專利名稱：壓電諧振器群延遲特性的調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓電諧振器群延遲特性調(diào)節(jié)方法。本發(fā)明尤其涉及用于梯形濾波器的壓電諧振器的群延遲特性的調(diào)節(jié)方法。
至今，如圖9所示，諸如未經(jīng)固化的硅橡膠之類的合成樹脂材料2曾經(jīng)被粘附到例如壓電諧振器1的上表面或下表面上。然后，將合成樹脂2固化，以便用于壓電諧振器1的群延遲特性的調(diào)節(jié)。將柔軟的材料粘附到壓電諧振器1上，以阻尼Qm特性，由此允許調(diào)節(jié)群延遲特性。
但是，在將未結(jié)固化的材料粘附到壓電諧振器上的過程中，對(duì)粘附材料的量的控制是困難的。這引起粘附材料的量的變化接近于10％。
還有，對(duì)未經(jīng)固化材料的量的控制的困難使得難以相應(yīng)于各個(gè)壓電諧振器原來的群延遲特性選擇性地進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了解決這些問題，例如，必須對(duì)未經(jīng)固化的材料進(jìn)行初步檢查和周期性量的檢測(cè)。另外，在對(duì)未經(jīng)固化材料的使用中，由于難以對(duì)壓電諧振器確定粘附的部分，如圖9所示，未經(jīng)固化的材料有時(shí)會(huì)流到壓電諧振器的周圍的表面上。當(dāng)將合成樹脂材料施加到壓電諧振器的預(yù)定部分上時(shí)，有一些情況，即，諸如壓電濾波器之類使用壓電諧振器的設(shè)備的特性根據(jù)未經(jīng)固化材料的粘附部分而變壞。另外，使用未經(jīng)固化材料需要在其粘附后進(jìn)行熱固化，由此使調(diào)節(jié)變難。在這種情況下，加熱可能引起壓電諧振器的特性的變壞。
考慮到上述問題，本發(fā)明的一個(gè)主要目的是提供一種調(diào)節(jié)方法，允許容易地調(diào)節(jié)壓電諧振器的群延遲特性，而不引起其電特性的變壞。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種壓電諧振器的群延遲特性的調(diào)節(jié)方法，包含以下步驟準(zhǔn)備步驟，用于制備多種尺寸的成形材料，每一個(gè)的最大楊氏模量為100MPa；測(cè)量步驟，用于測(cè)量壓電諧振器的原來的群延遲特性；選擇步驟，用于選擇其尺寸適合于壓電諧振器將所述測(cè)量步驟中測(cè)量到的原來的群延遲特性調(diào)節(jié)到所需的群延遲特性的成形材料；和粘附步驟，用于將在所述選擇步驟中選出的成形材料粘附到壓電諧振器上。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種調(diào)節(jié)壓電諧振器群延遲特性的調(diào)節(jié)方法，其特征在于包含測(cè)量步驟，作為壓電諧振器的測(cè)量群延遲特性的初步檢查；準(zhǔn)備步驟，用于準(zhǔn)備具有一個(gè)尺寸的成形材料，每一個(gè)所述成形材料具有最大楊氏模量為100MPa，并確定適合于進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便得到將在下面的步驟中制造的壓電諧振器所需的群延遲特性；和粘附步驟，用于將成形材料粘附到壓電諧振器上。
在上述壓電諧振器群延遲特性的一個(gè)調(diào)節(jié)方法中，每一個(gè)成形材料可以是其一個(gè)表面上具有粘附部分的硅片。
還有，在上述壓電諧振器的群延遲特性的一個(gè)調(diào)節(jié)方法中，每一個(gè)成形材料可以是固化的合成樹脂材料。
如上所述，通過將具有最大楊氏模量為100MPa的成形材料粘附到各個(gè)壓電諧振器上，阻尼了各個(gè)壓電諧振器的Qm特性，并且可以調(diào)節(jié)群延遲特性。在這種情況下，使用固化的成形材料允許控制粘附到壓電諧振器上的材料的量。還有，根據(jù)各個(gè)壓電諧振器的原來的群延遲特性，選擇確定要粘附的成形材料并將選擇的成形材料粘附上去。根據(jù)這種安排，可以相應(yīng)于各個(gè)壓電諧振器，選擇性地調(diào)節(jié)群延遲特性。
或者，進(jìn)行初步檢查，以測(cè)量原來的群延遲特性，制備一個(gè)尺寸的成形材料，它被確定為適合于粘附到將在下面的步驟中制備的壓電諧振器的群延遲特性。這還允許調(diào)節(jié)群延遲特性。
在上述方法中，由于已經(jīng)固化了成形材料，可以規(guī)定將成形材料粘附到壓電諧振器上的部分。還有，成形材料將不流到無意的部分，這可以防止特性的變壞。另外，上述材料在它們粘附后不需要加熱處理。
當(dāng)將硅片(每一個(gè)硅片的一個(gè)表面上具有粘附部分)用作上述方法的成形材料時(shí)，它們可以被剪裁為預(yù)定的尺寸。這有利于將硅片粘附到壓電諧振器上。
還有，代替片形式的成形材料，可以使用形成為預(yù)定尺寸的合成樹脂材料，以產(chǎn)生等效的優(yōu)點(diǎn)。
通過這種方法，根據(jù)本發(fā)明，可以容易地實(shí)現(xiàn)壓電諧振器群延遲特性。例如，不需要諸如加熱處理之類的工藝。還有，本發(fā)明允許進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，使粘附到各個(gè)壓電諧振器上的成形材料的量的變化最小化。另外，本發(fā)明允許成形材料粘附到各個(gè)壓電諧振器的需要部分，由此防止其特性變壞，這種變壞可能是由粘附成形材料的部分引起的。另外，本發(fā)明不需要加熱處理來固化成形材料，由此防止了可能由加熱引起的特性的變壞。
從下面參照附圖，給出的詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)更加容易顯見。


圖1是壓電濾波器的一個(gè)例子的分解透視圖，該壓電濾波器包含其群延遲特性經(jīng)過本發(fā)明的一種舉例調(diào)節(jié)方法處理的壓電諧振器；圖2是用于圖1中的壓電濾波器的壓電諧振器的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的示圖；圖3是圖1中壓電濾波器的電路圖；圖4是用于壓電諧振器的群延遲特性調(diào)節(jié)的硅片；圖5是如圖4所示的硅片的示圖，它粘附到壓電諧振器的上表面上；圖6是特性曲線圖，示出在將硅片粘附到每一個(gè)壓電諧振器之前壓電濾波器中的衰減，以及壓電諧振器的群延遲特性；圖7是特性曲線圖，示出將硅片粘附到每一個(gè)壓電諧振器之后壓電濾波器中衰減的量，以及壓電諧振器的群延遲特性；圖8是用于揭示群延遲特性調(diào)節(jié)方法的另一個(gè)例子的透視圖；和圖9是根據(jù)壓電諧振器的群延遲特性的傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法，將未經(jīng)固化的合成樹脂材料粘附到壓電諧振器上的例子的透視圖。
圖1示出使用多個(gè)壓電諧振器的壓電濾波器。將本發(fā)明的群延遲特性調(diào)節(jié)方法用于這些壓電諧振器。
壓電濾波器10包含絕緣基片12。在絕緣基片12上，形成有四個(gè)圖案電極14、16、18和20。圖案電極14、16和18延伸到絕緣基片12的一個(gè)端部。圖案電極20沿絕緣基片12的一個(gè)端部形成，該端部與圖案電極14、16和18所延伸到的一端相對(duì)。
在圖案電極14、16、18和20之間有間隔地形成五個(gè)連接區(qū)22、24、26、28和30。第一連接區(qū)22(從圖1中的左邊開始數(shù))連接到圖案電極14。將第二和第五連接區(qū)24和30連接到圖案電極20。將第三連接區(qū)26連接到圖案電極16。將第四連接區(qū)28連接到圖案電極18。
將四個(gè)壓電諧振器32、34、36和38安裝到連接區(qū)22、24、26、28和30上。如圖2所示，壓電諧振器32包含平行六面體基體40?；w40是通過重疊多個(gè)壓電層42和多個(gè)內(nèi)部電極44形成的。這時(shí)，壓電層42和內(nèi)部電極44的表面安排得垂直于基體40的長(zhǎng)度方向。壓電層42安排得靠近每一個(gè)內(nèi)部電極44的兩側(cè)，并沿基體40的長(zhǎng)度方向極化，以便相對(duì)。
在基體40的一個(gè)周邊表面上，沿寬度方向的中心部分中形成有一個(gè)凹槽46，該凹槽46沿長(zhǎng)度方向延伸。在凹槽46的兩側(cè)中的一側(cè)上，內(nèi)部電極44的暴露部分由絕緣體48交替地覆蓋，在基體40的相對(duì)側(cè)面中的另一個(gè)側(cè)面上，內(nèi)部電極44的暴露部分(未由絕緣體48覆蓋)由絕緣體50覆蓋。通過這種方法，在凹槽46的兩側(cè)上的不同的內(nèi)部電極44由絕緣體48或絕緣體50覆蓋。
另外，外部電極52和54形成在基體40的兩側(cè)中的一側(cè)上和另一側(cè)上。由此，相鄰設(shè)置的內(nèi)部電極44交替地連接到外部電極52和54。
類似于壓電諧振器32地構(gòu)成其它壓電諧振器34、36和38。在上述壓電諧振器中，根據(jù)輸入到用作輸入/輸出端的外部電極52和54的信號(hào)，在內(nèi)部電極44之間施加了一個(gè)電場(chǎng)。
由于內(nèi)部電極44交替地連接到外部電極52和54，相對(duì)的電場(chǎng)被施加到相鄰安排的壓電層42。還有，由于壓電層42被極化，成為相對(duì)，故整個(gè)基體42相應(yīng)于上述輸入的信號(hào)，以縱向振動(dòng)模式振動(dòng)。
如圖3所示，以上述縱向振動(dòng)模式振動(dòng)的壓電諧振器32、34、36和38梯形連接，以便形成串聯(lián)和/或并聯(lián)。在這種情況下，圖1所示的導(dǎo)電件56分別地形成在壓電諧振器32、34、36和38的外部電極52的中心部分中。各個(gè)導(dǎo)電件56連接到五個(gè)連接區(qū)22、24、26、28和30。由此，壓電諧振器32、34、36和38與絕緣基片12分離，由此確保壓電諧振器32、34、36和38振動(dòng)所需的空間。
另外，以這種方式提供圖1所示的金屬蓋子58，以覆蓋絕緣基片12，以便容納壓電諧振器32、34、36和38。在這種結(jié)構(gòu)中，絕緣薄膜安排地形成在絕緣基片12上的蓋子58接觸的部分。絕緣薄膜防止圖案電極14、16、18和20可能由于蓋子58而引起的短路。
在上述壓電濾波器10中，衰減量依賴于串聯(lián)的壓電諧振器32和38和并聯(lián)的壓電諧振器34和36的電容比而變化。為此，為了得到理想的壓電濾波器10的特性，將并聯(lián)的壓電諧振器34和36設(shè)計(jì)得具有高于串聯(lián)的壓電諧振器32和38的電容。
為了調(diào)節(jié)壓電濾波器10的群延遲特性，將成形材料粘附到各個(gè)壓電諧振器32、34、36和38上。成形材料用于調(diào)節(jié)各個(gè)壓電諧振器32、34、36和38的群延遲特性。作為成形材料，可以使用其楊氏模量(直接彈性的模量)為100MPa或更小的材料。
例如，如圖4所示，使用硅片62，每一個(gè)硅片的一個(gè)表面上具有粘附部分。如圖5所示，通過將硅片62粘附到構(gòu)成壓電濾波器10的每一個(gè)壓電諧振器32、34、36和38的上表面上，執(zhí)行對(duì)每一個(gè)壓電諧振器32、34、36和38的Qm的阻尼。這就調(diào)節(jié)了群延遲特性。各個(gè)壓電諧振器32、34、36和38的這種群延遲特性的調(diào)節(jié)允許壓電濾波器10的群延遲特性按需要調(diào)節(jié)。
在上面，多種尺寸的硅片62被預(yù)先壓制處理，并按照尺寸分類。然后，將測(cè)量探針之類的裝置連接到各個(gè)壓電諧振器32、34、36和38，由此測(cè)量壓電諧振器32、34、36和38的電特性。為此，雖然在圖1中未示出，但是，必須考慮圖案電極的安排設(shè)計(jì)壓電諧振器32、34、36和38的基片。圖案電極允許測(cè)各個(gè)量壓電諧振器32、34、36和38。
對(duì)于各個(gè)壓電諧振器32、34、36和38，根據(jù)測(cè)量的電特性，選出其尺寸允許提供所需電特性的硅片62。將具有選出的尺寸的硅片62粘附到壓電諧振器32、34、36和38的上表面上。由此，根據(jù)電特性的調(diào)節(jié)，可以將壓電濾波器10的群延遲特性控制在預(yù)定范圍內(nèi)。在對(duì)硅片62的選擇步驟中，代替制備多種尺寸的硅片62，可以由大的硅片沖壓出需尺寸的硅片62。
通過這種方式，使用上述調(diào)節(jié)方法允許提供具有高群延遲特性的壓電濾波器10。還有，使用這種調(diào)節(jié)方法允許例如避免初步檢查和周期性檢測(cè)，由此允許改進(jìn)制造程序。另外，使用這種硅片62不需要在它們粘附到壓電諧振器32、34、36和38上后固化，由此允許避免了另外一個(gè)工藝步驟， 并且還允許防止由于加熱而導(dǎo)致的特性的變化。
圖6和7分別地示出了壓電濾波器10在根據(jù)上述調(diào)節(jié)方法進(jìn)行群延遲特性調(diào)節(jié)前后的特性。在調(diào)節(jié)前的壓電濾波器中，如圖6所示，發(fā)生群延遲波動(dòng)。但是，在調(diào)節(jié)后的壓電濾波器中，如圖7所示，群延遲波動(dòng)減小了，并且可以得到顯示平滑的群延遲特性。通過這種方式，將柔軟的硅片62粘附到壓電諧振器32、34、36和38上，允許阻尼壓電諧振器32、34、36和38的Qm特性，由此可以得到產(chǎn)生減小了的波動(dòng)的壓電諧振器32、34、36和38。
在本發(fā)明中，需要可以產(chǎn)生效果的成形材料具有最大楊氏模量為100MPa。
但是，較好地是使用楊氏模量面0.1到10MPa范圍內(nèi)的成形材料。在圖7示出特性曲線的例子中，使用楊氏模量大約1MPa的硅片。但是，楊氏模量范圍在0.1到10MPa范圍內(nèi)的成形材料產(chǎn)生基本上等效于圖7所示的特性。楊氏模量大于100MPa的成形材料具有干擾壓電諧振器32、34、36和38的振動(dòng)的特性。為此，楊氏模量大于100MPa的成形材料不適合用于調(diào)節(jié)群延遲特性。
還有，可以制備具有預(yù)定尺寸的硅片62。在這種情況下，對(duì)用于壓電濾波器10中的壓電諧振器進(jìn)行初步檢查，以得到原來的群延遲特性的數(shù)據(jù)。根據(jù)由檢查得到的數(shù)據(jù)，制備具有預(yù)定尺寸的硅片62，通過該尺寸的硅片62，將要在下面的步驟中制造的壓電諧振器的群延遲特性確定為接近于所需的群延遲特性。然后，將各個(gè)制備的硅片62粘附到構(gòu)成壓電濾波器10的壓電諧振器32、34、36和38，由此允許將壓電濾波器10的群延遲特性控制在預(yù)定的范圍內(nèi)。
根據(jù)上述調(diào)節(jié)方法，和其中根據(jù)對(duì)各個(gè)壓電諧振器32、34、36和38材料的電特性粘附硅片62的調(diào)節(jié)方法相比，精細(xì)的調(diào)節(jié)是困難的。但是，后面的調(diào)節(jié)方法用于改進(jìn)壓電濾波器10的群延遲特性。在這種調(diào)節(jié)方法中，硅片62在其粘附到壓電諧振器32、34、36和38上后不需要固化。由此，這種調(diào)節(jié)方法不會(huì)由于加熱引起特性的改變。為了使這種方法有效，需要硅片62具有非常合適的尺寸，該尺寸是根據(jù)壓電諧振器32、34、36和38原來的特性周期性地測(cè)量的。
成形材料不需要是片狀的，可以是另外的固化過的合成樹脂材料中的一種，其中每一個(gè)都具有最大楊氏模量為100MPz。合成樹脂材料包括氨基甲酸乙酯材料和硅材料，每一種的楊氏模量是100MPa或更小。使用這些材料中的一種，如圖8所示，例如圓形的成形材料64粘附到壓電諧振器32、34、36和38上。在這種情況下，成形材料64(它將粘附到各個(gè)壓電諧振器32、34、36和38上)可以是兩種類型中的一種。即，成形材料64可以是從相應(yīng)于各個(gè)壓電諧振器32、34、36和38原來的特性選出的，或是根據(jù)為知到各個(gè)壓電諧振器32、34、36和38的原來特性而進(jìn)行的初步檢查的結(jié)果制備的。
在這些情況下，如圖8所示，除了粘附到每一個(gè)壓電諧振器32、34、36和38的中心部分上以外，可以對(duì)應(yīng)于壓電諧振器原來的特性的將成形材料64粘附到其多個(gè)部分。必然地，可以選擇性地確定成形材料64的形狀。例如，該形狀可以是矩形或多邊形。
如上所述，使用一種其楊氏模量為100MPa或更小的柔軟的材料。還有，由于經(jīng)過固化的成形材料具有特性使施加在壓電諧振器32、34、36和38上的重量變化最小化，可以進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。
另外，由于粘附成形材料的部分是可以規(guī)格化的，故可以防止粘附到壓電諧振器32、34、36和38的特性變壞的部分上；即，可以防止由成形材料引起特性的變壞。另外，上述材料在它們被粘附后不需要加熱處理，由此防止了由于加熱而使特性變壞。
本發(fā)明的上述方法不僅可以應(yīng)用于上述的疊堆型的壓電諧振器32、34、36和38，還可以應(yīng)用于其中電極形成在單板狀態(tài)的基體的兩個(gè)表面上的壓電諧振器。由此，可以將本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法應(yīng)用于各種類型的壓電諧振器。
還有，成形材料所粘附的部分不限于壓電諧振器的上表面，它可以是其相對(duì)的下表面。在這種情況下，必然地，在壓電諧振器的外部電極與形成在絕緣基片上的圖案電極之間必須制備電器連接部分。
如上所述，已經(jīng)參照目前較好的實(shí)施例描述了本發(fā)明。但是，應(yīng)該知道，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例和修改。相反，本發(fā)明覆蓋了包含在本發(fā)明的主旨和范圍內(nèi)的各種其它修改和等效的安排。
權(quán)利要求
1.一種壓電諧振器的群延遲特性的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包含以下步驟準(zhǔn)備步驟，用于準(zhǔn)備多種尺寸的成形材料，每一個(gè)所述成形材料的最大楊氏模量為100MPa；測(cè)量步驟，用于測(cè)量壓電諧振器的原來的群延遲特性；選擇步驟，用于選擇其尺寸適合于壓電諧振器將所述測(cè)量步驟中測(cè)量到的原來的群延遲特性調(diào)節(jié)到所需的群延遲特性的成形材料；和粘附步驟，用于將在所述選擇步驟中選出的成形材料粘附到壓電諧振器上。
2.一種調(diào)節(jié)壓電諧振器群延遲特性的調(diào)節(jié)方法，其特征在于包含以下步驟測(cè)量步驟，作為對(duì)壓電諧振器的測(cè)量群延遲特性的初步檢查；準(zhǔn)備步驟，用于準(zhǔn)備具有某個(gè)尺寸的成形材料，每一個(gè)所述成形材料具有最大楊氏模量為100MPa，并確定適合于進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便得到將在下面的步驟中制造的壓電諧振器所需的群延遲特性；和粘附步驟，用于將成形材料粘附到壓電諧振器上。
3.如權(quán)利要求1和2中任一條所述的壓電諧振器的群延遲特性的調(diào)節(jié)方法，其特征在于每一個(gè)成形材料是其一個(gè)表面上具有粘附部分的硅片。
4.如權(quán)利要求1和2中任一條所述的壓電諧振器的群延遲特性的調(diào)節(jié)方法，其特征在于每一個(gè)成形材料都是經(jīng)過固化的合成樹脂材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種群延遲特性調(diào)節(jié)方法,它允許容易地調(diào)節(jié)壓電諧振器的群延遲特性,而不減小電特性。壓電諧振器設(shè)置在絕緣基片上,并連接成梯形,由此形成壓電濾波器。制備預(yù)定尺寸的硅片,其中每一個(gè)硅片的楊氏模量是100MPa或更小,以調(diào)節(jié)壓電諧振器的群延遲特性。然后,測(cè)量壓電諧振器的特性;并且選擇其尺寸適合于得到所需群延遲特性的硅片,并粘附到各個(gè)壓電諧振器上。
文檔編號(hào)H03H3/04GK1271995SQ0010826
公開日2000年11月1日 申請(qǐng)日期2000年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月26日
發(fā)明者池田功 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所