JPH0884044A - 高周波圧電振動デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スプリアスを減少させ、周波数変動等の発生
しない電気的諸特性に優れた高周波圧電振動デバイスを
提供する。 【構成】 水晶板１は、その板面の中央部分の両面が凹
んだ両面凹形状を有している。凹形の中央部分は薄肉で
圧電振動領域１１とされており、表面には入力電極１３
と出力電極１４が並列して形成され、裏面の凹部にはこ
れら各電極に対応した共通電極１５が形成されている。
圧電振動領域１１の外周部には圧電振動領域に比較して
数倍厚肉の補強部１２が設けられるとともに、この補強
部１２から圧電振動領域の内方に向かう突起部（抑制
部）１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが入力電極，出力
電極の各々に対し伸長形成されており、また、別の突起
部１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈが上記電極の各々に
対し対向して形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は通信機器の基準発振源、
あるいはマイクロコンピュータのクロック源として用い
られる水晶振動子、水晶フィルタ等の圧電振動デバイス
に関し、特に薄型で、高周波化に対応した圧電振動デバ
イスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通信機器の高周波数化、あるいはマイク
ロコンピュータの動作周波数の高周波数化に伴い、水晶
振動子、水晶フィルタ等の圧電振動デバイスも高周波数
化対応が求められている。一般に、高周波数化に対応し
た水晶板として、ＡＴカット水晶板の厚みすべり振動が
よく用いられており、周知のとおりその周波数は厚さで
決定され、周波数と厚さは反比例する。例えば、４．２
ＭＨｚの周波数を得ようとする場合、水晶板の厚さは約
０．４ｍｍであるが、２０ＭＨｚの周波数を得ようとす
る場合、水晶板の厚さは約０．０８ｍｍになる。このよ
うに周波数が高くなるとその厚さが薄くなり、切断、研
磨等の水晶板自体の加工が困難になってくる。このよう
な問題を解決するために、水晶板の厚さは基本波の厚さ
で、３倍，５倍等の高次の周波数を得ようとする高調波
発振を用いる場合もあるが、ＣＩ値（クリスタルインピ
ーダンス）が高くなり、周辺回路が複雑となりその結果
全体として小型化が困難である等、適用する電子機器に
よっては要求される電気的特性等が得られない場合があ
った。

【０００３】このような問題を解決するために、図２０
に示すように、水晶板の中央部分に凹部を設け、この凹
部に薄肉加工した振動領域を設定し、その周囲の厚肉部
分で振動領域を補強する構成が発明されている。図２０
は従来例を示す内部断面図であり、薄肉化された凹部９
１とその周囲に形成された厚肉部９２を有する水晶板９
に、励振電極９ａを引出電極９ｂにより凹部から厚肉部
端部まで引き出した構成である。このような構成を採用
することにより、振動領域を従来よりもかなり薄くする
ことでき、従来では高調波周波数の領域であった約４０
ＭＨｚ以上の周波数を基本波振動で実現している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成で圧電振動デバイスを励振させた場合、基本波振動に
おける主振動モード（所望周波数の振動モードで一般に
１，１，１モードと称されるモード）以外に、基本波振
動のスプリアスモード（例えば１，１，３モード等の本
来不要なモード）が励振されることがあり、これが主振
動モードに悪影響を与え、周波数変動、ジャンプ等の現
象を生ぜしめることになり、安定した周波数を得ること
ができなかった。特にＭＣＦ（モノリシッククリスタル
フィルタ）のように対称モード（一般にｆｓモードと称
される）と斜対称モード（一般にｆａモードと称され
る）の２つの振動モードを用いる圧電振動デバイスで
は、スプリアスモードが発生する位置（周波数）が近似
しているため、両者が重畳しスプリアスがより大きく成
長して現れることがあった。このような現象の対策とし
て励振電極形状を工夫したり、膜厚を調整すること等が
あげられるが、いずれの手法もその効果が充分でない場
合があった。

【０００５】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、耐衝撃性に優れた高周波数対応の圧電振動
デバイスにおいて、そのスプリアスを減少させ、周波数
変動等の発生しない電気的諸特性に優れた高周波圧電振
動デバイスを提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、薄肉で表裏に少なくとも一対の励振電極
が形成された圧電振動領域と、この圧電振動領域に続い
てその周囲に設けられた厚肉の補強部からなる圧電板を
有する高周波圧電振動デバイスにおいて、前記圧電振動
領域の表裏両面あるいはいずれか一方の面の励振電極形
成部分以外の領域に、スプリアス振動エネルギーを抑制
する少なくとも１つの抑制部を設けたことを特徴とする
ものである。この抑制部の形成位置は、電極から０．１
〜０．５mm程度離れた位置に形成する。周波数による振
動分布の違いから、周波数が高いほど電極に近づける必
要があり、低いほど電極から離す必要がある。

【０００７】請求項２の発明は、抑制部が突起部である
ことを特徴とする特許請求項１記載の高周波圧電振動デ
バイスである。

【０００８】請求項３の発明は、抑制部が圧電板を構成
する材料と同じで一体的に形成された突起部であること
を特徴とする特許請求項１，２記載の高周波圧電振動デ
バイスである。

【０００９】請求項４の発明は、抑制部が貫通孔あるい
は非貫通孔であることを特徴とする特許請求項１記載の
高周波圧電振動デバイスである。

【００１０】請求項５の発明は、抑制部が励振電極から
所定の距離を隔てて、励振電極の少なくとも一部の周囲
の領域に形成されていることを特徴とする特許請求項第
１，２，３，４項記載の高周波圧電振動デバイスであ
る。これら抑制部は、励振電極の周囲に連続的にあるい
は断続的に設けてもよい。

【００１１】請求項６の発明は、薄肉で表裏に少なくと
も一対の励振電極が形成された圧電振動領域と、この圧
電振動領域に続いてその周囲に設けられた厚肉の補強部
からなる圧電板を有する高周波圧電振動デバイスにおい
て、前記圧電振動領域の表裏両面あるいはいずれか一方
の面の励振電極形成部分の周囲の領域に、スプリアス振
動エネルギーを抑制する抑制部として、励振電極に近い
側に貫通孔あるいは非貫通孔を設け、これら貫通孔ある
いは非貫通孔の外側に突起部を設けたことを特徴とする
高周波圧電振動デバイスである。

【００１２】請求項７の発明は、抑制部にスプリアス振
動エネルギーの抑制を強化する適当量の樹脂材を追加的
に設けたことを特徴とする特許請求項第１，２，３，
４，５，６項記載の高周波圧電振動デバイスである。

【００１３】請求項８の発明は、圧電振動領域の表面に
入力電極、出力電極が形成され、裏面に共通電極が形成
されたことを特徴とする特許請求項第１，２，３，４，
５，６，７項記載の圧電フィルタである。

【００１４】なお、抑制部を構成する突起部，貫通孔あ
るいは非貫通孔は、表裏両面に対向して設けてもよい
し、表裏両面に若干のずれをもって対となるよう設けて
もよい。また、対となるあるいは対向している表裏の突
起部の質量を各々異ならせてもよいし、貫通孔あるいは
非貫通孔の深さ、面積を異ならせてもよい。

【００１５】

【作用】本発明によれば、圧電振動領域の表裏両面ある
いはいずれか一方の面の励振電極形成部分以外の領域
に、スプリアス振動エネルギーを抑制する少なくとも１
つの抑制部を設けているので、例えば（１，１，３）モ
ード、あるいは（１，３，１）モード等の本来不要なモ
ードであるスプリアスモードが励振されにくくなる。な
お、周知のとおり、上記モードを表す数字は各々圧電板
のＹ，Ｘ，Ｚ軸に沿った振幅の数を示している。

【００１６】抑制部を形成する位置は、基本振動におけ
る主振動の振動変位分布とスプリアス振動の振動変位の
分布によって決定される。例えばＭＣＦの振動変位分布
は図２、図３に示すように、一般的にスプリアスの振動
変位分布ｃ（１，１，３）およびｄ（１，３，１）は主
振動の振動変位分布ａより外側に偏っており、かつ変位
特性が急峻であることが知られている。よって、主振動
の振動変位分布のやや外側の部位に抑制部を形成すれば
よい。外側に離れすぎると振動抑制効果は低下し、内側
に入りすぎると主振動に悪影響を与える可能性がある。

【００１７】請求項２の発明によれば、抑制部が突起部
であり、この質量負荷にてスプリアス振動エネルギーを
吸収、減衰させるのでスプリアスモードが励振されにく
くなる。

【００１８】請求項３の発明によれば、抑制部が圧電板
を構成する材料と同じで一体的に形成された突起部であ
るので、圧電板の加工時に設計によって予め決定した位
置に突起部を設けることができる。

【００１９】請求項４の発明によれば、抑制部が貫通孔
あるいは非貫通孔であり、境界条件が変化することによ
り、主振動は励振電極下近傍に閉じ込められ、エネルギ
ー閉じ込め効果を得ることができる。

【００２０】請求項６の発明によれば、スプリアス振動
エネルギーを抑制する抑制部として、励振電極に近い側
に貫通孔あるいは非貫通孔を設け、これら貫通孔あるい
は非貫通孔の外側に突起部を設けたことにより、主振動
は励振電極下近傍に閉じ込められ、エネルギー閉じ込め
効果を得ることができ、主振動の外側に振動変位がおよ
ぶ変位特性が急峻であるスプリアスモードの振動エネル
ギーが減衰する。

【００２１】請求項７の発明によれば、抑制部にスプリ
アス振動エネルギーの抑制を強化する適当量の樹脂材を
設けているので、スプリアス振動エネルギーの抑制を強
化するとともに、突起部あるいは非貫通孔で構成される
抑制部をマーカーとし、ここに樹脂材を設けることによ
り、圧電振動デバイスの振動特性の微調整を行うことが
できる。

【００２２】請求項８の発明によれば、一般にスプリア
スの影響を受けやすい圧電フィルタにおいて、スプリア
ス抑制を効率的に行うことができる。

【００２３】

【実施例】本発明の第１の実施例についてＭＣＦ（モノ
リシッククリスタルフィルタ）を例にとり、図面を参照
して説明する。図１は本発明の第１の実施例を示す斜視
図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図でかつ各振動モー
ドの振動変位を示した図であり、図３は図１のＢ−Ｂ断
面図で各振動モードの振動変位を示した図である。圧電
体である水晶板１は、全体としてその板面の中央部分の
両面が凹んだ両面凹形状を有している。凹形の中央部分
は薄肉で圧電振動領域１１とされており、表面には入力
電極１３と出力電極１４が並列して形成され、裏面の凹
部にはこれら各電極に対応した共通電極１５が形成され
ている。入力電極と出力電極からは各々引出電極１３
ａ，１４ａが外周端部に引き出され、共通電極１５から
は引出電極１５ａ（図示せず）が同じく外周端部まで引
き出されている。圧電振動領域１１の外周部には圧電振
動領域に比較して数倍厚肉の補強部１２が設けられると
ともに、この補強部１２から圧電振動領域の内方に向か
う突起部（抑制部）１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが
入力電極，出力電極の各々に対し、前記Ｂ−Ｂ断面方向
に伸長形成されており、また、補強部とは連続していな
い別の突起部１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈが上記電
極の各々に対し、前記Ａ−Ａ断面方向に対向して形成さ
れている。なお、裏面においても上記構成に対応した突
起部が設けられている。

【００２４】各部分の厚さは例えば９０ＭＨｚの周波数
を得る場合、圧電振動領域の厚さは１８μm，補強部の
厚さは８０μmであり、突起部の高さは２０μm程度、圧
電振動領域の面積は約２mm2、入出力電極の面積は約
０．１mm2の微細な構成である。このような凹形の圧電
振動領域あるいは突起部の形成はウェットエッチング
法、ドライエッチング法等の微細加工で行う。また、電
極形成は真空蒸着法等により形成することができる。な
お、各電極材料にはアルミニウム、銀等が用いられる。

【００２５】なお、図示していないがこのような水晶板
１をアルミナ等のセラミックスからなるパッケージに収
納し、各引出電極を外部に導出するための電気的接続を
行い、蓋板にてパッケージ上面と気密接合して表面実装
型の水晶振動子を得ることができる。

【００２６】作用の項において説明したように、上記構
成により図２，図３で示す振動変位領域が、より外側に
ある（１，１，３）あるいは（１，３，１）モード等の
スプリアスモードの振動エネルギーが抑制部の負荷質量
効果で減じられ、スプリアスが抑制された圧電振動を得
ることができる。また、この抑制部は設計段階でその配
置位置を決定し、しかも水晶で構成しているので、効率
的かつ安定してスプリアスを抑制することができる。

【００２７】突起部の他の形成例を図４から図７により
説明する。各図は凹形状をした圧電体を示す断面図であ
り、それぞれ圧電振動領域１１とその周囲の補強部１２
とからなっている。負荷質量効果を調整する場合、図４
に示すように突起部の高さを補強部の高さ（厚さ）より
低くしてもよいし（図中ｖを突起部の高さ、ｔを補強部
の高さとすると ｖ＜ｔとする）、図５に示すように表
裏の突起部の高さを変えて（図中表面の突起部の高さを
ａ，裏面の高さをｂとすると ａ＜ｂとする）、最適な
負荷質量を得るようにしてもよい。また、突起部の形成
は図６に示すように一方の面にのみ形成してもよいし、
図７に示すように表裏両面に設ける場合でも、対称に設
けずに若干のずれを持って形成してもよい。なお、各図
において励振電極（入出力電極等）の表示は省略してい
る。

【００２８】本発明の第２の実施例について、高周波型
の水晶振動子を例にとり図面を参照して説明する。図８
は第２の実施例を示す斜視図である。圧電体である水晶
板２は、全体としてその板面の中央部分の両面が凹んだ
両面凹形状を有している。凹形の中央部分は薄肉で圧電
振動領域２１とされており、表裏面には励振電極２３，
２３（裏面については点線で図示）が形成されている。
各励振電極からは各々引出電極２３ａ，２３ａが外周端
部に引き出されている。圧電振動領域２１の外周部には
圧電振動領域に比較して数倍厚肉の補強部２２が設けら
れるとともに、励振電極２３，２３の４辺の周囲には各
辺に平行に細長い筋状の突起部２４ａ，２４ｂ，２４
Ｃ，２４ｄが水晶板と一体的に設けられている。なお、
裏面においても上記構成と対称に突起部が設けられてい
る。この実施例によれば、スプリアス振動エネルギーを
抑制する位置に突起部（抑制部）を設けているので、ス
プリアスモードが励振されなくなる。このように細長い
筋状の突起部を形成することにより、抑制部の抑制効果
をさせることができる。

【００２９】本発明の第３の実施例についてＭＣＦ（モ
ノリシッククリスタルフィルタ）を例にとり、図面を参
照して説明する。図９は本発明の第３の実施例を示す斜
視図である。圧電体である水晶板３は、全体としてその
板面の中央部分の片面のみが凹んだ凹形状を有してい
る。凹形の中央部分は薄肉で圧電振動領域３１とされて
おり、圧電振動領域３１の外周部には圧電振動領域に比
較して数倍厚肉の補強部３２が設けられている。そし
て、この圧電振動領域の外周部の補強部３２の左右辺
に、溝状に延びた電極引きだし領域３４，３４が設けら
れている。圧電振動領域の裏面には入力電極と出力電極
（図示せず）が並列して形成され、表面にはこれら各電
極に対応した共通電極３３が形成されている。入力電極
と出力電極は各々引出電極により外周端部に引き出さ
れ、共通電極はこの電極引きだし領域３４，３４をとお
る引出電極３４ａ，３４ａにより外周端部に引き出され
ている。また前記補強部３２から圧電振動領域の内方に
向かって突起部（抑制部）３５ａ、３５ｂ，３５ｃ、３
５ｄがそれぞれ入力電極，出力電極を介して対向して伸
長形成されている。裏面には突起部は設けられていな
い。なお、溝状の電極引き出し領域は水晶板の角部に設
けてもよく、またこの電極引き出し領域に引出電極形成
後、樹脂等を注入し、水晶板全体の機械的強度を向上さ
せてもよい。

【００３０】本発明の第４の実施例についてＭＣＦ（モ
ノリシッククリスタルフィルタ）を例にとり、図面を参
照して説明する。図１０は本発明の第４の実施例を示す
斜視図である。基本構成は第１、第３の実施例に類似し
ているが、突起部の構成が一部異なっている。圧電体で
ある水晶板４は、全体としてその板面の中央部分の片面
のみが凹んだ凹形状を有している。凹形の中央部分は薄
肉で圧電振動領域４１とされており、表面には入力電極
４３と出力電極４４が並列して形成され、裏面にはこれ
ら各電極に対応した共通電極（図示せず）が形成されて
いる。入力電極と出力電極からは各々引出電極４３ａ，
４４ａが外周端部に引き出され、共通電極からは引出電
極が同じく外周端部まで引き出されている。圧電振動領
域４１の外周部には圧電振動領域に比較して数倍厚肉の
補強部４２が設けられるとともに、この補強部４２から
圧電振動領域の内方に向かう突起部（抑制部）４５ａ、
４５ｂ，４５ｃ、４５ｄがそれぞれ入力電極，出力電極
を介して対向して伸長形成されるとともに、その先端が
Ｔ字型に形成されている。また、上記各突起部の対向す
る方向と直交する方向に突起部４５ｅと４５ｆ，４５ｇ
と４５ｈがそれぞれ対向して設けられている。なお、裏
面には突起部は設けられていない。前記各突起部４５
ａ、４５ｂ，４５ｃ、４５ｄはＴ字型部分の長さ、幅等
を調整することにより、所望のスプリアス抑制を行うこ
とができる。このように突起部の面積を大きくすること
により、製造誤差による抑制部のずれが生じたとして
も、スプリアス振動の抑制効果を低下させないようにす
ることができる。

【００３１】本発明の第５の実施例についてＭＣＦ（モ
ノリシッククリスタルフィルタ）を例にとり、図面を参
照して説明する。図１１は本発明の第５の実施例を示す
斜視図である。基本構成は第４の実施例等に類似してい
るが、突起部の構成が異なっている。圧電体である水晶
板５は、全体としてその板面の中央部分の片面のみが凹
んだ凹形状を有している。凹形の中央部分は薄肉で圧電
振動領域５１とされており、表面には入力電極５３と出
力電極５４が並列して形成され、裏面にはこれら各電極
に対応した共通電極（図示せず）が形成されている。入
力電極と出力電極からは各々引出電極５３ａ，５４ａが
外周端部に引き出され、共通電極からは引出電極が同じ
く外周端部まで引き出されている。圧電振動領域５１の
外周部には圧電振動領域に比較して数倍厚肉の補強部５
２が設けられるている。入力電極５３の三方の周囲には
柱状の突起部５５ａ、５５ｂ，５５ｃ、５５ｄ，５５
ｅ，５５ｆが設けられ、出力電極５４の三方の周囲には
同じく柱状の突起部５５ｇ，５５ｈ，５５ｉ，５５ｊ，
５５ｋ，５５ｌが設けられている。なお、裏面には突起
部は設けられていない。前記各突起部の配置、大きさは
スプリアス振動モードの分布に応じて決定すればよい。

【００３２】本発明の第６の実施例についてＭＣＦ（モ
ノリシッククリスタルフィルタ）を例にとり、図面を参
照して説明する。図１２は本発明の第６の実施例を示す
斜視図であり、図１３は図１２のＣ−Ｃ断面図である。
基本構成は第５の実施例等に類似しているが、抑制部の
構成が異なっている。圧電体である水晶板６は、全体と
してその板面の中央部分の両面が凹んだ両面凹形状を有
している。凹形の中央部分は薄肉で圧電振動領域６１と
されており、表面には入力電極６３と出力電極６４が並
列して形成され、裏面にはこれら各電極に対応した共通
電極（図示せず）が形成されている。入力電極と出力電
極からは各々引出電極６３ａ，６４ａが外周端部に引き
出され、共通電極からは引出電極が同じく外周端部まで
引き出されている。圧電振動領域６１の外周部には圧電
振動領域に比較して数倍厚肉の補強部６２が設けられる
ている。入力電極５３，出力電極５４の各々三方の周囲
には、これら電極の各辺に平行に溝状の貫通孔６５ａ、
６５ｂ，６５ｃ、並びに６５ｄ，６５ｅ，６５ｆが設け
られている。これら各貫通孔はスプリアス振動エネルギ
ーを減衰させる抑制部となるとともに、所望の主振動の
振動エネルギーを入出力電極下に閉じ込める作用を有し
ている。

【００３３】なお、図１４で示す断面図に示すように、
上記貫通孔に替えて水晶板６を貫通しない非貫通孔６６
ａ，６６ｂであってもよい。この場合上記実施例に比べ
て、水晶板全体の機械的強度の向上が見込める。

【００３４】本発明の第７の実施例についてＭＣＦ（モ
ノリシッククリスタルフィルタ）を例にとり、図面を参
照して説明する。図１５は本発明の第７の実施例を示す
斜視図であり、図１６は図１５のＤ−Ｄ断面図である。
基本構成は第６の実施例等に類似しているが、抑制部が
複合構成となっている。圧電体である水晶板７は、全体
としてその板面の中央部分の両面が凹んだ両面凹形状を
有している。凹形の中央部分は薄肉で圧電振動領域７１
とされており、表面には入力電極７３と出力電極７４が
並列して形成され、裏面にはこれら各電極に対応した共
通電極７０が形成されている。入力電極と出力電極から
は各々引出電極７３ａ，７４ａが外周端部に引き出さ
れ、共通電極７０からは引出電極が同じく外周端部まで
引き出されている。圧電振動領域７１の外周部には圧電
振動領域に比較して数倍厚肉の補強部７２が設けられて
いる。入力電極７３，出力電極７４の各々三方の周囲に
は、これら電極の各辺に平行に溝状の非貫通孔７５ａ、
７５ｂ，７５ｃ、並びに７５ｄ，７５ｅ，７５ｆが設け
られている。また、上記各貫通孔の後方（補強部側）に
はそれぞれ細長い筋状の突起部７６ａ、７６ｂ，７６
ｃ、並びに７６ｄ，７６ｅ，７６ｆが設けられている。
各貫通孔はスプリアス振動エネルギーを減衰させる抑制
部となるとともに、所望の主振動の振動エネルギーを入
出力電極下に閉じ込める作用を有しており、その後方の
突起部でスプリアス振動エネルギーをさらに減衰させて
いる。なお、上記非貫通孔とその後方の突起部との間
隔、位置は、振動エネルギーの分布状況によって最適位
置等を決定すればよい。

【００３５】第７の実施例の他の構成例を図１７に示し
た断面図とともに説明する。図１７は非貫通孔あるいは
突起部の配置を表裏で若干ずらせて対向配置している例
である。表面の非貫通孔７５ｇ，７５ｉの位置に対し
て、裏面の非貫通孔７５ｈ，７５ｊは対称の位置にない
ように若干外側に配置している。これに伴い突起部７６
ｇ，７６ｉの位置に対して、裏面の突起部７６ｈ，７６
ｊも外側に偏在させている。この場合上記実施例に比べ
て、非貫通孔形成に伴う極薄肉部分が形成されないた
め、水晶板全体としての機械的強度の向上が見込める。

【００３６】第７の実施例のもう一つの他の構成例を図
１８に示した断面図とともに説明する。図１８は非貫通
孔の深さを表裏で異ならせるとともに、その後方の突起
部の数を増加させている例である。表面の非貫通孔７５
ｋに対して対向する裏面の非貫通孔７５ｌの孔の深さが
深く形成されている。また表面の非貫通孔７５ｍに対し
て対向する裏面の非貫通孔７５ｎの孔の深さが浅く形成
されている。また、非貫通孔の後方には２列に整列配置
された突起部７６ｋ，７６ｌ，７６ｍ，７６ｎが設けら
れている。

【００３７】第７の実施例のように、貫通孔あるいは非
貫通孔と、突起部をの組み合わせた複雑な構成は、フォ
トリソグラフィによるエッチング法、ドライエッチング
法等の微細加工方法を用いれば、予め設定した位置に構
成度で設けることができる。

【００３８】本発明の第８の実施例について、図１９で
示す断面図とともに説明する。圧電体である水晶板８
は、全体としてその板面の中央部分の両面が凹んだ両面
凹形状を有している。凹形の中央部分は薄肉で圧電振動
領域８１とされており、表裏面には励振電極８３，８３
が形成されている。圧電振動領域８１の外周部には圧電
振動領域に比較して数倍厚肉の補強部８２が設けられて
いる。励振電極８３の周囲には、これら電極の各辺に平
行に小溝状の非貫通孔８４ａ、８４ｂが設けられてい
る。また、上記非各貫通孔の後方（補強部側）にはそれ
ぞれ細長い峰状の突起部８５ａ、８５ｂが設けられてい
る。各貫通孔はスプリアス振動エネルギーを減衰させる
抑制部となるとともに、所望の主振動の振動エネルギー
を入出力電極下に閉じ込める作用を有しており、その後
方の突起部でスプリアス振動エネルギーをさらに減衰さ
せている。これら非貫通孔あるいは突起部は設計段階で
スプリアスを抑制するのに適当な位置に配置され、スプ
リアス抑制における最適位置を表示するマーカーとなっ
ている。電気的特性の調整を実施する場合、この調整段
階で、これら部分の少なくとも１つに例えばエポキシ樹
脂等の樹脂材Ｓを突起部あるいは非貫通孔に少量設ける
ことにより、スプリアス振動エネルギーの減衰をモニタ
リングしながら、これを効果的に抑制できる。このよう
な微調整は、上述の各実施例において実施可能である。

【００３９】なお、上記各実施例で圧電体として水晶板
を用いたが、タンタル酸リチウム等の他の単結晶圧電体
でもよく、あるいは加工技術が制限されるが圧電セラミ
ックスを用いてもよい。また、振動モードとして厚みす
べり振動を例示したが、他の振動モードの圧電体にも適
用できる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、圧電振動領域の表裏両
面あるいはいずれか一方の面の励振電極形成部分以外の
領域に、スプリアス振動エネルギーを抑制する少なくと
も１つの抑制部を設けているので、例えば（１，１，
３）モード、あるいは（３，１，１）モード等の本来不
要なモードであるスプリアスモードが励振されにくくな
る。よって、周波数変動、ジャンプ現象等が抑制された
電気的特性面で信頼性の高い水晶振動子、ＭＣＦ（モノ
リシッククリスタルフィルタ）等の高周波圧電振動デバ
イスを得ることができる。

【００４１】請求項２の発明によれば、抑制部が突起部
であり、この質量負荷にてスプリアス振動エネルギーを
吸収、減衰させるのでスプリアスモードが励振されにく
くなる。

【００４２】請求項３の発明によれば、抑制部が圧電板
を構成する材料と同じで一体的に形成された突起部であ
るので、圧電板の加工時に設計によって予め決定した位
置に高精度に突起部を設けることができる。

【００４３】請求項４の発明によれば、抑制部が貫通孔
あるいは非貫通孔であり、境界条件が変化することによ
り、主振動は励振電極下近傍に閉じ込められ、エネルギ
ー閉じ込め効果を得ることができる。

【００４４】請求項６の発明によれば、スプリアス振動
エネルギーを抑制する抑制部として、励振電極に近い側
に貫通孔あるいは非貫通孔を設け、これら貫通孔あるい
は非貫通孔の外側に突起部を設けたことにより、主振動
は励振電極下近傍に閉じ込められ、エネルギー閉じ込め
効果を得ることができ、また主振動の外側に振動変位が
およぶ変位特性が急峻であるスプリアスモードの振動エ
ネルギーが減衰する。よって、効率のよいスプリアス抑
制が行え、高信頼性の電気的特性を得ることができる。

【００４５】請求項７の発明によれば、抑制部にスプリ
アス振動エネルギーの抑制を強化する適当量の樹脂材を
設けているので、スプリアス振動エネルギーの抑制を強
化するとともに、突起部あるいは非貫通孔で構成される
抑制部をマーカーとし、ここに樹脂材を設けることによ
り、圧電振動デバイスの振動特性の微調整を行うことが
できる。

【００４６】請求項８の発明によれば、一般にスプリア
スの影響を受けやすい圧電フィルタにおいて、スプリア
ス抑制を効率的に行うことができ、電気的特性の優れた
圧電フィルタを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す斜視図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図４】突起部の実施形態を示す断面図。

【図５】突起部の実施形態を示す断面図。

【図６】突起部の実施形態を示す断面図。

【図７】突起部の実施形態を示す断面図。

【図８】本発明の第２の実施例を示す斜視図。

【図９】本発明の第３の実施例を示す斜視図。

【図１０】本発明の第４の実施例を示す斜視図。

【図１１】本発明の第５の実施例を示す斜視図。

【図１２】本発明の第６の実施例を示す斜視図。

【図１３】図１２のＣ−Ｃ断面図。

【図１４】本発明の第６の実施例の他の例を示す断面
図。

【図１５】本発明の第７の実施例を示す斜視図。

【図１６】図１５のＤ−Ｄ断面図。

【図１７】本発明の第７の実施例の他の例を示す断面
図。

【図１８】本発明の第７の実施例のもう一つの他の例を
示す断面図。

【図１９】本発明の第８の実施例を示す断面図。

【図２０】従来例を示す断面図。

【符号の説明】

１，２，３，４，５，６，７，８，９ 水晶板（圧電
体） １１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９
１ 圧電振動領域 １２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９
２ 補強部 １３，１４，２３，４３，４４，５３，５４，６３，６
４，７３，７４，８３，８４，９３ 励振電極（入出力
電極） １５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１
５ｇ，１５ｈ，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，３５
ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，４５ａ，４５ｂ，４５
ｃ，４５ｄ，４５ｅ，４５ｆ，４５ｇ，４５ｈ，５５
ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ，５５ｅ，５５ｆ，５５
ｇ，５５ｈ，５５ｉ，５５ｊ，５５ｋ，５５ｌ，７６
ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ，７６ｅ，７６ｆ 突起部
（抑制部） ６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅ，６５ｆ 貫
通孔（抑制部） ６６ａ，６６ｂ，７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄ，７
５ｅ，７５ｆ，７５ｇ，７５ｈ，７５ｉ，７５ｊ，８４
ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄ 非貫通孔（抑制部） Ｓ 樹脂材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄肉で表裏に少なくとも一対の励振電極
   が形成された圧電振動領域と、この圧電振動領域に続い
   てその周囲に設けられた厚肉の補強部からなる圧電板を
   有する高周波圧電振動デバイスにおいて、前記圧電振動
   領域の表裏両面あるいはいずれか一方の面の励振電極形
   成部分以外の領域に、スプリアス振動エネルギーを抑制
   する少なくとも１つの抑制部を設けたことを特徴とする
   高周波圧電振動デバイス。
2. 【請求項２】 抑制部が突起部であることを特徴とする
   特許請求項１記載の高周波圧電振動デバイス。
3. 【請求項３】 抑制部が圧電板を構成する材料と同じで
   一体的に形成された突起部であることを特徴とする特許
   請求項１，２記載の高周波圧電振動デバイス。
4. 【請求項４】 抑制部が貫通孔あるいは非貫通孔である
   ことを特徴とする特許請求項１記載の高周波圧電振動デ
   バイス。
5. 【請求項５】 抑制部が励振電極から所定の距離を隔て
   て、励振電極の少なくとも一部の周囲の領域に形成され
   ていることを特徴とする特許請求項第１，２，３，４項
   記載の高周波圧電振動デバイス。
6. 【請求項６】 薄肉で表裏に少なくとも一対の励振電極
   が形成された圧電振動領域と、この圧電振動領域に続い
   てその周囲に設けられた厚肉の補強部からなる圧電板を
   有する高周波圧電振動デバイスにおいて、前記圧電振動
   領域の表裏両面あるいはいずれか一方の面の励振電極形
   成部分の周囲の領域に、スプリアス振動エネルギーを抑
   制する抑制部として、励振電極に近い側に貫通孔あるい
   は非貫通孔を設け、これら貫通孔あるいは非貫通孔の外
   側に突起部を設けたことを特徴とする高周波圧電振動デ
   バイス。
7. 【請求項７】 抑制部にスプリアス振動エネルギーの抑
   制を強化する適当量の樹脂材を追加的に設けたことを特
   徴とする特許請求項第１，２，３，４，５，６項記載の
   高周波圧電振動デバイス。
8. 【請求項８】 圧電振動領域の表面に入力電極、出力電
   極が形成され、裏面に共通電極が形成されたことを特徴
   とする特許請求項第１，２，３，４，５，６，７項記載
   の圧電フィルタ。