專利名稱：壓電諧振元件以及采用該元件的壓電諧振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在振蕩電路或?yàn)V波器電路等中廣泛使用的壓電諧振元件
及其采用了該元件的壓電諧振裝置，尤其涉及抑制寄生(spurious)來(lái)改 善電特性的壓電諧振元件以及采用了該元件的壓電諧振裝置。
背景技術(shù)：
利用了壓電體的厚度縱向振動(dòng)或厚度滑動(dòng)振動(dòng)等的壓電諧振元件，其 作為諧振器的Q值高，而且在振蕩電路或?yàn)V波器電路等中被廣泛使用。
壓電諧振元件在該電特性上具有多個(gè)基于不同的振動(dòng)模式的、頻率不 同的諧振峰值。
如果將沒(méi)有抑制寄生(因所期望振動(dòng)以外的振動(dòng)所產(chǎn)生的頻率響應(yīng)) 的壓電諧振元件使用于振蕩電路，則容易產(chǎn)生振蕩頻率與意愿相反地移位 到存在寄生的頻率的問(wèn)題。另外，如果使用于濾波器電路，則容易產(chǎn)生通 頻帶外衰減量的不足。
于是，在壓電諧振元件中，如何抑制寄生成為電特性提高上的要點(diǎn)， 以往進(jìn)行了各種研究。
作為針對(duì)寄生的抑制進(jìn)行過(guò)研究的現(xiàn)有的壓電諧振元件，例如公知有 圖13所示的構(gòu)造的壓電諧振元件(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。
該壓電諧振元件101具有在厚度方向(相當(dāng)于與紙面垂直的方向)上 被極化的壓電基板102，在該壓電基板102的上下面(在圖13中示出了上 面)的中央部，夾持壓電基板102并以彼此對(duì)置的方式形成有圓形的振動(dòng) 電極103、 104，并且利用了厚度縱向振動(dòng)的3次波。另外，上述的壓電諧 振元件101使上面的振動(dòng)電極103的直徑與下面的振動(dòng)電極104的直徑不 同，由此使厚度縱向振動(dòng)的基波泄露，以便抑制因該振動(dòng)而產(chǎn)生的寄生。
專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2000—134060號(hào)公報(bào)然而，在上述的現(xiàn)有的壓電諧振元件101中存在只能抑制厚度縱向振 動(dòng)的基波的問(wèn)題。
例如，當(dāng)利用了厚度縱向振動(dòng)的3次波的壓電諧振元件的情況下，厚 度縱向振動(dòng)的5次波等的高次諧波、或者厚度縱向振動(dòng)以外的振動(dòng)也成為 寄生的原因，但是在上述的現(xiàn)有的壓電諧振元件101中無(wú)法抑制因這些振 動(dòng)而產(chǎn)生的寄生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可有效地抑制多個(gè)寄生的壓電諧振元件 以及采用了該元件的壓電諧振裝置。
本發(fā)明的壓電諧振元件，在形成為矩形狀的壓電基板的兩個(gè)主面上使 一對(duì)振動(dòng)電極粘附而成，上述一對(duì)振動(dòng)電極包括經(jīng)由上述壓電基板彼此 對(duì)置的對(duì)置部；從上述對(duì)置部沿著與上述壓電基板的一個(gè)側(cè)面平行的方向 且彼此相反的方向?qū)С龅膶?dǎo)出部；和沿著與上述一個(gè)側(cè)面正交的方向且彼 此相反的方向延伸的延伸部。
根據(jù)該構(gòu)成，由于在一對(duì)振動(dòng)電極的非對(duì)置區(qū)域，將沿著與振動(dòng)電極 的導(dǎo)出部的導(dǎo)出方向正交的方向、且向彼此相反的方向延伸的延伸部與振 動(dòng)電極一體形成，因此，能夠有效地抑制在厚度縱向振動(dòng)的3次波所產(chǎn)生 的諧振峰值附近的頻率下產(chǎn)生的其他振動(dòng)模式而產(chǎn)生的寄生、高階的厚度 振動(dòng)模式、尤其是厚度縱向振動(dòng)的5次波所產(chǎn)生的寄生。
另外，本發(fā)明的壓電諧振元件中，上述一對(duì)振動(dòng)電極的一方的延伸部 與另一方的延伸部，當(dāng)從上面?zhèn)扔^察上述壓電基板時(shí)，優(yōu)選相對(duì)于通過(guò)上 述對(duì)置部的中心且與上述一個(gè)側(cè)面平行的直線被配置成線對(duì)稱。根據(jù)該構(gòu) 成，能夠進(jìn)一步有效地抑制給厚度縱向振動(dòng)的3次波帶來(lái)的不良影響。
而且，本發(fā)明的壓電諧振裝置包括上述的壓電諧振元件和與該壓電 諧振元件的振動(dòng)電極電連接的電容器元件。根據(jù)該壓電諧振裝置，通過(guò)將 上述的壓電諧振元件的振動(dòng)電極與電容器元件連接構(gòu)成，在其電特性上可 有效地抑制寄生，其結(jié)果振蕩頻率的移位不易發(fā)生，可得到優(yōu)良特性的壓 電諧振裝置。
接下來(lái)，參照附圖對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，使得本發(fā)明中的上述的或者其他另外的優(yōu)點(diǎn)、特征及效果更清楚。


圖1是示意性表示本發(fā)明的一實(shí)施方式相關(guān)的壓電諧振元件的立體圖。圖2是表示圖1的壓電諧振元件的圖、(a)是從上面?zhèn)扔^察圖1的 壓電諧振元件的俯視圖、(b)是圖1的A—A線剖視圖、(c)是圖1的 B—B線剖視圖。圖3是示意性表示本發(fā)明的其他方式相關(guān)的壓電諧振元件的俯視圖。 圖4是示意性表示本發(fā)明的另外其他方式的壓電諧振元件的俯視圖。 圖5是示意性表示本發(fā)明的另外其他方式的壓電諧振元件的俯視圖。 圖6是示意性表示本發(fā)明的另外其他方式的壓電諧振元件的俯視圖。 圖7是示意性表示本發(fā)明的另外其他方式的壓電諧振元件的俯視圖。 圖8是示意性表示本發(fā)明的一實(shí)施方式相關(guān)的壓電諧振裝置的縱向剖 視圖。圖9是示意性表示圖8的壓電諧振裝置的分解立體圖。 圖10是圖8的壓電諧振裝置的等效電路圖。圖11是表示壓電諧振裝置的電特性的曲線圖、(a)是表示本發(fā)明的 壓電諧振裝置的電特性的曲線圖、(b)是表示現(xiàn)有的壓電諧振裝置的電 特性的曲線圖。圖12是表示因振動(dòng)電極12c、 13c間的靜電電容的變化而產(chǎn)生的、厚 度縱向3次波的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值、與厚度縱向5次波的振動(dòng)所產(chǎn)生 的諧振峰值之間的電平差的變化的曲線圖。圖13是示意性表示現(xiàn)有的壓電諧振元件的俯視圖。 圖中..l一壓電諧振裝置；IO —壓電諧振元件；ll一壓電基板；12、 13 —振動(dòng)電極；12a、 13a—對(duì)置部;12b、 13b—導(dǎo)出部;12c、 13c—延伸 部；20—電容器元件；21 —電介質(zhì)基板；22a、 22b—內(nèi)部電極；23a、 23b、 23c—外部端子電極;31a、 31b —密封基板;41a、 41b —框體;51a、 51b 一振動(dòng)空間。
具體實(shí)施方式
以下，基于附圖，詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的壓電諧振元件。圖1是示意性表示本發(fā)明的一實(shí)施方式相關(guān)的壓電諧振元件的立體圖。圖2 (a)是從上面?zhèn)扔^察圖1的壓電諧振元件的俯視圖、圖2 (b) 是圖1的A—A線剖視圖、圖2 (c)是圖1的B—B線剖視圖。壓電諧振元件10在上下具有大致長(zhǎng)方形的主面。具有在壓電基板11 的兩個(gè)主面上，按照其一部分隔著壓電基板11而對(duì)置的方式粘附一對(duì)振 動(dòng)電極12、 13的構(gòu)造。壓電基板11是由鈦鋯酸鉛或鈦酸鉛等壓電陶瓷材料、或者水晶或鈮 酸鋰等壓電單結(jié)晶材料構(gòu)成的長(zhǎng)方體狀的基板，其在厚度方向上被極化。 此外，當(dāng)壓電基板11由陶瓷材料構(gòu)成的情況下，通過(guò)在原料粉末中添加 粘結(jié)劑并進(jìn)行擠壓(press)的方法、或者通過(guò)將原料粉末與水、分散劑一 起采用球磨機(jī)(ball mill)進(jìn)行混合及干燥，并添加粘結(jié)劑、溶劑、增塑 劑等并利用刮刀(doctorblade)法成型的方法等，形成為片狀，接著，在 110(TC 140(TC的峰值溫度下焙燒幾十分鐘 幾個(gè)小時(shí)，來(lái)形成基板后， 例如在厚度方向上以60 15(TC的溫度施加3 15kV/mm的電壓，來(lái)實(shí)施 極化處理，由此可得到具有期望的壓電特性的壓電基板ll。另外，當(dāng)壓電 基板11由壓電單結(jié)晶材料構(gòu)成的情況下，通過(guò)將成為壓電基板11的壓電 單結(jié)晶材料的錠料(ingot)(母材)按照成為規(guī)定的結(jié)晶方向的方式進(jìn)行 切斷，由此可得到具有期望的壓電特性的壓電基板ll。如果向粘附在壓電諧振元件10的振動(dòng)電極12、 13施加交流電壓，則由于壓電效果而各種振動(dòng)被激勵(lì)，并且因各個(gè)振動(dòng)而產(chǎn)生的諧振峰值呈現(xiàn) 在頻率特性上。本實(shí)施方式的壓電諧振元件10利用了因厚度縱向3次波 的振動(dòng)而產(chǎn)生的諧振峰值。振動(dòng)電極12包括與振動(dòng)電極13對(duì)置的對(duì)置部12a;從對(duì)置部12a 導(dǎo)出，以用于與外部電連接的導(dǎo)出部12b;和從對(duì)置部12a延伸的延伸部 12c。振動(dòng)電極13包括與振動(dòng)電極12對(duì)置的對(duì)置部13a;從對(duì)置部13a 導(dǎo)出，以用于與外部電連接的導(dǎo)出部13b;和從對(duì)置部13a延伸的延伸部 13c。在此，當(dāng)俯視壓電基板11時(shí)，延伸部12c、 13c從振動(dòng)電極12、 13的對(duì)置區(qū)域的中心X朝向與壓電基板11的主面的短邊平行且相反的方向，從對(duì)置部12a、 13a延伸。通過(guò)將這樣的延伸部12c、 13c設(shè)置在振動(dòng)電極 12、 13，從而能夠有效地減小壓電諧振元件10的寄生的電平。認(rèn)為這是 由于根據(jù)在振動(dòng)電極12、 13的非對(duì)置區(qū)域中所形成的延伸部12c、 13c的 質(zhì)量附加效果，而使存在于非對(duì)置區(qū)域的不必要的振動(dòng)衰減。即認(rèn)為，在 本實(shí)施方式的情況下，利用厚度縱向3次波的振動(dòng)，該振動(dòng)大致封閉在振 動(dòng)電極12與13的對(duì)置區(qū)域內(nèi)，但是同時(shí)發(fā)生的基波或5次波等其他模式 的振動(dòng)還存在于振動(dòng)電極12與13的非對(duì)置區(qū)域，根據(jù)在該非對(duì)置區(qū)域中 所形成的延伸部12c、 13c的質(zhì)量附加效果，使此處存在的厚度縱向3次 波以外的模式振動(dòng)衰減，能夠減小因此而產(chǎn)生的寄生的電平。本申請(qǐng)的發(fā)明者，進(jìn)行采用了有限單元法(finite dement method)的 仿真，并且解析了成為在厚度縱向3次波的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值附近的 頻率下所發(fā)生的寄生的原因的振動(dòng)的振動(dòng)分布。其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了成為寄生 的原因的振動(dòng)振幅大的區(qū)域，在從振動(dòng)電極12、 13的對(duì)置區(qū)域的中心X 起朝向與壓電基板ii的主面的短邊平行的方向，存在于從振動(dòng)電極12、13的對(duì)置區(qū)域突出的部分的情況。根據(jù)該情況，可以判斷通過(guò)在從振動(dòng)電 極12、 13的對(duì)置區(qū)域突出的部分形成延伸部12c、 13c，由此能夠特別有效地減小寄生的大小。另外，通過(guò)形成延伸部12c、 13c，與沒(méi)有形成延伸部12c、 13c的情 況相比，能夠更加增大振動(dòng)電極12、 13間的靜電電容，由此使高階厚度 縱向振動(dòng)模式、尤其厚度縱向振動(dòng)的5次波衰減，能夠減少因此而產(chǎn)生的 寄生的電平。為了使振動(dòng)電極12、 13間的靜電電容增大，也有增加振動(dòng) 電極12、 13的對(duì)置區(qū)域的面積的方法，但是對(duì)置區(qū)域的面積的增大將會(huì) 帶來(lái)成為寄生的原因的不必要振動(dòng)的增大，因此不太理想。另外，雖然導(dǎo) 出部12b、 13b也會(huì)帶來(lái)振動(dòng)電極12、 13間的靜電電容的增加，但是這種 方式也有限。在本實(shí)施方式的壓電諧振元件10中通過(guò)形成延伸部12c、 13c， 不會(huì)使振動(dòng)電極12、 13的對(duì)置區(qū)域的面積增大，而且能夠使振動(dòng)電極12、 13間的靜電電容增大，能夠減小因高階的厚度縱向振動(dòng)模式、尤其是厚度 縱向振動(dòng)的5次波所產(chǎn)生的寄生的電平。當(dāng)俯視壓電基板11時(shí)，優(yōu)選延伸部12c和13c相對(duì)于通過(guò)振動(dòng)電極12、 13的對(duì)置區(qū)域的中心X而與壓電基板11的主面的長(zhǎng)邊平行的直線(圖2 (a)的C一C線)配置成線對(duì)稱。在該情況下，相對(duì)于在振動(dòng)電極12、 13的對(duì)置區(qū)域中存在的厚度縱向3次波的振動(dòng)的中心，電極的質(zhì)量分布及 電場(chǎng)分布呈對(duì)稱，能夠有效地防止對(duì)厚度縱向3次波的振動(dòng)帶來(lái)不良影響。 另外，當(dāng)俯視壓電基板ll時(shí)，優(yōu)選延伸部12c和13c形成以通過(guò)振 動(dòng)電極12、 13的對(duì)置區(qū)域的中心X而與壓電基板11的主面的短邊平行的 直線(圖2 (a)的D—D線)為中心線的線對(duì)稱的形狀。通過(guò)使延伸部 12c、 13c形成為這樣的形狀，能夠有效地防止對(duì)厚度縱向3次波的振動(dòng)帶 來(lái)不良影響。此外，作為振動(dòng)電極12、 13的材質(zhì)采用金、銀、銅、鉻、錫、鉛、 鋁等導(dǎo)電性良好的金屬，通過(guò)對(duì)這些金屬通過(guò)以往公知的真空蒸鍍等PVD 法或?yàn)R射法、或者厚膜印刷法實(shí)施涂布及烘焙等，來(lái)形成振動(dòng)電極12、 13。接著，采用圖3 圖7，對(duì)本發(fā)明的其他實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。此外， 在這些實(shí)施方式中僅僅說(shuō)明與上述實(shí)施方式不同部分，對(duì)同樣的構(gòu)成要素 采用同一參考符號(hào)，并省略重復(fù)的說(shuō)明。圖3及圖4是表示變更了延伸部形狀的振動(dòng)電極圖案的例子的壓電諧 振元件的俯視圖。成為在厚度縱向3次波的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值附近的頻率下所發(fā)生 的寄生的原因的振動(dòng)振幅大的區(qū)域，從振動(dòng)電極12、 13的對(duì)置區(qū)域的中 心X朝向與壓電基板ll的主面的短邊平行的方向，存在于從振動(dòng)電極12、 13的對(duì)置區(qū)域突出的延伸部12c、 13c。在圖3的情況下，延伸部12c、 13c的形狀是將對(duì)置部12a、 13a的與 壓電基板11的主面的長(zhǎng)邊平行的一邊作為底邊的三角狀。另外，在圖4 的情況下，延伸部12c、 13c的形狀是從對(duì)置部12a、 13a的與壓電元件11 的主面的長(zhǎng)邊平行的一邊的一部分延伸的矩形狀。通過(guò)這種形狀的延伸部 12c、 13c也能抑制該寄生的大小。另外，圖5是表示將導(dǎo)出部12b、 13b的寬度擴(kuò)展至延伸部12c、 13c的振動(dòng)電極圖案的例子的壓電諧振元件的俯視圖。在該圖5的形狀的振動(dòng)電極12、 13中，由于振動(dòng)電極12、 13間的靜電電容變得更大，因此，能夠使高階的厚度縱向振動(dòng)模式、尤其是厚度縱向振動(dòng)的5次波進(jìn)一步衰減，能夠進(jìn)一步減少因此而產(chǎn)生的寄生的電平。再有，圖6及圖7是表示變更了導(dǎo)出部12b、 13b的形狀的振動(dòng)電極 圖案的例子的壓電諧振元件的俯視圖。如這些圖所示，導(dǎo)出部12b、 Dc不一定導(dǎo)出到壓電基板ll的主面的 短邊，也可中途改變方向而導(dǎo)出到長(zhǎng)邊。再有，圖8是示意性表示將上述的壓電諧振元件10與電容器元件20 電連接及機(jī)械連接來(lái)構(gòu)成電容內(nèi)置型壓電諧振子的壓電諧振裝置1的縱向 剖視圖，圖9是圖8的壓電諧振裝置的分解立體圖，圖10是其等效電路 圖。這些圖所示的壓電諧振裝置1主要包括壓電諧振元件10和電容器元 件20。在壓電諧振元件10的上面?zhèn)?，按照形成振?dòng)空間51b的方式隔著框 體41b而與密封基板31b接合，在壓電諧振子10的下面?zhèn)龋凑招纬烧?動(dòng)空間51a的方式隔著框體41a而與密封基板31a接合。另一方面，電容器元件20包括電介質(zhì)基板21、內(nèi)部電極22 (22a、 22b)和外部端子電極23 (23a、 23b、 23c)。具體而言，在電介質(zhì)基板 21的上面形成有內(nèi)部電極22a、 22b，在電介質(zhì)基板21的下面形成有外部 端子電極23a、 23b、 23c。各外部端子電極被配置成在外部端子電極23a 與23c間、以及在外部端子電極23b與23c間形成規(guī)定的靜電電容。電介質(zhì)基板21是由鈦鋯酸鉛(PZT)或鈦酸鉛(PT)、鈦酸鋇(BT) 等強(qiáng)電介質(zhì)陶瓷材料構(gòu)成的四角形狀的基板。對(duì)該電介質(zhì)基板21而言， 通過(guò)在原料粉末中添加粘結(jié)劑并進(jìn)行擠壓的方法、或者通過(guò)將原料粉末與 水、分散劑一起采用球磨機(jī)進(jìn)行混合及干燥，并添加粘結(jié)劑、溶劑、增塑 劑等并利用刮刀法成型的方法等，來(lái)形成薄片，接著，對(duì)該薄片以1100 匸 140(TC的峰值溫度焙燒幾十分鐘 幾個(gè)小時(shí)，來(lái)形成電介質(zhì)基板21。在電介質(zhì)基板21的上下面所形成的內(nèi)部電極22及外部端子電極23， 以與振動(dòng)電極12、 13同樣的材料及方法來(lái)形成，在外部端子電極23的表 面進(jìn)一步實(shí)施了鎳鍍敷及錫鍍敷。密封基板31 (31a、 31b)具有與框體41 (41a、 41b) —起形成振動(dòng) 空間51 (51a、 51b)來(lái)保護(hù)壓電基板11的振動(dòng)區(qū)域的功能。其縱向及橫向長(zhǎng)度與壓電基板ll的縱向及橫向長(zhǎng)度大致相同，而厚度因材料而不同，例如設(shè)定為幾十^m 幾mm。作為這樣的密封基板31的材料能夠使用聚 對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等工程塑料、液晶聚合物或環(huán)氧系樹(shù)脂等耐 熱性樹(shù)脂，尤其適合使用玻璃纖維的含量為30 80%的聚酰亞胺樹(shù)脂或環(huán) 氧樹(shù)脂。在該情況下，如果在100Pa以下的真空中施加0.2MPa 5MPa的 壓力的同時(shí)在180'C 20(TC的溫度下保持40分鐘 90分鐘進(jìn)行硬化，則 能夠良好地接合?？蝮w41具有與密封基板31 —起形成振動(dòng)空間51的功能，其由環(huán)氧 系樹(shù)脂等熱硬化性樹(shù)脂等構(gòu)成，例如，通過(guò)以往公知的厚膜印刷法涂布在 壓電基板ll，并且在80。C 20(TC下進(jìn)行干燥及硬化，由此形成框體41。 另外，為了調(diào)節(jié)框體41的粘度或熱膨脹系數(shù)，也可含有由氧化硅等無(wú)機(jī) 物材料構(gòu)成的填充劑。在此，框體41優(yōu)選按照不與振動(dòng)電極的對(duì)置部12a、 13a接觸，并且 與振動(dòng)電極的延伸部12c、 13c接觸的方式形成。由此，幾乎不會(huì)對(duì)振動(dòng) 電極12、 13的對(duì)置部中封閉的厚度縱向3次波的振動(dòng)帶來(lái)影響，能夠進(jìn) 一步抑制成為寄生的原因的振動(dòng)。并且，壓電諧振元件10與電容器元件20通過(guò)外部連接電極(未圖示) 電連接。外部連接電極例如通過(guò)利用以往公知的厚膜印刷法等將導(dǎo)電性環(huán) 氧樹(shù)脂涂布在壓電基板11或電介質(zhì)基板21的側(cè)面等之后、在80°C 250 "C下進(jìn)行加熱和硬化來(lái)形成。在上述的壓電諧振裝置1中，振動(dòng)電極12、內(nèi)部電極22a和外部端子 電極23a通過(guò)外部連接電極彼此連接，振動(dòng)電極13、內(nèi)部電極22b和外部 端子電極23b通過(guò)其他的外部連接電極彼此連接。通過(guò)在這樣的壓電諧振元件10、外部端子電極23a與23c之間形成的 靜電電容cl、在外部端子電極23b與23c之間形成的靜電電容c2，來(lái)構(gòu)成 圖IO的等效電路圖所示的電容內(nèi)置型壓電諧振子。在該壓電諧振裝置1中，由于包括有效地抑制了寄生的壓電諧振元件 10、以及與該振動(dòng)電極電連接的電容器元件20，因此，不易產(chǎn)生振動(dòng)頻率 的移位，可得到特性優(yōu)良的壓電諧振裝置l。實(shí)施例為了確認(rèn)本發(fā)明的作用效果，以圖8 圖IO所示的電容內(nèi)置型壓電諧 振子作為試驗(yàn)對(duì)象，測(cè)定了其電特性。設(shè)壓電基板11的材質(zhì)為鈦酸鉛，形狀為縱向2.5mmX橫向2.0mmX 厚度0.31mm，在其上下面通過(guò)濺射形成了鉻的基底和由銀構(gòu)成的振動(dòng)電 極12、 13。作為振動(dòng)電極的形狀，設(shè)振動(dòng)部12a、 13a的形狀為縱向0.6mm X橫向0.5mm、導(dǎo)出部12b、 13b的形狀為縱向0.95mmX橫向0.5mm、延 伸部12c、 13c的形狀為縱向0.6mmX橫向0.45mm。另外，設(shè)電介質(zhì)基板21的材質(zhì)為鈦酸鋇，形狀為縱向2.5mmX橫向 2.0mmX厚度0.16mm，在其上下面通過(guò)以銀為主成分的導(dǎo)電漿料的涂布 及烘焙形成了內(nèi)部電極22及外部端子電極23。在外部端子電極23的表面 進(jìn)一步實(shí)施了鎳鍍敷及錫鍍敷。而且，在壓電諧振元件10的上下面通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂的涂布及硬化形成 了框體41之后，以由含有玻璃纖維的聚酰亞胺樹(shù)脂構(gòu)成的密封基板31來(lái) 上下夾持，進(jìn)而，還從下面重疊電容器元件20，在100Pa的真空中施加 0.5MPa的壓力的同時(shí)在18(TC的溫度下保持60分鐘進(jìn)行硬化及接合，之 后，在壓電基板11和電介質(zhì)基板21的側(cè)面通過(guò)以銀為主成分的導(dǎo)電漿料 的涂布及硬化來(lái)形成外部連接電極，由此制作了壓電諧振裝置1。另外，為了比較，除沒(méi)有形成延伸部12c、 13c以外，以與上述實(shí)施 例同樣的方式制作了另外的壓電諧振裝置。圖11 (a)是表示通過(guò)上述方式制作的本發(fā)明的壓電諧振裝置1的電 特性的曲線圖。圖11 (b)是表示比較例的電特性的曲線圖。各曲線圖的 橫軸表示頻率(MHz)、縱軸表示阻抗(實(shí)線)及相位移位量(虛線)。 縱軸的標(biāo)度是相對(duì)刻度。比較圖11 (a)與圖11 (b)可知，對(duì)本發(fā)明的壓電諧振裝置而言， 與厚度縱向3次波的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值(阻抗特性中A點(diǎn)及B點(diǎn)) 相比在稍微高頻的一側(cè)存在的寄生峰值(阻抗特性中的C點(diǎn)、D點(diǎn)及相位 特性中的E點(diǎn))被抑制，從而成為良好的電特性。另外，通過(guò)逐漸增大延伸部12c、 13c的面積，來(lái)逐漸增加振動(dòng)電極 12、 13間的靜電電容，對(duì)各自厚度縱向3次波的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值的大小、以及寄生也就是厚度縱向5次波的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值的大小進(jìn) 行估計(jì)，來(lái)研究?jī)烧咧畹淖兓Ｔ谥C振峰值的電平的估計(jì)中，測(cè)量諧振點(diǎn)(圖11的A點(diǎn))的電阻值 即R。和反諧振點(diǎn)(圖11的B點(diǎn))的電阻值即Ra，并且使用了以P/V值二20Log (Ra/Ro)來(lái)定義的P/V值。圖12表示該結(jié)果。圖12表示的曲線圖的橫軸是因延伸部12c、 13c而新增的靜電電容AC 除以形成延伸部12c、 13c之前的振動(dòng)電極12、 13間的靜電電容Q)的值， 縱軸是從厚度縱向3次波的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值的P/V值中減去厚度縱 向5次波的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值的P/V值而取得兩者之差的值。在此，在利用厚度縱向3次波的振動(dòng)的壓電諧振裝置1中，優(yōu)選與厚 度縱向3次波的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值相比，成為寄生的厚度縱向5次波 的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值更小。尤其，優(yōu)選兩者之差設(shè)定為14dB以上、 △C/Co的值優(yōu)選設(shè)定為0.25以上。這樣確認(rèn)了通過(guò)形成延伸部12c、 13c 來(lái)增加振動(dòng)電極12、 13間的靜電電容，能夠較低地抑制高階的厚度縱向 振動(dòng)模式、尤其厚度縱向5次波的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值的電平。在該實(shí)驗(yàn)中還確認(rèn)了雖然觀察到隨著AC/Co的值的增加而厚度縱向3 次波的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值的P/V值稍微降低，但是由于厚度縱向5次 波的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值的P/V值的降低程度超過(guò)了上述厚度縱向3次波的振動(dòng)所產(chǎn)生的諧振峰值的P/V值的降低程度，因此兩者的電平差增加， 成為良好的電特性的情況。此外本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可 進(jìn)行各種變更及改進(jìn)。例如，在上述實(shí)施方式中示出了當(dāng)俯視壓電基板11時(shí)，延伸部12c、 13c以通過(guò)振動(dòng)電極12、 13的對(duì)置區(qū)域的中心X而與壓電基板11的主面 的長(zhǎng)邊平行的直線(圖2 (a)的C一C線)為中心線被配置成線對(duì)稱的例 子，但是不一定配置成上述結(jié)構(gòu)，只要在振動(dòng)電極的非對(duì)置區(qū)域中設(shè)置沿 著與上述一邊正交的方向、且從上述對(duì)置區(qū)域的中心X朝向外方延伸在相 反方向的延伸部12c、 13c，則能夠有效地抑制寄生。另外，在上述實(shí)施方式中示出了當(dāng)俯視壓電基板ll時(shí)，延伸部12c、 13c以通過(guò)振動(dòng)電極12、 13的對(duì)置區(qū)域的中心X而與壓電基板11的主面的短邊平行的直線(圖2 (a)的D—D線)為中心線被形成為線對(duì)稱的例子，但是不一定如上述那樣配置，只要在振動(dòng)電極的非對(duì)置區(qū)域中設(shè)置沿著與上述一邊正交的方向、且從上述對(duì)置區(qū)域的中心X朝向外方延伸在相 反的方向的延伸部12c、 13c，則能夠有效地抑制寄生。
權(quán)利要求
1. 一種壓電諧振元件，在呈矩形狀的壓電基板的兩個(gè)主面上使一對(duì)振動(dòng)電極粘附而成，上述一對(duì)振動(dòng)電極包括隔著上述壓電基板彼此對(duì)置的對(duì)置部；從上述對(duì)置部在與上述壓電基板的一個(gè)側(cè)面平行的方向?qū)С龅膶?dǎo)出部；和在與上述一個(gè)側(cè)面正交的方向延伸的延伸部，從上述一個(gè)振動(dòng)電極的對(duì)置部導(dǎo)出的導(dǎo)出部與從上述另一個(gè)振動(dòng)電極的對(duì)置部導(dǎo)出的導(dǎo)出部，朝向相反的方向?qū)С?，從上述一個(gè)振動(dòng)電極的對(duì)置部延伸的延伸部與從上述另一個(gè)振動(dòng)電極的對(duì)置部延伸的延伸部，朝向相反的方向延伸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電諧振元件，其特征在于， 當(dāng)俯視上述壓電基板時(shí)，上述一對(duì)振動(dòng)電極的一方的延伸部與另一方的延伸部，相對(duì)于通過(guò)上述對(duì)置部的中心且與上述一個(gè)側(cè)面平行的直線被 配置成線對(duì)稱。
3、 一種壓電諧振裝置，包括 權(quán)利要求1所述的壓電諧振元件；和 與該壓電諧振元件的振動(dòng)電極電連接的電容器元件。
全文摘要
一種在矩形狀的壓電基板(11)的兩個(gè)主面上使一對(duì)振動(dòng)電極(12、13)粘附而成的壓電諧振元件(10)，在兩個(gè)振動(dòng)電極(12、13)的非對(duì)置區(qū)域，設(shè)置沿著從上述對(duì)置區(qū)域的中心X朝向外方在相反的方向延伸的延伸部(12c、13c)，從而提供一種抑制了寄生的電特性優(yōu)良的壓電諧振元件。
文檔編號(hào)H01L41/09GK101248579SQ20058005137
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2005年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月30日
發(fā)明者古江純司, 村橋昌人, 畑裕二 申請(qǐng)人:京瓷株式會(huì)社