(57)【要約】【課題】圧電基板を薄型化できるとともに、割れを防止できる圧電共振素子、圧電共振子及びこれを使用したフィルタ並びに複合基板を提供する。【解決手段】圧電基板１ａの片側主面の一部に一対の櫛歯電極５からなるインターデジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）を形成するとともに、圧電基板１ａの片側主面におけるＩＤＴの電極指５５ａの外側に、該電極指５５ａに隣設して並行にＳＨタイプの表面波を反射させるための溝６を設けてなる圧電共振素子であって、圧電基板１ａの他側主面に補強基板１ｂを合成樹脂で接着してなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが３２０μｍ以下の圧電基板の片側主面の一部に一対の櫛歯電極からなるインターデジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）を形成するとともに、前記圧電基板の他側主面に補強基板を合成樹脂で接着してなることを特徴とする圧電共振素子。
【請求項２】
圧電基板の片側主面の一部に一対の櫛歯電極からなるインターデジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）を形成するとともに、前記圧電基板の片側主面における前記ＩＤＴの電極指の外側に、該電極指に隣設して並行にＳＨタイプの表面波を反射させるための溝を設けてなる圧電共振素子であって、前記圧電基板の他側主面に補強基板を合成樹脂で接着してなることを特徴とする圧電共振素子。
【請求項３】
圧電基板の厚みが３２０μｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の圧電共振素子。
【請求項４】
溝は圧電基板を貫通していることを特徴とする請求項２又は３記載の圧電共振素子。
【請求項５】
溝は圧電基板の一方側端面から他方側端面まで連続して形成されていることを特徴とする請求項２乃至４のうちいずれかに記載の圧電共振素子。
【請求項６】
圧電基板と補強基板とを接着する合成樹脂のヤング率は１×１０１０Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれかに記載の圧電共振素子。
【請求項７】
ＩＤＴの単位面積当りの荷重が２×１０−５ｇ／ｃｍ２以上であることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれかに記載の圧電共振素子。
【請求項８】
補強基板が、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣのいずれか１種類以上を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれかに記載の圧電共振素子。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずれかに記載の圧電共振素子における圧電基板のＩＤＴが形成された片側主面に対向するように、かつ前記ＩＤＴを収容する空間を形成するようにベース基板を前記圧電基板に接着してなることを特徴とする圧電共振子。
【請求項１０】
圧電基板の片側主面におけるＩＤＴの電極指の外側に、該電極指に隣設して並行にＳＨタイプの表面波を反射させるための溝が設けられており、前記電極指の交差部との隣接部分における溝を収容する空間を形成するようにベース基板が前記圧電基板に接着されており、前記圧電基板と前記ベース基板との接着部分に存在する溝内に合成樹脂を充填してなることを特徴とする請求項９記載の圧電共振子。
【請求項１１】
ベース基板に、容量を形成する電極が形成されていることを特徴とする請求項９又は１０記載の圧電共振子。
【請求項１２】
請求項１乃至８のうちいずれかに記載の圧電共振素子の圧電基板の片側主面に、ＩＤＴを複数形成し、各ＩＤＴを電気的に接続してなることを特徴とするフイルタ。
【請求項１３】
マイクロコンピュータＩＣチップと、請求項１乃至８のうちいずれかに記載の圧電共振素子とを母基板に実装したことを特徴とする複合基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電共振素子、圧電共振子及びフイルタ並びに複合基板に関し、特にレゾネータやフイルタなどに適用されるＳＨ波の表面波を利用した端面反射型の圧電共振素子、圧電共振子及びこれを使用したフィルタ並びに複合基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、通信機器、電子機器にはマイクロコンピュータなどが多用されており、このようなマイクロコンピュータにはクロック発振回路などが接続されていた。
【０００３】
ここで、発振回路は、図１０に示す等価回路のように、圧電共振素子１の両端と接地電位との間に２つの負荷容量成分１５（Ｃ１、Ｃ２）が接続され、さらに、圧電共振素子１の両端間に帰還抵抗１３、インバータ１４がそれぞれ接続されていた。
【０００４】
一般的に、安定な発振を得る為には、圧電共振素子のメイン振動のＰ／Ｖ値を大きくすることが必要である。尚、Ｐ／Ｖ値は２０×ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｂ）で表されるもので、Ｒａは反共振インピーダンス、Ｒｂは共振インピーダンスとして定義される。
【０００５】
従来、発振子となる圧電共振素子の小型化を図るために、表面波を利用した端面反射型の表面波共振素子やその表面波共振素子を外装樹脂で覆ったリード付きタイプの表面波装置などの構造が提案されている。
【０００６】
また、このような端面反射型として、スプリアスを抑制するために、圧電基板に溝又は凹部を設けて、基板端面の上部側端面または溝の内面を反射端面とした構造の端面反射型の圧電共振素子が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１１９２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年においては、圧電共振素子の小型薄型化が要求されているが、圧電基板自体の強度が低いため、一定厚みを確保する必要があり、薄型化には限界があった。即ち、薄型化を図るべく圧電基板を薄くすると、圧電磁器の強度が低いことに起因して、圧電基板にれが発生し易いという問題があった。
【０００８】
特に、特許文献１に示されるように、圧電基板に溝又は凹部を設けて、基板端面の上部側端面または溝の内面を反射端面とする場合には、良好な反射特性が得られるものの、溝又は凹部を形成した部分での厚みが薄いため、この部分から割れが発生し易いという問題があった。
【０００９】
このような圧電基板の割れの発生を防止するには、圧電基板の厚みを大きくする必要があるが、これでは、圧電共振素子の薄型化を達成できない。
【００１０】
本発明は、圧電基板を薄型化できるとともに、割れを防止できる圧電共振素子、圧電共振子及びこれを使用したフィルタ並びに複合基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、一般に強度の低い圧電磁器からなる圧電基板に、強度の高い補強基板を接合することにより、圧電基板を補強して圧電共振素子の破損を防止でき、しかも、補強基板を圧電基板に接合したとしても、表面波を用いるため、共振特性には殆ど影響を与えることがなく、圧電基板を薄くして、バルク波振動を分離してスプリアスの発生を防止できることから、圧電基板を薄層化できるとともに、圧電共振素子の割れを防止でき、良好な共振特性を得ることを見いだし、本発明に至った。
【００１２】
即ち、本発明の圧電共振素子は、厚みが３２０μｍ以下の圧電基板の片側主面の一部に一対の櫛歯電極からなるインターデジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）を形成するとともに、前記圧電基板の他側主面に補強基板を合成樹脂で接着してなることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の圧電共振素子は、圧電基板の片側主面の一部に一対の櫛歯電極からなるインターデジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）を形成するとともに、前記圧電基板の片側主面における前記ＩＤＴの電極指の外側に、該電極指に隣設して並行にＳＨタイプの表面波を反射させるための溝を設けてなる圧電共振素子であって、前記圧電基板の他側主面に補強基板を合成樹脂で接着してなることを特徴とする。圧電基板の厚みは３２０μｍ以下であることが望ましい。
【００１４】
後述するように、圧電基板の厚みを３２０μｍ以下と薄くすることで、ＳＨ波の表面波とバルク波振動とを分離することができ、レゾネータとして適用する場合、安定した発振を得ることが可能になる。
【００１５】
従って、共振特性については圧電基板が薄い程良く、また、薄型化という要求にも合致しているが、圧電基板の厚みが薄くなれば圧電基板の強度が低下し、特に、ＳＨ波の端面反射を可能にするために設けた電極指に隣設して並行に形成した溝部で強度が低下する傾向にある。
【００１６】
そこで、本発明の圧電共振素子では、圧電基板の他側主面に補強基板を合成樹脂で接着することにより圧電基板を補強し、圧電基板を薄く形成しても破損することを防止した。特に、ＳＨタイプの表面波を反射させるための溝を設けた圧電共振素子では、圧電基板の溝部分で強度が低く、割れが発生し易いが、本発明では、補強基板により圧電基板を補強するため、溝を形成したとしても、この溝部分からの割れを防止できる。
【００１７】
また、圧電基板を薄くできることから、ＳＨ波の表面波とバルク波振動とを分離することができ、スプリアスの発生を防止でき、安定した発振を得ることが可能になる。
【００１８】
さらに、圧電基板の片側主面に部分的に櫛歯電極からなるＩＤＴを備えたＳＨタイプの表面波を利用することから、振動部を圧電基板の片側のみに集約することができ、補強基板を圧電基板に接着したとしても、共振特性に影響を与えない。
【００１９】
また、本発明の圧電共振素子は、溝が圧電基板を貫通していることを特徴とする。このような圧電共振素子では、ＳＨタイプの表面波の反射を完全に行うことができ、共振特性を向上できる。
【００２０】
さらに、本発明の圧電共振素子は、溝は圧電基板の一方側端面から他方側端面まで連続して形成されていることを特徴とする。ＳＨタイプの表面波を反射させるための反射端面を構成する溝の長さは、櫛歯電極の電極指の交差長より長くすると、ＳＨタイプの表面波の反射をより向上でき、スプリアス発生をより効果的に抑えることができる。すなわち、共振及び反共振の近傍におけるスプリアスの発生を押さえる事が出来ると共に、大きなＰ／Ｖ値が得られる。また、このような圧電共振素子では、作製時において溝の形成を容易に行うことができる。
【００２１】
また、本発明の圧電共振素子は、圧電基板と補強基板とを接着する合成樹脂のヤング率は１×１０１０Ｐａ以下であることを特徴とする。このような圧電共振素子では、バルク波をダンピングさせバルク波のＰ／Ｖ値を小さくすることが可能となる。
【００２２】
さらに、本発明の圧電共振素子は、ＩＤＴの単位面積当りの荷重が２×１０−５ｇ／ｃｍ２以上であることを特徴とする。このような圧電共振素子では、電極基板に加わる電極荷重の質量負荷効果が大きくなり、ＳＨ波タイプの表面波振動が電極近傍に集中する、いわゆるエネルギー閉じ込め効果が大きくなり、Ｐ／Ｖ値を大きくすることができる。
【００２３】
また、本発明の圧電共振素子は、補強基板が、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣのいずれか１種類以上を主成分とすることを特徴とする。このような圧電共振素子では、補強基板の強度が高いため、補強基板の厚みを薄くでき、圧電共振素子の厚みを薄くできる。補強基板は、製品厚みを薄くしても高い強度が得るという点から、補強基板の厚みを薄くしても、圧電磁器より十分高い強度と高い靭性が得られる材料であることが望ましく、具体的にはアルミナＡｌ２Ｏ３、部分安定化ジルコニアＺｒＯ２、安定化ジルコニアＺｒＯ２、マグネシアＭｇＯ、窒化珪素Ｓｉ３Ｎ４、炭化珪素ＳｉＣ等を主成分とした材料が望ましい。
【００２４】
本発明の圧電共振子は、上記圧電共振素子における圧電基板のＩＤＴが形成された片側主面に対向するように、かつＳＨタイプの表面波の振動を妨げず、かつ前記ＩＤＴを収容する空間を形成するようにベース基板を前記圧電基板に接着してなることを特徴とする。
【００２５】
このような圧電共振子では、圧電基板の片側主面に部分的に櫛歯電極からなるＩＤＴを備えたＳＨタイプの表面波を利用することから、振動部を圧電基板の片側のみに集約することができ、このため振動を妨げないような振動空間を形成し密閉するための目的で配置されるベース基板は、圧電基板の櫛歯電極が形成された片側主面のみに配置すればよく、圧電共振素子とベース基板の積層構造を基本構造とすることができ、圧電共振素子を筐体で覆う必要がない事から圧電共振子としての厚みを著しく薄くすることができる。
【００２６】
また、本発明の圧電共振子は、圧電基板の片側主面におけるＩＤＴの電極指の外側に、該電極指に隣設して並行にＳＨタイプの表面波を反射させるための溝が設けられており、前記電極指の交差部との隣接部分における溝を収容する空間を形成するようにベース基板が前記圧電基板に接着されており、前記圧電基板と前記ベース基板との接着部分に存在する溝内に合成樹脂を充填してなることを特徴とする。
【００２７】
本発明では、圧電基板のＩＤＴが形成された面に対向するように、かつＳＨタイプの表面波の振動を妨げず、電極指の交差部（重畳部）との隣接部分における溝を収容する空間を形成するようにベース基板を圧電基板に接着したため、電極指の交差部に隣接する部分の溝内には、合成樹脂は充填されておらずに空気が存在しており、ＳＨタイプの表面波を有効に反射できるとともに、溝で均一に反射することができ、表面波のＰ／Ｖ値を低減させることなく、スプリアスの発生を防止できる。
【００２８】
また、電極指の交差部に隣接する部分以外であって、圧電基板とベース基板との接着部分に存在する溝内には合成樹脂が充填されているため、圧電基板とベース基板との固着部分及び溝内の合成樹脂により、ベース基板内の空間が完全に密封され、外気とのシール信頼性を向上できる。
【００２９】
さらに、溝を圧電基板の端面までは延出し、即ち、圧電基板の一方側端面から他方側端面まで連続して形成し、圧電基板の端面近傍の溝内に合成樹脂を充填することにより水分等の侵入を防止することが可能となり、振動部領域の封止性及び気密性向上を図る事が出来る。
【００３０】
また、本発明の圧電共振子は、ベース基板に、容量を形成する電極が形成されていることを特徴とする。このような圧電共振子では、ベース基板に誘電体磁器を用い、容量を形成する電極を形成し、負荷容量を内蔵したレゾネータに適した圧電共振子を得る事ができる。
【００３１】
本発明のフィルタは、上記圧電共振素子の圧電基板の片側主面に、ＩＤＴを複数形成し、各ＩＤＴを電気的に接続してなることを特徴とする。このようなフイルタでは、圧電基板の一面に独立した複数の櫛歯電極を設け、各櫛歯電極の数を変え容量比を調整することで、フィルタとしての減衰特性を有したバンドパスフィルタの機能を得ることができる。
【００３２】
本発明の複合基板は、マイクロコンピュータＩＣチップと、上記圧電共振素子とを母基板に実装したことを特徴とする。このような複合基板では、部品の集積度を高めることができるとともに、低背の複合基板を得ることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の圧電共振素子によれば、圧電基板の他側主面に補強基板を合成樹脂で接着することにより、圧電基板を補強し、圧電基板を薄く形成しても破損することを防止できるとともに、圧電基板を薄くできることから、ＳＨ波の表面波とバルク波振動とを分離することができ、スプリアスの発生を防止でき、安定した発振を得ることができる。
【００３４】
従って、圧電基板厚みを薄くすることが可能になり、バルク波に起因したスプリアス振動が重畳しないＳＨタイプの表面波の特性を得ることができ、薄型で機械的強度に優れ、且つ大きなＰ／Ｖ値を有した薄型の表面波型圧電共振素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１は、本発明の圧電基板と補強基板とを貼り合わせた圧電共振素子の斜視図、図２は本発明の圧電共振子の斜視図であり、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図４は、図３において櫛歯電極からなるＩＤＴが形成された面の平面図であり、ＩＤＴの電極指の外側に隣接して並行に磁器端面まで溝加工されている。
【００３６】
図１乃至図４において、符号１は圧電共振素子、１ａは圧電基板、１ｂは補強基板、２はベース基板、３は絶縁性接着剤、４は外部端子、５は櫛歯電極、５ａ、５ｂはＩＤＴと電気的に接続された引き出し電極、６は櫛歯電極からなるＩＤＴと並行に形成された溝、８は導電性バンプである。
【００３７】
本発明の圧電共振素子は、圧電基板１ａと補強基板１ｂとを接着固定させ、圧電基板１ａの片側主面にはＩＤＴを形成して構成されており、ＩＤＴは一対の櫛歯電極５から構成されている。即ち、櫛歯電極５は、複数の電極指５５ａを電極基体５５ｂに平行に形成して構成され、一対の櫛歯電極５の電極指５５ａが交互に配置され、一対の櫛歯電極の電極指５５ａが圧電基板１ａ中央部で交差している。
【００３８】
本発明の圧電共振素子では、圧電基板１ａと補強基板１ｂとを接着することで、インターデジタルトランスデユーサ（ＩＤＴ）の最外側の電極指５５ａに隣接して並行に磁器端面まで溝加工した場合においても、補強基板１ｂにより圧電共振素子１の強度向上が図れる。さらに、圧電基板１ａと補強基板１ｂとを接着固定することで、強度は補強基板１ｂで確保できることから、圧電基板１ａの厚みを薄くすることが可能となり、ＳＨタイプの表面波とバルク波に起因したスプリアスとを分離することができ、大きなＰ／Ｖ値を得ることができる。
【００３９】
即ち、図５は、ＳＨタイプの表面波の共振周波数ｆｒ及び反共振周波数ｆａとバルク波のスプリアスの関係を示すもので、この図５から磁器厚みが薄くなるに従い、バルク波振動に起因したスプリアスが高周波側に移動するため、ＳＨタイプの表面波のｆｒ、ｆａとバルク波振動のスプリアスとを分離できることが判る。そのため、ＳＨタイプの表面波のｆｒ、ｆａ間及びその近傍にスプリアスが重畳しないことから、大きなＰ／Ｖ値が得られ、レゾネータとして適用する場合、安定した発振を得ることが可能になる。従って、圧電基板の厚みは薄い方がよく、３２０μｍ以下、特に３００μｍ以下、さらには２００μｍ以下であることが望ましい。一方取り扱い上の観点からは１５０μｍ以上であることが望ましい。
【００４０】
補強基板１ｂは、圧電基板１ａを構成する圧電磁器より強度や靭性の高いアルミナ（Ａｌ２Ｏ３を主成分にした磁器）、ジルコニア（ＺｒＯ２を主成分にした磁器）、マグネシア（ＭｇＯを主成分にした磁器）、窒化アルミニウム（ＡｌＮを主成分にした磁器）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４を主成分にした磁器）、炭化珪素（ＳｉＣを主成分にした磁器）を用いることができるが、これらの中でも、原価を安く設定でき、生産性に優れるという点から、アルミナが望ましい。
【００４１】
圧電基板１ａと補強基板１ｂとを接着する合成樹脂のヤング率は１×１０１０Ｐａ以下であることが望ましい。このようなヤング率の低い合成樹脂で接着することにより、バルク波に起因したスプリアスを効果的に抑制できる。このような合成樹脂としては、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂が例示できるがこれらに限定されるものではない。
【００４２】
圧電基板１ａは、ＰＴ（チタン酸鉛）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）やニオブ酸ナトリウムＮａＮｂＯ３等の圧電セラミック材料、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、四棚酸リチウムなどの単結晶材料から形成されているものである。望ましくは、電気機械結合係数の大きな、チタン酸鉛ＰｂＴｉＯ３やチタン酸ジルコン酸鉛ＰｂＺｒＴｉＯ３及びニオブ酸ナトリウムＮａＮｂＯ３を主成分とした圧電セラミックス等であると大きなＰ／Ｖ値を得やすい。さらには、レゾネータ用途の場合、比誘電率が３００以下となるチタン酸鉛ＰｂＴｉＯ３及びニオブ酸ナトリウムＮａＮｂＯ３を主成分とした圧電セラミックスであること望ましい。
【００４３】
また、櫛歯電極の材質はＡｌやＣｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉなどが好適に使用できる。ＩＤＴを構成する櫛歯電極５の単位面積当りの荷重（電極厚み×電極密度で決定される）は、２×１０−５ｇ／ｃｍ２以上であることが望ましい。このようなＩＤＴを形成するためには、例えば、Ａｌ電極の場合、厚みが０．０８μｍ以上、Ａｕ電極の場合は厚みが０．０１μｍ以上にする。これにより、圧電基板と補強基板とを合成樹脂で接着した場合においても、ダンピングによるＳＨタイプの表面波の振動を抑制することが少ないことから、大きなＰ／Ｖを得ることができる。
【００４４】
また、櫛歯電極の電極指の外側に電極指に隣接して並行に設けられた溝は、スライサー加工機やレーザー加工機などにより、圧電共振素子端面から端面まで加工することができる。
【００４５】
ここで、櫛歯電極の最外側の電極指における電極幅は約λ／８の幅に設定されると、最外側の電極指は溝に隣接して形成されＳＨタイプの表面波の端面反射をより効果的にすることが可能になる。さらに、表面波の端面反射の点からは、電極指の外側に隣接した溝の長さは、電極指の交差長より長くなるように加工されるのが望ましい。さらに、表面波の端面反射の点からも溝の深さは圧電基板を貫通していることが望ましい。
【００４６】
さらに、一対の電極基体５５ｂには引き出し電極５ａ、５ｂがそれぞれ接続され、これらの引き出し電極５ａ、５ｂには導電性バンプ８がそれぞれ設けられ、外部端子４とそれぞれに電気的に接続されている。
【００４７】
また、最も外側に位置する電極指５５ａに沿って、言い換えれば電極指５５ａ群に沿って、電極指５５ａに隣接して並行にＳＨタイプの表面波を反射させるための溝６が形成されている。圧電基板１ａ端面近傍における溝６内には合成樹脂が充填され、残りの溝６内には何ら充填されていない。
【００４８】
この溝６内の合成樹脂３は、圧電共振素子１とベース基板２とを接着する際に充填される。尚、予め溝６内に合成樹脂を充填した後、圧電共振素子１とベース基板２を接着しても良い。その接着領域は、圧電磁器端面から図４の破線Ａで示すまでの領域である。
【００４９】
この図４から理解されるように、圧電基板１ａに、ＳＨタイプの表面波の振動を妨げない空間Ｌを形成するようにベース基板２が配置され、圧電基板１ａとベース基板２とが、電極指５５ａの交差部に隣接する部分の溝６を取り囲むように固着されている。即ち、ベース基板２は、電極指５５ａの交差部の両端に形成された溝６であって、それらの両端部のみが合成樹脂３で充填されるとともに、合成樹脂で充填された部分が、ベース基板２の外周部に接合され、中央部は何ら充填されていない。
【００５０】
図４において、圧電共振素子１の端面まで加工された溝６の端面近傍は、合成樹脂の充填、又は絶縁性接着剤３の塗布により塞ぐことができ、さらには外部端子形成によっても塞ぐことができるため、櫛歯電極からなるインターデジタルトランスデユーサ（ＩＤＴ）の駆動部は完全に気密封止することが可能である。
【００５１】
ベース基板２は、絶縁性を有するものであれば特に制限されるものではないが、例えば、チタン酸バリウムを含有した誘電体材料やアルミナ基板等のセラミックス、あるいはポリイミドや液晶ポリマー等の耐熱性に優れた樹脂材などから構成されることが望ましい。
【００５２】
溝の充填に使用する合成樹脂３は、ヤング率が１×１０１０Ｐａ以下のものがバルク波に起因したスプリアスを効果的に抑制できる。このような合成樹脂としては、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂が例示できるがこれらに限定されるものではない。
【００５３】
また、ベース基板２に誘電体材料を適用し、積層構造にする事で２個の負荷容量が形成され、負荷容量を内蔵した圧電共振子を得ることができる。また、独立した櫛歯電極を形成し電気的接続を図る事でフィルタを得ることができる。例えば、ラダー型フィルタとする場合、直列に配置される圧電共振素子の共振周波数と並列に配置される反共振周波数とを合わせてフィルタの中心周波数が決定し、保証減衰量を直列に配置した容量より並列に配置した容量を大きくすることで所望の減衰量を得ることができる。即ち、並列に配置した共振子のＩＤＴの数を直列に配置した共振子のＩＤＴより多くすることで減衰量を大きくすることができる。図６にラダー型フィルタを示す。
【００５４】
さらに、図７に示すように、複合基板を作製することもできる。即ち、回路母基板２１にキャビティが形成され、このキャビティ内に図１乃至図４に示す圧電共振素子１を、その１ＤＴ形成面をキャビティ底面に対面するように収容し、図４に示す接着領域となるようにヤング率が１×１０１０Ｐａ以下の合成樹脂により接着する。一方、回路母基板２１中には２つのコンデンサ２３が内蔵されており、これらのコンデンサ２３が、圧電共振素子１に電気的に接続されている。キャビティ上には、マイクロコンピュータ用ＩＣチップ２５が配置され、その外周面が回路母基板２１上面に接着され、キャビティ内が封止されている。
【００５５】
このような複合基板では、マイクロコンピュータ用ＩＣチップ２５を、キャビティ内の圧電共振子を封止するように実装することにより、低背な複合基板を得ることができる。
【実施例１】
【００５６】
厚み１５０μｍのＰＴ系圧電磁器ウエーハと、アルミナからなる厚み１００μｍ補強基板とを、ヤング率が２×１０９Ｐａのエポキシ樹脂を介して接着後、長さ（Ｌ）方向に分極し、圧電磁器ウエーハの鏡面出しした磁器の主面上にＡｕ電極を１μｍ蒸着した。
【００５７】
フォトリソ工程を用いて櫛歯電極からなるＩＤＴと、ＩＤＴと電気的に導通する引き出し電極とを複数形成した。櫛歯電極の単位面積当りの荷重は２×１０−３ｇ／ｃｍ２であった。ＩＤＴは個々の圧電共振素子の中央部に相当する領域に配置した。この時、櫛歯電極からなるＩＤＴの電極指の方向と分極方向は一致させた。
【００５８】
その後、ＳＨタイプの表面波を反射させるための溝を、圧電基板を貫通するようにスライサーにて加工して形成した。溝内には補強基板が露出していた。この時、ＩＤＴの交差電極の数は１６対として、電極交差長は４００μｍとした。さらにＩＤＴの電極指の幅は１５μｍ、電極指と電極指との間は１５μｍとして、メタライゼーション比（ＩＤＴ電極幅／電極間の無電極の幅）を１に設定した。ＩＤＴ電極の最外側電極指の電極幅がλ／８（約７．５μｍ）であり、ＳＨタイプの表面波を反射させるための溝加工は圧電基板を貫通させ、溝を圧電基板の端面までは延出するように加工した。
【００５９】
このときのインピーダンス特性は図８に示すようにメイン周波数帯域内にスプリアスが発生せずＰ／Ｖ値は６３ｄＢと大きな値が得られた。また、この圧電共振素子に対して、コンクリート上に１．５ｍの高さから落下させて衝撃を与える、いわゆる落下試験を行ったところ、破損しなかった。
【００６０】
一方、実施例１において、厚みが３００μｍの圧電基板を用い（補強基板を有しない）、溝深さ１５０μｍの比較例の圧電共振素子を作製した。この圧電共振素子に対して、上記と同様の試験を行ったところ、溝部分で破損した。
【実施例２】
【００６１】
次ぎに、実施例１において、ＩＤＴを形成する為のＡｕ電極を厚さ２μｍ蒸着したとき（櫛歯電極の単位面積当りの荷重は４×１０−３ｇ／ｃｍ２）のインピーダンス特性を図９に示す。この図９から、ＳＨタイプの表面波の周波数帯域内にはスプリアスが発生せず、Ｐ／Ｖ値は６８ｄＢと大きな値が得られた。この現象は、単位面積当りの電極荷重を大きくする事で、ＳＨタイプの表面波の振動が電極近傍に閉じこもる、いわゆるエネルギー閉じ込め効果が大きくなったことに起因すると理解される。
【実施例３】
【００６２】
次ぎに、実施例１において、圧電磁器厚みを変化させた場合の、表面波の共振周波数ｆｒ及び反共振周波数ｆａとバルク振動のスプリアスの関係を測定し、図５に記載した。圧電磁器厚みが３２０μｍ以下の時、表面波振動のｆｒ及びｆａ間にバルク波に起因したスプリアス振動が重畳しないことがわかる。従って、圧電磁器厚みは３２０μｍ以下である事が望ましい。特に、２００μｍ以下の場合には、ＳＨタイプの表面波の振動とバルク波振動とを完全に分離することができ、さらに薄くできることが判る。
【実施例４】
【００６３】
次ぎに、実施例１の圧電共振素子と２個の負荷容量（１０〜５０ｐＦ／個）が内蔵された誘電体からなるベース基板とを、ベース基板上にエポキシ系樹脂をＩＤＴに対向しない領域に環状に印刷し（図４に示す）、圧電磁器ウエーハのＩＤＴが形成された面と対向するように、ヤング率が３×１０９Ｐａのエポキシ樹脂を介して貼り合わせ固着した。その後、個々の圧電共振子の形状にダイシング加工機で切断した。その後、外部端子をＡｇスパッタで形成し、ＩＤＴと外部端子との電気的導通を行った。その後、図１０で示すインバータ発振回路にて発振評価をおこなった結果、約５０ＭＨｚと高周波にもかかわらず、高周波で一般に用いられる３倍波発振を用いた時の発振開始電圧が３．５Ｖに対して、ＳＨタイプの表面波においては約２Ｖの低電圧で発振することができ、安定した所望の発振特性を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の圧電基板と補強基板を貼り合わせた圧電共振素子を示す外観斜視図である。
【図２】本発明の圧電共振子を示す外観斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。
【図４】図３における圧電共振素子のＩＤＴ形成面の平面図である。
【図５】実施例３のＳＨタイプの共振及び反共振周波数とバルク波に起因したスプリアスの振動の圧電磁器厚み依存性を示すグラフである。
【図６】本発明の圧電フィルタを示す平面図である。
【図７】本発明の回路基板上に圧電共振素子を実装した複合基板の模式断面図である。
【図８】実施例１のインピーダンス特性図である。
【図９】実施例２のインピーダンス特性図である。
【図１０】圧電共振子の発振回路図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  圧電共振素子
１ａ  圧電基板
１ｂ  補強基板
２  ベース基板
３  合成樹脂
５  櫛歯電極
６  溝
１２  マイクロコンピュータＩＣ
２１  母基板
Ｌ  空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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