板波元件和使用该板波元件的电子设备制造技术

本发明专利技术的板波元件，具有：压电体；配置在所述压电体的上表面的梳齿电极；介质层，其配置在所述压电体的所述上表面以覆盖所述梳齿电极。梳齿电极激励兰姆波作为主要波。介质层具有与压电体的频率温度特性相反的频率温度特性。该板波元件具有优异的频率温度特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种传播板波的板波元件和使用该板波元件的电子设备。
技术介绍
图17是专利公报1所公开的现有的板波元件101的截面示意图。板波元件101具 有基座基板102和形成在基座基板102上的压电体103。压电体103形成在基座基板102 的上表面102A上，压电体103的一部分与基座基板102的上表面102A脱离。在该脱离的部 分，压电体103的下表面103A隔着空间111与基座基板102的上表面102A相对。作为下 表面103A的背面的压电体103的上表面1(X3B上形成有梳齿电极104。通过梳齿电极104 激励板波，可以通过板波元件101构成谐振子、滤波器。现有的板波元件101可以不考虑体(〃> ”)发射所导致的损失，具有可以激励 高音速的波的可能性。可是，现有的板波元件101的频率温度特性不太好。又，采用板波元 件101，在通过梳齿电极104激励板波时，需要将压电体103的厚度设置得非常薄，因此其强 度会有些问题，例如在对压电体103施加应力时产生裂纹等。现有技术文献专利文献专利文献1 国际公开第2007/046236号小册子
技术实现思路
—种板波元件具有压电体；配置于压电体的上表面的梳齿电极；配置于压电体 的上表面以覆盖梳齿电极的介质层。梳齿电极激励兰姆波作为主要波。介质层具有与压电 体的频率温度特性相反的频率温度特性。附图说明图1是本专利技术的实施形态1的板波元件的截面示意图。图2示出比较例的板波元件的频率温度特性。图3示出实施形态1的板波元件的频率温度特性。图4示出实施形态1的板波元件的频率温度特性。图5示出实施形态1的板波元件的耦合系数。图6是具有实施形态1的板波元件的设备的框图。图7是本专利技术的实施形态2的板波元件的截面示意图。图8示出实施形态2的板波元件的主要波的位移分布。图9是实施形态2的其他板波元件的截面示意图。图10示出图9所示的板波元件的高次模式的位移分布。图11是实施形态2的另一其他板波元件的截面示意图。图12示出图11所示的板波元件的主要波的机电耦合系数。图13示出图11所示的板波元件的位移分布。图14是实施形态2的又一其他板波元件的截面示意图。图15是实施形态2的又一其他板波元件的截面示意图。图16是具有实施形态1的板波元件的设备的框图。图17为现有的板波元件的截面示意图。具体实施例方式(实施形态1)图1是实施形态1的板波元件105的截面示意图。板波元件105具有压电体106、 设在压电体106的上表面106A上的梳齿电极107、设置于压电体106的上表面106A和梳 齿电极107的上表面107A以覆盖梳齿电极107的介质层108，和设于压电体106的下表面 106B的介质层109。梳齿电极107设置在压电体106的上表面106A的激励区域106C。介 质层109位于激励区域106C的正下方。梳齿电极107激励压电体106的激励区域106C，使 得压电体106产生板波并使得板波传播。板波元件105所传播的板波的主要成分为兰姆波。 压电体106、梳齿电极107、介质层108、109在与压电体106的上表面106A和下表面106B成 直角的法线方向mOl上层叠。压电体106具有法线方向mOl的厚度H1，介质层108、109 具有法线方向mOl的厚度H2。介质层109隔着压电体106与梳齿电极107相对。压电体106通过Z切割X传播的铌酸锂单晶基板构成，但也可以通过钽酸锂单晶 基板或铌酸钾单晶基板构成。又，不限于单晶基板，压电体106也可由压电薄膜构成。在实施形态1中，梳齿电极107由铝构成，但也可以由以铝为主要成分的合金、或 由铜、银、金构成的单质金属、或者以这些单质金属为主要成分的合金构成。在实施形态1中，介质层108、109由氧化硅(SiO2)构成，但只要是由具有与压电 体106的频率温度系数(TCF)相反的频率温度系数的介质构成即可。通过由具有与压电 体106的频率温度系数相反的频率温度系数的氧化硅构成的介质层108、109，可以减小板 波元件105的频率温度系数，提高频率温度特性。而且，兰姆波的Al模式的位移的传播方 向的成分，在压电体106的中央具有振幅的波节，在压电体106的表面具有振幅的波腹。因 此，通过介质层108、109从压电体的上表面106A和下表面106B夹着压电体106，能够使能 量的大部分集中到压电体106以及介质层108内，可以有效地使频率温度特性提高。又，设置在梳齿电极107的上表面107A上以覆盖梳齿电极107的介质层108也具 有保护压电体106以及梳齿电极107的效果。因此，通过不对板波元件105气密封地将电 极引出到介质层108或者109的外表面，能够将板波元件105安装于电路基板等。又，实施形态1的板波元件105还可以具有设在介质层109的下表面的支承基板。 通过该支撑基板，能够提高板波元件的强度。通过将硅等用作支承基板，能够将支承基板容 易地接合到介质层109上。关于图1所示的实施形态1的板波元件105，验证了 Hl/ λ和频率温度系数TCF的 关系，其中Hl是压电体106的厚度Η1，λ是通过压电体106使用铌氧锂时的梳齿电极107 激励的作为弹性波的板波的波长。此时，采用坎贝尔(Campbell)等方法，使用史密斯等的 常数作为该方法中铌氧锂的材料常数。所谓板波是体波的一种，是一边在基板的上下表面反复位移一边传播的弹性波。作为板波的一种，有具有较强的速度分散性的兰姆波、横波成分为主体的SH波等。兰姆波 是指SV波和纵波(疏密波)在板的两面发生模式变化并复杂耦合而产生的板波。SH波是 横波主体的模式。在通过梳齿电极107压电体106被激励的板波的模式中，比较有代表性的有，被称 为弯曲波的AO模式、横波主体的SHO模式、纵波主体的SO模式、和作为纵波主体的高次模 式的被称为兰姆波的Al模式等。SHO模式由于耦合系数k2大但声速低，因此难以提供能够利用于高频设备的板波 元件。又，SO、AO模式由于耦合系数k2小，因此难以提供能够利用于宽频带设备的板波元 件。因此，通过使用Al模式，对设备的高频化以及宽频带化是非常有利的。作为传播Al模 式的兰姆波的板波元件的兰姆波元件的谐振频率，通过压电体106的厚度和梳齿电极107 所具有的梳齿电极指的周期来确定。因此，通过使用高音速的模式可以容易地提供与更高 的频率对应的板波元件。又，能够增加压电体106的厚度H1，能够容易地制造板波元件，提 高成品率。尤其是，压电体的厚度Hl在0.4λ以下时，能够抑制SO模式的谐振所造成的假 信号。因此，将兰姆波元件用作为滤波器、共用器等时，抑制了假信号的影响所导致的频率 特性的劣化。图2示出不具有介质层108、109的比较例的板波元件的各个模式下的频率温度系 数TCF和比Hl/λ的关系。如图2所示，在0. 1 < Hl/λ < 1. 0时，Al模式的频率温度系 数 TCF 为-76ppm/°C _92ppm/°C，并不太好。关于图1所示的实施形态1的板波元件105，将比Hl/λ设为0. 15时的介质层 108、109的厚度Η2相对于波长λ的比Η2/ λ和频率温度系数TCF的关系示于图3中。如 图3所示，随着厚度Η2的增加即比Η2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板波元件，其特征在于，具有：压电体；梳齿电极，其配置在所述压电体的上表面，激励兰姆波作为主要波；第一介质层，其配置在所述压电体的所述上表面以覆盖所述梳齿电极，并具有与所述压电体的频率温度特性相反的频率温度特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤令，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP