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図面 (6)

目的

圧電振動子板の上下面のいずれか一方の表面からのみ電気的なすべての信号を取り出すことを可能とし、小型化や表面実装を十分可能とし工程時間を十分短縮できる圧電デバイスを提供すること。

構成

正方形板11と、正方形板11の上下面の一方表面に形成した4分割電極からなる入力電極12a及び入力アース電極12bと出力電極12c及び出力アース電極12dとを備えている。正方形板11上の4分割電極からなるそれぞれ入力電極12a、入力アース電極12b、出力電極12c、出力アース電極12dから電気信号を取り出すリード線33a、33b、33c、33dをパッケージ34上に形成したそれぞれの外部接続用電極端子35a、35b、35c、35dに接続して構成し、表面実装にも十分に対応できる。

概要

背景

圧電振動子を応用したデバイスとして圧電トランス圧電フィルタ等の圧電デバイスが知られており、現在、かかる圧電デバイスに用いる振動子としては、セラミックニオブ酸リチウム単結晶が多く使用されている。このような圧電デバイスの一般的な構造としては、圧電振動子の上下面の一方に電気信号を入力する入力電極が、また前記入電極を有する面とは異なる他方の上下面に電気的にアースできるアース電極が形成されている。また、圧電トランスにおいては、図4及び図5に示すように、圧電振動子から成る正方形板41の上下面の一方の表面にそれぞれ電気信号を入力、出力できる入力電極42、出力電極43を、また入力電極42、出力電極43を有する面とは異なる他方の上下面の表面に電気的にアースできるアース電極44、45が形成されている。

また、実際の製造工程は上下面の一方の表面に電極を形成した後、前記表面と異なる他方の表面の電極を形成し圧電デバイスを作製する。

概要

圧電振動子板の上下面のいずれか一方の表面からのみ電気的なすべての信号を取り出すことを可能とし、小型化や表面実装を十分可能とし工程時間を十分短縮できる圧電デバイスを提供すること。

正方形板11と、正方形板11の上下面の一方表面に形成した4分割電極からなる入力電極12a及び入力アース電極12bと出力電極12c及び出力アース電極12dとを備えている。正方形板11上の4分割電極からなるそれぞれ入力電極12a、入力アース電極12b、出力電極12c、出力アース電極12dから電気信号を取り出すリード線33a、33b、33c、33dをパッケージ34上に形成したそれぞれの外部接続用電極端子35a、35b、35c、35dに接続して構成し、表面実装にも十分に対応できる。

目的

本発明の目的は、圧電振動子板の上下面のいずれか一方の表面からのみ電気的なすべての信号を取り出すことを可能とし、小型化や表面実装を十分可能とし工程時間を十分短縮できる圧電デバイスを提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
4件
牽制数
1件

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請求項1

圧電振動子板の上下面のいずれか一方にそれぞれ電気的信号を入力するための入力用電極電気的にアースできるアース用電極を有することを特徴とする圧電デバイス

請求項2

圧電振動子板の上下面のいずれか一方にそれぞれ1つまたは複数の電気的信号を入力するための入力用電極、電気的信号を出力するための出力用電極と電気的にアースできるアース用電極を有することを特徴とする圧電デバイス。

請求項3

請求項1又は2記載の圧電デバイスにおいて、前記入電極と前記出力電極と前記アース電極とは異なるとともに、電気的信号を取り出すための少なくともひとつの信号電極を前記圧電振動子板の同一表面に有することを特徴とする圧電デバイス。

請求項4

請求項1、2又は3記載の圧電デバイスにおいて、前記圧電振動子板上の前記電極を有する面とは異なる他方の上下面に電気的信号を取り出すことのない電極を有することを特徴とする圧電デバイス。

請求項5

請求項1、2、3又は4記載の圧電デバイスにおいて、自発分極軸をZ軸として有するニオブ酸リチウム単結晶において、座標軸をX軸のまわりに120〜170°回転した座標系(X,Y′,Z′)を、さらにそのZ′軸のまわりに−20〜20°回転した座標系(X′,Y″,Z′)において、前記ニオブ酸リチウム圧電単結晶の板面がX′軸Z′軸に平行になるように切り出した圧電振動子板を用いたことを特徴とする圧電デバイス。

請求項6

請求項5記載の圧電デバイスにおいて、ニオブ酸リチウム単結晶から切りだした振動子板は、縦と横の寸法比がほぼ等しいような正方形板で、四隅振動の節となるラーメモード振動を用いた圧電振動子を1個または2個以上縦横複数個並べた形であることを特徴とする圧電デバイス。

技術分野

0001

本発明は、圧電振動子を用いた圧電デバイスに関し、特に圧電振動子板の上下面のいずれか一方にのみ電極を有し、電気的信号の取り出しを容易にした圧電振動子、圧電トランスおよび圧電フィルタ等の圧電デバイスに関する。

背景技術

0002

圧電振動子を応用したデバイスとして圧電トランス、圧電フィルタ等の圧電デバイスが知られており、現在、かかる圧電デバイスに用いる振動子としては、セラミックニオブ酸リチウム単結晶が多く使用されている。このような圧電デバイスの一般的な構造としては、圧電振動子の上下面の一方に電気信号を入力する入力電極が、また前記入力電極を有する面とは異なる他方の上下面に電気的にアースできるアース電極が形成されている。また、圧電トランスにおいては、図4及び図5に示すように、圧電振動子から成る正方形板41の上下面の一方の表面にそれぞれ電気信号を入力、出力できる入力電極42、出力電極43を、また入力電極42、出力電極43を有する面とは異なる他方の上下面の表面に電気的にアースできるアース電極44、45が形成されている。

0003

また、実際の製造工程は上下面の一方の表面に電極を形成した後、前記表面と異なる他方の表面の電極を形成し圧電デバイスを作製する。

発明が解決しようとする課題

0004

一般に圧電デバイスは、周辺機器の小型化に伴いここ数年非常に小型化が進んでいる。従来の圧電フィルタ、圧電トランス等の圧電デバイスは、図4及び図5に示すように、圧電振動子の少なくとも2つの対向する表面にそれぞれ電気信号を入力、出力、アースできる入力電極42、出力電極43、アース電極44、45を有するために、それぞれの入力電極42、出力電極43、アース電極44、45から電気信号を取り出す際に、それぞれ正方形板41の上下面の表面から少なくとも2つのリード線等で電気信号を取り出すために、圧電振動子の小型化が進んでも圧電デバイスとしての従来以上の小型化、低背化は非常に困難であった。また電子機器等の小型化を図る上で一般的な技術であり、デバイスの1つの表面でのみ外部と電気的に接合する表面実装においても、従来の圧電デバイスにおいては、正方形板41の上下面の表面から2つの電気信号を取り出すリード線を引き出すために表面実装も非常に困難であった。

0005

更に、実際の製造工程では、一方の表面に電極を形成した後に前記表面と他方の表面に同一の工程を用いて再度電極を形成するため、1つの表面の2倍の工程時間が必要であった。

0006

このように、従来の圧電デバイスでは、圧電振動子板の少なくとも上下面の2つの表面上の電極から電気信号を取り出すためのリード線等が必要であり、小型化やそれに伴う表面実装を行う上で致命的な構造上の問題点があった。

0007

本発明の目的は、圧電振動子板の上下面のいずれか一方の表面からのみ電気的なすべての信号を取り出すことを可能とし、小型化や表面実装を十分可能とし工程時間を十分短縮できる圧電デバイスを提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

本発明によれば、圧電振動子板の上下面のいずれか一方にそれぞれ電気的信号を入力するための入力用電極と電気的にアースできるアース用電極を有することを特徴とする圧電デバイスが得られる。

0009

また、本発明によれば、圧電振動子板の上下面のいずれか一方にそれぞれ1つまたは複数の電気的信号を入力するための入力用電極、電気的信号を出力するための出力用電極と電気的にアースできるアース用電極を有することを特徴とする圧電デバイスが得られる。

0010

また、本発明によれば、前記入力電極と前記出力電極と前記アース電極とは異なるとともに、電気的信号を取り出すための少なくともひとつの信号電極を前記圧電振動子板の同一表面に有することを特徴とする圧電デバイスが得られる。

0011

また、本発明によれば、前記圧電振動子板上の前記電極を有する面とは異なる他方の上下面に電気的信号を取り出すことのない電極を有することを特徴とする圧電デバイスが得られる。

0012

また、本発明によれば、自発分極軸をZ軸として有するニオブ酸リチウム単結晶において、座標軸をX軸のまわりに120〜170°回転した座標系(X,Y′,Z′)を、さらにそのZ′軸のまわりに−20〜20°回転した座標系(X′,Y″,Z′)において、前記ニオブ酸リチウム圧電単結晶の板面がX′軸Z′軸に平行になるように切り出した圧電振動子板を用いたことを特徴とする圧電デバイスが得られる。

0013

更に、本発明によれば、ニオブ酸リチウム単結晶から切りだした振動子板は、縦と横の寸法比がほぼ等しいような正方形板で、四隅振動の節となるラーメモード振動を用いた圧電振動子を1個または2個以上縦横複数個並べた形であることを特徴とする圧電デバイスが得られる。

0014

本発明においては、圧電デバイスに用いる圧電振動子板の上下面の一方表面のみ電気信号を取り出すための複数の電極を有するため、電気信号を取り出すリード線等を圧電デバイスの1つの表面にのみ容易に構成することができ、より一層の小型化、低背化が可能となる。また、圧電デバイスの1つの表面にのみ電気的な端子を構成できるため、容易に表面実装が可能である。

0015

以下、本発明の一実施例に係る圧電デバイスとして、圧電トランスの実施例について、図面を参照して詳細に説明する。

0016

図1は本実施例に係る圧電トランスの構成の一例を示す斜視図であり、図2図1のa−a′線における断面図である。図1に示すように、圧電トランスはニオブ酸リチウム単結晶から切り出した縦横比が1:1である正方形板11と、この正方形板11の上下面の一方の表面に形成した4分割電極からなる入力電極12a及び入力アース電極12bと出力電極12c及び出力アース電極12dとを備えている。

0017

図3は本実施例に係る上記図1の圧電トランスのパッケージの構成を示す斜視図であり、正方形板11上の4分割電極からなるそれぞれ入力電極12a、入力アース電極12b、出力電極12c、出力アース電極12dから電気信号を取り出すリード線33a、33b、33c、33dをパッケージ34上に形成したそれぞれの外部接続用電極端子35a、35b、35c、35dに接続して構成し、表面実装にも十分に対応できる。

0018

以下に、本実施例による圧電トランスの製造方法の具体例を示す。市販のニオブ酸リチウム単結晶を用いて、自発分極軸(Z軸)X軸を中心に155°回転し、更にX軸と直交するZ′軸を中心に5°回転して縦と横の寸法が20×20mmで、厚さが0.5mmの正方形板11を切り出した。この正方形板11の1つの表面にアルミニウム蒸着し4分割の電極12a、12b、12c、12dを形成した。次に、これらの電極12a、12b、12c、12dを形成した正方形板11をパッケージ34に固定し、リード線33a、33b、33c、33dを介してそれぞれの外部接続用の電極端子35a、35b、35c、35dを接続して圧電トランスを形成した。この圧電トランスにおける入力電圧出力電圧測定結果及び昇圧比を表1に示す。この時、負荷抵抗は100MΩである。

0019

ID=000003HE=080 WI=094 LX=0580 LY=0300
表1に示すように、入力電圧の変化に対しても、昇圧比は略一定であることを確認することができた。

発明の効果

0020

以上説明したように、本発明によれば、圧電振動子の上下面のいずれか一方表面にのみ電極を形成したので、より一層の小型化、低背化が可能となる。

0021

また、圧電デバイスのひとつの表面にのみ電気的な端子を構成できるため、容易に表面実装が可能となり、製造工程を十分簡素化し、特性、信頼性に優れた圧電デバイスを提供し得る。

0022

即ち、請求項1記載の圧電デバイスによれば、圧電デバイスのより一層の小型化、低背化が可能となり、作業性が向上する。

0023

また、請求項2記載の圧電デバイスによれば、小型化、低背化、作業性の向上に加え、入出力電極を表面に形成できるため、圧電トランス等の3端子以上のデバイスを構成できる。

0024

また、請求項3記載の圧電デバイスによれば、入出力部以外に電極を有するため、帰還用電極等の複雑な電極構成を一表面上に構成できるので、リード線の引き出しが非常に容易になる。

0025

また、請求項4記載の圧電デバイスによれば、リード線の引き出しは一表面で可能とし、更なる特性の向上を図れる。更に、裏面に電極を有することにより、電界分布が電極に対して垂直方向立ち、より効率の良い圧電デバイスを構成できる。

0026

また、請求項5記載の圧電デバイスによれば、圧電振動子にニオブ酸リチウム単結晶を用いることにより、高いQによる特性向上を図れる。更に、大振幅時発熱も少なく特性の優れた小型・低背化の圧電デバイスを構成できる。

0027

更に、請求項6記載の圧電デバイスによれば、ラーメモード振動であることにより、振動子の四隅を支持でき、更に一表面にのみリード線の引き出しがあるので、表面実装が容易になる。

図面の簡単な説明

0028

図1本発明の実施例に係る圧電トランスの構成の一例を示す斜視図である。
図2図1に示した圧電トランスのa−a′線における断面図である。
図3図1に示した圧電トランスのパッケージの構成を示す斜視図である。
図4従来の圧電トランスの構成例を示す図である。
図5図4に示した従来の圧電トランスのb−b′線における断面図である。

--

0029

11正方形板
12a入力電極
12b 入力アース電極
12c出力電極
12d 出力アース電極
33a、33b、33c、33dリード線
34パッケージ
35a、35b、35c、35d電極端子
41 正方形板
42 入力電極
43 出力電極
44、45 アース電極

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