專利名稱：壓電元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓電元件，具體地說，涉及包括基片和至少一個(gè)壓電諧振器置于所述基片上的壓電諧振器。該壓電元件采用例如壓電單元的機(jī)械振動。用作振蕩器，特別是電壓控制的振蕩器、鑒頻器、濾波器等。


圖13是在與本發(fā)明相關(guān)的常規(guī)壓電元件1中，用于將壓電諧振器支承在基片上的結(jié)構(gòu)件主要部分的截面圖。該壓電元件1包括具有壓電基片3的壓電諧振器2，所述壓電基片3的形狀為例如帶矩形主表面(正面和反面)的扁平塊狀。壓電基片3沿著例如其厚度方向極化。在壓電基片3的正面和反面上分別形成電極4a和4b。當(dāng)在電極4a和4b之間輸入信號時(shí)，就有電場沿壓電基片3的厚度方向施加至壓電基片3上，壓電基片3沿縱向振動。
將壓電諧振器2支承在表面帶有預(yù)定圖形電極(pattern electrode)6的絕緣基片5上。用導(dǎo)電粘合劑或類似物制成的安裝構(gòu)件7將壓電諧振器2的波節(jié)部分支承在絕緣基片5上。在壓電諧振器2反面在縱向的中央從橫向的一端至另一端施加導(dǎo)電粘合劑形成安裝構(gòu)件7。在這種常規(guī)壓電元件中，通過例如金屬掩模印刷在壓電基片的反面形成安裝構(gòu)件7。用安裝構(gòu)件7將壓電諧振器2和絕緣基片5粘合在一起。從而使壓電諧振器2反面的電極4b和絕緣基片5正面的圖形電極6機(jī)械地電氣地連接在一起。
但是，在如圖13所示的用于將壓電諧振器2支承在絕緣基片5上的結(jié)構(gòu)中，由于例如機(jī)械應(yīng)力(如表面張力)使安裝構(gòu)件7變圓，從而減小了壓電諧振器2和絕緣基片5之間的接觸面積。即降低了壓電諧振器2反面上的電極4b和絕緣基片5上的圖形電極6之間的粘結(jié)強(qiáng)度。結(jié)果，壓電諧振器2和圖形電極6之間的電氣連接較弱。在某些情況下，會使壓電元件1的可靠性變差。另外，在如圖13所示的常規(guī)支承結(jié)構(gòu)中，安裝構(gòu)件7的厚度較小，當(dāng)壓電諧振器2支承在絕緣基片5上時(shí)，壓電諧振器2和絕緣基片5被相互緊密地放置。在這種情況下，存在著絕緣基片5隨壓電諧振器2的振動而共振的可能，造成壓電諧振器2在電氣特性方面不必要的響應(yīng)。
鑒于上述問題，本發(fā)明的主要目的是提供一種基片和壓電諧振器的連接強(qiáng)度高、電氣可靠性改善的壓電元件。
本發(fā)明提供一種上述種類的壓電元件，其特征在于用于將所述壓電諧振器支承在所述基片表面上的支承構(gòu)件被置于所述基片和每個(gè)所述壓電諧振器之間，用于將所述壓電諧振器和所述支承構(gòu)件粘結(jié)在一起的第一支承裝置被置于所述壓電諧振器和所述支承構(gòu)件之間。
所述壓電元件還可含有位于所述支承構(gòu)件和所述基片之間用以將它們粘結(jié)在一起的第二支承裝置。
在上述壓電元件中，所述第一支承裝置沿所述壓電諧振器縱向的粘結(jié)長度可定為所述壓電諧振器縱向長度的25％或更小。
在上述壓電元件中，所述第一支承裝置可以是彈性導(dǎo)電粘合劑。
在上述壓電元件中，上述第二支承裝置可以是彈性導(dǎo)電粘合劑。
在上述壓電元件中，所述支承構(gòu)件可具有電氣地導(dǎo)通所述壓電諧振器和所述基片的導(dǎo)電部分。
在所述壓電諧振器中，所述導(dǎo)電部分可以是在所述支承構(gòu)件上的金屬箔。
在上述壓電元件中，所述壓電諧振器可包括長形的基本元件，所述基本元件可具有分別與所述基本元件的縱向垂直放置的許多壓電層和許多電極交替地疊合在一起的結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明，相對于常規(guī)結(jié)構(gòu)中的粘合面積而言，使用支承構(gòu)件可適當(dāng)增加由第一支承裝置形成的支承構(gòu)件和壓電諧振器之間的粘合面積，并可增加由第二支承裝置形成的支承構(gòu)件和基片之間的粘合面積。從而增加基片和壓電諧振器之間的連接強(qiáng)度，穩(wěn)定它們之間的電氣連接，使獲得電氣可靠性改善的壓電元件成為可能。支承構(gòu)件具有分別面向基片和壓電諧振器的平面。當(dāng)將壓電諧振器支承在基片預(yù)定的位置上時(shí)，由于使用了支承構(gòu)件而使基片和壓電諧振器之間具有適當(dāng)?shù)拈g距。因此，基片和壓電諧振器間的距離不像常規(guī)支承結(jié)構(gòu)那樣緊密。這種間距阻止了基片隨壓電諧振器振動的共振，從而防止了壓電諧振器電氣特性的不必要響應(yīng)。
另外，按照本發(fā)明，將粘合長度(即壓電諧振器和第一支承裝置沿壓電諧振器縱向粘合在一起的長度)定為壓電諧振器長度的25％或更小，從而防止支承裝置成為壓電諧振器的顯著負(fù)載，以至降低品質(zhì)因子。
在本發(fā)明壓電元件中，第一支承裝置用于粘合壓電諧振器和支承構(gòu)件，第二支承裝置用于粘合支承構(gòu)件和基片。如果第一和第二支承裝置均由彈性導(dǎo)電粘合劑制成，則第一支承裝置可將壓電諧振器支承在支承構(gòu)件上并電氣地連接壓電諧振器和支承構(gòu)件，第二支承裝置可將支承構(gòu)件支承在基片上并電氣地連接支承構(gòu)件和基片。同樣在本發(fā)明壓電元件中，如果用于粘合壓電諧振器和基片的第一支承裝置是導(dǎo)電粘合劑，則它能將壓電諧振器支承在基片上并電氣地連接壓電諧振器和基片。另外，如果導(dǎo)電粘合劑層是彈性的，則它能從壓電諧振器吸收振動泄漏(leak)。即能防止基片隨壓電諧振器振動的共振。從而可更可靠地防止壓電諧振器電氣特性的不必要的響應(yīng)。
如果支承構(gòu)件上帶有導(dǎo)電部分，它就能將壓電諧振器和基片電氣地連接在一起。甚至支承構(gòu)件是由非導(dǎo)電材料制成的，形成于支承構(gòu)件上的導(dǎo)電部分也能將，例如基片上預(yù)定的圖形電極和壓電諧振器預(yù)定的電極電氣地連接在一起。
作為這種導(dǎo)電部分，可將金屬箔(如銅箔)置于支承構(gòu)件上不是朝向基片和壓電諧振器的平面的部分上，使壓電諧振器和基片電氣相連。
從下面參照附圖的本發(fā)明較好實(shí)例的詳細(xì)描述中，可更清楚地理解本發(fā)明上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。
圖1是代表本發(fā)明實(shí)例的壓電元件的部件分解透視圖；圖2是圖1壓電元件主要部分的放大片斷截面圖；圖3A和3B是將支承構(gòu)件連接在用于圖1和圖2壓電元件上的壓電振動元件的方法的例子示意圖；圖3A是用于壓電振動元件、粘有支承構(gòu)件的母體基片透視圖；圖3B是沿圖3A雙點(diǎn)劃線切割母體基片得到的附有支承構(gòu)件并在側(cè)面具有導(dǎo)電體的壓電振動元件的放大透視圖；圖4是諧振銳度與壓電振動元件-支承構(gòu)件粘合部分的長度和壓電振動元件總長度之比的關(guān)系圖；圖5是壓電諧振元件和絕緣基片間的間距與壓電振動元件和絕緣基片間共振程度的關(guān)系圖；圖6是代表本發(fā)明第二個(gè)實(shí)例的壓電元件的部件透視分解圖；圖7是圖6壓電元件主要部分的放大部件截面圖；圖8A和8B是將導(dǎo)體安裝在用于圖6和7壓電元件中的支承構(gòu)件上的方法的例子示意圖；圖8A是兩個(gè)主表面上帶有金屬箔的支承構(gòu)件母體基片的透視圖；圖8B是沿圖8A雙點(diǎn)劃線切割母體基片得到的側(cè)面具有導(dǎo)電體的支承構(gòu)件的放大透視圖；圖9是代表本發(fā)明第三個(gè)實(shí)例的壓電元件主要部分的平面圖；圖10圖9壓電元件主要部分的部件分解透視圖；圖11是圖9和10壓電元件部分放大的片斷截面圖；圖12是圖9、10、11壓電元件的電路圖；圖13是常規(guī)壓電元件中將壓電諧振器支承在基片上的結(jié)構(gòu)的主要部分的截面圖；圖14是圖6壓電元件所使用的壓電振動元件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15是本發(fā)明另一種內(nèi)電極；圖16是使用圖15所示內(nèi)電極的壓電振動元件。
下面將描述代表本發(fā)明第一個(gè)實(shí)例、用作振蕩器的壓電元件。
如圖1所示，壓電元件10包括由氧化鋁或類似物制成的長板狀的絕緣基片12。兩個(gè)圖形電極14和16相互適當(dāng)間隔地置于絕緣基片12兩個(gè)主表面中的一個(gè)主表面(如圖1所示的正面)上。圖形電極14由直電極14a和14b組成，所述直電極14a沿絕緣基片12較短的一邊沿基片12的寬度方向直線地由一端延伸至另一端，直電極14b沿絕緣基片12的縱向從直電極14a的一個(gè)縱向端附近的位置直線延伸。
圖形電極16由直電極16a和16b組成，所述直電極16a沿絕緣基片12較短的另一邊沿基片12的寬度方向直線地由一端延伸至另一端，直電極16b沿絕緣基片12的縱向從直線電極16a的一個(gè)縱向端附近的位置直線延伸。
圖形電極14和16具有延伸區(qū)(extensions)以迂回(roundabout)的方式延伸至絕緣基片12的反面，盡管圖中未表示。
用作壓電諧振器的壓電振動元件18被置于絕緣基片12的正面上。壓電振動元件18包括壓電基片20，所述基片20是例如扁平塊狀具有矩形主表面(正面和反面)的壓電陶瓷元件。在例如壓電基片20的整個(gè)正面上形成振動電極22a，在壓電基片20的整個(gè)反面上形成振動電極22b。該壓電振動元件18以例如縱向振動模式振動并被用作壓電諧振器。
用支承構(gòu)件24以及第一和第二彈性粘合劑層26和28將壓電振動元件18連接在絕緣基片12的預(yù)定位置上，所述粘合劑層26和28作為第一和第二支承裝置置于壓電振動元件18和絕緣基片12之間。
例如，支承構(gòu)件24的形狀為扁平小塊狀，具有矩形的主表面，它是由環(huán)氧樹脂或類似物制成的。
支承構(gòu)件24具有兩個(gè)相反的平面24a和24b(主表面)。將支承構(gòu)件24置于壓電振動元件18和絕緣基材12之間，使平面24a面對壓電振動元件18的反面，而另一個(gè)平面24b面對絕緣基片12的正面。準(zhǔn)確地說，如圖1所示，支承構(gòu)件24大致位于壓電振動元件18縱向的中央。
在平面24a上，即支承構(gòu)件24的上表面上(參見圖1)涂覆作為第一支承裝置的由導(dǎo)電材料(如銀)填充劑混入彈性熱固性樹脂(如硅氧烷或環(huán)氧樹脂)中制得的導(dǎo)電性粘合劑26a，從而形成第一導(dǎo)電粘合劑層26。用第一導(dǎo)電粘合劑層26將支承構(gòu)件24的平面24a粘合至壓電振動元件18的振動波節(jié)區(qū)域，即粘合在壓電振動元件18的縱向中央部分。更具體地說，將支承構(gòu)件24的平面24a粘合在壓電振動元件18的振動電極22b的縱向中央部分。將粘合長度W(即作為第一支承裝置的第一導(dǎo)電粘合劑層26沿壓電振動器18的縱向和壓電振動器18粘合在一起的長度)設(shè)定為壓電振動元件18總長度L的25％或更小。在本實(shí)例中，壓電振動元件18的總長度L約為4.0mm，寬度約0.6mm，厚度約0.4mm。
另一方面，在絕緣基片12的正面，由導(dǎo)電性粘合劑28a制成的第二導(dǎo)電性粘合劑層28作為第二支承裝置形成于基片上準(zhǔn)備安裝壓電振動元件18的位置。在本實(shí)例中，將導(dǎo)電性粘合劑28a涂覆于基片12表面上圖形電極16的直電極16b的縱向端部。使用與形成上述第一支承裝置的導(dǎo)電性粘合劑26a相同的導(dǎo)電性粘合劑作為導(dǎo)電性粘合劑28a。
與壓電振動元件18粘合的支承構(gòu)件24的另一個(gè)平面24b(即下表面)與涂覆在絕緣基片12表面上的導(dǎo)電粘合劑28a相粘合。用導(dǎo)線30或類似物將壓電振動元件18的振動電極22a與基片12上的圖形電極14相連。導(dǎo)線30連接振動電極22a的縱向中央部位和圖形電極14的直電極14b的縱向端部。
另外，在絕緣基片12上放置一金屬蓋或類似物(圖中未表示)。為防止金屬蓋與圖形電極14和16短路，預(yù)先在絕緣基片12和圖形電極14和16上施涂絕緣樹脂。蓋上金屬蓋以后，壓電元件10的制造就完成了。在該壓電元件10中，使用圖形電極14和16以迂回的方式從絕緣基片12的邊緣延伸至絕緣基片12反面位置的部分(圖中未表示)作為連接外部電路的輸入/輸出端。
下面將主要參照圖1-3描述本實(shí)例的支承構(gòu)件24的制造方方法的一個(gè)例子。
首先，制備尺寸為例如長30mm、寬4mm、厚0.4mm用于形成壓電振動元件18的母體基片100。將具有預(yù)定的長、寬、厚尺寸，切割用于支承構(gòu)件24的母體基片(圖中未表示，獨(dú)立于母體基片100)制得的用作支承構(gòu)件24的型材102粘合在母體基片100的一個(gè)表面的橫向中央處。例如，型材102的尺寸為30mm長、0.8mm寬、0.25mm厚。如圖3A所示，用導(dǎo)電性粘合劑將型材102粘合在母體基片100的中央部分。在本實(shí)例中，用作支承構(gòu)件24的型材102的寬度設(shè)定為約0.8mm，占壓電振動元件18總長度的約20％。
隨后，沿間距p為0.6mm(對應(yīng)于壓電振動元件18的寬度，如圖3A雙點(diǎn)劃線所示)的多個(gè)平面切割母體基片100。將母體基片100切割成分別具有如圖3B所示結(jié)構(gòu)的基片，從而制得具有支承構(gòu)件24的壓電振動元件18。即，在壓電振動元件18的一個(gè)主表面的縱向中央部位(在波節(jié)點(diǎn))上，用導(dǎo)電粘合劑26a(第一支承裝置)制成的第一導(dǎo)電粘合劑層26粘合了支承構(gòu)件24的一個(gè)平坦的表面，即平面24a。
在本實(shí)例的壓電元件10中，將支承構(gòu)件24用導(dǎo)電性粘合劑26a和28a形成并粘合在壓電振動元件18縱向中央以及粘合在絕緣基片12上的直電極16b上。從而使壓電振動元件18的端部和絕緣基片12保持適當(dāng)?shù)拈g隔，使絕緣基片12不明顯妨礙壓電振動元件18的振動。同時(shí)，壓電振動元件18對應(yīng)于波節(jié)的中央部分被固定在支承構(gòu)件24上并連接于導(dǎo)線30，因此，在壓電振動元件18上激發(fā)的縱向振動未被衰減。
具體地說，在本實(shí)例的壓電元件10中，通過用導(dǎo)電性粘合劑26a和28a粘合支承構(gòu)件24的平面24a和24b，用支承構(gòu)件24將用作壓電諧振器的壓電振動元件18支承在絕緣基片12的預(yù)定位置上。在所述粘合中，用導(dǎo)電性粘合劑26a將支承構(gòu)件24的平面24a粘合至壓電振動元件18上，用另一層導(dǎo)電性粘合劑將8a將支承構(gòu)件24的平面24b粘合在絕緣基片12上。因此，與例如圖13所示常規(guī)排列相比，可增加支承構(gòu)件24和壓電振動元件18之間以及支承構(gòu)件24和絕緣基片12之間的粘合面積。
結(jié)果，改善了絕緣基片12和壓電振動元件18之間的連接強(qiáng)度，穩(wěn)定了絕緣基片12和壓電振動元件18之間的電氣連接，從而獲得可靠性改善的壓電元件10。
由于用單獨(dú)制得的型材作為支承構(gòu)件24，所以支承構(gòu)件24可具有適當(dāng)?shù)暮穸?，?dāng)用導(dǎo)電性粘合劑26a和28a將壓電振動元件18粘合并支承在絕緣基片12的預(yù)定位置上時(shí)，可使絕緣基片12和壓電振動元件18之間具有適當(dāng)?shù)拈g隔。因此，與常規(guī)壓電元件相比，在本發(fā)明壓電元件10中可設(shè)定更合適的絕緣基片12和壓電振動元件18之間的距離值，從而防止絕緣基片12隨壓電振動元件18振動的共振。結(jié)果，可防止壓電振動元件18的電氣特性發(fā)生不必要的響應(yīng)。
另外，由于用單獨(dú)制得的型材作為支承構(gòu)件24，所以可以按要求的尺寸形狀并以較低的成本精確地形成支承構(gòu)件24。同時(shí)，通過選擇型材24的種類、質(zhì)量和尺寸可制得電氣特性穩(wěn)定的電子元件而不會造成隨壓電振動元件的共振和質(zhì)量因子的下降。
再者，在本實(shí)例的壓電元件10中，形成的粘合結(jié)構(gòu)使得壓電振動元件18和第一支承裝置(即第一粘合劑層26)沿壓電振動元件18縱向的粘合部分的粘合長度不大于壓電振動元件18總長度的25％，并使得兩者之間的接觸面積足夠大。因此，第一支承裝置(即第一導(dǎo)電層26)和支承構(gòu)件24不會作為在壓電振動元件18上的負(fù)載而降低其品質(zhì)因子。
本發(fā)明人所做的一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下如果在本壓電元件10中的壓電振動元件18的長度(總長度)為L，第一支承裝置沿壓電振動元件18的縱向和壓電振動元件18相互粘合在一起的部分(即第一導(dǎo)電粘合劑層26)的長度為W，則品質(zhì)因子和W/L比的關(guān)系如圖4所示。即當(dāng)W/L比超過25％時(shí)品質(zhì)因子就下降了。當(dāng)W/L比不高于25％時(shí)，品質(zhì)因子沒下降。
總而言之，在使用壓電振動元件的壓電元件中，如果壓電振動元件和基片間的距離較小，即壓電振動元件和基片相互間放置得過分緊密，則基片容易隨壓電振動元件的振動而共振。本發(fā)明人經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，就本實(shí)例壓電元件10而言，如果壓電振動元件18和絕緣基片12之間的距離G在低于0.2mm的范圍內(nèi)，則壓電振動元件18和絕緣基片12之間的共振程度增加，兩者將容易發(fā)生共振(參見圖5)。
在本實(shí)例壓電元件10中，用作第一和第二支承裝置的第一和第二彈性導(dǎo)電性粘合劑層26和28可吸收壓電振動元件18的振動泄漏。即可限制基片12隨壓電振動元件18振動的共振，降低造成壓電振動元件18電氣特性的不必要響應(yīng)的副作用。
將本實(shí)例的壓電元件10與集成電路等安裝在線路板上可用作，例如振蕩器或鑒頻器。用金屬蓋(圖中未表示)緊密封閉和防護(hù)如上構(gòu)造的壓電元件10并因此可將其用作可軟熔焊接安裝的片狀元件。
圖6是代表本發(fā)明第二個(gè)實(shí)例的壓電元件10的部件分解透視圖，圖7是圖6壓電元件10的主要部分的放大截面圖。下面所述壓電元件10可用作，例如鑒頻器、電壓控制振蕩器或?yàn)V波器。本壓電元件10與上述壓電元件10的不同之處在于用于電氣連接形成于支承構(gòu)件24上表面上的第一支承裝置和形成于支承構(gòu)件24下表面上的第二支承裝置的導(dǎo)體40和42是形成于支承構(gòu)件24的側(cè)面上的。在圖6和圖7中，用與圖1-3所示實(shí)例相同參考數(shù)字表示的或具有相同名稱的部分或元件均具有相同或相似的結(jié)構(gòu)，這種相同的結(jié)構(gòu)部分將不作特別的描述。
如圖6和7所示實(shí)例的壓電元件包括絕緣基片12。在絕緣基片12正面上形成有預(yù)定的圖形電極14和16。具有疊合結(jié)構(gòu)的壓電振動元件32粘合并支承在絕緣基片12的預(yù)定位置上。
如圖14所示，壓電振動元件100包括長形的基本元件102。基本元件102由壓電材料組成。在基本元件102上形成許多電極104，其排列使得其主表面與基本元件102的縱向垂直。因此，基本元件102具有許多壓電層和電極104交替疊合的疊合結(jié)構(gòu)。壓電層以如下方式沿基本元件102的縱向極化在每個(gè)內(nèi)電極104兩側(cè)的兩個(gè)壓電層以相反方向極化。
在基本元件102的一個(gè)側(cè)面上分別形成有兩排絕緣膜條106和絕緣膜條108。形成的絕緣膜條106使得露出基本元件102側(cè)面的電極104交替地被絕緣膜106覆蓋或未覆蓋。形成的絕緣膜條108則覆蓋未被絕緣膜106覆蓋的那些電極104。在如此形成的兩排絕緣膜條106和108上形成外電極110和112。未被絕緣膜106覆蓋的電極104與外電極110相連，未被絕緣膜108覆蓋的電極104與外電極112相連。
在壓電振動元件100中，在基本元件102中央段的壓電層被極化。當(dāng)電場施加至中央段中每兩個(gè)電極102之間時(shí)，使壓電層具有壓電活性。另一方面，在基本元件102縱向兩端的兩個(gè)頂端段未被極化，在頂端段中未形成電極。因此，頂端段無壓電活性?；驹?02的中央段被定義成具有壓電活性的活性段114，同時(shí)基本元件102的兩個(gè)頂端段被定義成不具有壓電活性的非活性段116。
當(dāng)信號施加至兩個(gè)外電極之間時(shí)，沿基本元件102縱向的一個(gè)交流電場被施加至活性段114中的每個(gè)壓電層，在壓電層中產(chǎn)生膨脹和收縮動力，從而在整個(gè)基本元件102中激發(fā)縱向基本模式的振動。
如圖15和16所示，壓電層和電極104也可以以如下方式形成電極104的引出端形成于壓電層同一側(cè)面的不同頂端，當(dāng)這兩種壓電層疊合時(shí)，兩排電極104露出在基本元件102的一個(gè)側(cè)面上。外電極110和112形成于電極104的露出部分上。從而使電極104交替地與外電極110和112連接。
在本壓電元件10中，由金屬箔，如銅箔制成的導(dǎo)體40和42形成于支承構(gòu)件24兩個(gè)相反的側(cè)面的整個(gè)表面上(即支承構(gòu)件24的平面24c和24d)，而非形成于相反的平面24a和24b上。
下面將主要參照圖6和8描述具有導(dǎo)體40和42的支承構(gòu)件24的制造方法的一個(gè)例子。
首先，制得用于形成支承構(gòu)件24、由環(huán)氧樹脂或類似材料制成的具有預(yù)定尺寸的母體基片200。隨后在母體基片200的兩個(gè)主表面的整個(gè)面上形成金屬(如銅)箔202和204。再如圖8A雙點(diǎn)劃線所示，先例如沿橫向相互間隔預(yù)定距離的一組平面、隨后沿縱向相互間隔預(yù)定距離的另一組平面切割帶金屬箔202和204的母體基片200。從而制得例如如圖8B所示具有預(yù)定尺寸、兩個(gè)側(cè)面上具有金屬箔制成的導(dǎo)體40和42的各個(gè)支承構(gòu)件24。
將導(dǎo)電性粘合劑44a和48a涂覆在支承構(gòu)件24的平面24a上。另外，將導(dǎo)電性粘合劑層46a和50a分別粘合在圖形電極16的直電極16b和圖形電極14的直電極14b上。
用導(dǎo)電性粘合劑44a和48a將支承構(gòu)件24的上表面粘合至壓電振動元件32的反面對應(yīng)于壓電振動元件32的縱向中央(波節(jié)點(diǎn))位置上。導(dǎo)電性粘合劑44a粘合至壓電振動元件38的外電極36上，導(dǎo)電性粘合劑48a粘合至另一個(gè)外電極38。
同樣，用導(dǎo)電性粘合劑46a和50a將支承構(gòu)件24的下表面分別粘合至絕緣基片12的預(yù)定位置上。相反于導(dǎo)電性粘合劑44a和48a的支承構(gòu)件24的下表面分別被粘合在導(dǎo)電性粘合劑46a和50a上。
即在本壓電元件10中，用第一導(dǎo)電粘合劑層44(第一支承裝置)、導(dǎo)體40和42和第二導(dǎo)電性粘合劑層46(第二支承裝置)將壓電振動元件32的外電極36機(jī)械地和電氣地與絕緣基片12上的圖形電極16相連。同樣，用第一導(dǎo)電粘合劑層48(第一支承裝置)、導(dǎo)體40和42和第二導(dǎo)電性粘合劑層50(第二支承裝置)將壓電振動元件32的外電極38機(jī)械地和電氣地與絕緣基片12上的圖形電極14相連。
在本實(shí)例中，如上述實(shí)例那樣，形成的粘合結(jié)構(gòu)使得沿壓電諧振器32縱向的粘合長度不大于壓電諧振器32總長度的25％，并使得粘合面積足夠大。
在本實(shí)例的壓電元件10中，導(dǎo)體40和42分別形成于支承構(gòu)件24的兩個(gè)側(cè)面24c和24d上。但是，用于代替導(dǎo)體40和42的一種導(dǎo)體可僅形成于該兩個(gè)側(cè)面之一上。
本實(shí)例使用相同于第一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)將壓電振動元件32支承在基片12上。因此，其操作和優(yōu)點(diǎn)基本等同于上述第一個(gè)實(shí)例。
圖9是代表本發(fā)明第三個(gè)實(shí)例的壓電元件50的主要部分的平面圖，圖10是圖9所示部分的部件分解透視圖，圖11是圖10所示部分放大的片斷截面圖。圖12是圖9、10和11所示壓電元件的電路圖。作為第三個(gè)實(shí)例描述如下的壓電元件50是具有如圖12所示梯形電路的梯形濾波器。
在壓電元件50中，在絕緣基片52上形成四個(gè)圖形電極54、56、58和60。圖形電極54-60上具有在絕緣基片的一端至另一端排成一排、相互間隔的第一至第五塊區(qū)。第一塊區(qū)是圖形電極54的一部分，第二塊區(qū)和第五塊區(qū)是圖形電極56的一部分，第三塊區(qū)是圖形電極58的一部分，第四塊區(qū)是圖形電極60的一部分。
將支承構(gòu)件62連接在第一塊區(qū)上；兩個(gè)支承構(gòu)件64和66連接在第二塊區(qū)上；兩個(gè)支承構(gòu)件68和70連接在第三塊區(qū)上；將兩個(gè)支承構(gòu)件72和74連接在第四塊區(qū)上。支承構(gòu)件76連接在第五塊區(qū)上。每個(gè)支承構(gòu)件62-76都是用導(dǎo)電性粘合劑或類似物粘合至塊區(qū)上的。支承構(gòu)件62-76相互間隔地排成一排。
將用作壓電諧振器的壓電振動元件80a、80b、80c和80d的外電極82和84連接至支承構(gòu)件62-76上。從而在本實(shí)例中形成例如，如圖12所示的梯形電路。將一個(gè)金屬蓋(圖中未表示)置于絕緣基材52上。
在本實(shí)例的壓電元件50中，支承構(gòu)件62-76的結(jié)構(gòu)與參照如圖6和7所示實(shí)例描述的支承構(gòu)件24的結(jié)構(gòu)相同，壓電振動元件80a-80d的結(jié)構(gòu)相同于壓電振動元件32的結(jié)構(gòu)。
使用支承構(gòu)件62-76將壓電振動元件80a-80d支承在絕緣基片52上的結(jié)構(gòu)同樣相同于圖6和7所示實(shí)例中的結(jié)構(gòu)。下面將以支承構(gòu)件66和68為例描述支承結(jié)構(gòu)。如圖11所示，在支承構(gòu)件66和68的兩個(gè)側(cè)面上分別形成兩個(gè)由金屬箔(如銅箔)制成的導(dǎo)體86a和86b。支承構(gòu)件66和68的上表面分別通過彈性導(dǎo)電性粘合劑層88(作為第一支承裝置)與壓電振動元件80b的外電極82和84相連。支承構(gòu)件66和68的下表面分別通過彈性導(dǎo)電性粘合劑層90(作為第二支承裝置)與基片52的圖形電極56和58相連。
因此，如圖9、10和11所示，本實(shí)例的壓電元件50與圖6和7所示實(shí)例的壓電元件10具有相同的運(yùn)行方式和相同的優(yōu)點(diǎn)。在圖9、10和11所示的壓電元件50中，由于每相鄰的兩個(gè)壓電振動元件的相鄰的兩個(gè)電極是連接在形成在一個(gè)塊區(qū)上的兩個(gè)支承構(gòu)件上的，所以兩個(gè)電極之間無需絕緣，兩個(gè)相鄰的壓電振動元件可相互緊密地放置。如果壓電振動元件用如圖6和7所示壓電元件10的安裝結(jié)構(gòu)安裝，則不能相互間如此緊密放置。因此，如圖9、10和11所示的壓電元件50可具有更小的總尺寸。
權(quán)利要求
1.一種壓電元件(10)，它包括基片(12)，和排列在所述基片(12)表面上的至少一個(gè)壓電諧振器(18)，其特征在于用于將所述壓電諧振器(18)支承在所述基片(12)表面上的支承構(gòu)件(24)是置于所述基片(12)和每個(gè)所述壓電諧振器(18)之間的，用于將所述壓電諧振器(18)和所述支承構(gòu)件(24)粘合在一起的第一支承裝置(26)是置于所述壓電諧振器(18)和所述支承構(gòu)件(24)之間的。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電元件(10)，其特征在于用于將所述支承構(gòu)件(24)和所述基片(12)粘合在一起的第二支承裝置(28)是置于所述支承構(gòu)件(24)和所述基片(12)之間的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的壓電元件(10)，其特征在于所述第一支承裝置(26)沿所述壓電諧振器(18)的縱向的粘合長度是所述壓電諧振器(18)縱向長度的25％或更小。
4.如權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)所述的壓電元件(10)，其特征在于所述第一支承裝置(26)是彈性導(dǎo)電性粘合劑。
5.如權(quán)利要求2-4中任何一項(xiàng)所述的壓電元件，其特征在于所述第二支承裝置(28)是彈性導(dǎo)電性粘合劑。
6.如權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)所述的壓電元件，其特征在于所述支承構(gòu)件(24)具有用于電氣地導(dǎo)通所述壓電諧振器(18)和所述基片(12)的導(dǎo)體部分(40、42)。
7.如權(quán)利要求6所述的壓電元件(10)，其特征在于所述導(dǎo)體部分(40、42)是在所述支承構(gòu)件上的金屬箔。
8.如權(quán)利要求1-7中任何一項(xiàng)所述的壓電元件，其特征在于所述壓電諧振器(18)包括長形的基本元件(20)，所述基本元件(20)包括各自與所述基本元件(20)的縱向垂直放置的許多壓電層和許多電極交替疊合的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
基片和壓電諧振器連接強(qiáng)度和電氣可靠性得到改善的壓電元件。壓電諧振器包括帶圖形電極的絕緣基片。壓電諧振器安裝在基片上。支承構(gòu)件粘合在壓電諧振器的波節(jié)點(diǎn)上。支承構(gòu)件的第一平面被第一片支承材料粘合在壓電諧振器的振動電極上;第二平面被第二片支承材料粘合在基片的一個(gè)圖形電極上。壓電諧振器和第一片支承材料間沿縱向的粘合長度為壓電諧振器總長度的25%或更小。用導(dǎo)線將壓電諧振器另一個(gè)振動電極與基片的另一個(gè)圖形電極相連。
文檔編號H03H9/05GK1173048SQ9711143
公開日1998年2月11日 申請日期1997年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月6日
發(fā)明者山本隆, 草開重雅, 宇波俊彥, 吉野博秀, 竹島哲夫 申請人:株式會社村田制作所