專利名稱：能陷型壓電諧振器和能陷型壓電諧振器元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作例如振蕩器或帶通濾波器的能陷型壓電諧振器，本發(fā)明尤其涉及一種能陷型壓電諧振器，其中諧振電極通過(guò)具有改進(jìn)形狀的壓電基片相對(duì)。
傳統(tǒng)地，適用于在MHz頻帶工作的振蕩器中的能陷型壓電諧振器利用厚度延伸振動(dòng)模式的非基波。例如，第4-216208號(hào)日本專利公開公告(kokai)揭示了一種如

圖16所示的能陷型壓電諧振器。
圖16所示的能陷型壓電諧振器51使用沿其厚度方向極化的壓電基片52。將諧振電極53設(shè)置在壓電基片52的上表面的中心部分，而將諧振電極54設(shè)置在壓電基片52的下表面的中心部分。諧振電極53和54為圓形，并且大小相同，并通過(guò)設(shè)置在它們之間的壓電基片相對(duì)而異。
在能陷型壓電諧振器51中，壓電基片52的諧振電極53和54相對(duì)的部分構(gòu)成振動(dòng)部分。當(dāng)將AC電壓施加給諧振電極53和54時(shí)，在諧振器51中產(chǎn)生厚度延伸振動(dòng)。另外，部分電極55設(shè)置為可以利用厚度延伸振動(dòng)的非基波，而降低了對(duì)厚度延伸振動(dòng)的基波的響應(yīng)。部分電極55設(shè)置在壓電基片52的上表面和下表面上，以便沿相應(yīng)縱向邊緣的中心延伸。由于部分電極55的機(jī)械負(fù)載和壓電短路效應(yīng)，振動(dòng)能量被衰減，導(dǎo)致相應(yīng)于厚度延伸振動(dòng)的基波的減小。
同時(shí)，5-25823號(hào)日本實(shí)用新型專利公開公告(kokai)揭示了如圖17所示的陶瓷諧振器。圖17所示的陶瓷諧振器61利用厚度延伸振動(dòng)的基波，并具有一種結(jié)構(gòu)，其中直徑相同的圓形諧振電極63和64分別設(shè)置在矩形壓電基片62的相對(duì)的主表面上。在陶瓷諧振器中，圓形樹脂層65設(shè)置在上諧振電極63上，從而圓形樹脂層65的直徑等于或小于諧振電極63的直徑。
樹脂層65設(shè)置得通過(guò)其質(zhì)量負(fù)載而產(chǎn)生抑制效應(yīng)，由此抑制了要使用的頻帶中的脈動(dòng)。
如上所述，在傳統(tǒng)能陷型壓電諧振器中，設(shè)置在壓電基片的相對(duì)的主表面上的諧振電極典型地是相同的形狀和大小，從而諧振電極通過(guò)壓電基片整個(gè)地相對(duì)。
在上述的能陷型壓電諧振器中，由于寄生振動(dòng)被認(rèn)為是所需用的振動(dòng)以外的振動(dòng)故非常需要抑制這樣的寄生振動(dòng)。
在第4-216208號(hào)日本專利申請(qǐng)公開中揭示的現(xiàn)有技術(shù)中，利用了厚度延伸振動(dòng)的非基波，并使用上述部分電極55，以抑制不希望有的厚度延伸振動(dòng)的基波。但是當(dāng)壓電諧振器51的大小減小時(shí)，難以確保用于提供部分電極55的空間。即，使用部分電極55，導(dǎo)致壓電諧振器的小型化困難。
另外，在第5-25823號(hào)日本實(shí)用新型申請(qǐng)公開中揭示的能陷型壓電諧振器中，通過(guò)安裝樹脂層65阻尼不希望的振動(dòng)。但是，當(dāng)施加樹脂層65時(shí)，也阻尼了要使用的振動(dòng)。雖然在5-25823號(hào)日本實(shí)用新型申請(qǐng)公開中未揭示，但當(dāng)通過(guò)使用壓電諧振器61構(gòu)成利用厚度延伸振動(dòng)的非基波的諧振器時(shí)，阻尼了厚度延伸振動(dòng)的基波，這導(dǎo)致不可能得到良好的諧振特性。
另外，在壓電諧振器61的情況下，由于必需設(shè)置樹脂層65，以抑制不希望的寄生振動(dòng)，故生產(chǎn)工序過(guò)于復(fù)雜。
為了克服上述問題，本發(fā)明的較佳實(shí)施例提供了一種能陷型壓電諧振器，它不需要形成上述部分電極或樹脂層，它可以有效地抑制不希望有的振動(dòng)，它可以有效地激勵(lì)要使用的振動(dòng)模式，并能夠最小化，并且使制造步驟最簡(jiǎn)單化。
本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例提供了一種能陷型壓電諧振器，適應(yīng)以厚度延伸振動(dòng)模式振動(dòng)，它包含沿厚度方向極化，并具有第一和第二主表面的壓電基片；設(shè)置在壓電基片的第一主表面的一部分上的第一諧振電極；設(shè)置在壓電基片的第二主表面的一部分上的第二諧振電極，第二諧振電極設(shè)置得通過(guò)壓電基片與第一諧振電極面對(duì)，并且外部尺寸小于第一諧振電極的外部尺寸。
在本發(fā)明的壓電諧振器中，由于第二諧振電極的外部直徑制得小于第一諧振電極的外部尺寸，故厚度延伸振動(dòng)的基波容易從振動(dòng)部分中泄漏。即，將厚度延伸振動(dòng)的基波的陷阱效應(yīng)定在低值。因此，可以有效地抑制不希望有的，來(lái)自厚度延伸振動(dòng)的基波的寄生振動(dòng)。因此，可以提供一種利用厚度延伸振動(dòng)的非基波的能陷型壓電諧振器，它具有極好的諧振特性。
較好地，在上述能陷型壓電諧振器中，利用厚度延伸振動(dòng)的三次諧波。在這種情況下，可以提供一種能陷型壓電諧振器，它具有極好的諧振特性，來(lái)自厚度延伸振動(dòng)的三次諧波，并適合用于Mhz頻帶。
另外，反之，傳統(tǒng)的能陷型壓電諧振器需要形成部分電極或在諧振電極上提供樹脂層，以抑制不希望有的寄生振動(dòng)，本發(fā)明的能陷型壓電諧振器不需要任何額外的元件，諸如部分電極或施加在諧振電極上的樹脂層。因此，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中可以大大減小成本，并且大大簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序。
另外，在傳統(tǒng)的能陷型壓電諧振器中，形成部分電極使諧振器小型化困難。相比之下，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，由于沒有諸如部分電極之類的額外的元件需要在振動(dòng)部分周圍，故可以容易地滿足使諧振器小型化的需要。
較好地，在上述能陷型壓電諧振器中，壓電基片的第一和第二主表面都具有矩形板形狀，并且第一和第二諧振電極如此設(shè)置，從而滿足1.00＜(a)/(b)＜1.25，其中(a)是第一電極沿矩形的一側(cè)的尺寸，而(b)是第二電極沿矩形的一側(cè)的尺寸。
在這種情況下，可以抑制來(lái)自厚度延伸振動(dòng)的諧波的通帶內(nèi)的脈動(dòng)，并且可以有效地抑制不希望有的寄生振動(dòng)，它來(lái)自厚度延伸振動(dòng)的基波。相應(yīng)地，可以提供一種能陷型壓電諧振器，它利用厚度延伸振動(dòng)的非基波，并具有更好的諧振特性。
較好地，在上述能陷型壓電諧振器中，第一和第二諧振電極具有圓形的形狀，并滿足1.00＜(a)/(b)＜1.25，其中(a)是第一電極的直徑，而(b)是第二電極的直徑。
在上述情況下，通帶內(nèi)的脈動(dòng)(來(lái)自厚度延伸振動(dòng)的基波)，被有效地抑制和最小化，并抑制，不希望有的寄生振動(dòng)(它厚度延伸振動(dòng)的基波)。另外，由于第一和第二電極具有圓形的形狀，故可以容易地形成第一和第二諧振電極，并容易地控制比值(a)/(b)。
本發(fā)明的另一個(gè)較佳實(shí)施例提供了一種能陷型壓電諧振器部件，它包含上述壓電諧振器；其中第一和第二罩子基片分別設(shè)置在壓電諧振器的第一和第二主表面上，從而第一和第二罩子基片夾著壓電諧振器，并由此形成層疊體；第一和第二終端電極分別設(shè)置在層疊體的相對(duì)的端面上，并電氣連接第一和第二諧振電極；并且在層疊體中設(shè)置一個(gè)空間，以允許壓電諧振器的第一和第二諧振電極相對(duì)的振動(dòng)部分自由振動(dòng)。
在這種情況下，第一和第二罩子基片層疊在本發(fā)明較佳實(shí)施例的能陷型壓電諧振器上，并且壓電諧振器固定到第一和第二罩子基片的空間周圍部分，以允許壓電諧振器的振動(dòng)部分自由振動(dòng)。因此，可以在壓電基片的圓形的邊緣有效地阻尼厚度延伸振動(dòng)的泄漏的基波，由此提供一種具有更好諧振特性的能陷型壓電諧振元件。
本發(fā)明的另一個(gè)較佳實(shí)施例提供了一種能陷型壓電諧振器部件，包含上述壓電諧振器；用于容納壓電諧振器的罩子，罩子包含一個(gè)表面上具有開口，并其中容納壓電諧振器的罩體，以及板狀的罩子元件，它被固定到罩體，以關(guān)閉罩體開口。
由于本發(fā)明較佳實(shí)施例的壓電諧振器容納在罩子中，該罩子包含罩體和板狀罩子元件，故本發(fā)明較佳實(shí)施例的能陷型壓電諧振器可以設(shè)置為與傳統(tǒng)的壓電諧振元件(其中，壓電諧振器容納在罩子中)相同的形式。在這種情況下，壓電諧振器可以通過(guò)壓電基片的圓形邊緣，結(jié)合到罩體或罩子元件。即，壓電諧振器可以通過(guò)振動(dòng)部分之外的其它部分結(jié)合到罩體或罩子元件。因此，在上述能陷型壓電諧振器部件的情況下，在結(jié)合部分可以有效地抑制厚度延伸振動(dòng)的基波。
由于參照下面聯(lián)系附圖，對(duì)較佳實(shí)施例詳細(xì)的描述，可進(jìn)一步理解本發(fā)明，并將容易理解本發(fā)明的各種其它目的、特點(diǎn)和由此產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)，其中這些附圖是圖1A是根據(jù)本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的能陷型壓電諧振器的平面圖；圖1B是圖1的能陷型壓電諧振器的正視剖面圖；圖2A是使用第一較佳實(shí)施例的能陷型壓電諧振器的壓電諧振元件的分解透視圖；圖2B是示出圖2A的壓電諧振元件外形的透視圖；圖3是示出例1的能陷型壓電諧振器的厚度延伸振動(dòng)的第三次諧波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性以及相位-頻率特性的曲線圖；圖4是示出例1的能陷型壓電諧振器中厚度延伸振動(dòng)的基波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性曲線圖；圖5是示出傳統(tǒng)的能陷型壓電諧振器中的厚度延伸振動(dòng)的第三次諧波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性的曲線圖6是示出傳統(tǒng)的能陷型壓電諧振器中厚度延伸振動(dòng)的基波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性的曲線圖；圖7是示出比值(a)/(b)與基波的寄生振動(dòng)的最大值(相位值)之間的關(guān)系；圖8A是示出比值(a)/(b)＝1.00的能陷型壓電諧振器中厚度延伸振動(dòng)的第三次諧波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性與相位-頻率特性的曲線圖；圖8B是示出比值(a)/(b)＝1.15的能陷型壓電諧振器中厚度延伸振動(dòng)的第三次諧波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性的曲線圖；圖9A是示出比值(a)/(b)＝1.20的能陷型壓電諧振器中厚度延伸振動(dòng)的第三次諧波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性的曲線圖；圖9B是示出比值(a)/(b)＝1.25的能陷型壓電諧振器中厚度延伸振動(dòng)的第三次諧波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性的曲線圖；圖10是示出比值(a)/(b)＝1.30的能陷型壓電諧振器中厚度延伸振動(dòng)的第三次諧波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性的曲線圖；圖11A和11B是示出根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的能陷型壓電諧振器的修改的平面圖；圖12A和12B是示出根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的能陷型壓電諧振器的修改的平面圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的能陷型壓電諧振器的修改的分解透視圖；圖14是示出根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的能陷型壓電諧振器的另一個(gè)修改的分解透視圖；圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的能陷型壓電諧振器的再一個(gè)修改的分解透視圖；圖16是傳統(tǒng)的能陷型壓電諧振器的透視圖；圖17是另一個(gè)傳統(tǒng)的能陷型壓電諧振器的透視圖。
下面將通過(guò)例子詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中這些例子并不解釋為限制本發(fā)明。
圖1A是根據(jù)本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的能陷型壓電諧振器的平面圖，圖1B是能陷型壓電諧振器的正面的截面圖。
能陷型壓電諧振器1由矩形的壓電基片2構(gòu)成。壓電基片2由諸如鋯鈦酸鉛之類的壓電陶瓷，或者諸如LiTaO3，LiNbO3之類的壓電單晶，或石英制成。
當(dāng)壓電基片2是由壓電陶瓷制成時(shí)，它沿其厚度方向極化。
將大致上圓形的第一諧振電極3設(shè)置在壓電基片2的限定為第一主表面的上表面2a的大致中心部分。
將大致上圓形的第二諧振電極4設(shè)置在壓電基片2的限定為第二主表面的下表面2b的大致中心部分上。第二諧振電極4通過(guò)設(shè)置在它們之間的壓電基片2與第一諧振電極3相對(duì)。第二諧振電極4的直徑(b)制得小于第一諧振電極3的直徑(a)。
將連接導(dǎo)電部分5a和引出電極5b設(shè)置得與諧振電極3相連。沿壓電基片2的上表面2a和側(cè)面2c之間的邊緣設(shè)置引出電極5b。
在壓電基片2的下表面2b上，將連接導(dǎo)電部分6a和引出電極6b設(shè)置得與諧振電極4連接。將引出電極6b沿壓電基片2的下表面2b和側(cè)表面2d之間的邊緣設(shè)置。
在壓電諧振器1中，當(dāng)在諧振電極3和4之間施加AC電壓時(shí)激勵(lì)厚度延伸振動(dòng)。在本實(shí)施例中，利用的是厚度延伸振動(dòng)的第三次諧波。相應(yīng)地，選擇壓電基片2的材料、諧振電極3和4的大小以及類似的因素，以強(qiáng)激勵(lì)厚度延伸振動(dòng)的第三次諧波。
另外，在本較佳實(shí)施例中，由于將諧振電極3的直徑(a)制得大于諧振電極4的直徑(b)，故可以有效地抑制厚度延伸振動(dòng)的基波。這種效果(假設(shè)是因?yàn)橹C振電極3和4之間的直徑差引起的)促進(jìn)了振動(dòng)能量泄漏到振動(dòng)部分的周圍部分，并且厚度延伸振動(dòng)的基波比厚度延伸振動(dòng)的第三次諧波更容易泄漏。
為了確定這樣的假設(shè)，本發(fā)明的發(fā)明人分析了本較佳實(shí)施例的壓電諧振器1的厚度延伸振動(dòng)的三次諧波和基波的振動(dòng)狀態(tài)，并肯定厚度延伸振動(dòng)的基波的能量被限制到小于第三次諧波的能量所限制的范圍，并且基波容易泄漏到振動(dòng)部分的周圍。
由于厚度延伸振動(dòng)的基波容易泄漏到振動(dòng)部分的周圍，故如果所泄漏的厚度延伸振動(dòng)的基波受到阻尼，則理論上可以更為有效地抑制從厚度延伸振動(dòng)的基波出來(lái)的寄生振動(dòng)。
圖2A是根據(jù)這樣的概念構(gòu)成的壓電諧振元件的分解透視圖。
在本較佳實(shí)施例的壓電諧振元件中，將第一和第二罩子基片7和8設(shè)置在如圖1所示的壓電諧振器1的上表面和下表面上。罩子基片7和8可以由絕緣陶瓷、合成樹脂或其它任何合適的材料制成。
將具有矩形框形狀的絕緣粘劑層9設(shè)置在罩子基片7的下表面和罩子基片8的上表面。在粘劑層9中形成一個(gè)開口9a，目的是形成密封的空間，該空間允許壓電諧振器1的振動(dòng)部分自由振動(dòng)。
可以將具有矩形框形成的隔離片插入壓電諧振器1和罩子基片7之間以及壓電諧振器1和罩子基片8之間。另外，可以在罩子基片7的下表面上和罩子基片8的上表面上都形成具有相同橫向截面的凹部，目的是形成上述密封空間。
當(dāng)通過(guò)粘劑層9將壓電諧振器1和罩子基片7和8粘在一起時(shí)，得到圖2B所示的層疊體10。將終端電極11和12設(shè)置在層疊體10的相對(duì)的端面上，從而構(gòu)成本較佳實(shí)施例的壓電諧振部件13。
在壓電諧振部件13中，由于通過(guò)粘劑層9固定壓電諧振器1的壓電基片2的周圍邊緣，故可以有效地抑制厚度延伸振動(dòng)的泄漏的基波。即，通過(guò)形成具有不同直徑的諧振電極3和4，方便了基波從振動(dòng)部分的厚度延伸振動(dòng)的的泄漏，而所泄漏的基波由粘劑層9抑制。相應(yīng)地，使用厚度延伸振動(dòng)的三次諧波，可以抑制來(lái)自壓電諧振元件中厚度延伸振動(dòng)的基波的不良影響。
另外，在壓電諧振器1中，由于一個(gè)諧振電極3的直徑(a)大于另一個(gè)諧振電極的直徑(b)，故可以減小由諧振器1產(chǎn)生的諧振電極3和4之間的位置的移動(dòng)引起的振動(dòng)特性變化。即，即使當(dāng)制造的過(guò)程中在諧振電極4的中心和諧振電極3的中心之間產(chǎn)生位置移動(dòng)，諧振電極3和4相互面對(duì)的面積在諧振電極4的周圍邊緣在通過(guò)諧振電極3的突出部分形成在壓電基片2的下表面上的曲線內(nèi)的范圍內(nèi)不改變。
接著，描述具體的例子，以表明在圖1所示的壓電諧振器1中，有效地抑制了由厚度延伸振動(dòng)的基波引起的寄生振動(dòng)，并且當(dāng)將比值(a)/(b)設(shè)置在預(yù)定的范圍內(nèi)時(shí)，可以得到極好的諧振特性。
通過(guò)使用由鋯鈦酸鉛類型的壓電陶瓷形成的大致上為矩形壓電基片2(大小為大約2.5×2.0×0.22(厚度)mm)，制造例1的能陷型壓電諧振器。將直徑為0.75mm的圓形的第一諧振電極3設(shè)置在壓電基片2的上表面的中心部分，并且將直徑為大約0.65mm的圓形第二諧振電極4設(shè)置在壓電基片2的下表面的中心部分上。
為了比較，以和例1中相同的方法制造傳統(tǒng)類型的能陷型壓電諧振器，只是將形成在壓電基片的相對(duì)的主表面上的諧振電極的直徑設(shè)置為大約0.65mm。
圖3設(shè)置了如此制造的例1的壓電諧振器中厚度延伸振動(dòng)三次諧波的響應(yīng)，圖4示出了厚度延伸振動(dòng)的基波的響應(yīng)，該響應(yīng)引起寄生振動(dòng)。
圖5示出了如上述方法制造的傳統(tǒng)的能陷型壓電諧振器的厚度延伸振動(dòng)的三次諧波的響應(yīng)，圖6示出了厚度延伸振動(dòng)的基波的響應(yīng)。
在圖3到圖6的每一個(gè)圖中，實(shí)線表示阻抗-頻率特性，而虛線表示相位-頻率特性。用于圖3到圖6的每一個(gè)圖的豎軸的阻抗值的符號(hào)“k”表示103。
如圖5所示，在傳統(tǒng)的壓電諧振器中，厚度延伸振動(dòng)的三次諧波的阻抗-頻率特性中的波低-波峰比，即20log(反諧振阻抗/諧振阻抗)是64dB。但是，如圖6所示，來(lái)自基波的寄生振動(dòng)很大。
通過(guò)比較，在例1中，可以從厚度延伸振動(dòng)的三次諧波的阻抗-頻率特性看出，波低-波峰比是64dB，這和傳統(tǒng)的產(chǎn)品相同(見圖3)，并且如圖4所示，厚度延伸振動(dòng)的響應(yīng)很低。
另外，以和例1相同的方式制造各種壓電諧振器，只是第一諧振電極的直徑在0.65到0.85mm的范圍內(nèi)變化。即，第一諧振電極3的直徑在0.65到0.85mm的范圍內(nèi)變化以在1到1.3的范圍內(nèi)改變比(a)/(b)。測(cè)量每一個(gè)如此制造的壓電諧振器的阻抗-頻率特性和相位頻率特性。圖8到10示出測(cè)量的結(jié)果。
圖8A是示出比(a)/(b)＝1.00的能陷型壓電諧振器中厚度延伸振動(dòng)的三次諧波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性的曲線圖，圖8B是示出比(a)/(b)＝1.15的能陷型壓電諧振器中厚度延伸振動(dòng)的三次諧波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性的曲線圖。類似地，圖9A是示出比(a)/(b)＝1.20的能陷型壓電諧振器中厚度延伸振動(dòng)的三次諧波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性的曲線圖。而圖9B是示出比(a)/(b)＝1.25的能陷型壓電諧振器中厚度延伸振動(dòng)的三次諧波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性的曲線圖。圖10是示出比(a)/(b)＝1.30的能陷型壓電諧振器中厚度延伸振動(dòng)的三次諧波的響應(yīng)的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性的曲線圖。
從圖9B可見，當(dāng)比(a)/(b)＝1.25時(shí)，在通帶中產(chǎn)生由箭頭A表示的脈動(dòng)。另外，如圖10所示，當(dāng)比(a)/(b)＝1.30時(shí)，產(chǎn)生由箭頭B表示的大脈動(dòng)。相應(yīng)地，通過(guò)比較圖8到10所示的特性可見，當(dāng)利用厚度延伸振動(dòng)的三次諧波時(shí)，比(a)/(b)較好地制得小于1.25，以抑制通帶中的脈動(dòng)。
圖7示出按照上述方法制造的每一個(gè)能陷型壓電諧振器比(a)/(b)與基波的寄生振動(dòng)的幅值(由相位-頻率特性中的基波響應(yīng)引起的相位的最大值)之間的關(guān)系。如從圖7可見，當(dāng)比(a)/(b)超過(guò)1時(shí)，隨著比(a)/(b)的增加，由基波引起的寄生振動(dòng)減小。相應(yīng)地，當(dāng)將比(a)/(b)設(shè)置得大于1時(shí)，或諧振電極3的直徑(a)制得大于諧振電極4的直徑(b)時(shí)，可以緩和由基波引起的寄生振動(dòng)。
因此，較好地，將比(a)/(b)設(shè)置在1.00＜(a)/(b)＜1.25，以有效地抑制由基波引起的寄生振動(dòng)，并有效地抑制通道中的脈動(dòng)，該脈動(dòng)由厚度延伸振動(dòng)的三次諧波引起。
在圖1所示的能陷型壓電諧振器1中，連接到大致圓形諧振電極3和4的連接導(dǎo)電部分5a和6a的寬度小于諧振電極3和4的直徑。但是，可以通過(guò)各種方法修改根據(jù)本發(fā)明的能陷型壓電諧振器的諧振電極和連接導(dǎo)電部分的形狀。下面將參照?qǐng)D11A、11B、12A和12B描述幾種修改。
在根據(jù)圖11A所示的一個(gè)修改的能陷型壓電諧振器21中，連接到第一諧振電極23的連接導(dǎo)電部分24的寬度等于諧振電極23的直徑。按照與第一較佳實(shí)施例的諧振電極4相同的方法配置另一個(gè)諧振電極4。相應(yīng)地，可以考慮諧振電極23具有由虛線B表示的外部形狀。在這種情況下，當(dāng)將比(a)/(b)設(shè)置在上述特定的范圍內(nèi)時(shí)，如在第一較佳實(shí)施例中一樣可以有效地抑制厚度延伸振動(dòng)的基波和來(lái)自厚度延伸振動(dòng)的三次諧波的通帶內(nèi)的波動(dòng)。
對(duì)壓電諧振器21的同樣的考慮可以應(yīng)用到將連接導(dǎo)電部分26連接到下表面上的諧振電極25的情況，它的寬度也等于諧振電極25的直徑。即，可以考慮諧振電極25具有由虛線C表示的外部形狀。在這種情況下，當(dāng)將直徑(a)和(b)設(shè)置得相互不同時(shí)，可以有效地抑制來(lái)自厚度延伸振動(dòng)的基波。另外，當(dāng)比(a)/(b)設(shè)置在上述特定的范圍內(nèi)時(shí)，可以如在第一較佳實(shí)施例中一樣有效地抑制通帶內(nèi)的脈動(dòng)。
在圖12A所示的能陷型壓電諧振器27中，每一個(gè)諧振電極3和4具有橢圓形狀。在這種情況下，分別將沿壓電基片2的一側(cè)測(cè)量的諧振電極3和4的尺寸作為直徑(a)和(b)。在這種情況下，比(a)/(b)必需大于1，并且在諧振電極3和4的尺寸(a)和(b)沿壓電基片2的較長(zhǎng)側(cè)測(cè)量，以及諧振電極3和4的尺寸沿壓電基片2的較短側(cè)測(cè)量的兩種情況下都較好地落在上述范圍內(nèi)。
另外，在圖12B所示的能陷型壓電諧振器28中，每一個(gè)諧振電極3和4都是矩形的。在這種情況下，沿矩形的壓電基片2的較長(zhǎng)或較短側(cè)測(cè)量的諧振電極3和4的尺寸分別作為直徑(a)和(b)，以此為基礎(chǔ)設(shè)置比(a)/(b)。
在圖2所示的壓電諧振元件中，將罩子基片7和8放置在壓電諧振器1的上表面和下表面上。但是，本發(fā)明的壓電諧振部件可以根據(jù)罩子的結(jié)構(gòu)以各種方法修改。
在根據(jù)由圖13的分解透視圖所示的修改的較佳實(shí)施例的壓電諧振部件中，罩子由罩體31和平板形罩子元件32構(gòu)成。罩體31的上側(cè)具有開口31a。罩子元件32如此固定到罩體31，從而它覆蓋了開口31a。壓電諧振器1通過(guò)開口31a被放置在罩體31的內(nèi)部，并通過(guò)導(dǎo)電粘劑層33和34固定在那里。粘劑層33和34還提供將壓電諧振器1的諧振電極3和4電氣連接到設(shè)置在罩體31上的終端電極35和36的功能。
通過(guò)將罩子元件32通過(guò)使用導(dǎo)電粘劑結(jié)合到罩體31將壓電諧振器1密封在罩子中。
在由圖14的分解透視圖示出的修改的較佳實(shí)施例的壓電諧振元件中，使用用作底部基片37的平板形罩子元件。底部基片37由絕緣陶瓷或介質(zhì)陶瓷形成，并且設(shè)置帶狀的電極38a到38c，從底部基片37的上表面通過(guò)其相對(duì)的側(cè)表面延伸到下表面。通過(guò)使用導(dǎo)電粘劑層39將三端電容器40結(jié)合到電極38a到38c。
三端電容器40具有介質(zhì)基片40a。將電容器電極40b設(shè)置在介質(zhì)基片40a下表面上的中心部分。在介質(zhì)基片40a的上表面上設(shè)置有一對(duì)電容器電極40c和40d，通過(guò)介質(zhì)基片40a與電容器電極40b相對(duì)。電容器電極40c和40d通過(guò)相對(duì)的端面延伸到介質(zhì)基片40a的下表面。因此，電容器電極40a到40c通過(guò)粘劑層39分別連接到電極38a到38c。
通過(guò)導(dǎo)電粘劑層41，將壓電諧振器1結(jié)合并電氣連接到三端電容器40的電容器電極40c和40d。
結(jié)果，通過(guò)使用絕緣粘劑，將金屬蓋子42結(jié)合到底部基片37，作為罩子元件，從而金屬罩子42圍繞三端電容器40和壓電諧振器1。
圖15所示的壓電諧振元件是圖2A和2B所示的壓電諧振部件的修改。在本較佳實(shí)施例中，使用由介質(zhì)陶瓷形成的平板狀罩子基片48替代罩子基片8。將帶狀電極48a到48c設(shè)置在罩子基片48上，從而電極48a到48c通過(guò)罩子基片48的相對(duì)的側(cè)表面，從罩子基片48的上表面延伸到下表面。電容器形成在電極48a和48b之間，而另一個(gè)電容器形成在電極48b和48c之間。
使用導(dǎo)電粘劑層49，以將電極48a和48c電氣連接到壓電諧振器1。由此，將矩形框形狀，并用于將壓電基片1結(jié)合到罩子基片48的粘劑層設(shè)置在位于導(dǎo)電粘劑層49之間。
在圖15所示的壓電諧振部件中，由于通過(guò)使用罩子基片48構(gòu)成電容器，故可以構(gòu)成如圖14所示的壓電諧振器的情況的內(nèi)裝電容器的壓電諧振器。
雖然已經(jīng)參照較佳實(shí)施例，具體示出和描述了本發(fā)明，熟悉本領(lǐng)域的如將知道在不背離本發(fā)明的主旨的條件下，上述和其它形式和細(xì)節(jié)上的變化都是可以的。
權(quán)利要求
1.一種能陷型壓電諧振器，其特征在于包含具有第一和第二主表面的壓電基片；設(shè)置在壓電基片的第一主表面的一部分上的第一諧振電極；及設(shè)置在壓電基片的第二主表面的一部分上的第二諧振電極，將第二諧振電極安排得通過(guò)設(shè)置在它們之間的壓電基片與第一諧振電極相對(duì)，并且第二諧振電極的外部尺寸小于第一諧振電極。
2.如權(quán)利要求1所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于構(gòu)成的諧振器使用厚度延伸振動(dòng)的三次諧波。
3.如權(quán)利要求1所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于壓電基片的第一和第二主表面中的每一個(gè)主表面具有大致上矩形的形狀，并如此安排第一和第二諧振電極，從而滿足關(guān)系1.00＜(a)/(b)＜1.25，其中(a)是第一電極沿大致上為矩形的某一側(cè)的尺寸，而(b)是第二電極沿大致上為矩形的某一側(cè)的尺寸。
4.如權(quán)利要求1所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于第一和第二諧振電極大致上為圓形，并且滿足1.00＜(a)/(b)＜1.25的關(guān)系，其中(a)是第一電極的直徑，(b)是第二電極的直徑。
5.如權(quán)利要求1所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于第一和第二諧振電極位于壓電基片的接近中心部分。
6.如權(quán)利要求1所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于壓電基片沿其厚度方向極化。
7.如權(quán)利要求1所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于諧振器適合于以厚度延伸振動(dòng)模式振動(dòng)。
8.一種能陷型壓電諧振器部件，其特征在于包含壓電諧振器，包括具有第一和第二主表面的壓電基片；設(shè)置在壓電基片的第一主表面的一部分上的第一諧振電極；及設(shè)置在壓電基片的第二主表面的一部分上的第二諧振電極，將第二諧振電極安排得通過(guò)設(shè)置在它們之間的壓電基片與第一諧振電極相對(duì)，并且第二諧振電極的外部尺寸小于第一諧振電極；第一和第二罩子基片，它們分別位于壓電諧振器的第一和第二主表面上，使第一和第二夾持罩子基片將壓電諧振器，從而限定層疊體；第一和第二終端電極，它們分別設(shè)置在層疊體相對(duì)的端面上，并電氣連接到第一和第二諧振電極上；其中在層疊體中設(shè)置一空間，以允許壓電諧振器的第一和第二諧振電極相對(duì)的振動(dòng)部分自由振動(dòng)。
9.如權(quán)利要求8所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于將諧振器構(gòu)成得使用厚度延伸振動(dòng)的三次諧波。
10.如權(quán)利要求8所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于壓電基片的第一和第二主表面中的每一個(gè)主表面大致上都是矩形的板狀，并且將第一和第二諧振電極如此安排，從而滿足關(guān)系1.00＜(a)/(b)＜1.25，其中(a)是第一電極沿大致上矩形的某一側(cè)的尺寸，而(b)是第二電極沿大致上矩形的某一側(cè)的尺寸。
11.如權(quán)利要求8所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于第一和第二諧振電極大致上為圓形，并滿足關(guān)系1.00＜(a)/(b)＜1.25，其中(a)是第一電極的直徑，而(b)是第二電極的直徑。
12.如權(quán)利要求8所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于第一和第二諧振電極位于壓電基片的接近中心部分。
13.如權(quán)利要求8所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于壓電基片沿其厚度方向極化。
14.如權(quán)利要求8所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于諧振器適合于以厚度延伸振動(dòng)模式振動(dòng)。
15.一種能陷型壓電諧振部件，其特征在于包含壓電諧振器，包括沿其厚度方向極化、并具有第一和第二主表面的壓電基片；設(shè)置在壓電基片的第一主表面的一部分上的第一諧振電極；及設(shè)置在壓電基片的第二主表面的一部分上的第二諧振電極；將第二諧振電極安排得通過(guò)設(shè)置在它們之間的壓電基片與第一諧振電極相對(duì)，并且第二諧振電極的外部尺寸小于第一諧振電極；及容納壓電諧振器的罩子，所述罩子包括在一個(gè)表面上具有開口、并支持其內(nèi)的壓電諧振器的罩體，板狀的罩子部件被固定到罩體上，并安排得將罩體的開口封住。
16.如權(quán)利要求15所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于諧振器構(gòu)成得使用厚度延伸振動(dòng)的三次諧波。
17.如權(quán)利要求15所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于壓電基片的第一和第二主表面中的每一個(gè)主表面大致上都是矩形，并且如此安排第一和第二諧振電極，從而滿足關(guān)系1.00＜(a)/(b)＜1.25，其中(a)是第一電極沿大致上矩形的某一側(cè)的尺寸，(b)是第二電極沿大致上矩形的某一側(cè)的尺寸。
18.如權(quán)利要求15所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于第一和第二諧振電極大致上為圓形，并滿足關(guān)系1.00＜(a)/(b)＜1.25，其中(a)是第一電極的直徑，(b)是第二電極的直徑。
19.如權(quán)利要求15所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于第一和第二諧振電極位于壓電基片的接近中心部分。
20.如權(quán)利要求15所述的能陷型壓電諧振器，其特征在于諧振器適合于以厚度延伸振動(dòng)模式振動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用厚度延伸振動(dòng)的能陷型壓電諧振器。壓電基片沿厚度方向極化,并具有第一和第二主表面。第一諧振電極部分地設(shè)置在壓電基片的第一主表面上,第二諧振電極部分地設(shè)置在壓電基片的第二主表面上。第二諧振電極設(shè)置得通過(guò)壓電基片與第一諧振電極相對(duì),并具有不同于第一諧振電極的外部直徑。
文檔編號(hào)H03H9/10GK1252646SQ9912314
公開日2000年5月10日 申請(qǐng)日期1999年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月26日
發(fā)明者輪島正哉 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所