JPH1065484A - 圧電共振子 - Google Patents
圧電共振子Info
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- JPH1065484A JPH1065484A JP8241188A JP24118896A JPH1065484A JP H1065484 A JPH1065484 A JP H1065484A JP 8241188 A JP8241188 A JP 8241188A JP 24118896 A JP24118896 A JP 24118896A JP H1065484 A JPH1065484 A JP H1065484A
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- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 21
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- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】部品数の削減が可能で、製品に要求される特性
に沿ったQmが得られる圧電共振子を提供する。 【解決手段】圧電セラミックス基板1の両面に電極4,
5を形成し、対向する電極4,5間で圧電振動を励振さ
せる。少なくとも一面の電極4,5と圧電セラミックス
基板1との間に絶縁層2,3を設けることにより、セラ
ミック材料が持つQmを低下させ、目的とする特性に沿
ったQmが得られる。
に沿ったQmが得られる圧電共振子を提供する。 【解決手段】圧電セラミックス基板1の両面に電極4,
5を形成し、対向する電極4,5間で圧電振動を励振さ
せる。少なくとも一面の電極4,5と圧電セラミックス
基板1との間に絶縁層2,3を設けることにより、セラ
ミック材料が持つQmを低下させ、目的とする特性に沿
ったQmが得られる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電共振子、特にQ
mの調整が可能な圧電共振子に関するものである。
mの調整が可能な圧電共振子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、デジタル化が進むにつれ、ラダー
型フィルタの群遅延特性(G.D.T.特性)が重要視
された品種が多くなっている。セラミック共振子を用い
てその要求を満たすためには、セラミック共振子のQm
を100〜200程度に低く抑える必要がある。しか
し、従来の圧電共振子においては、セラミック材料その
もののQmに依存していたため、要求するQmの材料が
開発されないと、製品としても要求するQmのものが得
られず、商品化できないという状況にあった。
型フィルタの群遅延特性(G.D.T.特性)が重要視
された品種が多くなっている。セラミック共振子を用い
てその要求を満たすためには、セラミック共振子のQm
を100〜200程度に低く抑える必要がある。しか
し、従来の圧電共振子においては、セラミック材料その
もののQmに依存していたため、要求するQmの材料が
開発されないと、製品としても要求するQmのものが得
られず、商品化できないという状況にあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような問題に対処
するため、Qmの大きな圧電共振子の振動をゴムシート
等を用いて機械的にダンピングし、見かけ上のQmを低
下させる方法や、ラダー型フィルタを構成する共振子に
抵抗を並列・直列に結線し、回路的に群遅延特性を改良
する方法などが用いられていた。しかし、これらの方法
はフィルタを構成する部品の増加につながり、コスト高
になるという欠点があった。
するため、Qmの大きな圧電共振子の振動をゴムシート
等を用いて機械的にダンピングし、見かけ上のQmを低
下させる方法や、ラダー型フィルタを構成する共振子に
抵抗を並列・直列に結線し、回路的に群遅延特性を改良
する方法などが用いられていた。しかし、これらの方法
はフィルタを構成する部品の増加につながり、コスト高
になるという欠点があった。
【0004】そこで、本発明の目的は、部品数の削減が
可能で、製品に要求される特性に沿ったQmが得られる
圧電共振子を提供することにある。
可能で、製品に要求される特性に沿ったQmが得られる
圧電共振子を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、圧電セラミックス基板の両面に電極を形
成し、対向する電極間で圧電振動を励振させるようにし
た圧電共振子において、少なくとも一面の電極と圧電セ
ラミックス基板との間に、絶縁層が設けられていること
を特徴とするものである。
め、本発明は、圧電セラミックス基板の両面に電極を形
成し、対向する電極間で圧電振動を励振させるようにし
た圧電共振子において、少なくとも一面の電極と圧電セ
ラミックス基板との間に、絶縁層が設けられていること
を特徴とするものである。
【0006】要求するQmより高いQmを有するセラミ
ックス基板の上に絶縁層を形成し、その上に電極を積層
して形成する。その後、直流の高圧電圧を印加すること
により、セラミックス基板の分極処理を行い、圧電特性
を付与する。このようにして得られたフィルタ素子のQ
mは、材料の持つQmより低くでき、目的とする特性に
沿ったQmを得ることができる。Qmは一般に絶縁層の
厚みが厚くなると低下する傾向を有するので、絶縁層の
厚みを調整することにより、Qm値をセラミックス材料
を変えずにコントロールすることが可能である。
ックス基板の上に絶縁層を形成し、その上に電極を積層
して形成する。その後、直流の高圧電圧を印加すること
により、セラミックス基板の分極処理を行い、圧電特性
を付与する。このようにして得られたフィルタ素子のQ
mは、材料の持つQmより低くでき、目的とする特性に
沿ったQmを得ることができる。Qmは一般に絶縁層の
厚みが厚くなると低下する傾向を有するので、絶縁層の
厚みを調整することにより、Qm値をセラミックス材料
を変えずにコントロールすることが可能である。
【0007】ラダー型フィルタには拡がり振動モード共
振子が用いられるが、この拡がり振動モード共振子に本
発明構造を適用すると、群遅延特性に優れたラダー型フ
ィルタを容易に得ることができる。
振子が用いられるが、この拡がり振動モード共振子に本
発明構造を適用すると、群遅延特性に優れたラダー型フ
ィルタを容易に得ることができる。
【0008】絶縁層としては種々のものが考えられる
が、薄膜化が容易でかつ電極およびセラミックス材料と
の密着性を確保するため、金属酸化膜を用いるのが望ま
しい。金属酸化膜は、セラミックス材料の上に薄膜状の
金属膜を形成した後、これを酸化処理して不導体化する
ことにより、容易に形成できる。
が、薄膜化が容易でかつ電極およびセラミックス材料と
の密着性を確保するため、金属酸化膜を用いるのが望ま
しい。金属酸化膜は、セラミックス材料の上に薄膜状の
金属膜を形成した後、これを酸化処理して不導体化する
ことにより、容易に形成できる。
【0009】本発明の圧電共振子は、拡がり振動モード
の共振子のほか、厚み縦振動や厚みすべり振動などの他
の振動モードの共振子にも適用できる。したがって、本
発明はラダー型フィルタ以外にも適用可能である。
の共振子のほか、厚み縦振動や厚みすべり振動などの他
の振動モードの共振子にも適用できる。したがって、本
発明はラダー型フィルタ以外にも適用可能である。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明にかかる圧電共振子
の第1実施例を示す。この実施例の圧電共振子は、ラダ
ー型フィルタの並列共振子として用いられる拡がり振動
モードを利用した共振子であり、方形状の圧電セラミッ
ク基板1と、その両面の全面に形成された絶縁層2,3
と、絶縁層2,3の上に全面に積層された電極4,5と
を備えている。
の第1実施例を示す。この実施例の圧電共振子は、ラダ
ー型フィルタの並列共振子として用いられる拡がり振動
モードを利用した共振子であり、方形状の圧電セラミッ
ク基板1と、その両面の全面に形成された絶縁層2,3
と、絶縁層2,3の上に全面に積層された電極4,5と
を備えている。
【0011】圧電セラミック基板1としては、厚みが
0.35mmで、Qmが500〜600程度のPZT系
セラミックスを用い、その両面にニッケル銅合金などの
薄膜金属膜をスパッタリングで片面0.3〜0.9μm
程度の厚みで形成する。その後、基板1をピーク温度が
850℃程度の酸化雰囲気の加熱炉に約90分間通し、
金属膜を酸化させて不導体化し、絶縁層2,3とする。
その後、絶縁層2,3の上にニッケル銅合金の電極4,
5をスパッタリングで同程度の厚み(例えば1.0μm
程度)に形成する。電極4,5の形成後、DC高圧電圧
を印加して分極処理を行い、基板1に圧電特性を付与す
る。その後、フィルタ用素子としての加工を行うことに
より、Qmの低い圧電共振子を作成した。
0.35mmで、Qmが500〜600程度のPZT系
セラミックスを用い、その両面にニッケル銅合金などの
薄膜金属膜をスパッタリングで片面0.3〜0.9μm
程度の厚みで形成する。その後、基板1をピーク温度が
850℃程度の酸化雰囲気の加熱炉に約90分間通し、
金属膜を酸化させて不導体化し、絶縁層2,3とする。
その後、絶縁層2,3の上にニッケル銅合金の電極4,
5をスパッタリングで同程度の厚み(例えば1.0μm
程度)に形成する。電極4,5の形成後、DC高圧電圧
を印加して分極処理を行い、基板1に圧電特性を付与す
る。その後、フィルタ用素子としての加工を行うことに
より、Qmの低い圧電共振子を作成した。
【0012】図2は絶縁層の厚みとQmとの関係を示す
図である。この図から明らかなように、絶縁層の厚みが
厚くなるに従い、Qmが低下していることが分かる。こ
の関係を用いることによって、セラミックス材料を変更
せずに、Qm値をコントロールすることが可能である。
図である。この図から明らかなように、絶縁層の厚みが
厚くなるに従い、Qmが低下していることが分かる。こ
の関係を用いることによって、セラミックス材料を変更
せずに、Qm値をコントロールすることが可能である。
【0013】図3は本発明の第2実施例を示す。この実
施例も拡がり振動モードの圧電共振子であり、6は圧電
セラミックス基板、7,8は基板6の表裏面に形成され
た絶縁層、9,10は絶縁層7,8の上に積層された電
極である。表側の電極9は部分電極であり、裏側の電極
10は全面電極である。また、絶縁層7,8も電極9,
10と対応する形状に形成されている。なお、この実施
例における絶縁層7,8および電極9,10の厚みや材
質などの条件は図1に記載の圧電共振子と同様である。
施例も拡がり振動モードの圧電共振子であり、6は圧電
セラミックス基板、7,8は基板6の表裏面に形成され
た絶縁層、9,10は絶縁層7,8の上に積層された電
極である。表側の電極9は部分電極であり、裏側の電極
10は全面電極である。また、絶縁層7,8も電極9,
10と対応する形状に形成されている。なお、この実施
例における絶縁層7,8および電極9,10の厚みや材
質などの条件は図1に記載の圧電共振子と同様である。
【0014】図4は、本発明における圧電共振子(Qm
=170)を用いたラダー型フィルタと、従来の圧電共
振子(Qm=500)を用いたラダー型フィルタとの
G.D.T.特性とフィルタ振幅特性とを比較した結果
を示す。なお、ラダー型フィルタの回路構成は図5に示
す通りである。本発明のラダー型フィルタでは、その並
列共振子Pとして図1に記載の圧電共振子を用い、直列
共振子Sとして図3に記載の圧電共振子を用いた。
=170)を用いたラダー型フィルタと、従来の圧電共
振子(Qm=500)を用いたラダー型フィルタとの
G.D.T.特性とフィルタ振幅特性とを比較した結果
を示す。なお、ラダー型フィルタの回路構成は図5に示
す通りである。本発明のラダー型フィルタでは、その並
列共振子Pとして図1に記載の圧電共振子を用い、直列
共振子Sとして図3に記載の圧電共振子を用いた。
【0015】図4に示すように、3dBバンド幅内の
G.D.T.偏差が、従来では68μsであったのに対
し、本発明では32μsまで半減している。したがっ
て、良好なフィルタ特性が得られたことが証明された。
G.D.T.偏差が、従来では68μsであったのに対
し、本発明では32μsまで半減している。したがっ
て、良好なフィルタ特性が得られたことが証明された。
【0016】図6は本発明の第3実施例を示し、この実
施例も拡がり振動モードの圧電共振子である。11は圧
電セラミックス基板、12は基板11の表面にのみ形成
された絶縁層、13は絶縁層12の上に積層された表側
電極、14は基板11の裏面に形成された裏側電極であ
る。電極13,14は共に全面電極である。この実施例
の場合も、基板11の表面に形成された絶縁層12によ
って、セラミックス材料が持つQmより低いQm値の圧
電共振子を得ることができる。なお、この実施例におい
て、表裏いずれかの電極13,14は部分電極であって
もよい。
施例も拡がり振動モードの圧電共振子である。11は圧
電セラミックス基板、12は基板11の表面にのみ形成
された絶縁層、13は絶縁層12の上に積層された表側
電極、14は基板11の裏面に形成された裏側電極であ
る。電極13,14は共に全面電極である。この実施例
の場合も、基板11の表面に形成された絶縁層12によ
って、セラミックス材料が持つQmより低いQm値の圧
電共振子を得ることができる。なお、この実施例におい
て、表裏いずれかの電極13,14は部分電極であって
もよい。
【0017】図7,図8は本発明の第4実施例を示し、
この実施例は拡がり振動モードを利用したkHz帯の3
端子フィルタである。このフィルタは、方形の圧電セラ
ミックス基板15を有し、その表面中央部にX字電極1
6とその周囲にリング電極17とが形成され、裏面には
全面のアース電極18が形成されている。この場合にお
いて、X字電極16およびリング電極17と基板15と
の間には絶縁層19,20が形成され、アース電極18
と基板15との間にも絶縁層21が形成されている。な
お、絶縁層19〜21のいずれかを省略することも可能
である。
この実施例は拡がり振動モードを利用したkHz帯の3
端子フィルタである。このフィルタは、方形の圧電セラ
ミックス基板15を有し、その表面中央部にX字電極1
6とその周囲にリング電極17とが形成され、裏面には
全面のアース電極18が形成されている。この場合にお
いて、X字電極16およびリング電極17と基板15と
の間には絶縁層19,20が形成され、アース電極18
と基板15との間にも絶縁層21が形成されている。な
お、絶縁層19〜21のいずれかを省略することも可能
である。
【0018】図9,図10は本発明の第5実施例を示
し、この実施例も拡がり振動モードを利用したkHz帯
の3端子フィルタである。このフィルタは、方形の圧電
セラミックス基板22を有し、その表面中央部にドット
状電極23とその周囲にリング電極24とが形成され、
裏面には全面のアース電極25が形成されている。この
場合において、ドット状電極23およびリング電極24
と基板22との間には絶縁層26,27が形成され、ア
ース電極25と基板22との間にも絶縁層28が形成さ
れている。なお、絶縁層26〜28のいずれかを省略す
ることも可能である。
し、この実施例も拡がり振動モードを利用したkHz帯
の3端子フィルタである。このフィルタは、方形の圧電
セラミックス基板22を有し、その表面中央部にドット
状電極23とその周囲にリング電極24とが形成され、
裏面には全面のアース電極25が形成されている。この
場合において、ドット状電極23およびリング電極24
と基板22との間には絶縁層26,27が形成され、ア
ース電極25と基板22との間にも絶縁層28が形成さ
れている。なお、絶縁層26〜28のいずれかを省略す
ることも可能である。
【0019】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、電極と圧電セラミックス基板との間に絶縁層を
設けることにより、現有のセラミック材料を用いてQm
を自由に選択できるので、要求されるQmに合わせて製
品を作ることができ、需要に対して迅速に対応すること
ができる。また、圧電共振子の振動を機械的にダンピン
グしたり、回路的に群遅延特性を改良する方法のような
追加部品が不要となるので、部品数の削減が可能であ
り、コストを低減できる。
よれば、電極と圧電セラミックス基板との間に絶縁層を
設けることにより、現有のセラミック材料を用いてQm
を自由に選択できるので、要求されるQmに合わせて製
品を作ることができ、需要に対して迅速に対応すること
ができる。また、圧電共振子の振動を機械的にダンピン
グしたり、回路的に群遅延特性を改良する方法のような
追加部品が不要となるので、部品数の削減が可能であ
り、コストを低減できる。
【図1】本発明にかかる圧電共振子の第1実施例の断面
図である。
図である。
【図2】絶縁層の厚みとQmとの関係を示す図である。
【図3】本発明にかかる圧電共振子の第2実施例の断面
図である。
図である。
【図4】本発明の圧電共振子を用いたラダー型フィルタ
と従来の圧電共振子を用いたラダー型フィルタのG.
D.T.特性の比較図である。
と従来の圧電共振子を用いたラダー型フィルタのG.
D.T.特性の比較図である。
【図5】一般的な4素子のラダー型フィルタの回路図で
ある。
ある。
【図6】本発明にかかる圧電共振子の第3実施例の断面
図である。
図である。
【図7】本発明にかかる圧電共振子の第4実施例の表面
図である。
図である。
【図8】図7のX−X線断面図である。
【図9】本発明にかかる圧電共振子の第5実施例の表面
図である。
図である。
【図10】図9のY−Y線断面図である。
1 圧電セラミック基板 2,3 絶縁層 4,5 電極
Claims (3)
- 【請求項1】圧電セラミックス基板の両面に電極を形成
し、対向する電極間で圧電振動を励振させるようにした
圧電共振子において、 少なくとも一面の電極と圧電セラミックス基板との間
に、絶縁層が設けられていることを特徴とする圧電共振
子。 - 【請求項2】上記圧電共振子は拡がり振動モード共振子
であることを特徴とする請求項1に記載の圧電共振子。 - 【請求項3】上記絶縁層は金属酸化膜であることを特徴
とする請求項1または2に記載の圧電共振子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8241188A JPH1065484A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 圧電共振子 |
CN97117632A CN1118134C (zh) | 1996-08-23 | 1997-08-19 | 压电共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8241188A JPH1065484A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 圧電共振子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1065484A true JPH1065484A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=17070539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8241188A Pending JPH1065484A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 圧電共振子 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1065484A (ja) |
CN (1) | CN1118134C (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030064530A (ko) * | 2002-01-28 | 2003-08-02 | 엘지이노텍 주식회사 | 박막 용적 공진기 |
CN113126181A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-07-16 | 昆明理工大学 | 一种大气电场探测多旋翼无人机及其测量方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005043034A1 (de) * | 2005-09-09 | 2007-03-15 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Bewegung einer Flüssigkeit |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4760358A (en) * | 1985-08-07 | 1988-07-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric element |
US5202600A (en) * | 1988-08-31 | 1993-04-13 | Seikosha Co., Ltd. | Piezoelectric device and related converting devices |
-
1996
- 1996-08-23 JP JP8241188A patent/JPH1065484A/ja active Pending
-
1997
- 1997-08-19 CN CN97117632A patent/CN1118134C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030064530A (ko) * | 2002-01-28 | 2003-08-02 | 엘지이노텍 주식회사 | 박막 용적 공진기 |
CN113126181A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-07-16 | 昆明理工大学 | 一种大气电场探测多旋翼无人机及其测量方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1182977A (zh) | 1998-05-27 |
CN1118134C (zh) | 2003-08-13 |
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