JPS59127414A - タンタル酸リチウム振動子 - Google Patents
タンタル酸リチウム振動子Info
- Publication number
- JPS59127414A JPS59127414A JP255083A JP255083A JPS59127414A JP S59127414 A JPS59127414 A JP S59127414A JP 255083 A JP255083 A JP 255083A JP 255083 A JP255083 A JP 255083A JP S59127414 A JPS59127414 A JP S59127414A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium tantalate
- axis
- oscillation
- vibration
- oscillator
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02015—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
- H03H9/02031—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles consisting of ceramic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (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】
本発明は圧電体のタンタル酸リチウムを用いたタンタル
酸リチウム振動子に関する。
酸リチウム振動子に関する。
一般にタンタル酸リチウム（ＬｉＴａ０３） 、ニオブ
酸リチウム（ＬｉＮｂｏ３）等の圧電素子は電気機械結
合係数が太きいため、広帯・域フィルター、広い可変幅
の電圧制御発振器用の圧電材料としテ有用である。特に
タンタル酸リチウムを用いた厚みすベシ振動子は加工が
容易で温度特性も比較的良好なために実用化への努力が
なされている。しかしながらこのようなタンタル酸リチ
ウムを用いた振動子は、変位方向が互いに直交し、電気
機械結合係数の異なる２つの厚みすべり振動が同時に励
振される。このため、一方の振動を主振動とすると他方
の振動は副振動となり、この副振動によるスプリアスの
発生等の種々の不都合がある。
酸リチウム（ＬｉＮｂｏ３）等の圧電素子は電気機械結
合係数が太きいため、広帯・域フィルター、広い可変幅
の電圧制御発振器用の圧電材料としテ有用である。特に
タンタル酸リチウムを用いた厚みすベシ振動子は加工が
容易で温度特性も比較的良好なために実用化への努力が
なされている。しかしながらこのようなタンタル酸リチ
ウムを用いた振動子は、変位方向が互いに直交し、電気
機械結合係数の異なる２つの厚みすべり振動が同時に励
振される。このため、一方の振動を主振動とすると他方
の振動は副振動となり、この副振動によるスプリアスの
発生等の種々の不都合がある。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので簡単な構成
で副振動によるスプリアス成分を大幅に抑圧することが
でき、しかも形状が／」・型で高性能のタンタル酸リチ
ウム振動子を提供することを目的とするものである。
で副振動によるスプリアス成分を大幅に抑圧することが
でき、しかも形状が／」・型で高性能のタンタル酸リチ
ウム振動子を提供することを目的とするものである。
以下本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する
。第１図は平面図で１はタンタル酸リチウムからなる振
動子である。この振動子はタンタル酸リチウムの互いに
直交する結晶軸、ｘ、ｙ、ｚＯＸ軸に直角なＹ、Ｚ平面
に沿って切シ出した主面を有する板体を矩形に成形し板
面に図示しない電極を形成してここに高周波信号を印加
して厚みすベシ振動を励振するようにしている。そして
このようなタンタル酸リチウムのＸ板における永年方程
式は次のように与え硬化されたスチフネスであシ、この
解としてＣは３個求めることができる。しかしそのうち
の１個の解は圧電的に励振されず、残る２個の解が圧電
的に励振可能な解として求められる。またこの２個の解
は、音速の速い横波の振動ｖ１と、遅い横波の振動ｖ２
である。また一般にタンタル酸リチウムのＸ極では速い
横波の振動ｖ１を主振動として利用するが同時に遅い横
波の振動ｖ２による副振動によシスグリアスを生じる。
。第１図は平面図で１はタンタル酸リチウムからなる振
動子である。この振動子はタンタル酸リチウムの互いに
直交する結晶軸、ｘ、ｙ、ｚＯＸ軸に直角なＹ、Ｚ平面
に沿って切シ出した主面を有する板体を矩形に成形し板
面に図示しない電極を形成してここに高周波信号を印加
して厚みすベシ振動を励振するようにしている。そして
このようなタンタル酸リチウムのＸ板における永年方程
式は次のように与え硬化されたスチフネスであシ、この
解としてＣは３個求めることができる。しかしそのうち
の１個の解は圧電的に励振されず、残る２個の解が圧電
的に励振可能な解として求められる。またこの２個の解
は、音速の速い横波の振動ｖ１と、遅い横波の振動ｖ２
である。また一般にタンタル酸リチウムのＸ極では速い
横波の振動ｖ１を主振動として利用するが同時に遅い横
波の振動ｖ２による副振動によシスグリアスを生じる。
したがって、円板状、正方形状等の振動子では主振動ｖ
１に対して副振動■２も略等しいレベルまで励振されて
しまう。そこで第１図に示すように主面を主振動ｖ１の
方向に細長い矩形状に成形することによシ副振動ｖ２の
レベルを、たとえば第２図に示す周波数応答特性図のよ
うに抑圧することができる。ここで主振動Ｖ１と副振動
ｖ２とのレベル差りは、振動子の主面の長辺をＹ軸から
時計方向に回転した゛回転角θに対して第３図に示すよ
うに変化した。
１に対して副振動■２も略等しいレベルまで励振されて
しまう。そこで第１図に示すように主面を主振動ｖ１の
方向に細長い矩形状に成形することによシ副振動ｖ２の
レベルを、たとえば第２図に示す周波数応答特性図のよ
うに抑圧することができる。ここで主振動Ｖ１と副振動
ｖ２とのレベル差りは、振動子の主面の長辺をＹ軸から
時計方向に回転した゛回転角θに対して第３図に示すよ
うに変化した。
この結果から明らかなように、最大のレベル差りは２０
ｄＢで回転角θ＝５３°で得られた。また上記レベル
差りを１９ ｄＢで許容するならば回転角θ−５３°±
４°、すなわち４９°乃至５７°とすればよい。さらに
レベル差りを１７ ｄＢでよければ回転角θ−＝５３°
±１０’、すなわち４３°乃至６３°とすればよい。さ
らに長辺をＹ軸から時計方向へ５０°回転した幅１．５
ｖａｎ厚みが略０．７ ｍｍのＸ板において長辺の長
さｔとＣＩ値との関係は第４図に示すようになった。な
お上記振動子の共振周波数は３．５ ＭＨｚのものであ
る。この結果から明らかなように長辺りの長さを幅の２
倍よシも長くすることによ＃）ＣＩ値は低い一定の値に
なる。
ｄＢで回転角θ＝５３°で得られた。また上記レベル
差りを１９ ｄＢで許容するならば回転角θ−５３°±
４°、すなわち４９°乃至５７°とすればよい。さらに
レベル差りを１７ ｄＢでよければ回転角θ−＝５３°
±１０’、すなわち４３°乃至６３°とすればよい。さ
らに長辺をＹ軸から時計方向へ５０°回転した幅１．５
ｖａｎ厚みが略０．７ ｍｍのＸ板において長辺の長
さｔとＣＩ値との関係は第４図に示すようになった。な
お上記振動子の共振周波数は３．５ ＭＨｚのものであ
る。この結果から明らかなように長辺りの長さを幅の２
倍よシも長くすることによ＃）ＣＩ値は低い一定の値に
なる。
さらに副振動を抑圧するために副振動の伝搬方向の端面
の仕上げを粗くしてこの振動エネルギーを散乱させたと
ころ特性を改善することができた。すなわち、第５図は
本発明のタンタルｅＩＪチウム振動子を示す斜視図であ
る。主面Ｍｉ＋Ｍ２に垂直に結晶のＸ軸が位置する。そ
して全体を矩形に形成し、長辺の軸方向を結晶のＹ、Ｚ
平面に沿ってかつＹ軸から時計方向にθ度、すなわち略
５３°回転した方向に定め、この方向に主振動Ｖ！を励
振するようにしている。
の仕上げを粗くしてこの振動エネルギーを散乱させたと
ころ特性を改善することができた。すなわち、第５図は
本発明のタンタルｅＩＪチウム振動子を示す斜視図であ
る。主面Ｍｉ＋Ｍ２に垂直に結晶のＸ軸が位置する。そ
して全体を矩形に形成し、長辺の軸方向を結晶のＹ、Ｚ
平面に沿ってかつＹ軸から時計方向にθ度、すなわち略
５３°回転した方向に定め、この方向に主振動Ｖ！を励
振するようにしている。
そこで主面Ｍ１’、Ｍ２および長辺方向の端面Ｎ！ 、
Ｎ２は＋３０００メツシユの研摩剤で研摩し、短辺方向
の端面Ｓｌ、Ｓ２は＋４０００メツシユ、＋３０００メ
ツシユ、＋２０００メツシユまたは＋１ｏｏ−ｏメツシ
ュの研摩剤でそれぞれ研摩したときの主振動ｖ１、副振
動ｖ２に対するＣＩ値の測定結果を第６図に示す。なお
振動子は長さ６謳、幅２ ｍ ％厚さ０．５ ｍｓで共
振周波数３．５ ＭＨｚのものを用いて測定した。
Ｎ２は＋３０００メツシユの研摩剤で研摩し、短辺方向
の端面Ｓｌ、Ｓ２は＋４０００メツシユ、＋３０００メ
ツシユ、＋２０００メツシユまたは＋１ｏｏ−ｏメツシ
ュの研摩剤でそれぞれ研摩したときの主振動ｖ１、副振
動ｖ２に対するＣＩ値の測定結果を第６図に示す。なお
振動子は長さ６謳、幅２ ｍ ％厚さ０．５ ｍｓで共
振周波数３．５ ＭＨｚのものを用いて測定した。
この結果から明らかなように短辺方向の端面ｓｌ、ｓ２
を研摩した研摩材の粗さに係わらず主振動Ｖ！に関する
クリスタルインピーダンスは略５０Ωで一定である。こ
れに対して副振動ｖ２に関するクリスタルインピーダン
スは＋３０００メツシユ、ナ４００ｏメツシュの研摩材
を用いた場合は略１００Ωであるが＋２０００メツシユ
の研摩材では略１２０Ω、４ｐ１０００メツシユの研摩
材では略１５０Ωである。すなわち粒度の粗い＋２００
０メツシユ乃至＋１０００メツシユの研摩材を用いて粗
面にすることにょシ上記副振動ｖ２のエネルギーを乱反
射して著るしく減衰することができる。
を研摩した研摩材の粗さに係わらず主振動Ｖ！に関する
クリスタルインピーダンスは略５０Ωで一定である。こ
れに対して副振動ｖ２に関するクリスタルインピーダン
スは＋３０００メツシユ、ナ４００ｏメツシュの研摩材
を用いた場合は略１００Ωであるが＋２０００メツシユ
の研摩材では略１２０Ω、４ｐ１０００メツシユの研摩
材では略１５０Ωである。すなわち粒度の粗い＋２００
０メツシユ乃至＋１０００メツシユの研摩材を用いて粗
面にすることにょシ上記副振動ｖ２のエネルギーを乱反
射して著るしく減衰することができる。
したがって、タンタル酸リチウムのＸ板の主面の長辺を
Ｙ軸から時計方向に４３°乃至６３°回転した矩形の振
動子において、短辺方向の端面を粗く研摩することによ
シ、さらに短辺に対する長辺の比を２倍以上とすること
によシ副振動を充分に抑圧できしかも寸法が小さくＣＩ
値の低い振動子を得ることがマきる。
Ｙ軸から時計方向に４３°乃至６３°回転した矩形の振
動子において、短辺方向の端面を粗く研摩することによ
シ、さらに短辺に対する長辺の比を２倍以上とすること
によシ副振動を充分に抑圧できしかも寸法が小さくＣＩ
値の低い振動子を得ることがマきる。
以上詳述したように本発明は、タンタル酸すチウムのＸ
板を矩形に成形し、かっ長辺をＹ。
板を矩形に成形し、かっ長辺をＹ。
Ｚ平面内でＹ軸から時計方向に４３°乃至６３°回転し
、短辺方向の端面を粗く研摩し、かつ主面の短辺に対す
る長辺の比を２倍以上にしたので副振動によるスプリア
ス成分を大幅に抑圧し、しかも形状が小型でＣＩ値の低
いタンタル酸リチウム振動子を提供することができる。
、短辺方向の端面を粗く研摩し、かつ主面の短辺に対す
る長辺の比を２倍以上にしたので副振動によるスプリア
ス成分を大幅に抑圧し、しかも形状が小型でＣＩ値の低
いタンタル酸リチウム振動子を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図はタン
タル酸リチウム振動子の周波数応答特性を示す図、第３
図は長辺のＹ軸からの回転角とスプリアスの減衰量との
関係を示す図、第４図は長辺と短辺の比に対するＣＩ値
の関係を示す図、第５図は上記実施例の振動子を示す斜
視図、第６図は研摩材の粒度とクリスタルインピーダン
スとの関係を示す図である。 Ｍｘ、Ｍ□・・・主面、Ｎ１ 、ＮＺ・・・長辺方向端
面、Ｓ１＋Ｓ２・−・短辺方向端面。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図
第２図 回転角θ（Ｄｅｇ） 長辺１（ｍｍ） ６７− 第５図 、 Ｎ２ 第６図 井１０００ 井２０００ ＄３０００ 井４０００垢
・剥の組さ
タル酸リチウム振動子の周波数応答特性を示す図、第３
図は長辺のＹ軸からの回転角とスプリアスの減衰量との
関係を示す図、第４図は長辺と短辺の比に対するＣＩ値
の関係を示す図、第５図は上記実施例の振動子を示す斜
視図、第６図は研摩材の粒度とクリスタルインピーダン
スとの関係を示す図である。 Ｍｘ、Ｍ□・・・主面、Ｎ１ 、ＮＺ・・・長辺方向端
面、Ｓ１＋Ｓ２・−・短辺方向端面。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図
第２図 回転角θ（Ｄｅｇ） 長辺１（ｍｍ） ６７− 第５図 、 Ｎ２ 第６図 井１０００ 井２０００ ＄３０００ 井４０００垢
・剥の組さ
Claims (1)
- タンタル酸リチウムの結晶軸のＹ軸に直交するＹ、Ｚ平
面に沿う主面を有しかつ矩形に成形するとともに、長辺
を上記Ｙ、Ｚ平面内でＹ軸から時計方向に４′３°乃至
６３°回転し、かつ主面に比して短辺方向の端面を粗く
したことを特徴とするタンタル酸リチウム振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP255083A JPS59127414A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | タンタル酸リチウム振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP255083A JPS59127414A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | タンタル酸リチウム振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59127414A true JPS59127414A (ja) | 1984-07-23 |
Family
ID=11532488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP255083A Pending JPS59127414A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | タンタル酸リチウム振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59127414A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50120590A (ja) * | 1974-03-06 | 1975-09-20 | ||
| JPS5683110A (en) * | 1979-12-10 | 1981-07-07 | Toshiba Corp | Thickness slip oscillator of litium tantalate |
-
1983
- 1983-01-11 JP JP255083A patent/JPS59127414A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50120590A (ja) * | 1974-03-06 | 1975-09-20 | ||
| JPS5683110A (en) * | 1979-12-10 | 1981-07-07 | Toshiba Corp | Thickness slip oscillator of litium tantalate |
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