JPS58202616A - 弾性表面波基板の材質評価方法およびその装置 - Google Patents
弾性表面波基板の材質評価方法およびその装置Info
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- JPS58202616A JPS58202616A JP8476982A JP8476982A JPS58202616A JP S58202616 A JPS58202616 A JP S58202616A JP 8476982 A JP8476982 A JP 8476982A JP 8476982 A JP8476982 A JP 8476982A JP S58202616 A JPS58202616 A JP S58202616A
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- surface acoustic
- acoustic wave
- single crystal
- plate
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/08—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、弾性表面波基板の材質、たとえば、弾性表面
波の伝搬速度、減衰定数などを、非破壊で簡便に、かつ
精度良く測定して評価する方法およびその方法実施のた
めの装置に関するものである。
波の伝搬速度、減衰定数などを、非破壊で簡便に、かつ
精度良く測定して評価する方法およびその方法実施のた
めの装置に関するものである。
弾性表面波基板の材質を、該基板上に金属電極を直接形
成しないで、簡便に評価する方法としては、これまで第
１図に示したようにガラス板２１上に形成した交差指電
極１，２を圧電体２０に密着させるか（たとえば、Ｍ、
Ｂ、８ｃｈｕｌｙ ｅｔ 、 ａｌ。
成しないで、簡便に評価する方法としては、これまで第
１図に示したようにガラス板２１上に形成した交差指電
極１，２を圧電体２０に密着させるか（たとえば、Ｍ、
Ｂ、８ｃｈｕｌｙ ｅｔ 、 ａｌ。
Ｊ 、Ａｐｐｌ 、Ｐｈｙｓ 、４１ 、２７５５ （
１９７０）） 、空隙を介して対向させる（たとえば、
Ｍ、に、Ｒｏｙ、Ｊ。
１９７０）） 、空隙を介して対向させる（たとえば、
Ｍ、に、Ｒｏｙ、Ｊ。
Ｐｈｙｓ、Ｅ：５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ 工ｎｓｔｒｕｍ
ｅｎｔｓ ９．１４８（１９７６））方法が知られてい
る。しかしながら、これらの方法は、弾性表面波の変換
結合効率が低く、弾性表面波伝搬速度の高精度評価など
には、適用できなかった。
ｅｎｔｓ ９．１４８（１９７６））方法が知られてい
る。しかしながら、これらの方法は、弾性表面波の変換
結合効率が低く、弾性表面波伝搬速度の高精度評価など
には、適用できなかった。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解決し、弾性表
面波基板の材質を、簡便に、かつ精度良く評価する方法
およびその方法実施のための装置を提供することにある
。
面波基板の材質を、簡便に、かつ精度良く評価する方法
およびその方法実施のための装置を提供することにある
。
われわれは、上記目的を達成するために、弾性表面波の
伝搬速度がはｔ會等しい二つの圧電体が空隙を介して対
向し、ある適当な結合長を有するとき、弾性表面波の結
合効率は良好となり、一方の圧電体上に弾性表面波を進
行波として伝搬させることにより、他方の圧電体上に弾
性表面波を励振させ、伝搬させることができるという効
果、すなわち弾性表面波の方向性モード結合効果に注目
した。実際、この効果は、第２図に示すように、Ｗ、
Ｌ、Ｂｏｎｄ ｅｔ 、−ａｌによって、同一材質の圧
電体２２つ２個を用いて構成された可変遅延線により、
理論的、実験的に確認されている（Ａｐｐｌ −Ｐｈｙ
ｓ 、Ｌｅｔｔｅｒｓ １４．１２２（１９６９））。
伝搬速度がはｔ會等しい二つの圧電体が空隙を介して対
向し、ある適当な結合長を有するとき、弾性表面波の結
合効率は良好となり、一方の圧電体上に弾性表面波を進
行波として伝搬させることにより、他方の圧電体上に弾
性表面波を励振させ、伝搬させることができるという効
果、すなわち弾性表面波の方向性モード結合効果に注目
した。実際、この効果は、第２図に示すように、Ｗ、
Ｌ、Ｂｏｎｄ ｅｔ 、−ａｌによって、同一材質の圧
電体２２つ２個を用いて構成された可変遅延線により、
理論的、実験的に確認されている（Ａｐｐｌ −Ｐｈｙ
ｓ 、Ｌｅｔｔｅｒｓ １４．１２２（１９６９））。
しかしながら、上記報告は、同一材質の２個の圧電体間
での実験例であり、この効果を弾性表面波基板の材質評
価へ応用することはこれまで考えられていなかった。
での実験例であり、この効果を弾性表面波基板の材質評
価へ応用することはこれまで考えられていなかった。
すなわち、本発明の要点は、１．第３図に概念的に示す
、とく、上、。弾性、あ−、）方向性、−に結。
、とく、上、。弾性、あ−、）方向性、−に結。
効果を利用した、電気信号−弾性表面波信号の相互変換
結合子を、従来のガラス板上に形成された交差指電極な
どの代りに採用して、弾性表面波の変換結合効率を高め
、非破壊、簡便で、かつ高精度の材質評価を可能ならし
めた点である。
結合子を、従来のガラス板上に形成された交差指電極な
どの代りに採用して、弾性表面波の変換結合効率を高め
、非破壊、簡便で、かつ高精度の材質評価を可能ならし
めた点である。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例
ニオブ酸リチウムＬｉＮｂｏ３単結晶の１２８°ＹＸ板
（Ｘ軸を回転軸とし、Ｙ面をＺ軸方向に１２８度回転し
た面でＸ軸方向に弾性表面波を伝搬させる結晶板）の弾
性表面波（レーリー波）の伝搬速度を以下の方法で評価
した。鏡面研磨を施した、厚さ２ｔｒｒｍ、直径５０Ｂ
のＬｉＮｂ０ｓ１２８°ＹＸ板上に、電極指幅１７μｍ
、電極指間スペース１７μｍ１開日長１６間、対数５の
正規型交差指電極２組を、電極間距離２５ＷｊＴＩとし
て、フォトリソグラフィを用いて作成しく電極材料Ａｔ
、電極指部の膜厚０．５μｍ１電極引出し部の膜厚１．
０μｍ）、両電極間中央部１１１ｃ、、、、巾０．３
ｍｍ、深さ０．２ｎｒｍの溝を１目ピツチで１ｏ４、ダ
イアモンドカッターで、表面波の伝搬方向とほぼ垂直（
８８度）に形成した。弾性表面波が到達する結晶板端部
は、不要反射波を打消すべく、細かな凸凹を形成した。
（Ｘ軸を回転軸とし、Ｙ面をＺ軸方向に１２８度回転し
た面でＸ軸方向に弾性表面波を伝搬させる結晶板）の弾
性表面波（レーリー波）の伝搬速度を以下の方法で評価
した。鏡面研磨を施した、厚さ２ｔｒｒｍ、直径５０Ｂ
のＬｉＮｂ０ｓ１２８°ＹＸ板上に、電極指幅１７μｍ
、電極指間スペース１７μｍ１開日長１６間、対数５の
正規型交差指電極２組を、電極間距離２５ＷｊＴＩとし
て、フォトリソグラフィを用いて作成しく電極材料Ａｔ
、電極指部の膜厚０．５μｍ１電極引出し部の膜厚１．
０μｍ）、両電極間中央部１１１ｃ、、、、巾０．３
ｍｍ、深さ０．２ｎｒｍの溝を１目ピツチで１ｏ４、ダ
イアモンドカッターで、表面波の伝搬方向とほぼ垂直（
８８度）に形成した。弾性表面波が到達する結晶板端部
は、不要反射波を打消すべく、細かな凸凹を形成した。
また、結晶板端部の電極引出し部には光面と段差をもう
けて、銀ペーストでリード線を固定した。さらに電極引
出し部の中央部に、真空吸着用の、直径１、７ ｍｍの
穴をもうけた。第４図にその構成を上面図で示す。次に
、このＬｉＮｂ０ａ単結晶板を金属製保持容器上に保持
し、単結晶板上に、被評価用、鏡面研磨済の、厚さ０．
５ｍｍ、直径５０１Ｉｌ＋１のＬｉＮｂＯ５１２８°ｙ
ｘ板を配置し、真空ポンプを用いて吸着した。２枚のＩ
ｊＮｂＯａ単結晶板は、電極引出し部では、Ａｔ膜を介
して接触し、他の部分では、約１μｍの空隙を介して対
向している。
けて、銀ペーストでリード線を固定した。さらに電極引
出し部の中央部に、真空吸着用の、直径１、７ ｍｍの
穴をもうけた。第４図にその構成を上面図で示す。次に
、このＬｉＮｂ０ａ単結晶板を金属製保持容器上に保持
し、単結晶板上に、被評価用、鏡面研磨済の、厚さ０．
５ｍｍ、直径５０１Ｉｌ＋１のＬｉＮｂＯ５１２８°ｙ
ｘ板を配置し、真空ポンプを用いて吸着した。２枚のＩ
ｊＮｂＯａ単結晶板は、電極引出し部では、Ａｔ膜を介
して接触し、他の部分では、約１μｍの空隙を介して対
向している。
第５図に断面図で、その配置を示す。第５図において、
下部ＬｆＮｂＯｓ単結晶上の単結晶種１で励張された弾
性表面波の有効成分は、出力電極２に向かって伝搬する
。伝搬中、これと平行に対向する上部被評価用ＬｉＮｂ
Ｏ５単結晶上に、適当距離進行後、そのエネルギの一部
が移行し、残りは、溝形成部分で乱反射し、直接出力電
極２に入射することはない。上部被評価用ＬｉＮｂ０１
単結晶板に移行した、表面波の有効成分は、そのままそ
の単結晶上を進行し、溝が形成されておらず、両単結晶
板が対向して因る部分で、今度は逆に、上部結晶板より
、下部単結晶板にそのエネルギを移行させ、出力電極２
で、表面波から電気信号に変換され受信される。ここで
は入力電極に５２ＭＨｚ〜６３ＭＨ２の正弦波を印加し
、出力電極における受信電圧をベクトル電圧計で観測し
、その位相−周波数特性から遅延時間を等比、入出力電
極間距離との比から伝搬速度を評価した。本実施例にお
ける挿入損失は２８ｄＢであり、従来方法に対し、１０
ｄＢ以上改善された。
下部ＬｆＮｂＯｓ単結晶上の単結晶種１で励張された弾
性表面波の有効成分は、出力電極２に向かって伝搬する
。伝搬中、これと平行に対向する上部被評価用ＬｉＮｂ
Ｏ５単結晶上に、適当距離進行後、そのエネルギの一部
が移行し、残りは、溝形成部分で乱反射し、直接出力電
極２に入射することはない。上部被評価用ＬｉＮｂ０１
単結晶板に移行した、表面波の有効成分は、そのままそ
の単結晶上を進行し、溝が形成されておらず、両単結晶
板が対向して因る部分で、今度は逆に、上部結晶板より
、下部単結晶板にそのエネルギを移行させ、出力電極２
で、表面波から電気信号に変換され受信される。ここで
は入力電極に５２ＭＨｚ〜６３ＭＨ２の正弦波を印加し
、出力電極における受信電圧をベクトル電圧計で観測し
、その位相−周波数特性から遅延時間を等比、入出力電
極間距離との比から伝搬速度を評価した。本実施例にお
ける挿入損失は２８ｄＢであり、従来方法に対し、１０
ｄＢ以上改善された。
被評価用ＬｉＮｂＯ３単結晶板としては、Ｌｉ／Ｌ ｉ
＋Ｎ ｂ＝４９．０ （モル比）の融液より育成した単
結晶より切シ出された単結板を用いた。本評価方法で、
弾性表面波の伝搬速度を評価した後、各単結晶板上に直
接電極パターンを形成し、本評価方法と同一手法により
弾性表面波速度を測定し、両者の対応関係を調べた。第
６図に、対応関係の測定結果を示す。第６図において、
黒丸は両測定法による測定値である。第６図から、本発
明の簡易評価方法は、通常の電極パターン形成法とまっ
たく同一の測定値を得ることは出来ないものの、両側定
法による測定値は一対一に対応しており、かつ１ｍ／Ｓ
（約±０．２５％）の測定値が分離可能なほど、高精度
である。
＋Ｎ ｂ＝４９．０ （モル比）の融液より育成した単
結晶より切シ出された単結板を用いた。本評価方法で、
弾性表面波の伝搬速度を評価した後、各単結晶板上に直
接電極パターンを形成し、本評価方法と同一手法により
弾性表面波速度を測定し、両者の対応関係を調べた。第
６図に、対応関係の測定結果を示す。第６図において、
黒丸は両測定法による測定値である。第６図から、本発
明の簡易評価方法は、通常の電極パターン形成法とまっ
たく同一の測定値を得ることは出来ないものの、両側定
法による測定値は一対一に対応しており、かつ１ｍ／Ｓ
（約±０．２５％）の測定値が分離可能なほど、高精度
である。
本実施例によれば、きわめて短時間に、従来の長時間を
要する電極パターンを直接形成する方法とほぼ同程度の
高精度の弾性表面波の特性の測定結果を得ることが出来
、きわめて有効である。
要する電極パターンを直接形成する方法とほぼ同程度の
高精度の弾性表面波の特性の測定結果を得ることが出来
、きわめて有効である。
すなわち、本発明によれば、弾性表面波素子用の基板材
料の弾性表面波特性を、非破壊、簡便かつ高精度で評価
することができる効果がある。
料の弾性表面波特性を、非破壊、簡便かつ高精度で評価
することができる効果がある。
第１図は、従来のガラス板による弾性表面波特性の評価
方法を示す断面図、第２図は、従来のモード結合形弾性
表面波励振方味を示す断面図、第３図は、本発明の基本
概念を説明するための断面図、第４図、第５図は本発明
の一実施例を示す上面図および断面図、第６図は本発明
による測定値と従来法による測定値とを比較したグラフ
である。 １・・・入力すだれ状電極、２・・・出力すだれ状電極
、３・・・溝、４・・・ＬｆＮｂＯａ単結晶板、５・・
・オリフラガイド、６・・・不要反射波抑制加工部分、
７・・・電極引出し部、８・・・真空吸着用穴、９・・
・リード線接続部、１０・・・被評価用ＬｉＮｂＯ３単
結晶板、１１・・・真空吸着用金属製保持容器、２０・
・・被評価用弾性表面波基板、２１・・・ガラス板、２
２・・・ＬｉＮｂＯ３単結晶角柱、２３・・・弾性表面
波変換結合子。 代理人 弁理士 薄田利幸 胃、。 潴１図 フ ２ 図 下３図 第４図 ７、ｓ 図 ｑ デ 第６図 本発明１？７ｉ１Ｊ討価はＩ＝ξう弾＋１１に面シ安ｆ
ｉジ簀り濯９定」〜（例シく）第１頁の続き ［相］発 明 者 定村茂 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 １
方法を示す断面図、第２図は、従来のモード結合形弾性
表面波励振方味を示す断面図、第３図は、本発明の基本
概念を説明するための断面図、第４図、第５図は本発明
の一実施例を示す上面図および断面図、第６図は本発明
による測定値と従来法による測定値とを比較したグラフ
である。 １・・・入力すだれ状電極、２・・・出力すだれ状電極
、３・・・溝、４・・・ＬｆＮｂＯａ単結晶板、５・・
・オリフラガイド、６・・・不要反射波抑制加工部分、
７・・・電極引出し部、８・・・真空吸着用穴、９・・
・リード線接続部、１０・・・被評価用ＬｉＮｂＯ３単
結晶板、１１・・・真空吸着用金属製保持容器、２０・
・・被評価用弾性表面波基板、２１・・・ガラス板、２
２・・・ＬｉＮｂＯ３単結晶角柱、２３・・・弾性表面
波変換結合子。 代理人 弁理士 薄田利幸 胃、。 潴１図 フ ２ 図 下３図 第４図 ７、ｓ 図 ｑ デ 第６図 本発明１？７ｉ１Ｊ討価はＩ＝ξう弾＋１１に面シ安ｆ
ｉジ簀り濯９定」〜（例シく）第１頁の続き ［相］発 明 者 定村茂 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 １
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、弾性表面波基板の材質を評価する方法のうち、該基
板上に弾性表面波を励振するためおよび該基板上の弾性
表面波を検出するための手段として、弾性表面波のモー
ド結合を利用した電気信号−弾性表面波信号の相互変換
結合子を少なくとも各１個以上用いることを特徴とした
弾性表面波基板の材質評価方法。 ２、被評価用弾性表面波基板と同様の弾性表面波基板、
その上に設けられた入力すだれ状電極および出力すだれ
状電極ならびに該電極間に弾性表面波の伝搬方向とほぼ
垂直に設けられた弾性表面波の伝搬を阻害する溝を有し
てなることを特徴とする弾性表面波基板の材質評価装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8476982A JPS58202616A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 弾性表面波基板の材質評価方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8476982A JPS58202616A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 弾性表面波基板の材質評価方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58202616A true JPS58202616A (ja) | 1983-11-25 |
| JPH0376044B2 JPH0376044B2 (ja) | 1991-12-04 |
Family
ID=13839882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8476982A Granted JPS58202616A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 弾性表面波基板の材質評価方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58202616A (ja) |
-
1982
- 1982-05-21 JP JP8476982A patent/JPS58202616A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0376044B2 (ja) | 1991-12-04 |
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