JPS6184105A - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
- Publication number
- JPS6184105A JPS6184105A JP20593384A JP20593384A JPS6184105A JP S6184105 A JPS6184105 A JP S6184105A JP 20593384 A JP20593384 A JP 20593384A JP 20593384 A JP20593384 A JP 20593384A JP S6184105 A JPS6184105 A JP S6184105A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- acoustic wave
- cut
- surface acoustic
- wave device
- 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
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02551—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of quartz substrates
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (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】
産業上の利用分野
本発明は回転Ｙカット水晶基板を用いた弾性表面波装置
に関する。
に関する。
結晶のＸ軸方向に沿って表面波が伝搬するＳＴカット水
晶基板は、その表面波の１次の遅延時間一温度係数が零
となることが知られている。この値は低周波領域で広く
使用されている水晶振動子等に比較すると約２倍も大き
く、温度安定度を厳しく要求される通信機器等に使用す
る場合、この温度特性では要求を満足し得ないことが多
い。
晶基板は、その表面波の１次の遅延時間一温度係数が零
となることが知られている。この値は低周波領域で広く
使用されている水晶振動子等に比較すると約２倍も大き
く、温度安定度を厳しく要求される通信機器等に使用す
る場合、この温度特性では要求を満足し得ないことが多
い。
一般に、この温度特性を改善する方法として、圧Ｘ基板
上に絶縁膜等全付着して補償する方法または圧電基板自
体の切断方位や伝搬方向を変えて特性を改善する方法等
が考えられ、種々検討されている。
上に絶縁膜等全付着して補償する方法または圧電基板自
体の切断方位や伝搬方向を変えて特性を改善する方法等
が考えられ、種々検討されている。
ＬｉＴａＯ５やＬｉＮｂＯ３等の圧電基板に絶縁膜を付
着して補償する構成に対する検討が、１９７５年のＵｌ
ｔｒａｓｏｎｆＣｓ８ｙｍｐｏｓ ｉｕｍにおいてＰ
ａｒｃｋｅｒおよび８ｃｈｌ ｔｇによシ報告されてい
るが、この構成は経時特性変化が大きいという欠点があ
る。
着して補償する構成に対する検討が、１９７５年のＵｌ
ｔｒａｓｏｎｆＣｓ８ｙｍｐｏｓ ｉｕｍにおいてＰ
ａｒｃｋｅｒおよび８ｃｈｌ ｔｇによシ報告されてい
るが、この構成は経時特性変化が大きいという欠点があ
る。
また、ＳＴカットで伝搬方向をＸ軸よシ回転させて温に
％性を改善できることが、電子通信学会６３・人、１１
．Ｐ７９．昭５５−５５６に報告されているが、Ｘ軸伝
搬の場合に比べて、伝搬方向の角度偏差の温度特性に及
ぼす影響が非常に大きく、かつ、エネルギー伝搬方向が
位相伝搬方向とずれるため、設計製造等が非常に困難と
なる欠点がある〇一方、５ｕｒｆａｃｅ ｓｋｉｍｍ
ｉｎｇ ｂｕｌｋ ｗａｖｅと呼蝉れる圧電板の表面近
くを伝搬するバルク波を用いた構成が、１９７７ Ｉ
ＥＥＥ Ｕｌ ｔｒａｓｏＴｈｔｃｓＳｙｍｐｏｓｉｕ
ｍ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓの第７４４頁〜第７５２頁
に所載の論文’５ｕｒｆａｃｅ ８ｋｊｍｍｉｎｇ Ｂ
ｕｌｋ ｗａｖｅｓ”Ｋ報告されているが実用的レベル
では伝搬速度の速い点を除くと８Ｔカツトのレイリー波
と同程度の温度特性を有する程度で大幅な改善はなされ
ていない。
％性を改善できることが、電子通信学会６３・人、１１
．Ｐ７９．昭５５−５５６に報告されているが、Ｘ軸伝
搬の場合に比べて、伝搬方向の角度偏差の温度特性に及
ぼす影響が非常に大きく、かつ、エネルギー伝搬方向が
位相伝搬方向とずれるため、設計製造等が非常に困難と
なる欠点がある〇一方、５ｕｒｆａｃｅ ｓｋｉｍｍ
ｉｎｇ ｂｕｌｋ ｗａｖｅと呼蝉れる圧電板の表面近
くを伝搬するバルク波を用いた構成が、１９７７ Ｉ
ＥＥＥ Ｕｌ ｔｒａｓｏＴｈｔｃｓＳｙｍｐｏｓｉｕ
ｍ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓの第７４４頁〜第７５２頁
に所載の論文’５ｕｒｆａｃｅ ８ｋｊｍｍｉｎｇ Ｂ
ｕｌｋ ｗａｖｅｓ”Ｋ報告されているが実用的レベル
では伝搬速度の速い点を除くと８Ｔカツトのレイリー波
と同程度の温度特性を有する程度で大幅な改善はなされ
ていない。
本発明の目的は上述の欠点を除去した弾性表面０＠〜２
５°または１３３６〜１４３’の範囲内の切シ出し角で
切シ出された回転Ｙカット水晶基板と、該基板上に形成
した電極とから構成される。
５°または１３３６〜１４３’の範囲内の切シ出し角で
切シ出された回転Ｙカット水晶基板と、該基板上に形成
した電極とから構成される。
次に本発明について図面を参照して詳細に説明する。
回転Ｙカット水晶基板において、切シ出し角θと遅延時
間温度係数（以下、ＴＣＤと略すＸｐｐｍ／゛０）との
関係を理論的に計算してみると、第１図の一点鎖線２１
に示すように、ＴＣＤがほぼ零となるような切り出し角
が４つある。これらの切り出し角のうち００〜２５″の
範囲においては、レイリー波が励振されず、リーキー波
の伝播損失が、第１図の実線で示すように、０．０１
（ｄＢ／波長）程度になることがわかった。さらに、こ
の切り出し角範囲の基板を伝書するり−Φ−波の速度は
、レイリー波の速度の約１．２５倍速いことがわかった
。また、切り出し角が１３３°〜１４３°の範囲におい
ては、ＴＣＤが零でかつレイリー波が励損されるが、リ
ーキー波の電気機械結合係数はレイリー波よりも小さい
が、速度が約Ｌ６倍速いということがわかった。
間温度係数（以下、ＴＣＤと略すＸｐｐｍ／゛０）との
関係を理論的に計算してみると、第１図の一点鎖線２１
に示すように、ＴＣＤがほぼ零となるような切り出し角
が４つある。これらの切り出し角のうち００〜２５″の
範囲においては、レイリー波が励振されず、リーキー波
の伝播損失が、第１図の実線で示すように、０．０１
（ｄＢ／波長）程度になることがわかった。さらに、こ
の切り出し角範囲の基板を伝書するり−Φ−波の速度は
、レイリー波の速度の約１．２５倍速いことがわかった
。また、切り出し角が１３３°〜１４３°の範囲におい
ては、ＴＣＤが零でかつレイリー波が励損されるが、リ
ーキー波の電気機械結合係数はレイリー波よりも小さい
が、速度が約Ｌ６倍速いということがわかった。
第２図（ａ）は水晶１１の結晶軸を示す図であプ、同図
（ｂ）は本発明に用いる基板が切り出される切断面を示
す図である。
（ｂ）は本発明に用いる基板が切り出される切断面を示
す図である。
第３図？参照すると、不発明の第１の実施例はフィルタ
を構成しておシ、本フィルタは、切り出し角が１５．７
＠の回転Ｙカット水晶基板３１と、基板３１内部にエネ
ルギーを放射しながら伝播するリーキー波を励振するた
めの正規型人力交叉指状電極３２と、リーキー波を受波
する正規型出力交叉指状電極３３とから構成される。人
力および出力又又指状電極の材料、胤極間ピッチ人、対
数および開口長上、それぞれアルミニウム、５０（μｍ
）（ミクロンメータ）、３０対および１００人とし、電
極間距離ａおよび電極の膜厚を、それぞれ４１ＪＯ人お
よび１０００（人）としたときの周波数特性を第４図に
示す。図から明らかなように、近傍にスプリアスのない
非常に良好な特性が得られた。また、本フィルタはこれ
までになかった３次の温度係数を有することがわかった
。
を構成しておシ、本フィルタは、切り出し角が１５．７
＠の回転Ｙカット水晶基板３１と、基板３１内部にエネ
ルギーを放射しながら伝播するリーキー波を励振するた
めの正規型人力交叉指状電極３２と、リーキー波を受波
する正規型出力交叉指状電極３３とから構成される。人
力および出力又又指状電極の材料、胤極間ピッチ人、対
数および開口長上、それぞれアルミニウム、５０（μｍ
）（ミクロンメータ）、３０対および１００人とし、電
極間距離ａおよび電極の膜厚を、それぞれ４１ＪＯ人お
よび１０００（人）としたときの周波数特性を第４図に
示す。図から明らかなように、近傍にスプリアスのない
非常に良好な特性が得られた。また、本フィルタはこれ
までになかった３次の温度係数を有することがわかった
。
第５図は−１９，９℃〜８２°０の温度範囲での周波数
変化量および変化ｉｔ示す表であり、最大周波数変化率
（Δｆ／ｆ ）は約１６（ｐｐｍ）で６９、極めて安定
であった。
変化量および変化ｉｔ示す表であり、最大周波数変化率
（Δｆ／ｆ ）は約１６（ｐｐｍ）で６９、極めて安定
であった。
第６図を参照すると、本発明の第２の実施例は振動子を
構成しており、本振動子は、切）出し角が１５．７°の
回転Ｙカット水晶基板６１と、基板６１内部にエネルギ
ーを放射しながら伝播するり−キー波を励振するための
交叉指状電極６２と、リーキー波を閉じ込めて共振器を
形成する反射電極６３とから構成される。父叉指状寛極
６２の材料膜厚および対数を、それぞｎアルミニウム、
１０００（５）および８０対とし、反射電極６３の材料
、膜厚および本数を、そ才りぞれアルミニウム、１００
０（Ａ）および１１００本とし、電極間ピッチを約２１
．７（μｍ）としたときの周波数特性を第７図に示す。
構成しており、本振動子は、切）出し角が１５．７°の
回転Ｙカット水晶基板６１と、基板６１内部にエネルギ
ーを放射しながら伝播するり−キー波を励振するための
交叉指状電極６２と、リーキー波を閉じ込めて共振器を
形成する反射電極６３とから構成される。父叉指状寛極
６２の材料膜厚および対数を、それぞｎアルミニウム、
１０００（５）および８０対とし、反射電極６３の材料
、膜厚および本数を、そ才りぞれアルミニウム、１００
０（Ａ）および１１００本とし、電極間ピッチを約２１
．７（μｍ）としたときの周波数特性を第７図に示す。
中心周波Ｈｆ ＝ １８１．４８ （ＭＨｚ）から±１
．２（ＭＨｚ）の範囲でスプリアスのない特性％ｒ：Ｖ
している。
．２（ＭＨｚ）の範囲でスプリアスのない特性％ｒ：Ｖ
している。
第８図は一３０°０〜５０’０ＩＺ）温度範囲での周波
数変化ｉｔ示す図である。従来の８Ｔカツト水晶振遅延
線は、切シ出し角が１５．７°の回転Ｙカット水晶基板
９１と、基板９１内部にエネルギーを放射しながら伝播
するリーキー波を励振するための正規型交叉指状電極９
２と、１ｉｎｅａｒ ｕｐ ｃｈｉｒｐ特性を有するラ
イズドコサイン型分散性電極９３とから構成される。正
規型を極９２の対数、電極間ピッチ、開口長、材料およ
び膜厚を、それぞれ５対、５４．８（μｍ）、１００波
長、アルミニウムあ゛よび２０００（Ａ）とし、分散性
電極の全長、開口長、材料および膜厚を、それぞれ２３
．５（朋）。
数変化ｉｔ示す図である。従来の８Ｔカツト水晶振遅延
線は、切シ出し角が１５．７°の回転Ｙカット水晶基板
９１と、基板９１内部にエネルギーを放射しながら伝播
するリーキー波を励振するための正規型交叉指状電極９
２と、１ｉｎｅａｒ ｕｐ ｃｈｉｒｐ特性を有するラ
イズドコサイン型分散性電極９３とから構成される。正
規型を極９２の対数、電極間ピッチ、開口長、材料およ
び膜厚を、それぞれ５対、５４．８（μｍ）、１００波
長、アルミニウムあ゛よび２０００（Ａ）とし、分散性
電極の全長、開口長、材料および膜厚を、それぞれ２３
．５（朋）。
１００波長、アルミニウムおよび２０００（Ａ）とし、
電極中心間距離を約１６．５（Ｉｇ）としたときの周波
数輯性を第１０図に示す。なお、レイリー波による応答
は観察されなかった。
電極中心間距離を約１６．５（Ｉｇ）としたときの周波
数輯性を第１０図に示す。なお、レイリー波による応答
は観察されなかった。
第１１図は一２０℃〜８０℃の温度範囲での周波数変化
率を示す。図から明らかなように、本遅延線はｏ、６（
ｐｐｍ／’Ｏ）の温度係数を有している。
率を示す。図から明らかなように、本遅延線はｏ、６（
ｐｐｍ／’Ｏ）の温度係数を有している。
第１２図は面内回転（ｆ＝６つを行ったときの周波数変
化率を示す。
化率を示す。
以上、本発明には、温度特性の向上を達成できるという
効果がある。
効果がある。
第１図は遅延時間製置係数と切シ出し角との関係を示す
図、第２図（ａ）は水晶の結晶軸を示す図、同図（ｂ）
は本発明に用いる基板が切夛出される切断面を示す図、
第３図は本発明の第１の実施例を示す図、第４図Ｕ′ｄ
ｃ１の実施例の振幅−周波数特性を示す図、第５図は第
１の実施例の温度−周波数特性を示す図、第６図は本発
明の第２の実施例を示す図、第７図は第２の実施例の振
幅−周波数特性を示す図、第８図は第２の実施例の温度
−周波数変化率特性を示す図、第９図は本発明の第３の
実施例を示す図、第１０図は第３の実施例の振幅−周波
数特性を示す図、第１１図は第３の実施例の温度−周波
数変化率特性を示す図および第１２図は面内回転を行な
ったときの温度−周波数変化率特性を示す図である。 図において、１１・・・・・・水晶、１２・・・・・・
切断面、３１．６１．９１・・・・・・基板、３２，３
３，６２，６３゜９２．９３・・・・・・電極。 ／ ３θ どθ ！ｌ） ｔｉｌ）
Ｒ１層θ仁ｎり土しハθ（崖９ 心１図 （ｔＺ）
（ｂン第Ｚ図 心３図 第５図 ３ユｆ（”Ｃ） 第ａ図 第２図 温度（で） 第１Ｚ図
図、第２図（ａ）は水晶の結晶軸を示す図、同図（ｂ）
は本発明に用いる基板が切夛出される切断面を示す図、
第３図は本発明の第１の実施例を示す図、第４図Ｕ′ｄ
ｃ１の実施例の振幅−周波数特性を示す図、第５図は第
１の実施例の温度−周波数特性を示す図、第６図は本発
明の第２の実施例を示す図、第７図は第２の実施例の振
幅−周波数特性を示す図、第８図は第２の実施例の温度
−周波数変化率特性を示す図、第９図は本発明の第３の
実施例を示す図、第１０図は第３の実施例の振幅−周波
数特性を示す図、第１１図は第３の実施例の温度−周波
数変化率特性を示す図および第１２図は面内回転を行な
ったときの温度−周波数変化率特性を示す図である。 図において、１１・・・・・・水晶、１２・・・・・・
切断面、３１．６１．９１・・・・・・基板、３２，３
３，６２，６３゜９２．９３・・・・・・電極。 ／ ３θ どθ ！ｌ） ｔｉｌ）
Ｒ１層θ仁ｎり土しハθ（崖９ 心１図 （ｔＺ）
（ｂン第Ｚ図 心３図 第５図 ３ユｆ（”Ｃ） 第ａ図 第２図 温度（で） 第１Ｚ図
Claims (4)
- （１）右手系のオイラー角表示で０°〜２５°または１
３３°〜１４３°の範囲内の切り出し角で切り出された
回転Ｙカット水晶基板と、該基板上に形成した電極とか
ら構成したことを特徴とする弾性表面波装置。 - （２）基板内部にエネルギーを放射しながら伝播するリ
ーキー（ｌｅａｋｙ）波を励振するための入力交叉指状
電極と、該リーキー波を受波する出力交叉指状電極とを
前記基板上に形成したことを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の弾性表面波装置。 - （３）基板内部にエネルギーを放射しながら伝播するリ
ーキー波を励振するための交叉指状電極と、該リーキー
波を閉じ込めて共振器を形成する反射電極とを前記基板
上に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載の弾性表面波装置。 - （４）基板内部にエネルギーを放射しながら伝播するリ
ーキー波を励振するための入力交叉指状電極と、該リー
キー波を受波し予め定めた遅延時間が得られるよう電極
間ピッチを等間隔または不等間隔に選んだ出力交叉指状
電極とを前記基板上に形成したことを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載の弾性表面波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20593384A JPS6184105A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20593384A JPS6184105A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 弾性表面波装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6184105A true JPS6184105A (ja) | 1986-04-28 |
Family
ID=16515134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20593384A Pending JPS6184105A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6184105A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63173412A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-07-18 | Toyo Commun Equip Co Ltd | リ−キ−ｓａｗ共振子 |
| JPH04241991A (ja) * | 1991-01-16 | 1992-08-28 | Toppan Printing Co Ltd | 画像保護フィルム |
-
1984
- 1984-10-01 JP JP20593384A patent/JPS6184105A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63173412A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-07-18 | Toyo Commun Equip Co Ltd | リ−キ−ｓａｗ共振子 |
| JPH04241991A (ja) * | 1991-01-16 | 1992-08-28 | Toppan Printing Co Ltd | 画像保護フィルム |
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