JPH0568129B2 - - Google Patents

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JPH0568129B2
JPH0568129B2 JP58167201A JP16720183A JPH0568129B2 JP H0568129 B2 JPH0568129 B2 JP H0568129B2 JP 58167201 A JP58167201 A JP 58167201A JP 16720183 A JP16720183 A JP 16720183A JP H0568129 B2 JPH0568129 B2 JP H0568129B2
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JP
Japan
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ceramic
electrode group
polarized
electrodes
thickness direction
Prior art date
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JP58167201A
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JPS6058708A (ja
Inventor
Toshio Ogawa
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP16720183A priority Critical patent/JPS6058708A/ja
Priority to US06/645,301 priority patent/US4564782A/en
Priority to DE3432133A priority patent/DE3432133A1/de
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Publication of JPH0568129B2 publication Critical patent/JPH0568129B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/178Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator of a laminated structure of multiple piezoelectric layers with inner electrodes
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/54Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/56Monolithic crystal filters
    • H03H9/562Monolithic crystal filters comprising a ceramic piezoelectric layer

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、分極処理されたセラミツクスと、
このセラミツクス内で複数の間挿電極より構成さ
れている電極群とを備える圧電素子に関する。
先行技術の説明 第1図は、この種の圧電素子の一例である積層
型セラミツクフイルタの従来例を示す斜視図であ
る。積層型セラミツクフイルタ1は、厚み方向す
なわち矢印P方向に分極処理された圧電セラミツ
クス2と、圧電セラミツクス2内に設けられた2
個の電極群3,4とを備える。
一方の電極群3が、入力側電極群を構成し、他
方の電極群4が出力側電極群を構成している。各
電極群3,4は、それぞれ、相互に圧電セラミツ
クス2の厚み方向に重なり合うように設けられた
複数の間挿電極3a,3b,3c,3dおよび4
a,4b,4c,4dからなる。入力側電極群3
では、電極3aと電極3cとが共通に引き出され
ており、他方電極3bと電極3dとが共通に引き
出されている。電極群4についても同様である。
これは、入力側電極群3に電圧を印加すれば、各
電極3a,3b,3c,3dが厚み方向に重なり
合つているため、厚み方向すなわち縦方向に振動
が伝わる。この振動は、弾性的に結合された電極
群4に伝えられる。すなわち入力側電極群3によ
り発生した縦方向の振動は、横方向に変換されて
伝えられる。この伝えられた振動により、出力側
電極群4において厚み方向すなわち縦方向の弾性
波の変位が生じ、それによつて電圧が発生する。
発生した電圧は、出力側電極群4の電極4aおよ
び電極4cならびに電極4bおよび電極4dより
引き出される。
ところで、従来、圧電セラミツクス2の分極処
理は、その上面5および下面6面で全面にわたつ
てなされている。したがつて、電極群3,4以外
の部分も分極されていることになり、そのため厚
み振動を閉じ込める効果が十分でなく、たとえば
不要な振動スプリアスが発生するという欠点を生
じさせていた。
発明の目的 この発明は上述された欠点を解消するためにな
されたものであり、その主たる目的は、厚み振動
の閉じ込め効率を向上させ得る圧電素子を提供す
ることである。
発明の構成 この発明は、厚み閉じ込め振動を利用した圧電
素子であつて、分極処理された部分を一部に備え
るセラミツクスと、該セラミツクス内でセラミツ
クスの厚み方向に相互に重なり合いかつ平行な複
数の間挿電極より構成されている電極群とを備え
る。そして、上述の複数の電極が互いに重なり合
つている部分のみが、分極処理された部分内に位
置し、かつ厚み方向に一方向に分極されている。
この発明のその他の特徴は、図面を参照して行
なう以下の実施例の説明から一層明らかとなろ
う。
実施例の説明 第2図は、この発明の一実施例である共振子を
示す斜視図である。共振子11は、セラミツクス
12と、このセラミツクス12内に設けられた電
極群13とを備える。セラミツクス12は、多数
のセラミツクグリーンシートに内部電極用ペース
トを塗布し、これを積層配置し焼結することによ
り得られる。ここでセラミツクス材料としては、
たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛系、チタン酸鉛
系、チタン酸バリウム系などの単成分系や多成分
系あるいはこれらの添加物系がある。また、内部
電極用ペーストとしては、たとえば、パラジウ
ム、銀−パラジウム合金あるいはその他の高融点
金属や合金が用いられる。この実施例では圧電セ
ラミツク材料として、Pb0.85La0.1TiO8+0.5wt%
MnO2系の組成のものを用いた。セラミツクグリ
ーンシートを得るには、上記の組成物の仮焼粉末
にバインダを加えて混合した後、ドクターブレー
ド法により作成した。得られたセラミツクグリー
ンシートに内部電極用としてパラジウムペースト
を印刷塗布した後圧着し、1200℃、2時間で焼結
して積層型セラミツクス12を得た。
電極群13は、この実施例では11個の電極13
a,13b,13c,…13kからなる。そして
図示されるように、各電極13a,13b,…1
3kは、それぞれ交互にセラミツクス12の側面
14,15に引き出されている。したがつて、各
電極13a,13b,…13kは間挿電極の形態
を有している。
この発明の特徴は、セラミツクス12がその必
要な部分にだけ厚み方向に一方向に分極処理され
ているところにある。これを実現するために、分
極処理は以下のようになされる。第2図に示され
るように、各電極13a,13b,…13kが互
いに重なり合つている部分と対応した位置となる
ように分極用電極16,17をセラミツクス12
の上面および下面に形成し、厚み方向すなわち矢
印P方向に分極するように分極処理が施される。
こうして、セラミツクス12は、各電極13a…
13kが互いに重なり合つている部分だけ厚み方
向の一方向に分極されることになる。したがつ
て、図示されていないがセラミツクス12の側面
14,15に形成される外部電極を介して電圧が
印加されると、分極処理されている部分のみ、す
なわち各内部電極13a…13kが互いに重なり
合つている部分のみが厚み振動を起こすことにな
るので、厚み振動の閉じ込め効率をより十分に高
めることができる。このことは、第3図を参照す
れば明らかとなる。
第3図は、第2図に示す実施例の周波数レスポ
ンスを示す図である。そして比較のために、セラ
ミツクスの上面および下面間で全面にわたつて分
極処理された共振子の周波数レスポンスを点線で
示している。両者を比較すれば明らかであるよう
に、実施例のごとく部分分極することにより、厚
み振動の閉じ込め効果が一層発揮され、分割振動
のないシヤープなレスポンスが得られる。
第4図は、この発明の第2の実施例であるフイ
ルタを示す斜視図である。このフイルタ21と、
第1図に示された従来のフイルタ1との相違点
は、分極にある。すなわち、この実施例では、分
極用電極22,23および24,25によつて2
個の電極群26,27の位置する部分だけが分極
処理されている。なお、この場合振動閉じ込め効
果を十分に発揮させるために、それぞれの電極群
を構成する各内部電極26a,26b,26c,
26dおよび27a,27b,27c,27dが
互いに重なり合つている部分のみが分極処理され
るのが望ましいが、実際上多少の広がりをもつの
はやむを得ない。こうして、この実施例において
も第1図のフイルタ1と同様、入力側電極群26
により発生した縦方向の振動が出力側電極群27
に伝えられ、それによつて電圧が発生する。この
際、部分分極によつて振動閉じ込み効率が高くな
つているので、不要な振動スプリアスを極力少な
くし得ることが理解されよう。
第5図は、この発明の第3の実施例であるフイ
ルタ31を示す斜視図である。この実施例では、
入力側電極群32および出力側電極群33がセラ
ミツクス34の厚み方向に重なり合うように設け
られている。各電極群32,33は、セラミツク
ス34の厚み方向に相互に重なり合いかつ平行な
複数の間挿電極32a,32b,32c,32
d,32eおよび33a,33b,33c,33
d,33eより構成されている。そして、セラミ
ツクス34の上面および下面に形成された分極用
電極35,36によつて、各内部電極が互いに重
なり合う部分のみまたはそれよりもわずかに広が
つた部分が分極処理され、矢印P方向に分極す
る。こうして、この実施例では、入力側電極群3
2に電圧を印加すれば入力側電極群32の分極さ
れている部分のみが厚み方向に振動し、この振動
に基づく弾性波は、セラミツクス34の厚み方向
に伝わり、出力側電極群33の分極されている部
分に伝えられる。この弾性波に基づき出力側電極
群33の各電極が振動し、出力が取出される。し
たがつて、第1図または第4図に示したフイルタ
と比較して、この第5図に示すフイルタ31は、
有利なものであることが理解される。すなわち、
第1図または第4図に示すフイルタでは、振動が
入力側電極群から出力側電極群へ伝わる場合、変
位方向が2度にわたり変換されるため効率が極め
て低いという欠点が見られるが、このフイルタ3
1ではこのような変位方向の変換が行なわれない
ため高能率なものとなる。また、横効果に伴う不
要な振動が発生しないので、部分分極によつて得
られる効果と相まつてスプリアスレベルも低くな
ることがわかる。
なお、第4図または第5図に示された実施例に
おいて、各電極群26,27または32,33間
の距離を変化させることによつて、遅延時間を変
更することも極めて容易であり、遅延素子として
利用し得ることも理解されよう。
なお、上述した各実施例において、各セラミツ
クスの端面、つまり間挿電極に平行に対向する端
面での振動の反射を抑制するために、波長(λ)
の1/2以上の凹凸を端面に形成するか(および)、
ダンピング材を端面に形成するか(および)、あ
るいは端面を間挿電極に対して斜め方向に形成す
るなどの手段が講ずればよい。
発明の効果 以上のように、この発明によれば、セラミツク
ス全体が分極処理されているのではなく、セラミ
ツクスが厚み方向の一方向に分極処理された部分
を一部に備え、さらにセラミツクス内に配置され
る複数の電極が互いに重なり合つている部分が上
記分極処理された部分内に位置するという構成で
あるので、全体的に分極処理された圧電素子に比
べ厚み振動の閉じ込め効率を十分に高めることが
できる。それゆえに、チツプ部品として容易に応
用することが可能であり、またそのような応用が
最適であるともいえる。なお、チツプ型にした場
合基板との接着面の温度は上昇するかもしれない
が、必要な部分すなわち通常は接着面から離れた
位置にある部分だけが分極処理されている構成で
あるので、この温度上昇によつても圧電特性は変
化せず極めて安定なものが得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、圧電素子の一例である積層型セラミ
ツクフイルタの従来例を示す斜視図である。第2
図は、この発明の一実施例である共振子を示す斜
視図である。第3図は、第2図に示す実施例の周
波数レスポンスを示す図である。第4図は、この
発明の第2の実施例であるフイルタを示す斜視図
である。第5図は、この発明の第3の実施例であ
るフイルタを示す斜視図である。 図において、11は共振子、12はセラミツク
ス、13は電極群、16,17は分極用電極、2
1はフイルタ、22,23,24,25は分極用
電極、26,27は電極群、31はフイルタ、3
2,33は電極群、34はセラミツクス、35,
36は分極用電極を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 分極処理された部分を一部に備えるセラミツ
    クスと、前記セラミツクス内でセラミツクスの厚
    み方向に相互に重なり合いかつ平行な複数の間挿
    電極より構成されている電極群とを備え、 前記複数の電極が互いに重なり合つている部分
    のみが、前記分極処理された部分内に位置し、か
    つ厚み方向に一方向に分極されている、厚み閉じ
    込め振動を利用した圧電素子。
JP16720183A 1983-09-02 1983-09-09 圧電素子 Granted JPS6058708A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16720183A JPS6058708A (ja) 1983-09-09 1983-09-09 圧電素子
US06/645,301 US4564782A (en) 1983-09-02 1984-08-29 Ceramic filter using multiple thin piezoelectric layers
DE3432133A DE3432133A1 (de) 1983-09-02 1984-08-31 Keramisches filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16720183A JPS6058708A (ja) 1983-09-09 1983-09-09 圧電素子

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JPS6058708A JPS6058708A (ja) 1985-04-04
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01158812A (ja) * 1987-12-15 1989-06-21 Murata Mfg Co Ltd 電歪効果素子
JPH07105685B2 (ja) * 1988-12-23 1995-11-13 株式会社村田製作所 圧電共振装置の製造方法

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JPS5240091A (en) * 1975-09-22 1977-03-28 Siemens Ag Multiilayer element composed of piezooelectric ceramics and method of producing same
JPS57147315A (en) * 1981-03-06 1982-09-11 Nec Corp Thickness oscillation piezoelectric ceramic oscillator
JPS57157614A (en) * 1981-03-24 1982-09-29 Hiroshi Shimizu Piezoelectric resonator using width and length vibration and filter

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JPS6058708A (ja) 1985-04-04

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