專利名稱：壓電諧振器以及使用它的電子元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓電諧振器和使用它的電子元件，特別是涉及這樣一種壓電諧振器，它包含具有縱向的基體部件、由至少構(gòu)成所述基體部件一部分的極化壓電構(gòu)件以及一對隨所述基體部件一起提供的外部電極。壓電諧振器利用了壓電部件的機械共振。采用這種壓電諧振器的電子元件例如為梯形濾波器、振蕩器和、鑒別器。


圖18是在還未公告的日本專利申請N0.8-110475中由本發(fā)明申請人提出的壓電諧振器的透視圖。圖19為表示圖18所示壓電諧振器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。壓電諧振器1包括例如長方體形的基體部件2?；w部件2通過將多層壓電層和插入壓電層之間的內(nèi)部電極3層疊集成在一起而形成。壓電層由壓電陶瓷構(gòu)成。電極3互相隔開一定的距離放置在垂直于基體部件2縱向的表面上。
如圖19所示壓電層在沿基體部件2縱向上的電極3兩側(cè)以相反方向極化，由此形成如圖19虛線所示的振動區(qū)域4。由于電極沒有在壓電諧振器1縱向上的基體部件2兩端形成，所以放置在基體部件2兩端的壓電層起著無源虛壓電層”d”的作用。
在基體部件2相對側(cè)面上分別形成多個絕緣薄膜5和絕緣薄膜6。在基體部件2其中一個側(cè)面上電極3的暴露部分被絕緣薄膜5覆蓋。在基體部件2的另一個側(cè)面上，在上述側(cè)面上沒有被絕緣薄膜5覆蓋的電極3的部分被覆蓋上絕緣薄膜6。
在形成有絕緣薄膜5和6的基體部件2的側(cè)面上還形成有外部電極7和8。因此外部電極7與未覆蓋絕緣薄膜5的電極3相連而外部電極8與未覆蓋絕緣薄膜6的電極4相連。即電極3中的相鄰電極分別與外部電極7和8相連。外部電極7和8被用作輸入和輸出電極。
圖20A和20B示出了圖18和19所示壓電諧振器中振動條件。圖20A和20B所示的壓電諧振器在結(jié)構(gòu)上與上述壓電諧振器相同。
在圖20A和20B中壓電諧振器基體部件2所示的3行箭頭中，上面的箭頭表示電場施加的方向，中間的箭頭表示極化的方向，而下面的箭頭表示剛性壓電諧振器中壓電層膨脹和收縮的方向。
當(dāng)電壓方向隨時間變化的交流信號輸入壓電諧振器1時，基體部件2在圖20A和20B所示的兩種狀態(tài)之間交替改變其狀態(tài)而沿縱向振動。即，當(dāng)電場沿圖20A所示極化方向施加在每層壓電層上時，壓電層沿著基體部件2的縱向擴展并且基體部件2也沿著縱向整體擴張。另一方面，當(dāng)電場沿與圖20B所示與極化方向相反的方向施加在每層壓電層上時，壓電層沿著基體部件2的縱向收縮并且基體部件2也沿著縱向整體收縮。這些操作不斷交替進行，基體部件2就沿著縱向振動。
如圖20A和20B所示，壓電諧振器的結(jié)構(gòu)使得在施加電場時擴張和收縮的方向是相同的。即由于反向壓電效應(yīng)，每層壓電層具有同方向的驅(qū)動力。因此在壓電諧振器1中，輸入信號可以有效地被轉(zhuǎn)換為機械振動并且可以提高電機耦合系數(shù)并具有較大的共振頻率F與反共振頻率Fa之間的頻差ΔF。具有大ΔF的壓電諧振器例如適于寬帶濾波器。
但是窄帶濾波器和振蕩器需要較小的ΔF。為了在圖18-20B所示的壓電諧振器1中獲得較小的ΔF，需要改動電極的面積或者壓電層的尺寸或厚度，并且需要作的工作很麻煩。
因此本發(fā)明的主要目標是提供一種具有較小ΔF并且適合用于窄帶濾波器和振蕩器的壓電諧振器。
為了達到前述目標，按照本發(fā)明的一個方面提供了一種壓電諧振器，其特征在于構(gòu)成所述基體部件至少一部分的層疊部件區(qū)域通過將多個壓電動與多個內(nèi)部電極交替層疊而成，所述壓電層由所述壓電部件構(gòu)成并且沿所述基體部件縱向極化，所述內(nèi)部電極垂直于所述基體部件的縱向并且分別與所述外部電極相連，并且所述層疊部件區(qū)域包括分別以相反的相位激勵縱向基本振動的第一振動區(qū)域和第二振動區(qū)域。
在上述壓電諧振器，當(dāng)電場沿極化方向施加在所述第一振動區(qū)域的壓電層上時，電場可以沿與極化方向相反的方向施加在所述第二振動區(qū)域的壓電層上，并且當(dāng)電場沿與極化方向相反的方向施加在所述第一振動區(qū)域的壓電層上時，電場可以沿極化方向施加在所述第二振動區(qū)域的壓電層上。
為了達到前述目標，按照本發(fā)明的一個方面提供了一種電子元件，其特征在于所述基體部件由支承件經(jīng)安裝構(gòu)件支撐，并且所述安裝構(gòu)件提供于所述基體部件縱向的中心區(qū)域。
在上述電子元件中，所述支承件可以是絕緣襯底，其上形成有定形電極。
在上述電子元件中，串聯(lián)和并聯(lián)成梯形的多個所述壓電諧振器可以安裝在所述絕緣襯底上。
在上述電子元件中，可以在絕緣襯底上放置罩蓋以覆蓋基體部件。
在按照本發(fā)明的壓電諧振器中，當(dāng)電場沿基體部件縱向施加時在基體部件內(nèi)激勵縱向基本振動。該振動產(chǎn)生于剛性壓電諧振器中。因此不會發(fā)生除基本振動以外的寬度和厚度等模式的振動并且獲得了優(yōu)異的性能。
由于激勵縱向基本振動的基體部件第一和第二振動區(qū)域在壓電諧振器內(nèi)以相反的相位振動，所以ΔF變小。
當(dāng)梯狀濾波器、振蕩器、鑒別器和濾波器等電子元件使用這種壓電諧振器時，壓電諧振器被安裝在形成有定形電極的絕緣襯底上并用罩蓋覆蓋以形成芯片型(表面安裝)電子元件。
通過調(diào)節(jié)按照本發(fā)明的壓電諧振器中第二和第一振動區(qū)域之間的比例成位置關(guān)系，可以在不改變壓電諧振器尺寸的前提下從較寬的范圍內(nèi)選擇一個ΔF。
按照本發(fā)明，可以獲得具有較小ΔF的壓電諧振器。因此獲得了適于窄帶濾波器和振蕩器的壓電諧振器。
由于利用這種壓電諧振器制造芯片型電子元件，所以很容易將元件安裝在電路板上。
通過以下接合附圖的描述可以進一步理解本發(fā)明的目標、其它目標、特征和其它優(yōu)點。
圖1為按照本發(fā)明的壓電諧振器的透視圖。
圖2為表示圖1所示壓電諧振器結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3A和3B示出了圖1和2所示壓電諧振器的振動狀態(tài)。
圖4為表示在本發(fā)明的壓電諧振器振動期間每層壓電層厚度變化的示意圖。
圖5為用于考察性能的按照本發(fā)明的壓電諧振器。
圖6為比較用的壓電諧振器。
圖7A和7B示出了按照本發(fā)明的另一個壓電諧振器的結(jié)構(gòu)和振動狀態(tài)。
圖8A和8B示出了按照本發(fā)明還有一個壓電諧振器的結(jié)構(gòu)和振動狀態(tài)。
圖9為圖8所示壓電諧振器的電路圖。
圖10為采用按照本發(fā)明的壓電諧振器的電子元件的透視圖。
圖11為圖10所示電子元件中所用絕緣襯底的透視圖。
圖12為圖10所示電子元件的分解透視圖。
圖13為按照本發(fā)明的進一步的壓電諧振器的透視圖。
圖14為表示圖13所示壓電諧振器結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖15為圖13和14所示采用壓電諧振器的電子元件主要部分的透視圖。
圖16為圖15所示電子元件主要部分的分解透視圖。
圖17為圖15和16所示電子元件的電路圖。
圖18為申請人提出但還未公開的壓電諧振器的透視圖。
圖19為表示圖18所示壓電諧振器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖20A和20B表示圖18和19所示壓電諧振器振動狀態(tài)。
圖1為按照本發(fā)明實施例的壓電諧振器的透視圖。圖2表示壓電諧振器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。壓電諧振器10包括例如長方體形的基體部件12?；w部件12具有一個層疊部件區(qū)域，該區(qū)是將多個壓電層和插入壓電層之間的內(nèi)部電極14層疊在一起而形成。疊層部件區(qū)域包括第一振動區(qū)域24a和第二振動區(qū)域24b。壓電層由壓電陶瓷構(gòu)成。多個內(nèi)部電極14的形成方式是將它們的表面垂直于基體部件12的縱向并且互相隔開一定的距離。
第一振動區(qū)域24a占據(jù)了壓電諧振器10基體部件的大部分并且激勵縱向振動模式。在第一振動區(qū)域24a中，中間包含一個內(nèi)部電極14的相鄰壓電層沿著圖2所示的黑色箭頭所指的基體部件12縱向上以相反的方向極化。
第二振動區(qū)域24b形成于第一振動區(qū)域24a的兩端。第二振動區(qū)域24b使壓電諧振器10的ΔF變小而略微限制第一振動區(qū)域24a的振動效率。第二振動區(qū)域24b的壓電層沿著與第一振動區(qū)域24a相鄰壓電層相同的方向極化。在振動區(qū)域24b的兩端，形成有虛層”d”。如果不需要，虛層也可以不形成。
在基體部件12相對側(cè)面上分別形成多條絕緣薄膜16和絕緣薄膜18。在基體部件12其中一個側(cè)面上內(nèi)部電極14的暴露部分被絕緣薄膜16覆蓋。在基體部件12的另一個側(cè)面上，在上述側(cè)面上沒有被絕緣薄膜16覆蓋的內(nèi)部電極14的部分被覆蓋上絕緣薄膜18。形成有絕緣薄膜16和18的基體部件12的兩個側(cè)面起著連接外部電極的作用，這將在下面描述。
在這些連接區(qū)域中，即形成有絕緣薄膜16和18的基體部件12的側(cè)面，形成有外部電極20和22。外部電極20與未覆蓋絕緣薄膜16的內(nèi)部電極14相連而外部電極22與未覆蓋絕緣薄膜18的內(nèi)部電極14相連。即相鄰的內(nèi)部電極14分別與外部電極20和22相連。外部電極20和22在該壓電諧振器10中被用作輸入和輸出電極。由于電場施加在相鄰的內(nèi)部電極14之間，所以基體部件被壓電有源。
圖3A和3B示出了圖1和2所示壓電諧振器的振動狀態(tài)。圖3A和3B所示的壓電諧振器10與圖1和2所示的壓電諧振器具有相同的結(jié)構(gòu)。
在圖3A和3B中壓電諧振器10基體部件12所示的3行箭頭中，上面的箭頭表示電場施加的方向，中間的箭頭表示極化的方向，而下面的箭頭表示剛性壓電諧振器中壓電層擴張和收縮的方向。
當(dāng)電壓方向隨時間變化的交流信號輸入壓電諧振器10的外部電極20和22時，電場沿相反方向施加在內(nèi)部電極14兩側(cè)構(gòu)成基體部件12的相鄰壓電層上，并且以基體部件12的中心為節(jié)點激勵縱向基本振動。基體部件12在圖3A和3B之間交替改變狀態(tài)而沿縱向振動。
當(dāng)電場沿圖3A所示極化方向施加在第一振動區(qū)域24a的壓電層上時，每層壓電層沿著基體部件12的縱向擴張并且基體部件12也沿著縱向整體擴張。但是由于電場沿與極化方向相反的方向施加在第二振動區(qū)域24b的壓電層上，所以第二振動區(qū)域24b沿著基體部件12的縱向收縮。
另一方面，由于電場沿與圖3B所示極化方向相反的方向施加在壓電層上時，每層壓電層沿著基體部件12的縱向收縮并且基體部件12也沿著縱向整體收縮。但是由于電場沿極化方向施加在第二振動區(qū)域24b的壓電層上，所以第二振動區(qū)域24b沿著基體部件12的縱向擴張。
圖4為表示按照本發(fā)明的壓電諧振器10在振動期間每層壓電層厚度變化的示意圖。在圖4中，基體部件12收縮前的每層壓電層厚度用t表示，收縮后的壓電層厚度用t1，t2和t3表示。這些厚度之間的關(guān)系是t＞t3＞t2＞t1。壓電層越靠近基體部件12的中心它就收縮得更厲害。
如上所述，在圖1-3B所示的壓電諧振器10中，占據(jù)被激勵縱向振動的基體部件12一部分的第二振動區(qū)域24b沿著與占據(jù)基體部件12大部分的第一振動區(qū)域24b振動方向相反的方向振動。因此第一振動區(qū)域24a的振動效率略微抑制并且壓電諧振器10的ΔF變小。因此獲得了適于窄帶濾波器和振蕩器使用的壓電諧振器。
此外，由于壓電諧振器10是剛性的并且激勵的是縱向基本振動，所以不會發(fā)生除基本振動以外的寬度和厚度等模式的振動并且獲得了優(yōu)異的性能。
通過調(diào)整壓電諧振器10內(nèi)第二振動區(qū)域24b與第一振動區(qū)域24a之間比例或位置關(guān)系，可以在不改變壓電諧振器10尺寸的前提下從較寬的范圍內(nèi)選擇一個ΔF，實現(xiàn)各種ΔF值。在圖1和2所示的實施例中，第二振動區(qū)域24b形成于第一振動區(qū)域24a的兩側(cè)。但是它們的結(jié)構(gòu)并不局限于該實施例中的那種結(jié)構(gòu)。第二振動區(qū)域24b可以放置在基體部件12的中心。在壓電諧振器中，第二振動區(qū)域24b形成于第一振動區(qū)域24a的兩側(cè)，每側(cè)一層。但是它們的結(jié)構(gòu)并不局限于這種結(jié)構(gòu)。可以在第一振動區(qū)域24a內(nèi)部只形成一層第二振動區(qū)域24b。可以形成多層第二振動區(qū)域24b。
圖5為用于考察性能的按照本發(fā)明的壓電諧振器。圖6為比較用的壓電諧振器。
圖5所示壓電諧振器10的長為3.78mm，高為1.0mm，而寬為1.0mm。在壓電諧振器10基體部件的中心，通過將4層壓電層與內(nèi)部電極14夾在一起層疊形成第一振動區(qū)域24a。被內(nèi)部電極14夾住的壓電層中的第二振動區(qū)域24b在第一振動區(qū)域24a兩側(cè)與其集成在一起。在基體部件12的各端，形成有電極14。構(gòu)成基體部件12的壓電層的厚度相同。
圖6所示用于比較的壓電諧振器1具有與圖5所示壓電諧振器10相同的尺寸。壓電諧振器1的基體部件2通過將6層壓電層與電極3夾在一起形成。在基體部件2的兩端，形成有電極。構(gòu)成基體部件12的壓電層的厚度相同。
在圖5和6中，白色箭頭指示壓電層極化的方向。在圖5所示按照本發(fā)明實施例的壓電諧振器10中，構(gòu)成第二振動區(qū)域24b的壓電層沿著第一振動區(qū)域24a相鄰壓電層相同的方向極化。第一振動區(qū)域24a和第二振動區(qū)域24b以相反的相位振動。
另一方面，在圖6所示比較用的壓電諧振器1中，相鄰的壓電層與其間的電極3沿著與基體部件12縱向相反的方向極化。壓電諧振器1沒有第二振動區(qū)域。
為了考察這兩種壓電諧振器性能上的差異，采用有限元方法來計算圖5所示壓電諧振器10和圖6所示壓電諧振器1的共振頻率Fr和反共振頻率Fa以及它們的ΔF。表1示出了結(jié)果。
表1
如表1所示，圖5所示壓電諧振器10與圖6所示比較用的壓電諧振器1相比ΔF較小。
圖7A和7B示出了按照本發(fā)明的另一個壓電諧振器的結(jié)構(gòu)和振動狀態(tài)。在圖7A和7B中壓電諧振器10的基體部件12所示的3行箭頭中，上面的箭頭表示電場施加的方向，中間的箭頭表示極化的方向，而下面的箭頭表示剛性壓電諧振器中壓電層擴張和收縮的方向。
圖7A與圖7B所示壓電諧振器10與圖2所示壓電諧振器的不同之處在于第二振動區(qū)域24b壓電層的極化方向以及絕緣薄膜16和18的布局。
在圖7A和7B所示的壓電諧振器10中，第二振動區(qū)域24b形成于基體部件12的右側(cè)。第二振動區(qū)域24b是用被內(nèi)部電極14與虛電極14’夾住的壓電層構(gòu)成。
在壓電諧振器10中，構(gòu)成第二振動區(qū)域24b的壓電層沿著與放置在虛電極14’附近的第一振動區(qū)域24a壓電層相反的方向極化。
虛電極14’由位于基體部件12兩側(cè)的絕緣薄膜16和18絕緣并且不與外部電極20和22相連。緊靠圖7A和7B虛電極14’左邊放置的內(nèi)部電極14由絕緣薄膜16絕緣，它不與外部電極20相連而是與外部電極22相連。緊靠圖7A和7B虛電極14’右邊放置的內(nèi)部電極14由絕緣薄膜18絕緣，它不與外部電極22相連而是與外部電極20相連。因此如圖7A和7B所示，電場沿基體部件縱向相同的方向施加在放置于虛電極14’兩側(cè)的壓電層上，即從一端到另一端或者相反。
在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電場沿極化方向施加在第一振動區(qū)域24a的壓電層上時，電場沿與極化相反的方向施加在第二振動區(qū)域24b的壓電層上。另一方面，當(dāng)電場沿與極化相反的方向施加在第一振動區(qū)域24a的壓電層上時，電場沿極化方向施加在第二振動區(qū)域24b的壓電層上。因此如圖7A和7B中的下部箭頭所示，第一振動區(qū)域和第二振動區(qū)域以相反相位振動。
因此圖7A和7B所示的壓電諧振器10具有圖1-6所示壓電諧振器相同的優(yōu)點。
圖8A和8B示出了按照本發(fā)明還有一個壓電諧振器的結(jié)構(gòu)和振動狀態(tài)。圖9為圖8A和8B所示壓電諧振器的電路圖。
除了基體部件12的形成方式是使電容器區(qū)域26集成在第二振動區(qū)域24b兩側(cè)以外，圖8A和8B所示的壓電諧振器與圖1-6所示的壓電諧振器結(jié)構(gòu)相同。
電容器區(qū)域26由未極化的壓電層形成，例如由內(nèi)部電極14夾住的PZT所形成。與電容器區(qū)域26相夾的其中一個內(nèi)部電極14與外部電極20相連，另一個內(nèi)部電極4與外部電極22相連。如圖9所示，電容器區(qū)域26與第一振動區(qū)24a和第二振動區(qū)域并聯(lián)。
因此通過調(diào)節(jié)圖8A和8B所示的壓電諧振器10的電容器區(qū)域26可以改變縱向基本振動中的ΔF。隨著電介質(zhì)層電容的增加，虛電容增加而ΔF變小。
在圖8A和8B所示的壓電諧振器10中，可以在寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)ΔF并在設(shè)計中有更多的自由度。因此為了適合用于窄帶濾波器和振蕩器可以將壓電諧振器10的ΔF做得較小。
在圖8A和8B所示的壓電諧振器10中，通過改變第一振動區(qū)域24a和第二振動區(qū)域24b對電容器區(qū)域26的比例，或者通過改變電容器區(qū)域26相對第一振動區(qū)域和第二振動區(qū)域的位置可以在寬范圍內(nèi)選擇ΔF。例如，在圖8A和8B所示的壓電諧振器10中，電容器區(qū)域26形成于基體部件12的兩側(cè)。該結(jié)構(gòu)并不局限于本實施例的情況。電容器區(qū)域26可以放置在基體部件12的中心。此時，ΔF變小了。
在圖8A和8B所示的壓電諧振器10中，通過調(diào)節(jié)電容器區(qū)域26的電容可以增加整個壓電諧振器10的電容。通過改變內(nèi)部電極14相對部分的重疊區(qū)域或者電介質(zhì)層的厚度可以改變電容器區(qū)域26的電容。
通過將多層電介質(zhì)層與內(nèi)部電極14的層疊可以形成電容器區(qū)域26。而且在這種情況下，電容器區(qū)域26與第一和第二振動區(qū)域24a和24b并聯(lián)。隨著層疊層數(shù)的增加，ΔF變小而電容增加。
除了PZT以外，具有介電常數(shù)的各種材料可以用于電容器區(qū)域26的材料。例如可以采用介電常數(shù)比PZT更大的BaTiO3材料。
以下借助附圖10-12描述包括壓電諧振器的電子元件，例如振蕩器和鑒頻器。用于電子元件的壓電諧振器10與圖1-6、圖7A和7B以及圖8A和8B所示的相同。
圖10為電子元件60的透視圖。電子元件60包括絕緣襯底62。在絕緣襯底62的相對端形成有兩個缺口64。在絕緣襯底的其中一個表面，如圖11所示形成有兩個定形電極66和68。在相對的缺口64之間形成有定形電極66并從靠近一端的點向絕緣襯底62的中心呈L形延伸。在其它的相對缺口64之間形成其它定形電極68并從靠近其它端的點向絕緣襯底62的中心延伸。定形電極66和68的形成方式是從絕緣襯底62繞行至相對表面。
在位于絕緣襯底62中心的定形電極66的一端，用導(dǎo)電粘合劑形成了安裝構(gòu)件70。如圖12所示，上述壓電諧振器10安裝在安裝構(gòu)件70上使得基體部件12縱向的中心位于安裝構(gòu)件70上。壓電諧振器10的外部電極22與安裝構(gòu)件70合為一體以連接定形電極66。其它的外部電極20通過導(dǎo)電引線72與定形電極68相連。導(dǎo)電引線72與壓電諧振器10縱向上的外部電極20的中心相連。
金屬罩蓋放置在絕緣襯底62上以成為完整的電子元件60。為了防止金屬罩蓋子74與定形電極66和68短路，預(yù)先在絕緣襯底62和定形電極66和68上涂覆絕緣樹脂。電子元件60采用定形電極66和68作為連接外部電路的輸入和輸出端，它們從絕緣襯底62的端部繞至后表面。
由于在電子元件60中壓電諧振器10的縱向中心固定在安裝構(gòu)件70上，壓電諧振器10的端部與絕緣襯底62隔開放置從而不妨礙振動。由于作為節(jié)點的壓電諧振器中心固定在安裝構(gòu)件70上并與導(dǎo)電引線72相連，所以沒有削弱縱向振動。
電子元件60與IC芯片和其它元件一起安裝在電路板上以構(gòu)成振蕩器或鑒別器。由于電子元件60由金屬罩蓋74密封和保護，所以可以用作由平面軟熔焊安裝的芯片型(表面安裝)元件。
當(dāng)電子元件60用于振蕩器時，寄生振動被抑制在低水平上并且由于電子元件60中所用壓電諧振器的特點防止了寄生振動引起的異常振動。由于壓電諧振器10的電容可以設(shè)定為任意值，所以容易與外部電路實現(xiàn)阻抗匹配。
當(dāng)電子元件60用于鑒別器時，由于諧振器較小的ΔF，所以提供了狹窄的峰-峰相間范圍。此外，由于在電容設(shè)計中諧振器提供了寬的范圍，所以容易與外部電路實現(xiàn)阻抗匹配。
圖13為按照本發(fā)明的進一步的壓電諧振器的透視圖。圖14為表示圖13所示壓電諧振器結(jié)構(gòu)的示意圖。圖13和14所示的壓電諧振器除了兩個外部電極20和22形成于基體部件12的一個側(cè)面以外與圖1-6所示壓電諧振器的結(jié)構(gòu)相似。在基體部件12的一個側(cè)面上形成有兩行絕緣薄膜16和18。在基體部件12寬度方向的一端形成有絕緣薄膜16而在基體部件12寬度方向的另一端形成有絕緣薄膜18。這兩行絕緣薄膜16和18形成于各自的外部電極14上。即兩行絕緣薄膜16和18形成于不同的內(nèi)部電極14上。在兩行絕緣薄膜16和18上，分別形成兩行外部電極20和22。壓電諧振器10也具有上述壓電諧振器相同的優(yōu)點。
由于外部電極20和22形成于壓電諧振器基體部件12的一個側(cè)面上，所以壓電諧振器12可以面粘結(jié)在電路板上以形成例如梯形濾波器、振蕩器或者鑒頻器的電子元件。即由于具有如圖13和14所示結(jié)構(gòu)的壓電諧振器可以通過不用引線的面粘結(jié)來固定在絕緣襯底上，所以更容易制造電子元件。
圖15為圖13和14所示采用壓電諧振器的電子元件主要部分的透視圖。圖16為圖15所示電子元件主要部分的分解透視圖。在圖15和16所示的電子元件60中，采用了結(jié)構(gòu)與圖13和14所示相同的4個壓電諧振器10a，10b，10c和10d。在電子元件60中，如圖16所示在用作支承件的絕緣襯底62上形成4個定形電極90、92、94和96。在定形電極90、92、94和96上形成沿直線相隔一定距離排列的5個區(qū)域。與絕緣襯底62最為靠近的第一區(qū)域R1形成與定形電極90上，第二區(qū)域R2和第五區(qū)域R5形成于定形電極92上，第三區(qū)域R3形成于定形電極94上，而第四區(qū)域R4形成于定形電極96上。
為了將壓電諧振器10a-10d連接至第一區(qū)域R1-第五區(qū)域R5，制備了至少有一個表面由導(dǎo)電部件制成的長方形安裝構(gòu)件98、100、102、104、106、108、110和112。如圖13所示這些預(yù)先涂有導(dǎo)電粘合劑的安裝構(gòu)件安裝在壓電諧振器10a到10d的節(jié)點區(qū)域的電極20和22上。
壓電諧振器10a-10d如圖16所示把上面朝下并用導(dǎo)電粘合劑固定在第一區(qū)域R1上為安裝構(gòu)件98；在第二區(qū)域R2上為兩個安裝構(gòu)件100和102；在第三區(qū)域R3上為兩個安裝構(gòu)件104和106；在第四區(qū)域R4上為兩個安裝構(gòu)件108和110，以及在第五區(qū)域R5上為一個安裝構(gòu)件112。在這種情況下，如圖15所示安裝構(gòu)件沿著直線以一定的間距放置。
如上所述，通過安裝構(gòu)件98、100、102、104、106、108、110和112支撐在絕緣襯底62上的4個壓電諧振器10a-10d以及壓電諧振器的電極20和22與絕緣襯底62上的定形電極90、92、94和96相連。定形電極形成如圖17所示的梯形電路。金屬罩蓋(未畫出)放置在絕緣朝上62上。
圖17示出了用作具有梯形電路的梯形濾波器的電子元件。兩個壓電濾波器10a和10c用作串聯(lián)諧振器而另外兩個壓電諧振器10b和10d用作并聯(lián)諧振器。在這樣的梯形濾波器中，并聯(lián)壓電諧振器10b和10d設(shè)計成比串聯(lián)壓電諧振器10a和10c具有更大的電容。
梯狀濾波器內(nèi)的衰減由串聯(lián)諧振器與并聯(lián)諧振器的電容比決定。在這種電子元件中，通過改變壓電諧振器10a-10d的電容實現(xiàn)了用較少諧振器實現(xiàn)較大衰減的梯形濾波器。由于壓電諧振器10a-10d具有較小的ΔF，所以實現(xiàn)了具有窄發(fā)射頻帶的梯形濾波器。
通過增加壓電諧振器10a和10c與10b與10d的ΔF的差異實現(xiàn)了寬發(fā)射帶的梯形濾波器。
在圖15和16所示電子元件中，由于相鄰壓電諧振器的電極通過安裝構(gòu)件安裝在同一區(qū)域上，所以相鄰壓電諧振器的兩個電極無需絕緣并且可以靠近放置，從而實現(xiàn)了小體積元件。
權(quán)利要求
1.一種壓電諧振器(10)，其特征在于包括具有縱向的基體部件(12)，極化壓電部件構(gòu)成所述基體部件(12)至少一部分，并且隨所述基體部件一起提供一對外部電極(20，22)，通過將多個壓電層和多個內(nèi)部電極(14)交替層疊形成了構(gòu)成所述基體部件(12)至少一部分的層疊部件區(qū)域，所述壓電層由所述壓電部件構(gòu)成并且沿所述基體部件(12)縱向極化，所述內(nèi)部電極(14)垂直于所述基體部件(12)的縱向并且分別與所述外部電極(20，22)相連，并且所述層疊部件區(qū)域包括分別以相反的相位激勵縱向基本振動的第一振動區(qū)域(24a)和第二振動區(qū)域(24b)。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器(10)，其特征在于當(dāng)電場沿與極化方向相同的方向施加在所述第一振動區(qū)域(24a)的壓電層上時，電場沿與極化方向相反的方向施加在所述第二振動區(qū)域(24b)的壓電層上，并且當(dāng)電場沿與極化方向相反的方向施加在所述第一振動區(qū)域(24a)的壓電層上時，電場沿極化方向施加在所述第二振動區(qū)域(24b)的壓電層上。
3.一種采用如權(quán)利要求1或2所述壓電諧振器(10)的電子元件(60)，其特征在于所述基體部件(12)由支承件(62)經(jīng)安裝構(gòu)件(70)支撐，并且所述安裝構(gòu)件(70)提供于所述基體部件(12)縱向的中心區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3所述的電子元件，其特征在于所述支承件(62)是其上形成有定形電極(66，68)的絕緣襯底(62)。
5.如權(quán)利要求4所述的電子元件，其特征在于串聯(lián)和并聯(lián)成梯形的多個所述壓電諧振器(10a，10b，10c，10d)安裝在所述絕緣襯底(62)上。
全文摘要
一種壓電諧振器(10),包括具有縱向的基體部件(12),通過將多個壓電層和多個內(nèi)部電極(14)層疊形成了構(gòu)成基體部件(12)的層疊部件區(qū)域,所述壓電層由壓電部件構(gòu)成并且沿基體部件(12)縱向極化,所述內(nèi)部電極(14)垂直于基體部件(12)的縱向并且分別與外部電極(20,22)相連,并且層疊部件區(qū)域包括分別以相反的相位激勵縱向基本振動的第一振動區(qū)域(24a)和第二振動區(qū)域(24b)。
文檔編號H03H9/05GK1176532SQ9711087
公開日1998年3月18日 申請日期1997年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月12日
發(fā)明者宇波俊彥 申請人:株式會社村田制作所