弹性波元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于电脑或通信设备等中的高频振荡源的弹性波元件。
【背景技术】
[0002] 目前，作为搭载在各种电子设备中的振荡源，主要是AT切型石英振子被较多地使 用，在高频率下使用的情况下，是利用化L倍增至规定频率来使用。此外，在需要在高频率 下噪声等较少的信号的情况下，有时也将利用弹性表面波的谐振器用作直接振荡源。
[0003] 通过AT切割而形成的石英振子由于获得稳定的频率特性，因此被用作许多电子 设备的振荡源，但在用作进行高速动作的电脑或通信设备等的高频振荡源的情况下，需要 减薄厚度或者提升平坦度等高精度的加工技术。
[0004]另一方面，弹性表面波利用的是压电基板的表层面所产生的纵波或横波，其频率 具有与速度成正比、与波长成反比的特性。使用该弹性表面波的装置通过在W规定切割角 形成的压电基板的表面形成呈梳状配置多个电极指而成的激励电极并调整该激励电极的 膜厚或者各电极指的间距，来获得规定的振荡频率。
[0005] 专利文献1中所掲示的压电装置使用的是旋转Y切型石英基板中所产生的弹性表 面波中的兰姆波模式，为在石英基板的表面具有梳状激励电极、在背面具有频率调整用薄 膜的结构。该压电振子的溫度特性具有与传统ST切型谐振器相同的2次溫度特性。
[0006] 在专利文献2、3中掲示有一种用W振荡兰姆波的振子。相较于AT切型运样的厚 度切变型振子而言，该兰姆波型振子在获得3次溫度特性方面谋求频率特性的改善。然而， 由于石英基板的切割角是由2轴的旋转角度规定，因此在制作的容易性或者溫度特性的偏 差等方面存在问题。
[0007] 此外，在专利文献4中掲示有一种使用由欧拉角表示规定的旋转Y切型石英基板 而构成的高频振子。
[0008] 再者，上述专利文献2至4中所掲示的振子为在压电基板的表面配置有梳状激励 电极的结构，在压电基板的背面未设置有用W调整频率的薄膜等。
[0009] 在专利文献5中有关于激励电极的金属化率与所述激励电极的膜厚的关系的记 载。
[0010] 再者，上述专利文献5中所掲示的振子为在压电基板的表面配置有激励电极的结 构，在压电基板的背面未设置有用W调整频率的薄膜等。
[0011] 在专利文献6中有通过从梳状激励电极的背面侧对电极膜进行修整来调整频率 的主旨的记载。
[0012] 此外，在专利文献7中掲示有一种通过在电极面上设置薄膜并对该薄膜进行修整 来调整频率的方法。 W往技术文献 专利文献
[0013] 专利文献1 :日本专利特开昭57-68925号公报 专利文献2 :日本专利特开2003-258596号公报 专利文献3 :日本专利第4465464号公报 专利文献4 :日本专利第4306668号公报 专利文献5 :日本专利特开2011-171888号公报 专利文献 6 :W02010/082571 专利文献7 :日本专利特开昭59-210708号公报
【发明内容】
发明要解决的问题
[0014]在上述通过AT切割而形成的石英振子中，虽然振荡频率的精度较高，但在倍增至 规定频率时，存在产生相位噪声或者因信号的时间上的偏移或波动等而引起的抖动等问 题。另一方面，在弹性波元件中，由于可直接振荡高频率，因此相位噪声或抖动特性良好，但 存在振荡频率的精度比AT切型振子差的问题。
[0015]此外，专利文献1至4中所记载的W往的利用板波的弹性波元件是仅规定欧拉旋 转角0而切割而成。
[0016]由所述弹性波元件产生的振动波（板波）为横波与纵波禪合而成的振动模式，根 据所述横波与纵波的禪合程度，存在多种振动模式。运种板波的振动模式不同于传统的瑞 利波，除了必要的主振动W外，有时还存在相位速度不同且机电禪合系数K2较大的振动模 式（不必要振动）。在制成该主振动与不必要振动的反射系数的符号相等运样的谐振器时， 存在不必要振动的等效串联电阻低于主振动模式的等效串联电阻的情况。由此，在利用振 荡电路进行振荡时，会引起异常振荡。
[0017]在专利文献6、7中有通过修整来调整频率的记载，但并未展示出具体的手段，此 夕F，未从溫度特性的观点出发进行研究。
[0018]尤其是在高频特性优异的弹性波元件中，将传播板波的振动部较薄地形成为板波 的波长程度。对于如此较薄地形成的振动部，通过增厚电极膜，或者在振动部的背面侧进而 形成电极膜，可调整频率，但存在弹性波元件的溫度特性较大程度地变化的情况。因此，频 率调整的范围受到限制，无法实现高精度的调整。
[0019] 因此，本发明的目的在于提供一种弹性波元件，其通过使用加入有不同于W往的 欧拉旋转角的旋转Y切型石英基板，可获得具有最适于高频振荡的规定相位速度且3次曲 线良好的溫度特性。
[0020] 此外，本发明的目的在于提供一种弹性波元件，其可直接振荡高频率，并且振荡频 率的精度被提高至AT切型振子水平，在构成振子时，可防止因不必要振动而引起的异常振 荡。
[0021] 进而，本发明的目的在于提供一种弹性波元件，其通过构成形成激励电极的振动 部减薄，并提高保持该振动部的保持部的强度的结构，可谋求改善在所述振动部上传播的 板波的频率特性及溫度特性，并且调整较为容易。 解决问题的技术手段
[0022] 本发明的第1弹性波元件包括：石英基板，其从具有由X轴、Y轴及Z轴构成的S 维晶体取向的石英体中W使Y轴及Z轴绕X轴旋转的方式切出，W由右手系欧拉角（d)，0， W)规定的旋转角切割而成；W及形成在该石英基板的表面的、激励板波的至少I个激励 电极；其特征在于，所述石英基板是在旋转角为4 =〇±1〇。、0 = 110°~140°、W = 30~50°的范围内进行切割，并且选择在25°C下进行泰勒展开时的1次溫度系数a Xl〇6 处于-1.0 < a < +1.0的范围内、2次溫度系数e XlO S处于-1.0 < e < +1.0的范围 内的板波作为石英基板的振动模式。
[0023] 本发明的第2弹性波元件包括：石英基板，其从具有由X轴、Y轴及Z轴构成的S 维晶体取向的石英体中W使Y轴及Z轴绕X轴旋转的方式切出，W由右手系欧拉角（d)， 0，W)规定的旋转角切割而成；W及形成在该石英基板的表面的、激励板波的至少1个激 励电极；其特征在于，所述石英基板是在旋转角为4 =0 + 10。、0 = 35。~40。、W = 0 + 10°的范围内进行切割，并且选择在25°C下进行泰勒展开时的1次溫度系数a XlO6处 于-1. 0 < a < +1. 0的范围内、2次溫度系数0 X 10 S处于-1. 0 < 0 < +1. 0的范围内 的板波作为石英基板的振动模式。 发明的效果
[0024] 根据本发明的第1弹性波元件，石英基板是W由与不同于W往的旋转角0及W 的组合构成的右手系欧拉角（4 = 0°、0 = 124°~130°、W = 37. 5。~38. 5。）切割 而成。在运种W欧拉角切割而成的石英基板中，通过将在25°C下进行泰勒展开时的1次溫 度系数a XlO 6处于-1. 0 < a < +1. 0的范围内、2次溫度系数0 XlO S处于-1. 0 < P < +1. 0的范围内的板波设为振动模式，而将振荡频率的精度提高至与AT切割大致相同的 程度，并且能W基波的形式获得高频率的振荡。由此，可提供具备相位噪声或抖动特性良好 的频率特性的弹性波元件。
[00巧]此外，通过使用W所述欧拉角切割而成的石英基板，并且在表面和背面分别W规 定厚度形成激励电极和用W调整频率的背面电极，并调整所述激励电极或背面电极的膜 厚，可将所选择的振动模式的频率特性或溫度特性设定为最佳状态。
[0026] 根据本发明的第2弹性波元件，即便是在W右手系欧拉角的各旋转角为欧拉角 ((6=0°、0 =37.6。~38. 3。、W =0° )进行切割，并且将在25°C下进行泰勒展开 时的1次溫度系数a X IO6处于-1.0 < a < +1.0的范围内、2次溫度系数0 XlO S处 于-1.0 < 0 <+1.0的范围内的板波选择为振动模式的情况下，也存在该振动模式W外的 不必要振动。即便是在如此存在振动模式W外的多种不必要振动的情况下，也可通过将激 励电极的金属化率n设定在0. 6 < n < 0. 9的范围内来仅减少因不必要振动而引起的谐 振现象。因此，通过满足由所述欧拉角W及1次、2次溫度系数构成的条件，能W基波得到 与AT切割大致相同程度的频率精度、且稳定的高频率的振荡。由此，可提供具备相位噪声 或抖动特性良好的频率特性的弹性波元件。
[0027] 此外，通过将W所述欧拉角切割而成的石英基板上所形成的激励电极的金属化率 n设定在〇.6< n <0.9的范围内，并且在表面和背面分别W规定厚度形成激励电极和用 W调整频率的背面电极，并调整所述激励电极或背面电极的膜厚，可将所选择的振动模式 的频率特性或溫度特性设定为最佳状态。
【附图说明】
[002引图1为表示本发明的第1实施方式的弹性波元件的外观的立体图。 图2为上述弹性波元件的右手系欧拉角的座标图。 图3为表示由上述弹性波元件产生的板波的各模式的相位速度的分散的曲线图。 图4为表示规定了旋转角0、W的情况下的石英基板的1次溫度系数a的曲线图。 图5为表示规定了旋转角0、W的情况下的石英基板的2次溫度系数0的曲线图。 图6为表示1次溫度系数a为O的情况下的石英基板的板厚与背面电极的膜厚的关 系的曲线图。 图7为表示石英基板的板厚与1次溫度系数的关系的曲线图。 图8为表示石英基板的板厚与2次溫度系数的关系的曲线图。 图9为表示由上述弹性波元件产生的板波的各模式的相位速度的分散的曲线图。 图10为表示金属化率与机电禪合系数的关系的曲线图。 图11为表示石英基板的板厚与机电禪合系数的关系的曲线图。 图12为表示激励电极的膜厚与机电禪合系数的关系的曲线图。 图