CN100413111C - 压电振动器以及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种压电振动器以及其制造方法。该压电振动器，比如一种共振器，用来作为计时元件、鉴别器、过滤器等。本发明的压电振动器的制作可以利用形成一种压电薄片的压电主体，控制其厚度，然后同时沿着薄片烧结覆盖层，其上会形成有凹槽。
Description
技术领域
本发明涉及一种压电振动器，比如一种共振器，用来作为计时元件、鉴别器、过滤器等，以及其制造方法，特别是涉及一种紧合的积层的压电振动器，且具有高与稳定的振荡频率，以及其制造方法。
背景技术
为了可以使用各种电子元件内的主要元件的集成电路(IC)，需要一个用于IC的参考时钟脉冲，根据IC技术的发展，各种电子元件可以被像是单芯片微处理器的单一大型集成(LSI)电路来单独控制，大多数的微处理器。大部分的微处理器是用陶瓷的共振器来作为计时元件，因为陶瓷的共振器稳定、不可调且紧密，并且制作成本低，其应用已日趋广泛。
最近，当电子元件的效能与速度改善时，需要增加共振器振荡频率，因此需要开发具有较高振荡频率的共振器，以产生稳定的振荡，当电子元件变的更为紧密时，也需要紧密的共振器。
如图1所示，一种习知的陶瓷共振器包括一个单一平板陶瓷压电主体101，被抛光使其厚度对应到烧结以后期望的频率；电极102，是利用薄膜形成制程在压电主体101的上与下表面上形成；绝缘的覆盖层103其中形成有振动凹槽104；以及外部电极105，形成在压电主体与覆盖层外侧。在此例子中，电极102可以是各种形状，所以会造成能量陷阱，此习知陶瓷共振器的制造方法如图2所示，首先，利用一般的粉末铸造方法将作为压电主体的陶瓷粉末压电主体101压合与铸造成方形，此压电生胚主体(green body)会被烧结、用菱形锯裁切、并抛光直到厚度对应于预期的频率。利用溅镀在处理成具有确实厚度的压电主体101上形成电极102；接着对压电主体进行一道调整(polling)处理，此调整处理可以让陶瓷的压电主体有压电性，通过施加电场到陶瓷压电主体的电极上，会让电偶极沿同一个方向排列。如图2(b)所示，其中利用环氧基树脂110将有振动凹槽104的覆盖层103黏合在压电主体的上与下部分，其上形成有电极；使用一般的粉末铸造方法用压电或介电陶瓷粉末烧结一个生胚主体而制作出覆盖层。在此例子中，覆盖层是用铸造形成，其被设计成有振动凹槽形成在覆盖层上，如图所示，在黏合压电主体以及上与下覆盖层以后，裁切图2(c)中的黏合后的主体就可以得到一单位的芯片元件106，外部电极105形成在芯片单元的外部，每一个与形成在单元芯片元件106内的每一电极102相连接，如图2(d)所示。图1是沿着芯片元件横剖面I-I的剖面结构图。接着，用环氧基树脂铸造或是表面黏着封装芯片元件来完成陶瓷共振器，因为在具有MHz带的共振器内的振荡频率会与其厚度成反比，为了增加振荡频率，压电主体的厚度就必须要薄，因此为了使单一平板式压电共振器具有高的振荡频率，必须利用研磨将压电主体的厚度持续降低，但是因为在实际的制作过程中有很多问题，像是很难在研磨的压电主体的整个表面上得到均匀的平坦度，且在处理时破裂，所以习知的方法会面临到制作高频共振器的限制，因此制作速度降低与制作成本增加。
因为这些原因，就开发出一种利用单一平板式压电主体的高级数振动的较高协调振动(harmonic vibration)的共振器。
具有MHz带的普通过滤器使用因为厚度振动或厚度剪力振动的能量陷阱，假如电极是形成在压电基底的整个表面上，就很难通过轮廓振动(profile vibration)的较高协调振动得到极佳的共振特性。但是假如电极有部分的形成在压电基底的表面上，在存在电极的区域以及没有电极存在的区域之间会有介面，因为振动的驻波会发生在靠近交界的电极区域内，抓住振动能量的能量陷阱也会产生。虽然多个电极会形成在一个具有预定间隔或上述空间的基底上，能量陷阱会提供独立的共振特性，在此例子中使用了能量陷阱，采用的厚度剪力振动频率范围会在2-8Mz之间，而采用的厚度振动频率范围会在8-16MHz之间。无论如何，因为实际的应用，像是行动通讯节点、CD-ROM、HDD等需要超过20MHz的高频率，可以采用使用第三与第五极振动的厚度振动的共振器；也就是说，包括波长2L的最低振动频率(fundamental)波的波长2L/n(n为整数)的较高协调振动会发生在厚度L的压电基底上，因为n为偶数的振动会彼此抵销，只有n为奇数的振动会出现；也就是说三级、五级、七级等包括最低振动频率的振动会产生。较高协调振动的共振频率会产生在整数的最低振动频率波f1，举例来说三级振动与五级振动的表现方式分别如f3＝3f1与f5＝5f1。
也就是说，压电主体以最低振动频率的震动方式规律性的振动，其中压电主体的厚度为一半的波长，而振动会是最低振动频率的奇数倍，像是三倍、五倍、七倍等，使用较高的协调振动，会得到超过16MHz的共振器，但是因为使用较高协调振动的共振器具有小的振幅，周期振荡的驱动电压会变得较高，而频率因为最低振动频率的振动的振荡跳升的情形会发生。
另外，即使当使用的较高协调振动超过三级，因为为了得到超过50MHz的振荡频率，压电主体的厚度必须要薄，可操作性或可工作性会退步，因此很难制作压电元件。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种新的压电振动器以及其制造方法，所要解决的技术问题是使其具有预期的振荡频率以及稳定的振荡特性，同时也薄且与可工作性紧密结合，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，提供一种新的压电振动器的制造方法，所要解决的技术问题是使其可以增加制程速度以及降低制作成本，其较简化且具有绝佳的可工作性以及改进的可操作性，以制作具有各种结构的压电振动器，从而更加适于实用。
本发明的再一目的在于，提供一种稳定、完整的、组合的芯片，所要解决的技术问题是使其通过制作电容器由单一芯片缩小单元芯片并得到预期的振荡特性，从而更加适于实用。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：
为了达到上述目的，依据本发明的压电振动器的制作可以通过利用形成压电薄片的压电主体来达成，其中控制厚度，且同时沿着这些薄片烧结覆盖层，其上有凹槽形成。更具体的来说，为达上述目的的本发明的压电振动器包括一个压电薄片、形成在压电薄片上下区域上的内部电极、覆盖层以及外部电极，其中之一覆盖层是形成在形成有内部电极的压电薄片的每一上与下区域上，每一外部电极均与每一内部电极相连接，形成于压电薄片上的覆盖层具有振动凹槽，压电薄片的制作是利用形成浆状的薄片而成，且振动器的制作可以通过同时烧结压电薄片与覆盖层而形成，在这样的例子中，振动凹槽可以在压电薄片与覆盖层之间。
覆盖层可以包括其中形成有一贯穿孔的一层第一覆盖层以及覆盖贯穿孔的一层第二覆盖层，振动器可以进一步包括第一与第二表面外部电极，其是形成在覆盖层的一表面上，且每一都与每一外部电极相连接，以及一个第三表面外部电极，其是形成于覆盖层的表面的中间部分，且不会与外部电极相连接，其中振动器的最远的外侧覆盖层为介电质。此振动器可以进一步包括至少一介电薄片，其中形成有内部电极，其中介电薄片被积层且与振动器的上部分以及/或下部分结合在一起，在这样的例子中，振动器是三个节点的形式，也就是说外部电极会分别与压电部分的内部电极、以及在振动器的两端与中间部分的一个电容器部分相连接。
又，为了达到上述目的，依据本发明提供的振动器的制造方法的步骤包括制作具有预定组成的浆状制作的多个压电生胚薄片；利用在生胚薄片的预定薄片内形成作为振动凹槽的贯穿孔，来形成第一上覆盖层与第一下覆盖层；藉着在压电生胚薄片的预定薄片内形成作为燃烧通道的贯穿孔，以形成第二上覆盖层与第二下覆盖层；使用所述压电生胚薄片的一预定薄片形成一振动主动薄片；在振动主动薄片与第一上覆盖层之间形成一个上内部电极，并在振动主动薄片与第一下主动覆盖层之间形成一个下内部电极；在振动主动薄片的上与下区域上分别积层第一上覆盖层与第一下覆盖层，以及分别积层在第一上覆盖层与第一下覆盖层的上与下区域上分别积层第二上覆盖层与第二下覆盖层；同时烧结积层物；以及形成外部电极，每一均与在积层物上的每一内部电极相连接。
形成第一上与下覆盖层的步骤可以包括一道用有机糊料填充在第一上与下覆盖层的至少一贯穿孔内的步骤；且同时烧结积层物的步骤包括一道利用热处理移除有机物质的步骤。形成内部电极的步骤包括一道印刷振动主动薄片的上与下表面的上与下内部电极的步骤，在这样的例子中，形成下内部电极的步骤可以包括一道印刷填有有机糊料的第一下覆盖层的下内部电极的步骤。
再者，为了达到上述目的，依据本发明提供的振动器的制造方法的步骤包括制作具有预定组成的浆状制作的多个压电生胚薄片；借着用有机糊料在压电生胚薄片的预定薄片上印刷用作振动凹槽的有机图案，来形成一个下覆盖层、以及在其上形成一个下内部电极；、且对应所述振动凹槽有机图案形成用作燃烧通道的一贯穿孔；藉着在压电生胚薄片的预定薄片上的形成上内部电极来形成一个振动主动薄片、以及在其上形成一个用作振动凹槽的有机图案；藉着在压电生胚薄片的预定薄片上形成对应于用作振动凹槽的有机图案的一燃烧通道，来形成上覆盖层；依序积层下覆盖层、振动主动薄片与上覆盖层；通过加热处理积层物移除有机物质以形成振动凹槽，并同时烧结积层物；以及形成外部电极，每一外部电极与积层物上的每一内部电极相连接。
覆盖层可以包括作为燃烧通道的贯穿孔，通过这些贯穿孔有机物质会与环境相沟通，这些内部电极与外部电极可以是通过使用厚的薄膜沉积像是玻璃印刷(screen printing)或是薄膜沉积像是溅镀、蒸发、化学气相沉积或胶体涂布来形成。
经由上述可知，本发明是有关于一种压电振动器以及其制造方法。该压电振动器，比如一种共振器，用来作为计时元件、鉴别器、过滤器等。本发明的压电振动器的制作可以利用形成一种压电薄片的压电主体，控制其厚度，然后同时沿着薄片烧结覆盖层，其上会形成有凹槽。另外，本发明的压电振动器的制作可以利用积层压电薄片，控制其厚度，在薄片之间提供内部电极，以及形成与内部电极绝缘隔离的外部电极。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是一种普通的单一平板式共振器的剖面图；
图2是一种制作普通的单一平板式共振器的示范图；
图3是根据本发明第一实施例的一种制作方法的示范图；
图4是根据本发明第二实施例的一种制作方法的示范图；
图5是根据本发明第三实施例的一种制作方法的示范图；
图6是根据本发明第四实施例的一种制作方法的示范图；
图7是根据本发明第五实施例的一种共振器的图示；
图8是一种具有内建电容器的共振器的等效电路图示；
图9a至图9e是根据本发明第六实施例的一种共振器的结构以及其制造方法的图示；
图10a与图10b是根据本发明第七实施例的一种共振器的结构以及其制造方法的图示；
图11是一种单一平板式共振器的振动图示；
图12a与图12b是根据一个配线图的一种共振器的振动图示；
图13a与图13b是根据本发明第八实施例的一种共振器的结构以及其制造方法的图示；
图14a至图14d是根据本发明的第九实施例的一种共振器的结构以及其制造方法的图示；
图15a与图15b是根据本发明的第十实施例的一种共振器的结构以及其制造方法的图示；
图16a与图16b是根据本发明的第十一实施例的一种共振器的结构以及其制造方法的图示；
图17是根据本发明第十二实施例的一种共振器结构；
图18是根据本发明第十三实施例的一种共振器结构；以及
图19是根据本发明第十四实施例的一种共振器结构。
101，311，1301，1401，1501，1601，1701，1801，1901：压电主体
102：电极 104，315，412：振动凹槽
1003，1508，1808：振动凹槽
105，316，317，414，415，705，706，707，708：外部电极
908，909，1008，1009，1010，1809，1810，1811，1902：外部电极
110：环氧树脂 106：芯片元件
103，301，302，304，305，401，403，501，502：覆盖层
504，505，601，603，703，904，906，907：覆盖层
306，506，604，1412：贯穿孔
307：糊料
308，309，405，406，702，902，1002，1005：内部电极
1006，1007，1302，1402，1502，1602，1702，1802：内部电极
303，312，410，701，901，913，914，915，1001，1004：压电薄片
1014，1015，1311，1411，1509，1510，1511，1615：压电薄片
310，408：生胚长条 402，503，602：振动主动薄片
409：单位芯片(压电元件) R：压电共振器部分
C，C1，C2，CL，CU：电容器部分
905，910，911，912，1004，1016，1017：介电质薄片
1018，1011，1012，1616，1617：介电质薄片
1303，1403，1503，1603，1703，1803：上电极
1304，1404，1504，1604，1704，1804：下电极
1305，1306，1505，1506，1605，1606：侧边电极
1705，1706，1805，1806：侧边电极
1307，1407，1612，1709，1903：外部节点
1309，1409：保护盖 1507：绝缘体
1310，1410，1613：绝缘基底 1308，1611，1707：导电接合剂
1406：导电通道 1413：确定空间
1512：上绝缘盖 1513：下绝缘盖
1607，1708，1807：介电主体 1609：电容器侧边电极
1608：电容器内部电极 1610：介电质下外部电极
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的压电振动器以及其制造方法其具体实施方式、结构、制造方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
比如根据本发明的振动器的例子的共振器，以及其制作方法将会在以下作详细的说明。
(实施例1)
请参阅图3所示，将会详细说明根据本发明的一种贯穿孔式的共振器的制造过程。
本发明使用一种作为压电振动器，可用于工业制造的未经处理的材料粉末，或者也可以用像是PZT、PLZT等预期的压电组成的未经处理材料粉末。为了制备生胚薄片，通过将上述的压电主体陶瓷粉末与乙醇以及作为额外药剂的PVB为底的接合剂搅拌与混合在一起，并用一种球状研磨机将其研磨24小时制作浆状物，使用带状铸件、手术刀等将浆状物制成具有预期厚度的多个压电生胚薄片(301至305)，在这个例子中，可以借着调整浆状物的状态，像是黏度、手术刀中的各种参数等来控制压电生胚薄片的厚度。
在薄片的制作过程中，用打洞机将多个贯穿孔306形成在薄片302、304，这些多个贯穿孔306可以是各种形状，比如矩形、圆形或是椭圆形，这些多个贯穿孔306会被定位所以均会对准振动器的内部电极。通过以玻璃印刷在贯穿孔306内填入像是碳糊料(paste)或是PVB-或PVA-为底的有机糊料等可以烘烤的糊料307，制作出第一上与下覆盖层302、304，这些贯穿孔的填充是为了避免这些贯穿孔在积层之后以及在裁减之前因为生胚薄片被压合而坍塌。在这些薄片的薄片302上形成用于振动器的下内部电极308可完成第一下覆盖层，在其中贯穿孔会填充有糊料，在薄片302中的贯穿孔会对准预定的位置，其中下内部电极308可以是金、铂等此类金属，用像是网版印刷的厚膜沉积，或像是溅镀、蒸发、化学气相沉积法或胶体涂布的薄膜沉积形成的金属电极。借着形成振动器的上内部电极309在压电薄片302上而形成一个振动主动薄片，其中并没有形成贯穿孔，且其厚度会被控制在数十微米，压电薄片303的预定位置会对应于下内部电极，其上内部电极309可以是利用溅镀的金、铂等金属电极，或是利用玻璃印刷印刷的导电糊料。除了上述的有有机糊料填充在贯穿孔的第一上与下覆盖层304，302的制作方式以外，第一上与下覆盖层304，302可以简单的制作不需要有机糊料，也就是说第一上与下覆盖层可以通过在薄片内形成多个贯穿孔而成，上与下内部电极会形成在压电薄片的上与下表面上，其中并未形成有贯穿孔，且其厚度会受到控制，上与下内部电极会形成所以他们均会对准贯穿孔。但是，第一上与下覆盖层304，302的制作可以利用在第一上与下覆盖层304，302其中之一中的贯穿孔中填入有机糊料而成，举例来说，第一下覆盖层的制作可以通过只在第一下覆盖层302的贯穿孔内填入有机糊料以及形成振动器的下内部电极308而成。
利用积层上述制作出的薄片制作出一个包含多个单位芯片的生胚长条310，依序为第二下覆盖层301、第一下覆盖层302、振动主动薄片303、第一上覆盖层304以及第二上覆盖层305。
生胚长条310会被压合并裁切成单位芯片311，为了通过烧制单位芯片以移除接合剂以及在薄片与贯穿孔内的各种有机物质，此单位芯片会被加热到摄氏300度以下以烘烤，接着通过增加温度在一个温度下烧结压电组成，利用同时烧结振动薄片与覆盖层来完成压电单元311，在上与下覆盖层的贯穿孔内的有机物质跟在薄片中的一样会被燃烧与移除，所以会形成让振动器振动的振动凹槽315。
在上述烧结与制作的压电元件311的两端上形成外部电极316，317来以及进行调整步骤来完成压电振动器，所以外部电极会分别与内部电极308，309相连接，且为了提供压电性会利用电场让电偶极对准一个方向。图3(d)为完成的压电振动器的结构剖面图，其中交错面与图2(d)所示的相似。
因为内部电极308，309会形成在薄的压电薄片312的上与下表面上，用上述方式制作的共振器对应于薄的压电薄片的厚度可以有高的振荡频率，其中厚度会受到控制所以可以达到预期的厚度而在制作薄片的压电主体时不需要像是研磨等额外的制程步骤。此外，因为得到的元件是利用积层压电薄片与覆盖层并同时进行烧结，可工作率可以得到改善且制程可以被简化，因此可以轻易的制作各种构造的元件。
(实施例2)
请参阅图4所示，以下将详细说明一种根据本发明提供的有机材料应用型的共振器的制程步骤。
使用与实施例1相同的方式，制作具有预定厚度的多个压电生胚薄片401。
在上述制作的薄片中的一个薄片401上用像是碳糊料、PVB-或PVA-为底可以烘烤的有机糊料，采用玻璃印刷形成作为振动凹槽的有机图案404，这些有机图案可以是各种形状，像是矩形、圆形与椭圆形等，这些有机图案可以具有预定厚度，所以在烘烤以后可以形成有预定深度的振动凹槽，加上定位所以振动凹槽可以对准振动器的内部电极。下覆盖层401的制作是通过在有有机图案的薄片上形成作为振动器的下内部电极405，其中下内部电极可以利用溅镀的金、铂等金属电极，或是利用玻璃印刷印刷上导电糊料而成。振动主动薄片402的制作是利用在一个压电薄片上形成用于振动器的上内部电极406，将其厚度控制在如上所述的数十微米，然后利用上述方式在上内部电极上形成有机图案407，其中上内部电极406可以利用溅镀的金、铂等金属电极，或是利用玻璃印刷印刷上导电糊料而成。
含有多个单元芯片的生胚长条408的制作是通过积层上述依序由下覆盖层401、振动主动薄片402、与上覆盖层403构成的薄片。
生胚长条408会被压合并裁切成单位芯片409，为了移除烧制单元芯片以后在薄片之间与之中的各种接合剂与有机物质，会将芯片单元加热到摄氏300度以下来烘烤，接着利用增加的温度在一个烧结压电组成的温度下同时烧结振动薄片与覆盖层压电元件，来完成压电元件。因为燃烧与移除薄片中的有机物质的同时在上与下覆盖层之间用于振动凹槽的有机图案404，407也会一并被处理掉，所以会形成让振动器振动的振动凹槽412。
在上述方式制作与烧结的压电元件409两端上形成外部电极414，415且通过进行调整步骤即完成压电振动器，外部电极会分别与内部电极405，406相连接，而为了提供压电性会施加一个电场让电偶极朝向同一个方向。图4(d)是完成的压电振动器的结构剖面图，其中剖面平面与图2(d)中所示的相似。
因为内部电极405，406会形成在薄的压电薄片410的上与下表面上，用上述方式制作的共振器对应于薄的压电薄片的厚度可以有高的振荡频率。此外，因为得到的元件是利用积层压电薄片与覆盖层并同时进行烧结，可工作率可以得到改善且制程可以被简化，因此可以轻易的制作各种构造的元件。
(实施例3)
请参阅图5所示，以下将详细说明一种根据本发明提供的贯穿孔式有燃烧通道的共振器的制程步骤。
使用与实施例1相同的方式，制作具有预定厚度的多个压电生胚薄片。另外，本实施例的第一下覆盖层502、振动主动薄片503以及第一上覆盖层504会与实施例1的第一下覆盖层302、振动主动薄片303以及第一上覆盖层304一样。然后用钻孔机在制作的薄片上的两薄片打洞而形成一层第二上覆盖层505与一层第二下覆盖层501，其中具有作为燃烧通道的多个贯穿孔506。在此例子中，作为燃烧通道的贯穿孔506会被定位，所以会对准第一上与第一下覆盖层504，502中作为振动凹槽的贯穿孔。
含有多个单元芯片的生胚长条的制作是通过积层上述依序由第二下覆盖层501、第一下覆盖层502、振动主动薄片503、第一上覆盖层504与第二上覆盖层505构成的薄片。
此生胚长条会被压合并裁切成单位芯片，为了移除烧制单元芯片以后在薄片与贯穿孔之间的各种接合剂与有机物质，会将芯片单元加热到摄氏300度以下来烘烤，接着利用增加的温度在一个烧结压电组成的温度下同时烧结振动薄片与覆盖层压电元件，来完成压电元件。在此例子中，因为燃烧与移除薄片中的有机物质的同时，在贯穿孔内的有机物质会被燃烧且轻易的移除穿过燃烧通道，所以会形成让振动器振动的振动凹槽。
以密封用的环氧基树脂将上述方式制作的压电元件的上与下燃烧通道封住，且在压电元件的两端上形成外部电极好让外部电极与内部电极相连接，即完成压电振动器。
因为内部电极会形成在薄的压电薄片的上与下表面上，用上述方式制作的共振器对应于薄的压电薄片的厚度可以有高的振荡频率。此外，因为各种有机物质可以通过燃烧通道快速的被移除，且利用积层薄片与结构层并同时进行烧结，因此可工作率可以得到改善且可以轻易的制作各种构造的元件。
(实施例4)
请参阅图6所示，以下将详细说明一种根据本发明提供的有机材料应用型的共振器的制程步骤。
使用与实施例1相同的方式，制作具有预定厚度的多个压电生胚薄片。另外，除了本实施例中的下与上覆盖层601，603是被打穿的以外，本实施例的一层下覆盖层601、振动主动薄片602以及一层上覆盖层603会与实施例2中的下覆盖层401、振动主动薄片402以及上覆盖层403一样。也就是说，下覆盖层601的制作是在形成有机图案以及下内部电极之前，利用钻孔机形成作为燃烧通道的多个贯穿孔604而成，其中有机图案与下内部电极的形成方式如实施例2所述，作为燃烧通道的多个贯穿孔604的形成是通过利用钻孔机打穿制作的薄片上的上覆盖层603而成。在此例子中，作为燃烧通道的贯穿孔604会被定位，而对准振动主动薄片的有机图案。
含有多个单元芯片的生胚长条的制作是通过积层上述依序由下覆盖层601、振动主动薄片602、与上覆盖层603构成的薄片。
此生胚长条会被压合并裁切成单位芯片，为了用燃烧单位芯片来移除在薄片中以及在在下与上覆盖层与振动主动薄片之间的接合剂与各种有机物质，会将芯片单元加热到摄氏300度以下来烘烤，接着利用增加的温度在一个烧结压电组成的温度下同时烧结振动薄片与覆盖层压电元件，来完成压电元件。在此例子中，因为燃烧与移除薄片中的有机物质的同时，在覆盖层与振动薄片之间的有机物质会被燃烧且轻易的移除穿过燃烧通道，在有机图案存在的位置上会产生空间，所以会形成让振动器振动的振动凹槽。
以密封用的环氧基树脂将上述方式制作的压电元件的上与下燃烧通道封住，且在压电元件的两端上形成外部电极好让外部电极与内部电极相连接，即完成压电振动器。
因为内部电极会形成在薄的压电薄片的上与下表面上，用上述方式制作的共振器对应于薄的压电薄片的厚度可以有高的振荡频率。此外，因为各种有机物质可以通过燃烧通道快速的被移除，且利用积层薄片与结构层并同时进行烧结，因此可工作率可以得到改善且可以轻易的制作各种构造的元件。
(实施例5)
为了让压电元件振荡，需要一个电容器，一种结合电容器作成的共振器会被用来作为一种有内建电容器的共振器，此有内建电容器的共振器将在下面作详细的叙述。
图7是根据实施例5的一种具有内建电容器的共振器。
实施例5的具有内建电容器的共振器包括一个压电共振器部分R以及一个电容器部分C。压电共振器部分R包括具有压电性的压电薄片701，形成在压电薄片的上与下表面上的内部电极702，形成在压电薄片的上与下表面上且其中形成有振动凹槽的覆盖层703，以及形成在压电薄片与覆盖层相对两端上的外部电极705，每一均与每一内部电极相连接；电容器部分C包括一个介电质主体，在此覆盖层703就是作为介电质功能，第一与第二表面外部电极706，707形成在介电主体的表面上并分别与外部电极相连接，以及一个第三表面外部电极708，形成在介电主体的表面中间并与外部电极705隔离开。
此压电共振器部分有内部电极形成在压电薄片的上与下表面上，其中将厚度控制在数十微米之内以得到预期的高振荡频率，平板型的介电质会形成在压电薄片的上与下表面上且具有振动凹槽，而外部电极每一均与每一内部电极相连接，而且是形成在压电薄片与覆盖层的两相对端上；电容器部分的结构是三个表面外部电极会形成在上与下介电质的任何一个表面上，其上会形成有振动凹槽。
具有内建电容器的共振器的制作方法将会在以下作详细的说明。
使用与实施例1至4相同的方法制作压电主体，压电主体的最上与下覆盖层是用具有预定组成的介电质构成，也就是说，使用可用于工业应用的介电质原始材料粉末，其具有预定的介电质组成。为了制备介电质生胚薄片，利用添加接合剂到介电质陶瓷粉末中并使用一般的浆状制作方法来产生浆状物，用手术刀或类似的工具把浆状物作成具有预定厚度的介电生胚薄片，以与实施例1至4相同的方法使用制作的介电生胚薄片来制作振动器的最上与下覆盖层，而元件主体则是通过积层、裁切与同时烧结的步骤制成。
外部电极705会形成在元件主体的两末端上，每一个会与每一个内部电极702相连接；第一与第二表面外部电极706，707会形成在任何一上与下介电质覆盖层的表面上，其每一会与介电质的两末端上的每一外部电极相连接；与外部电极相分隔的第三外部电极708会形成在介电质的表面中间；在进行调整步骤以后会完成压电振动器，为了提供压电性会提供一个电场让电偶极朝向同一个方向。
由图8的等效电路可以看到，完成的具有内建电容器的共振器在用虚线标示的一个单元芯片内包括有共振器与电容器，其中电容器C1，C2会分别连接到共振器的两末端。
因为有这样结构的内建电容器的共振器会有内部电极在薄的压电薄片上与下表面上，所以可以得到对应于薄压电薄片的厚度的高振荡频率；另外因为形成有振动凹槽的覆盖层是用介电质形成，覆盖层可以作为电容器，因此电容器会包含在单位芯片内，所以可以制作紧密的元件，这样就可以轻易的运用到紧密的电子元件。
(实施例6)
图9是根据实施例6的一种具有内建电容器的共振器。实施例6的具有内建电容器的共振器包括一个压电共振器部分R以及一个电容器部分C。压电共振器部分R包括具有压电性的压电薄片901，形成在压电薄片的上与下表面上的内部电极902，形成在压电薄片的上与下表面上且其中形成有振动凹槽的覆盖层904，以及形成在压电薄片与覆盖层相对两端上的侧边外部电极908，每一均与每一内部电极相连接；电容器部分C包括一个介电质薄片905；形成在介电质薄片上且每一都连接到侧边外部电极908的第一电容器内部电极906；以及形成在介电质薄片上，与侧边外部电极908相隔开，且连接到一个形成在压电薄片与覆盖层的前侧上的中间外部电极909的第二电容器内部电极907。
此压电共振器部分有内部电极形成在薄压电薄片的上与下表面上，其中将厚度控制在数十微米之内以得到预期的高振荡频率，接着有振动凹槽形成在其上的覆盖层会形成在压电薄片的上与下表面上，此电容器部分会与压电共振器部分整合在一起，其中有电容器内部电极形成在其上的介电质薄片会被积层，并借着调整介电质薄片上的内部电极图案以及积层的介电质薄片数量来控制其电容量。
电容器部分C会黏贴在压电共振器部分R如图9a所示的下方部分、如图9b所示的上方部分、或是如图9c所示的上与下方部分。
请参阅图9d所示，具有内建电容器的共振器的制作方法将会在以下作详细的说明。
使用与实施例1至4相同的方法形成压电薄片并在其上形成电极，以用来制作作为压电共振器部分的压电薄片913，914，915，上覆盖层915可以是压电材质或是介电材质。
为了制作电容器部分，使用工业用，具有预定介电质组成的介电质原始材料粉末；为了制备介电质生胚薄片，利用添加接合剂到介电质陶瓷粉末中并使用一般的浆状制作方法来产生浆状物，用手术刀或类似的工具把浆状物作成具有预定厚度的介电质薄片910，911，912。
第一介电质911的制作是通过在用虚线分开的单位芯片内的上述制成的介电质薄片上形成第一电容器内部电极906，第一电容器内部电极彼此会互相分隔开，其每一会与在单位芯片每侧边的侧边每一个外部电极908相连接；另外，第二介电质薄片912的制作是利用在另一个介电薄片上形成第二电容器内部电极907而成，其中第二电容器内部电极907会与在单位芯片的前侧上的中间外部电极909相连接，并与单位芯片两端有间隔，每一单位芯片上的电容器内部电极与外部电极结构如图9e所示。
介电质薄片910至912与压电薄片913至915会被积层，介电质薄片可以被积层在压电共振器的上或下部分或上与下两部分上，被积层的介电质薄片数量可以根据预定达成的电容量来加以控制。
单位芯片元件主体的制作是通过使用与实施例1至4同样的方法裁切与同时烧结积层的介电质薄片以及压电共振器部分而成。
侧边外部电极908会形成在单位芯片元件主体的两端上，其中每一侧边外部电极908与压电共振器部分的每一内部电极902以及每一第一电容器内部电极906相连接；连接到第二电容器内部电极907的中间外部电极909会形成在单位芯片元件的外侧的前侧上；接着，通过进行调整步骤即可完成压电振动器，为了提供压电性可以施加电场让电偶极朝向同一个方向。
由图8的等效电路可以看到，完成的具有内建电容器的共振器在用虚线标示的一个单元芯片内包括有共振器与电容器，其中电容器C1，C2会分别连接到共振器的两末端。在这样的例子中，在图9c中的内建电容器的共振器可以有最大的电容量，因为有两个电容器相隔的平行连接到共振器的个别节点上。
因为有这样结构的内建电容器的共振器会有内部电极在薄的压电薄片上与下表面上，所以可以得到对应于薄压电薄片的厚度的高振荡频率；另外因为内建电容器的共振器是压电共振器部分与介电薄片的积层物，其中有内部电极形成在作为电容器的介电薄片上，电容器会包含在一个单位芯片内，因此可以制作紧密的元件，这样就可以轻易的运用到紧密的电子元件。
(实施例7)
根据实施例7，图10a绘示一种内建电容器的共振器，实施例7的内建电容器的共振器包括一个压电共振器部分R、一个下电容器部分CL、以及一个上电容器部分CU。
压电共振器部分R包括一个具有压电性的压电薄片1001，形成在压电薄片的上与下部分上的内部电极1002，形成在压电薄片的上与下部分上且其中形成有振动凹槽1003的覆盖层，以及形成于压电薄片的相对两面上且每一与每一内部电极1002相连接的侧边外部电极1008，1009。下电容器部分CL包括一个介电质薄片1004；形成在介电质薄片的表面上，且与侧边外部电极1008相连接的第一电容器内部电极1005；以及一个形成在介电质薄片上与侧边外部电极1008，1009相隔开，且与连接到形成在压电主体前侧上的中间外部电极1010相连接的第二电容器内部电极1007。上电容器部分CU包括另一个压电薄片1004；一个形成在压电主体前侧的第三电容器内部电极1006；以及形成在介电质薄片上，与侧边外部电极1008，1009相隔离开，且连接到中间外部电极1010的第二电容器内部电极1007。
压电共振器部分会有内部电极在薄的压电薄片的上与下部分，其中将厚度控制在数十微米之内以得到预期的高振荡频率，接着在压电薄片的上与下部分上形成有振动凹槽的覆盖层(也就是介电层)。
此电容器部分会与压电共振器部分整合在一起，其中有电容器内部电极形成在其上的介电质薄片会被积层，并借着调整介电质薄片上的内部电极图案以及积层的介电质薄片数量来控制其电容量。特别的是，电容器部分包括下电容器部分，与压电共振器的下部分接合在一起，且与压电共振器的任何一个节点(也就是外部电极)连接在一起；以及上电容器部分，会与压电共振器的上部分接合在一起，且与压电共振器的其他节点(也就是外部电极)连接在一起。
请参阅图10b所示，具有内建电容器的共振器的制作方法将会在以下作详细的说明。
使用与实施例1至4相同的方法形成压电薄片并在其上形成电极，以用来制作作为压电共振器部分的介电质薄片1014，1015，上与下覆盖层1016，1013可以是介电材质，且用以作为电容器的一部分以及作为覆盖层。
为了制作电容器部分，使用工业用，具有预定介电质组成的介电质原始材料粉末；为了制备介电质生胚薄片，利用添加接合剂到介电质陶瓷粉末中并使用一般的浆状制作方法来产生浆状物，用手术刀或类似的工具把浆状物作成具有预定厚度的介电质生胚薄片1011至1013，1016至1018。
第一介电质薄片1012的制作是通过在用虚线分开的单位芯片内的上述制成的介电质薄片上形成第一电容器内部电极1005，第一电容器内部电极会连接在单位芯片每侧边上的外部电极1008；第二介电质薄片1013，1016的制作是利用在其他的介电薄片上形成第二电容器内部电极1007而成，其中在单位芯片中，第二电容器内部电极1007会与在单位芯片的前侧上的中间外部电极1010相连接，并与单位芯片两端有间隔；另外第三介电质薄片1017的制作是利用在另一个介电质薄片上形成第三电容器内部电极1006而成，其中在单位芯片内，第三电容器内部电极1006会与单位芯片的其他侧边上的外部电极1008相连接。
介电质薄片与压电薄片会被积层，依序是构成下电容器的介电薄片1011、第一介电质薄片1012、第二介电质薄片1013、介电质薄片1014，1015、第二介电质薄片1016、第三介电质薄片1017、以及构成上电容器的介电薄片1018，在这样的例子中，被积层的介电质薄片数量可以根据预定达成的电容量来加以控制。
单位芯片元件主体的制作是通过使用与实施例1至4同样的方法裁切与同时烧结积层的介电质薄片以及压电共振器部分而成。
侧边外部电极1008与侧边外部电极1009会形成在单位芯片元件主体的两端上，其中侧边外部电极1008会与压电共振器部分的内部电极1002以及第一电容器内部电极1005相连接，且其中侧边外部电极1009会与压电共振器部分的内部电极1002以及第三电容器内部电极1006相连接，在元件主体的前以及或附近区域上会有连接到第二电容器外部电极1007的中间外部电极1010形成。接着，通过调整步骤来完成压电振动器，其中为了提供压电性可以施加电场让电偶极朝向同一个方向。
由图8的等效电路可以看到，完成的具有内建电容器的共振器在用虚线标示的一个单元芯片内包括有共振器与电容器，其中电容器会分别连接到共振器的两末端。
因为有这样结构的内建电容器的共振器会有内部电极在薄的压电薄片上与下表面上，所以可以得到对应于薄压电薄片的厚度的高振荡频率；另外因为内建电容器的共振器是压电共振器部分与介电薄片的积层物，其中有内部电极形成在作为电容器的介电薄片上，电容器会包含在一个单位芯片内，因此可以制作紧密的元件，这样就可以轻易的运用到紧密的电子元件。
(实施例8)
具有高振荡频率的振动器在上面几个实施例中提到，其中振动器的制作是通过同时烧结压电主体而成，压电主体是由精准控制厚度的压电薄片以及其上形成有振动凹槽的覆盖层制成，在接下来的实施例包括本实施例中的具有高振荡频率的振动器是通过积层精准控制厚度的多个压电薄片，在压电薄片之间形成内部电极，以及控制内部电极的图案而来。
首先，请参阅图11，图12a与图12b所示，将会说明利用控制内部电极的图案制作的振动器或共振器的振动原理。如图11所示，让厚度T的单平板式共振器的振荡频率为fa，在此例子中共振器的整个厚度为2T，是将两个共振器积层在一起，每一个的厚度为T，如图12a与图12b所示，共振器的振荡频率会随着在两个积层在一起的共振器中的电极导线的两倍变化。也就是说，假如上与下电极的极性与图12a中所示的中间电极不一样，波长会增加会两倍，因此共振器的基谐波振动的振荡频率会变成1/2fa，所以频率会变为图11中所示的频率的一半。但是，假如上电极的极性与下电极的极性不同，如图12b所示，且假如中间电极(或内部电极)没有架设导线，因为元件的上与下表面会被充电使电性分别变为(+)与(-)，就像将电场施加在电容器上一样，波长会因而减半，因此共振器的振荡频率会变成fa，与图11所提到的频率一样。也就是说，虽然共振器积层在一起的层数量增加，还是可以得到相同的振荡频率，因此可以利用将共振器的单平板式压电主体变薄来得到具有高振荡频率的共振器。另外，因为利用将具有同样厚度的单平板式压电主体积层在一起，可以得到预期厚度与可工作性的元件，且通过控制电极的连接，可以制作有预定频率与厚度的振动器。
请参阅图13a所示，将会说明本实施例的一种共振器。
共振器包括一个具有压电性的压电主体1301；形成在压电主体上的内部电极1302；一个上电极1303与一个下电极1304，分别形成在压电主体的上与下部分，对上下电极施加电源；侧边电极1305，1306，分别连接到上电极1303与下电极1304；外部节点1307；以及一个保护盖1309。内部电极1302并没有与上电极1303、下电极1304以及侧边电极1305，1306相连接；侧边电极1305，1306会形成在压电主体的两相对边上；上电极1303与下电极1304会分别连接到侧边电极1305与侧边电极1306，每一也都连接到在压电主体的两相对边上的每一外部节点1307；保护盖1309可以包覆整个压电主体提供保护。
压电主体是一个积层的压电薄片结构，其中厚度会被控制在数十微米以得到高的振荡频率，内部电极会被印刷在薄片的部分或是几乎整个表面上，所以内部电极会与薄片的末端相隔开，以不与薄压电薄片上的侧边、上与下外部电极连接在一起，压电主体的下部分会进一步的与绝缘基底1310结合在一起，通过在绝缘基底两侧形成贯穿孔，外部节点1307会形成在贯穿孔内，这些外部节点会在压电主体的两侧有导电接合剂1308上，与侧边与上外部电极以及侧边与下外部电极连接在一起，形成有全部电极的压电主体会被保护金属盖1309包覆并保护。
请参阅图13b所示，说明这样的共振器的制作过程。
使用与实施例1相同的方法，制作具有预定厚度的压电生胚薄片1311，利用像是玻璃印刷等厚膜沉积或是比如溅镀、蒸发、化学气相沉积、或是胶体涂布等薄膜沉积，在薄片内形成内部电极1302，所以会与薄片的末端相隔开以不与薄片的边缘相连接。在这样的例子中，内部电极1302与薄片边缘之间的间隔距离会与内部电极1302与薄片的其他相对侧之间的距离不同。
在将其上形成有内部电极的薄片以预定数量积层在一起，所以内部电极1302与侧边电极1305之间的空间间隔会与内部电极1302与侧边电极1306之间的不同之后，借着将积层物裁切成单位元件(如虚线标示)来制作单位元件的积层压电主体1301，在加热以移除积层物内的各种接合成份，烘烤积层物以后，用增加的温度在压电组成的烧结温度下烧结积层物。
形成在上述制作出来的压电主体1301外侧的上电极1303与下电极1304并不会与积层物的内部电极1302连接在一起，侧边电极1305，1306会形成在压电主体的两侧，且分别与上与下电极连接在一起，在这样的例子中，上、下与侧边外部电极的形成是通过像是玻璃印刷等厚膜沉积或是比如溅镀、蒸发、化学气相沉积、或是胶体涂布等薄膜沉积。图13b(c)是一个有外部电极形成的完整元件的剖面图，其剖面与图2(d)中的相似。裁切步骤的进行是将电源供应到有电极形成的压电主体的两个外部电极上，所以压电偶极会同向，在将裁切的压电主体装置在绝缘基底上以后，在压电主体两端的每一个外部电极会用导电接合剂被黏贴到每个外部节点，其中外部节点会形成在绝缘基底的两个末端中的贯穿孔内；通常会使用保护金属盖覆盖在装置于绝缘基底上的压电主体以后就完成共振器元件。
有这样结构的共振器会在薄的压电薄片上形成内部电极，可以得到对应于薄压电薄片厚度的高振荡频率；另外通过积层压电薄片可以得到具有预定厚度的元件，可以改善可工作性，这样就可以轻易的运用到紧密的电子元件。
(实施例9)
请参阅图14a至图14d所示，将在以下说明本发明的实施例9中的共振器。
请参阅图14a所示，本实施例的共振器包括一个具有压电性的压电主体1401；内部电极1402；上电极1403与下电极1404，分别形成在压电主体的上与下表面上，且会施加电源在其上；外部节点1407；以及一个包覆整个压电主体的保护盖1409。内部电极1402会形成在元件主体内，且不会与上电极1403以及下电极1404相连接；外部节点1407会通过导电通道1406，分别与上及下电极相连接，其中导电通道会穿过压电主体并与内部电极隔离开。
压电主体是压电薄片的积层物，其中厚度会被控制在数十微米以得到高的振荡频率，内部电极会被印刷在薄片的部分或是接近整个表面上，所以内部电极不会与在薄的压电薄片上的上与下外部电极相邻接，且会与作为贯穿孔的导电通道隔离开；压电主体的下部分会进一步的结合绝缘基底1410，利用在绝缘基底两侧形成贯穿孔，会在贯穿孔内形成外部节点1407，每一个外部节点会被导电接合剂黏贴到压电主体的下方两侧的每一个上与下外部电极，形成所有电极的压电主体会被保护层1409覆盖且保护住。
这样的共振器的制作过程将会在以下作详细说明。
使用与实施例1相同的方法，制作具有预定厚度的压电生胚薄片1411，用打洞机在前面布置制作出来的多个生胚薄片两侧形成作为导电通道的贯穿孔1412，内部电极与导电糊料会形成在有贯穿孔的薄片上，所以内部电极不会与导电通道接触，内部电极与贯穿孔内部会同时被印刷。在这样的例子中，内部电极会被印刷在由贯穿孔的导电通道起的薄片上的几乎整个表面的确定空间1413上，如图14c所示；或是在与贯穿孔的导电通道分隔开的薄片部分表面上，如图14d所示。
在积层预定数量的有内部电极形成在其上的薄片以后，将其裁切成单位元件(如虚线所示)以制作出作为单位元线的积层压电主体，在为了移除在积层物中的各种接合成份而利用加热烘烤积层物以后，增加温度在一个精确的温度下烧结积层物。上电极与下电极会形成在烧结的积层物外侧，其并不会连接到每一个积层物的内部电极。在此例子中，每一个上与下电极都会与内部电极隔离开，且与每一个贯穿孔的导电糊料相连接，施加电源到压电主体的外部电极上以进行调整步骤，使压电偶极可以往同一个方向。在将上述的压电主体装置在绝缘基底上以后，使用导电接合剂通过导电通道，将压电主体的每一个外部电极黏贴到绝缘基底的外部节点上，其中节点会形成在绝缘基底两末端中的贯穿孔内。接着，为了用保护盖包覆压电主体，通常会使用保护金属盖覆盖压电主体来完成共振器元件。
有这样结构的共振器会在薄的压电薄片上形成内部电极，可以得到对应于薄压电薄片厚度的高振荡频率；另外通过积层压电薄片可以得到具有预定厚度的元件，可以改善可工作性，这样就可以轻易的运用到紧密的电子元件。
(实施例10)
请参阅图15a所示，将在以下说明本发明的实施例9中的共振器。
实施例10的共振器包括一个具有压电性的压电主体1501；形成在压电主体上的内部电极1502；上电极1503与下电极1504，分别形成在压电主体的上与下表面上，且会施加电源在其上；侧边电极1505，1506，会分别连接到上电极1503与下电极1504；以及绝缘体1507，其上会有振动凹槽形成。内部电极1502不会与上电极1503、下电极1504以及侧边电极1505，1506相连接，每一个侧边电极1505，1506会形成在压电主体的每一个相对边上，绝缘体1507会形成在压电主体的上与下部分上。
压电主体是压电薄片的积层物，其中厚度会被控制在数十微米以得到高的振荡频率，内部电极会被印刷在薄片的部分或是接近整个表面上，所以为了不与压电薄片上的侧边、上与下电极相连接，内部电极会与薄片的末端隔开；形成在压电主体的上与下部分的绝缘体1507只是一般的绝缘板，其中形成有振动凹槽1508好让振动器振动。
这样的共振器的制作过程将会在以下作详细说明。
使用与实施例1相同的方法，制作具有预定厚度的压电生胚薄片1509，利用玻璃印刷在上述的薄片上印刷上内部电极1502，以制作出多个第一压电薄片1509，所以内部电极不会与薄片的边缘相连接；在一个压电薄片的上表面上印刷出上电极1503，以制作出第二压电薄片1510，所以上电极只会与在薄片的一侧边缘上的外部电极相连接；以及将下电极1504印刷在另一个压电薄片的下表面上以制作第三压电薄片1511，所以下电极会连接到薄片的另一个相对边边缘的外部电极上，在具有一般绝缘特性的绝缘板上形成振动凹槽来形成上与下绝缘盖1512，1513。
上述的压电薄片与绝缘盖会被积层，依序为下绝缘盖1513、第三压电薄片1511、多个第一压电薄片1509、第二压电薄片1510、以及上绝缘盖1512，如图15b所示。作为单位元件的被积层的元件主体的制作是将其裁切成单位元线(如虚线所示)，在为了移除在积层物中的各种接合成份而利用加热烘烤积层物以后，增加温度在一个精确的温度下烧结积层物。通过形成侧边外部电极来制作元件，其中每一会与压电主体的每一上与下电极相连接，在包括绝缘体的积层物两表面上会形成有振动凹槽。
元件的制作是将绝缘盖与压电主体积层在一起并同时烧结，但是元件可以做成一种利用将绝缘盖与压电主体黏合在一起的具有可振动的绝缘体的振动器，其绝缘盖与压电主体是分开制作，也就是说压电主体的制作方式与实施例8相同。接着，在烧结的压电主体的上与下表面上形成上与下电极，其中上与下电极不会连接到压电主体内的内部电极；在具有一般绝缘特性的绝缘板上形成振动凹槽制作成绝缘盖，在有上与下电极的压电主体上的上与下部分上放上绝缘盖，在包括绝缘体的压电主体两边上形成侧边外部电极来制成元件，其中每一侧边电极会连接到每一上与下电极。
有这样结构的共振器会在薄的压电薄片上形成内部电极，可以得到对应于薄压电薄片厚度的高振荡频率；另外通过积层压电薄片可以得到具有预定厚度的元件，可以改善可工作性，这样就可以轻易的运用到紧密的电子元件。
(实施例11)
根据本实施例在图16a与图16b中绘示出的内建电容器的共振器包括一个压电共振器部分以及一个电容器部分。压电共振器部分包括具有压电性的压电主体1601；形成在压电主体内的内部电极1602；一个上电极1603与一个下电极1604分别形成在压电主体的上与下表面上，并会在其上施加电源；以及第一与第二侧边电极1605，1606分别连接到上电极1603与下电极1604。内部电极1602不会与上电极1603、下电极1604以及侧边电极1605，1606相连接，第一与第二侧边电极1605，1606会分别形成在压电主体的两个相对边上。
电容器部分包括一个介电主体1607，一个电容器侧边外部电极1609、一个电容器内部电极1608、以及介电质下外部电极1610。电容器内部电极1608会形成在介电质主体中，并通过积层的主体的前侧表面上连接到电容器侧边外部电极1609；介电质下外部电极1610会形成在介电质主体的下部分上，并与电容器侧边外部电极相隔开；共振器部分的上电极与电容器部分的一个下电极会通过积层的主体的侧边电极之一连接到外部节点1612之一；共振器部分的下电极1604(也就是电容器部分的上电极)与电容器部分的其他下外部电极会通过积层的主体的其他侧边电极连接到另一个外部节点；电容器部分的内部电极会通过电容器的侧边外部电极1609连接到其他外部节点1612。
压电共振器部分是薄的压电薄片的积层物，其中压电共振器部分会有内部电极在薄的压电薄片的上与下部分，其中将厚度控制在数十微米之内以得到预期的高振荡频率。压电共振器部分的内部电极会被印刷在薄片的部分或是接近整个表面上，为了不与薄的压电薄片上的侧边、上与下外部电极连接在一起，内部电极会与薄片的边缘相间隔；电容器部分是介电质薄片的积层物，其为了达到预定的电容量会控制积层的薄介电质薄片来控制电容量；为了通过电容器侧边外部电极连接到外部节点，电容器部分的内部电极会被印刷在有导电糊料的绝缘薄片上。
压电共振器部分与电容器部分会被积层在一起，且接着用同样的步骤加以处理。另外，也可以将他们分开制作，然后再结合在一起，也就是说压电共振器与电容器可以在他们分开制作以后再黏在一起。
在内建电容器的共振器的下部分上会放置一个绝缘基底1613，形成贯穿孔，其位置在于使每一个贯穿孔与内建电容器的共振器的外部电极接触以形成三个外部节点1612，绝缘基底1613会有外部节点形成在贯穿孔内，这三个外部节点会被导电接合剂1611连接到个别的外部电极上，其中形成所有电极的内建电容器的共振器会被用来保护元件的金属盖包覆保护住。
这样具有内建电容器的共振器的制作过程将会在以下做说明。
使用与实施例1相同的方式，制作具有预定厚度的压电生胚薄片1615，利用玻璃印刷在上述的薄片上印刷上内部电极1602，所以内部电极不会与薄片的边缘相连接，在这样的例子中，在内部电极1602与薄片边缘之间的间隔距离可以与在内部电极1602与薄片的其他相对边缘之间的距离不同。
为了制作电容器部分，使用工业用，具有预定介电质组成的介电质原始材料粉末；为了制备介电质生胚薄片，利用添加接合剂到介电质陶瓷粉末中并使用一般的浆状制作方法来产生浆状物，用手术刀或类似的工具把浆状物作成具有预定厚度的介电质薄片1616，1617。
第一介电质1616的制作是在上述制成的介电质薄片上用导电糊料印刷上内部电极1608，所以内部电极会与元件主体的前侧的外部电极相连接；第二薄片1617的制作是在上述制成的绝缘薄片上印刷上电极1604(也就是共振器部分的下电极)，所以上电极会与元件主体的两边之一的外部电极连接在一起。
在积层预定数量的第一介电薄片1616与第二介电薄片1617以后，接着积层预定数量的压电薄片1615，其上印刷有共振器的内部电极，所以内部电极与第一侧边电极1605之间的间隔距离可以跟内部电极与第二侧边电极1606之间的不同。之后，单位元件的积层元件的制作是将其裁切成单位元件(如虚线所示)，在加热积层元件将其烘烤以移除积层元件中的各种接合成分以后，增加温度到精确的烧结温度下烧结积层的元件。
除了同时烧结积层物的方法以外，内建电容器的共振器也可以是将共振器部分与电容器部分黏合在一起形成，其中将根据实施例8的共振器制作方法与一般积层的电容器制造方法分别制造共振器部分与电容器部分并将其积层与烧结在一起而成。
上电极1603与下电极1610会形成在积层元件，也就是上述用不同的方法制作出的内建电容器共振器的外侧，其并不会与积层物的内部电极相连接。上电极1603会形成与积层物的两侧相连接，而下电极1610会形成与积层物两边之一连接在一起，并被隔离在中间；第一侧边电极1605会形成在有上与下电极的积层元件的一边上，其会连接到共振器部分的上电极1603与电容器部分的下电极之一；第二侧边电极1606会形成在积层元件的另一边，其会连接到共振器部分的下电极1604(也就是电容器部分的上电极)以及电容器部分的下电极的另一；电容器侧边外部电极1609(也就是第三侧边外部电极)会形成在积层元件的前侧，其会与电容器部分的内部电极连接在一起。在形成有电极的结合与积层元件的两外部电极上施加电源以进行调整步骤，所以压电偶极可以往同一方向。在此例子中分开制作的个别元件会被黏合而制作结合与积层的元件，在调整共振器部分以后，共振器部分与电容器部分会被接合在一起。
上述制作的积层元件会被放置在绝缘基底上，其中外部节点1612会被形成在绝缘基底中的贯穿孔内，以在绝缘基底内形成三个节点，两个节点会用导电接合剂1611与积层元件两端的个别第一与第二侧边外部电极相连接在一起，中间的外部节点会被连接到在积层元件前侧的第三侧边外部电极，最后为了用保护盖包覆有内建电容器的共振器，通常会使用，在积层元件上盖上保护金属盖就完成有内建电容器的共振器。
由图8的等效电路可以看到，完成的具有内建电容器的共振器在用虚线标示的一个单元芯片内包括有共振器与电容器，其中电容器会分别连接到共振器的两末端。
因为有这样结构的内建电容器的共振器会有内部电极在薄的压电薄片上，所以可以得到对应于薄压电薄片的厚度的高振荡频率；另外因为通过积层压电薄片可以得到有预定厚度的元件，可以改善可工作性，因此可以轻易制作具有各种结构的元件。另外，因为具有内建电容器的共振器是一种包括电容器的单元芯片的型态，此可稳定工作，简单与最小的单芯片元件可以用简单的制作方法来制作，且可以简单的应用于紧密的电子元件。
(实施例12)
请参阅图17所示，实施例12的内建电容器的共振器将会说明于下。
在图17中的本实施例的内建电容器的共振器包括一个压电共振器部分与一个电容器部分。压电共振器部分包括具有压电性的压电主体1701；形成在压电主体内的内部电极1702；分别形成在压电主体的上与下部分上且会施加电源在其上的一个上电极1703与一个下电极1704；以及侧边电极1705，1706，其会分别连接到上电极1703与下电极1704。内部电极1702不会与上电极1703、下电极1704以及侧边电极1705，1706相连接，侧边电极1705，1706分别会形成在压电主体的两相对边上。
电容器部分包括一个介电质主体1708以及在介电质主体的贯穿孔内的电容器节点电极1709(也就是外部节点)。节点电极(也就是外部节点)会用导电接合剂1707与压电共振器主体的上、下以及侧边电极相连接。
压电共振器部分是一种薄的压电薄片的积层物，将厚度控制在数十微米之内以得到预期的高振荡频率，压电共振器部分的内部电极会被印刷在薄片的部分或是接近全部表面上，所以为了不与薄的压电薄片上的侧边、上与下外部电极相连接而会与薄片的边缘有间隔。因为电容器部分的是具有三个贯穿孔穿过基底的介电质基底，且其中会形成节点电极，两个电容器会分开连接到共振器的个别节点上，利用保护金属盖包覆并保护形成有全部电极的内建电容器的共振器。
具有内建电容器的共振器的制作方法将会在以下作详细的说明。
使用与实施例1相同的方法形成积层的压电主体，在积层物的外侧形成不与积层物的内部电极相连接的上电极与下电极，在压电主体的两边形成分别连接到上与下电极的侧边电极，施加电源到形成有电极的压电主体的两个外部电极上以进行调整步骤，所以压电偶极会同向。上述制作的压电煮体会被放置在介电质基底上，其中电容器节点电极(也就是外部节点)会形成在介电质基底内的贯穿孔内以作为三个节点，用接合剂1611将介电质基底的两个节点电极会连接到在积层物元件的两端内的个别侧边外部电极，一般都会使用导电金属盖盖住压电主体来完成共振器元件，以用保护盖包覆压电主体。
由图8的等效电路可以看到，完成的具有内建电容器的共振器在用虚线标示的一个单元芯片内包括有共振器与电容器，其中电容器会分别连接到共振器的两末端。
因为有这样结构的内建电容器的共振器会有内部电极在薄的压电薄片上，所以可以得到对应于薄压电薄片的厚度的高振荡频率；另外因为利用积层压电薄片可以得到预定厚度的元件，可以改善工作性。另外因为在压电主体的下部分上的介电质是作为电容器与基底，电容器可以简单的包含在单位元件内，因此可以制作简单且最小的单芯片元件，并轻易的运用到紧密的电子元件。
(实施例13)
请参阅图18所示，实施例13的内建电容器的共振器将会说明于下。
在图18中的本实施例的内建电容器的共振器包括一个压电共振器部分与一个电容器部分。压电共振器部分包括具有压电性的压电主体1801；形成在压电主体内的内部电极1802；分别形成在压电主体的上与下部分上且会施加电源在其上的一个上电极1803与一个下电极1804；以及侧边电极1805，1806，其会分别连接到上电极1803与下电极1804。内部电极1802不会与上电极1803、下电极1804以及侧边电极1805，1806相连接，侧边电极1805，1806分别会形成在压电主体的两相对边上。电容器部分包括一个介电质主体1807；第一与第二表面外部电极1809，1810，会形成在介电质主体的一个表面上且连接到侧边外部电极；以及一个第三表面外部电极1811，会形成在介电主体的表面上并与侧边外部电极相隔离开。
压电共振器部分是一种平板是介电质，每一具有振动凹槽1808，形成于压电共振部分的上与下部分，上与下介电质的一介电质(也就是电容器部分)会有表面外部电极，如上所述。压电共振器部分是薄的压电薄片的积层物，将厚度控制在数十微米之内以得到预期的高振荡频率，压电共振器部分的内部电极会被印刷在薄片的部分或是接近全部表面上，所以为了不与薄的压电薄片上的侧边、上与下外部电极相连接而会与薄片的边缘有间隔。电容器部分的结构是在介电质的表面上印刷有三个表面外部电极，介电质其中形成有振动凹槽1808，有导电糊料以连接到个别的外部节点上。
具有内建电容器的共振器的制作方法将会在以下作详细的说明。
使用与实施例10相同的方法形成积层的压电主体，在积层物的外侧形成不与积层物的内部电极相连接的上电极与下电极，接着其上形成有振动凹槽1808的平板式介电质盖会装置在积层的压电主体的上与下部分上，第一与第二表面外部电极1809，1810每一会连接到上与下介电质的两端之一上的每一侧边电极，第三表面外部电极1811会与在中间的侧边电极相隔开，侧边电极1806会连接到介电主体的上电极1803与第一表面外部电极1809，而侧边电极1805会形成在有电极形成的积层物每一相对边上，与压电主体的下电极1804与第二表面外部电极1810连接在一起。
由图8的等效电路可以看到，完成的具有内建电容器的共振器在用虚线标示的一个单元芯片内包括有共振器与电容器，其中电容器会分别连接到共振器的两末端。
因为有这样结构的内建电容器的共振器会有内部电极在薄的压电薄片上，所以可以得到对应于薄压电薄片的厚度的高振荡频率；另外因为利用积层压电薄片可以得到预定厚度的元件，可以改善工作性，因此可以轻易地制作各种结构的元件。另外因为有内建电容器的共振器包括介电质盖，其中形成有振动凹槽，且可以作为电容器，电容器会包含在单位元件内，因此可以制作简单且最小的单芯片元件，并轻易的运用到紧密的电子元件。
(实施例14)
根据个别实施例制作的单位元件可能会用保护盖以外的绝缘环氧树脂包覆元件，以保护元件。请参阅图19所示，本实施例的一种三节点型元件会在以下做详细说明，其中整个元件会被绝缘环氧树脂覆盖与包覆住。
使用与实施例13相同的方法形成具有外部电极的单位元件主体1901，一个外部节点1903会连接到形成在主体表面一个末端上的表面外部电极1902，用弹性的绝缘环氧树脂以形成一层保护膜，铸造形成有外部电极的主体来完成元件，此保护环氧树脂膜可以用来包覆除了上述的三节点型元件以外的二节点型元件。
另一方面，上述制作振动器的方法除了上述的共振器以外，可以通过在需要高振动频率的各种元件内，设计隔离的内部电极制作高频率的芯片元件。
因为上述振动器的工作性可以得到改善，除了上面提到的以外振动器可以做成各种结构，另外上述的振动器可以通过结合两个或更多个有预期特性的元件，轻易地制作成组合芯片。
通过本发明提供如上述的制作振动器的方法于除了上述共振器以外的各种需要高振荡频率的元件上，可以制作高频芯片元件。因为本发明的振动器的工作性可以得到改善，所以可以制作除了上述提到以外的各种结构的振动器。另外上述的振动器可以通过结合两个或更多个有预期特性的元件，轻易地制作成组合芯片。
如上所述，同时烧结积层的元件主体可以让振动器得到稳定的高振荡频率，其中积层的元件主体的制作是通过将其中形成有振动凹槽的覆盖层积层在控制厚度的薄压电薄片上，因为同时烧结可以减少制程步骤，所以可以用简单的步骤制作出具有预定电力特性的轻与紧密的芯片振动器，另外因为振动器的制作是利用积层控制厚度的薄压电薄片且在薄片之间形成不与元件的外部电极相接触的内部电极而成，有预期厚度的共振器可以有预期稳定的高振荡频率。
此外，因为通过简单的控制元件厚度在制作经验元件中可以改善工作性，可以制作各种结构的共振器，如上所述，利用本发明制作具有预定电力特性的紧密芯片共振器可以用比较少的制程步骤且可以用简化的制程来制作，所以生产率可以改善且成本可以降低。
根据本发明的内建电容器的共振器可以有稳定的振荡特性，且通过制作单一芯片可以轻易的控制频率，其中电容器会与共振器黏合在一起。根据本发明的内建电容器的共振器通过控制有内部电极形成的压电薄片厚度可以轻易地制作，得到预定的振荡频率，通过控制积层的介电质薄片的数量与介电质薄片的厚度，以及将电容器与各种结构的共振器结合，可以轻易的控制电容量，有稳定的振荡特性。
另外，根据本发明的内建电容器的共振器可以制作成有各种结构的紧密单一芯片而不需要额外的步骤。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1. 一种振动器，其特征在于其包括：
一压电薄片；
内部电极，形成在该压电薄片的上与下区域上；
覆盖层，所述覆盖层会形成在其上形成有所述内部电极的该压电薄片的上与下区域上，所述覆盖层中具有振动凹槽；以及
外部电极，与所述内部电极相连接；
其中，该压电薄片是用一浆状薄片形成，而该振动器是通过同时烧结该压电薄片与所述覆盖层而成，且每一所述覆盖层形成有一燃烧通道，所述燃烧通道与所述振动凹槽相沟通。
2. 根据权利要求1所述的振动器，其特征在于其中每一所述覆盖层包括：
一第一覆盖层，具有作为该振动凹槽的一贯穿孔；以及
一第二覆盖层，具有作为该燃烧通道的一贯穿孔且覆盖该第一覆盖层。
3. 一种振动器，其特征在于其包括：
一压电薄片；
内部电极，形成在该压电薄片的上与下区域上；
覆盖层，所述覆盖层会形成在其上形成有所述内部电极的该压电薄片的上与下区域上；以及
外部电极，与所述内部电极相连接；
其中，在该压电薄片与所述覆盖层之间有振动凹槽，该压电薄片是用一浆状薄片形成，而该振动器是通过同时烧结该压电薄片与所述覆盖层而成，且每一所述覆盖层形成有一燃烧通道，所述燃烧通道与所述振动凹槽相沟通。
4. 根据权利要求1至3中任一权利要求所述的振动器，其特征在于该振动器的最外层的所述覆盖层为介电质；
所述外部电极形成在所述压电薄片与所述覆盖层相对两端上；第一与第二表面外部电极，形成在任一个覆盖层的一表面上，而每一第一与第二表面外部电极与每一所述外部电极相连接；以及
第三表面外部电极，形成在所述任一个覆盖层的该表面的中间，且并不会与所述外部电极相连接。
5. 根据权利要求1至3中任一权利要求所述的振动器，其特征在于进一步包括有内部电极形成于其中的至少一介电质薄片，其中该介电质薄片经过积层且与该振动器的上区域以及/或下区域结合在一起。
6. 根据权利要求5所述的振动器，其特征在于其中所述的振动器为三-节点式，也就是说该外部电极会分别与该振动器上两端与中间的一压电区域与一电容器区域的所述内部电极相连接，且所述外部电极形成在所述压电薄片与所述覆盖层相对两端上。
7. 一种振动器的制造方法，其特征在于其包括以下步骤：
用具有预定组成的浆状制作多个压电生胚薄片；
藉着在所述压电生胚薄片的预定薄片内形成作为振动凹槽的贯穿孔，以形成第一上覆盖层与第一下覆盖层；
藉着在所述压电生胚薄片的预定薄片内形成作为燃烧通道的贯穿孔，以形成第二上覆盖层与第二下覆盖层；
使用所述压电生胚薄片的一预定薄片形成一振动主动薄片；
形成一上内部电极于该振动主动薄片与该第一上覆盖层之间，以及一下内部电极于该振动主动薄片与该第一下覆盖层之间；
积层该第一上覆盖层与第一下覆盖层在该振动主动薄片的上与下区域上，并积层该第二上覆盖层与第二下覆盖层在该第一上覆盖层与第一下覆盖层的上与下区域上；
同时烧结该积层物；以及
形成外部电极，每一外部电极是与该积层物上的每一所述内部电极相连接。
8. 一种振动器的制作方法，其特征在于其包括以下步骤：
用具有预定组成的浆状制作多个压电生胚薄片；
藉着用有机糊料在所述压电生胚薄片的一预定薄片上印刷用作振动凹槽的有机图案，来形成一个下覆盖层、以及在其上形成一个下内部电极、且对应所述振动凹槽有机图案的形成用作燃烧通道的一贯穿孔；
藉着在所述压电生胚薄片的一预定薄片上形成上内部电极来形成一个振动主动薄片、以及在其上形成一个用作振动凹槽的有机图案；
藉着在所述压电生胚薄片的一预定薄片上形成对应于用作振动凹槽的有机图案的一燃烧通道，来形成一上覆盖层；
依序积层所述下覆盖层、所述振动主动薄片与所述上覆盖层；
通过加热处理积层物移除有机物质以形成所述振动凹槽，并同时烧结积层物；以及
形成外部电极，每一外部电极是与该积层物上的每一所述内部电极相连接。
9. 根据权利要求1～3任一项所述的振动器，其特征在于所述燃烧通道填满有环氧基树脂。
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Free format text: FORMER OWNER: HUANG SHUNXIA PU YINJI JIN DEXI |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: GYEONGGI-DO, SOUTH KOREA TO: 769-12, DANWON-GU, ANSAN-SI, GYEONGGI-DO, SOUTH KOREA |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20110708 Address after: Republic of Korea Gyeonggi Do Ansan danwon Yuan Dong 769-12 Patentee after: INNOCHIPS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: Gyeonggi Do, South Korea Co-patentee before: Huang Shunxia Patentee before: INNOCHIPS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Co-patentee before: Park Yinji Co-patentee before: Jin Dexi |
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| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20080820 |