JPS6261170B2 - - Google Patents
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- JPS6261170B2 JPS6261170B2 JP54050877A JP5087779A JPS6261170B2 JP S6261170 B2 JPS6261170 B2 JP S6261170B2 JP 54050877 A JP54050877 A JP 54050877A JP 5087779 A JP5087779 A JP 5087779A JP S6261170 B2 JPS6261170 B2 JP S6261170B2
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- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は圧電振動子に関し、その利用分野とし
ては、超音波トランスデユーサ、波器、遅延素
子、共振子及び圧電変圧器を挙げることができ
る。
ては、超音波トランスデユーサ、波器、遅延素
子、共振子及び圧電変圧器を挙げることができ
る。
従来、圧電磁器の表面にインターデイジタル形
状の電極層を付着させた構造の圧電振動子が知ら
れている（例えば特願昭53―100929、及び53−
100930）。第１図Ａは従来の圧電振動子を用いた
超音波トランスデユーサの構造例で、１は圧電性
基板でその厚さは該基板における音波の波長λと
同程度またはそれ以下である。２は第１図Ｂのご
ときパターンのすだれ状電極（インターデイジタ
ル電極）でくしの歯状の電極指が交互に配列され
る。３は基板１の裏側にもうけられる平面電極、
４は該平面電極に接する液状体である。この構造
で各電極端子ａ，ｂ，ｃに３相交流電圧を印加す
ると圧電体の液状体側の表面から液状体中に音波
が放射される。この場合平面電極３を除去して電
極ａ及びｂのみに単相交流電圧を印加しても同様
に音波を放射することができる。第１図Ａとほゞ
同様の構造で、圧電性基板の表面にインターデイ
ジタル電極を付着させて共振子、波器、遅延素
子などを構成することもできる。
状の電極層を付着させた構造の圧電振動子が知ら
れている（例えば特願昭53―100929、及び53−
100930）。第１図Ａは従来の圧電振動子を用いた
超音波トランスデユーサの構造例で、１は圧電性
基板でその厚さは該基板における音波の波長λと
同程度またはそれ以下である。２は第１図Ｂのご
ときパターンのすだれ状電極（インターデイジタ
ル電極）でくしの歯状の電極指が交互に配列され
る。３は基板１の裏側にもうけられる平面電極、
４は該平面電極に接する液状体である。この構造
で各電極端子ａ，ｂ，ｃに３相交流電圧を印加す
ると圧電体の液状体側の表面から液状体中に音波
が放射される。この場合平面電極３を除去して電
極ａ及びｂのみに単相交流電圧を印加しても同様
に音波を放射することができる。第１図Ａとほゞ
同様の構造で、圧電性基板の表面にインターデイ
ジタル電極を付着させて共振子、波器、遅延素
子などを構成することもできる。
しかしながら、第１図Ａの従来の構造では、表
面波により動作する関係で損失が非常に大きく効
率が悪いという欠点を有する。例えば波器を第
１図Ａの構造により構成すると、その挿入損失は
20dBにも達する。
面波により動作する関係で損失が非常に大きく効
率が悪いという欠点を有する。例えば波器を第
１図Ａの構造により構成すると、その挿入損失は
20dBにも達する。
従つて本発明は損失の少ない圧電振動子を提供
することを目的とし、その特徴は圧電体層と導体
層とを交互に積層した積層構造の存在にある。本
発明における動作モードはバルク波である。以下
図面により実施例を説明する。
することを目的とし、その特徴は圧電体層と導体
層とを交互に積層した積層構造の存在にある。本
発明における動作モードはバルク波である。以下
図面により実施例を説明する。
第２図は本発明による圧電振動子の構造例で、
参照番号１０は圧電体、１１と１２はインターデ
イジタル電極を示す。図示のごとく圧電体１０と
電極１１又は１２とは平面２０の上に交互に積層
されており、全体としてほゞ直方体形状となる。
電極１１は平面２１に端部を有し、電極１２は、
平面２１と対向する平面２２に端部を有する。従
つて平面２１及び２２に各々別の導体層を付着さ
せると、電極指が交互に電気的に接続されて、く
しの歯状電極、つまりインターデイジタル電極が
構成される。
参照番号１０は圧電体、１１と１２はインターデ
イジタル電極を示す。図示のごとく圧電体１０と
電極１１又は１２とは平面２０の上に交互に積層
されており、全体としてほゞ直方体形状となる。
電極１１は平面２１に端部を有し、電極１２は、
平面２１と対向する平面２２に端部を有する。従
つて平面２１及び２２に各々別の導体層を付着さ
せると、電極指が交互に電気的に接続されて、く
しの歯状電極、つまりインターデイジタル電極が
構成される。
インターデイジタル電極の配置及び第２電極の
構成は、本発明の利用分野に従つて適宜設計され
る。第３図はその例である。第３図Ａは共振子の
構造例で、平面２２に全面に電極１３ａがもうけ
られ、平面２１には電極１３ｂと１３ｃとが図示
のごとく配列される。電極１３ａと１３ｂの間の
電圧に対応して電極１３ａと１３ｃの間に電圧が
誘起するので、第３図Ａの構造の共振子により発
振回路または波器を構成することができる。第
３図Ｂは遅延素子の構造例で、振動子の一端に１
対の電極１３ａ，１３ｂがもうけられ、他端に１
対の電極１３ｃ，１３ｄがもうけられる。電極１
３ａ，１３ｂに印加される交流電圧により圧電体
１０に機械振動が励起され、該振動が圧電体の中
を伝播して電極１３ｃ，１３ｄに遅延した交流電
圧を発生させる。第３図Ｃは遅延素子の別の構造
例で振動子の１対のもうけられる電極１３ａ，１
３ｂにより励起される振動は、圧電体の他端で反
射してもどつて来て同じ電極１３ａ，１３ｂに遅
延した交流電圧を誘起させる。
構成は、本発明の利用分野に従つて適宜設計され
る。第３図はその例である。第３図Ａは共振子の
構造例で、平面２２に全面に電極１３ａがもうけ
られ、平面２１には電極１３ｂと１３ｃとが図示
のごとく配列される。電極１３ａと１３ｂの間の
電圧に対応して電極１３ａと１３ｃの間に電圧が
誘起するので、第３図Ａの構造の共振子により発
振回路または波器を構成することができる。第
３図Ｂは遅延素子の構造例で、振動子の一端に１
対の電極１３ａ，１３ｂがもうけられ、他端に１
対の電極１３ｃ，１３ｄがもうけられる。電極１
３ａ，１３ｂに印加される交流電圧により圧電体
１０に機械振動が励起され、該振動が圧電体の中
を伝播して電極１３ｃ，１３ｄに遅延した交流電
圧を発生させる。第３図Ｃは遅延素子の別の構造
例で振動子の１対のもうけられる電極１３ａ，１
３ｂにより励起される振動は、圧電体の他端で反
射してもどつて来て同じ電極１３ａ，１３ｂに遅
延した交流電圧を誘起させる。
電極間隔（第１図のｄ）は使用周波数帯に依存
し、例えば100MHz帯で20μ、50MHz帯で40μ、
25MHz帯で100μ、10MHz帯で200μ程度が適当で
ある。電極層の厚さは薄い方が好ましく例えば
10MHz帯で１〜２μ程度とする。
し、例えば100MHz帯で20μ、50MHz帯で40μ、
25MHz帯で100μ、10MHz帯で200μ程度が適当で
ある。電極層の厚さは薄い方が好ましく例えば
10MHz帯で１〜２μ程度とする。
圧電体１０の材質としては、例えば圧電トラン
ス用としては東京電気化学工業(株)製の91A材PZT
素子（PbO；60wt％、TiO2；24wt％、ZrO2；
15wt％、微量組成物；Nb，Co）を用いることが
出来、又波器用としては同社製73A材PZT素子
（PbO；60wt％、TiO2；25wt％、ZrO2；14wt
％、微量組成物；Nb，Co）を用いることができ
る。波器としては例えば３対（合計６個）の電
極をインターデイジタルに構成する。電極層の材
料としては銀パラジウムペースト等（Pb＋Pd，
Aq＋Pd又はAu＋Pd）を用いることができる。
ス用としては東京電気化学工業(株)製の91A材PZT
素子（PbO；60wt％、TiO2；24wt％、ZrO2；
15wt％、微量組成物；Nb，Co）を用いることが
出来、又波器用としては同社製73A材PZT素子
（PbO；60wt％、TiO2；25wt％、ZrO2；14wt
％、微量組成物；Nb，Co）を用いることができ
る。波器としては例えば３対（合計６個）の電
極をインターデイジタルに構成する。電極層の材
料としては銀パラジウムペースト等（Pb＋Pd，
Aq＋Pd又はAu＋Pd）を用いることができる。
次に本発明による圧電振動子の製造方法を説明
する。本発明はスクリーン印刷により圧電体層と
電極層を交互に積層することを基本とする。
する。本発明はスクリーン印刷により圧電体層と
電極層を交互に積層することを基本とする。
(a) はじめに第４図のごとく圧電体の基台３０の
上にパターン３２を有するマスク３１を置き、
圧電磁器材料のスラリー（泥）をスキーズ（へ
ら）３３によりパターン３２の上に塗布する
（スクリーン印刷）。層の厚さは塗布の回数によ
り制御することができる。
上にパターン３２を有するマスク３１を置き、
圧電磁器材料のスラリー（泥）をスキーズ（へ
ら）３３によりパターン３２の上に塗布する
（スクリーン印刷）。層の厚さは塗布の回数によ
り制御することができる。
(b) 次に前記層の乾燥後銀ペーストによる電極層
を第４図と同様の構成により塗布する。電極層
の形状は第５図Ａのごとき平板型、第５図Ｂの
メツシユ型、第５図Ｃの有孔平板型が可能であ
る。第５図Ａの平板型は静電容量が大きいの
で、小さな静電容量が好ましいときは第５図Ｂ
又はＣのパターンを採用する。これらのパター
ンはマスク３１の選択により任意に設計するこ
とができる。
を第４図と同様の構成により塗布する。電極層
の形状は第５図Ａのごとき平板型、第５図Ｂの
メツシユ型、第５図Ｃの有孔平板型が可能であ
る。第５図Ａの平板型は静電容量が大きいの
で、小さな静電容量が好ましいときは第５図Ｂ
又はＣのパターンを採用する。これらのパター
ンはマスク３１の選択により任意に設計するこ
とができる。
(c) 上記(a)と(b)をくり返して積層体を構成する。
(d) 該積層体を第２図の平面Ａ―Ａに平行に所望
の大きさに切断する。
の大きさに切断する。
(e) 切断された積層体を焼成する。
(f) 各電極の間に直流電圧を印加することにより
圧電体を分極する。分極のために必要な電界は
例えば電圧トランスの場合2.5kV／mmと非常に
高いが、本発明では電極により圧電体が薄い層
に分割されているので、各圧電体層に印加する
電圧は比較的低くてもよい。このことから本発
明では分極工程を極めて容易に実施することが
できる。
圧電体を分極する。分極のために必要な電界は
例えば電圧トランスの場合2.5kV／mmと非常に
高いが、本発明では電極により圧電体が薄い層
に分割されているので、各圧電体層に印加する
電圧は比較的低くてもよい。このことから本発
明では分極工程を極めて容易に実施することが
できる。
なお上記工程(c)又は(d)の後に、積層体の積層面
に導電層１３ａ〜１３ｄを付着させることによ
り、工程(b)の電極層を一層毎に電気的に接続して
インターデイジタル電極を構成するものとする。
に導電層１３ａ〜１３ｄを付着させることによ
り、工程(b)の電極層を一層毎に電気的に接続して
インターデイジタル電極を構成するものとする。
本発明の好ましい実施例では第２図の構造にお
ける各部の大きさはd1＝d2＝５mm、d3＝12mm程度
である。
ける各部の大きさはd1＝d2＝５mm、d3＝12mm程度
である。
本発明ではバルク波が用いられるので挿入損失
が小さく、波器として用いた場合、従来の表面
波動作の挿入損失が20dB程度であるのに対し、
本発明では10dB程度に改善される。さらにすで
にのべたごとく積層構造であるので分極電圧が低
く分極工程が容易であるという効果を有する。
が小さく、波器として用いた場合、従来の表面
波動作の挿入損失が20dB程度であるのに対し、
本発明では10dB程度に改善される。さらにすで
にのべたごとく積層構造であるので分極電圧が低
く分極工程が容易であるという効果を有する。
第１図Ａは従来の圧電振動子の構造例、第１図
Ｂはインターデイジタル電極のパターンの例、第
２図は本発明による圧電振動子の構造例、第３図
Ａ，Ｂ及びＣは本発明による圧電振動子の応用
例、第４図は本発明による圧電振動子の製造工程
を示す図、第５図Ａ，Ｂ及びＣは本発明による圧
電振動子における電極パターンの例である。 １０；圧電体、１１，１２；電極層、１３ａ〜
１３ｄ；電極。
Ｂはインターデイジタル電極のパターンの例、第
２図は本発明による圧電振動子の構造例、第３図
Ａ，Ｂ及びＣは本発明による圧電振動子の応用
例、第４図は本発明による圧電振動子の製造工程
を示す図、第５図Ａ，Ｂ及びＣは本発明による圧
電振動子における電極パターンの例である。 １０；圧電体、１１，１２；電極層、１３ａ〜
１３ｄ；電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 次の工程を有することを特徴とする圧電振動
子の製造方法； (a) 基台上にもうけられるマスクを介して圧電磁
器材のスラリーを所定の厚さに塗布する工程、 (b) 前記スラリー上にマスクを介して電極材料を
塗布する工程、 (c) 工程(a)と(b)を必要回数繰り返す工程、 (d) 形成された圧電磁器層と電極層との積層体を
焼成する工程、 (e) 積層体の積層断面に別の電極層を塗布して前
記電極層を電気的に接続しインターデイジタル
電極を構成する工程、 (f) インターデイジタル電極の相隣接する電極指
に直流電圧を印加して圧電磁器を分極する工
程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5087779A JPS55143812A (en) | 1979-04-26 | 1979-04-26 | Production of piezoelectric vibrator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5087779A JPS55143812A (en) | 1979-04-26 | 1979-04-26 | Production of piezoelectric vibrator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55143812A JPS55143812A (en) | 1980-11-10 |
| JPS6261170B2 true JPS6261170B2 (ja) | 1987-12-19 |
Family
ID=12870943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5087779A Granted JPS55143812A (en) | 1979-04-26 | 1979-04-26 | Production of piezoelectric vibrator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55143812A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60123116A (ja) * | 1983-12-07 | 1985-07-01 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電装置の振動周波数の調整方法 |
| JPS60204112A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-15 | Murata Mfg Co Ltd | バルク波装置 |
| JPS6053315A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-27 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型セラミックフィルタ |
| JPS60145718A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-08-01 | Murata Mfg Co Ltd | セラミツクフイルタ |
| JPS60103930U (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-16 | 東光株式会社 | 圧電振動素子 |
| JPS60108034U (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-23 | 東光株式会社 | 圧電濾波器 |
| JPS60119133U (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-12 | 東光株式会社 | 圧電振動素子 |
-
1979
- 1979-04-26 JP JP5087779A patent/JPS55143812A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55143812A (en) | 1980-11-10 |
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