面波フィル
タ３０の製造方法について説明する。

まず、弾性定数の異なる２種類のチタン酸ジルコン酸鉛
のセラミックグリーンシートを準備する。

そして、この２つのセラミックグリーンシートを圧着し
た後、焼成する。この場合、２つのセラミックグリーン
シートの接合面境界部分には、弾性率の異なる２種類の
セラミックグリーンシートの混ざりあった拡散層が形成
される。

次に、このようにして得られた焼結体の一方主面を研磨
する。そして、この焼結体の両面にＡＩ電極を蒸着し、
さらに、５０℃、〜１００℃の油中で’ｌ　ｋ　Ｖ　／
　鶴〜５　ｋ　Ｖ　／　ｍｍの電界を印加して分極処理
を施す。その後、エツチングにより研磨面にインタディ
ジタル電極４０および４２を形成し、残りの電極は除去
される。

なお、この発明によれば、上述の各実施例に示した弾性
表面波フィルタのみならず、それ以外にもたとえば遅延
線や共振子などの弾性表面波デバイスの高性能化が実現
可能となる。また、弾性定数の異なる層の境界部分は、
基板の任意の場所に位置してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図は、この発明の一実施例を示す
図であり、第１Ａ図はその斜面図解図であり、第１Ｂ図
は第１Ａ図の線ＩＢ−ＩＢにおける断面図解図である。第２図は、第１Ａ図および第１Ｂ図に示す弾性表面波フ
ィルタの減衰特性を示す図である。第３Ａおよび第３Ｂ図はこの発明の他の実施例を示す図
であり、第３Ａ図はその斜面図解図であり、第３Ｂ図は
第３Ａ図の線ＩＩＩＢ−１１１Ｂにおける断面図解図で
ある。第４図は、この発明の背景となる従来の圧電装置の一例
を示す図解図である。第５図は第４図従来例の問題点を解決するために考えら
れた圧電装置の他の従来例の図解図である。図において、１０および３０は弾性表面波フィルタ、１
２および３２は基板、１４．３４および３６は圧電体層
、１６は凹凸部、１８はガラス層、２０．２２．４０お
よび４２はインタディジタル電極、３８は拡散層を示す
。第１Ａ図２Ｓ−７

Claims

【特許請求の範囲】１　弾性表面波を励振または受信する圧電装置であって
、弾性定数の異なる複数の層からなり、かつ少なくとも片
方の主面側に圧電体が露出した基板、および前記基板の前記圧電体露出面に形成されるインタディジ
タル電極を含み、前記複数の層の境界面は凹凸面とした圧電装置。２　弾性表面波を励振または受信する圧電装置であって
、弾性定数の異なる複数の層からなり、かつ少なくとも片
方の主面側に圧電体が露出した基板、および前記基板の前記圧電体露出面に形成されるインタディジ
タル電極を含み、前記複数の層の境界面は幅をもった拡散層である、圧電
装置。