專利名稱：能量陷獲壓電諧振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以厚度延伸振動模式振動的能量陷獲(energy-trapping)壓電諧振器，本發(fā)明尤其涉及一種以厚度延伸振動模式振動，并被合并在壓電濾波器或壓電振蕩器中的能量陷獲壓電諧振器。
在第7-70941號日本經(jīng)審查的專利公報中揭示了以厚度延伸模式振動的能量陷獲壓電諧振器一個例子?，F(xiàn)在將參照圖20描述這種諧振器的結(jié)構(gòu)。由51概略地指出的壓電諧振器包括沿該壓電諧振器的厚度方向極化的矩形壓電基片52。并把諧振電極53a設(shè)置于基片52的上表面的中心部分，諧振電極53b設(shè)置于基片52的下表面的中心部分，以和諧振電極53a相對。把諧振電極53a和53b分別電氣連接到引線電極54a和54b，沿基片52的相對的邊緣設(shè)置所述引線電極。
上述壓電諧振器51遇到下面的問題。必須把諧振電極53a和53b置于基片52的中心部分，以將振動能量限制于相對區(qū)域(諧振部分)，所述區(qū)域位于諧振電極53a和53b之間。相應(yīng)地，需要相當(dāng)大的壓電基片52，以保證基片52的諧振部分周圍有足夠大的區(qū)域。這一點妨礙減小壓電諧振器51的尺寸。
為了克服上述缺點，第2-235422號日本未審查的專利公報揭示了一種使用厚度延伸振動模式的能量陷獲壓電諧振器，這種壓電諧振器不需要有大的區(qū)域，圍繞壓電基片的諧振部分。在如圖21所示的這種諧振器61中，在窄的壓電陶瓷基片62的上表面上設(shè)置諧振電極63a，并且在陶瓷基片62的下表面上設(shè)置諧振電極63b。安排諧振電極63a和63b，以覆蓋基片62的整個寬度。還有，在基片62的中心處沿縱向在諧振電極63a和63b之間相對區(qū)域提供諧振部分。諧振電極63a和63b分別沿基片62的寬度方向延伸到側(cè)面邊緣62a和62b。
在上述的窄壓電基片62中產(chǎn)生厚度延伸振動模式的壓電諧振器61中，由于基片62的寬度W和厚度T之間的關(guān)系而導(dǎo)致不想要的振動。因此，第2-235422號日本未審查專利公報說明，通過按照下面的方法確定W/T的比值，能夠減小諧振頻率和反諧振頻率之間的范圍中的不想要的雜散(spurious)響應(yīng)。當(dāng)使用基波時，在諧振頻率16MHz處W/T比值定為接近5.33。另一方面，當(dāng)使用三階波時，在諧振頻率16MHz處W/T定為接近2.87。
但是，當(dāng)實際制備和測試壓電諧振器61的原型時，在諧振頻率和反諧振頻率之間仍舊產(chǎn)生不想要的雜散響應(yīng)，因此妨礙了濾波器具有好的諧振特性。
為了克服上述缺點，本發(fā)明的較佳實施例提供了一種能量陷獲壓電諧振器，這種諧振器以厚度延伸振動模式振動，而壓電基片上諧振部分的附近不需要大的外部區(qū)域，并且這種諧振器通過在諧振器的諧振頻率和反諧振頻率之間的范圍中防止或者抑制不需要的雜散響應(yīng)而顯示出好的諧振特性。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，提供了一種能量陷獲壓電諧振器，這種諧振器使用厚度延伸振動模式的三階波，諧振器包括沿基片的厚度方向極化的壓電基片，壓電基片的寬度W與厚度T的W/T比值為0.88”5％、1.06”4％、1.32”5％、1.80”3％、2.30”3％、2.69”3％、3.16”2％、或者3.64”2％；以及分別設(shè)置在壓電基片的頂面和底面上的第一和第二電極，用于覆蓋壓電基片整個寬度，并且相對于諧振器的縱向在壓電基片的中心部分互相面對。
根據(jù)本發(fā)明的另一個較佳實施例，在前一段中描述的壓電諧振器中，第一電極可以沿壓電基片的寬度方向延伸到一個側(cè)面邊緣，而第二電極可以沿壓電基片的寬度方向延伸到另一個側(cè)面邊緣。
根據(jù)本發(fā)明的又一個較佳實施例，構(gòu)成所述壓電基片的壓電材料的壓電常數(shù)d31最好由|d31|≤20×10-12C/N給出。壓電材料例如可以是基于鋯鈦酸鉛的陶瓷。


圖1是描述根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的能量陷獲壓電諧振器的透視圖；圖2是描述作為通過使用圖1所示的壓電諧振器而形成的壓電諧振元件的與電容器一體化的壓電諧振器的部件分解視圖；圖3描述由一個壓電諧振器顯示出來的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性，當(dāng)W/T比值定為接近2.60時，該壓電諧振器的諧振頻率為大約16MHz；圖4描述由一個壓電諧振器顯示出來的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性，當(dāng)W/T比值比值定為接近2.68時，該壓電諧振器的諧振頻率為大約16MHz；圖5描述由一個壓電諧振器顯示出來的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性，當(dāng)W/T比值定為接近2.76時，該壓電諧振器的諧振頻率為大約16MHz；圖6描述了根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的壓電諧振器的W/T比值。
圖7描述了根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實施例當(dāng)W/T比值在0.88附近變化時，較低頻率和較高頻率的雜散響應(yīng)的影響；圖8描述了根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實施例當(dāng)W/T比值在1.06附近變化時，較低頻率和較高頻率的雜散響應(yīng)的影響；圖9描述了根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實施例當(dāng)W/T比值在1.32附近變化時，較低頻率和較高頻率的雜散響應(yīng)的影響；圖10描述了根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實施例當(dāng)W/T比值在1.80附近變化時，較低頻率和較高頻率的雜散響應(yīng)的影響；圖11描述了根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實施例當(dāng)W/T比值在2.30附近變化時，較低頻率和較高頻率的雜散響應(yīng)的影響；圖12描述了根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實施例當(dāng)W/T比值在2.69附近變化時，較低頻率和較高頻率的雜散響應(yīng)的影響；圖13描述了根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實施例當(dāng)W/T比值在3.16附近變化時，較低頻率和較高頻率的雜散響應(yīng)的影響；圖14描述了根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實施例當(dāng)W/T比值在3.64附近變化時，較低頻率和較高頻率的雜散響應(yīng)的影響；圖15是本發(fā)明的厚度延伸壓電諧振器的條型橫截面；圖16是描述以壓電體的橫向(lateral)模式WE位移的分布圖，其中用有限元法分析該分布；圖17是描寫在傳統(tǒng)厚度延伸壓電諧振器中作為雜散諧振出現(xiàn)的橫向模式WE的阻抗-頻率特性的圖；圖18是描寫根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的厚度延伸壓電諧振器的阻抗-頻率特性的圖；圖19是描寫壓電常數(shù)d31的絕對值和相對帶寬之間關(guān)系的圖；圖20是描述傳統(tǒng)的使用厚度延伸振動模式的能量陷獲壓電諧振器的例子的部分分解透視圖；及圖21是描述另一個傳統(tǒng)的使用厚度延伸振動模式的能量陷獲壓電諧振器例子的透視圖。
圖1是描述根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的能量陷獲壓電諧振器的透視圖。用標號1概略地指出的能量陷獲壓電諧振器最好包括壓電基片2，如圖所示，該基片可大體上為矩形?；?最好由諸如鋯鈦酸鉛陶瓷等壓電陶瓷制成，并且沿厚度T的方向極化。壓電陶瓷的壓電常數(shù)d31由|d31|≤20×10-12C/N給出。將第一電極3a置于壓電基片2的上表面的中心部分，而將第二電極3b置于基片2的下表面的中心部分。第一和第二電極3a和3b延伸到兩個側(cè)面邊緣2a和2b，并且覆蓋基片2的整個的寬度。更具體地說，第一電極3a延伸到基片2的上表面的一個側(cè)面邊緣2a，而第二電極延伸到基片2的下表面的另一個側(cè)面邊緣2b。
第一和第二電極3a和3b沿縱向在基片2的頂面和底面的中心部分互相面對，由此確定一個諧振部分。
除了基片2的頂面和底面上第一和第二電極3a和3b之間相對區(qū)域之外，不必將第一和第二電極3a和3b安排得沿壓電基片2的整個寬度延伸?？梢匀绱诵纬呻姌O3a和3b的從諧振部分延伸到邊緣2a和2b的部分從而小于基片2的寬度。
這個較佳實施例的能量陷獲壓電諧振器1使用了厚度延伸振動模式的三階波。壓電基片2的寬度W與厚度T的W/T比值最好定為0.88”5％、1.06”4％、1.32”5％、1.80”3％、2.30”3％、2.69”3％、3.16”2％、或者3.64”2％。采用這種安排，在由使用厚度延伸振動模式的三階波而得到的諧振特性中，可有效地防止和抑制不想要的雜散響應(yīng)。這一點將根據(jù)具體的實例，參照圖1和圖3到圖13作出解釋。
為了證實這一發(fā)現(xiàn)，要準備多個由鈦鋯酸鉛陶瓷制成的壓電基片2。基片2的尺寸定為厚度T為480μm；長度L為4.0mm；而不同基片2的寬度W是不同的。第一和第二電極3a和3b的互相面對長度為0.9mm。在上述條件下，制出多個諧振頻率約為16MHz的壓電諧振器。
在用上述方法制出的壓電諧振器中，具有W/T比值為2.60、2.68、和2.76的諧振器的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性分別示于圖3、4和5中。通過圖3、4和5的比較，W/T為2.60的諧振器顯示如圖3所示的特性，圖3中由箭頭A指出的較大的雜散響應(yīng)出現(xiàn)在低于諧振頻率fr的頻率范圍。另外，W/T為2.76的諧振器的特性如圖5所示，由箭頭B指出的較大雜散響應(yīng)出現(xiàn)在高于反諧振頻率fa的頻率范圍中。
相反，W/T為2.68的壓電諧振器的特性如圖4中所示，圖中在低于諧振頻率fr或者高于反諧振頻率fa的范圍中未出現(xiàn)較大的雜散響應(yīng)。雖然出現(xiàn)一個高次模式雜散響應(yīng)C，但它位于大大高于反諧振頻率fa的范圍中。因此，在如圖4所示的諧振特性中，在諧振頻率fr和反諧振頻率fa之間具有很大的頻率差，因此和現(xiàn)有技術(shù)相比得到了顯著改進的諧振特性。
然后，改變基片的寬度W，以制出更多不同類型的諧振頻率約為16MHz的壓電諧振器，并對這些諧振器的阻抗-頻率特性和相位-頻率特性評估。然后證實當(dāng)W/T比值定為由圖6指出的接近0.88、1.06、1.32、1.80、2.30、2.69、3.16和3.64時，得到顯著改善的諧振特性，并且象圖4中那樣，在諧振頻率fr和反諧振頻率fa的附近沒有不想要的雜散響應(yīng)。
結(jié)果，當(dāng)W/T在上述W/T的八個值附近變化時，作測試確定出現(xiàn)在低于諧振頻率fr的范圍中的雜散響應(yīng)A(圖3)的變化以及出現(xiàn)在高于反諧振頻率fa的范圍中的雜散響應(yīng)B(圖5)的變化。結(jié)果示于圖7到14中。
圖7到14描述了通過在上述八個值的各個值附近改變W/T比值而得到的雜散響應(yīng)A和B的特性。這一點可以參考例如圖7作出解釋。圖7描述了當(dāng)W/T比值在0.88的附近變化時，雜散響應(yīng)A和B的影響。圖7中，◇表示諧振頻率fr；□表示反諧振頻率fa；▲表示較低頻率的雜散響應(yīng)A；以及●表示較高頻率的雜散響應(yīng)。
例如，圖7示出當(dāng)W/T約為0.88時，從15.7MHz到16.5MHz的頻率范圍中未出現(xiàn)雜散響應(yīng)A和B。因此，以這個W/T比值得到圖4所示的顯著改善的諧振特性。
在圖7到14中，當(dāng)雜散響應(yīng)A和B不是分別接近諧振頻率fr和反諧振頻率fa時，在接近諧振頻率16MHz的頻率范圍中，得到顯著改善的諧振特性。當(dāng)諧振頻率fr和反諧振頻率fa之間有足夠的差時，也可以得到優(yōu)良的諧振特性，因為即使雜散響應(yīng)A和B分別相對地靠近諧振頻率fr和反諧振頻率fa，雜散響應(yīng)A和B的值也較小。
圖7中，當(dāng)例如W/T大約為0.82時，較低頻率的雜散響應(yīng)A出現(xiàn)在16.0MHz附近，而且諧振頻率fr和反諧振頻率fa之間的頻率差比當(dāng)W/T為例如0.88時的頻率差要小，因為雜散響應(yīng)A位于諧振頻率fr的附近。當(dāng)W/T為大約0.94時，在16.3MHz附近出現(xiàn)較高頻率的雜散響應(yīng)B，而且諧振頻率fr和反諧振頻率fa之間的頻率差比當(dāng)W/T為例如大約0.88時的頻率差要小，因為雜散響應(yīng)B接近于反諧振頻率fa。
圖7還指出當(dāng)W/T從大約0.82增加時，較低頻率的雜散響應(yīng)A移到較低頻率側(cè)，因而離開諧振頻率fr更遠，因此對諧振特性產(chǎn)生更小的負面影響。另一方面，當(dāng)W/T從大約0.94減小時，較高頻率的雜散響應(yīng)B移到較高頻率側(cè)，因而離開諧振頻率fa更遠，因此對諧振特性產(chǎn)生更小的負面影響。相應(yīng)地，W/T比值最好在大約0.83到大約0.92的范圍中，即，在0.88”5％的范圍中，為了得到諸如圖4中所示的優(yōu)良的諧振特性，其中較低頻率和較高頻率的雜散響應(yīng)A和B分別位于遠離諧振頻率fr和反諧振頻率fa的地方，因而不對諧振特性產(chǎn)生負面影響。換句話說，壓電諧振器1應(yīng)該如此構(gòu)造，從而W/T比值在0.88”5％的范圍中，因此獲得由圖4指出的良好的諧振特性。
圖8描述了當(dāng)W/T比值為在1.06附近變化時，雜散響應(yīng)A和B的影響。如從上述參考圖7的解釋可以容易地理解，圖8指出，當(dāng)W/T范圍從大約1.02到大約1.1，即，當(dāng)W/T在大約1.06”4％的范圍中時，雜散響應(yīng)A和B分別位于遠離諧振頻率fr和反諧振頻率fa的位置上，因而諧振頻率fr和反諧振頻率fa之間有更大頻率差，因此得到良好的諧振特性。
圖9指出，當(dāng)W/T范圍從大約1.25到大約1.39，即，當(dāng)W/T的范圍是大約1.32”5％時，較低頻率的雜散響應(yīng)A遠離諧振頻率fr，而較高頻率的雜散響應(yīng)B遠離反諧振頻率fa，因而在諧振頻率fr和反諧振頻率fa之間有大的頻率差，因此得到好的諧振特性。
如從圖10中看到的，當(dāng)W/T范圍從大約1.75到大約1.85，即，當(dāng)W/T范圍在大約1.80”3％中時，得到良好的諧振特性。然而，應(yīng)該注意，當(dāng)W/T約為1.86時，較高頻率的雜散響應(yīng)B不利地位于諧振頻率fr和反諧振頻率fa之間。結(jié)果，嚴重損害諧振特性，因此在通帶中產(chǎn)生大雜散響應(yīng)。另外，當(dāng)W/T約為1.84時，較高頻率的雜散響應(yīng)B相對較接近于反諧振頻率fa。然而，這里諧振頻率fr和反諧振頻率fa之間有相當(dāng)大的頻率差，因此，雜散響應(yīng)B被抑制，因此得到良好的諧振特性。
圖11描述了當(dāng)W/T范圍從大約2.23到大約2.37，即，當(dāng)W/T在大約2.30”3％的范圍中時，大體上保護諧振特性不受較低頻率和較高頻率雜散響應(yīng)A和B的影響，因此到良好的諧振特性。
圖12示出當(dāng)W/T的范圍從大約2.6到大約2.77，即，當(dāng)W/T在2.69”3％的范圍中時，諧振特性大體上被保護，不受較低頻率和較高頻率雜散響應(yīng)A和B的影響，因此得到良好的諧振特性。
圖13描述了當(dāng)W/T范圍從大約3.1到大約3.22，即，當(dāng)W/T在大約3.16”2％的范圍中時，較低頻率和較高頻率雜散響應(yīng)A和B對諧振特性產(chǎn)生很小的負面影響。結(jié)果，得到良好的諧振特性。
如從圖14看到的，當(dāng)W/T范圍從大約3.57到大約3.71，即，當(dāng)W/T在大約3.64”2％的范圍中時，較低頻率和較高頻率的雜散響應(yīng)A和B對諧振特性產(chǎn)生很小的負面影響。結(jié)果，得到良好的諧振特性。
如從圖7到14看到的，如此構(gòu)造壓電諧振器1，從而W/T比值是大約0.88”5％、大約1.06”4％、大約1.32”5％、大約1.80”3％、大約2.30”3％、大約2.69”3％、大約3.16”2％、或者大約3.64”2％。這樣可以得到使用厚度延伸振動模式的三階波的壓電諧振器，該壓電諧振器提供了良好的諧振特性。
另外，不象現(xiàn)有技術(shù)條型厚度延伸壓電諧振器，根據(jù)本發(fā)明的厚度延伸壓電諧振器1可以有效地抑制不想要的雜散振動，這些雜散振動是由橫向模式的振動引起的，這將參照圖15-19描述。
在圖21所示的現(xiàn)有技術(shù)的條型壓電諧振器61中，由寬度W確定的橫向模式產(chǎn)生強諧振。此現(xiàn)有技術(shù)壓電諧振器61的阻抗-頻率特性示于圖17中，其中用箭頭TE3指出的振動模式是厚度延伸振動模式的三階波，而用WE指出的響應(yīng)是雜散振動，這種雜散振動是橫向模式導(dǎo)致的。圖17中所示的阻抗-頻率特性是壓電諧振器61的特性，其中該壓電諧振器諧振頻率(三階波的諧振頻率)為16MHz。如可以從圖17中看到的，用WE指出的橫向模式的雜散振動強烈地出現(xiàn)在5-6MHz附近。
我們已經(jīng)分析了壓電諧振器在橫向雜散振動WE下的位移。得到了如圖16中所示的結(jié)果。圖16示意地示出當(dāng)如圖15所示，取沿垂直于縱向的方向以及沿厚度方向時，條型壓電諧振器表面的移動。圖15是條型厚度延伸壓電諧振器的橫截面。
相應(yīng)地，本申請的發(fā)明人進行了各種實驗，試圖抑制由上述的橫向模式WE導(dǎo)致的雜散振動，并且發(fā)現(xiàn)，如果圖1所示的厚度延伸壓電諧振器1壓電條2由某一種材料制成，則可以減小橫向模式WE的響應(yīng)，而且，只有厚度延伸振動模式的三階波TE3可以被強烈地激勵。用這種方式得到的壓電諧振器的阻抗-頻率特性示于圖18中。阻抗-頻率特性是在壓電條2由基于鈦酸鉛的壓電陶瓷(-d31＝9×10-12C/N)構(gòu)成的條件下得到的。如從圖18可以看到的，在根據(jù)本實施例的壓電諧振器1中，用箭頭TE3指出的厚度延伸振動模式的三階波被強烈地激勵。橫向模式雜散振動WE的大小要小得多。另一方面，圖17所示的特性是由基于鋯鈦酸鉛的陶瓷(d31＝-42×10-12C/N)制成的壓電條2得到的。
當(dāng)壓電條2由上述基于鋯鈦酸鉛的陶瓷制成時，得到如圖18所示的良好的特性。鑒于這個事實，改變構(gòu)成壓電條2的壓電材料的壓電常數(shù)d31，并且用有限元法檢查得到的相對帶寬。結(jié)果在圖19中給出。在圖19中，●指出三階波TE3的相對帶寬，而○指出橫向模式WE的相對帶寬。
相對帶寬由下式給出(fa-fr)×100/fa(％)其中，fr為諧振頻率，而fa為反諧振頻率。
如從圖19可以看到的，如果改變壓電常數(shù)d31，則相對帶寬改變。特別地，當(dāng)常數(shù)超過20×10-12C/N時，橫向模式WE的相對帶寬增加。因此，可以理解，當(dāng)壓電常數(shù)d31設(shè)定得小于20×10-12C/N時，橫向模式WE的響應(yīng)可以被有效地抑制，而不減小三階波TE3的響應(yīng)。
在根據(jù)本發(fā)明的厚度延伸壓電諧振器1中，把壓電材料的壓電常數(shù)d31的絕對值設(shè)定得小于20×10-12。因此，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓電諧振器使用厚度延伸振動模式的三階波TE3時，可以有效地抑制由橫向模式WE導(dǎo)致的不想要的雜散振動。結(jié)果，可以得到良好的諧振特性。
上述能量陷獲壓電諧振器1適合于并且被安排用于各種壓電諧振元件中，諸如壓電濾波器或者壓電振蕩器。作為這些元件的一個實例，使用上述類型的諧振器1的與電容器一體化的壓電振蕩器示于圖2中。
如圖2中所示，用標號11概略地指出的壓電振蕩器具有一個基件12和有向下延伸的開口的外殼13。以預(yù)定的間隔安排用于將振蕩器11連接到外部電子元件的端電極14a、14b和14c，以覆蓋基底部件12的整個寬度。
將電容器16藉導(dǎo)電粘合劑15a、15b和15c分別固定在端電極14a、14b和14c。電容器16最好包括用介質(zhì)材料(例如介電陶瓷)制成的介質(zhì)基片16a。以預(yù)定的間距將電容器電極16b、16c設(shè)置在介質(zhì)基片16a上，并且從基片16a的上表面經(jīng)過側(cè)表面延伸到下表面。設(shè)置在基片16a的底面上的電容器電極16b和16c的部分藉上述導(dǎo)電粘合劑15a和15c分別電氣連接到端電極14a和14c。
共用的電極16d位于電介質(zhì)基片16a的底面的中心部分。共用電極16d和設(shè)置在電介質(zhì)基片16a上的電容器電極16b和16c的一部分相面對。由此構(gòu)成了包括電容器電極16b和16c以及共用電極16d的三端電容器。共用電極16d藉導(dǎo)電粘合劑15b也電氣連接到設(shè)置在基件12上的端電極14b。
上述較佳實施例的能量陷獲壓電諧振器1最好藉導(dǎo)電粘合劑17a和17b連接到電容器16。更具體地說，在諧振器1的底表面上的第二電極3b(象圖1中所示的電極)藉導(dǎo)電粘合劑17b電氣連接到電容器16的電容器電極16c。另外，第一電極3a經(jīng)一個側(cè)面而從壓電基片2的上表面延伸到下表面，而且藉導(dǎo)電粘合劑17a電氣連接到電容器16的電容器電極16b。
雖然粘合劑18a和18b不是必需的，但最好用絕緣粘合劑18a和18b將外殼13連接到壓電諧振器1。由于從頂部看外殼13比基件12小，故如圖2的下面部分所示，端電極14a、14b和14c在外殼13裝配到基件12上時是露出的。依靠露出的端電極14a、14b和14c，壓電振蕩器可以直接表面安裝在印刷電路板上。
如從上面的描述中顯而易見的，本發(fā)明較佳實施例的能量陷獲壓電諧振器提供了以下的優(yōu)點。
第一和第二電極設(shè)置在壓電基片的頂面和底面上以覆蓋整個寬度，并且在形成諧振部分的基片中心部分沿縱向相互面對，其中該基片沿其厚度方向極化。另外，由于基片寬度W與厚度T的W/T比值最好設(shè)定在上述范圍的一個范圍之內(nèi)，能夠有效地抑制在諧振頻率fr和反諧振頻率fa附近的不想要的雜散響應(yīng)。因此，可以提供在諧振頻率fr和反諧振頻率fa之間有較大頻率差因而顯示良好諧振特性的壓電諧振器。
另外，由于諧振器的第一和第二電極按照以上的方式設(shè)置在基片上，不需要壓電基片的諧振部分(由第一和第二電極之間相對的區(qū)域形成)周圍的大的外部區(qū)域。結(jié)果，可以減小壓電諧振器的尺寸，由此進一步地改善使用上述類型的諧振器而構(gòu)成的壓電振蕩器或者壓電濾波器的小型化。
另外，第一電極沿壓電基片的寬度方向延伸到一個邊緣，而第二電極沿壓電基片的寬度方向延伸到另一個邊緣。因此，容易把壓電諧振器安裝在印刷電路板上，而且也容易連接到另一個片狀電子元件，諸如電容器。通過使用這樣一個小型的提供了良好的諧振特性的壓電諧振器，可以加強各種類型的壓電諧振元件的小型化。
權(quán)利要求
1.一種以厚度延伸振動模式的三階波振動的能量陷獲壓電諧振器，其特征在于包括壓電基片，所述壓電基片沿其厚度方向極化，其寬度W與厚度T的W/T比值接近于0.88”5％、1.06”4％、1.32”5％、1.80”3％、2.30”3％、2.69”3％、3.16”2％或者3.64”2％中的一個比值；及第一和第二電極，所述第一和第二電極分別設(shè)置在所述壓電基片的頂面和底面上，以基本上覆蓋所述壓電基片的整個寬度，并且在所述壓電基片的中心部分沿其縱向相互面對。
2.如權(quán)利要求1所述的能量陷獲壓電諧振器，其特征在于所述第一電極沿所述壓電基片的寬度方向延伸到一個側(cè)面邊緣，而所述第二電極沿所述壓電基片的寬度方向延伸到另一個側(cè)面邊緣。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的能量陷獲壓電諧振器，其特征在于構(gòu)成所述壓電基片的壓電材料的壓電常數(shù)d31由|d31|≤20×10-12C/N給出。
4.一種以厚度延伸振動模式的三階波振動的能量陷獲壓電諧振器，其特征在于包括壓電基片；分別設(shè)置在所述壓電基片的頂面上和底面上、并且互相面對的第一和第二電極；并且構(gòu)成所述壓電基片的壓電材料的壓電常數(shù)d31由|d31|≤20×10-12C/N給出。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能量陷獲壓電諧振器,這種諧振器以厚度延伸振動模式的三階波振動。壓電諧振器包括沿其厚度極化的壓電基片?；膶挾萕與厚度T的比值定為大約0.88”5%、1.06”4%、1.32”5%、1.80”3%、2.30”3%、2.69”3%、3.16”2%、或者3.64”2%。第一和第二電極分別設(shè)置在基片的正面和背面,以覆蓋整個寬度,并且在基片的中心部分沿縱向互相面對,從而在第一和第二電極之間形成諧振部分。因此可以得到一種它不需要在基片諧振部分周圍有特別大的區(qū)域,而且通過有效地抑制在諧振頻率和反諧振頻率附近的不需要的雜散響應(yīng)而顯示出良好的諧振特性。
文檔編號H03H9/02GK1196607SQ9810698
公開日1998年10月21日 申請日期1998年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月14日
發(fā)明者輪島正哉, 井上二郎, 開田弘明, 山田光洋 申請人:株式會社村田制作所