JPH0927729A

JPH0927729A - 厚味モード圧電振動子

Info

Publication number: JPH0927729A
Application number: JP19901795A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hirama; 宏一平間
Original assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Current assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1995-07-12
Publication date: 1997-01-28
Anticipated expiration: 2015-07-12
Also published as: JP3542416B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電極の大きさに関係なく、任意に、このスプ
リアスの発生周波数の位置を制御し得る圧電振動子を提
供する。【解決手段】圧電基板上の励振用電極部の外径方向
に、前記励振電極部の遮断周波数よりも高い遮断周波数
を持った溝部を環状に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は厚味モード圧電振動
子に関し、例えばATカット水晶振動子の様なエネルギ閉
じ込め型厚味モード圧電振動子に於いて、インハーモニ
ック・スプリアスの発生周波数を主振動周波数から引き
離し得るようにした圧電振動子に関する。

【０００２】

【従来技術】従来からATカット水晶振動子等の厚味モー
ド圧電振動子は、その周波数温度特性が優れていること
から、発振器に多用されている。水晶振動子の様な圧電
振動子においては、1963年のショックレー等によるエネ
ルギー閉じ込め振動理論の定式化により、インハーモニ
ック・スプリアス（以下、スプリアスと言う）の少ない
設計をシステマティックに実現できるようになった。し
かし、このエネルギ閉じ込め型振動子においては、スプ
リアスの発生位置が電極の大きさの決定に伴って一義的
に決まってしまうため、スプリアスの発生位置を制御す
ることが困難であり、その結果、重要な周波数位置にス
プリアスが発生して特性を乱すという不具合があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電極
の大きさに関係なく、任意に、このスプリアスの発生周
波数の位置を制御し得る圧電振動子を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】本発明は上記課題を解決す
るために、請求項１では、圧電基板上の励振用電極部の
外径方向に、前記励振電極部の遮断周波数よりも高い遮
断周波数を持った溝部を環状に設けたことを特徴とす
る。請求項２では、励振用電極部の下部に位置する圧電
基板部分の厚みをその周辺部の圧電基板部分に比して厚
くすると共に、前記励振電極部の周縁から外径方向に所
要距離離れた圧電基板上に周辺部電極を形成することに
よって、前励振用電極部の周縁部に高い遮断周波数を持
った溝部を形成したことを特徴とする。

【０００５】請求項３では、励振用電極部の下部に位置
する圧電基板部分の厚みをその周辺部の圧電基板部分に
比して厚くすると共に、前記励振電極部の外径方向の圧
電基板部分に、前記励振電極部の遮断周波数よりも高い
遮断周波数を持った溝部を設けたことを特徴とする。請
求項４では、圧電基板上の励振用電極部の電極厚みを、
その外径方向に配置した周辺部電極の厚みより大きくす
ると共に、前記励振用電極と前記周辺部電極との境界部
分の電極を除去することによって、前記励振用電極部周
辺部に、前記励振用電極部の遮断周波数よりも高い遮断
周波数を持った溝部を設けたことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施例に基づいて
本発明を詳細に説明するが、その前に本発明の原理を図
２を用いて説明する。例えば、実際のATカット水晶振動
子は、二次元形状であって、異方性であり、且つ、圧電
性を持っているが、以下に説明する解析に際しては、振
動子を等方性とみなし、純弾性の一次元の解析を行う。
しかし、その特徴を把握する上では振動子を等方性とみ
なしても、格別問題は生じない。即ち、 1.異方性は、基板厚みと、各領域の寸法との比に異方性
の程度に合わせた適当な補正係数を掛けることにより、
等方性として解析が可能である。 2.二次元形状は、異方性定数に合わせて楕円形状とする
ことにより、一次元解析を二次元形状の場合に応用可能
である。 3.圧電性については、純弾性の場合の解析に於て、圧電
性に応じて周波数低下量を増やすことで、良く近似でき
る。

【０００７】従って、これらの前例を応用し、本発明に
おいても、解析モデルとしては、図２に示す様に、純弾
性・等方性である板厚(2H)の基板の Z方向の伝搬方向に
長さ(2a)の電極を配したSH波（厚みねじれ振動波）を考
える。なお、図２では水晶振動子の断面図の右半分のみ
を表示してある。

【０００８】図２において、振動子が振動する場合の各
領域の変位を任意常数A,B,C,D,E を用いて以下のように
おく。Ｕ_XI＝Ａcos k₁ｚ・ｅ^jwt ・・・（１）Ｕ_XII ＝（Ｂｃｈｋ₂ ｚ＋Ｃｓｈｋ₂ ｚ）・ｅ^jwt ・・・（２）Ｕ_XIII＝（Ｄｃｈｋ₃ ｚ＋Ｅｓｈｋ₃ ｚ）・ｅ^jwt ・・・（３）ここで、k1,k2,k3は各領域において振動が伝搬する速度
関係を表す定数であって、その周波数で位相回転量が２
πとなる距離（長さ）を表し、夫々下記の式で表され
る。ｋ₁ ＝（ｎπ／Ｈ）√｛（ｆ／ｆ₁ ）² −１｝・・・（４）ｋ₂ ＝（ｎπ／Ｈ）√｛１−（ｆ／ｆ₂ ）² ｝・・・（５）ｋ₃ ＝（ｎπ／Ｈ）√｛１−（ｆ／ｆ₃ ）² ｝・・・（６） ω＝２πｆ・・・（７）又、ｆは振動子全体の共振周波数、ｆ１, ｆ２, ｆ３
は、それぞれ領域I,II,IIIの遮断周波数、ｔは時間、ｎ
はオーバートーン次数である。

【０００９】図２の a点と q点の境界点では、変位と力
が等しく、かつ b点において力が働いていないと言う条
件から、任意定数A,B,C,D,E の比を求め、振動子全体の
共振周波数を表す次の周波数方程式を得ることができ
る。

【００１０】

【数１】次に、求めた数式(8) の周波数方程式に寸法データを代
入して数値計算を行う。この数値計算に際し、次のパラ
メーターを導入する。 △＝（ｆ₃ −ｆ₁ ）／ｆ₁ ・・・（９）この量は、“基準化遮断周波数差”を表す。即ち、領域
Iの遮断周波数で領域I と領域III の遮断周波数の差を
割ったもので、振動子の振動の物理的意味を把握するた
めに、基準化したものである。また式（１０）で表され
る量は、 ψ＝（ｆ−ｆ₁ ）／（ｆ₃ −ｆ₁ ）・・・（１０） “基準化共振周波数”である。ここにｆは、共振周波
数、ｆ１, ｆ２、ｆ３は、それぞれ領域I 、II、III の
遮断周波数である。

【００１１】更に、次の“溝深さ( ν) ”なる量を新た
に導入する。これは溝の深さを夫々の遮断周波数の差の
比で表したものである。 ν＝（ｆ₂ −ｆ₃ ）／（ｆ₃ −ｆ₁ ）・・・（１１）又、下記の量を“閉じ込め係数”と定義する。（ｎａ／Ｈ）√△ ・・・（１２）これは、電極寸法を基板厚みで基準化したものに、周波
数低下量の平方根を掛けたものであり、各部寸法とオー
バートーン次数で決まる量である。

【００１２】以下に求めるものは、“周波数スペクトラ
ム”と呼ばれ、横軸が“閉じ込め係数”、縦軸が“基準
化共振周波数”の関係を数式(8) から、図２の解析モデ
ルのパラメータに基づいて求める。この周波数スペクト
ラムを求めるに先立ち、図３に示すような従来の溝がな
い有限板の周波数スペクトラムを求めると図４となる。
これは、前記数式(8) で、ｑ＝ａ・・・（１３）とした場合に相当する。

【００１３】図４に示す周波数スペクトラムは、図３に
示す電極寸法a と基板寸法b の比を4としたものであ
る。縦軸が“基準化共振周波数ψ”（数式(10)参照）、
横軸が“閉じ込め係数”（数式(12)参照）であり、図中
の実線が、有限板の場合であって、それぞれ,S０,a０S
１,a１,S２,a２・・・・モードに対応している。また、Sｉ
が対象モードa ｉが非対象モードであり、参考のために
振動子が無限板の場合のS ０モードを点線で併記する。

【００１４】なお、無限板のS ０モード以外の高次のモ
ードについては図示を省略したが、有限板と無限板との
差はそれ程顕著ではなく、図４の上では重なってみえる
程度の差しかない。一方S ０モードに於いては、横軸が
零の所でも、縦軸ψが， φ＝１・・・（１４）の所から始まらず、１より小さくなり、0.75程度の中間
値になることは、注意に値する。即ち、図５に、この振
る舞いを詳しく検証するする為に、電極寸法a と基板寸
法b の比を幾つか変えた場合の様子を示す。この図５よ
り、S ０モードが横軸が零である所と接する縦軸の点
は、 ψ＝１−（ａ／ｂ）・・・（１５）の点であり、ここから S０モードが始まることが判る。

【００１５】この図５や数式（１５）の現象の意味する
ところは、以下通りである。即ち、１９６３年ショック
レー等によるエネルギー閉じ込め振動理論におけるエネ
ルギー閉じ込め量は、電極寸法a に対する基板寸法b の
大きさで制限されるということを意味している。この理
論に従えば、エネルギー閉じ込め量を大きくするために
は、電極寸法a に対する基板寸法b を大きくする以外に
は手段がないことになる。後述するように、本発明の溝
つき振動子によれば、上述した制限なく、エネルギー閉
じ込め量を大きくすることが可能となり、しかも、その
手段を利用して、スプリアスを任意の点に設定可能とな
る。

【００１６】次に、最低次非対象モードについて検討す
る。非対象モードを解析する場合には、数式（１）にお
いて、関数形を対象形のcos から非対象形のsin に置き
換えて、同様の解析を行えばよいが、その途中は省略
し、結果のみを示す。図６には、最低次非対称モードa
０について、ψ=1近傍を詳細に計算したものを示す。縦
軸は基準化共振周波数ψであるが、目盛りを大きく拡大
してある。寸法比(b/a)を大きく変えても、出発点とし
てはほとんど変わらない事が判る。

【００１７】即ち、図６から明らかなように、寸法比b/
a を変えてもψ=1における横軸値はほとんど変化せず、
ψ=1における横軸の値を大きくする上では、何等役に立
たない。このような性質は従来の圧電振動子の全てに共
通したもので、従来、上述したようなショックレー理論
に縛られて、それ以上の検討がなされなかった。本発明
は、このψ=1からのモード出発点（横軸の値）を大きく
することによって、エネルギー閉じ込め量を大きくする
手段を提供するものである。

【００１８】図７は、図２に示した本発明による溝つき
振動子（有限板）に関して、解析モデル化し、その数値
解析を行った結果の周波数スペクトラムである。縦軸が
基準化共振周波数ψ、横軸が“閉じ込め係数”である。
パラメータは、溝の長さ(q/a) と溝深さ( ν) であり、
S ０モードとS １モードの両方のモードを示しており、
実線が溝付きの場合、点線が参考の為に記した溝無しの
場合である。図７から明らかなように、まずS ０モード
については、溝の程度が大きくなるに従い、縦軸との切
辺がψの大きい方に変化する傾向がある。そして、溝の
長さ(q/a) が1.5 で、溝深さ( ν) が2 の場合、溝無し
で無限板の場合と同じ様なスペクトラムとなっている。

【００１９】S １モードでは、溝の程度が大きくなるに
従い、曲線が右側に移動して、このモードが発生する
“閉じ込め係数”が大きくなっていることが判る。この
現象は、実用的には極めて好都合であって、エネルギー
閉じ込め型共振子を設計するとき、S １モードが発生す
る点に横軸“閉じ込め係数”を設定するが、溝を設ける
と、S1モードが発生する点の値が大きくなるので、エネ
ルギ閉じ込め量が大きくできる。本来、この二つのモー
ドS ０,S１の間に反対称モードa ０があるが、このモー
ドは、圧電的に励振されないので、何等問題はなく、単
にS １モードに専ら着目すればよい。以上説明したよう
にこの溝付き振動子では、より大きな閉じ込め係数を採
用できるため、主振動S ０モードの閉じ込めの程度は、
溝無しの場合に比べて大きくなる。

【００２０】図８は、S １モード発生点近傍の閉じ込め
係数と溝の深さとの関係を詳細に求めたものである。こ
の結果からも明らかなように、このS １モード発生点
は、溝の長さ(q/a) と溝深さ( ν) にのみ影響され、素
板寸法(b/a) には無関係である。同６図を参照してこの
関係を定量的に把握すると、横軸が溝の深さ( ν) 、縦
軸が“閉じ込め係数”、パラメーターが溝の長さ(q/a)
であって、横軸の溝深さ( ν) が 0 の場合には、全
ての曲線は縦軸“閉じ込め係数”が以下の値から始まっ
ている。（ｎａ／Ｈ）√△＝（√２）／２・・・（１６）これは、溝無しの場合と一致するもので、上記の解析が
正しいことの裏付けともなる。また、図８に於いて、溝
の長さ(q/a) が1.05で、溝深さ( ν) が 2の場合、“閉
じ込め係数”は、約0.795 であるのに対し、溝無しの従
来の振動子は0.71であるから、本発明の溝付き振動子で
は従来に比べて約10% 以上も大きくなり、エネルギー閉
じ込めの効果は大きい。

【００２１】次に、以上のように閉じ込め係数が大きく
なると、主振動とスプリアスの周波数間隔が広がること
を、図９の概念図を用いて説明する。図９には、主振動
モード(S０) と、一次のスプリアス・モード(S１) につ
いての周波数スペクトラムを図示してある。実線が溝付
き構造の場合、点線が従来の溝無し構造の場合である。
この図からも明らかなように、主振動モード(S０) で
は、例えば横軸のA 点における縦軸目盛り値が、溝無し
・溝付きでほとんど値が変わらないのに対して、一次の
スプリアス・モード(S１) では、A 点における両者の値
が大きく変わっている。即ち、図９において、横軸は、
“閉じ込め係数”として、上記の設計値Ａ点を選んだと
すると、この時の、主振動モード(S０) と、一次のスプ
リアス・モード(S１) の周波数間隔は、溝無しの場合は
線分(q-q')であり、本発明の溝付きの場合は線分(p-p')
である。図９より、明らかなように、線分(p-p')の方が
はるかに大きくなるので、本発明の溝付きの場合の方が
周波数間隔が広くなることが理解出来よう。

【００２２】以上のように溝を設けることによって、高
次モードの発生する周波数が主振動の周波数と大きく離
れ、両者の周波数間隔を大きくすることができ、またそ
の程度は溝の幅、深さによってコントロールできるの
で、本発明はこの現象を積極的に利用し、スプリアスの
周波数位置を任意に制御するものである。即ち、従来の
エネルギ閉じ込め型圧電振動子と違い、本発明の溝構造
を付けることにより、同じ電極寸法、同じ遮断周波数差
でも、スプリアスの発生位置を遠くに離すことができ
る。

【００２３】以下に、上述した原理に基づいて構成し
た、エネルギー閉じ込め型ATカット厚みすべり水晶振動
子の具体例を説明する。図1(a),(b)は、本発明の実施例
を示す水晶振動子の模式的な断面構造図と平面図であ
る。この例に示す水晶振動子は、ATカットに切断された
水晶基板1 の中央部を、溝の深さに相当する量だけエッ
チング加工し、エッチングされて薄くなった主表面上の
両面に、二つの励振用の主電極2a,2b を形成すると共
に、振動子周縁に伸びるリード線部3a,3b を設けたもの
である。この場合、主電極の対向部分の遮断周波数は、
エネルギー閉じ込めの為に、周辺部5a,5b より、若干そ
の遮断周波数を下げることが有効であることは、一般の
エネルギー閉じ込め型振動子と同じである。

【００２４】例えば、直径 4mmφのATカット水晶基板1
の両面にスパッタ法により膜厚800nm のCr-Au の薄膜を
付け、溝深さに相当する厚さまで基板自体をエッチング
加工する為に、フォトエッチング法により中央部を直径
1.7mm φ の部分を除去する。このCr-Au をマスクに使
い、水晶基板を両面から50nmエッチングする。次に、水
晶基板1 の両面にスパッタ法により膜厚 100nmアルミニ
ュームの薄膜を付け、フォトエッチング法により対向部
分である直径 1.5mmφの主電極2a,2b部分と、引出し部
の幅寸法は 0.7mmであるリード線部3a,3b を形成する。
この電極を付けられた溝付き水晶基板を、従来の保持器
に収容して完成品にすることは、一般の水晶振動子と同
じである。

【００２５】図１０は、本発明の振動子を実現する際
に、各領域の遮断周波数に差を持たせる場合の具体的な
実現方法の幾つかを一般化した形で図示したものであ
る。本発明において振動子の各領域において必要とする
遮断周波数差は、基板厚味差、電極厚味差、別の材質を
付加することによる厚味差等による質量負荷効果等を用
いても良いし、電極を配することによって引き起こされ
る圧電反作用を利用した周波数低下効果を用いても良
い。

【００２６】図１０(a) から(e) に実施例の概念的断面
図を示す。なお、この例では主面の片面のみ示している
が、必要に応じて両面を同時に加工することは何等問題
はないであろう。先ず、図１０(a) は、突状の厚い中心
部１Ａと薄い（低い）周辺部５a とからなる圧電基板１
の全面に電極薄膜２a を付け、厚い中心部１Ａの周縁部
にエッチング加工等により環状の溝部４a を配し、更に
周辺部5a上には周辺部電極５Ａを形成したものである。
なお、図では電極部分2aのみを除去して溝部4aを構成す
る場合を示したが、溝部分に相当する基板面を更に溝状
に除去することによって溝を深くすることも可能であろ
う。

【００２７】図１０(b) は、低い周波数の場合、中心部
１Ａの外周に溝部4aと、周辺部5a（段差）を圧電基板１
自体に構成しておき、励振電極2aは電荷収集のみとした
ものである。図１０(c) は、全体的に平坦な圧電基板主
面にリング状の溝部4aを形成すると共に、溝部の中心部
の突部１Ａ上にのみ電極を配したものである。図１０
(d) は、圧電基板１の主面自体は全体的に平面に構成す
る一方で、全ての厚味差を電極の厚味差により構成した
もので、水晶基板を用いて,VHF帯の様な高い周波数を得
る場合に、基板に溝等の加工を加えることなく、電極の
質量付加効果によるのみでも、十分本発明を実現するこ
とが可能となる。中央部に形成した励振電極2aは、その
外周の環状の溝部4aを介して、周辺部5a上に形成した周
辺部電極５Ａにより包囲されている。

【００２８】図１０(e) は、中心部１Ａの電極2aの上に
更に、付加質量６を配し、この部分の遮断周波数を下げ
たものである。特に、図１０(d),(e) は、高結合材料を
用いた場合など、圧電反作用を利用できるので、実質的
には深い溝加工をした場合と同じ効果が得られる。な
お、付加質量６を構成する材料としては、アルミニウ
ム、銅等々、電極材料として使用可能なものであれば、
どのような材料であってもよく、蒸着、スパッタリング
等の方法により積層形成する。

【００２９】更に、本発明を適用する圧電基板形状に
は、特別な制限がないことは、従来の一般的な圧電振動
子と同じである。即ち、圧電基板形状としては、短冊形
状でも良いし、円形、楕円形、いずれでも良い。また、
厚味も、コンベックス状や、ベベル形状でも良い。又、
溝部の深さ間隙は、全ての部分で一様である必要もない
ことは言うまでもない。又、基板形状としては、図１１
の様な逆メサ形状の圧電基板の上に、本発明の励振用電
極2a,2b 、溝部4a,4b 、周辺部電極５Ａ、５Ｂが配され
た形状であっても同様の効果を得ることができる。

【００３０】即ち、本発明は、エネルギー閉じ込め現象
を利用し、中央部励振電極部に振動エネルギーを集中さ
せているので、圧電基板の周辺端部の形状の様子が特性
にあまり影響しない。実際、本発明の解析でも、プリア
ススプリアス・モードについては、有限板でも、無限板
でも、ほとんど変わりがないことは既に指摘した。又、
主振動モードS ０についても、図４に示す様に、実際に
使用される“閉じ込め係数”の範囲では、これもほとん
ど変わりがない。従って、周辺部の形状には、ほとんど
無関係に、本発明を応用できる。

【００３１】上述の本発明の原理の説明では、一次元解
析を、等方性、純弾性の基で行った。しかし、本発明
は、使用される基板が、二次元形状であっても、又、異
方性であっても、圧電性を持っていても、本発明の技術
思想は適用可能である。以下にその理由を説明する。文
献『中村僖良他：“モノリシック圧電フィルタにおけ
る２次元エネルギー閉込め振動”電子通信学会論文誌Vo
l.62-A,No.6(1979-6) 』の中に、“単一方形電極を有す
るエネルギー閉込め形共振子の共振周波数スペクトラ
ム”に関する解析が成されている。これによれば、この
解析は二次元解析であるが、一次元解析の場合と相似で
あって、横軸“閉じ込め係数”の値を変えれば、ほとん
ど変わりがないことが分かる。従って、本発明は、実際
の圧電振動子の様な二次元形状のものにも適用可能であ
る。

【００３２】文献『中村僖良他：“だ円リング状電極
を有するエネルギー閉込め形圧電振動子”電子情報通信
学会論文誌 A Vol.J73-A No.9 pp.1461-1467(1990-9)』
によれば、基板の主面の二次元方向の異方性について
は、その異方性定数により寸法値を補正した座標変換を
すると等方性問題に帰着することが記載されている。そ
して、異方性に合わせて、電極を楕円形状にした振動子
を提案している。更に、厚味方向と主面の二次元方向の
異方性に関する座標変換にも、同時に言及している。従
って、本発明は、いかなる異方性基板を利用した振動子
にも適用可能である。

【００３３】文献『尾上守夫：“圧電板の厚味ーねじれ
振動”電子通信学会論文誌Vol.52-A,No.10(1969-10) 』
によれば、圧電基板の分散特性は、その遮断周波数の近
傍では、純弾性の場合と相似である。即ち、圧電性によ
る周波数低下効果と質量付加による周波数低下効果は、
同じ振る舞いをしていることである。従って、本発明
は、圧電基板にも応用可能である。また、圧電性の無い
ものに圧電薄膜等を配した複合型圧電基板であっても、
本発明を適用できる。

【００３４】本発明は、水晶、高結合結晶、圧電セラミ
ック材の波動伝播媒体中に、厚味振動即ち、厚味すべり
振動、厚味ねじれ振動、厚味たて振動等の振動を利用し
た結果、ある周波数（一般に遮断周波数と呼ばれる）の
上下で、伝播方向の伝播定数が、実数と虚数とに分かれ
る波動が存在する場合には、これら全てに本発明を応用
できる。更に、分散曲線が停留点を持ち、且つその停留
点から出発する二つの分枝の曲率の符号が反対の場合に
も、発明を利用できる。図１２に、分散曲線の一例を示
す。

【００３５】次に、本発明の効果の一例を、具体的応用
例として, 電圧・周波数可変型の圧電発振器(VCXO)を用
いて説明する。モートレイ（W.S.Mortley:Proc.IRE,49
(1956),p.239 ）によれば、VCX0を、外部からFM変調を
かける時に、主振動周波数とスプリアス周波数の周波数
間隔に対して、VCXOの変調周波数が、一致してくると変
調特性に乱れが生ずることが指摘されており、現在もこ
れは大きな問題点ある。

【００３６】即ち、変調周波数として、低い周波数の時
には問題ないが、高い変調周波数まで動作をさせようと
すると、異常現象がおこる。即ち、変調周波数の上限
が、主振動周波数とスプリアス周波数の周波数間隔で制
限されてしまうことになる。

【００３７】本発明を利用すれば、この周波数間隔を、
電極寸法等とは独立に設計できるので、実用上、極めて
便利である。高い変調周波数の必要性は、VCXOを例え
ば、高速の同期引き込み動作を行う場合等に必要にな
り、大量データの伝送の為には重要技術の一つである。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電極の
大きさに関係なく、任意に、スプリアスの発生周波数の
位置を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) 及び(b) は本発明に係る水晶振動子の一実
施例を示す模式的断面図と平面図である。

【図２】本発明の原理を説明するための解析モデル図で
ある。

【図３】従来の溝無し構造の場合の解析モデル図であ
る。

【図４】従来の溝無し構造の場合の周波数スペクトラム
の数値解析例図で、全体の様子を示している。

【図５】従来の溝無し構造の場合の周波数スペクトラム
の数値解析例図で、主振動モードの場合を寸法パラメー
タを変えて示している。

【図６】従来の溝無し構造の場合の周波数スペクトラム
の数値解析例図で、主振動に一番近い最初のスプリアス
（最低次非対称モードa ０) について、モード発生点付
近を拡大して示したものである。

【図７】本発明の溝付き構造の場合の周波数スペクトラ
ムの数値解析例図で、主振動モードS ０と、実際に励振
可能な一番近いスプリアス（一次対称モードS １) を示
している。

【図８】一次対称モードS １の発生点の閉じ込め係数の
増大の程度を示したものである。

【図９】主振動とスプリアス・モードの周波数間隔を説
明する図である。

【図１０】（a ）はその他の溝構造の実施例の概念を示
す断面図、 (b)はその他の溝構造の実施例の概念を示す
断面図、(c) はその他の溝構造の実施例の概念を示す断
面図、(d) はその他の溝構造の実施例の概念を示す断面
図、(e) はその他の溝構造の実施例の概念を示す断面図
である。

【図１１】(a) 及び(c) は逆メサ形状をした圧電基板を
利用した場合におけるその他の溝構造の実施例の概念を
示す断面図である。

【図１２】分散曲線上で、停留点から、別の分枝が出発
する様子を示した図である。

【符号の説明】

1・・・・・・・・・圧電基板,2a,2b・・・・・励振用電極,3a,3b・・・・
・リード線部,4a,4b・・・・・メサ加工部,5a,5b・・・・・周辺
部,6・・・・・・・・・付加質量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電基板上の励振用電極部の外径方向
に、前記励振電極部の遮断周波数よりも高い遮断周波数
を持った溝部を環状に設けたことを特徴とする厚味モー
ド圧電振動子。
【請求項２】励振用電極部の下部に位置する圧電基板
部分の厚みをその周辺部の圧電基板部分に比して厚くす
ると共に、前記励振電極部の周縁から外径方向に所要距
離離れた圧電基板上に周辺部電極を形成することによっ
て、前励振用電極部の周縁部に高い遮断周波数を持った
溝部を形成したことを特徴とする厚味モード圧電振動
子。
【請求項３】励振用電極部の下部に位置する圧電基板
部分の厚みをその周辺部の圧電基板部分に比して厚くす
ると共に、前記励振電極部の外径方向の圧電基板部分
に、前記励振電極部の遮断周波数よりも高い遮断周波数
を持った溝部を設けたことを特徴とする厚味モード圧電
振動子。
【請求項４】圧電基板上の励振用電極部の電極厚み
を、その外径方向に配置した周辺部電極の厚みより大き
くすると共に、前記励振用電極と前記周辺部電極との境
界部分の電極を除去することによって、前記励振用電極
部周辺部に、前記励振用電極部の遮断周波数よりも高い
遮断周波数を持った溝部を設けたことを特徴とする厚味
モード圧電振動子。