JPS6146609A - 圧電振動子 - Google Patents
圧電振動子Info
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- JPS6146609A JPS6146609A JP59168678A JP16867884A JPS6146609A JP S6146609 A JPS6146609 A JP S6146609A JP 59168678 A JP59168678 A JP 59168678A JP 16867884 A JP16867884 A JP 16867884A JP S6146609 A JPS6146609 A JP S6146609A
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Classifications
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- 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
- H03H9/171—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
- H03H9/172—Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、恒弾性材料で作られた振動基板を有する平面
視四角形状の圧電振動素子を備え、前記圧電撮動素子の
任意一対の辺縁部夫々を結合子を介して保持手段に支持
した圧電振動子に関する。
視四角形状の圧電振動素子を備え、前記圧電撮動素子の
任意一対の辺縁部夫々を結合子を介して保持手段に支持
した圧電振動子に関する。
この種の圧電振動子では、従来一般に、圧電振動素子の
振動が結合子に拘束されないようにとの観点から、圧電
振動素子の任意一対の辺、たとえば長方形圧電振動素子
の短辺方向における結合子の幅を圧電振動素子の短辺■
]1縁部の長さに比べ、極めて狭いものに構成しており
、また狭い程良いと観念されていた。
振動が結合子に拘束されないようにとの観点から、圧電
振動素子の任意一対の辺、たとえば長方形圧電振動素子
の短辺方向における結合子の幅を圧電振動素子の短辺■
]1縁部の長さに比べ、極めて狭いものに構成しており
、また狭い程良いと観念されていた。
ところが、第5図のグラフで示すように(但、この例で
は、上述結合子の幅を圧電振動素子の短辺側縁部の長さ
の4○す、下のものである。)、本来的に必要な圧電振
動素子の短辺方向の拡がり振動Aのみならず、短辺方向
での屈曲振動Bや長辺方向の拡がり振動C1および、ラ
ム波りといった不用な振動が発生し、振動特性が低下す
る欠点があった。
は、上述結合子の幅を圧電振動素子の短辺側縁部の長さ
の4○す、下のものである。)、本来的に必要な圧電振
動素子の短辺方向の拡がり振動Aのみならず、短辺方向
での屈曲振動Bや長辺方向の拡がり振動C1および、ラ
ム波りといった不用な振動が発生し、振動特性が低下す
る欠点があった。
そこで、第6図に示すように、振動基板01の表裏両面
夫々に圧電薄膜02と振動電極膜03とを設け、それら
を駆動電源04に逆並列接続してバイモルフ構造に構成
し、振動基板01の表面側と裏面側との屈曲方向が互い
に逆になるようにして屈曲振動を相殺し、不用な振動発
生を防止している。
夫々に圧電薄膜02と振動電極膜03とを設け、それら
を駆動電源04に逆並列接続してバイモルフ構造に構成
し、振動基板01の表面側と裏面側との屈曲方向が互い
に逆になるようにして屈曲振動を相殺し、不用な振動発
生を防止している。
しかしながら、バイモルフ構造にするために、材料が多
くなるとともに製造工程が多くなって高価になる欠点が
あり、また、製造工程が増すに伴い、寸法誤差などに起
因して製品に大きなバラツキを生じる欠点があった。
くなるとともに製造工程が多くなって高価になる欠点が
あり、また、製造工程が増すに伴い、寸法誤差などに起
因して製品に大きなバラツキを生じる欠点があった。
本発明は、」二記の点に鑑み、種々の考察に基づいて、
不用な振動を防止できる圧電振動子を、構造簡単で、か
つ、製造工程少なく安価にして提供しようとするもので
ある。
不用な振動を防止できる圧電振動子を、構造簡単で、か
つ、製造工程少なく安価にして提供しようとするもので
ある。
本発明は、上記問題点を解決するために、冒頭に記載し
た圧電振動子において、圧電振動素子の任意一対の辺方
向における結合子の幅を、前記圧電振動素子の任意一対
の辺縁部の長さの渇〜4にするという手段を採用する。
た圧電振動子において、圧電振動素子の任意一対の辺方
向における結合子の幅を、前記圧電振動素子の任意一対
の辺縁部の長さの渇〜4にするという手段を採用する。
つまり、種々考察の結果、圧電振動素子の任意一対の辺
方向での屈曲振動が、保持手段に対する圧電振動素子の
支持構成に影響され、その支持強度が従来では低すぎた
ために大きな屈曲振動が発生していたことを見い出し、
それに基づき、本来的に必要な圧電振動素子の任意一対
の辺方向の拡がり振動を損うことの無いように、結合子
の幅を、圧電振動素子の任意一対の辺方向に広くするの
である。
方向での屈曲振動が、保持手段に対する圧電振動素子の
支持構成に影響され、その支持強度が従来では低すぎた
ために大きな屈曲振動が発生していたことを見い出し、
それに基づき、本来的に必要な圧電振動素子の任意一対
の辺方向の拡がり振動を損うことの無いように、結合子
の幅を、圧電振動素子の任意一対の辺方向に広くするの
である。
次に、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第1図は圧電振動子の平面図であり、第2図は圧電振動
子の斜視図であり、平面視粕形状の圧電一体的に連接さ
れている。
子の斜視図であり、平面視粕形状の圧電一体的に連接さ
れている。
前記圧電振動素子1は、振動基板4と、その一方の外表
面にスパッタリングなどによって固着された酸化亜鉛Z
nOなどから成る圧電薄膜5、および、その圧電薄膜5
の外表面に蒸着マスキングによって成形された、Al
、 Ag 、 Au 、 Niなどから成る振動電極膜
6から構成されている。
面にスパッタリングなどによって固着された酸化亜鉛Z
nOなどから成る圧電薄膜5、および、その圧電薄膜5
の外表面に蒸着マスキングによって成形された、Al
、 Ag 、 Au 、 Niなどから成る振動電極膜
6から構成されている。
前記結合子2,2、保持枠3および振動基板4ハ、エリ
ンバ−、アンバー、インバー、コニリンバーなどの恒弾
性材料によって一体的に成形されている。
ンバ−、アンバー、インバー、コニリンバーなどの恒弾
性材料によって一体的に成形されている。
両結合子2,2の一方と保持枠3の所定の隅部とにわた
り、前記圧電薄膜5が一体的に延出して固着されるとと
もに、その箇所で、圧電薄膜5上に、前記振動電極膜6
から一体的に導出して引出し電極部7が形成されている
。前記引出し電極部7と保持枠3の所定箇所夫々に引き
出し線8が接続されている。
り、前記圧電薄膜5が一体的に延出して固着されるとと
もに、その箇所で、圧電薄膜5上に、前記振動電極膜6
から一体的に導出して引出し電極部7が形成されている
。前記引出し電極部7と保持枠3の所定箇所夫々に引き
出し線8が接続されている。
前記圧電振動素子1の短辺方向の長さLとしては例えば
800μmに設定され、それに対し、両結合子2,2夫
々の圧電振動素子1の短辺方向における幅CWが、第1
図に示すように、前記短辺長さLの%である160μm
に設定されている。
800μmに設定され、それに対し、両結合子2,2夫
々の圧電振動素子1の短辺方向における幅CWが、第1
図に示すように、前記短辺長さLの%である160μm
に設定されている。
上記圧電振動素子1は、第3図に示すように、ケース9
内に収納して用いられる。ケース9は、浅箱状の・・−
フケース9a、9aを開口側が互いに対向する状態で接
着、融着などにより一体接合して構成されている。・・
−フケース9a、9a夫々の4隅部に近い底面から先鋭
な突起10が突設され、それら突起10・・により、前
記保持枠3の4隅部が点接触状態で挟持固定されている
。
内に収納して用いられる。ケース9は、浅箱状の・・−
フケース9a、9aを開口側が互いに対向する状態で接
着、融着などにより一体接合して構成されている。・・
−フケース9a、9a夫々の4隅部に近い底面から先鋭
な突起10が突設され、それら突起10・・により、前
記保持枠3の4隅部が点接触状態で挟持固定されている
。
次に、上記実施例における振動特性の実験結果について
説明する。
説明する。
即ち、縦軸をインピーダンス(単位:MΩ)、横軸を振
動周波数(単位: KHz )としてインピーダンス特
性を調べたところ、第4図に示すようなグラフが得られ
、圧電振動素子1の短辺方向における拡がり振動Aとし
ては、第5図に示す従来のものと同様のものを得られな
がらも、短辺方向での屈曲振動Bを大幅に減少できると
ともに、圧電振動素子1の長辺方向における拡がり振動
Cおよびラム波りをほとんど無くすことができ、不用な
振動を防止して振動特性を向上できることが明らかであ
った。
動周波数(単位: KHz )としてインピーダンス特
性を調べたところ、第4図に示すようなグラフが得られ
、圧電振動素子1の短辺方向における拡がり振動Aとし
ては、第5図に示す従来のものと同様のものを得られな
がらも、短辺方向での屈曲振動Bを大幅に減少できると
ともに、圧電振動素子1の長辺方向における拡がり振動
Cおよびラム波りをほとんど無くすことができ、不用な
振動を防止して振動特性を向上できることが明らかであ
った。
また、前記圧電振動素子1の短辺方向における結合子2
の幅CWを、圧電振動素子1の短辺側縁部の長さLに対
して種々変更したところ、その比CW / Lか乙未溝
では、前記屈曲振動Bが大きくなり、逆に4を越えると
圧電振動素子1の短辺方向における拡がり振動Aが小さ
くなる傾向にあり、本発明を実施する上で、前記比CW
/Lを%〜%にする必要のあることが明らかであった。
の幅CWを、圧電振動素子1の短辺側縁部の長さLに対
して種々変更したところ、その比CW / Lか乙未溝
では、前記屈曲振動Bが大きくなり、逆に4を越えると
圧電振動素子1の短辺方向における拡がり振動Aが小さ
くなる傾向にあり、本発明を実施する上で、前記比CW
/Lを%〜%にする必要のあることが明らかであった。
上述の例は、短辺方向を用いる圧電振動子であるが、正
方形の振動基板を用いてもよい。また、長方形の振動基
板のとき、長辺側縁部に結合子を存在させて、長辺方向
の振動を用いるようにしてもよい。
方形の振動基板を用いてもよい。また、長方形の振動基
板のとき、長辺側縁部に結合子を存在させて、長辺方向
の振動を用いるようにしてもよい。
さらに、本発明は、上述のような典形的な矩形の振動基
板4に限らず、例えば、逆ひし形状とかバタフライ形状
など、要するに、平面視形状が実質上四角形状でありさ
えすれば各種の形状に変更可能である。
板4に限らず、例えば、逆ひし形状とかバタフライ形状
など、要するに、平面視形状が実質上四角形状でありさ
えすれば各種の形状に変更可能である。
以上のように、本発明の圧電振動子によれば、圧電振動
素子の任意一対の辺方向における結合子の幅を、圧電振
動素子の任意一対の辺側縁部の長さの鴛以上にすること
で、結合子による保持手段に対する圧電振動素子の支持
強度を高くし、圧電振動素子がその任意一対の辺方向で
保持手段に対して曲がることを抑制して、圧電振動素子
の任意一対の辺方向における屈曲振動発生を防止でき、
そして、上述結合子の幅を、圧電振動素子の任意一対の
辺縁部の長さの4以下にすることで、本来的に必要な圧
電振動素子の任意一対の辺方向の拡がり振動が結合子に
よって抑えられることを回避でき、全体として、圧電振
動素子の任意一対の辺方向における結合子の幅を合理的
に設定するだけでありながら、不用な振動の発生を防止
でき、本来的に必要々圧電振動素子の任意一対の辺方向
の拡がり振動を良好に得られる圧電振動子を、バイモル
フ構造を採用せずに、簡単な構造で、かつ、材料および
製造工程のいずれも少なく、安価でしかも製品上のバラ
ツキの少ない状態で得られるようになった。
素子の任意一対の辺方向における結合子の幅を、圧電振
動素子の任意一対の辺側縁部の長さの鴛以上にすること
で、結合子による保持手段に対する圧電振動素子の支持
強度を高くし、圧電振動素子がその任意一対の辺方向で
保持手段に対して曲がることを抑制して、圧電振動素子
の任意一対の辺方向における屈曲振動発生を防止でき、
そして、上述結合子の幅を、圧電振動素子の任意一対の
辺縁部の長さの4以下にすることで、本来的に必要な圧
電振動素子の任意一対の辺方向の拡がり振動が結合子に
よって抑えられることを回避でき、全体として、圧電振
動素子の任意一対の辺方向における結合子の幅を合理的
に設定するだけでありながら、不用な振動の発生を防止
でき、本来的に必要々圧電振動素子の任意一対の辺方向
の拡がり振動を良好に得られる圧電振動子を、バイモル
フ構造を採用せずに、簡単な構造で、かつ、材料および
製造工程のいずれも少なく、安価でしかも製品上のバラ
ツキの少ない状態で得られるようになった。
また、結合子の支持強度が高くなるために、耐振性およ
び耐衝撃性にすぐれたものにできた。
び耐衝撃性にすぐれたものにできた。
第1図ないし第4図は本発明の圧電振動子の一実施例を
示し、第1図は平面図、第2図は斜視図、第3図はケー
スに収納した状態の縦断面図、第4図はインピーダンス
と周波数との相関を示すグラフ、第5図は従来例におけ
るインピーダンスと周波数との相関を示すグラフ、第6
図はバイモルフ構造の従来例を示す縦断面図である。 1・・圧電振動素子、2・・結合子、3・・保持手段、
4・・振動基板。 出 願 人 株式会社村田製作所 代 理 人 弁理士岡田和秀 第1図 第3図
示し、第1図は平面図、第2図は斜視図、第3図はケー
スに収納した状態の縦断面図、第4図はインピーダンス
と周波数との相関を示すグラフ、第5図は従来例におけ
るインピーダンスと周波数との相関を示すグラフ、第6
図はバイモルフ構造の従来例を示す縦断面図である。 1・・圧電振動素子、2・・結合子、3・・保持手段、
4・・振動基板。 出 願 人 株式会社村田製作所 代 理 人 弁理士岡田和秀 第1図 第3図
Claims (1)
- (1)恒弾性材料で作られた振動基板を有する平面視四
角形状の圧電振動素子を備え、前記圧電振動素子の任意
一対の辺縁部夫々を結合子を介して保持手段に支持した
拡がり振動モードの圧電振動子において、前記圧電振動
素子の任意一対の辺方向における前記結合子の幅を、前
記圧電振動素子の任意一対の辺縁部の長さの1/7〜1
/3にしてある圧電振動子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59168678A JPS6146609A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 圧電振動子 |
US06/761,397 US4609844A (en) | 1984-08-10 | 1985-08-01 | Piezoelectric vibrator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59168678A JPS6146609A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 圧電振動子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6146609A true JPS6146609A (ja) | 1986-03-06 |
Family
ID=15872451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59168678A Pending JPS6146609A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 圧電振動子 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4609844A (ja) |
JP (1) | JPS6146609A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6431137U (ja) * | 1987-08-18 | 1989-02-27 | ||
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-
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- 1984-08-10 JP JP59168678A patent/JPS6146609A/ja active Pending
-
1985
- 1985-08-01 US US06/761,397 patent/US4609844A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6431138U (ja) * | 1987-08-18 | 1989-02-27 | ||
JPS6431137U (ja) * | 1987-08-18 | 1989-02-27 | ||
JP2013042388A (ja) * | 2011-08-17 | 2013-02-28 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 圧電振動片及び圧電デバイス |
CN102957392A (zh) * | 2011-08-17 | 2013-03-06 | 日本电波工业株式会社 | 压电振动片及压电元件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4609844A (en) | 1986-09-02 |
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