JP2003008391A - Thickness longitudinal piezoelectric resonator and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電発振子や圧電
フィルタなどに用いられる厚み縦圧電共振子及びその製
造方法に関し、より詳細には、厚み縦振動モードを利用
したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子及びその製造方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thickness extensional piezoelectric resonator used for a piezoelectric oscillator, a piezoelectric filter and the like, and a method for manufacturing the same, and more particularly, an energy trap type piezoelectric resonance utilizing a thickness extensional vibration mode. The present invention relates to a child and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、圧電発振子や圧電フィルタなど
に、厚み縦振動モードを利用したエネルギー閉じ込め型
の圧電共振子が広く用いられている。この種の厚み縦圧
電共振子では、圧電体の両主面において部分的に対向す
るように一対の励振電極が形成されており、圧電体は厚
み方向に一様に分極処理されている。2. Description of the Related Art Conventionally, energy trap type piezoelectric resonators utilizing a thickness extensional vibration mode have been widely used for piezoelectric oscillators, piezoelectric filters and the like. In this type of thickness extensional piezoelectric resonator, a pair of excitation electrodes are formed so as to partially oppose each other on both main surfaces of the piezoelectric body, and the piezoelectric body is uniformly polarized in the thickness direction.
【0003】ところで、上記厚み縦圧電共振子では分極
により得られる分極度を高めたり、あるいは低めたりす
ることにより、比帯域の制御が行なわれていた。しかし
ながら、比帯域を小さくした場合には、共振特性におけ
る位相回転量も急激に低下する。位相回転量が急激に低
下すると、発振回路での発振が不安定となる。By the way, in the thickness extensional piezoelectric resonator, the ratio band is controlled by increasing or decreasing the polarization degree obtained by polarization. However, when the ratio band is reduced, the amount of phase rotation in the resonance characteristic also sharply decreases. If the amount of phase rotation sharply decreases, the oscillation in the oscillation circuit becomes unstable.
【0004】他方、特開平1−232816号公報に
は、図14に示すエネルギー閉じ込め型の電歪共振装置
が開示されている。ここでは、電歪材料体101の上面
に励振電極102が、下面に励振電極103が、中間高
さ位置に内部励振電極104が形成されている。上記励
振電極102,103及び内部励振電極104は、電歪
材料層105,106を介して対向されている。ここで
は、電歪材料層105の分極度と、電歪材料層106の
分極度とが異ならされており、それによって共振周波数
と反共振周波数との間に表れるスプリアスの抑制が図ら
れるとされている。On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 1-232816 discloses an energy trap type electrostrictive resonance device shown in FIG. Here, the excitation electrode 102 is formed on the upper surface of the electrostrictive material body 101, the excitation electrode 103 is formed on the lower surface, and the internal excitation electrode 104 is formed at the intermediate height position. The excitation electrodes 102 and 103 and the internal excitation electrode 104 are opposed to each other via the electrostrictive material layers 105 and 106. Here, the polarizability of the electrostrictive material layer 105 and the polarizability of the electrostrictive material layer 106 are different from each other, which suppresses spurious appearing between the resonance frequency and the antiresonance frequency. There is.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の比帯域制御方法では、一様に分極処理された圧電体の
分極度を高めたり、あるいは低下させたりする方法が用
いられていたが、比帯域の制御に伴って位相回転量が急
激に変化するという問題があった。As described above, in the conventional bandwidth control method, a method of increasing or decreasing the polarization degree of the uniformly polarized piezoelectric material has been used. However, there has been a problem that the amount of phase rotation changes rapidly with the control of the ratio band.
【0006】他方、上記特開平1−23816号公報に
記載の電歪材料装置では、複数の電歪材料層の分極度合
いが異ならされて、スプリアスの抑制が図られていた。
しかしながら、この方法では、電歪材料層105と電歪
材料層106との間の境界と、内部励振電極104が設
けられている位置とが一致している。分極度が異なる電
歪材料層105,106間の境界には、分極歪により応
力が最も集中する。また、内部励振電極104と電歪材
料層105,106との結合は、セラミックスと金属と
の結合であるため、結合力が弱い。従って、この先行技
術に記載の電歪材料装置では、長期間使用しているうち
に、内部励振電極4が設けられている部分において亀裂
が生じ易いという問題があった。On the other hand, in the electrostrictive material device described in Japanese Patent Laid-Open No. 1-28816, the polarization degree of a plurality of electrostrictive material layers is made different to suppress spurious.
However, in this method, the boundary between the electrostrictive material layer 105 and the electrostrictive material layer 106 coincides with the position where the internal excitation electrode 104 is provided. The stress is most concentrated on the boundary between the electrostrictive material layers 105 and 106 having different polarizability due to polarization strain. Further, the coupling between the internal excitation electrode 104 and the electrostrictive material layers 105 and 106 is a coupling between ceramics and metal, and therefore the coupling force is weak. Therefore, the electrostrictive material device described in this prior art has a problem that cracks are likely to occur in a portion where the internal excitation electrode 4 is provided during long-term use.
【0007】本発明の目的は、厚み縦振動モードを利用
したエネルギー閉じ込め型の厚み縦圧電共振子におい
て、位相回転量の急激な変動を抑制しつつ比帯域を制御
することができ、かつ機械的強度に優れた厚み縦圧電共
振子及びその製造方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide an energy confinement type thickness extensional piezoelectric resonator utilizing a thickness extensional vibration mode, capable of controlling a specific band while suppressing an abrupt change in the amount of phase rotation, and mechanically. A thickness longitudinal piezoelectric resonator excellent in strength and a method for manufacturing the same.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本願の第1の発明の広い
局面によれば、厚み方向において第1,第2の主面が対
向しており、厚み方向に分極処理された圧電体と、前記
圧電体の第1,第2の主面において部分的に分極されて
おり、かつ圧電体を介して対向するように配置された第
1,第2の励振電極とを備え、第1,第2の励振電極が
対向しているエネルギー閉じ込め型圧電共振部におい
て、圧電体の厚み方向において一部が未分極または他の
圧電体部分に比べて分極度が低くされている、厚み縦圧
電共振子が提供される。According to a broad aspect of the first invention of the present application, a piezoelectric body having first and second main surfaces facing each other in the thickness direction and polarized in the thickness direction, First and second excitation electrodes that are partially polarized on the first and second main surfaces of the piezoelectric body and that are arranged to face each other with the piezoelectric body interposed therebetween. In the energy confinement type piezoelectric resonance part in which the two excitation electrodes face each other, a part of the piezoelectric body is unpolarized in the thickness direction of the piezoelectric body or its polarization degree is lower than that of other piezoelectric body parts. Will be provided.
【0009】第1の発明に係る厚み縦圧電共振子の特定
の局面では、N次(Nは2以上の整数)の厚み縦振動の
高調波を利用した厚み縦圧電共振子が提供され、それに
よってより高周波域で使用することができ、かつ本発明
に従って位相回転量の急激な変動を招くことなく比帯域
を容易に制御し得る厚み縦圧電共振子を提供することが
できる。In a particular aspect of the thickness extensional piezoelectric resonator according to the first aspect of the invention, there is provided a thickness extensional piezoelectric resonator utilizing harmonics of Nth order (N is an integer of 2 or more) thickness extensional vibration. According to the present invention, it is possible to provide a thickness extensional piezoelectric resonator which can be used in a higher frequency range and whose ratio band can be easily controlled without causing a drastic change in the amount of phase rotation.
【0010】第1の発明の別の特定の局面では、前記圧
電体が、細長い矩形板状の圧電基板からなり、前記第
1,第2の励振電極が、該圧電基板の長さ方向中央にお
いて圧電基板を介して対向されており、かつ第1,第2
の励振電極が圧電基板の幅方向両端に到るように形成さ
れており、それによって、本発明に従って、位相回転量
の急激な変化を招くことなく比帯域を容易に制御するこ
とができる、ストリップ型の厚み縦圧電共振子を提供す
ることができる。In another specific aspect of the first invention, the piezoelectric body is formed of an elongated rectangular plate-shaped piezoelectric substrate, and the first and second excitation electrodes are provided at the center in the longitudinal direction of the piezoelectric substrate. Opposed via the piezoelectric substrate, and the first and second
Drive electrodes are formed so as to reach both ends in the width direction of the piezoelectric substrate, whereby the ratio band can be easily controlled according to the present invention without causing a sudden change in the amount of phase rotation. A mold thickness longitudinal piezoelectric resonator can be provided.
【0011】第1の発明に係る厚み縦圧電共振子のさら
に特定の局面では、前記圧電基板が、圧電基板の長さ方
向両端に位置する第1,第2の端面を有し、第1の励振
電極が第1の主面と第1の端面とのなす稜線に到るよう
に形成されており、第2の励振電極が第2の主面と第2
の端面との稜線に到るように形成されている。In a more specific aspect of the thickness extensional piezoelectric resonator according to the first invention, the piezoelectric substrate has first and second end faces located at both ends in the length direction of the piezoelectric substrate. The excitation electrode is formed so as to reach a ridgeline formed by the first main surface and the first end surface, and the second excitation electrode is formed by the second main surface and the second end surface.
Is formed so as to reach the ridgeline with the end face of the.
【0012】本願発明の第2の広い局面によれば、対向
し合う第1,第2の主面と、長さ方向両端に位置してい
る第1,第2の端面と、第1,第2の側面とを有する細
長い矩形板状の圧電基板と、前記圧電基板の第1,第2
の主面にそれぞれ形成されており、かつ前記圧電基板の
幅方向両端に到るように形成された第1,第2の励振電
極と、前記圧電基板内に配置されており、圧電基板層を
介して第1,第2の励振電極の少なくとも一方と少なく
とも部分的に対向された少なくとも1層の内部励振電極
とを備え、前記第1,第2の励振電極の少なくとも一方
と前記内部励振電極とが圧電基板層を介して重なり合っ
ている圧電共振部において、厚み縦振動モードのN次の
高調波を利用した共振特性が得られるように構成されて
おり、前記圧電共振部において、圧電体の厚み方向の一
部が、未分極または他の領域に比べて分極度が低くされ
ている、厚み縦圧電共振子が提供される。According to the second broad aspect of the present invention, the first and second main surfaces facing each other, the first and second end surfaces located at both ends in the length direction, and the first and second end surfaces. An elongated rectangular plate-shaped piezoelectric substrate having two side surfaces, and first and second piezoelectric substrates
The first and second excitation electrodes respectively formed on the main surface of the piezoelectric substrate so as to reach both ends in the width direction of the piezoelectric substrate, and the piezoelectric substrate layer is disposed inside the piezoelectric substrate. At least one layer of an internal excitation electrode that is at least partially opposed to at least one of the first and second excitation electrodes, and at least one of the first and second excitation electrodes and the internal excitation electrode. In the piezoelectric resonance part that is overlapped via the piezoelectric substrate layer, resonance characteristics using the Nth harmonic of the thickness longitudinal vibration mode are obtained, and in the piezoelectric resonance part, the thickness of the piezoelectric body is Provided is a thickness extensional piezoelectric resonator in which a part of the direction has a lower degree of polarization than that of unpolarized or other regions.
【0013】本発明に係る厚み縦圧電共振子の製造方法
は、厚み方向において対向し合う第1,第2の主面を有
するマザーの圧電体を用意する工程と、前記マザーの圧
電体の第1の主面の全面に第1の分極用電極を形成し、
第2の主面に導電性接続部により短絡された複数の第2
の分極用電極を形成する工程と、前記第1の分極用電極
と第2の分極用電極との間に電界を印加することによ
り、マザーの圧電体を分極し、前記マザーの圧電体の厚
み方向において分極度が局部的に小さいまたは未分極の
領域を形成する工程と、分極処理された上記マザーの圧
電体の第1,第2の主面に複数の第1,第2の励振電極
を形成する工程と、前記マザーの圧電体を個々の圧電共
振子単位に切断する工程とを備える。A method of manufacturing a thickness extensional piezoelectric resonator according to the present invention comprises a step of preparing a mother piezoelectric body having first and second main surfaces facing each other in a thickness direction, and a step of preparing the mother piezoelectric body. Forming a first polarization electrode on the entire main surface of 1.
A plurality of second short-circuited to the second main surface by the conductive connection portion.
The step of forming the polarization electrode, and applying an electric field between the first polarization electrode and the second polarization electrode polarizes the mother piezoelectric body to obtain the thickness of the mother piezoelectric body. Forming a region where the degree of polarization is locally small or unpolarized in the direction, and a plurality of first and second excitation electrodes are formed on the first and second main surfaces of the piezoelectric body of the polarized mother. And a step of cutting the mother piezoelectric body into individual piezoelectric resonator units.
【0014】本発明に係る厚み縦圧電共振子の製造方法
の特定の局面では、前記マザーの圧電体が少なくとも1
層の内部励振電極を複数有し、前記第2の分極用電極が
前記内部励振電極と圧電体層を介して部分的に重なり合
っている部分と重なり合っていない部分とを有するよう
に形成される。In a particular aspect of the method of manufacturing a thickness extensional piezoelectric resonator according to the present invention, the mother piezoelectric body is at least one.
A plurality of layers of internal excitation electrodes are provided, and the second polarization electrode is formed so as to have a portion that partially overlaps with the internal excitation electrode via the piezoelectric layer and a portion that does not overlap.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明
らかにする。図1は、本発明の第1の実施例に係る厚み
縦圧電共振子の縦断面図であり、図2は、外観を示す斜
視図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view of a thickness extensional piezoelectric resonator according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing its appearance.
【0016】厚み縦圧電共振子1は、圧電体として細長
い矩形板状の圧電基板2を有する。圧電基板2は、例え
ばチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような圧電セ
ラミックスにより構成されている。圧電基板2は、厚み
方向に対向している第1,第2の主面2a,2bと、対
向し合う第1,第2の端面2c,2dと、側面2e,2
fとを有する。The thickness extensional piezoelectric resonator 1 has an elongated rectangular plate-shaped piezoelectric substrate 2 as a piezoelectric body. The piezoelectric substrate 2 is made of piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate-based ceramics. The piezoelectric substrate 2 has first and second main surfaces 2a and 2b facing each other in the thickness direction, first and second end surfaces 2c and 2d facing each other, and side surfaces 2e and 2 respectively.
f and.
【0017】圧電基板2は、厚み方向に分極処理されて
いる。なお、厚み方向とは、第1,第2の主面2a,2
bを結ぶ方向である。なお、圧電基板2の分極構造は後
ほど詳述する。The piezoelectric substrate 2 is polarized in the thickness direction. The thickness direction means the first and second main surfaces 2a, 2
It is the direction of connecting b. The polarization structure of the piezoelectric substrate 2 will be described later in detail.
【0018】圧電基板2の主面2aの中央から、主面2
bと、端面2cとの稜線に到るように第1の励振電極3
が形成されている。圧電基板2の第2の主面2bの中央
から主面2bと端面2dとのなす稜線に到るように第2
の励振電極4が形成されている。第1,第2の励振電極
3,4は、圧電基板2の長さ方向中央において圧電基板
2を介して対向されている。励振電極3,4は対向して
いる部分がエネルギー閉じ込め型の圧電共振部を構成し
ている。また、励振電極3,4は、圧電基板2の全幅に
到るように形成されている。From the center of the main surface 2a of the piezoelectric substrate 2, the main surface 2
b and the end face 2c so as to reach the ridgeline of the first excitation electrode 3
Are formed. From the center of the second main surface 2b of the piezoelectric substrate 2 to the ridge line formed by the main surface 2b and the end surface 2d,
The excitation electrode 4 of is formed. The first and second excitation electrodes 3 and 4 are opposed to each other via the piezoelectric substrate 2 at the center in the length direction of the piezoelectric substrate 2. The exciting electrodes 3 and 4 have their opposing portions forming an energy trap type piezoelectric resonance portion. Further, the excitation electrodes 3 and 4 are formed so as to reach the entire width of the piezoelectric substrate 2.
【0019】厚み縦圧電共振子1では、上記エネルギー
閉じ込め型の圧電共振部において、圧電基板2の厚み方
向において一部が矢印P1で示すように他の圧電体部分
の分極度Pに比べて分極度が低くされている。すなわ
ち、一方主面2aに形成された励振電極3近傍の領域に
おいて、エネルギー閉じ込め型の圧電共振部の分極度
が、圧電基板2の他の領域の分極度Pに比べて低くされ
ている。In the thickness extensional piezoelectric resonator 1, a part of the energy trap type piezoelectric resonator in the thickness direction of the piezoelectric substrate 2 is separated from the polarization degree P of the other piezoelectric body portion as shown by an arrow P1. It is extremely low. That is, the polarization degree of the energy confinement type piezoelectric resonance portion is lower than the polarization degree P of the other area of the piezoelectric substrate 2 in the region near the excitation electrode 3 formed on the one main surface 2a.
【0020】圧電共振部の厚み方向において一部の領域
が他の圧電基板部分に比べて分極度が低くされているの
で、位相回転量をさほど変化させることなく、比帯域を
狭くすることができる。これを、具体的な実験例に基づ
き説明する。Since the polarization degree of a part of the region of the piezoelectric resonator in the thickness direction is lower than that of the other piezoelectric substrate parts, the ratio band can be narrowed without changing the phase rotation amount so much. . This will be described based on a concrete experimental example.
【0021】厚み縦モードの基本波を利用したエネルギ
ー閉じ込め型の厚み縦圧電共振子1として、以下の仕様
のものを作製した。圧電基板2としてチタン酸ジルコン
酸鉛系セラミックスからなり、長さ2.5、幅0.4×
厚み0.15mmのものを用意し、該圧電体2におい
て、内部電極を有しない点を除いては図9〜図13を参
照して後述する方法と略同一の方法に従って分極処理を
行い、圧電共振部に相対的に低い分極度P1の領域を形
成した。As the energy trapping type thickness extensional piezoelectric resonator 1 utilizing the fundamental wave of the thickness extensional mode, the following specifications were produced. The piezoelectric substrate 2 is made of lead zirconate titanate ceramics and has a length of 2.5 and a width of 0.4 ×.
A piezoelectric body having a thickness of 0.15 mm was prepared, and the piezoelectric body 2 was polarized according to a method substantially the same as the method described later with reference to FIGS. A region having a relatively low polarization degree P1 was formed in the resonance part.
【0022】上記圧電基板2の上面及び下面に、0.4
×0.6mmの範囲で対向するように励振電極3,4を
形成した。上記のようにして用意された厚み縦圧電共振
子1について、比帯域を測定したところ3%であり、位
相回転量は87度であった。圧電基板2が一様に分極処
理されることを除いては、上記実施例と同様にして用意
された第1の比較例の厚み縦圧電共振子について特性を
測定したところ、比帯域は6%であり、位相回転量88
度であった。On the upper surface and the lower surface of the piezoelectric substrate 2, 0.4
The excitation electrodes 3 and 4 were formed so as to face each other in the range of 0.6 mm. With respect to the thickness extensional piezoelectric resonator 1 prepared as described above, the relative band was measured and found to be 3%, and the amount of phase rotation was 87 degrees. The characteristic was measured for the thickness longitudinal piezoelectric resonator of the first comparative example prepared in the same manner as the above-mentioned example except that the piezoelectric substrate 2 was uniformly polarized, and the specific band was 6%. And the phase rotation amount is 88
It was degree.
【0023】従って本実施例によれば、位相回転量をほ
とんど変化させることなく、比帯域を大幅に狭くし得る
ことがわかる。上記実施例及び第1の比較例の比較から
明らかなように、圧電基板2において、圧電共振部の厚
み方向の一部の領域の分極度を相対的に低くすることに
より、比帯域を調整することができる。なお、上記実施
例では、圧電共振部の励振電極3近傍の部分の分極度が
相対的に低くされていたが、励振電極4近傍の部分が相
対的に低い分極度を有するように構成されてもよい。ま
た、相対的に分極度が低い部分に代えて、未分極の部分
を構成してもよい。Therefore, according to this embodiment, it is understood that the ratio band can be significantly narrowed without changing the phase rotation amount. As is clear from the comparison between the above-described embodiment and the first comparative example, the relative bandwidth is adjusted by relatively lowering the polarization degree of a partial region of the piezoelectric substrate 2 in the thickness direction of the piezoelectric substrate 2. be able to. In the above-described embodiment, the polarization degree of the portion near the excitation electrode 3 of the piezoelectric resonance part is relatively low, but the portion near the excitation electrode 4 has a relatively low polarization degree. Good. Further, an unpolarized portion may be formed instead of the portion having a relatively low degree of polarization.
【0024】本実施例では、内部電極は形成されていな
い。また、圧電基板2の圧電共振部が構成される部分に
おいて、厚み方向において一部に未分極または相対的に
分極度が低い部分を構成されるため、分極度が相対的に
低い部分と、分極度が相対的に高い部分との境界におけ
る応力の集中による破損も生じ難い。In this embodiment, the internal electrodes are not formed. Further, in the portion where the piezoelectric resonance portion of the piezoelectric substrate 2 is configured, a portion that is unpolarized or has a relatively low degree of polarization is configured in a part in the thickness direction. Breakage due to stress concentration at the boundary with the relatively high intensity is also unlikely to occur.
【0025】図3は、本発明の第2の実施例に係る厚み
縦圧電共振子の縦断面図である。第2の実施例の厚み縦
圧電共振子11は、厚み縦振動の3倍波を用いたもので
あり、その他の構成については、第1の実施例と同様て
ある。FIG. 3 is a vertical sectional view of a thickness extensional piezoelectric resonator according to a second embodiment of the present invention. The thickness extensional piezoelectric resonator 11 of the second embodiment uses the third harmonic of the thickness extensional vibration, and the other configurations are the same as those of the first embodiment.
【0026】本実施例の厚み縦圧電共振子として、以下
の仕様のものを作製した。圧電基板2として、チタン酸
鉛系セラミックスからなり、長さ2.5×幅0.4×厚
み0.45mmのものを用意した。なお、本実施例にお
いても、励振電極3側の厚み1/3の圧電体層部分の分
極度P1を相対的に残りの圧電基板部分の分極度Pより
も低くした。このような分極構造は、内部電極を有しな
い点を除いては図9〜図13と略同一の方法により分極
処理を行なうことにより得た。As the thickness extensional piezoelectric resonator of this example, one having the following specifications was produced. A piezoelectric substrate 2 made of lead titanate-based ceramics having a length of 2.5, a width of 0.4, and a thickness of 0.45 mm was prepared. Also in this example, the polarization degree P1 of the piezoelectric layer portion having a thickness of 1/3 on the side of the excitation electrode 3 was made relatively lower than the polarization degrees P of the remaining piezoelectric substrate portions. Such a polarized structure was obtained by performing the polarization treatment in the substantially same manner as in FIGS. 9 to 13 except that the internal electrode was not provided.
【0027】上記のようにして、励振電極3近傍の厚み
1/3の圧電共振部分の分極度が、残りの圧電基板部分
の約50%である圧電基板2を得た。第1の実施例の実
験例と同様に励振電極3,4形成し、特性を測定した。As described above, the piezoelectric substrate 2 was obtained in which the degree of polarization of the piezoelectric resonance portion of the thickness 1/3 near the excitation electrode 3 was about 50% of the remaining piezoelectric substrate portion. The excitation electrodes 3 and 4 were formed in the same manner as in the experimental example of the first embodiment, and the characteristics were measured.
【0028】また、比較のために、100%の分極度に
厚み方向に一様に分極処理された圧電基板2を用いた第
2の比較例のエネルギー閉じ込め型厚み縦圧電共振子を
用意し、同様に特性を測定した。For comparison, an energy trap type thickness longitudinal piezoelectric resonator of a second comparative example using a piezoelectric substrate 2 uniformly polarized in the thickness direction with a polarization degree of 100% is prepared. The characteristics were measured in the same manner.
【0029】その結果、第2の実施例の厚み縦圧電共振
子では、比帯域は0.6%であり、位相回転量は82度
であった。また、第2の比較例の3倍波を利用した厚み
縦圧電共振子の比帯域は1%であり、位相回転量は83
度であった。従って、厚み縦振動の3倍波を利用した厚
み縦圧電共振子においても、圧電共振部の厚み方向にお
ける一部が未分極または他の圧電体に部分に比べて低い
分極度を有するように構成されることにより、第1の実
施例と同様に位相回転量の変化をほとんど招くことな
く、比帯域が調整され得ることがわかる。As a result, in the thickness extensional piezoelectric resonator of the second embodiment, the ratio band was 0.6% and the phase rotation amount was 82 degrees. The ratio band of the thickness extensional piezoelectric resonator using the third harmonic wave of the second comparative example is 1%, and the phase rotation amount is 83.
It was degree. Therefore, even in the thickness extensional piezoelectric resonator using the third harmonic of the thickness extensional vibration, a part of the piezoelectric resonance part in the thickness direction is unpolarized or has a lower polarization degree than other parts of the piezoelectric body. By doing so, it can be seen that the ratio band can be adjusted with almost no change in the phase rotation amount as in the first embodiment.
【0030】図4及び図5は、本発明の第3の実施例に
係る厚み縦圧電共振子を示す模式的斜視図及び正面断面
図である。本実施例の厚み縦圧電共振子21は、厚み縦
振動の2倍波を利用したエネルギー閉じ込め型の厚み縦
圧電共振子である。4 and 5 are a schematic perspective view and a front sectional view showing a thickness extensional piezoelectric resonator according to a third embodiment of the present invention. The thickness extensional piezoelectric resonator 21 of the present embodiment is an energy trap type thickness extensional piezoelectric resonator that utilizes a second harmonic of the thickness extensional vibration.
【0031】厚み縦圧電共振子21は、矩形板状の圧電
体22を有する。圧電体22は、厚み方向に分極処理さ
れている。もっとも、後述するように、エネルギー閉じ
込め型の圧電共振部においては、厚み方向の一部が未分
極状態とされており、その他の部分については一様に分
極処理されている。The thickness extensional piezoelectric resonator 21 has a rectangular plate-shaped piezoelectric body 22. The piezoelectric body 22 is polarized in the thickness direction. However, as will be described later, in the energy trap type piezoelectric resonance part, a part in the thickness direction is in a non-polarized state, and the other part is uniformly polarized.
【0032】圧電体22のうちの主面22a上には、第
1の励振電極23が中央に形成されている。圧電基板2
2の第2の主面22b上には、図4において下方に投影
された示されているように第2の励振電極24が形成さ
れている。また、圧電基板22の中間高さ位置には、内
部励振電極25が形成されている。励振電極23,24
及び内部励振電極25は、本実施例では円形の形状を有
し、かつ圧電基板22の厚み方向において、圧電体層を
介して対向するように配置されている。第1,第2の励
振電極23,24には、接続導電部23a,24aを介
して端子電極25,26が接続されている。A first excitation electrode 23 is formed in the center on the main surface 22a of the piezoelectric body 22. Piezoelectric substrate 2
A second excitation electrode 24 is formed on the second main surface 22b of No. 2 as shown in FIG. Further, an internal excitation electrode 25 is formed at the intermediate height position of the piezoelectric substrate 22. Excitation electrodes 23, 24
The internal excitation electrode 25 has a circular shape in this embodiment, and is arranged so as to face each other with the piezoelectric layer in between in the thickness direction of the piezoelectric substrate 22. Terminal electrodes 25 and 26 are connected to the first and second excitation electrodes 23 and 24 via connection conductive portions 23a and 24a.
【0033】上記励振電極23,24及び内部励振電極
25が対向している部分がエネルギー閉じ込め型の圧電
共振部Aを構成している(図5)。なお、第1,第2の
励振電極23,24は必ずしも対向されていなくともよ
く、また、内部励振電極25は、一方の励振電極23ま
たは24とのみ対向されていてもよい。The portion where the excitation electrodes 23 and 24 and the internal excitation electrode 25 face each other constitutes an energy trap type piezoelectric resonance portion A (FIG. 5). The first and second excitation electrodes 23 and 24 do not necessarily have to face each other, and the internal excitation electrode 25 may face only one of the excitation electrodes 23 or 24.
【0034】図5に示すように、圧電共振部Aのうち、
内部励振電極25の上方の圧電板部分22cが未分極状
態とされるように、内部励振電極24の下方の圧電体部
分及び圧電共振部Aの周囲の圧電板部分は分極度Pとな
るように厚み方向に分極処理されている。As shown in FIG. 5, of the piezoelectric resonance part A,
The piezoelectric plate portion 22c above the internal excitation electrode 25 is in a non-polarized state, and the piezoelectric plate portion below the internal excitation electrode 24 and the piezoelectric plate portion around the piezoelectric resonance portion A have a polarization degree P. It is polarized in the thickness direction.
【0035】本実施例では、圧電共振部Aにおいて、上
記圧電板部分22cが未分極とされているので、第1,
第2の実施例と同様に、位相回転量をほとんど変化させ
ることなく、比帯域が狭くされ得る。In this embodiment, since the piezoelectric plate portion 22c in the piezoelectric resonance portion A is not polarized,
Similar to the second embodiment, the ratio band can be narrowed without changing the phase rotation amount.
【0036】図6及び図7は、本発明の第4の実施例に
係る厚み縦圧電共振子を説明するための斜視図及び縦断
面図である。第4の実施例の厚み縦圧電共振子31は、
第3の実施例と同様に、厚み縦振動の2倍波を利用した
エネルギー閉じ込め型の厚み縦圧電共振子である。もっ
とも、厚み縦圧電共振子31では、圧電基板として細長
い矩形板状の圧電基板32が用いられてる。圧電基板3
2の第1の主面32aには、第1の励振電極33が形成
されている。圧電基板32の第2の主面32bには、第
2の励振電極34が形成されている。励振電極33,3
4は、圧電基板32の長さ方向中央から、圧電基板32
の一方の端面32c側に向かって延ばされており、それ
ぞれ、主面32a,32bと端面32cとのなす稜線に
到るように形成されている。また、励振電極33,34
は、端面32c上に形成された接続電極36により電気
的に接続されている。6 and 7 are a perspective view and a vertical sectional view for explaining a thickness extensional piezoelectric resonator according to a fourth embodiment of the present invention. The thickness longitudinal piezoelectric resonator 31 of the fourth embodiment is
Similar to the third embodiment, this is an energy trap type thickness extensional piezoelectric resonator utilizing the second harmonic of thickness extensional vibration. However, in the thickness extensional piezoelectric resonator 31, an elongated rectangular plate-shaped piezoelectric substrate 32 is used as the piezoelectric substrate. Piezoelectric substrate 3
A first excitation electrode 33 is formed on the second main surface 32a of the second electrode. A second excitation electrode 34 is formed on the second main surface 32b of the piezoelectric substrate 32. Excitation electrodes 33, 3
4 is the piezoelectric substrate 32 from the center in the length direction of the piezoelectric substrate 32.
It is extended toward the one end face 32c side and is formed so as to reach the ridgeline formed by the main faces 32a and 32b and the end face 32c. In addition, the excitation electrodes 33, 34
Are electrically connected by a connection electrode 36 formed on the end face 32c.
【0037】他方、圧電基板32の中間高さ位置には、
内部励振電極35が形成されている。内部励振電極35
は、圧電基板32の長さ方向中央において、励振電極3
3,34とは圧電基板層を介して対向されている。励振
電極33,34及び内部励振電極35が対向している部
分が、エネルギー閉じ込め型の圧電共振部を構成してい
る。なお、励振電極33,34は必ずしも対向されてい
なくてもよい。また、内部励振電極35は励振電極3
3,34の一方にのみ対向されていてもよい。On the other hand, at the intermediate height position of the piezoelectric substrate 32,
The internal excitation electrode 35 is formed. Internal excitation electrode 35
Is the excitation electrode 3 at the center of the piezoelectric substrate 32 in the length direction.
3, 34 are opposed to each other via the piezoelectric substrate layer. The portion where the excitation electrodes 33, 34 and the internal excitation electrode 35 face each other constitutes an energy trap type piezoelectric resonance portion. The excitation electrodes 33 and 34 do not necessarily have to face each other. The internal excitation electrode 35 is the excitation electrode 3
You may oppose only one of 3, 34.
【0038】励振電極35は、圧電基板32の第2の端
面32dに到るように形成されており、第2の端面32
d上に形成された端子電極37に電気的に接続されてい
る。端子電極37は、圧電基板32の端面32dから主
面32a及び32bに到るように形成されている。従っ
て、圧電共振子31は、端子電極37と、励振電極34
及び接続電極36とを用いて、プリント回路基板などに
表面実装され得る。The excitation electrode 35 is formed so as to reach the second end face 32d of the piezoelectric substrate 32, and the second end face 32 is formed.
It is electrically connected to the terminal electrode 37 formed on d. The terminal electrode 37 is formed so as to extend from the end surface 32d of the piezoelectric substrate 32 to the main surfaces 32a and 32b. Therefore, the piezoelectric resonator 31 includes the terminal electrode 37 and the excitation electrode 34.
And the connection electrode 36, and can be surface-mounted on a printed circuit board or the like.
【0039】ところで、励振電極33,34及び内部励
振電極35は、圧電基板32において、その幅方向全幅
に到るように形成されている。従って、厚み縦圧電共振
子31では、圧電基板32の幅方向全幅に到る圧電共振
部が長さ方向中央に構成されている。また、圧電基板3
2の長さ方向において上記圧電共振部の両側に振動減衰
部が構成されている。By the way, the excitation electrodes 33 and 34 and the internal excitation electrode 35 are formed on the piezoelectric substrate 32 so as to reach the entire width in the width direction. Therefore, in the thickness extensional piezoelectric resonator 31, the piezoelectric resonance portion extending to the entire width in the width direction of the piezoelectric substrate 32 is formed at the center in the length direction. In addition, the piezoelectric substrate 3
A vibration damping portion is formed on both sides of the piezoelectric resonance portion in the length direction 2.
【0040】上記圧電共振部の厚み方向の一部が未分極
とされている。すなわち、図7に示されているように、
圧電共振部においては、内部励振電極35と励振電極3
3との間の圧電基板部分が未分極状態とされており、そ
の他の領域は矢印Pで示すように同じ分極度を有するよ
うに分極処理されている。A part of the piezoelectric resonance portion in the thickness direction is unpolarized. That is, as shown in FIG.
In the piezoelectric resonator, the internal excitation electrode 35 and the excitation electrode 3
The piezoelectric substrate portion between 3 and 3 is in an unpolarized state, and the other regions are polarized so as to have the same degree of polarization as indicated by arrow P.
【0041】本実施例では、端子電極37と接続電極3
6との間に交流電圧を印加することにより、圧電共振部
が励振され、厚み縦振動の2倍波を利用した共振特性を
得ることができる。この場合、圧電共振部の分極構造が
上記のように構成されているため、第1〜第3の実施例
と同様に、位相回転量の変化をほとんど招くことなく、
比帯域を狭めることができる。これを具体的な実験例に
基づき説明する。In this embodiment, the terminal electrode 37 and the connection electrode 3 are
By applying an AC voltage to the piezoelectric resonance part 6, the piezoelectric resonance part is excited, and the resonance characteristic using the second harmonic of the thickness longitudinal vibration can be obtained. In this case, since the polarization structure of the piezoelectric resonance part is configured as described above, similar to the first to third embodiments, there is almost no change in the phase rotation amount,
The bandwidth can be narrowed. This will be described based on a concrete experimental example.
【0042】厚み縦圧電共振子31を構成する圧電基板
32として、チタン酸鉛系セラミックスからなり、長さ
2.5×幅0.4×厚み0.30mmのものを用いた。
また、励振電極33,34及び内部励振電極35の対向
面積は0.4×0.6=0.24mm2とした。As the piezoelectric substrate 32 constituting the thickness longitudinal piezoelectric resonator 31, a lead titanate-based ceramic having a length of 2.5 × width of 0.4 × thickness of 0.30 mm was used.
The facing area of the excitation electrodes 33, 34 and the internal excitation electrode 35 was 0.4 × 0.6 = 0.24 mm 2 .
【0043】上記内部励振電極35の上方の部分が未分
極となるように、図9〜図13で説明した従来の製造方
法に従って分極処理を施した。比較のために、圧電基板
32の全領域が100%の分極状態となるように一様に
分極処理されていることを除いては、第4の実施例と同
様にして構成された第4の比較例の厚み縦圧電共振子を
用意した。Polarization treatment was performed according to the conventional manufacturing method described with reference to FIGS. 9 to 13 so that the upper portion of the internal excitation electrode 35 was not polarized. For the purpose of comparison, a fourth substrate constructed in the same manner as the fourth embodiment, except that the entire region of the piezoelectric substrate 32 is uniformly polarized so as to have a 100% polarized state. A thickness longitudinal piezoelectric resonator of a comparative example was prepared.
【0044】第4の実施例及び上記のようにして用意さ
れた第4の比較例の厚み縦圧電共振子の特性を測定した
ところ、第4の比較例では比帯域6%であったのに対
し、第4の実施例では1%以下となることが認められ
た。また、図8は、上記本実施例及び比較例で用意した
圧電基板の分極度を種々変化させた場合の位相回転量の
変化を示し、○は実施例を、×は比較例の結果を示す。
なお、横軸のDF/Fa(%)は比帯域であり(但し、
DFはFa−Fr、Faは反共振周波数、Frは共振周
波数)、分極度と相関している。図8から明らかなよう
に、未分極領域が設けられている実施例では、位相回転
量が残りの領域の分極度の変化に関わらずさほど変わら
ないのに対し、比較例では、分極度を変化させることに
より、位相回転量が大きく変化することがわかる。When the characteristics of the thickness extensional piezoelectric resonators of the fourth embodiment and the fourth comparative example prepared as described above were measured, it was found that the relative bandwidth was 6% in the fourth comparative example. On the other hand, in the fourth example, it was confirmed to be 1% or less. Further, FIG. 8 shows changes in the amount of phase rotation when the polarizability of the piezoelectric substrates prepared in the present example and the comparative example are variously changed, ◯ indicates the example, and × indicates the result of the comparative example. .
DF / Fa (%) on the horizontal axis is a specific band (however,
DF is Fa-Fr, Fa is antiresonance frequency, Fr is resonance frequency), and the degree of polarization is correlated. As is apparent from FIG. 8, in the example in which the unpolarized region is provided, the phase rotation amount does not change so much regardless of the change in the polarization degree of the remaining region, whereas in the comparative example, the polarization degree changes. It can be seen that the amount of phase rotation changes greatly by doing so.
【0045】従って、本発明によれば、分極度を異なら
せて、比帯域を変化させた場合、位相回転量の変化を従
来例に比べて抑制することができ、従って、位相回転量
の低下をあまり招くことなく、分極度をコントロールす
ることにより、比帯域を大きく調整し得ることがわか
る。Therefore, according to the present invention, when the degree of polarization is changed and the relative bandwidth is changed, the change in the amount of phase rotation can be suppressed as compared with the conventional example, and therefore the amount of phase rotation is reduced. It can be seen that the relative bandwidth can be adjusted to a large extent by controlling the polarization degree without incurring so much.
【0046】次に、第4の実施例の厚み縦圧電共振子の
製造方法を図9〜図13を参照して説明することによ
り、本発明の製造方法を明らかにする。まず、図9に示
すように、マザーの圧電体32Aを用意する。マザーの
圧電体32Aでは、内部に複数の内部励振電極35Aが
形成されている。また、マザーの圧電体32Aの上面に
は、所定のギャップを隔てて、複数の第2の分極用電極
41が形成されている。複数の分極用電極41は、互い
に短絡されている。他方、マザーの圧電体32Aの下面
には、全面に第1の分極用電極40が形成されている。Next, the manufacturing method of the present invention will be clarified by explaining the manufacturing method of the thickness extensional piezoelectric resonator of the fourth embodiment with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 9, a mother piezoelectric body 32A is prepared. A plurality of internal excitation electrodes 35A are formed inside the mother piezoelectric body 32A. A plurality of second polarization electrodes 41 are formed on the upper surface of the mother piezoelectric body 32A with a predetermined gap therebetween. The plurality of polarization electrodes 41 are short-circuited to each other. On the other hand, the first polarization electrode 40 is formed on the entire lower surface of the mother piezoelectric body 32A.
【0047】なお、図9から明らかなようにマザーの内
部励振電極35Aは、図9の矢印X方向において、第2
の分極用電極41と重なり合っている部分と、重なり合
っていない部分とを有するように配置されている。As is clear from FIG. 9, the mother internal excitation electrode 35A is the second excitation electrode 35A in the direction of the arrow X in FIG.
Of the polarizing electrode 41 and the non-overlapping portion thereof.
【0048】従って、分極用電極40,41間に直流電
界を印加し、分極処理を施した場合、分極用電極40,
41とが対向している部分は矢印Pで示すように分極処
理される。他方、内部励振電極35Aの存在により、分
極用電極40,41が対向していない部分では、内部励
振電極35Aの上方部分は多点のハッチングを付して示
すように、未分極状態とされる。Therefore, when a DC electric field is applied between the polarization electrodes 40 and 41 to perform polarization treatment, the polarization electrodes 40 and 41
The portion facing 41 is polarized as indicated by arrow P. On the other hand, due to the presence of the internal excitation electrode 35A, in the portion where the polarization electrodes 40 and 41 do not face each other, the upper portion of the internal excitation electrode 35A is in a non-polarized state as shown by hatching of multiple points. .
【0049】次に、図10に示すように、上記分極処理
後に、分極用電極40,41を除去する。しかる後、図
10に示す分極処理後のマザーの圧電体32Aを、図1
0の破線Bに沿って切断する。このようにして、図11
に示す第2のマザーの圧電体32Bが得られる。そし
て、図11に示すように、マザーの圧電体32Bに、マ
ザーの励振電極33A,34A及びマザーの接続電極3
6と、マザーの端子電極37Aとを形成する。しかる
後、図12に示すように、破線Cに沿って切断すること
により、図13に示す厚み縦圧電共振子31が得られ
る。Next, as shown in FIG. 10, the polarization electrodes 40 and 41 are removed after the polarization process. Then, the piezoelectric body 32A of the mother after polarization shown in FIG.
Cut along the broken line B of 0. In this way, FIG.
As a result, the second mother piezoelectric body 32B shown in FIG. Then, as shown in FIG. 11, the mother excitation electrodes 33A and 34A and the mother connection electrode 3 are attached to the mother piezoelectric body 32B.
6 and the mother terminal electrode 37A are formed. Thereafter, as shown in FIG. 12, by cutting along the broken line C, the thickness extensional piezoelectric resonator 31 shown in FIG. 13 is obtained.
【0050】すなわち、図10に示した分極方法を用い
ることにより、厚み縦圧電共振子31の圧電共振部にお
いて、内部励振電極35の上方の圧電板部分を未分極状
態とし、残りの部分を厚み方向において一様に分極処理
することができる。That is, by using the polarization method shown in FIG. 10, in the piezoelectric resonance portion of the thickness extensional piezoelectric resonator 31, the piezoelectric plate portion above the internal excitation electrode 35 is in a non-polarized state, and the remaining portion has a thickness. It can be polarized uniformly in the direction.
【0051】上記製造方法から明らかなように、分極構
造を得るにあたって、図9に示す複数の分極用電極41
を配置するだけで、従来の厚み縦圧電共振子の製造方法
に特別の加工工程を加えることなく、本実施例の厚み縦
圧電共振子31の得られることがわかる。すなわち、製
造コストをさほど高めることなく、帯域幅の調整が容易
な厚み縦圧電共振子を提供することができる。As is apparent from the above manufacturing method, in obtaining the polarization structure, a plurality of polarization electrodes 41 shown in FIG. 9 are used.
It is understood that the thickness extensional piezoelectric resonator 31 of the present embodiment can be obtained by simply arranging the above, without adding a special processing step to the conventional production method of the thickness extensional piezoelectric resonator. That is, it is possible to provide a thickness extensional piezoelectric resonator in which the bandwidth can be easily adjusted without significantly increasing the manufacturing cost.
【0052】なお、上述した第1〜第4の実施例では、
厚み縦振動の基本波、2倍波または3倍波が用いられた
が、本発明においては、4倍波以上の適宜の厚み縦振動
の高調波を利用することも可能である。In the above-mentioned first to fourth embodiments,
Although the fundamental wave, the second harmonic wave, or the third harmonic wave of the thickness longitudinal vibration is used, in the present invention, it is also possible to use a proper harmonic wave of the thickness longitudinal vibration of the fourth harmonic or more.
【0053】また、第3,第4の実施例では、一層の内
部励振電極が圧電基板内に設けられていたが、二層以上
の内部励振電極が配置されていてもよい。Further, in the third and fourth embodiments, one layer of internal excitation electrode is provided in the piezoelectric substrate, but two or more layers of internal excitation electrode may be arranged.
【0054】[0054]
【発明の効果】第1の発明に係る厚み縦圧電共振子で
は、第1,第2の励振電極が対向しているエネルギー閉
じ込め型圧電共振部において、厚み方向の一部が未分極
または他の圧電体部分に比べて分極度が低くされている
ので、位相回転量をほとんど変化させることなく、分極
度の調整により比帯域を容易に調整することができる。
従って、所望とする比帯域を有する良好な特性の圧電発
振子や圧電フィルタを容易に提供することが可能とな
る。In the thickness extensional piezoelectric resonator according to the first aspect of the invention, in the energy trap type piezoelectric resonance portion where the first and second excitation electrodes face each other, a part in the thickness direction is unpolarized or other Since the polarization degree is lower than that of the piezoelectric portion, the specific band can be easily adjusted by adjusting the polarization degree without changing the phase rotation amount.
Therefore, it is possible to easily provide a piezoelectric oscillator or a piezoelectric filter having desired characteristics and good characteristics.
【0055】また、N次の厚み縦振動の高調波を利用し
た場合には、本発明に従って、比帯域の調整が容易な、
より高周波域で使用し得る厚み縦圧電共振子を提供する
ことができる。Further, when the harmonic of the Nth-order thickness longitudinal vibration is used, the adjustment of the ratio band is easy according to the present invention.
It is possible to provide a thickness extensional piezoelectric resonator that can be used in a higher frequency range.
【0056】また、第2の発明では、細長い矩形板状の
圧電基板の長さ方向中央において第1,第2の励振電極
が対向されており、圧電基板内に少なくとも一層の内部
励振電極が第1,第2の励振電極と部分的に対向されて
おり、第1,第2の励振電極及び内部励振電極が圧電基
板層を介して重なり合う部分においてエネルギー閉じ込
め型の圧電共振部が構成されており、該圧電共振部にお
いて、圧電基板の厚み方向の一部が未分極または他の領
域に比べて分極度が低くされているので、第1の発明と
同様に、位相回転量をほとんど変化させることなく、比
帯域を容易に調整することができ、所望とする比帯域の
圧電発振子や圧電フィルタを容易に提供することができ
る。Further, in the second invention, the first and second excitation electrodes are opposed to each other at the center in the longitudinal direction of the elongated rectangular plate-shaped piezoelectric substrate, and at least one internal excitation electrode is formed in the piezoelectric substrate. The first and second excitation electrodes are partially opposed to each other, and an energy trap type piezoelectric resonance portion is formed in a portion where the first and second excitation electrodes and the internal excitation electrode overlap with each other via the piezoelectric substrate layer. In the piezoelectric resonating portion, a part of the piezoelectric substrate in the thickness direction is unpolarized or has a lower degree of polarization than other regions. Therefore, the phase rotation amount should be almost changed as in the first invention. Therefore, the relative bandwidth can be easily adjusted, and the piezoelectric oscillator or the piezoelectric filter having the desired relative bandwidth can be easily provided.
【0057】本発明に係る厚み縦圧電共振子の製造方法
では、マザーの圧電体の第1の主面の全面に第1の分極
用電極を、第2の主面に複数の第2の分極用電極を形成
し、第1,第2の分極用電極間に電界を印加することに
より、マザーの圧電体が分極処理される。この場合、第
1,第2の分極用電極が対向されていない部分は未分極
状態または分極度が低い状態とされる。従って、上記の
ようにして分極処理されたマザーの圧電体の第1,第2
の主面に複数の第1,第2の励振電極を形成した後に、
個々の圧電共振子単位に切断することにより、本発明に
係る厚み縦圧電共振子を容易に得ることができる。よっ
て、従来の厚み縦圧電共振子の製造方法に、複数の第2
の分極用電極を形成する工程を追加するだけで、他の工
程をほとんど変えることなく、比帯域の調整が容易であ
り、かつ安価な厚み縦圧電共振子を得ることができる。In the method of manufacturing the thickness extensional piezoelectric resonator according to the present invention, the first polarization electrode is provided on the entire first main surface of the mother piezoelectric body, and the plurality of second polarization electrodes is provided on the second main surface. A piezoelectric body of the mother is polarized by forming an application electrode and applying an electric field between the first and second polarization electrodes. In this case, the portions where the first and second polarization electrodes do not face each other are set to the unpolarized state or the state where the degree of polarization is low. Therefore, the first and second mother piezoelectric bodies polarized as described above are
After forming a plurality of first and second excitation electrodes on the main surface of
By cutting into individual piezoelectric resonator units, the thickness extensional piezoelectric resonator according to the present invention can be easily obtained. Therefore, in the conventional method for manufacturing a thickness extensional piezoelectric resonator, a plurality of second layers are added.
It is possible to obtain an inexpensive thickness extensional piezoelectric resonator in which the ratio band can be easily adjusted by adding the step of forming the polarization electrode, and the other steps are hardly changed.
【0058】なお、マザーの圧電体を用意する工程にお
いて、マザーの圧電体内に少なくとも一層の内部電極が
複数形成されている場合には、本発明に従って、N次の
高調波を利用した厚み縦圧電共振子を容易に提供するこ
とができる。In the step of preparing the mother piezoelectric body, in the case where a plurality of internal electrodes of at least one layer are formed in the mother piezoelectric body, according to the present invention, the thickness-longitudinal piezoelectric utilizing the Nth harmonic is used. The resonator can be easily provided.
【図1】本発明の第1の実施例に係る厚み縦圧電共振子
の縦断面図。FIG. 1 is a vertical sectional view of a thickness extensional piezoelectric resonator according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1の実施例の厚み縦圧電共振子の外観を示す
斜視図FIG. 2 is a perspective view showing the external appearance of the thickness extensional piezoelectric resonator of the first embodiment.
【図3】第2の実施例の厚み縦圧電共振子の縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a thickness extensional piezoelectric resonator according to a second embodiment.
【図4】第3の実施例の厚み縦圧電共振子の外観を示す
模式的斜視図。FIG. 4 is a schematic perspective view showing the appearance of a thickness extensional piezoelectric resonator according to a third embodiment.
【図5】図4に示した厚み縦圧電共振子の正面断面図。5 is a front sectional view of the thickness extensional piezoelectric resonator shown in FIG.
【図6】第4の実施例に係る厚み縦圧電共振子の外観を
示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing the appearance of a thickness extensional piezoelectric resonator according to a fourth embodiment.
【図7】第4の実施例に係る厚み縦圧電共振子の縦断面
図。FIG. 7 is a vertical sectional view of a thickness extensional piezoelectric resonator according to a fourth embodiment.
【図8】第4の実施例の厚み縦圧電共振子と比較例の厚
み縦圧電共振子における分極度の変化に伴う位相回転量
の変化を示す図。FIG. 8 is a diagram showing changes in the amount of phase rotation according to changes in the polarization degree in the thickness extensional piezoelectric resonator of the fourth example and the thickness extensional piezoelectric resonator of the comparative example.
【図9】第4の実施例の厚み縦圧電共振子の製造方法を
説明するための斜視図であり、分極工程を説明するため
の斜視図。FIG. 9 is a perspective view for explaining a method of manufacturing a thickness extensional piezoelectric resonator according to a fourth embodiment, and is a perspective view for explaining a polarization step.
【図10】分極処理されたマザーの圧電体を示す斜視
図。FIG. 10 is a perspective view showing a mother piezoelectric body that has been polarized.
【図11】マザーの圧電体を切断し、得られた第2のマ
ザーの圧電体にマザーの励振電極を形成した状態を示す
斜視図。FIG. 11 is a perspective view showing a state in which a mother piezoelectric material is cut and a mother excitation electrode is formed on the obtained second mother piezoelectric material.
【図12】図11に示した第2のマザーの圧電体を切断
する工程を説明するための斜視図。12 is a perspective view for explaining a step of cutting the piezoelectric body of the second mother shown in FIG.
【図13】図12に示した第2のマザーの圧電体を切断
することにより得られた、第4の実施例に係る厚み縦圧
電共振子を示す斜視図。13 is a perspective view showing a thickness extensional piezoelectric resonator according to a fourth example obtained by cutting the piezoelectric body of the second mother shown in FIG.
【図14】従来の厚み縦圧電共振子の一例を示す正面断
面図。FIG. 14 is a front sectional view showing an example of a conventional thickness extensional piezoelectric resonator.
1…厚み縦圧電共振子 2…圧電体としての圧電基板 2a,2b…第1,第2の主面 2c,2d…第1,第2の端面 2e,2f…側面 3…第1の励振電極 4…第2の励振電極 11…厚み縦圧電共振子 21…厚み縦圧電共振子 22…圧電基板 22a,22b…第1,第2の主面 23,24…第1,第2の励振電極 25…内部励振電極 31…厚み縦圧電共振子 32…圧電基板 32A…マザーの圧電体 32B…第2のマザーの圧電体 32a,32b…第1,第2の主面 32c,32d…第1,第2の端面 32e,32f…側面 33,34…第1,第2の励振電極 33A,34A…マザーの励振電極 35…内部励振電極 35A…マザーの内部励振電極 36…接続電極 37…端子電極 40,41…第1,第2の分極用電極 A…圧電共振部 1 ... Thickness longitudinal piezoelectric resonator 2 ... Piezoelectric substrate as piezoelectric body 2a, 2b ... First and second main surfaces 2c, 2d ... First and second end faces 2e, 2f ... Sides 3 ... First excitation electrode 4 ... Second excitation electrode 11 ... Thickness longitudinal piezoelectric resonator 21 ... Thickness longitudinal piezoelectric resonator 22 ... Piezoelectric substrate 22a, 22b ... First and second main surfaces 23, 24 ... First and second excitation electrodes 25 ... Internal excitation electrode 31 ... Thickness longitudinal piezoelectric resonator 32 ... Piezoelectric substrate 32A ... Mother piezoelectric body 32B ... Piezoelectric body of second mother 32a, 32b ... First and second main surfaces 32c, 32d ... First and second end faces 32e, 32f ... Side surface 33, 34 ... First and second excitation electrodes 33A, 34A ... Mother excitation electrodes 35 ... Internal excitation electrode 35A ... Mother internal excitation electrode 36 ... Connection electrode 37 ... Terminal electrode 40, 41 ... First and second polarization electrodes A ... Piezoelectric resonator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 二郎 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Fターム(参考) 5J108 BB04 CC04 CC13 DD01 DD06 FF01 FF11 KK02 MM12 MM14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Jiro Inoue 2-10-10 Tenjin, Nagaokakyo, Kyoto Stock Murata Manufacturing Co., Ltd. F term (reference) 5J108 BB04 CC04 CC13 DD01 DD06 FF01 FF11 KK02 MM12 MM14
Claims (7)
向しており、厚み方向に分極処理された圧電体と、 前記圧電体の第1,第2の主面において部分的に分極さ
れており、かつ圧電体を介して対向するように配置され
た第1,第2の励振電極とを備え、 第1,第2の励振電極が対向しているエネルギー閉じ込
め型圧電共振部において、圧電体の厚み方向において一
部が未分極または他の圧電体部分に比べて分極度が低く
されている、厚み縦圧電共振子。1. A piezoelectric body having first and second main surfaces facing each other in the thickness direction, polarized in the thickness direction, and partially polarized on the first and second main surfaces of the piezoelectric body. And the first and second excitation electrodes arranged so as to face each other via the piezoelectric body, and the energy trapping type piezoelectric resonance part in which the first and second excitation electrodes face each other, A thickness extensional piezoelectric resonator in which a part of the piezoelectric body is unpolarized in the thickness direction or has a lower degree of polarization than other piezoelectric body portions.
の高調波を利用した請求項1に記載の厚み縦圧電共振
子。2. The thickness extensional piezoelectric resonator according to claim 1, wherein a harmonic of Nth order (N is an integer of 2 or more) thickness extensional vibration is used.
板からなり、前記第1,第2の励振電極が、該圧電基板
の長さ方向中央において圧電基板を介して対向されてお
り、かつ第1,第2の励振電極が圧電基板の幅方向両端
に到るように形成されている、請求項1または2に記載
の厚み縦圧電共振子。3. The piezoelectric body is composed of a piezoelectric substrate having an elongated rectangular plate shape, and the first and second excitation electrodes are opposed to each other at the center in the length direction of the piezoelectric substrate via the piezoelectric substrate. The thickness extensional piezoelectric resonator according to claim 1 or 2, wherein the first and second excitation electrodes are formed so as to reach both ends in the width direction of the piezoelectric substrate.
端に位置する第1,第2の端面を有し、第1の励振電極
が第1の主面と第1の端面とのなす稜線に到るように形
成されており、第2の励振電極が第2の主面と第2の端
面との稜線に到るように形成されている、請求項3に記
載の厚み縦圧電共振子。4. The piezoelectric substrate has first and second end faces located at both ends in the length direction of the piezoelectric substrate, and the first excitation electrode is formed by the first main face and the first end face. 4. The thickness longitudinal piezoelectric resonance according to claim 3, wherein the second excitation electrode is formed so as to reach a ridgeline, and the second excitation electrode is formed so as to reach a ridgeline between the second main surface and the second end surface. Child.
向両端に位置している第1,第2の端面と、第1,第2
の側面とを有する細長い矩形板状の圧電基板と、 前記圧電基板の第1,第2の主面にそれぞれ形成されて
おり、かつ前記圧電基板の幅方向両端に到るように形成
された第1,第2の励振電極と、 前記圧電基板内に配置されており、圧電基板層を介して
第1,第2の励振電極の少なくとも一方と少なくとも部
分的に対向された少なくとも1層の内部励振電極とを備
え、 前記第1,第2の励振電極の少なくとも一方と前記内部
励振電極とが圧電基板層を介して重なり合っている圧電
共振部において、厚み縦振動モードのN次の高調波を利
用した共振特性が得られるように構成されており、 前記圧電共振部において、圧電体の厚み方向の一部が、
未分極または他の領域に比べて分極度が低くされてい
る、厚み縦圧電共振子。5. The first and second main surfaces facing each other, the first and second end surfaces located at both ends in the length direction, and the first and second end surfaces.
An elongated rectangular plate-like piezoelectric substrate having a side surface of the piezoelectric substrate, and a first piezoelectric substrate formed on each of the first and second main surfaces of the piezoelectric substrate and extending to both ends in the width direction of the piezoelectric substrate. First and second excitation electrodes, and at least one layer of internal excitation that is disposed in the piezoelectric substrate and at least partially opposes at least one of the first and second excitation electrodes via the piezoelectric substrate layer. An N-th harmonic of a thickness longitudinal vibration mode is used in a piezoelectric resonance part including an electrode, and at least one of the first and second excitation electrodes and the internal excitation electrode are overlapped with each other via a piezoelectric substrate layer. It is configured so that the resonance characteristics described above can be obtained, and in the piezoelectric resonance part, a part of the piezoelectric body in the thickness direction is
A thickness extensional piezoelectric resonator having a polarization degree lower than that of unpolarized or other regions.
の主面を有するマザーの圧電体を用意する工程と、 前記マザーの圧電体の第1の主面の全面に第1の分極用
電極を形成し、第2の主面に複数の第2の分極用電極を
形成する工程と、 前記第1の分極用電極と第2の分極用電極との間に電界
を印加することにより、マザーの圧電体を分極し、前記
マザーの圧電体の厚み方向において分極度が局部的に小
さいまたは未分極の領域を形成する工程と、 分極処理された上記マザーの圧電体の第1,第2の主面
に複数の第1,第2の励振電極を形成する工程と、 前記マザーの圧電体を個々の圧電共振子単位に切断する
工程とを備える、厚み縦圧電共振子の製造方法。6. A first and a second that face each other in the thickness direction.
And a step of preparing a mother piezoelectric body having a main surface of the first main surface, a first polarization electrode is formed on the entire first main surface of the mother piezoelectric body, and a plurality of second main electrodes are formed on the second main surface. A step of forming a polarization electrode; and, by applying an electric field between the first polarization electrode and the second polarization electrode, polarize the mother piezoelectric body, and the thickness direction of the mother piezoelectric body A step of forming a region where the degree of polarization is locally small or unpolarized, and forming a plurality of first and second excitation electrodes on the first and second main surfaces of the polarized piezoelectric body of the mother And a step of cutting the mother piezoelectric body into individual piezoelectric resonator units.
内部励振電極を複数有し、前記第2の分極用電極が前記
内部励振電極と圧電体層を介して部分的に重なり合って
いる部分と重なり合っていない部分とを有するように形
成される、請求項6に記載の厚み縦圧電共振子の製造方
法。7. The piezoelectric body of the mother has a plurality of internal excitation electrodes of at least one layer, and the second polarization electrode partially overlaps with the internal excitation electrode via the piezoelectric layer. The method of manufacturing a thickness extensional piezoelectric resonator according to claim 6, wherein the thickness extensional piezoelectric resonator is formed so as to have a non-overlapping portion.
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