JPS6066514A - 圧電装置 - Google Patents

圧電装置

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JPS6066514A
JPS6066514A JP17560483A JP17560483A JPS6066514A JP S6066514 A JPS6066514 A JP S6066514A JP 17560483 A JP17560483 A JP 17560483A JP 17560483 A JP17560483 A JP 17560483A JP S6066514 A JPS6066514 A JP S6066514A
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JP
Japan
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electrodes
electrode
electrode group
ceramic
ceramic layer
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JP17560483A
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Toshio Ogawa
敏夫 小川
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/54Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/56Monolithic crystal filters
    • H03H9/562Monolithic crystal filters comprising a ceramic piezoelectric layer

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、圧電セラミクス中に、相互に逆方向に変位
する部分を表面と平行な方向にかつ交互に連続するよう
に配置でることにより、しラミクス層の表面と平行な方
向にバルク波を発生させる構造を有する、圧電装置に関
づる。
従来技術の説明 圧電共振子、圧電フィルタおよび遅延線などの圧電装置
にあつ゛(は、数M Hz以上の^い周波数frI域で
使用するために、厚み縦振動が利用され−(いる。従来
、高い周波数領域での振動を1r?るために、圧電セラ
ミクス内に複数の相互に中なり合う電極を配置した構造
が提案されている。相H1,:小なり合う電極方向に振
動を発生させるものむ−ある。
しかしながら、各電極を並列接続づるものにあっては、
より高い周波数の振動を待るために電極間隔を小さくし
、圧電セラミクス層を簿クツるどインピーダンスが指数
関数的に低下し、他の回路どのインピーダンス整合が困
雑に4するという問題があった。また、従来より提案さ
れている種々の高周波用圧電装置では、振動の中心周波
数を変更あるいは調整したい場合には、重なり合った電
極間のセラミクス層の厚みを変更しなければならないこ
となどの極めて煩雑な作業を実施しなければならなかっ
た。したがって、中心周波数の変更に伴ない、圧電装置
の厚みまで変更せざるを得ない場合もあり、小形化がH
しいという問題があった。
発明の目的および構成 それゆえに、この発明の目的は、振動の中心周波数を簡
)11に変更することができ、かつ高次モードの振動を
利用する場合であってもインピーダンス低下の小さな圧
電装置を提供することにある。
この発明は、要約づれば、複数のW1極からなる電極群
が両面に形成されており、かつ全体が同一方向に分極さ
れたセラミクス層を備え、各電極群の電極は、セラミク
ス層の表面上で所定距離を隔てて分散配置されてJ3す
、かつ一方の電極群の電極は方の電極群の2個の電極に
重なるように配置されてd3す、一方の電極群の一方端
部に位置する電極と、他方の電極群の他方端部に位同ブ
る電t〜とが外部に引出されている、圧電装置である。
?1なわち、この発明の圧電装置は、JIE電セラミク
ス中に、相互に逆方向に変位する部メ)を入面ど平行に
かつ交互に連続づるように形成づるこl−にJ、す、圧
電セラミクスの表面と平行な方向にハルント[2発すさ
せるものである。
セラミクス層は、複数個稍胸されていてもよく、その場
合には積層されたセラミクス層間に位置づるT4電極は
、該電極群を挾む両セラミクス層C共用されることにな
ろうまた隣接覆るセラミクス層は、相互に逆方向に分極
処理される。
この発明のその他の特徴(コ1、Lスー[の実f斤1例
の説明により明らかどなろう。
実施例の説明 第1図は、この発明の一実施例のD?、理を説明りるた
めの略図的側面図てiめる。ごこて(J、4囮のセラミ
クス層1,2,3.=4が積層されCいる。
各セラミクスI?51.2,3.4の両1111には、
少数の電tii’la・・−i 1d 、12a=12
6.13a・ 13d 、14a−14d 、15a 
−A 5dからなる71捗群11,12.13,14.
15が形成されている。セラミクス層で挾まれる位置に
ある7f極群12,13.14は、それぞれの電極群を
挾むセラミクス層で共用されている。したがって、各セ
ラミクスFi1,2.3.4から見れば、その両面にそ
れぞれ電極群が形成されていることになる。また、各は
ラミクスN1,2.3.4は、第1図に矢印で示ずよう
に相互に逆方向に分極されている。 ・ 各セラミクスl?!1,2,3.4における両面の電8
i群の位置開鎖は同様であるため、図面上置も上側に位
置ツるセラミクスH1を取出して説明する。しラミクス
Ii’!1の両面には電極群11.12が形成されてい
る。、電1ffi8¥11.12の電tii11a・・
・11d、12a・・・+26は、ぜラミクス層1の面
上で所定距離を隔てて分数配置されている。
さらに、第1図から明らかなJ:うに、一方の電tM群
11の電(へ11a・・・11dと、他方の電橢釘12
の電極12a・・・12dは、相互にずらされた状態で
配置されている。δい換えれば、電4?i1群゛11の
電極11a・・・11dの1個は、電極群12の2個の
電極に重なるようにt!i!置され−〔いる。
今、第1図に示すように、一方の電(灸nI” l 1
の一方端部に位置する電極゛11aど、他方の電Ifi
群12の他7j端部ニ位F’l ’lルm極′12de
外?+II ニ引出し、図示のように電圧を印加する。
この電圧の印加により、セラミクス層1は、第1図に「
の」および「ち」で示すように伸びおよび縮むことにな
る。電流は、電極′12dから、電極11d、+2c、
11c、12b、Iib、12aを1117、電ti 
11 aに流れるからである。したがって、セラミクス
層1では、図面上横方向に相互に逆方向に変位する部分
が交互に設けられていることになる。このような変位に
基づき、第1図に63いてセラミクス層1の上方に示す
ような振動が発生される。なお、第1図に示すように?
1Ki13a、’15aを電極11aと共通に引出し、
−他方?Ii極1/ldを71極12dと共通に引出し
電圧を印加すれば、セラミクス層2.3.4も同様に振
動することが理解されるであろう。すなわち、上述のよ
うに各電極群12・・・15が配置されているため、セ
ラミクス層の積層だζを増加さu Tも、積層されたセ
ラミクスff11,2,3.4の〃み方向に関し対応覆
る部分は同一方向に変位づる。したがって、セラミクス
層の積層数にかかわらず、セラミクス層の表面と平行な
方向にバルク波が発生ずることがわかる。
なJ3、この発明では発生Jるバルク波の周波数は、セ
ラミクス1m1.2.3.4の厚みあるいはfi!i層
数ぐ決定されるものではない。振動は、上述のように各
セラミクス層1,2.3.4中に相互に逆方向に変)C
lする部分がセラミクス層の表面と平行な方向に交互に
設けられているために発生づるものである。したがって
、バルク波の波長は、第1図に示した破線X−X間の距
離で決まることになる。すなわちバルク波の波長をλと
すれば、λ/2が破線X−X間のv[岨と一致する。そ
れゆえに、この破線x−x間の距離を変更づることによ
り、発生するバルク波の波長を極めて容易に変ミクス暦
1.2.3.4の厚みd)よσ偵響Z々(よ発生ずるバ
ルク波の波長に影9!I’するもの−(はく・い。
しかしな2J’ ラ、&W4rilff’71 、’i
 、”、、’I )、1’+15のmなり合っ(いる&
腎ifiは容■を発生ηるので1セラミクス廚の積層数
を増加さuれば全16−の6酊は小さくなり、インピー
タンスがIu 1Jil ’!lることになる。それゆ
えに、この発明eは、(iFPi数を変化させることに
より、インピータンスの調整も行ない得ることか理解8
4′LるでJ〕ろう、。
次に、第1図に示した実施例のJll休的体−りにつき
説明する。第1図に示した実j41;例を得るにL(、
まイ躬2図83 J:び第3回にか、すJ、うなセラミ
ニ・、)層1,2を準t1vυる。第2図が15明りが
なJ、う(−、セラミクス層′1の土面には複数の電極
11a・・・′11dか形1戊σれている。この電極1
1a・す11dが、圭)止したW lx it 1 ’
i ’S・4M f(’4. ’j Z+ il トl
二’、j−6゜電極i1a・・・lidの一部は、セラ
ミクス層ス中の一方O)長辺18にり1出されてぃζ)
。同411!に、廿ラミ’/ ス1920)上nにもm
 44!12 r+ ・−12dが形成されている。電
極12a・・・12dは上述した電極8712を構成す
るもので必る。電極12a・・・12dもまたセラミク
ス層2の一方の長辺2bに引出されている。
第1図から明らかなように、電極群13おJ:び15は
、m1Ur!1’ 11 )::同一に、また′Fi極
群14は電極群12ど同一に構成されている。したがっ
て、第2図おにび第3図に示したセラミクス[1,2を
交互に5層重ねることにより第′1図に示したような溝
造を得ることができる。これを第4図に斜視図で示す。
次に、第4図から明らかなように、v4層された椙造体
の長辺側側面に分極用型tM21a、21bを形成づる
。分極用電極21a、21bはそれぞれ、各電極群11
・・・15を偶成づる電極がセラミクス層1.2の長辺
側に引出された部分に形成される。分極用型trt 2
1 aと21bとの間に電圧を印加ツれば、各セラミク
ス薯を第1図に矢印で示したような分極方向に分極させ
ることができる。
次に、分極用電極218.21bを切断あるいは研磨に
より削除し、第4図に示したIM Ft体の短辺側側t
ii22.23に外部電植24.,25を形成する。、
電極パターンは第2 f’l d3よび第3図に示し!
、:J、うに構成されているため、外部1’1ffII
 24は、1g4’f+H1−l 、 13.15のN
 t’X+’の1t411a、13a、’15aとJn
 kされ、他方外t′XITxW25は電極群12.’
+4の端部に位[づろ電極12d、+4dに接続される
。し1ζがって外部電仲24,25より電圧をcp h
nすれば、第1図に「のj6よび「ち」で示1’ J:
うな変位が得られる。
以上のようにして、この発明の一実f布例とし−(の圧
電共振子を得ることができる。J−述したように、この
共振子で発生される振動の波長は、第1図の?111m
X−X間の距離にJ、り変わるため、この実施例を製造
するのに用いた第2図A3 J、び100図に示したセ
ラミクス層1,2土の電1〜パターンを変えることによ
り、波長を湊め′C簡甲に変えることが可能となる。
上述のようにして得られた圧電共振子の特性を第7図に
示す。第7図から明らかなように、インピーダンスの高
い共振子が実現されている。
上述した実施例は、圧電共振子につい(のものであった
が、この発明はこれに限られるものではない。づなわら
、たとえば第6図に示づように積層セラミクス31の両
端部分に電極群1.1.12゜13.14.15を形成
すれば、−力を入力側、他方を出力側としてフィルタを
椙成づることもできる。このとき、発生される振動はセ
ラミクスの表面に平行に伝播づるため、振動の方向が変
換されることがなく、したがって高能率のフィルタとす
ることもできる。、さらに、入)j側および出力側のT
i極群間の距I′ll#を増大させることにより、遅延
線どして用いる口ども可能である。
また、上述した第1図ないし第5図を参照して説明した
実施例では、複数のセラミクス層が積層されて信バセさ
れ(いたが、この発明は1層のセラミクス層の両面に電
VFAIllYを形成したものであってもよいことを指
摘しておく。
発明の効果 以上のように、この発明にJ:れば、複t−(の′tr
i<?i=からなる電WzYfか両面に形成されており
、かつ全体が同一方向に分相された1?ラミ/7ス府を
備え、前記8電槽flY (1)電極(A、セラミクス
層1の表面」−C所定間ド5を円てて分散配@8れjJ
 、:、’? I)、かつ−プiの?v4々MYの電々
や【」他方の電恢群の2個の冒(15に貢なるよ゛うに
配置さねており、一方の73極C)の−ノ)端部に(イ
装置づる電1ψと、他方の電極群の+l!!、方々JI
部に位閘する電極とが外部に引出され(いるIfiJ 
iじをhづるl、:め、相互に逆方向に変位ダる部分が
ヒラミクス層の表面に平行に交亙に配列さ(するごどに
なり、したがってセラミクス層の表面に平1テな方向に
伝播する1に勤を発生し同るIt+ri貼四を得ること
ができる。よって、発生する振動の中心周波ttを電極
構造の変更ににす、(tめて容易に変更あるいは調整づ
ることができ、か゛つセラミクスの積層数を増大さゼる
ことにJ:リインピータンス台’ +F−A (づるこ
とも容易になし11!7る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例の阿1理を置IL14づ
るための略図的側面図てCりる。第2しlおよUメi’
+ 3図は、第1図に示した実施四を9成するためのセ
ラミクス層83 J:び電極I!Yを4δ成する電極パ
ターンを示り−・V面図である。第41i!lは、第2
図および第3図に示したソートを用いて形成した積層構
造体を示す略図的側面図Cある。第5図は、第4図に示
した構造体に外部電極を取付け−C1qられたこの発明
の一実施例を承り斜視図である。第6図は、この発明の
他の実施例としての圧電フィルタを示づ略図的側面図で
ある。第7図は、第1図ないし第5図を1セ、照して説
明した実施例のインピーダンス−周波敵性↑1を示づ図
である。 1.2.3./l・・・セラミクス層、11,12゜1
3、’+ 4 、’+ 5 =−7F、析11’、11
a・11d 、 12a−12d 、13a−13d 
、14a−Add 。 15a・・・15cl・・・電↑η。 名4図 第6図 篤70 8−/反数−(MLiz)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 複数の電極からなる電極群が両面に形成されて
    おり、かつ全体が同一方向に分極されたセラミクス層を
    備え、 前記各電極群の電極は、セラミクス層の表面上で所定間
    隔を隔てて分散配置されており、かつ一方の電極群の電
    極は他方の電極群の2個の電極に重なるように配置され
    ており、 一方の電極群の一方端部に位@づる電極と、他方のTi
    極l!Tの他方端部に位首するWittとが外部に引き
    出されている、圧NPi置。
  2. (2) 前記セラミクス層は複数個積層されており、前
    記積層されたセラミクス層間では電極群は該電極群を挾
    むセラミクス層で共用されており、かつ隣接するセラミ
    クス層が相互に逆方向に分極処理されている、特許請求
    の範囲第1項記載の圧電装置。
JP17560483A 1983-09-21 1983-09-21 圧電装置 Granted JPS6066514A (ja)

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JPH0374850B2 JPH0374850B2 (ja) 1991-11-28

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5394123A (en) * 1991-03-13 1995-02-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ladder type filter comprised of stacked tuning fork type resonators

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5518189A (en) * 1978-07-27 1980-02-08 Nec Corp Ceramic filter and its manufacture
JPS5885613A (ja) * 1981-11-18 1983-05-23 Nec Corp モノリシツク圧電磁器フイルタ

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