JPH11308070A - 圧電体素子 - Google Patents

圧電体素子

Info

Publication number
JPH11308070A
JPH11308070A JP10109075A JP10907598A JPH11308070A JP H11308070 A JPH11308070 A JP H11308070A JP 10109075 A JP10109075 A JP 10109075A JP 10907598 A JP10907598 A JP 10907598A JP H11308070 A JPH11308070 A JP H11308070A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrodes
piezoelectric body
comb
interdigital
piezoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10109075A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3303772B2 (ja
Inventor
Akira Ando
陽 安藤
Koichi Hayashi
宏一 林
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP10907598A priority Critical patent/JP3303772B2/ja
Priority to US09/270,864 priority patent/US6218770B1/en
Priority to TW088104762A priority patent/TW444430B/zh
Priority to CNB99104911XA priority patent/CN1136653C/zh
Priority to DE19916885A priority patent/DE19916885B4/de
Priority to KR1019990013960A priority patent/KR100318245B1/ko
Publication of JPH11308070A publication Critical patent/JPH11308070A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3303772B2 publication Critical patent/JP3303772B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02228—Guided bulk acoustic wave devices or Lamb wave devices having interdigital transducers situated in parallel planes on either side of a piezoelectric layer
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/176—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of ceramic material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で、電気機械結合係数が大きく、回路と
のインピーダンスマッチングの容易な圧電体素子を提供
する。 【解決手段】 板状の圧電体２３の一方の面２４上に、
２つの櫛歯電極２６, ２７からなる交差指電極２８を形
成し、他方の面２５上にも、同様に２つの櫛歯電極２９
からなる交差指電極を形成する。圧電体２３は、２つの
櫛歯電極２６, ２７の間および２つの櫛歯電極２９の間
にそれぞれ電界を印加することによって分極処理され、
かつ、各一方の櫛歯電極２６, ２９を接続する端子３４
と各他方の櫛歯電極２７を接続する端子３５との間に励
振用電界を印加することによって縦効果の長さ振動を励
振し、その長さ方向に伸縮する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧電体素子に関
するもので、特に、情報処理、通信等の分野で用いられ
る共振子、フィルタ等としての機能を有する圧電体素子
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧電体素子は、たとえば圧電セラミック
からなる圧電体を備え、このような圧電体の拡がり振動
や厚み振動を利用したものが広く実用に供されている。
図１０には、拡がり振動を用いる圧電体素子１が示され
ている。圧電体素子１は、正方形の板状の圧電体２を備
え、圧電体２の各主面上には、電極３および４が形成さ
れている。
【０００３】圧電体２は、矢印５で示す方向に分極処理
されていて、端子６および７を介して電極３および４間
に励振用電界を印加することにより、拡がり振動が励振
される。図１１には、横効果長さ振動を用いる圧電体素
子８が示されている。圧電体素子８は、細長い板状の圧
電体９を備え、圧電体９の各主面上には、電極１０およ
び１１が形成されている。
【０００４】圧電体９は、矢印１２で示す方向に分極処
理されていて、端子１３および１４を介して電極１０お
よび１１間に励振用電界を印加することにより、横効果
長さ振動が励振される。図１２には、縦効果長さ振動を
用いる圧電体素子１５が示されている。圧電体素子１５
は、細長い板状または棒状の圧電体１６を備え、この圧
電体１６の各端面上には、電極１７および１８が形成さ
れている。
【０００５】圧電体１６は、矢印１９で示す方向に分極
処理されていて、端子２０および２１を介して電極１７
および１８間に励振用電界を印加することにより、縦効
果長さ振動が励振される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図１０、図１１および図１２にそれぞれ示した圧電体
素子１、８および１５には、それぞれ、解決されるべき
課題がある。まず、図１０に示した圧電体素子１では、
その寸法が比較的大きく、これを用いた回路または機器
の小型化を阻害している。たとえば、４５５ｋＨｚのラ
ジオのＡＭの中間周波のフィルタとして圧電体素子１が
用いられる場合には、圧電体２は、５ｍｍ×５ｍｍ程度
の正方形の板状となり、電子回路またはこれを備える機
器の小型化を阻害する大きな要因となっている。
【０００７】また、図１１に示した圧電体素子８の場合
には、これを小型化するため、圧電体９を４ｍｍ程度の
長さの細長い板状にすると、フィルタの通過帯域を広く
取れない。また、図１２に示した圧電体素子１５では、
これを小型化するため、圧電体１６をたとえば４ｍｍ程
度の長さの細長い棒状にすると、インピーダンスが高く
なり過ぎて、これを用いた回路とのマッチングを取るこ
とが困難になる。
【０００８】そこで、この発明の目的は、小型化が可能
であり、回路とのインピーダンスマッチングが容易であ
り、しかも高性能な圧電体素子を提供しようとすること
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る圧電体素
子は、上述した技術的課題を解決するため、板状または
棒状の圧電体と、この圧電体の少なくとも１つの面上に
形成される、２つの櫛歯電極からなる少なくとも１つの
交差指電極とを備え、圧電体は、２つの櫛歯電極の間に
電界を印加することによって分極または配向処理されて
おり、かつ２つの櫛歯電極の間に励振用電界を印加する
ことによって縦効果の長さ振動を励振するようにされて
いることを特徴としている。
【００１０】この発明において、交差指電極は、圧電体
の少なくとも２つの面上にそれぞれ形成され、それによ
って、それぞれの交差指電極が縦効果の長さ振動を励振
する構造とされるのが好ましい。上述したように、交差
指電極が圧電体の少なくとも２つの面上にそれぞれ形成
されるとき、このような交差指電極を形成する圧電体の
面として、圧電体の互いに平行に延びる２つの面を選ぶ
ことがより好ましい。
【００１１】また、上述のように、圧電体の少なくとも
２つの面上にそれぞれ交差指電極が形成される場合、圧
電体の第１の面上に形成される交差指電極に含まれる一
方の櫛歯電極と、圧電体の第１の面とは異なる第２の面
上に形成される交差指電極に含まれる一方の櫛歯電極と
は、互いに電気的に接続されることがなお好ましい。ま
た、この発明において、交差指電極が形成される圧電体
の面としては、研磨面とされることが好ましい。
【００１２】また、この発明において、交差指電極の櫛
歯間距離は、場所により異なるように設定されてもよ
く、この場合、この櫛歯間距離は、圧電体の中央部にお
いてより大きく、圧電体の端部においてより小さく設定
されることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１および図２は、この発明の第
１の実施形態による圧電体素子２２を示すもので、図１
は斜視図、図２は縦断面図である。圧電体素子２２は、
たとえば圧電セラミックからなる長手の板状の圧電体２
３を備える。圧電体２３は、互いに平行に延びる２つの
面２４および２５を備え、これら面２４および２５は研
磨され平滑にされている。
【００１４】圧電体２３の第１の面２４上には、２つの
櫛歯電極２６および２７からなる交差指電極２８が形成
され、第２の面２５上には、２つの櫛歯電極２９および
３０からなる交差指電極３１が形成される。交差指電極
３１は、明瞭には図示されないが、交差指電極２８を第
１の面２４から第２の面２５へ投影したパターンを有し
ている。これら交差指電極２８および３１は、たとえ
ば、フォトリソグラフィ技術により形成されることがで
きる。
【００１５】圧電体２３は、次のように分極処理され
る。まず、第１の面２４上の交差指電極２８を構成する
２つの櫛歯電極２６および２７の間に、一方の櫛歯電極
２６を接地しながら電界が印加される。また、第２の面
２５上の交差指電極３１を構成する２つの櫛歯電極２９
および３０の間に、一方の櫛歯電極２９を接地しながら
電界が印加される。
【００１６】このようにして、圧電体２３は、図２にお
いて矢印３２および３３で示すように分極処理される。
すなわち、交差指電極２８および３１の各々における各
一方の櫛歯電極２７および３０から各他方の櫛歯電極２
６および２９へと向く方向に分極処理され、各一方の櫛
歯電極２７および３０と各他方の櫛歯電極２６および２
９との間にそれぞれ形成される各領域での分極方向は、
隣り合うものの間で逆向きとなっている。
【００１７】この圧電体素子１に備える圧電体２３を励
振するため、第１の面２４上の交差指電極２８の一方の
櫛歯電極２６と第２の面２５上の交差指電極３１の一方
の櫛歯電極２９とがともに端子３４に接続されることに
よって互いに電気的に接続され、交差指電極２８の他方
の櫛歯電極２７と交差指電極３１の他方の櫛歯電極３０
とがともに端子３５に接続されることによって互いに電
気的に接続された状態とされる。この状態で、端子３４
および３５間に励振用電界としての交番電界を印加する
ことにより、圧電体２３は、縦効果の長さ振動を励振
し、その長さ方向に伸縮する。
【００１８】図３および図４は、この発明の第２の実施
形態による圧電体素子３６を示すもので、図３は斜視
図、図４は縦断面図である。この圧電体素子３６は、長
手の板状の圧電体３７を備える。圧電体３７は、互いに
平行に延びる２つの面３８および３９を有する。圧電体
３７の第１の面３８上には、２つの櫛歯電極４０および
４１からなる交差指電極４２と、２つの櫛歯電極４３お
よび４４からなる交差指電極４５とが、圧電体３７の長
手方向に配列されて形成される。
【００１９】他方、圧電体３７の第２の面３９上には、
２つの櫛歯電極４６および４７からなる交差指電極４８
と２つの櫛歯電極４９および５０からなる交差指電極５
１とが、圧電体３７の長手方向に配列されて形成されて
いる。第２の面３９上に形成された交差指電極４８およ
び５１が有するパターンは、図３および図４には明瞭に
は図示されないが、これら交差指電極４８および５１
は、それぞれ、第１の面３８上の交差指電極４２および
４５を投影したパターンを有している。
【００２０】この実施形態においては、圧電体３７の分
極処理をするため、第１の面３８上の交差指電極４２お
よび４５をそれぞれ構成する櫛歯電極４０および４１の
間ならびに櫛歯電極４３および４４の間に、各一方の櫛
歯電極４０および４３を接地しながら電界が印加され、
同様に、第２の面３９上の交差指電極４８および５１を
それぞれ構成する櫛歯電極４６および４７の間ならびに
櫛歯電極４９および５０の間に、各一方の櫛歯電極４６
および４９を接地しながら電界が印加される。このよう
にして、図４において矢印５２および５３でそれぞれ示
すような分極が施される。
【００２１】また、圧電体３７を励振するため、図３に
示すように、交差指電極４２、４５、４８および５１の
各一方の櫛歯電極４０、４３、４６および４９は一方の
端子５４に共通に接続され、各他方の櫛歯電極４１、４
４、４７および５０は他方の端子５５に共通に接続され
る。この状態で、端子５４および５５間に励振用電界と
しての交番電界を印加すれば、圧電体３７は、縦効果の
長さ振動を励振し、その長さ方向に伸縮する。
【００２２】この実施形態においては、圧電体３７の中
央部での櫛歯電極４１および４３の間ならびに櫛歯電極
４７および４９の間にそれぞれ規定される櫛歯間距離Ａ
は、圧電体３７の端部での櫛歯電極４０および４１の
間、櫛歯電極４３および４４の間、櫛歯電極４６および
４７の間、ならびに櫛歯電極４９および５０の間にそれ
ぞれ規定される櫛歯間距離Ｂより大きくなるように設定
されている。このことは、次のような配慮によるもので
ある。
【００２３】一般に、圧電体の厚みが櫛歯間距離に比べ
て大きくなると、十分に分極処理ができず、電気機械結
合係数が小さくなる。このため、櫛歯間距離は、圧電体
の厚みに比べて大きく取るのが望ましいが、櫛歯関距離
をあまり大きくすると、圧電体素子のインピーダンスが
高くなり、回路とのマッチングを取りにくくなる。そこ
で、電気機械結合係数に大きく影響する圧電体の中央部
での櫛歯間距離をより大きくし、かつ圧電体の端部での
櫛歯間距離をより小さく設定すれば、インピーダンスの
増大を抑制しながらも、圧電体の中央部での分極度を高
めることができ、そのため電気機械結合係数を大きく
し、圧電体を効率よく励振させることができるようにな
る。
【００２４】この実施形態では、前述したように、圧電
体３７の中央部での櫛歯間距離Ａが端部での櫛歯間距離
Ｂに比べて大きくされているので、上述したようなイン
ピーダンスの増大を抑制する効果および電気機械結合係
数を大きくする効果の双方を期待することができる。図
５および図６は、この発明の第３の実施形態による圧電
体素子５６を示すもので、図５は斜視図、図６は縦断面
図である。
【００２５】この圧電体素子５６は、長手の板状の圧電
体５７を備える。圧電体５７は、互いに平行に延びる２
つの面５８および５９を有する。圧電体５７の第１の面
５８上には、２つの櫛歯電極６０および６１からなる交
差指電極６２と２つの櫛歯電極６３および６４からなる
交差指電極６５と２つの櫛歯電極６６および６７からな
る交差指電極６８とが、圧電体５７の長手方向に配列さ
れて形成されている。
【００２６】他方、圧電体５７の第２の面５９上には、
２つの櫛歯電極６９および７０からなる交差指電極７１
と２つの櫛歯電極７２および７３からなる交差指電極７
４と２つの櫛歯電極７５および７６からなる交差指電極
７７とが、圧電体５７の長手方向に配列されて形成され
ている。第２の面５９上に形成された交差指電極７１、
７４および７７は、それぞれ、第１の面５８上の交差指
電極６２、６５および６８を投影したパターンを有して
いる。
【００２７】この実施形態では、圧電体５７を分極処理
するため、第１の面５８上の交差指電極６２、６５およ
び６８をそれぞれ構成する、櫛歯電極６０および６１の
間、櫛歯電極６３および６４の間、ならびに櫛歯電極６
６および６７の間に、各一方の櫛歯電極６１、６４およ
び６７を接地しながら電界が印加され、同様に、第２の
面５９上の交差指電極７１、７４および７７をそれぞれ
構成する、櫛歯電極６９および７０の間、櫛歯電極７２
および７３の間、ならびに櫛歯電極７５および７６の間
に、各一方の櫛歯電極７０、７３および７６を接地しな
がら電界が印加される。これによって、圧電体５７は、
図６において矢印７８および７９でそれぞれ示す方向に
分極処理される。
【００２８】圧電体５７を励振するにあたっては、交差
指電極６２、６５、６８、７１、７４および７７をそれ
ぞれ構成する各一方の櫛歯電極６０、６３、６６、６
９、７２および７５が一方の端子８０に共通に接続さ
れ、各他方の櫛歯電極６１、６４、６７、７０、７３お
よび７６が他方の端子８１に共通に接続される。この状
態で、端子８０および８１間に励振用電界としての交番
電界を印加すれば、圧電体５７は、縦効果の長さ振動を
励振し、その長さ方向に伸縮する。
【００２９】この実施形態においても、図３および図４
に示した第２の実施形態と同様、圧電体５７の中央部に
おける櫛歯間距離Ｃが、圧電体５７の端部における櫛歯
間距離Ｄに比べて大きく設定されている。したがって、
圧電体素子５６のインピーダンスの増加を抑制しながら
も、圧電体５７の中央部での分極度を高めることができ
るので、電気機械結合係数が向上し、圧電体５７を効率
よく励振することができるようになる。
【００３０】図７は、この発明の第４の実施形態による
圧電体素子３６ａを示す斜視図である。この圧電体素子
３６ａは、図３に示した圧電体素子３６の変形例に相当
する。したがって、図７において、図３に示した要素に
相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明
は省略する。図７に示した圧電体素子３６ａにおいて
は、圧電体３７の第１の面３８上に形成された交差指電
極４２および４５に関して、各一方の櫛歯電極４０およ
び４３間が、第１の面３８上に形成された導電パターン
８２によって接続され、各他方の櫛歯電極４１および４
４間が、同じく第１の面３８上に形成された導電パター
ン８３によって接続されている。
【００３１】他方、圧電体３７の第２の面３９上に形成
された交差指電極４８および５１に関して、各一方の櫛
歯電極４６および４９間が、第２の面３９上に形成され
た導電パターン８４によって接続され、各他方の櫛歯電
極４７および５０（図４参照）間が、同じく第２の面３
９上に形成された導電パターン（図７において図示され
ない。）によって接続されている。
【００３２】図７に示した圧電体素子３６ａについての
その他の構成は、図３に示した圧電体素子３６と実質的
に同様である。図８は、この発明の第５の実施形態によ
る圧電体素子５６ａを示す斜視図である。この圧電体素
子５６ａは、図５に示した圧電体素子５６の変形例に相
当する。したがって、図８において、図５に示した要素
に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説
明は省略する。
【００３３】図８に示した圧電体素子５６ａにおいて
は、圧電体５７の第１の面５８上に形成された交差指電
極６２、６５および６８に関して、各一方の櫛歯電極６
０、６３および６６が、第１の面５８上に形成された導
電パターン８５によって接続され、各他方の櫛歯電極６
１、６４および６７が、同じく第１の面５８上に形成さ
れた導電パターン８６によって接続されている。
【００３４】他方、圧電体５７の第２の面５９上に形成
された交差指電極７１、７４および７７に関して、各一
方の櫛歯電極６９、７２および７５が、第２の面５９上
に形成された導電パターン８７によって接続され、各他
方の櫛歯電極７０、７３および７６（図６参照）が、第
２の面５９上に形成された導電パターン（図８では図示
されない。）によって接続されている。
【００３５】この圧電体素子５６ａについてのその他の
構成は、図５に示した圧電体素子５６と実質的に同様で
ある。以上、この発明を図示した実施形態に関連して説
明したが、この発明の範囲内において、その他、種々の
変形例が可能である。たとえば、図示の各実施形態で
は、圧電体は、いずれも板状であったが、棒状であって
もよい。また、圧電体が棒状であるとき、断面四角形に
限らず、たとえば三角形等の任意の断面形状にすること
ができる。
【００３６】また、図示した実施形態では、交差指電極
は、圧電体の互いに平行に延びる第１の面と第２の面と
にそれぞれ形成されたが、このように交差指電極が形成
される圧電体の２つの面は、互いに平行に延びる面でな
くてもよい。たとえば、圧電体が前述したような断面三
角形の棒状すなわち三角柱状であるとき、この三角柱の
２つの側面上に交差指電極がそれぞれ形成されてもよ
い。
【００３７】また、交差指電極は、圧電体の３つ以上の
面上にそれぞれ形成されてもよい。たとえば、圧電体が
前述したような三角柱であるとき、３つの側面それぞれ
に交差指電極が形成されてもよい。また、圧電体の単に
１つの面上にのみ交差指電極が形成されてもよい。ま
た、たとえば図１および図２に示した実施形態におい
て、圧電体２３の第１の面２４上に形成された櫛歯電極
２６および２７は、それぞれ、第２の面２５上に形成さ
れた櫛歯電極２９および３０に対して、端子３４および
３５を共通にすることによって電気的に接続されたが、
これに代えて、圧電体２３の第１および第２の面２４お
よび２５間に延びる側面または端面上に導電パターンを
形成することによって、電気的接続を達成するようにし
てもよい。
【００３８】また、上述した各実施形態における交差指
電極の数や櫛歯電極に含まれる櫛歯の数、櫛歯間距離、
櫛歯の幅、櫛歯の交差する長さ等については、任意に変
更することができる。以下に、この発明の効果を確認す
るために実施した実験例について記載する。
【００３９】
【実験例】Ｐｂ0.95Ｓｒ0.05（Ｔｉ0.50Ｚｒ0.50）Ｏ3
＋１モル％ＭｎＯ2 で表される組成の圧電セラミックか
らなる圧電体板を用意した。この圧電体板を圧電体とし
て用いて、図１に示した圧電体素子２２（実施例１）、
図３に示した圧電体素子３６（実施例２）、図５に示し
た圧電体素子５６（実施例３）、図１０に示した圧電体
素子１（比較例１）、図１１に示した圧電体素子８（比
較例２）、および図１２に示した圧電体素子１５（比較
例３）を、それぞれ、以下の要領により作製した。
【００４０】実施例１〜３ならびに比較例１〜３のいず
れにおいても、圧電体の厚みを、０．３ｍｍになるまで
研磨し、表面粗さを１μｍ程度にまで仕上げた。また、
圧電体の平面形状における寸法については、実施例１〜
３ならびに比較例２および３では、１ｍｍ×３．６ｍｍ
とし、比較例１については、４．８ｍｍ×４．８ｍｍと
した。
【００４１】次いで、実施例１〜３のそれぞれについ
て、圧電体上に図示したような態様で交差指電極を形成
し、比較例１〜３のそれぞれについて、圧電体上に図示
したような態様で電極を形成した。実施例１〜３ならび
比較例１および２については、各圧電体の研磨面上に交
差指電極または電極を形成した。なお、実施例１〜３に
おいて、交差指電極を構成する櫛歯電極の櫛歯の幅は５
０μｍとし、櫛歯が交差する長さは０．６ｍｍに設定し
た。
【００４２】また、実施例１については、交差指電極の
櫛歯間距離を２００μｍ、交差指電極を構成する各櫛歯
電極の櫛歯の数を、それぞれ、６に設定した。また、実
施例２については、交差指電極の櫛歯間距離Ａを６００
μｍ、櫛歯間距離Ｂを２００μｍに設定するとともに、
交差指電極を構成する各櫛歯電極の櫛歯の数を、それぞ
れ、３に設定した。
【００４３】また、実施例３については、交差指電極の
櫛歯間距離Ｃを４００μｍ、櫛歯間距離Ｄを２００μｍ
に設定するとともに、各交差指電極を構成する各櫛歯電
極の櫛歯の数を、それぞれ、２に設定した。次いで、実
施例１〜３ならびに比較例１〜３の各々について、圧電
体の分極処理を施した。
【００４４】より詳細には、実施例１〜３の各々につい
ては、圧電体の第１の面上に形成された交差指電極およ
び第２の面上に形成された交差指電極のそれぞれについ
て、各一方の櫛歯電極を接地しながら、各他方の櫛歯電
極に２〜５ｋＶ／ｍｍの電位を与えることによって分極
処理を施した。他方、比較例１については、一方の電極
を接地しながら、他方の電極に３．０ｋＶ／ｍｍの電位
を与えることによって分極処理を施した。同様に、比較
例２についても、３．０ｋＶ／ｍｍの電位を与え、比較
例３についても、３．０ｋＶ／ｍｍの電位を与えること
によって、分極処理をそれぞれ施した。
【００４５】このようにして得られた実施例１〜３なら
びに比較例１〜３のそれぞれの静電容量、電気機械結合
係数および機械的品質係数をそれぞれ評価した。その結
果が、以下の表１に示されている。
【００４６】
【表１】 表１からわかるように、比較例１では、電気機械結合係
数がそれほど大きくなく、また、寸法が比較的大きいた
め、電子部品の小型化に対応することが困難である。ま
た、比較例２では、電気機械結合係数が最も小さく、応
用分野が制限されてしまう。また、比較例３では、静電
容量が極端に小さく、回路とのインピーダンスマッチン
グが取りにくく、フィルタ等の設計に著しい制限を加え
ることになる。
【００４７】これらに対して、実施例１〜３によれば、
いずれも、小型で、電気機械結合係数も大きく、回路と
のインピーダンスマッチングの容易な圧電体素子を得る
ことができる。また、実施例１ならびに比較例２および
３のそれぞれについて求めた、共振周波数近くの端子間
のインピーダンス−周波数特性が、図９に示されてい
る。
【００４８】図９からわかるように、まず、比較例３で
は、インピーダンスが高く、回路とのマッチングが取り
にくい。また、比較例２では、インピーダンスが低いも
のの、共振周波数と反共振周波数との差Δｆが小さく、
広帯域フィルタやＶＣＯ等としての利用が困難である。
これらに対して、実施例１では、インピーダンスが低
く、また、共振周波数４５０ｋＨｚ、反共振周波数５０
０ｋＨｚ、結合係数に換算して４７％程度の特性が得ら
れている。したがって、実施例１によれば、回路とのマ
ッチングを取りやすくなるとともに、フィルタとして用
いたとき、通過帯域を広く取ることができる。
【００４９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、２つ
の櫛歯電極からなる交差指電極を形成した板状または棒
状の圧電体を備え、この圧電体は、２つの櫛歯電極の間
に電圧を印加することによって分極または配向処理され
ており、かつ２つの櫛歯電極の間に励振用電界を印加す
ることによって縦効果の長さ振動を励振して、その長さ
方向に伸縮するようにされているので、小型で、それゆ
えこれを用いた電子機器の小型化が促進され、また、電
気機械結合係数が大きく、回路とのインピーダンスマッ
チングが容易であり、たとえばフィルタとして用いられ
た場合には通過帯域を広くできる、圧電体素子が得られ
る。
【００５０】この発明において、交差指電極が、圧電体
の少なくとも２つの面上にそれぞれ形成されていると、
圧電体をより効率的に分極または配向処理することがで
きるとともに、より効率的に励振することができる。ま
た、この発明において、交差指電極が、圧電体の互いに
平行に延びる２つの面上にそれぞれ形成されるようにす
ると、互いに平行でない２つの面上にそれぞれ形成され
る場合に比べて、交差指電極の形成を容易に行なうこと
ができる。また、交差指電極を形成すべき面を研磨する
場合には、このような研磨を容易に行なうことができ
る。
【００５１】また、この発明において、圧電体の第１の
面上に形成される交差指電極に含まれる一方の櫛歯電極
が、圧電体の第１の面とは異なる第２の面上に形成され
る交差指電極に含まれる一方の櫛歯電極と電気的に接続
されると、圧電体の励振をより効率よく行なうことがで
きる。また、この発明において、交差指電極が形成され
る圧電体の面を研磨面にすると、平滑な面を与え得るの
で、交差指電極の形成においてフォトリソグラフィ技術
を有利に用いることができる。
【００５２】また、この発明において、交差指電極の櫛
歯間距離が、場所により異なるように設定されると、櫛
歯間距離の大きい部分では、分極度が高くなり、電気機
械結合係数の向上に寄与するとともに、櫛歯間距離が小
さい部分では、圧電体素子のインピーダンスの増加を抑
制するように作用させることができる。上述したよう
に、交差指電極の櫛歯間距離を場所により異ならせる場
合、この櫛歯間距離を、圧電体の中央部においてより大
きく、圧電体の端部においてより小さくなるように設定
すれば、電気機械結合係数に大きく影響する圧電体の中
央部での分極度が高められることになり、電気機械結合
係数を大きくするのにより効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態による圧電体素子２
２を示す斜視図である。
【図２】図１に示した圧電体素子２２の縦断面図であ
る。
【図３】この発明の第２の実施形態による圧電体素子３
６を示す斜視図である。
【図４】図３に示した圧電体素子３６の縦断面図であ
る。
【図５】この発明の第３の実施形態による圧電体素子５
６を示す斜視図である。
【図６】図５に示した圧電体素子５６の縦断面図であ
る。
【図７】この発明の第４の実施形態による圧電体素子３
６ａを示す斜視図である。
【図８】この発明の第５の実施形態による圧電体素子５
６ａを示す斜視図である。
【図９】この発明の効果を確認するために実施した実験
例において評価した実施例１ならびに比較例２および３
についての、共振周波数近くの端子間のインピーダンス
−周波数特性を示す図である。
【図１０】この発明にとって興味ある従来の拡がり振動
を用いる圧電体素子１を示す斜視図である。
【図１１】この発明にとって興味ある従来の横効果長さ
振動を用いる圧電体素子８を示す斜視図である。
【図１２】この発明にとって興味ある従来の縦効果長さ
振動を用いる圧電体素子１５を示す斜視図である。
【符号の説明】
２２，３６，５６，３６ａ，５６ａ 圧電体素子 ２３，３７，５７ 圧電体 ２４，２５，３８，３９，５８，５９ 面 ２６，２７，２９，３０，４０，４１，４３，４４，４
６，４７，４９，５０，６０，６１，６３，６４，６
６，６７，６９，７０，７２，７３，７５，７６櫛歯電
極 ２８，３１，４２，４５，４８，５１，６２，６５，６
８，７１，７４，７７交差指電極 ３２，３３，５２，５３，７８，７９ 分極方向を示す
矢印 ３４，３５，５４，５５，８０，８１ 端子

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 板状または棒状の圧電体と、 前記圧電体の少なくとも１つの面上に形成される、２つ
    の櫛歯電極からなる少なくとも１つの交差指電極とを備
    え、 前記圧電体は、前記２つの櫛歯電極の間に電界を印加す
    ることによって分極または配向処理されており、かつ前
    記２つの櫛歯電極の間に励振用電界を印加することによ
    って縦効果の長さ振動を励振する、圧電体素子。
  2. 【請求項２】 前記交差指電極は、前記圧電体の少なく
    とも２つの面上にそれぞれ形成される、請求項１に記載
    の圧電体素子。
  3. 【請求項３】 前記交差指電極は、前記圧電体の互いに
    平行に延びる２つの面上にそれぞれ形成される、請求項
    ２に記載の圧電体素子。
  4. 【請求項４】 前記圧電体の第１の面上に形成される前
    記交差指電極に含まれる一方の櫛歯電極は、前記圧電体
    の前記第１の面とは異なる第２の面上に形成される前記
    交差指電極に含まれる一方の櫛歯電極と電気的に接続さ
    れる、請求項２または３に記載の圧電体素子。
  5. 【請求項５】 前記交差指電極が形成される前記圧電体
    の面は、研磨面である、請求項１ないし４のいずれかに
    記載の圧電体素子。
  6. 【請求項６】 前記交差指電極の櫛歯間距離は、場所に
    より異なるように設定される、請求項１ないし５のいず
    れかに記載の圧電体素子。
  7. 【請求項７】 前記交差指電極の櫛歯間距離は、前記圧
    電体の中央部においてより大きく、前記圧電体の端部に
    おいてより小さく設定される、請求項６に記載の圧電体
    素子。
JP10907598A 1998-04-20 1998-04-20 圧電体素子 Expired - Fee Related JP3303772B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10907598A JP3303772B2 (ja) 1998-04-20 1998-04-20 圧電体素子
US09/270,864 US6218770B1 (en) 1998-04-20 1999-03-17 Piezoelectric element
TW088104762A TW444430B (en) 1998-04-20 1999-03-26 Piezoelectric element
CNB99104911XA CN1136653C (zh) 1998-04-20 1999-03-31 压电元件
DE19916885A DE19916885B4 (de) 1998-04-20 1999-04-14 Piezoelektrisches Bauteil
KR1019990013960A KR100318245B1 (ko) 1998-04-20 1999-04-20 압전체 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10907598A JP3303772B2 (ja) 1998-04-20 1998-04-20 圧電体素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11308070A true JPH11308070A (ja) 1999-11-05
JP3303772B2 JP3303772B2 (ja) 2002-07-22

Family

ID=14500982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10907598A Expired - Fee Related JP3303772B2 (ja) 1998-04-20 1998-04-20 圧電体素子

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6218770B1 (ja)
JP (1) JP3303772B2 (ja)
KR (1) KR100318245B1 (ja)
CN (1) CN1136653C (ja)
DE (1) DE19916885B4 (ja)
TW (1) TW444430B (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006339691A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 圧電薄膜弾性波素子及びこれを用いた情報処理装置
JP2008516490A (ja) * 2004-10-11 2008-05-15 エプコス アクチエンゲゼルシャフト 音響波により動作する素子および該素子の製造方法
JP2013539946A (ja) * 2010-10-14 2013-10-28 テクノロジアン テュトキムスケスクス ヴェーテーテー 広帯域音響結合薄膜ｂａｗフィルタ
JP2018006799A (ja) * 2016-06-27 2018-01-11 株式会社村田製作所 弾性波装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4364332B2 (ja) * 1998-06-23 2009-11-18 シャープ株式会社 液晶表示装置
DE19914468C1 (de) * 1999-03-30 2000-09-07 Siemens Ag Bauelement
KR100700349B1 (ko) * 2005-09-15 2007-03-29 재단법인서울대학교산학협력재단 횡방향 진동모드를 이용한 다층형 1-3 압전 복합체 초음파발진자
KR100728991B1 (ko) 2006-06-30 2007-06-15 주식회사 하이닉스반도체 임피던스 조정 회로의 레이아웃 방법
CN102339953B (zh) * 2010-07-16 2017-08-01 霍尼韦尔国际公司 能量收集装置
US8952863B2 (en) * 2010-12-17 2015-02-10 Nokia Corporation Strain-tunable antenna and associated methods
CN103094270B (zh) * 2013-01-22 2015-12-09 瑞声科技（南京）有限公司 磁电复合结构及其制作方法
CN103515525B (zh) * 2013-08-23 2018-07-27 尼米仪器株式会社 一种柔性贴片传感器
KR102142526B1 (ko) 2013-09-17 2020-08-07 삼성전자주식회사 압전 소자 및 그 제조방법
CN104821372B (zh) * 2015-05-20 2018-06-19 中南大学 一种剪切型压电复合材料
CN112909158A (zh) * 2021-02-07 2021-06-04 北京大学 具有增强力-电敏感性能的有机压电薄膜及其制备方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL81373C (ja) * 1947-12-26
US3071841A (en) * 1957-02-16 1963-01-08 Philips Corp Method of longitudinally pre-polarizing bodies consisting of at least one layer of piezoelectric material
NL261168A (ja) * 1960-03-07
NL294583A (ja) * 1962-06-27
DE1951219U (de) * 1965-01-28 1966-12-08 Siemens Ag Piezoelektrisches relais.
US4491761A (en) * 1981-12-28 1985-01-01 United Technologies Corporation Planar piezoelectric deflector with arrays of alternate piezoelectric effect
JPS6013481A (ja) * 1983-07-04 1985-01-23 Canon Inc 振動波モ−タ
JPS612376A (ja) * 1984-06-14 1986-01-08 Ngk Spark Plug Co Ltd シ−ト状圧電体
US5315205A (en) * 1991-09-25 1994-05-24 Tokin Corporation Piezoelectric vibrator capable of reliably preventing dielectric breakdown and a method of manufacturing the same
JP2581394B2 (ja) * 1993-05-28 1997-02-12 日本電気株式会社 圧電磁器トランス及びその駆動方法
US5552655A (en) * 1994-05-04 1996-09-03 Trw Inc. Low frequency mechanical resonator
US5576590A (en) * 1994-07-26 1996-11-19 Nec Corporation Piezoelectric ceramic transformer
JP2885183B2 (ja) * 1996-05-30 1999-04-19 日本電気株式会社 圧電トランスおよびその支持構造

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008516490A (ja) * 2004-10-11 2008-05-15 エプコス アクチエンゲゼルシャフト 音響波により動作する素子および該素子の製造方法
US8471652B2 (en) 2004-10-11 2013-06-25 Epcos Ag Component that operates using acoustic waves and method for producing said component
JP2006339691A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 圧電薄膜弾性波素子及びこれを用いた情報処理装置
JP2013539946A (ja) * 2010-10-14 2013-10-28 テクノロジアン テュトキムスケスクス ヴェーテーテー 広帯域音響結合薄膜ｂａｗフィルタ
JP2018006799A (ja) * 2016-06-27 2018-01-11 株式会社村田製作所 弾性波装置
US10181838B2 (en) 2016-06-27 2019-01-15 Murata Manufacturing Co., Ltd. Elastic wave apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE19916885B4 (de) 2004-05-06
KR100318245B1 (ko) 2001-12-22
TW444430B (en) 2001-07-01
CN1136653C (zh) 2004-01-28
JP3303772B2 (ja) 2002-07-22
CN1233106A (zh) 1999-10-27
KR19990083337A (ko) 1999-11-25
US6218770B1 (en) 2001-04-17
DE19916885A1 (de) 1999-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3303772B2 (ja) 圧電体素子
JP3577170B2 (ja) 圧電共振子とその製造方法およびそれを用いた電子部品
JP3147793B2 (ja) ラダー型フィルタ
JPS6340491B2 (ja)
JP3695615B2 (ja) エネルギー閉じ込め型厚み縦圧電共振子
JP3266031B2 (ja) 圧電共振子およびそれを用いた電子部品
JPS61154211A (ja) セラミツク共振子
JP2855208B2 (ja) ＬｉＴａＯ▲下３▼圧電共振子
JPH0522068A (ja) 圧電共振子
JP3077551B2 (ja) 圧電共振部品
JPS6098711A (ja) 厚みすべり振動子
JPS59127413A (ja) タンタル酸リチウム振動子
JPH07147526A (ja) 幅拡がりモードを利用した振動体、共振子及び共振部品
JPH1065485A (ja) 圧電共振子
JPS6224983Y2 (ja)
JP4070169B2 (ja) 圧電発振子
JPS5885614A (ja) モノリシツクセラミツクフイルタ
JP3922095B2 (ja) 縦結合型マルチモード圧電フィルタ
JPS62217710A (ja) 圧電振動素子
JPH07273596A (ja) 圧電フィルタ
JPS6392114A (ja) 厚みすべり振動複合型セラミックフィルタの製造法
JPS60196005A (ja) 圧電単体屈曲振動子及び圧電フィルタ
JP3838158B2 (ja) 縦結合型マルチモード圧電フィルタ
JPS59160306A (ja) 屈曲振動モ−ド・セラミツク振動子
JP3141709B2 (ja) 圧電共振子

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090510

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090510

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100510

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100510

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110510

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees