JP2002368571A - 圧電振動素子及びそれを用いたフィルタ - Google Patents
圧電振動素子及びそれを用いたフィルタInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電材料に窒化アルミニウムを用い分極方向
が圧電板の長手方向を向いている厚みすべり振動を主振
動とする圧電振動素子において、主振動共振周波数近傍
に不要共振の無い安定した特性の圧電振動子を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 素子幅Ｗと素子厚みＨの比Ｗ／Ｈを２．
０以上４．０以下あるいは４．３以上５．７以下あるい
は６．２以上７．８以下あるいは８．２以上９．８以下
のいずれかとすることを特徴とする圧電振動子である。
上記構造をとることで、素子幅寸法に起因する不要共振
を主振動共振周波数近傍から遠ざけることができ、安定
した特性が得られるという効果を有する。
が圧電板の長手方向を向いている厚みすべり振動を主振
動とする圧電振動素子において、主振動共振周波数近傍
に不要共振の無い安定した特性の圧電振動子を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 素子幅Ｗと素子厚みＨの比Ｗ／Ｈを２．
０以上４．０以下あるいは４．３以上５．７以下あるい
は６．２以上７．８以下あるいは８．２以上９．８以下
のいずれかとすることを特徴とする圧電振動子である。
上記構造をとることで、素子幅寸法に起因する不要共振
を主振動共振周波数近傍から遠ざけることができ、安定
した特性が得られるという効果を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電材料に窒化アル
ミニウムを用いた圧電振動子や圧電フィルタなどの圧電
振動素子及びそれを用いたフィルタに関するものであ
る。
ミニウムを用いた圧電振動子や圧電フィルタなどの圧電
振動素子及びそれを用いたフィルタに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】固体中を伝わる波であるバルク波を用い
た圧電振動素子として、各種電子機器などのクロック源
として用いられる圧電振動子や、通信機器の周波数抽出
などに用いられる圧電フィルタがある。これらの圧電振
動素子の使用される周波数域は近年高周波化しており、
主振動として厚みすべり、厚み縦などの厚み振動が用い
られ、特に不要振動の抑圧や素子の保持が容易なエネル
ギー閉じ込め現象を利用したものが多い。
た圧電振動素子として、各種電子機器などのクロック源
として用いられる圧電振動子や、通信機器の周波数抽出
などに用いられる圧電フィルタがある。これらの圧電振
動素子の使用される周波数域は近年高周波化しており、
主振動として厚みすべり、厚み縦などの厚み振動が用い
られ、特に不要振動の抑圧や素子の保持が容易なエネル
ギー閉じ込め現象を利用したものが多い。
【０００３】エネルギー閉じ込め現象とは、ある特定の
圧電材料で厚みすべり振動や厚み縦振動などのある特定
の振動モードを用いる場合、圧電振動素子主面に部分的
に励振用電極を形成すると振動エネルギーが励振用電極
下のみに閉じ込められる現象を言い、Ｓｈｏｃｋｌｅ
ｙ、尾上らにより詳細に解析されている。
圧電材料で厚みすべり振動や厚み縦振動などのある特定
の振動モードを用いる場合、圧電振動素子主面に部分的
に励振用電極を形成すると振動エネルギーが励振用電極
下のみに閉じ込められる現象を言い、Ｓｈｏｃｋｌｅ
ｙ、尾上らにより詳細に解析されている。
【０００４】以下にエネルギー閉じ込め現象について、
圧電振動素子の断面図である図３を用いて説明する。図
３に示すように、励振用電極６のある部分における遮断
周波数をｆ0とし、無電極部における遮断周波数をｆ0’
とすると、ｆ0’よりも大きい周波数では振動エネルギ
ーは自由に伝搬し励振用電極下においても定在波をつく
らない。
圧電振動素子の断面図である図３を用いて説明する。図
３に示すように、励振用電極６のある部分における遮断
周波数をｆ0とし、無電極部における遮断周波数をｆ0’
とすると、ｆ0’よりも大きい周波数では振動エネルギ
ーは自由に伝搬し励振用電極下においても定在波をつく
らない。
【０００５】しかし、ｆ0よりも大きくｆ0’よりも小さ
い周波数では、励振用電極６のある部分では振動エネル
ギーは自由に伝搬するが無電極部では指数関数的に減衰
するので、振動変位も圧電振動素子端部に向かうほど小
さくなり、結果として振動エネルギーは励振用電極付近
に集中することになる。また、素子端部での振動変位が
十分小さいので素子端部で生じる反射波を抑制できるた
め、主振動である厚み縦振動や厚みすべり振動の特性を
良好かつ安定にすることができる。
い周波数では、励振用電極６のある部分では振動エネル
ギーは自由に伝搬するが無電極部では指数関数的に減衰
するので、振動変位も圧電振動素子端部に向かうほど小
さくなり、結果として振動エネルギーは励振用電極付近
に集中することになる。また、素子端部での振動変位が
十分小さいので素子端部で生じる反射波を抑制できるた
め、主振動である厚み縦振動や厚みすべり振動の特性を
良好かつ安定にすることができる。
【０００６】しかし、エネルギー閉じ込め現象を利用し
ても素子長さや素子幅に起因する不要共振の発生を抑制
することはできないため、主振動共振周波数近傍に不要
共振の共振周波数が存在しないような適切な素子寸法を
選択する必要がある。
ても素子長さや素子幅に起因する不要共振の発生を抑制
することはできないため、主振動共振周波数近傍に不要
共振の共振周波数が存在しないような適切な素子寸法を
選択する必要がある。
【０００７】例えば第１５７７９７３号公報では、タン
タル酸リチウムのＸ板を用いた厚みすべり振動を主振動
とするストリップ型振動子において、素子幅Ｗと素子厚
みＨとの比Ｗ／Ｈを１．３５以上３．０以下あるいは
３．８以上５．０以下とし、幅寸法に起因する不要共振
を主振動共振付近から遠ざけることで良好な特性を得て
いる。
タル酸リチウムのＸ板を用いた厚みすべり振動を主振動
とするストリップ型振動子において、素子幅Ｗと素子厚
みＨとの比Ｗ／Ｈを１．３５以上３．０以下あるいは
３．８以上５．０以下とし、幅寸法に起因する不要共振
を主振動共振付近から遠ざけることで良好な特性を得て
いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】圧電材料に窒化アルミ
ニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向いている
厚みすべり振動を主振動とする圧電振動素子において
は、素子幅寸法に起因する不要共振を主振動共振周波数
近傍から遠ざけるための設計値がこれまで知られていな
いという課題があった。
ニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向いている
厚みすべり振動を主振動とする圧電振動素子において
は、素子幅寸法に起因する不要共振を主振動共振周波数
近傍から遠ざけるための設計値がこれまで知られていな
いという課題があった。
【０００９】そこで本発明では、圧電材料に窒化アルミ
ニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向いている
厚みすべり振動を主振動とする圧電振動素子において、
素子幅Ｗと素子厚みＨとの比Ｗ／Ｈを最適にとり、素子
幅寸法に起因する不要共振を主振動共振周波数近傍から
遠ざけることで安定した特性の圧電振動素子を提供する
ことを目的とする。
ニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向いている
厚みすべり振動を主振動とする圧電振動素子において、
素子幅Ｗと素子厚みＨとの比Ｗ／Ｈを最適にとり、素子
幅寸法に起因する不要共振を主振動共振周波数近傍から
遠ざけることで安定した特性の圧電振動素子を提供する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、圧電材料に窒化アルミニウムを用い分極方
向が圧電板の長手方向を向いている厚みすべり振動を主
振動とする圧電振動素子において、素子幅Ｗと素子厚み
Ｈの比Ｗ／Ｈを２．０以上４．０以下あるいは４．３以
上５．７以下あるいは６．２以上７．８以下あるいは
８．２以上９．８以下のいずれかとすることを特徴とす
る圧電振動子である。上記構造をとることで、主振動共
振周波数近傍に素子幅寸法に起因する不要共振の無い安
定した特性が得られるという効果を有する。
に本発明は、圧電材料に窒化アルミニウムを用い分極方
向が圧電板の長手方向を向いている厚みすべり振動を主
振動とする圧電振動素子において、素子幅Ｗと素子厚み
Ｈの比Ｗ／Ｈを２．０以上４．０以下あるいは４．３以
上５．７以下あるいは６．２以上７．８以下あるいは
８．２以上９．８以下のいずれかとすることを特徴とす
る圧電振動子である。上記構造をとることで、主振動共
振周波数近傍に素子幅寸法に起因する不要共振の無い安
定した特性が得られるという効果を有する。
【００１１】好ましくは、前記圧電振動子は素子長さＬ
と素子厚みＨとの比Ｌ／Ｈを１３以上とすることを特徴
とする圧電振動子である。素子長手方向端部での振動変
位を十分に減衰させ反射波を抑制することで、主振動共
振の機械的品質係数の低下を防ぎ安定した特性が得られ
るという効果を有する。
と素子厚みＨとの比Ｌ／Ｈを１３以上とすることを特徴
とする圧電振動子である。素子長手方向端部での振動変
位を十分に減衰させ反射波を抑制することで、主振動共
振の機械的品質係数の低下を防ぎ安定した特性が得られ
るという効果を有する。
【００１２】好ましくは、前記圧電振動子は励振用電極
長さＬｅと素子厚みＨとの比Ｌｅ／Ｈを３以上１２以下
とすることを特徴とする圧電振動子である。主振動共振
の機械的品質係数の低下を防ぎ安定した特性が得られる
という効果を有する。
長さＬｅと素子厚みＨとの比Ｌｅ／Ｈを３以上１２以下
とすることを特徴とする圧電振動子である。主振動共振
の機械的品質係数の低下を防ぎ安定した特性が得られる
という効果を有する。
【００１３】好ましくは、前記圧電振動子は振動子断面
が矩形で励振用電極が振動子全幅にわたって形成された
ストリップ型振動子とすることを特徴とする圧電振動子
である。励振用電極の位置ずれなどで生じる不要共振の
発生を抑制し、かつ素子の小型化も可能となるという効
果を有する。
が矩形で励振用電極が振動子全幅にわたって形成された
ストリップ型振動子とすることを特徴とする圧電振動子
である。励振用電極の位置ずれなどで生じる不要共振の
発生を抑制し、かつ素子の小型化も可能となるという効
果を有する。
【００１４】好ましくは、前記圧電振動子は振動子の主
面と幅方向側面とのなす角度を８０°以上１１０°以下
とすることを特徴とする圧電振動子である。振動子の主
面と幅方向側面とのなす角度が大きくなることで生じる
不要共振の影響を小さく抑え安定した特性が得られると
いう効果を有する。
面と幅方向側面とのなす角度を８０°以上１１０°以下
とすることを特徴とする圧電振動子である。振動子の主
面と幅方向側面とのなす角度が大きくなることで生じる
不要共振の影響を小さく抑え安定した特性が得られると
いう効果を有する。
【００１５】また、本発明にかかる圧電振動素子は、電
気的に接続される少なくとも２個以上の圧電振動子が、
請求項１記載の圧電振動子である梯子型フィルタであ
る。個々の振動子が不要共振の無い安定した特性である
ため、通過域にリップルの無い安定したフィルタ特性が
得られるという効果がある。
気的に接続される少なくとも２個以上の圧電振動子が、
請求項１記載の圧電振動子である梯子型フィルタであ
る。個々の振動子が不要共振の無い安定した特性である
ため、通過域にリップルの無い安定したフィルタ特性が
得られるという効果がある。
【００１６】また、本発明にかかる圧電振動素子は、請
求項１記載の圧電振動素子において、素子主面片側に一
対の入力用電極と出力用電極、もう一方の主面に接地用
電極を設けることを特徴とする２重モード圧電フィルタ
である。上記構造をとることで、通過域にリップルの無
い安定したフィルタ特性が得られるという効果を有す
る。
求項１記載の圧電振動素子において、素子主面片側に一
対の入力用電極と出力用電極、もう一方の主面に接地用
電極を設けることを特徴とする２重モード圧電フィルタ
である。上記構造をとることで、通過域にリップルの無
い安定したフィルタ特性が得られるという効果を有す
る。
【００１７】また、本発明にかかる圧電振動素子は、請
求項１記載の圧電振動素子において、窒化アルミニウム
表面あるいは裏面あるいは表裏面に酸化シリコン膜ある
いは窒化シリコン膜を形成することを特徴とする圧電振
動素子である。上記構造をとることで、酸化シリコン膜
あるいは窒化シリコン膜が保護膜の役割を果たすため長
期信頼性や機械的強度に優れるという効果を有する。
求項１記載の圧電振動素子において、窒化アルミニウム
表面あるいは裏面あるいは表裏面に酸化シリコン膜ある
いは窒化シリコン膜を形成することを特徴とする圧電振
動素子である。上記構造をとることで、酸化シリコン膜
あるいは窒化シリコン膜が保護膜の役割を果たすため長
期信頼性や機械的強度に優れるという効果を有する。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、圧電材料に窒化アルミニウムを用い分極方向が圧電
板の長手方向を向いている厚みすべり振動を主振動とす
る圧電振動素子において、素子幅Ｗと素子厚みＨの比Ｗ
／Ｈを２．０以上４．０以下あるいは４．３以上５．７
以下あるいは６．２以上７．８以下あるいは８．２以上
９．８以下のいずれかとすることを特徴とする圧電振動
子であり、主振動共振周波数近傍に素子幅寸法に起因す
る不要共振の無い安定した特性が得られるという作用を
有する。
は、圧電材料に窒化アルミニウムを用い分極方向が圧電
板の長手方向を向いている厚みすべり振動を主振動とす
る圧電振動素子において、素子幅Ｗと素子厚みＨの比Ｗ
／Ｈを２．０以上４．０以下あるいは４．３以上５．７
以下あるいは６．２以上７．８以下あるいは８．２以上
９．８以下のいずれかとすることを特徴とする圧電振動
子であり、主振動共振周波数近傍に素子幅寸法に起因す
る不要共振の無い安定した特性が得られるという作用を
有する。
【００１９】請求項２に記載の発明は、素子長さＬと素
子厚みＨとの比Ｌ／Ｈを１３以上とすることを特徴とす
る請求項１記載の圧電振動子であり、素子長手方向端部
での振動変位を十分に減衰させ反射波を抑制すること
で、主振動共振の機械的品質係数の低下を防ぎ安定した
特性が得られるという作用を有する。
子厚みＨとの比Ｌ／Ｈを１３以上とすることを特徴とす
る請求項１記載の圧電振動子であり、素子長手方向端部
での振動変位を十分に減衰させ反射波を抑制すること
で、主振動共振の機械的品質係数の低下を防ぎ安定した
特性が得られるという作用を有する。
【００２０】請求項３に記載の発明は、励振用電極長さ
Ｌｅと素子厚みＨとの比Ｌｅ／Ｈを３以上１２以下とす
ることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子であり、
主振動共振の機械的品質係数の低下を防ぎ安定した特性
が得られるという作用を有する。
Ｌｅと素子厚みＨとの比Ｌｅ／Ｈを３以上１２以下とす
ることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子であり、
主振動共振の機械的品質係数の低下を防ぎ安定した特性
が得られるという作用を有する。
【００２１】請求項４に記載の発明は、振動子断面が矩
形で励振用電極が振動子全幅にわたって形成されたスト
リップ型振動子とすることを特徴とする請求項１記載の
圧電振動子であり、励振用電極の位置ずれなどで生じる
不要共振の発生を抑制し、かつ素子の小型化も可能とな
るという作用を有する。
形で励振用電極が振動子全幅にわたって形成されたスト
リップ型振動子とすることを特徴とする請求項１記載の
圧電振動子であり、励振用電極の位置ずれなどで生じる
不要共振の発生を抑制し、かつ素子の小型化も可能とな
るという作用を有する。
【００２２】請求項５に記載の発明は、振動子の主面と
幅方向側面とのなす角度を８０°以上１１０°以上とす
ることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子であり、
振動子の主面と幅方向側面とのなす角度が大きくなるこ
とで生じる不要共振の影響を小さく抑え安定した特性が
得られるという作用を有する。
幅方向側面とのなす角度を８０°以上１１０°以上とす
ることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子であり、
振動子の主面と幅方向側面とのなす角度が大きくなるこ
とで生じる不要共振の影響を小さく抑え安定した特性が
得られるという作用を有する。
【００２３】請求項６に記載の発明は、電気的に接続さ
れる少なくとも２個以上の圧電振動子が、請求項１記載
の圧電振動子であることを特徴とする梯子型フィルタで
あり、個々の振動子が不要共振の無い安定した特性であ
るため、通過域にリップルの無い安定したフィルタ特性
が得られるという作用を有する。
れる少なくとも２個以上の圧電振動子が、請求項１記載
の圧電振動子であることを特徴とする梯子型フィルタで
あり、個々の振動子が不要共振の無い安定した特性であ
るため、通過域にリップルの無い安定したフィルタ特性
が得られるという作用を有する。
【００２４】請求項７に記載の発明は、請求項１記載の
圧電振動素子において、素子主面片側に一対の入力用電
極と出力用電極、もう一方の主面に接地用電極を設ける
ことを特徴とする２重モード圧電フィルタであり、通過
域にリップルの無い安定したフィルタ特性が得られると
いう作用を有する。
圧電振動素子において、素子主面片側に一対の入力用電
極と出力用電極、もう一方の主面に接地用電極を設ける
ことを特徴とする２重モード圧電フィルタであり、通過
域にリップルの無い安定したフィルタ特性が得られると
いう作用を有する。
【００２５】請求項８に記載の発明は、請求項１記載の
圧電振動素子において、窒化アルミニウム表面あるいは
裏面あるいは表裏面に酸化シリコン膜あるいは窒化シリ
コン膜を形成することを特徴とする圧電振動素子であ
り、酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜が保護膜の
役割を果たすため長期信頼性や機械的強度に優れるとい
う作用を有する。
圧電振動素子において、窒化アルミニウム表面あるいは
裏面あるいは表裏面に酸化シリコン膜あるいは窒化シリ
コン膜を形成することを特徴とする圧電振動素子であ
り、酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜が保護膜の
役割を果たすため長期信頼性や機械的強度に優れるとい
う作用を有する。
【００２６】以下、本発明の実施の形態について図面図
１、図２と図４〜図１７を用いて説明する。図１、図２
において、１は振動素子部、２は振動素子部１の表面と
裏面に相対向して設けられた励振用電極、３は外部との
接続用電極、４は外部引き出し用電極である。
１、図２と図４〜図１７を用いて説明する。図１、図２
において、１は振動素子部、２は振動素子部１の表面と
裏面に相対向して設けられた励振用電極、３は外部との
接続用電極、４は外部引き出し用電極である。
【００２７】圧電材料に窒化アルミニウムを用い分極方
向が圧電板の長手方向を向いている厚みすべり振動を主
振動とする圧電振動素子では、エネルギー閉じ込め現象
を利用できるので励振用電極下に振動エネルギーが集中
し素子長手方向端部に向かうほど振動変位は減衰する。
しかし、素子長さが十分長くない場合素子長手方向端部
における振動変位が十分小さくなっていないために反射
波が生じ、主振動共振の機械的品質係数の低下を招く。
向が圧電板の長手方向を向いている厚みすべり振動を主
振動とする圧電振動素子では、エネルギー閉じ込め現象
を利用できるので励振用電極下に振動エネルギーが集中
し素子長手方向端部に向かうほど振動変位は減衰する。
しかし、素子長さが十分長くない場合素子長手方向端部
における振動変位が十分小さくなっていないために反射
波が生じ、主振動共振の機械的品質係数の低下を招く。
【００２８】そこで、素子長さと機械的品質係数との関
係を調べた結果を図４に示す。ただし、素子厚みは主振
動共振周波数に反比例することから、使用する周波数帯
に関係なく素子長さと機械的品質係数との関係を取り扱
えるよう図４の横軸は素子長さＬを素子厚みＨで規格化
している。図４からわかるように、素子長さＬと素子厚
みＨとの比Ｌ／Ｈが１３より小さくなると急激に機械的
品質係数が小さくなっている。よって、素子長さＬと素
子厚みＨとの比Ｌ／Ｈを１３以上とすれば素子長手方向
端部での振動変位を十分に減衰させ反射波を抑制するこ
とで主振動共振の機械的品質係数の低下を防ぐことがで
きる。
係を調べた結果を図４に示す。ただし、素子厚みは主振
動共振周波数に反比例することから、使用する周波数帯
に関係なく素子長さと機械的品質係数との関係を取り扱
えるよう図４の横軸は素子長さＬを素子厚みＨで規格化
している。図４からわかるように、素子長さＬと素子厚
みＨとの比Ｌ／Ｈが１３より小さくなると急激に機械的
品質係数が小さくなっている。よって、素子長さＬと素
子厚みＨとの比Ｌ／Ｈを１３以上とすれば素子長手方向
端部での振動変位を十分に減衰させ反射波を抑制するこ
とで主振動共振の機械的品質係数の低下を防ぐことがで
きる。
【００２９】しかし、エネルギー閉じ込め現象を利用し
ても素子幅などの寸法に起因する不要共振の発生を抑制
することはできないため、主振動共振周波数近傍に不要
共振の共振周波数が存在しないような適切な素子寸法を
選択する必要がある。図５に圧電材料に窒化アルミニウ
ムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向いている厚み
すべり振動を主振動とする圧電振動子の素子幅Ｗが変化
した時の、主振動共振周波数、主振動反共振周波数およ
び不要共振の共振周波数をプロットした結果である周波
数チャートを示す。
ても素子幅などの寸法に起因する不要共振の発生を抑制
することはできないため、主振動共振周波数近傍に不要
共振の共振周波数が存在しないような適切な素子寸法を
選択する必要がある。図５に圧電材料に窒化アルミニウ
ムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向いている厚み
すべり振動を主振動とする圧電振動子の素子幅Ｗが変化
した時の、主振動共振周波数、主振動反共振周波数およ
び不要共振の共振周波数をプロットした結果である周波
数チャートを示す。
【００３０】周波数チャートとは横軸に素子幅Ｗと素子
厚みＨとの比Ｗ／Ｈを、縦軸には主振動や不要共振の共
振周波数と素子厚みの積である周波数定数をとったもの
で、素子厚みが一定で素子幅を変化させた振動子を作成
し主振動や不要共振の共振周波数の測定結果をプロット
したものである。主振動である厚みすべり振動の共振周
波数は振動子厚みに反比例するため、その周波数定数は
約２８６０でありＷ／Ｈに関係なくほぼ一定となる。ま
た、図５中の一点鎖線で示してある主振動反共振の周波
数定数は約２８８３であり、これもＷ／Ｈに関係なくほ
ぼ一定となる。
厚みＨとの比Ｗ／Ｈを、縦軸には主振動や不要共振の共
振周波数と素子厚みの積である周波数定数をとったもの
で、素子厚みが一定で素子幅を変化させた振動子を作成
し主振動や不要共振の共振周波数の測定結果をプロット
したものである。主振動である厚みすべり振動の共振周
波数は振動子厚みに反比例するため、その周波数定数は
約２８６０でありＷ／Ｈに関係なくほぼ一定となる。ま
た、図５中の一点鎖線で示してある主振動反共振の周波
数定数は約２８８３であり、これもＷ／Ｈに関係なくほ
ぼ一定となる。
【００３１】しかし、図５中の点線で示してある幅屈曲
振動などの不要共振は幅寸法が変化するとその共振周波
数が変化するため、例えばＷ／Ｈが４．２付近の場合主
振動と不要共振の周波数定数が非常に近い値となり、主
振動の共振周波数と不要共振の共振周波数が近くなって
しまう。主振動と不要共振の共振周波数が近いと、発振
回路などに用いた場合周波数ジャンプなどの不安定現象
を引き起こすことがある。
振動などの不要共振は幅寸法が変化するとその共振周波
数が変化するため、例えばＷ／Ｈが４．２付近の場合主
振動と不要共振の周波数定数が非常に近い値となり、主
振動の共振周波数と不要共振の共振周波数が近くなって
しまう。主振動と不要共振の共振周波数が近いと、発振
回路などに用いた場合周波数ジャンプなどの不安定現象
を引き起こすことがある。
【００３２】よって主振動共振付近、具体的には周波数
定数２８４０以上２８８０以下に不要共振が存在しなけ
れば特性を悪化させることはない。図５の四角で囲まれ
た領域を見れば、主振動共振近傍で不要共振が存在して
はならない周波数定数範囲である２８４０以上２８８０
以下に不要共振が存在しない時のＷ／Ｈは、２．０以上
４．０以下あるいは４．３以上５．７以下あるいは６．
２以上７．８以下あるいは８．２以上９．８以下である
ことがわかる。
定数２８４０以上２８８０以下に不要共振が存在しなけ
れば特性を悪化させることはない。図５の四角で囲まれ
た領域を見れば、主振動共振近傍で不要共振が存在して
はならない周波数定数範囲である２８４０以上２８８０
以下に不要共振が存在しない時のＷ／Ｈは、２．０以上
４．０以下あるいは４．３以上５．７以下あるいは６．
２以上７．８以下あるいは８．２以上９．８以下である
ことがわかる。
【００３３】例として素子厚みＨが０．１ｍｍで素子幅
Ｗが０．４２ｍｍ、０．５ｍｍの二とおりの時のインピ
ーダンス周波数特性を図６に示す。図６よりＷが０．４
２ｍｍの場合、すなわちＷ／Ｈが４．２の場合不要共振
は主振動共振に近くなっており不安定な特性となるが、
Ｗが０．５ｍｍの場合、すなわちＷ／Ｈが５．０の場合
不要共振は主振動共振付近にない良好な特性となってい
る。
Ｗが０．４２ｍｍ、０．５ｍｍの二とおりの時のインピ
ーダンス周波数特性を図６に示す。図６よりＷが０．４
２ｍｍの場合、すなわちＷ／Ｈが４．２の場合不要共振
は主振動共振に近くなっており不安定な特性となるが、
Ｗが０．５ｍｍの場合、すなわちＷ／Ｈが５．０の場合
不要共振は主振動共振付近にない良好な特性となってい
る。
【００３４】このように、圧電材料に窒化アルミニウム
を用い分極方向が圧電板の長手方向を向いている厚みす
べり振動を主振動とする圧電振動素子において、素子幅
Ｗと素子厚みＨのＷ／Ｈを２．０以上４．０以下あるい
は４．３以上５．７以下あるいは６．２以上７．８以下
あるいは８．２以上９．８以下の中で選択すれば素子幅
寸法に起因する不要共振を主振動共振から遠ざける事が
でき、安定した特性を得ることができる。
を用い分極方向が圧電板の長手方向を向いている厚みす
べり振動を主振動とする圧電振動素子において、素子幅
Ｗと素子厚みＨのＷ／Ｈを２．０以上４．０以下あるい
は４．３以上５．７以下あるいは６．２以上７．８以下
あるいは８．２以上９．８以下の中で選択すれば素子幅
寸法に起因する不要共振を主振動共振から遠ざける事が
でき、安定した特性を得ることができる。
【００３５】次に、励振用電極長さＬｅと素子厚みＨと
の比Ｌｅ／Ｈについて考察する。図７に、励振用電極長
さと機械的品質係数との関係を調べた結果を示す。ただ
し素子長さについて調べた図４の場合と同様に、図７の
横軸は素子厚みで規格化している。図７からわかるよう
に、励振用電極長さＬｅと素子厚みＨとの比Ｌｅ／Ｈが
３より小さくなると急激に機械的品質係数が小さくなっ
ている。
の比Ｌｅ／Ｈについて考察する。図７に、励振用電極長
さと機械的品質係数との関係を調べた結果を示す。ただ
し素子長さについて調べた図４の場合と同様に、図７の
横軸は素子厚みで規格化している。図７からわかるよう
に、励振用電極長さＬｅと素子厚みＨとの比Ｌｅ／Ｈが
３より小さくなると急激に機械的品質係数が小さくなっ
ている。
【００３６】これは、素子加工時に発生した振動子表面
上の加工変質層やマイクロクラックなど機械的品質係数
を低下させる要因が、励振用電極面積が小さくなると相
対的にその影響度合いが大きくなるためである。また、
励振用電極が大きすぎると素子長手方向端部での振動変
位を十分に減衰させるためには結果的に素子長さを大き
くせざるを得ず、素子長さの小型化に制約を設けること
になるので、励振用電極長さＬｅと素子厚みＨとの比Ｌ
ｅ／Ｈの上限を、素子長さＬと素子厚みＨとの比Ｌ／Ｈ
の最適値の下限である１３よりも小さい１２に設定す
る。以上の結果、励振用電極長さＬｅと素子厚みＨとの
比Ｌｅ／Ｈの最適値は３以上１２以下となる。
上の加工変質層やマイクロクラックなど機械的品質係数
を低下させる要因が、励振用電極面積が小さくなると相
対的にその影響度合いが大きくなるためである。また、
励振用電極が大きすぎると素子長手方向端部での振動変
位を十分に減衰させるためには結果的に素子長さを大き
くせざるを得ず、素子長さの小型化に制約を設けること
になるので、励振用電極長さＬｅと素子厚みＨとの比Ｌ
ｅ／Ｈの上限を、素子長さＬと素子厚みＨとの比Ｌ／Ｈ
の最適値の下限である１３よりも小さい１２に設定す
る。以上の結果、励振用電極長さＬｅと素子厚みＨとの
比Ｌｅ／Ｈの最適値は３以上１２以下となる。
【００３７】さて、素子を小型化する方法としてストリ
ップ構造とすることが一般に知られている。ストリップ
構造とは図８に示すように、素子断面は矩形で励振用電
極は素子全幅にわたって形成され幅方向のエネルギー閉
じ込めを行わない構造を指す。励振用電極が素子主面内
で幅方向に対して対称な位置にないと、素子構造の非対
称性に起因する不要共振が発生し特性を悪化させる場合
がある。
ップ構造とすることが一般に知られている。ストリップ
構造とは図８に示すように、素子断面は矩形で励振用電
極は素子全幅にわたって形成され幅方向のエネルギー閉
じ込めを行わない構造を指す。励振用電極が素子主面内
で幅方向に対して対称な位置にないと、素子構造の非対
称性に起因する不要共振が発生し特性を悪化させる場合
がある。
【００３８】そこで、圧電材料に窒化アルミニウムを用
い分極方向が圧電板の長手方向を向いている厚みすべり
振動を主振動とする圧電振動素子にこのストリップ構造
を適用すると、励振用電極の位置ずれなどで生じる不要
共振の発生を抑制し、かつ素子の小型化も可能となると
いう利点がある。
い分極方向が圧電板の長手方向を向いている厚みすべり
振動を主振動とする圧電振動素子にこのストリップ構造
を適用すると、励振用電極の位置ずれなどで生じる不要
共振の発生を抑制し、かつ素子の小型化も可能となると
いう利点がある。
【００３９】ストリップ構造において素子断面は矩形で
あるが、素子作成工程によっては素子断面が完全な矩形
とはならず、素子断面が台形や平行四辺形など素子端面
にテーパがついた構造となる場合がある。エネルギー閉
じ込め現象を利用し素子長手方向端部における振動変位
は十分減衰しているため、素子長手方向端部にテーパが
ついても最適な素子設計値はほとんど変化しない。
あるが、素子作成工程によっては素子断面が完全な矩形
とはならず、素子断面が台形や平行四辺形など素子端面
にテーパがついた構造となる場合がある。エネルギー閉
じ込め現象を利用し素子長手方向端部における振動変位
は十分減衰しているため、素子長手方向端部にテーパが
ついても最適な素子設計値はほとんど変化しない。
【００４０】しかし、素子幅方向端部にテーパがついた
場合、すなわち素子主面と素子幅方向側面とのなす角度
が９０°以外の場合、素子幅寸法に起因する不要共振の
振動形態が変化しその共振周波数が変化したり新たな不
要共振が発生するなどの悪影響を及ぼす。素子主面と素
子幅方向側面とのなす角度が９０°でなく素子幅方向端
部にテーパがついている場合の振動子例を図９に示す。
しかし、素子主面と素子幅方向側面とのなす角度が９０
°±１０°、すなわち８０°以上１１０°以下であれば
素子幅方向断面はほぼ矩形と見なすことができるため、
これまでの素子設計に関する最適値をそのまま適用する
ことが可能となる。
場合、すなわち素子主面と素子幅方向側面とのなす角度
が９０°以外の場合、素子幅寸法に起因する不要共振の
振動形態が変化しその共振周波数が変化したり新たな不
要共振が発生するなどの悪影響を及ぼす。素子主面と素
子幅方向側面とのなす角度が９０°でなく素子幅方向端
部にテーパがついている場合の振動子例を図９に示す。
しかし、素子主面と素子幅方向側面とのなす角度が９０
°±１０°、すなわち８０°以上１１０°以下であれば
素子幅方向断面はほぼ矩形と見なすことができるため、
これまでの素子設計に関する最適値をそのまま適用する
ことが可能となる。
【００４１】さて、振動子を複数個組み合わせること
で、特定の周波数帯域だけ信号を通過させる事ができる
帯域通過フィルタをつくることができることが知られて
いる。一般に、振動子の共振周波数や反共振周波数をフ
ィルタ特性の極とし、共振周波数と反共振周波数の間を
通過域として用いる梯子型フィルタが用いられる場合が
多いが、この時振動子の特性として共振周波数と反共振
周波数の間に不要共振が存在すると、フィルタ特性とし
て通過域にリップルが存在することになり特性を悪化さ
せることになる。
で、特定の周波数帯域だけ信号を通過させる事ができる
帯域通過フィルタをつくることができることが知られて
いる。一般に、振動子の共振周波数や反共振周波数をフ
ィルタ特性の極とし、共振周波数と反共振周波数の間を
通過域として用いる梯子型フィルタが用いられる場合が
多いが、この時振動子の特性として共振周波数と反共振
周波数の間に不要共振が存在すると、フィルタ特性とし
て通過域にリップルが存在することになり特性を悪化さ
せることになる。
【００４２】また、フィルタを構成する個々の振動子の
機械的品質係数が小さいと、フィルタの挿入損失が大き
くなる場合がある。しかし上記振動子を組み合わせた場
合、個々の振動子は不要共振の無い安定した特性である
ため通過域にリップルが無く、また振動子の機械的品質
係数が大きいためにフィルタの挿入損失も小さいという
良好なフィルタ特性が得られる。
機械的品質係数が小さいと、フィルタの挿入損失が大き
くなる場合がある。しかし上記振動子を組み合わせた場
合、個々の振動子は不要共振の無い安定した特性である
ため通過域にリップルが無く、また振動子の機械的品質
係数が大きいためにフィルタの挿入損失も小さいという
良好なフィルタ特性が得られる。
【００４３】梯子型フィルタ以外のフィルタとして、一
枚の圧電板に複数の圧電振動子を配置しそれらの振動を
結合させることで帯域通過フィルタを作る多重モードフ
ィルタがある。このようなフィルタはＭＣＦ（モノリシ
ッククリスタルフィルタ）とも呼ばれ、ａ＿０モードや
ｓ＿１モードなどのインハーモニック・オーバートーン
を積極的に利用したものである。ここでは、ｓ＿０モー
ドとａ＿０モードの二つのモードを用いた２重モードフ
ィルタの場合を述べる。
枚の圧電板に複数の圧電振動子を配置しそれらの振動を
結合させることで帯域通過フィルタを作る多重モードフ
ィルタがある。このようなフィルタはＭＣＦ（モノリシ
ッククリスタルフィルタ）とも呼ばれ、ａ＿０モードや
ｓ＿１モードなどのインハーモニック・オーバートーン
を積極的に利用したものである。ここでは、ｓ＿０モー
ドとａ＿０モードの二つのモードを用いた２重モードフ
ィルタの場合を述べる。
【００４４】２重モードフィルタの素子長手方向断面図
を図１０に示す。２重モードフィルタの構造は、図１０
のように圧電板の主面片側に微小な間隔を空けて一対の
入力用電極８と出力用電極９を設け、もう一方の主面に
接地用電極１０を設けるもので、対称モードであるｓ＿
０モードと斜対称モードであるａ＿０モードを生じさ
せ、帯域通過フィルタを実現するものである。
を図１０に示す。２重モードフィルタの構造は、図１０
のように圧電板の主面片側に微小な間隔を空けて一対の
入力用電極８と出力用電極９を設け、もう一方の主面に
接地用電極１０を設けるもので、対称モードであるｓ＿
０モードと斜対称モードであるａ＿０モードを生じさ
せ、帯域通過フィルタを実現するものである。
【００４５】なお、図１０にそれぞれのモードに対応す
る電荷分布図もあわせて示している。図１０における接
地用電極は一つしかないが、図１１のように入力用電極
８と出力用電極９にそれぞれ相対向して接地用電極１０
を設けても構わない。２重モードフィルタにおいても振
動子の場合同様、素子幅Ｗと素子厚みＨとの比Ｗ／Ｈを
素子幅寸法に起因する不要共振が用いる振動モードの共
振付近に存在しないＷ／Ｈの範囲内で選択することで、
通過域にリップルの無い良好なフィルタ特性が得られる
ことは言うまでもない。
る電荷分布図もあわせて示している。図１０における接
地用電極は一つしかないが、図１１のように入力用電極
８と出力用電極９にそれぞれ相対向して接地用電極１０
を設けても構わない。２重モードフィルタにおいても振
動子の場合同様、素子幅Ｗと素子厚みＨとの比Ｗ／Ｈを
素子幅寸法に起因する不要共振が用いる振動モードの共
振付近に存在しないＷ／Ｈの範囲内で選択することで、
通過域にリップルの無い良好なフィルタ特性が得られる
ことは言うまでもない。
【００４６】さて、これまで述べた圧電振動子や圧電フ
ィルタは、圧電材料である窒化アルミニウムの板の表裏
に励振用電極を形成した構造であるが、窒化アルミニウ
ムの圧電板の表面あるいは裏面あるいは表裏面に保護膜
として酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜を形成す
ると、電気的特性の経年変化が小さくなるほか機械的強
度も増すなど長期信頼性に優れるという利点がある。
ィルタは、圧電材料である窒化アルミニウムの板の表裏
に励振用電極を形成した構造であるが、窒化アルミニウ
ムの圧電板の表面あるいは裏面あるいは表裏面に保護膜
として酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜を形成す
ると、電気的特性の経年変化が小さくなるほか機械的強
度も増すなど長期信頼性に優れるという利点がある。
【００４７】以下、本発明の具体的な実施の形態につい
て、図１２から図１７を用いて説明する。
て、図１２から図１７を用いて説明する。
【００４８】（実施の形態１）図１２は、圧電材料に窒
化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向
いている厚みすべり振動を主振動とする圧電振動子であ
り、１は振動素子部、２は振動素子部１の表面と裏面に
相対向して設けられた励振用電極、３は外部との接続用
電極、４は外部引き出し用電極である。素子厚みＨは２
００μｍであるため共振周波数は約１４ＭＨｚである。
化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向
いている厚みすべり振動を主振動とする圧電振動子であ
り、１は振動素子部、２は振動素子部１の表面と裏面に
相対向して設けられた励振用電極、３は外部との接続用
電極、４は外部引き出し用電極である。素子厚みＨは２
００μｍであるため共振周波数は約１４ＭＨｚである。
【００４９】素子幅Ｗは１ｍｍとＷ／Ｈは５．０である
ので、素子幅寸法に起因する不要共振は主振動共振近傍
に無く安定した特性が得られる。また、素子長さＬは３
ｍｍでありＬ／Ｈは１５と１３以上になっており、また
励振用電極長さは１ｍｍでありＬｅ／Ｈは５と３以上に
なっていることから、どちらも機械的品質係数の低下を
抑制することに効果がある。
ので、素子幅寸法に起因する不要共振は主振動共振近傍
に無く安定した特性が得られる。また、素子長さＬは３
ｍｍでありＬ／Ｈは１５と１３以上になっており、また
励振用電極長さは１ｍｍでありＬｅ／Ｈは５と３以上に
なっていることから、どちらも機械的品質係数の低下を
抑制することに効果がある。
【００５０】（実施の形態２）図１３は、圧電材料に窒
化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向
いている厚みすべり振動を主振動とするストリップ型の
圧電振動子であり、１は振動素子部、２は振動素子部１
の表面と裏面に相対向して設けられた励振用電極、３は
外部との接続用電極、４は外部引き出し用電極である。
化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向
いている厚みすべり振動を主振動とするストリップ型の
圧電振動子であり、１は振動素子部、２は振動素子部１
の表面と裏面に相対向して設けられた励振用電極、３は
外部との接続用電極、４は外部引き出し用電極である。
【００５１】励振用電極は素子全幅にわたって形成され
ているので励振用電極が素子主面内で幅方向に対してず
れることがないため、素子構造の非対称性に起因する不
要共振の発生を抑制し安定した特性が得られる。
ているので励振用電極が素子主面内で幅方向に対してず
れることがないため、素子構造の非対称性に起因する不
要共振の発生を抑制し安定した特性が得られる。
【００５２】（実施の形態３）図１４は、圧電材料に窒
化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向
いている厚みすべり振動を主振動とする圧電振動子であ
り、１は振動素子部、２は振動素子部１の表面と裏面に
相対向して設けられた励振用電極、３は外部との接続用
電極、４は外部引き出し用電極である。素子厚みＨは１
００μｍ、素子主面上側幅Ｗは３５０μｍ、素子長さは
２ｍｍ、励振用電極長さＬｅは１ｍｍであるので、Ｗ／
Ｈは３．５、Ｌ／Ｈは２０、Ｌｅ／Ｈは１０である。
化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向
いている厚みすべり振動を主振動とする圧電振動子であ
り、１は振動素子部、２は振動素子部１の表面と裏面に
相対向して設けられた励振用電極、３は外部との接続用
電極、４は外部引き出し用電極である。素子厚みＨは１
００μｍ、素子主面上側幅Ｗは３５０μｍ、素子長さは
２ｍｍ、励振用電極長さＬｅは１ｍｍであるので、Ｗ／
Ｈは３．５、Ｌ／Ｈは２０、Ｌｅ／Ｈは１０である。
【００５３】素子幅方向端部にはテーパがついており素
子幅方向断面が矩形ではなく台形になっているが、素子
主面上側と素子幅方向側面とのなす角度は９５°と９０
°以上１１０°以下の範囲内であるため、上記素子設計
値である時主振動共振近傍には不要共振が無く機械的品
質係数も大きい良好な特性が得られる。
子幅方向断面が矩形ではなく台形になっているが、素子
主面上側と素子幅方向側面とのなす角度は９５°と９０
°以上１１０°以下の範囲内であるため、上記素子設計
値である時主振動共振近傍には不要共振が無く機械的品
質係数も大きい良好な特性が得られる。
【００５４】（実施の形態４）図１５は、圧電材料に窒
化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向
いている厚みすべり振動を主振動とする圧電振動子２個
から構成される梯子型フィルタであり、１１は圧電振動
子、１２は入力用外部端子、１３は出力用外部端子、１
４は接地用外部端子、１５は導電性樹脂、１６は実装基
板である。フィルタに用いている振動子は２個とも素子
厚みＨが１００μｍ、素子幅Ｗが３５０μｍ、素子長さ
Ｌが２ｍｍ、励振用電極長さＬｅが１ｍｍであるので、
Ｗ／Ｈは３．５、Ｌ／Ｈは２０、Ｌｅ／Ｈは１０であ
る。
化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向
いている厚みすべり振動を主振動とする圧電振動子２個
から構成される梯子型フィルタであり、１１は圧電振動
子、１２は入力用外部端子、１３は出力用外部端子、１
４は接地用外部端子、１５は導電性樹脂、１６は実装基
板である。フィルタに用いている振動子は２個とも素子
厚みＨが１００μｍ、素子幅Ｗが３５０μｍ、素子長さ
Ｌが２ｍｍ、励振用電極長さＬｅが１ｍｍであるので、
Ｗ／Ｈは３．５、Ｌ／Ｈは２０、Ｌｅ／Ｈは１０であ
る。
【００５５】よって、個々の振動子の主振動共振近傍に
は不要共振が無いため通過域にリップルが無く、また振
動子の機械的品質係数も大きいためフィルタの挿入損失
も小さいという、良好なフィルタ特性が得られる。
は不要共振が無いため通過域にリップルが無く、また振
動子の機械的品質係数も大きいためフィルタの挿入損失
も小さいという、良好なフィルタ特性が得られる。
【００５６】（実施の形態５）図１６は、圧電材料に窒
化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向
いている厚みすべり振動を主振動とする２重モード圧電
フィルタであり、７は振動素子部、８は入力用電極、９
は出力用電極、１０は接地用電極である。素子厚みＨは
１０μｍであるためフィルタの中心周波数は約２８０Ｍ
Ｈｚである。素子幅Ｗは６５μｍとＷ／Ｈは６．５であ
るので、素子幅寸法に起因する不要共振は用いる振動モ
ードの共振付近に存在しないため、通過域にリップルの
無い良好なフィルタ特性が得られる。
化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向
いている厚みすべり振動を主振動とする２重モード圧電
フィルタであり、７は振動素子部、８は入力用電極、９
は出力用電極、１０は接地用電極である。素子厚みＨは
１０μｍであるためフィルタの中心周波数は約２８０Ｍ
Ｈｚである。素子幅Ｗは６５μｍとＷ／Ｈは６．５であ
るので、素子幅寸法に起因する不要共振は用いる振動モ
ードの共振付近に存在しないため、通過域にリップルの
無い良好なフィルタ特性が得られる。
【００５７】（実施の形態６）図１７は、圧電材料に窒
化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向
いている厚みすべり振動を主振動とする圧電振動子であ
り、１は振動素子部、２は振動素子部１の表面と裏面に
相対向して設けられた励振用電極、１５は導電性樹脂、
１６は実装基板、１７は酸化シリコン膜、１８は窒化シ
リコン膜、１９は外部端子である。
化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向を向
いている厚みすべり振動を主振動とする圧電振動子であ
り、１は振動素子部、２は振動素子部１の表面と裏面に
相対向して設けられた励振用電極、１５は導電性樹脂、
１６は実装基板、１７は酸化シリコン膜、１８は窒化シ
リコン膜、１９は外部端子である。
【００５８】窒化アルミニウムの厚みは２μｍと非常に
薄いが、表面に酸化シリコン膜、裏面に窒化シリコン膜
が形成されているため機械的強度が増している。また、
酸化シリコン膜や窒化シリコン膜が保護膜としての働き
もすることから、特性の経年変化が小さくなり信頼性が
向上する。
薄いが、表面に酸化シリコン膜、裏面に窒化シリコン膜
が形成されているため機械的強度が増している。また、
酸化シリコン膜や窒化シリコン膜が保護膜としての働き
もすることから、特性の経年変化が小さくなり信頼性が
向上する。
【００５９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、圧電材料
に窒化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向
を向いている厚みすべり振動を主振動とする圧電振動素
子において、素子幅Ｗと素子厚みＨの比Ｗ／Ｈを２．０
以上４．０以下あるいは４．３以上５．７以下あるいは
６．２以上７．８以下あるいは８．２以上９．８以下の
いずれかとすることで、主振動共振周波数近傍に素子幅
寸法に起因する不要共振が無いため安定した特性となる
という有利な効果が得られる。
に窒化アルミニウムを用い分極方向が圧電板の長手方向
を向いている厚みすべり振動を主振動とする圧電振動素
子において、素子幅Ｗと素子厚みＨの比Ｗ／Ｈを２．０
以上４．０以下あるいは４．３以上５．７以下あるいは
６．２以上７．８以下あるいは８．２以上９．８以下の
いずれかとすることで、主振動共振周波数近傍に素子幅
寸法に起因する不要共振が無いため安定した特性となる
という有利な効果が得られる。
【図１】本発明の圧電振動子の一実施の形態を示す斜視
図
図
【図２】同振動子の断面図
【図３】エネルギー閉じ込め型圧電振動子を示す断面図
【図４】素子長さＬと素子厚みＨとの比Ｌ／Ｈと機械的
品質係数との関係を示す図
品質係数との関係を示す図
【図５】素子幅Ｗと素子厚みＨとの比Ｗ／Ｈと主振動や
不要共振の周波数定数との関係を示す図
不要共振の周波数定数との関係を示す図
【図６】振動子のインピーダンス周波数特性図
【図７】励振用電極長さＬｅと素子厚みＨとの比Ｌｅ／
Ｈと機械的品質係数との関係を示す図
Ｈと機械的品質係数との関係を示す図
【図８】ストリップ型振動子を示す図
【図９】素子幅方向端部にテーパがついた構造の振動子
を示す図
を示す図
【図１０】２重モード圧電フィルタの断面図と電荷分布
図
図
【図１１】２重モード圧電フィルタの断面図
【図１２】本発明の圧電振動素子の一実施の形態を示す
斜視図
斜視図
【図１３】本発明の圧電振動素子の一実施の形態を示す
斜視図
斜視図
【図１４】本発明の圧電振動素子の一実施の形態を示す
斜視図
斜視図
【図１５】本発明の圧電振動素子の一実施の形態を示す
斜視図
斜視図
【図１６】本発明の圧電振動素子の一実施の形態を示す
斜視図
斜視図
【図１７】本発明の圧電振動素子の一実施の形態を示す
断面図
断面図
１ 振動素子部 ２ 励振用電極 ３ 外部接続用電極 ４ 外部引き出し用電極 ６ 励振用電極 ７ 振動素子部 ８ 入力用電極 ９ 出力用電極 １０ 接地用電極 １１ 圧電振動子 １２ 入力用外部端子 １３ 出力用外部端子 １４ 接地用外部端子 １５ 導電性樹脂 １６ 実装基板 １７ 酸化シリコン膜 １８ 窒化シリコン膜 １９ 外部端子
Claims (8)
- 【請求項１】 圧電材料に窒化アルミニウムを用い分極
方向が圧電板の長手方向を向いている厚みすべり振動を
主振動とする圧電振動素子において、素子幅Ｗと素子厚
みＨの比Ｗ／Ｈを２．０以上４．０以下あるいは４．３
以上５．７以下あるいは６．２以上７．８以下あるいは
８．２以上９．８以下のいずれかとすることを特徴とす
る圧電振動子。 - 【請求項２】 素子長さＬと素子厚みＨとの比Ｌ／Ｈを
１３以上とすることを特徴とする請求項１記載の圧電振
動子。 - 【請求項３】 励振用電極長さＬｅと素子厚みＨとの比
Ｌｅ／Ｈを３以上１２以下とすることを特徴とする請求
項１記載の圧電振動子。 - 【請求項４】 振動子断面が矩形で励振用電極が振動子
全幅にわたって形成されたストリップ型振動子とするこ
とを特徴とする請求項１記載の圧電振動子。 - 【請求項５】 振動子の主面と幅方向側面とのなす角度
を８０°以上１１０°以上とすることを特徴とする請求
項１記載の圧電振動子。 - 【請求項６】 電気的に接続される少なくとも２個以上
の圧電振動子が、請求項１記載の圧電振動子であること
を特徴とする梯子型のフィルタ。 - 【請求項７】 請求項１記載の圧電振動素子において、
素子主面片側に一対の入力用電極と出力用電極、もう一
方の主面に接地用電極を設けることを特徴とする２重モ
ード圧電型のフィルタ。 - 【請求項８】 窒化アルミニウム表面あるいは裏面ある
いは表裏面に酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜を
形成することを特徴とする請求項１記載の圧電振動素
子。
Priority Applications (7)
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| JPH098594A (ja) | 1995-06-23 | 1997-01-10 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振器 |
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