CN1090405C - 宽度扩张型谐振器 - Google Patents

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Abstract

一种采取宽度扩张模式振动的压电谐振器(21),它由与包含一个矩形压电陶瓷板(23)的宽度扩张型压电谐振部件(22)的节点相连接的支持部件(26、27)、形成在其两个表面上的电极(24、25)、以及分别位于支持部件(26、27)的另外两端的连接动态阻尼器(28、29)组成。(图7A、7B)

Description

宽度扩张型谐振器
本发明涉及一种利用矩形片式振动器的宽度扩张型谐振器,特别是一种其结构能够有效地束缚宽度扩张模式振动的能量束缚型谐振器。
目前压电谐振器和压电滤波器可应用在各种频率范围,然而,基本上还没有一种压电谐振器能够在1~2MHz频率范围使用,尽管利用矩形片式压电元件的轮廊剪切振动的谐振器在此频率范围已用于商业领域中。
如上所述,一般来说在1~2MHz的频率范围内,还没有压电谐振器是有效的,而适合商业的利用轮廓剪切振动的压电谐振器由于它的这种振动模式,又必须用弹簧端支撑,因此,要采用这种压电谐振器,增大其尺寸是不可避免的。
为解决上述存在的问题,本发明人发现:通过利用矩形片式振动器的宽度扩张模式,可以获得能够在上述频率范围内使用的压电谐振器。这种宽度扩张模式的压电谐振器,目前在该领域还无人知晓,其矩形片式振动器的振动状态是在宽度模式和扩张模式振动之间进行振动,附图1A和1B分别为这种谐振器的平面图和正视图。
参见图1A和1B。该压电谐振器1包括以宽度扩张模式振动谐振的谐振部件2。谐振部件2包括一个沿其厚度均匀极化的压电陶瓷片3和形成在两个主表面上的电极4和5。在宽度扩张模式中,主表面的中心和压电谐振部件2的短边的中央部分形成了振动的节点。为此,支持部件6和7被分别连接到压电陶瓷片3的短边的中央部位。连接到振动节点处的支持部件6和7几乎不防碍上述宽度扩张模式的振动。另一方面,导电连接部件8a和8b形成在支持部件6和7的主表面上,并分别与电极4和5连接,导电部件8a和8b被电连接到位于固定部件9和10的主表面处的端电极11和12上,而固定部件9和10分别连接于支持部件6和7的外侧边缘。在图1A和1B所示的压电谐振器中,压电陶瓷板3、支持部件6和7、以及固定部件9和10是整体形成的。换言之,陶瓷板被加工成具有如图1A所示的平板形状,因此形成了压电陶瓷板3、支持部件6和7以及固定部件9和10。
当压电陶瓷板3的外形比例选定在适当范围内,并在上述利用宽度扩张模式的压电谐振器1的端电极11和12上施加一个交流电场时,具有矩形平板形状的压电谐振部件2就以宽度扩张模式被强烈激励。可以预见,这种压电谐振器1具有如图2所示的阻抗一频率特性,其相应部件用有限元方法进行分析所获得的位移分布如图3所示。
然而,在压电谐振器1的实际制造过程中,使得压电谐振部件2具有精确尺寸和精确形状是非常困难的。
如图4所示(其中省略了电极),压电陶瓷板3的每个短边3a和3b可能偏离虚线所示的图形大约dx=50μm。当形成支持部件6和7时,在矩形陶瓷板上的两侧边开槽的位置对不准时,这样的偏离很容易发生。
现已认识到,当压电陶瓷板3的短边3a和3b由于上述槽的位置未对准而偏离设计图形时,最终所获得的压电谐振器1的阻抗-频率特性是相当不规则的,如图5所示。换句话说,在宽度扩张模式的反谐振点fa的附近可以引起最大的寄生振动X。
根据有限元分析法的结果,可以发现,当压电陶瓷板3的短边3a和3b偏离所需形状时,寄生振动X的位移分布如图6所示。也就是人们已得知,由于在压电陶瓷板3的短边3a和3b偏离所需形状时,除宽度扩张模式以外还引起了不需要的模式,从而使得阻抗波形不规则。
因此,在利用宽度扩张模式的压电谐振器1中,只有使得压电陶瓷板的形成具有高精度,才有可能获得良好的谐振和滤波特性。
现有技术文件GB-2117968A公开了一种压电谐振器,它具有一个谐振部件,在谐振部件的相对两侧分别有两个支持部件。通过刻蚀来形成谐振器。在每一个支持部件上,都有一个凹进处或有一个孔。每个支持部件位于谐振部件与相应的安装部件之间(参见其图1A、1B)。孔用于防止激发的能量从谐振部件中泄露出。
本发明的一个目的是提供一种采用宽度扩张模式的谐振器,它能够可靠地抑制宽度扩张模式之外的其它不需要的模式,而且在制造该谐振部件的过程中不需要高精度,从而获得良好的振荡和过滤性能。
根据本发明的一个总的方案,是提供一种采用宽度扩张模式的谐振器,它包括一个采用矩形板的宽度扩张模式的谐振部件,一个其一端连接于谐振部件节点上的支持部件,和一个连接于支持部件另一端的动态阻尼器。
动态阻尼器是利用动态阻尼的现象设计的,其详情可见如“振动工程”一书,作者为Osamn Taniguchi,出版者为Corona PublishingCo.,LTD.,第113至166页。动态阻尼现象概略说是这样一种现象,即,当一副振动器被连接到主振动器上并且适当地选取副振动器的固有频率时,主振动器上需要避免的振动能够得到抑制。本发明中的动态阻尼器相当于上述副振动器,用于抑制从压电谐振部件上通过支持部件传导到其上的振动。
在根据本发明的压电谐振器上,上述支持部件被连接于采用了矩形压电板的宽度扩张模式的压电谐振部件的振动节点处,亦即支持部件被连接于具有最小位移的节点处,从而由谐振部件到支持部件的振动泄漏被极大地减小了。
由于设置了上述动态阻尼器,根据动态阻尼原理,即使振动泄漏发生了,也可以有效地防止宽度扩张模式振动的外泄。
当谐振部件由于制造工艺问题偏离所需形状时,有可能导致一种不需要的振动模式,使得支持部件位移,而动态阻尼器同样能够抑制这样的振动模式。由于这种不需要的振动模式出现在宽度扩张模式所需的振动频率附近,所以动态阻尼器不仅能够吸收具有所需频率的宽度扩张模式的振动,而且能够吸收上述不需要的模式的振动。因此,通过支持部件漏泄到动态阻尼器的宽度扩张模式的振动以及上述不需要的振动都能够得到可靠的抑制。
因此,能够提供一种采用宽度扩张模式的能量束缚型压电谐振器,它具有良好的谐振和滤波性能,从而获得一种在现有技术中难于获得的适合于1至2MHz频率范围的压电谐振器。
根据本发明的一种方案,上述谐振器与一个具有开口的矩形框架式支持部件做成一体。换言之,所提供的能量束缚型压电谐振器还包括一个矩形框架式支持部件,上述压电谐振器设置在该矩形框架式支持部件的开口之中,而且两者相互结合为一个整体元件。
在这样一种将谐振器和矩形框架式支持部件结合成一个整体元件的结构中,谐振器的一部分被设置在矩形框架式支持部件之中。因此,通过在该整体元件的上下部粘贴封装基底,将设置在矩形框架式支持部件中的压电谐振器封闭起来,就可以很容易地制造一种芯片型压电谐振元件。此外,根据上述结构,压电谐振器与矩形框架式支持部件形成一个整体的元件。因此,封闭在矩形框架式支持部件中的压电谐振器在其侧面上没有连接点。因此,如果用上述压电谐振器制作压电谐振元件,就可以有效地改善密封性能。
根据本发明的另一种方案,所提供的芯片型压电谐振元件采用了独具创造性的宽度扩张模式的谐振器,其中,在提供了允许振动的空间的同时,封装基底被叠压在采用宽度扩张模式的谐振器的上部与下部。在这样的芯片型压电谐振元件中,为了将振动部分与外界隔离,可以在压电谐振器的侧面设置一个隔离层,或者如前所述,将压电谐振器与矩形框架式支持部件做成一体。
通过适当的工艺方法,能够得到上述的与矩形框架式支持部件结合为一体的压电谐振器结构。例如,利用激光束切削或刻蚀一块其上带有一层压电薄膜的由金属板或硅晶体板制成的矩形板部件,或者一块矩形压电陶瓷薄板,即可获得这种结构。因此,只须通过一种相对简单的制造工艺,就可以获得上述与矩形框架型支持部件成为一体的压电谐振器结构。
此外,制造压电谐振部件的材料可以使用压电陶瓷以外的材料,例如压电单晶体,如石英晶体,LiTaO3或LiNbO3
根据下面将要进行的结合附图所作的对本发明的详细说明,本发明的目的、特征和优点将更为清楚。
图1A和1B是现有技术中的压电谐振器的平面图和正视图;
图2是图1A和1B所示谐振器的理论电阻一频率特性;
图3所示为采用有限元分析方法对图1A和1B所示谐振器的位移分布进行分析的结果;
图4为图1A和1B所示压电谐振器由于工艺精度的问题而使谐振部件与所需图形相偏离的情形;
图5所示为图4所示形状的压电谐振器的阻抗-频率特性;
图6为使用如图4所示形状的压电陶瓷板制成的压电谐振器的位移分布的有限元分析结果;
图7A和7B是根据本发明的第一实施例的压电谐振器的平面图和正视图;
图8是根据本发明的第一实施例的经过理论分析获得的压电谐振器的阻抗-频率特性;
图9是经过有限元方法分析所获得的本发明第一实施例的压电谐振器的位移分布;
图10是图1A和1B所示的压电谐振器的阻抗-频率特性,用作对比;
图11是根据本发明第一实施例的压电谐振器一样品的阻抗-频率特性;
图12是根据本发明的第二实施例的利用宽度扩张模式的压电谐振器的平面图;
图13是根据本发明第一实施例的使用压电谐振器的芯片式压电谐振元件的分解透视图;
图14是根据本发明第三实施例的使用压电谐振器的芯片式压电谐振元件的分解透视图;
图15为图14中使用在压电谐振器中的压电陶瓷的透视图;
图16为压电谐振器的透视图;
图17为表示在图14中的芯片式压电谐振元件的外形示意图;
图18是本发明第四实施例的示意图,其中压电谐振器与矩形框架式支持部件结合为一体;
图19A和19B分别为根据本发明第五实施例的一种采用压电谐振器的压电滤波器,和显示跨过压电陶瓷板的底面电极的平面示意图。
下面结合附图说明本发明的实施例,以说明本发明。
图7(A)和7(B)分别是本发明第一实施例的能量束缚型压电谐振器21的平面图和正视图。
压电谐振器21具有一个大致为矩形的谐振部件22。谐振部件22包括一块沿其厚度方向均匀极化的压电陶瓷板23,和两个分别形成在压电陶瓷板23两个主表面上的电极24和25。通过电极24和25,在压电谐振部件22上施加一个交流电压,能够的压电谐振部件22上强烈激发起宽度扩张模式的振动。
如上所述,宽度扩张模式的振动节点出现在矩形压电陶瓷板23的中心及其两个短边23a、23b的中心部位。根据本实施例,因此,在压电陶瓷板23的两个短边23a和23b的中心部位连接了两个支持部件26和27。此外,两个动态阻尼器28和29被连接到支持部件26和27的另外两端。阻尼器28和29的结构是这样一种结构,使得长条形的振动部件位于支持部件26和27的另外两端处,并垂直于支持部件26和27延伸的方向。阻尼器28和29与通过支持部件26和27所传导的振动具有相同的谐振频率。
连接部件30和31的一端分别与动态阻尼器28和29的外侧相连接,而固定部件32和33则与连接部件30和31的外端相连接,以例如机械方式来固定本实施例的压电谐振器21。
根据本实施例,支持部件26和27、动态阻尼器28和29、连接部件30和31、以及固定部件32和33彼此构成了一个整体。换句话说,将一块压电陶瓷板加工成为如附图7A所示的板状,从而形成上述各个部分。大致为矩形的压电陶瓷板的相对两侧边被切削出朝内的槽,以形成支持部件26和27以及连接部件30和31,动态阻尼器28和29是通过诸如钻石刀具之类的刀具将压电陶瓷板切削成预定的长度来形成的。
支持部件26和27、动态阻尼器28和29、连接部件30和31以及连接在压电陶瓷板23外侧的固定部件32和33也可以分别制造,然后使用粘接剂或其它类似物质将其粘贴到一起,形成一个整体的部件。
在固定部件32和33的一个主表面上,分别形在端电极34和35。为了使端电极34和35与电极24和25电连接,形成了跨越支持部件26和27、动态阻尼器28和29及连接部件30和31的导电连接件36和37。
在本实施例的压电谐振器21中,为了在谐振部件22上强烈激发宽度扩张模式的振动,通过端电极34和35施加了一个交变电压。宽度扩张模式振动的节点出现在压电陶瓷板23的中点和两个短边23a及23b的中央部位。根据本实施例,支持部件26和27被连接到压电陶瓷板23的两个短边23a和23b的中央部位,以便当压电陶瓷板严格按照所规定的矩形图形制造时,几乎没有振动漏泄到支持部件26和27上。因此,谐振能量被可靠地束缚在支持部件26和27之间。
但是,如图7A所示,用于形成支持部件26和27的槽有可能偏离正确的位置,导致压电陶瓷板23偏离所需的矩形形状。在这样的情况下,振动能量将泄漏到支持部件26和27上,与图1A和1B所示的压电谐振器相类似。
然而,在本实施例的压电谐振器21中,动态阻尼器28和29形成在支持部件26和27的另外两端,从而由于动态阻尼现象,使泄漏的振动得到有效的抑制。因此,振动几乎不会泄漏到位于动态阻尼器28和29外侧的连接部件30和31以及固定部件32和33上。于是,能够可靠地将谐振能量限制在动态阻尼器28和29之间。
图8和9示出本实施例的压电谐振器21的阻抗-频率特性以及其经过有限元方法分析所得的位移分布,其中压电陶瓷板23的两个短边23a和23b被加工成具有如图7A所示的偏差dx=50μm。
由图8和9可清楚地理解,谐振能量被可靠地限制在动态阻尼器28和29之间的部位,从而不引起任何波形的裂变。
图8和9显示了根据模拟有限元方法所得的结果。该结果的正确性将通过一个具体的实验样品来进行说明。
为了确认动态阻尼器28和29的效果,使用钛锆酸铅陶瓷作为压电陶瓷来制备一个压电谐振器21的样品,其压电陶瓷板23具有2.0mm长的短边和2.8mm长的长边,其支持部件26和27宽为0.6mm,长为0.8mm,其动态阻尼器28和29全长为0.9mm和宽为0.6mm,测量出该样品的阻抗-频率特性。为比较起见,按照上述类似指标,但不具备动态阻尼器28和29,制备一个其形状如图1A和1B所示的压电谐振器比较样品,并测量其阻抗-频率特性。
图10和11分别表示不带有动态阻尼器的压电谐振器比较样品以及本发明的样品的阻抗-频率特性。
从图10和11可以清楚地看到,由于工艺精度的偏差,图10所示的比较样品的波形经常出现裂变,而本发明的样品的波形未出现任何裂变,如图11所示。
图12表示本发明第二实施例的能量束缚型压电谐振器41。类似于第一实施例,该压电谐振器41具有一个矩形的平板型压电谐振部件42,用作振动元件。在压电谐振部件42上,在压电平板42a的上表面沿其长边形成了一对谐振电极42b和42c。对压电平板42a从谐振电极42b至谐振电极42c沿箭头P方向进行极化。
因此,当通过谐振电极42b和42c施加一个交流电压时,压电谐振部件42按照宽度扩张模式振动。在这种情况下,压电谐振部件42平行于所加电场方向移动,从而压电谐振器41利用了纵向压电效应。
在本实施例的压电谐振器41中,支持部件46和47被连接到按照上述宽度扩张模式谐振的压电谐振部件42的振动节点上,固定部件48和49分别连接到支持部件46和47的外端。参见图12,标号44a和45a代表导电元件,标号50和51代表端电极。
从图12的实施例可清楚理解,采用了宽度扩张模式的本谐振器不仅适用于利用横向压电效应的谐振器,而且也适用于利用纵向压电效应的谐振器。
图13所示为由图7A和7B所示第一实施例中的压电谐振器21构成的芯片型压电谐振元件的分解示意图。
在该芯片型压电谐振元件中,保护基体104和105分别通过矩形框架式隔离器102和103被粘贴到谐振板101的上下部位。
谐振板101是通过将隔离板106和107用粘接剂粘接到上述压电谐振器21的侧边上而制成的。隔离板106和107在其内侧分别具有槽口106a和107a。槽口106a和107a用于限定允许压电谐振器21的振动部件(即谐振部件22和动态阻尼器28和29)振动的空间。隔离板106和107由诸如氧化铝之类的绝缘陶瓷或合成树脂材料制成,其厚度与压电谐振器21的厚度大致相当。在本实施例中,隔离板106和107通过绝缘粘接剂粘接到压电谐振器21的固定部件32和33上。因此,压电谐振器21的谐振部件22和动态阻尼器28和29被置于由隔离板106和107以及固定部件32和33所界定的矩形框形式的开口中。参照图13,标号108代表一个虚设电极。
由矩形框形粘接薄膜制成的隔离器102和103用于将谐振板101与保护基体104和105相互粘接起来。隔离器102和103分别具有开孔102a和103a。由于具有开孔102a和103a,在压电谐振器21的上、下分别形成了允许压电谐振器21的振动部件进行振动的空间。
隔离器102和103也可以省略,而在保护基体104的下底面和保护基体105的上表面涂上矩形框形的粘接剂,以便形成上述的允许振动的空间。
可以通过将图13所示的谐振板101、隔离器102及103和保护基体104及105层层叠压以制造出芯片型压电谐振元件,外接电极形成在所得叠层的一对侧面上。这种芯片型压电谐振元件的外表与下面将要讲到的图17所示的芯片型压电谐振元件相类似。
在上述芯片型压电谐振元件中,压电谐振器21通过一种绝缘粘接剂与隔离板106和107相粘接。因此,如果在图13中箭头A所示的粘接位置出现粘接失效,则密封性能被损坏。在此情形下,芯片型压电谐振元件的性能,如抗湿性就降低了。
下面结合图14至17介绍一种能够克服上述抗湿问题的实施例。图14是相应于图13的分解示意图,以说明本发明第三实施例的一种芯片型压电谐振元件。在图14所示的芯片型压电谐振元件中,一个矩形框式的压电谐振器111取代了图13中的压电谐振器21和隔离板106及107。其它结构,如隔离器102和103及保护基体104和105与图13中的相似,因此相应的说明被略去。
压电谐振器111通过如图15所示的单独一块压电陶瓷板112制造。该压电陶瓷板112是通过用一束激光或切削工艺将一块矩形压电陶瓷板刻蚀成图15所示的图形而获得的。在该压电陶瓷板112中,形成一个整体的部件有:一个具有开口113a的矩形框式支持部件113,构成谐振部件的压电陶瓷板部分114,和构成动态阻尼器的压电陶瓷板部分115和116。类似于压电谐振器21,在压电陶瓷板112上形成有电极,从而得到了如图16所示的压电谐振器111。
换言之,压电谐振器111相当于这样一种结构,即图13中所示的压电谐振器21和隔离板106及107相互结合成一整体的结构。因此,为省略相同的说明,压电谐振器111中的动态阻尼器和电极被标以与压电谐振器21中相同的参考标号。
图14所示的压电谐振器111由上述的整块压电陶瓷板112制成。尽管图13所示的压电谐振元件有可能因为箭头A所示的粘接部位导致抗湿性能受到影响,但是,本实施例中的芯片式压电谐振元件由于在谐振部件和动态阻尼器的侧壁处不出现粘接部分,从而有效地改善了其抗湿性能。
图17是通过层层叠压图14中的压电谐振器111、隔离器102和103、以及保护基体104和105所得到的芯片式压电谐振元件120的透视图。在这种芯片式压电谐振元件120中,形成了覆盖通过各部件相互粘贴所获得的叠层结构121的一对端表面的外电极122和123。因此,类似于其它芯片式电子元件,芯片式压电谐振元件120能够以表面安装方式装在一块印刷电路板上。
图18示出了上述压电谐振器111的一种改进型。参照图18,压电谐振器131具有一个矩形框架式支持部件132,以及与矩形框架式支持部件132结合为一体的压电谐振部件133。压电谐振部件133是用与形成图12所示的压电谐振器41类似的方法形成的。因此,例如谐振部件等与压电谐振器41中的部件相同的部件将标以相同的参考标号。
在谐振器131中,由于矩形框架式支持部件132与压电谐振部件133结合为一体,类似于图16所示的压电谐振器111,由该压电谐振器131形成的芯片式压电谐振元件的抗湿性也能够有效地改进。
在上述所有实施例中,一个采用宽度扩张模式的单片谐振部件被形成在压电谐振器中。但是,本发明也适用于具有一组采用宽度扩张模式的谐振部件的压电谐振器。图19A和19B分别是这类压电谐振器141的平面示意图,和表示穿过压电陶瓷板底面的电极图形的典型平面示意图。
适合于形成双振荡型压电滤波器的压电谐振器141具有采用宽度扩张振动模式的第一和第二谐振部件142和143。谐振部件142和143是采用沿其厚度均匀极化的矩形压电陶瓷板形成的,电极142a和143a被设置在矩形压电陶瓷板的一个主表面上,以形成谐振电极,电极142b和143b位于底面上,用来作为地电极。
第一和第二谐振部件142和143被分别以宽度扩张振动模式激励,其振动的节点通过一个连接件144被相互连接在一起。在底面上,通过在连接件144底面上形成的一个导电连接部件将电极142b和143b相互连接在一起。因此,通过采用电极142a或143a作为输入或输出电极,底面电极142b和143b作为地电极,可以制成一个对称振荡的或非对称振荡的双振荡型压电滤波器。
本实施例的特点在于使用了两个压电谐振部件142和143,而其它特点与压电谐振器21相类似。亦即,通过振动传递部件以弯曲模式谐振的动态阻尼器145和146被形成在压电谐振部件142和143的外侧,从而使动态阻尼器145和146的外端通过连接杆与一个矩形框架式支持部件147相连接。因此,第一和第二压电谐振器142和143等被设置在矩形框架形支持部件147的开口147a之内。
设置在开口147a内的第一和第二压电谐振部件142和143等是与支持部件147整体形成的。也就是说,一个整块的压电陶瓷板被切削或刻蚀成具有图19A和19B所示平面形状的整体部件。
虽然上述每一实施例都使用压电陶瓷板作为制作谐振部件的材料,但是任何一种表现出压电特性的材料都可使用,例如,压电单晶体,如LiTaO3,LiNbO3等,或者具有压电特性的聚合物也可以使用。
此外,谐振部件或谐振器也可由复合材料制造,其中一层压电层形成在不具有压电特性的金属板或半导体平板上。
虽然上面详细说明和画出了本发明,但应该想到,这种方式是为了说明和举例,而不是去进行限制,本发明的内涵和范围将仅通过权利要求进行限定。

Claims (17)

1.一种采用宽度扩张模式的谐振器,包括:
一个采取矩形板的宽度扩张模式的谐振部件,在谐振部件上形成两个电极;
一个其一端与所说的谐振部件的节点相连接的支持部件;
其特征在于还包括:
一个与所说的支持部件的另一端相连接的动态阻尼器,并且
其中所述谐振部件包括一个沿着与其厚度方向垂直的方向极化的压电板,第一和第二电极设置在压电板的一个主表面之上,其间相距一定距离。
2.根据权利要求1所说的谐振器,其中的谐振部件是由一块压电陶瓷或压电晶体矩形压电板制成。
3.根据权利要求1所说的谐振器,还包括一个连接部件,其一端与阻尼器的与支持部件相连接的一端相对的另一端相连接,还包括一个固定部件,与连接部件的另一端相连接。
4.根据权利要求3所说的谐振器,其中的谐振部件、支持部件、动态阻尼器、连接部件和固定部件都由一整体件形成。
5.根据权利要求3所说的谐振器,其中的谐振部件、支持部件、动态阻尼器、连接部件和固定部件是由分立部件形成的,所述谐振器、支持部件、动态阻尼器、连接部件和固定部件被粘接在一起形成整体。
6.根据权利要求1所说的谐振器,所说的支持部件、动态阻尼器、连接部件和固定部件分别在谐振部件的每一侧形成。
7.根据权利要求6所说的谐振器,还包括一对在一对固定部件的同一主表面上形成的端电极。
8.根据权利要求7所说的谐振器,其中位于固定部件上的端电极与至少两个在压电板上形成的电极相导通。
9.根据权利要求1所说的谐振器,其中的谐振部件为采用了具有沿其厚度方向极化的压电板的纵向压力特性的压力谐振部件,在压电板的两个主表面上至少形成两个电极。
10.根据权利要求1的谐振器,其中支持部件和动态阻尼器在谐振部件的每一侧形成,谐振器还包括一个连接部件,其一端与每个动态阻尼器的连接于支持部件的一侧相对的另一侧连接,以及一个与连接部件的另一端相连接的固定部件。
11.根据权利要求10所说的谐振器,还包括在一对固定部件的同一主表面上形成的第一和第二端电极,所说的第一和第二端电极分别与第一和第二电极导通。
12.根据权利要求6所说的谐振器,还包括设置在固定部件的侧面并与其相粘接的第一和第二隔离板,用于形成一个包围谐振部件和动态阻尼器的矩形存放空间。
13.根据权利要求12所说的谐振器,其中第一及第二隔离板和固定部件由同一个部件形成,其中谐振部件和动态阻尼器设置于具有开口的矩形框架型支持部件的开口之内。
14.根据权利要求12所说的谐振器,被制成一种芯片型压电谐振元件,还包括叠压在由压电谐振器和隔离板构成的整体结构的上下部位的第一和第二保护基体,以及分别位于谐振部件和动态阻尼器上下方的、用于形成一个允许压电谐振器的谐振部件和动态阻尼器振动的空间的振动空间形成器件。
15.根据权利要求14所说的谐振器,其中的振动空间形成器件是矩形框架型隔离板。
16.根据权利要求13所说的谐振器,被制成一种芯片型压电谐振元件,还包括叠压在由压电谐振器和隔离板构成的整体结构的上下部位的第一和第二保护基体,以及分别位于谐振部件和动态阻尼器上下方的、用于形成一个允许压电谐振器的谐振部件和运态阻尼器振动的空间的振动空间形成器件。
17.根据权利要求16所说的谐振器,其中的振动空间形成器件是矩形框架型隔离板。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4419085C2 (de) * 1993-05-31 1999-09-02 Murata Manufacturing Co Chipförmiger Baustein mit piezoelektrischer Resonanz
CN1064490C (zh) * 1993-08-17 2001-04-11 株式会社村田制作所 梯形滤波器
EP0818882A3 (en) * 1996-07-10 1999-12-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Energy trapping piezoelectric device and producing method thereof
JPH11177375A (ja) * 1997-12-16 1999-07-02 Murata Mfg Co Ltd 圧電共振子
US6464324B1 (en) * 2000-01-31 2002-10-15 Picojet, Inc. Microfluid device and ultrasonic bonding process
US20060050109A1 (en) * 2000-01-31 2006-03-09 Le Hue P Low bonding temperature and pressure ultrasonic bonding process for making a microfluid device
US6590315B2 (en) * 2000-05-26 2003-07-08 William D. Beaver Surface mount quartz crystal resonators and methods for making same
JP3768789B2 (ja) * 2000-09-07 2006-04-19 アルプス電気株式会社 超音波振動子及びウエット処理用ノズル並びにウエット処理装置
JP4420038B2 (ja) * 2007-02-15 2010-02-24 エプソントヨコム株式会社 応力感応素子
US7639104B1 (en) 2007-03-09 2009-12-29 Silicon Clocks, Inc. Method for temperature compensation in MEMS resonators with isolated regions of distinct material
US7956517B1 (en) 2007-05-10 2011-06-07 Silicon Laboratories MEMS structure having a stress inverter temperature-compensated resonator member
US7944124B1 (en) * 2008-08-29 2011-05-17 Silicon Laboratories Inc. MEMS structure having a stress-inducer temperature-compensated resonator member
US8174170B1 (en) 2009-05-13 2012-05-08 Sand 9, Inc. Methods and apparatus for mechanical resonating structures
JP2013258519A (ja) * 2012-06-12 2013-12-26 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電振動片及び圧電デバイス
JP6424901B2 (ja) 2015-01-16 2018-11-21 株式会社村田製作所 共振子
JP6646899B2 (ja) * 2015-09-21 2020-02-14 株式会社村田製作所 共振子及び共振装置
CN109861662A (zh) * 2019-02-12 2019-06-07 南方科技大学 一种薄膜体声波谐振器及其制备方法
CN110707964B (zh) * 2019-10-10 2021-09-21 内蒙古工业大学 一种压电法电炉炼钢噪音发电装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3411023A (en) * 1965-12-29 1968-11-12 Bell Telephone Labor Inc Elastic wave generator
US3699484A (en) * 1970-06-24 1972-10-17 Vernitron Corp Width extensional resonator and coupled mode filter
JPS5552621A (en) * 1978-10-11 1980-04-17 Matsushima Kogyo Co Ltd Vertical vibration-type piezo-vibrator
JPS5564414A (en) * 1978-11-10 1980-05-15 Seiko Instr & Electronics Ltd Container for crystal vibrator
DE2939844A1 (de) * 1978-12-21 1980-07-10 Seiko Instr & Electronics Quarzschwinger
US4356421A (en) * 1980-03-25 1982-10-26 Tohoku Metal Industries, Ltd. Piezoelectric resonators of an energy-trapping type of a width extensional vibratory mode
JPS5748818A (en) * 1980-09-08 1982-03-20 Seiko Instr & Electronics Ltd Quartz oscillator unit
JPS57197906A (en) * 1981-05-29 1982-12-04 Seiko Instr & Electronics Ltd Gt cut quartz oscillator
US4511202A (en) * 1981-12-29 1985-04-16 Fujitsu Limited Ceramic resonator and a ceramic filter using the same
US4633124A (en) * 1982-03-16 1986-12-30 Kabushiki Kaisha Daini Seikosha Mount for quartz crystal resonator
JPS63260311A (ja) * 1987-04-17 1988-10-27 Seiko Electronic Components Ltd 縦水晶振動子
JPH0754891B2 (ja) * 1987-06-02 1995-06-07 セイコー電子部品株式会社 縦水晶振動子
JPS63311810A (ja) * 1987-06-15 1988-12-20 Seiko Electronic Components Ltd 縦水晶振動子
US4900971A (en) * 1988-03-10 1990-02-13 Seiko Electronic Components Ltd. Face shear mode quartz crystal resonator
JPH01293707A (ja) * 1988-05-20 1989-11-27 Seiko Electronic Components Ltd 長辺縦振動子
GB2224159B (en) * 1988-09-09 1992-07-08 Seiko Electronic Components Resonator
JPH0279511A (ja) * 1988-09-14 1990-03-20 Seiko Electronic Components Ltd 縦水晶振動子
US5311096A (en) * 1991-01-25 1994-05-10 Seiko Electronic Components Ltd. KT cut width-extensional mode quartz crystal resonator
DE4322144C2 (de) * 1992-07-03 1997-06-05 Murata Manufacturing Co Vibratoreinheit

Also Published As

Publication number Publication date
DE4412963C2 (de) 1999-04-01
GB2277196A (en) 1994-10-19
GB2277196B (en) 1996-12-04
US5541469A (en) 1996-07-30
CN1109659A (zh) 1995-10-04
DE4412963A1 (de) 1994-10-20
GB9407365D0 (en) 1994-06-08

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