JPS637685B2 - - Google Patents
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- JPS637685B2 JPS637685B2 JP16679480A JP16679480A JPS637685B2 JP S637685 B2 JPS637685 B2 JP S637685B2 JP 16679480 A JP16679480 A JP 16679480A JP 16679480 A JP16679480 A JP 16679480A JP S637685 B2 JPS637685 B2 JP S637685B2
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- electrode
- electrodes
- piezoelectric
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
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- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
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- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は部分電極を有する低周波圧電振動子
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
従来から部分電極の圧電振動子を実現する方法
として、圧電板の表裏面に全面電極を形成した後
に分極し、ホト・エツチング等の手段により部分
電極を形成した後に所定寸法に切断する方法と、
圧電板に部分電極を直接形成した後に分極して切
断する方法などが知られる。
として、圧電板の表裏面に全面電極を形成した後
に分極し、ホト・エツチング等の手段により部分
電極を形成した後に所定寸法に切断する方法と、
圧電板に部分電極を直接形成した後に分極して切
断する方法などが知られる。
全面電極を形成した後に分極し、その後ホト・
エツチングにより部分電極を形成して得られた圧
電振動子は、圧電体の全体が分極されるため、良
好な振動子特性を示す反面、製造工程が多くなる
欠点があつた。また、後者の圧電板に部分電極を
直接形成した後に分極して得られた圧電振動子
は、工程数が少なくなるといつた利点を有する反
面、部分電極部分に限定された分極となるため圧
電体の材料特性を有効に活用できない欠点があつ
た。
エツチングにより部分電極を形成して得られた圧
電振動子は、圧電体の全体が分極されるため、良
好な振動子特性を示す反面、製造工程が多くなる
欠点があつた。また、後者の圧電板に部分電極を
直接形成した後に分極して得られた圧電振動子
は、工程数が少なくなるといつた利点を有する反
面、部分電極部分に限定された分極となるため圧
電体の材料特性を有効に活用できない欠点があつ
た。
次に低周波圧電振動子として代表的な長方形板
振動子を例にして、図面を用いて上記欠点を更に
詳しく説明する。
振動子を例にして、図面を用いて上記欠点を更に
詳しく説明する。
第１図は部分電極２を圧電体１の中央に形成し
た長方形板振動子の一例を示すものである。同図
においてａは平面図、ｂ，ｃは正面図である。裏
面の電極は部分または全面電極のいずれかの一方
が形成される。
た長方形板振動子の一例を示すものである。同図
においてａは平面図、ｂ，ｃは正面図である。裏
面の電極は部分または全面電極のいずれかの一方
が形成される。
第２図は、長方形板振動子の部分電極長比le／
lsと静電容量比Ce／Csに対する電気機械結合係
数k31eの変化を示すもので、この図は、全面電極
の場合の電気機械結合係数k31sで正規化したとき
のものである。
lsと静電容量比Ce／Csに対する電気機械結合係
数k31eの変化を示すもので、この図は、全面電極
の場合の電気機械結合係数k31sで正規化したとき
のものである。
第２図において、ａは圧電体の両面に全面電極
を形成後、分極した後にホト・エツチング法によ
り部分電極を形成した場合、ｃは、圧電体の両面
に部分電極を直接形成した後に分極した場合の長
方形板振動子の電気機械結合係数k31eと部分電極
長比le／lsの関係を示す曲線である。この図か
ら、部分電極を直接形成後分極して得られる長方
形板振動子の電気機械結合係数k31eは、全面電極
を形成後分極し、その後ホト・エツチング法によ
り部分電極を形成して得られる長方形板圧電振動
子の電気機械結合係数k31eよりも小さな値となる
ことが分る。これは前者が部分的な分極であるの
に対し、後者は圧電体の全体的な分極となるため
である。
を形成後、分極した後にホト・エツチング法によ
り部分電極を形成した場合、ｃは、圧電体の両面
に部分電極を直接形成した後に分極した場合の長
方形板振動子の電気機械結合係数k31eと部分電極
長比le／lsの関係を示す曲線である。この図か
ら、部分電極を直接形成後分極して得られる長方
形板振動子の電気機械結合係数k31eは、全面電極
を形成後分極し、その後ホト・エツチング法によ
り部分電極を形成して得られる長方形板圧電振動
子の電気機械結合係数k31eよりも小さな値となる
ことが分る。これは前者が部分的な分極であるの
に対し、後者は圧電体の全体的な分極となるため
である。
第３図は、圧電振動子を用いたラダー形フイル
タ回路を示すもので、全面電極圧電振動子（以
下、並列素子）Ｐと部分電極圧電振動子（以下、
直列素子）Ｓで構成される公知の回路である。
タ回路を示すもので、全面電極圧電振動子（以
下、並列素子）Ｐと部分電極圧電振動子（以下、
直列素子）Ｓで構成される公知の回路である。
一般にラダー形フイルタ回路に用いられる並列
及び直列素子の電気機械結合係数を等しくするこ
とにより対称性の良いフイルタ特性が得られ、並
列素子と直列素子の静電容量の比でフイルタの保
証減衰量が決定されることが知られている。
及び直列素子の電気機械結合係数を等しくするこ
とにより対称性の良いフイルタ特性が得られ、並
列素子と直列素子の静電容量の比でフイルタの保
証減衰量が決定されることが知られている。
これから対称性の良いフイルタ特性を実現する
ためには、並列素子Ｐと直列素子Ｓの電気機械結
合係数を等しくする必要がある。また、低周波圧
電振動子は、一般に形状寸法が大きくなるため、
機械的強度を考慮すると、並列素子Ｐと直列素子
Ｓの板厚をほぼ等しくする必要がある。従つて、
これらの条件下で最高の保証減衰量を得るために
は、第２図の部分電極長比le／lsを0.5程度に選択
する必要がある。しかしながら、工程数を少なく
できる部分電極を直接形成後分極した場合は、部
分電極長比が0.6程度となり並列素子と直列素子
の静電容量の比Cs／Ceは小さくなつて保証減衰
量が小さくなる欠点を有する。
ためには、並列素子Ｐと直列素子Ｓの電気機械結
合係数を等しくする必要がある。また、低周波圧
電振動子は、一般に形状寸法が大きくなるため、
機械的強度を考慮すると、並列素子Ｐと直列素子
Ｓの板厚をほぼ等しくする必要がある。従つて、
これらの条件下で最高の保証減衰量を得るために
は、第２図の部分電極長比le／lsを0.5程度に選択
する必要がある。しかしながら、工程数を少なく
できる部分電極を直接形成後分極した場合は、部
分電極長比が0.6程度となり並列素子と直列素子
の静電容量の比Cs／Ceは小さくなつて保証減衰
量が小さくなる欠点を有する。
本発明は、上記点に鑑みなされたもので、部分
電極を圧電体に直接形成した後、分極した場合に
おいて、圧電体を全体的に分極できる方法を実現
し、製造工程数が最も少なくて、優れた特性を有
する部分電極の低周波圧電振動子を容易に製造で
きる方法を提供するものである。
電極を圧電体に直接形成した後、分極した場合に
おいて、圧電体を全体的に分極できる方法を実現
し、製造工程数が最も少なくて、優れた特性を有
する部分電極の低周波圧電振動子を容易に製造で
きる方法を提供するものである。
即ち、本発明は、部分電極の左右に補助電極と
これらの電極を接続するリード電極を圧電体の表
面に形成し、裏面に表面電極に対応した全面電極
を形成した後、表裏面の電極間に直流高電圧を印
加して分極を行ない、その後、表面の部分電極と
補助電極が電気的に絶縁されて、長方形板振動子
の中央に対して対称配置となる如く圧電板を切断
加工するようにしたものである。
これらの電極を接続するリード電極を圧電体の表
面に形成し、裏面に表面電極に対応した全面電極
を形成した後、表裏面の電極間に直流高電圧を印
加して分極を行ない、その後、表面の部分電極と
補助電極が電気的に絶縁されて、長方形板振動子
の中央に対して対称配置となる如く圧電板を切断
加工するようにしたものである。
以下、本発明の一実施例について説明する。
第４図は、本発明を適用した場合の一実施例を
示すものである。
示すものである。
第４図ａは、３成分系圧電セラミツク材料
（PbTiO3−PbZrO3−Pb（Co1/2Ｗl/2）O3）を圧
電基板１に使用し、圧電基板１の表面に部分電極
（以下、主電極）２とその左右に基板１の板厚ts
程度の間隙ｇと補助電極（以下、副電極と称す）
２ａ、およびこれらの電極を電気的に接続するリ
ード電極２ｂを、スクリーン印刷法などにより、
同時に形成し、圧電基板１の裏面には、表面電極
に対応した大きさの全面電極をスクリーン印刷法
などにより形成した場合の平面図を示したもので
ある。このとき、リード電極２ｂの幅は、主及び
副電極を電気的に接続できる程度でよく、この場
合のリード電極２ｂの幅は間隙ｇと同じ値に設定
してある。長方形板振動子は、幾何学的中心であ
る振動節部を面圧着支持されるため、主電極と副
電極は中央に対し対称配置となるように配置され
る。主電極の電極長leは素子長lsの1/2程度に設
定したとき、副電極の電極長は、素子長lsから主
電極の電極長leと２つの間隙ｇを差し引いた値の
１／２の値とする。第４図ｂは、第４図ａの圧電基
板１を副方向に切断送り、つまり、素子幅Wsと
きりしろ分の和のピツチで切断し、長さ方向は素
子長lsを指定する副電極２ａの両端部が残るよう
に切断して得られた長方形板振動子の平面図であ
り、同図ｃは、ｂの正面図である。
（PbTiO3−PbZrO3−Pb（Co1/2Ｗl/2）O3）を圧
電基板１に使用し、圧電基板１の表面に部分電極
（以下、主電極）２とその左右に基板１の板厚ts
程度の間隙ｇと補助電極（以下、副電極と称す）
２ａ、およびこれらの電極を電気的に接続するリ
ード電極２ｂを、スクリーン印刷法などにより、
同時に形成し、圧電基板１の裏面には、表面電極
に対応した大きさの全面電極をスクリーン印刷法
などにより形成した場合の平面図を示したもので
ある。このとき、リード電極２ｂの幅は、主及び
副電極を電気的に接続できる程度でよく、この場
合のリード電極２ｂの幅は間隙ｇと同じ値に設定
してある。長方形板振動子は、幾何学的中心であ
る振動節部を面圧着支持されるため、主電極と副
電極は中央に対し対称配置となるように配置され
る。主電極の電極長leは素子長lsの1/2程度に設
定したとき、副電極の電極長は、素子長lsから主
電極の電極長leと２つの間隙ｇを差し引いた値の
１／２の値とする。第４図ｂは、第４図ａの圧電基
板１を副方向に切断送り、つまり、素子幅Wsと
きりしろ分の和のピツチで切断し、長さ方向は素
子長lsを指定する副電極２ａの両端部が残るよう
に切断して得られた長方形板振動子の平面図であ
り、同図ｃは、ｂの正面図である。
本実施例の場合、部分電極を有する長方形板振
動子の電気機械結合係数k31eは、第２図の曲線ｂ
に示すように、圧電体の全体を分極した場合の曲
線ａに接近し、その値はほぼ等しくなる。従つ
て、従来から実現が困難とされた部分電極を圧電
体に直接形成後分極して得られる直列素子の特性
を、圧電体の両面に全面電極を形成した後、表面
のみをホト・エツチング法により部分電極を形成
した後に得られる直列素子の特性と等しくするに
は、本発明を適用することにより容易に実現でき
ることになる。
動子の電気機械結合係数k31eは、第２図の曲線ｂ
に示すように、圧電体の全体を分極した場合の曲
線ａに接近し、その値はほぼ等しくなる。従つ
て、従来から実現が困難とされた部分電極を圧電
体に直接形成後分極して得られる直列素子の特性
を、圧電体の両面に全面電極を形成した後、表面
のみをホト・エツチング法により部分電極を形成
した後に得られる直列素子の特性と等しくするに
は、本発明を適用することにより容易に実現でき
ることになる。
さらに本発明を適用することにより、部分電極
を有する長方形板振動子の製造工程は非常に簡略
化され、また、スクリーン印刷、焼付、分極、切
断といつた従来技術をそのまま適用できるのに加
え、得られた部分電極を有する長方形板振動子の
特性も圧電体が全体的に分極されるので、材料特
性を有効に活用できるようになり、その効果は著
しいものがある。
を有する長方形板振動子の製造工程は非常に簡略
化され、また、スクリーン印刷、焼付、分極、切
断といつた従来技術をそのまま適用できるのに加
え、得られた部分電極を有する長方形板振動子の
特性も圧電体が全体的に分極されるので、材料特
性を有効に活用できるようになり、その効果は著
しいものがある。
なお、本発明は、主電極と副電極が最終工程の
切断を終了した段階で電気的に絶縁された状態と
なり、また、方形状圧電振動子の圧電体の長さ方
向の中央に対して対称配置となる条件を満たすも
のであれば、素子長を指定する副電極とその端部
及び主電極と副電極を接続するリード電極は圧電
基板の表面にどのように組合せて形成してもよ
い。従つて圧電基板の大きさ（lo×Wo）の制限
はない。
切断を終了した段階で電気的に絶縁された状態と
なり、また、方形状圧電振動子の圧電体の長さ方
向の中央に対して対称配置となる条件を満たすも
のであれば、素子長を指定する副電極とその端部
及び主電極と副電極を接続するリード電極は圧電
基板の表面にどのように組合せて形成してもよ
い。従つて圧電基板の大きさ（lo×Wo）の制限
はない。
第１図は部分電極を有する従来の長方形板振動
子、第２図は、部分電極長比に対する電気機械結
合係数の変化を示すグラフ、第３図は、方形状圧
電振動子で構成されたラダー形フイルタ回路、第
４図は、本発明の部分電極を有する方形状圧電振
動子の製造方法の一実施例を示すものである。 １：圧電体、２：部分電極（主電極）、２ａ：
補助電極（副電極）、２ｂ：リード電極、３：全
面電極。
子、第２図は、部分電極長比に対する電気機械結
合係数の変化を示すグラフ、第３図は、方形状圧
電振動子で構成されたラダー形フイルタ回路、第
４図は、本発明の部分電極を有する方形状圧電振
動子の製造方法の一実施例を示すものである。 １：圧電体、２：部分電極（主電極）、２ａ：
補助電極（副電極）、２ｂ：リード電極、３：全
面電極。
Claims (1)
- １ 主電極と、この主電極の両側に設けられる副
電極と、これら主副両電極間を接続するリード電
極とからなる表面電極とを圧電板の表面に形成
し、かつ前記表面電極に対応した大きさを有する
全面電極を前記圧電板の裏面に形成した後、表裏
面の電極間に直流高電圧を印加して分極を行な
い、その後前記主電極と副電極が電気的に絶縁さ
れかつ前記主電極と副電極が方形状圧電振動子の
中央に対し対称配置となる如く前記圧電板を切断
加工することを特徴とする低周波圧電振動子の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16679480A JPS5791014A (en) | 1980-11-28 | 1980-11-28 | Manufacture for low frequency piezoelectric oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16679480A JPS5791014A (en) | 1980-11-28 | 1980-11-28 | Manufacture for low frequency piezoelectric oscillator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5791014A JPS5791014A (en) | 1982-06-07 |
| JPS637685B2 true JPS637685B2 (ja) | 1988-02-18 |
Family
ID=15837791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16679480A Granted JPS5791014A (en) | 1980-11-28 | 1980-11-28 | Manufacture for low frequency piezoelectric oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5791014A (ja) |
-
1980
- 1980-11-28 JP JP16679480A patent/JPS5791014A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5791014A (en) | 1982-06-07 |
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