JPS588768B2 - 多重モ−ド圧電振動子の生産方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 杢発明は多重モード圧電振動子の電極間結合度を容易に
調整する生産方法に関するものである。

通常１枚の圧電板上に該電圧板を介して対向する複数対
の励振電極を設けて多重モード圧電振動子を生産する場
合、該励振電極間結合度Ｋの大小が問題となる。

このＫは、例えば２電極対厚み系振動子の場合、対称お
よび斜対称モードの共振周波数をそれぞれＦｓおよびＦ
Ａとして で表わされるが、電極形状、電極間隙幅、利用振動モー
ド、電極厚み等の影響を受けるものである。

振動子を実際に生産する際に所望の特性を得るためには
このＫを調整しなければならないが、電極の形状および
電極間隙幅が既定の場合、Ｋを小さくするには電極部の
厚みを増すために、第１図に示すように励振電極２１お
よび２２に適当な付着物６を真空蒸着等により設けたり
、また第２図に示すように励振電極間に設けた中間電極
３をレーザ加工や放電加工によって削り取って行く方法
が用いられた。

逆にＫを大きくする場合は、第３図に示すように励振電
極間隙部に付着物７を設けて等価的にその板厚を増して
やる方法や第４図に示すように予め励振電極間隙部に該
圧電板を介して対向するように設けておいた中間電極３
に並列に容量やインダクタンスの外部素子８を接続する
方法等がとられていた。

しかし例えば上述のＫを大きくする場合の第１の方法に
よると、実際には該付着物を該間隙部のほぼ中央に設け
る作業は容易でなく、どちらかの励振電極側に片寄って
しまうのが普通である。

その結果、該付着物に近い方の励振電極側の固有共振周
波数が他方に比べて低下し、多重モード圧電振動子とし
ての特性を劣化させてしまう欠点があった。

同じような不都合はＫを小さくする場合の上記第１の方
法についても起った。

このような欠点は外部素子を用いた場合にはほとんど問
題にならないが、市販の、例えばコンデンサについて特
定の規格外の容量値のものを入手することは難しく、Ｋ
の細かな調整は困難である。

かといって可変のエアギャップコンデンサやトリマコン
デンサ等を使用したのでは、振動子あるいはその応用素
子（例えばフィルタ、エリミネータ、ディスクリミネー
タ等）の寸法を著しく大きくしてしまう。

またこれらの外部素子は圧電板自体に比較して安定性に
劣る。

さらに上述のレーザ加工や放電加工を用いる方法による
と、レーザ加工や放電加工で電極を削り取った部分の、
励振する振動に関与する圧電板の表面が荒れたり、双晶
ができたりすることがあった。

本発明は以上のような欠点を解消して多重モード圧電振
動子の励振電極間結合度を容易に調整できるようにする
ことを目的とし、圧電板上に該圧電板を介して対向する
複数対の励振電極を設けた厚み系圧電振動子において、
該励振電極が励振する振動に実質的に関与しない該圧電
板の周辺部に該圧電板を介して対向する容量電極を設け
、該励振電極間隙部に該圧電板を介して対向しかつ該容
量電極と電気接続されている中間電極を設けた後に、該
容量電極を削除して行くことを判徴とする多重モード圧
電振動子の生産方法をその主構成とするものである。

ここで容量電極の削除はレーザ加工や放電加工によって
行うことができる。

またその「削除」とは文字通り容量電極（の一部）を圧
電板上から消してしまうことのみならず、単に中間電極
との電気接続を断つことをも含む。

以下、実施例に即して本発明を詳細に説明する。

第５図は本発明の一実施例である生産方法によって調整
する２重モード水晶振動子を示す図であるが、中心周波
数１ ０． ７ ＭＨｚ、直径８ｍｍのＡＴカット水晶
板の厚みねじれ振動を利用したものである。

同図ａにおいて、励振電極対２１および２２による周波
数低下量は１ ０ ０ ｋＨｚで励振電極間隙部には中
間電極３が設けられ、その引出部は水晶板１の周辺部ま
で延在して容量電極４と接続している。

励振電極２１および２２ならびに中間電極３のうち水晶
板１の裏面にある方（破線）は共通電極となっているが
、もちろん、実質的には表側にある電極とそれぞれ対応
して対を成していると考えてよい。

水晶板１の周辺部に、やはり該水晶板を介して対向する
ように設けられた容量電極４は１ｐＦのコンデンサを形
成しており、このとき両励振電極２１−２２間の結合度
Ｋは９．０１×１０−４であった。

ここで、図中５の部分にレーザビームを照射して容量電
極４を中間電極３から切離すと、Ｋの値は８．７８５×
１０−４となり、振動子の対称、斜対称モードの共振周
波数差ΔＦ＝ＦＡ−ＦＳは約２５０Ｈｚ減少した。

該容量値が０．５ｐＦであったときにはこの減少量は約
１１０Ｈｚであった。

容量値の減少に対するＫの減少率は、中間電極３の長さ
Ｌ３を増してその面積を増大させることにより拡大する
ことができる。

この例においてはＬ３は１．５ｍｍである。

またＷ，Ｇ，ＬおよびＤはそれぞれ０．３ｍｍ， Ｌ
Ｏｍｍ， ３．５ｍｍおよび５．０ｍｍである。

この第５図ｂの２重モード水晶振動子を終端インピーダ
ンス３ｋΩのフィルタに構成してその通過域特性を測定
したところ、３ｄＢ点での帯域幅は１ｐＦの容量電極を
接続してあった場合に比べて３５０Ｈｚ狭くなった。

以上、最も基本的な形態の振動子について本発明の生産
方法を説明したが、振動子としては他にも種々の形態が
可能であり、例えば第６図は斜結合による２重モード圧
電振動子であり、励振電極がいわゆる２次元配置となっ
ている場合である。

また第７図および第８図はそれぞれ１次元電極配置およ
び斜結合による２次元電極配置の３重モード圧電振動子
である。

両図において２１，２２および２３が励振電極である。

さらに第９図は中間電極が２対設けられた多重モード圧
電振動子を示すが、この場合、該中間電極のうちの１対
３′は圧電板１の周辺部において導電性付着物９によっ
て短絡されているが、これも大きくする効果を有するも
のである。

これらいずれの振動子においても、圧電板１の周辺部に
設けた容量電極４をレーザ加工等により削除して行くこ
とによって各電極間結合度Ｋの値を小さくして行くこと
ができる。

以上説明したように本発明の多重モード圧電振動子の生
産方法によれば、調整のための加工は励振電極の励振す
る振動にほとんど影響しない圧電板周辺部において行わ
れるため、レーザ加工や放電加工によって、励振する振
動に関与する部分の圧電板表面が荒れたり双晶ができた
りすることはなく、電気的特性を劣化させることがない
。

また収束性の良好なレーザ光による場合はもちろん放電
加工においても、導電接着剤や蒸着によって付着物を設
ける方法に比べてはるかに精密な調整が可能となる。

さらに、レーザ加工および放電加工のいずれも大気圧中
で行うことが可能であるが、これは簡便であるばかりで
なく、完成した振動子は多く不括性気体ふん囲気中に大
気圧で封止されて使用されるから、調整時と使用時とに
おける特性のずれがないという利点をもつ。

もちろん、第４図に示すように外部素子を用いた場合に
比べ、圧電板自体を利用しているのであるから安定性に
優ることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図および第４図は従来の多重モー
ド圧電振動子の生産方法の説明図、第５図、第６図、第
７図、第８図および第９図は不発による多重モード圧電
振動子の生産方法の説明図である。 １……圧電板、２……励振電極、３……中間電極、４…
…容量電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧電坂上に該圧電板を介して対向する複数対の励振
   電極を設けた厚み系圧電振動子において、該励振電極が
   励振する振動に実質的に関与しない該圧電板の周辺部に
   該圧電板を介して対向する容量電極を設け、該励振電極
   間隙部に該圧電板を介して対向しかつ該容量電極と電気
   接続されている中間電極を設けた後に、該容量電極を削
   除して行くことを判徴とする多重モード圧電振動子の生
   産方法。