CN1100352C - 压电谐振器和使用该谐振器的电子部件 - Google Patents

Abstract

一种压电谐振器具有矩形-平行六面体形基座元件。基座元件包括层叠的10片压电层。压电层在基座元件的纵向上尺寸不同。压电层在基座元件的纵向进行极化，以使极化方向每隔一个压电层不同。在10片压电层的两表面上，形成11个内电极。内电极分别由绝缘膜16和18交替覆盖在基座元件的相对侧面上。绝缘膜16和18覆盖不同的电极。在基座元件的相对侧面上形成外电极，并把外电极连接到内电极上。

Description

压电谐振器和使用该谐振器的电子部件

技术领域

本发明涉及一种使用压电元件的机械谐振的压电谐振器，尤其涉及一种有包含纵向的基座元件、由极化压电元件组成并至少构成基座元件一部分的活动部分和一对设置在该活动部分的外电极构成的压电谐振器。本发明还涉及一种使用这种压电谐振器的电子部件，例如振荡器、鉴别器和滤波器等。

背景技术

图34是一种传统的压电谐振器的透视图。压电谐振器1包括压电基片2，从上看，它呈例如矩形平板形。压电基片2在厚度方向上被极化。在压电基片2的两表面上形成电极3。当把信号在电极3之间输入时，在压电基片2上加上厚度方向的电场，压电基片2纵向振动。在图35中，示出了这样一种压电谐振器1，电极3形成在压电基片2的两个面上，压电基片2从上看呈正方平板形。压电谐振器1的压电基片2在厚度方向极化。当把信号在压电谐振器1内的电极3之间输入时，在压电基片2的厚度方向上加上电场，压电基片2以正方形振动模式振动(平面方向)。

这些压电谐振器是非加强型的，在这些谐振器中，振动方向与极化方向和电场方向不同。这种非加强型压电谐振器的机电耦合系数小于振动方向、极化方向以及所加的电场方向都相同的加强型压电谐振器。非加强型压电谐振器的谐振频率与反谐振频率之间的频率差ΔF较小。这产生了当把非加强频率谐振器用作振荡器或滤波器时，使用的频带宽度小的缺点。因此在这种压电谐振器和使用这种谐振器的电子部件内的特性设计自由度低。

图34所示的压电谐振器使用了纵向模式的一阶谐振。由于其结构，它还产生较大的奇数阶谐波模式寄生谐振，例如，三阶和五阶模式。为了抑制这些寄生谐振，考虑了一些措施，例如，磨光、提高质量以及改变电极的形状等。但这些措施增加了制造费用。

另外，由于从上看，压电基片的形状为矩形平板，所以由于强度的限制，基片不能更薄。因此电极之间的距离不能减小，且端子之间的容量不能做得较大。这对于实现与外部电路的阻抗匹配来说极其不便。为了通过交替串接和并接多个压电谐振器来形成梯形滤波器，串联谐振器对并联谐振器的容比需要制得较大以增加衰减。然而，因为压电谐振器有上述的形状限制，所以不可能获得较大的衰减。

图35所示的压电谐振器使用了正方形一阶谐振(平面方向)。由于这种结构，也会产生诸如平面方向的厚度模式和三重波模式中的寄生谐振。由于为了获得相同的谐振频率，压电谐振器需要的大尺寸与使用纵向振动的压电谐振器相比较大，所以难以减小压电谐振器的体积。当用多个压电谐振器形成梯形滤波器时，为了提高串联谐振器对并联谐振器的容比，把串联的谐振器制得较厚，仅在一个压电基片上形成部分电极，以把电容制得较小。在这种情况下，由于仅部分制作电极，所以谐振频率与反谐振频率之间的差ΔF以及电容减小了。因而，并联的谐振器需要具有较小的ΔF。因此，不能有效地利用压电基片的电压性，也就不能增加滤波器的传输带宽。

本发明提出了小寄生谐振和大谐振频率与反谐振频率差ΔF的压电谐振器。在这种压电谐振器中，交替叠合多个压电层和多个电极，以形成纵向的基座元件，且多个压电层在基座元件的纵向上被极化。该叠合压电谐振器是加强型的，其压电层的振动方向、极化方向以及所施加的电场方向都相同。因此，与振动方向与极化方向和电场方向不同的非加强型压电谐振器相比，加强型压电谐振器具有较大的机耦合系数和较大的谐振频率与反谐振频率差ΔF。另外，在加强型压电谐振器中，不太可能发生与基本的振动不同的诸如宽度和厚度模式的振动。

由于在具有这种叠合结构的压电谐振器中，构成基座元件的各压电层在基座纵向上的长度相等，各电极的面积相等，各相邻电极对之间的电容相等，并且各压电层产生的压电驱动力也相等。在纵向的基本振动中，在纵向靠近基座元件的中心部分上需要有较强的纵向驱动力，这是因为从该部分沿纵向到基座元件的端部的质量较大。因此，压电谐振器的机电耦合系数不够大，所以ΔF也不够大。

在这种压电谐振器中，不太可能产生高阶模式振动。然而，不能充分消除诸如三阶、五阶振动等奇数高阶模式振动在各压电层内产生的电荷，所以由于各相邻电极对之间的电容不变，会引起高阶模式寄生振动。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种小寄生谐振、大谐振频率与反谐振频率差ΔF的压电谐振器，其ΔF是可调的，并还提供一种使用这种压电谐振器的电子部件。

在本发明的一个方面，上述目的是这样实现的，提供所述类型的压电谐振器，其特征在于，把连接到所述外电极对上的多个内电极在所述基座元件的纵向上，有间隔地设置在所述活动部分内/上，所述活动部分在所述基座元件的纵向极化，并且至少一对所述内电极之间的电容与另一对所述内电极的电容不同。

根据本发明的压电谐振器是加强型的，具有振动方向、极化方向和施加的电场方向都相同的压电层。因此，与振动方向与极化方向和电场方向不同的非加强型压电谐振器相比，加强型压电谐振器具有较大的机电耦合系数和较大的谐振频率与反谐振频率的频率差ΔF。另外，在加强型压电谐振器中不太可能产生诸如宽度模式和厚度式等与纵向振动不动的模式振动。

而且，由于至少一对内电极的电容与另一对内电极的电容不同，所以ΔF可以调节。

尤其是，当至少一对所述内电极之间的间隔与另一对所述内电极之间的另一间隔不同，以具有不同的电容时，可以容易地通过改变间隔来调节ΔF。较佳的是随所述间隔在纵向上靠近所述基座元件的中心，把该间隔做得窄。与各压电层在基座元件的纵向上长度相同和各电极形成在垂直于基座元件的纵向的整个表面区域上的每个各电极内的叠合结构压电谐振器相比，提供了较大的电极间电容和较强的各压电层产生的驱动力。由于在基座元件的中心在纵向上获得了纵向基本振动所需要的强驱动力，所以电磁耦合系数进一步增大，因此，ΔF也变大。消除了诸如三阶和五阶振动等奇次高阶模式振动在压电层上产生的电荷，抑制了高阶模式寄生振动。

更佳的是，X轴平行于所述基座元件的纵向、Y轴垂直于所述X轴，把所述基座元件的长度用作1/2波长的余弦曲线在对应于所述内电极之间的所述间隔的每个期间内的积分彼此相等。在基座的纵向上的整个面积获得强度不同的驱动力，这种驱动力适于纵向基本振动。因此，电磁耦合系数和ΔF进一步增大。进一步消除了诸如三阶和五阶振动等奇数高阶模式振动在各压电层内产生的电荷，因而进一步抑制了高阶模式寄生振动。根据本发明的压电谐振器还可以包含支持件，它通过安装件固定基座元件，安装件设置在纵向上的基座元件的中心部分上。上述目的在本发明的另一个方面内是这样实现的，提供一种使用上述压电谐振器的电子部件，其特征在于，支持件是绝缘基片，图形电极设置在绝缘基片上，并通过所述安装件连接到所述压电谐振器的所述外电极上。当用根据本发明的压电谐振器制作诸如振荡器、鉴别器和滤波器等电子部件时，把该压电振荡器安装在其上形成有图形电极的绝缘基片上。

电子部件可以是梯形滤波器，在这种滤波器中，在绝缘基片上设置多个图形电极，并把它们连接到多个压电谐振器的外电极上，以使压电谐振器以阶梯形彼此连接。

在上述的电子部件中，可以在绝缘基片上设置一个帽盖，以覆盖基座元件，形成芯片型(表面安装)电子部件。

这种电子谐振器可以用支持件固定在盒子内。

根据本发明，可以获得小寄生谐振、大谐振频率与反谐振频率差ΔF并且ΔF可调的压电谐振器。

根据本发明，与各压电层在基座元件的纵向上尺寸不变的压电谐振器相比，谐振频率与反谐振频率之间的频率差ΔF可以做得更大，因此可以获得宽频带压电谐振器。另外，在根据本发明的压电谐振器中不太可能发生与基本振动模式不同的模式振动，可以实现更好的特性。由于利用这种压电谐振器可以制成芯片型电子部件，所以容易把部件安装到电路板上。

本发明的上述目的、其它目的、其它特征和其它优点在下面参照附图的描述中将变得更清楚。

附图说明

图1是本根据本发明的压电谐振器的透视图。

图2是图1中所示的压电谐振器的结构图。

图3是图1所示的压电谐振器压电层内的基座元件的纵向尺寸图，即电极之间的间隔。

图4是纵向振动的非加强压电谐振器的透视图，画出用于比较。

图5是纵向振动的加强压电谐振器的透视图。

图6是平面方向振动的非加强压电谐振器的透视图，画出是用于比较。

图7是基座元件在纵向基本振动期间需要的理想驱动力图。

图8是叠层结构的压电谐振器的示意图，在该压电谐振器中，各压电层的尺寸在基座元件的纵各上不变。

图9的图示出了三阶寄生振动在图8所示的压电谐振器基座元件内产生的电荷。

图10的图示出了三阶寄生振动在图1和图2中所示的压电谐振器的基座元件内产生的电荷。

图11的图示出了五阶寄生振动在图8所示的压电谐振器的基座元件内产生的电荷。

图12的图示出了五阶寄生振动在图1和图2所示的压电谐振器的基座元件内产生的电荷。

图13的图示出了对图1和图2所示的压电谐振器改进的例子。

图14的图示出了对图1和图2所示的压电谐振器改进的另一个例子。

图15的图还示出了根据本发明的又一个压电谐振器。

图16是图15所示的压电谐振器中所用的改进的电极的平面图。

图17的图示出了具有图16所示的电极的压电谐振器。

图18的图示出了静止部分。

图19是包括另一静止部分的主要部分图。

图20的图示出了是包括又一静止部分的主要部分图。

图21是使用根据本发明的压电谐振器的电子部件的透视图。

图22是在图21所示的电子部件内所用的绝缘基片的透视图。

图23是图21所示的电子部件的分解透视图。

图24的图示出了把压电谐振器安装到绝缘基片上的另一种方法。

图25是图示安装图24所示的压电谐振器的方法的侧视图。

图26的图示出了把压电谐振器安装到绝缘基片上的又一种方法。

图27是图示安装图26所示的压电谐振器的方法的侧视图。

图28是使用根据本发明的压电谐振器的梯形滤波器的分解透视图。

图29是图28所示的梯形滤波器内的绝缘基片与压电谐振器的透视图。

图30是图28和29所示的梯形滤波器的等效电路图。

图31是使用根据本发明的压电谐振器的另一种梯形滤波器的主要部分的平面图。

图32是图31所示的梯形滤波器的主要部分的分解透视图。

图33是使用根据本发明的压电谐振器的双端电子部件的分解透视图。

图34是传统压电谐振器的透视图。

具体实施方式

图1是根据本发明的一个实施例的压电谐振器的透视图。图2示出了该压电谐振器的内部结构。图1和图2所示的压电谐振器10包括矩形-平行六面体形基座12，纵向的长宽高为例如3.822mm×1mm×1mm。基座元件12包括十层由例如压电陶瓷等制成的层叠压电层12a。5片压电层12a在纵向上设置在基座元件12的中心与一端之间，它们各自的尺寸沿基座元件12的纵向分别为0.243mm、0.255mm、0.281mm、0.342mm和0.779mm。同样，沿纵向设置在基座元件12的中心与另一端之间的5片压电层12a这样形成，它们各自的尺寸沿基座元件12的纵向分别为0.243mm、0.255mm、0.281mm、0.342mm和0.779mm。换句话说，把10片压电层12a这样形成，即，当把如图3所示，基座12的长度作为半个波长，幅度为1的余弦曲线y＝cos(πx/3.8)在基座元件12的纵向上对应于10片压电层12a之间间隔的期间内进行积分(x轴设置在基座元件12的纵向上，y轴设置成垂直于x轴，垂直于基座元件12的中心平面)时，获得的值(等于图3的面积S1、S2、S3、S4和S5)基本相等，这10片压电层12a极化成如图2所示，交替层的极化方向相反。

在基座元件12内的10片压电层12a的垂直于基座元件12的纵向的每层两面的所有区域上，形成厚度为例如0.002mm的11个电极14。这意味着，这些电极14沿基座元件12的纵向以某一间隔设置成垂直于基座元件12的纵向。电极14之间的间隔等于10片压电层12a沿基座元件12的纵向的尺寸。

在基座元件12的相对侧面上，分别形成多层绝缘膜16和18。在基座元件12的一个侧面上，绝缘膜16覆盖在每隔一个电极14的暴露端部。在基座元件12的另一侧面上，绝缘膜18在上述侧面上没有被绝缘膜16覆盖的每隔一个电极14的暴露端部。其上形成有绝缘膜16和18的基座元件12的两侧面用作与外电极的连接部分，这将在下面描述。

在这些连接部分中，即形成有绝缘膜16和18的基座元件12的侧面上，形成有外电极20和22。电极20连接到绝缘膜16没有覆盖的电极14上，电极22连接到绝缘膜18没有覆盖的电极14上。换句话说，两相邻电极14分别连接到电极20和22上。

压电谐振器10把外电极20和22用作输入和输出电极。基座元件12的压电层12a是压电活动的，因为把信号加到外电极20和22上通过相邻的电极14把电场加到其上。由于电压以相反方向加到在基座元件12内以相反方向极化的压电层12a上，所以压电层12a作为一个整体以相同方向膨胀和收缩。因此，整个压电谐振器10沿纵向以基本模式把基座元件12的中心作为节点振动。

在该压电谐振器10中，压电层12a的极化方向、输入信号放加的电场方向和压电层12a的振动方向都相同。换句话说，该压电谐振器10是加强型的。该压电谐振器10的电磁耦合系数大于振动方向与极化方向和电场方向不同的非加强型压电谐振器。因此，压电谐振器10具有比传统非加强型压电谐振器大的谐振频率与反谐振频率的频率差ΔF。这意味着压电谐振器10获得比传统非加强型压电谐振器的宽的频带特性。

为了测量加强型与非加强型压电谐振器之间的差异，制作了如图4、5和6所示的压电谐振器。把电极形成在长宽高为4.0mm×1.0mm×0.38mm的压电基片的厚度方向的两表面上，，这样制成图4所示的压电谐振器。该压电谐振器以厚度方向极化，并当把信号加到电极上时将沿纵向振动。图5所示的压电谐振器的尺寸与图4所示的压电谐振器相同。电极形成在压电基片的纵向的两表面上。压电谐振器以纵向极化，当把信号加到电极上时，以纵向振动。在4.7mm×4.7mm×0.38mm基片的厚度方向上形成，这样制成图6所示的压电谐振器。该压电谐振器以厚度方向极化，当把信号加到电极上时以平面方向振动。图4和图6所示的压电谐振器属于非加强型，而图5所示的压电谐振器属于加强型。

对这些压电谐振器的每一个测量谐振频率Fr和机电耦合系数K，测量结果示出在表1、2和3上。表1表示图4所示的压电谐振器的测量结果。表2表示图5所示的压电谐振器的测量结果。表3表示图6所示的压电谐振器的测量结果。

                             表1

	纵向基本振动	纵向三重波振动	宽模振动
				谐振频率(MHz)	0.460	1.32	1.95
机电耦合系数(％)	18.9	3.9	25.2

                                表2

	纵向基本振动	纵向三重波振动	宽模振动
				谐振频率(MHz)	0.455	1.44	1.96
机电耦合系数(％)	42.9	12.2	4.0

                                表3

	纵向基本振动	正方型三重波振动	宽模振动
				谐振频率(MHz)	0.458	1.25	5.65
机电耦合系数(％)	35.0	11.5	23.3

从测量数据可以看出，加强型压电谐振器的电磁耦合系数K比非加强型压电谐振器大，因此，具有的谐振频率与反谐振频率之间的频率差ΔF也较大。在振动期间，在加强型压电谐振器中最大的寄生振动属于纵向三重波型，电磁耦合系数K为12.2％。在与基本振动不同的宽度模式振动期间，电磁耦合系数K为4.0％。相反，在宽度模式振动期间，在非加强型纵向振动压电谐振器中，电磁耦合系数K为25.2％。在厚度模式振动期间，在非加强型正方型振动压电谐振器中，电磁耦合系数K大至23.3％。因此，可以看出，加强型压电谐振器的寄生振动比非加强型谐振器小。

由于压电谐振器10在多个电极14之间具有不同的间隔，所以可以改变该间隔来调节ΔF。

在压电谐振器10，由于电极之间的间隔沿纵向越靠近基座元件12的中心时越小，所以与各压电层在基座元件在纵向上的长度相等的层叠结构压电谐振器相比，提供了更大的电极14间电容和更强的由压电层12a产生的驱动力。由于在基座元件12的纵向中心处获得了纵向基本振动所需的强大的驱动力，所以与各压电层在基座元件纵向上的长度相等的层叠结构压电谐振器相比，电磁耦合系数进一步增大，因此ΔF也进一步增大。

在纵向基本振动时，在纵向上越靠近基座元件的中心部分需要强大的驱动力。这是因为沿纵向从该部分到基座元件的端部质量较大。理想地，如图7所示，需要强度不同的驱动力对应于在基座元件的纵向中心把基座元件的长度作为半个波长和最大幅度的余弦曲线。相反，在压电谐振器10中，由于形成的多个电极14，使把基座元件12的长度用作半个波长在对应于多个电极14之间的每个间隔的每个期间进行积分(X轴设置成基座元件12的纵向，Y轴设置成与X轴垂直，即垂直于基座元件的中心平面)的余弦曲线获得的值相同，所以在基座元件12的纵向上的整个区域内获得强度不同的适于纵向基本振动的驱动力。因此电磁耦合系数和ΔF进一步增大。

为了测量ΔF的差和多个电极之间的间隔差产生的其它系数，制作了图8所示的层叠结构压电谐振器。该压电谐振器与图1和2所示的由10片压电层12a构成基座元件12的压电谐振器10不同，但它在基座元件12的纵向上具有的尺寸0.38mm。图8所示的层叠结构压电谐振器的尺寸几乎与图1和2所示的压电谐振器10相等。

对图1和2所示的压电谐振器10和图8所示的压电谐振器测量谐振频率Fr和反谐振频率Fa。表4表示各谐振频率Fr、各反谐振频率Fa、频率ΔF和ΔF/Fa。

                           表4

	压电谐振器(图1和图2)	压电谐振器(图8)
			谐振频率Fr(kHz)	480.36	478.51
反谐振频率Fa(kHz)	507.26	501.64
			ΔF(kHz)	26.90	23.13
ΔF/Fa(％)	5.30	4.61

从表4中的结果可以发现，图1和图2所示的压电谐振器10的ΔF和ΔF/Fa大于图8所示的压电谐振器。

由于图1和图2所示的压电谐振器10的电极间电容大于图8所示的压电谐振器，随着电极在纵向上靠近基座元件12的中心，可以消除诸如三阶和五阶振动等奇次高阶模式振动在各压电层12a内产生的电荷，从而抑制高阶模式的寄生振动。

在图1和图2所示的压电谐振器10中，由于形成的多个电极14，使得把基座元件12的长度用作半个波长的余弦曲线在对应子多个电极14之间的每个间隔的每个期间进行积分(X轴设置成基座元件12的纵向，Y轴设置成与X轴垂直，即垂直于基座元件的中心平面)时获得的值相同，所以进一步消除了诸如三阶和五阶振动等奇次高阶模式振动在各压电层12a内产生的电荷，从而进一步抑制高阶模式寄生振动。

下面考虑例如三阶模式的寄生振动。如图9所示，在图8所示的压电谐振器中，沿基座元件的纵向从一端到另一端产生幅度有周期性和最大幅度相等的电荷，电荷没有充分消除，仍有遗留。相反，在图1和图2所示的压电谐振器10中，如图10所示，产生的电荷在纵向越靠近基座中心越大，所以消除了大多数电荷。接着检查五阶模式寄生振动。用与三阶模式寄生振动相同的方法，如图11所示，在图8所示的压电谐振器中沿基座元件的纵向从一端到另一端产生幅度有周期性和最大幅度相等的电荷，电荷没有充分消除，仍有遗留。相反，在图1和图2所示的压电谐振器10中，如图10所示，产生的电荷在纵向越靠近基座中心越大，所以消除了大多数电荷。在(3+4n)阶模式(n表示大于1的整数)寄生振动中，例如七阶和十一阶振动，与三阶模式寄生振动一样消除了大多数电荷。在(5+4n)阶模式(n表示大于1的整数)寄生振动中，例如九阶和十三阶振动，与五阶模式寄生振动一样，消除了大多数电荷。因此，图1和图2所示的压电谐振器10比图8所示的压电谐振器更好地抑制了高阶模式寄生振动。

在图1和图2所示的压电谐振器10中，可以改变压电层12a的层数或者电极14的数量、或者压电层12a在基座元件12的纵向上的尺寸来调节谐振器的电容。换句话说，可以通过增加压电层12a的层数、或者增加电极14的数量、或者减小压电层12a在基座元件12的纵向上的尺寸增加电容。相反，减少压电层12a的层数、或者减少电极14的数量、或者增大压电层12a在基座元件12的纵向上的尺寸可以减少电容。这意味着，对电容性设计给出了高的自由度。因此，当把压电谐振器10安装到电路板并使用时可以容易地与外部电路实现阻抗匹配。

为了把电极14连接到外电极20和22上，可以设置具有开口50的绝缘膜16和18，如图13所示，每隔一个电极14外露。外电极20和22形成在绝缘膜16和18上，电极14交替连接到两外电极20和22上。两外电极20和22可以如图14所示形成在基座元件12的一侧面上。绝缘膜16和18以两排方式形成在基座元件12的一侧面上，并形成两排连接部分。这两排绝缘膜16和18分别形成每隔一个电极14上。在这两排绝缘膜16和18上，分别形成两排外电极20和22。图13和14所示的压电谐振器可以这现与图1和图2所示的压电谐振器相贩优点。如图15所示，内电极14可以交替地到达基座元件12的相对侧面。在基座元件12的相对侧面上，必须形成外电极20和22。在图15所示的压电谐振器10中，由于形成在内部的电极14交替暴露，所以在基座元件12的侧面上形成外电极20和22可以把内电极14连接到外电极20和22上。因此，不需要在基座元件12的侧面上形成绝缘膜。

在图15所示的压电谐振器10中在基座元件12横剖面的整个区域上不形成电极14。因此相邻电极14的相对面积小于在整个横剖面内形成的相邻电极的面积。利用该相对面积，可以调节压电谐振器的电容和ΔF。电极14的相对面积变小，电容和ΔF也变小。在压电谐振器10内如图16所示的压电层的同一侧的不同端面上形成电极14，这是图15所示的压电谐振器10的一个改进的例子。利用这两种类型的电极14，如图17所示，使两排电极暴露在基座元件12的一侧面上。因此，在电极14暴露的部分上形成外电极20和22，可以交替地把电极14连接到外电极20和22上。在上述的压电谐振器10中，基座元件12沿纵向方向从一端到另一端压电活动和振动。可以把沿纵向的基座元件12的一部分用作压电不活动的静止部分。该静止部分24可以这样形成，即如图18所示，可以不在基座元件12的端部形成电极14，从而不施加电场。如果静止部分以这种方式形成，则不需要在基座元件12上形成电极的过程。基座元件12的端部可以极化，也可以不极化。如图19所示，只有基座元件12的端部可以不被极化。在这种情况下，即使在电极14之间施加电场，没有极化的部分仍不压电活动。这种结构可以这样形成，即，压电层不加电场，当作静止部分24，因为如图20所示，该部分被绝缘膜16和18绝缘即使该部分极化。换句话说，只有当压电层极化，并且施加了电场时，该层才成为压电活动，否则它是静止的。在这种结构中，在静止部分内形成电容器，并且该电容可以增加。如图20所示可以在基座元件12的端面上形成小的电极52，以调节频率或者连接到外电路上。

用这种压电谐振器10可以生产诸如振荡器和鉴别器等电子部件。图21是电子部件60的透视图。电子部件60包括用作支持件的绝缘基片62。在绝缘基片62的相对端部上分别形成两缺口64。如图22所示，在绝缘基片62的一个表面上，形成两图形电极66和68。一个图形电极66形成在相对的缺口64之间，并以L形的形式从接近一端的点向绝缘基片62的中心延伸。另一图形电极68形成在相对缺口64之间，并从接近另一端的点向绝缘基片62的中心延伸。图形电极66和68是这样形成的，即它们的线路是从绝缘基片62的端部迂回到相对的表面。

在设置在绝缘基片62的中心处的图形电极66的一端上，用导电胶形成用作安装件的凸起70。如图23所示，把上述压电谐振器安装到该凸起70上，使基座元件12的中心位于该凸起70上。例如把压电谐振器10的一个外电极22连接到该凸起70上。把另一个电极20用导电线72连接到图形电极68上。导电线72连接到压电谐振器10的外电极20的中心。

把金属帽盖74放在绝缘基片62上，完成电子部件60。为了防止金属帽盖74使图形电极66和68短路，事先在绝缘基片62和图形电极66和68上涂上绝缘树脂。电子部件60把从绝缘基片62的端部绕到后表面的图形电极66和68用作连接外电路的输入和输出端。

由于把压电谐振器10的中心固定到该电子部件60的凸起70上，所以压电谐振器10的端部与绝缘基片62分开设置，从而防止了振动。激励的纵向振动没有削弱，这是因为把作为节点的压电谐振器中心固定到凸起70上，并连接到电线72上。

电子部件60与集成电路芯片及其它部件固定在电路板上，并形成振荡器或者鉴别器。由于电子部件60用金属帽盖74密封和保护，它可以用作回流焊接的芯片型(表面安装)部件。

当在振荡器使用电子部件60时，由于在电子部件60中使用压电谐振器10的特点，把寄生振动抑制在较低水平，并防止了由于寄生振动产生的异常的振动。由于可以把压电谐振器10的容值设置成任意要求的值，所以它还可以容易地实现与外电路的阻抗匹配。尤其是当把电子部件用作压控振荡的振荡器时，由于谐振器的ΔF较大，所以能获得传统上不能得到的宽频范围。

当把电子部件60用于鉴别器时，由于谐振器的ΔF较大，所以提供了宽峰分离范围。另外，由于谐振器提供了宽电容范围，所以可以容易地实现与外电路的阻抗匹配。

如图24和25所示，可以把压电谐振器10安装在绝缘基片62上，所以在图形电极66和68上形成由诸如导电胶等导电材料制成的两个凸起70，并把压电谐振器10的外电极20和22连接到该两凸起70上。还可以把压电谐振器10以图26和27所示的方式安装在绝缘基片62上，即在绝缘基片62上形成用诸如绝缘胶等绝缘材料制成的两个凸起70，并用导线72把外电极20和22连接到图形电极66和68上。凸起70可以事先形成在压电谐振器10上。

利用多个压电谐振器10可以制作梯形滤波器。如图28和29所示，在电子部件60内在支持件的绝缘基片62上形成三个图形电极76、78和80。在图形电极76和80上用导电胶形成作为安装件的凸起82和86。在图形电极78的中心，由导电胶形成作为安装件的凸起84和88。

把各压电谐振器10a、10b、10c和10d的一个外电极22分别固定到各个凸起82、84、86和88上。在压电谐振器10a、10b、10c和10d上可以事先形成凸起82、84、86和88。把压电谐振器10a、10b和10c的另一个外电极20用导线72彼此连接。压电谐振器10d的另一个外电极20用导线72连接到图形电极80上。把金属帽74放在绝缘基片62上。

把电子部件60用作具有图30所示的梯形电路的梯形滤波器。两压电谐振器10a和10c用作串联谐振器，另两个压电谐振器10b和10d用作并联谐振器。在这种梯形滤波器中，把并联谐振器10b和10c设计成其电容基本上大于串联压电谐振器10a和10c的电容。

梯形滤波器的衰减由串联谐振器与并联谐振器之间的电容率确定。在这种电子部件60中，电容可以通过改变压电谐振器10a至10d中所用的层叠层数来调节。因此，与使用传统的非加强压电谐振器的情况相比，通过改变压电谐振器的电容实现了用少量的谐振器得到具有较大衰减的梯形滤波器。由于压电谐振器10a至10d具有比传统压电谐振器大的ΔF，所以与传统压电谐振器相比，实现了更宽的传输频带。

图31是具有梯形电路的梯形滤波器主要部分的平面图。图32是主要部分的分解图。在图31和32所示的电子部件60中，在用作支持件的绝缘基片62上形成四个图形电极90、92、94和96。在图形电极90、92、94和96上形成五个排成一线且有某一间隔的台阶。第一台阶形成在图形电极90上，它最接近绝缘基片62，第二和第五台阶形成在图形电极92上，第三台阶形成在图形电极94上，第四台阶形成在图形电极96。安装件利用导电胶以某一间隔排成一线形成在五个台阶上：在第一台阶上形成一个凸起98；在第二台阶上形成两个凸起100和102；在第三台阶上形成两个凸起104和106；在第四台阶上形成两个科起10笔110；在第五台阶上形成一个凸起112。

压电谐振器10a、10b、10c和10d的外电极20和22固定在这些凸起98、100、102、104、106、108、110和112上，形成图30所示的梯形电路。这些凸起可以事先形成在压电谐振器10a、10b、10c和10d上。然后，把金属帽(未图示)放在绝缘基片62上。图31和32所示的电子部件与图28和29所示的电子部件不同，它把相邻的压电谐振器的两个电极安装在同一台阶上的两个凸起上。因此，相邻压电谐振器的两个电极不需要绝缘，因而，可以把两相邻谐振器靠近设置，得到紧凑的部件。用图33所示的压电谐振器10可以生产诸如陶瓷谐振器和陶瓷鉴别器等两端电子部件60。用两个由导电材料制成的端子120生产这种两端部件60。制成的这些端子120从箍122延伸。尤其是，在每个箍122上直线形成多个端子120。在端子120中间部分设置有折叠部124，而在端部设置有H形支持件126。支持件126可以弯曲并在中央设置有凸出的安装件128。这两端子120是以它们的安装件128彼此相对设置的。

压电谐振器10支持在安装件128之间。安装件128在纵向压电谐振器10的中心处与外电极20和22相邻。由于端子120具有用作弹性元件的折叠部124，所以压电谐振器10由端子120有弹性的支持。把一端具有开口的盒子130放在压电谐振器10上。盒子130的开口用纸密闭，然后用树脂密封。从箍122上切下端子120，完成电子部件60。因此可以制造形状与芯片形不同的电子部件60。在上述每个压电谐振器中，在两相邻电极之间设置一个压电层。也可以设置多个压电层。可以为基座元件12设置不连接到外电极的假电极。

在每个上述压电谐振器中，多个电极之间的间隔随电极沿纵向接近基座元件的而变窄。在多个电极之间的间隔中，至少有一个间隔必须不同。如上所述，ΔF在根据本发明的压电谐振器10中是可以调节的。同样根据本发明，与每个压电层的尺寸在基座的纵向上不变的压电谐振器相比，谐振频率与反谐振频率之间的频率差ΔF可以做得更大，因而，获得到宽频带压电谐振器。另外，根据本发明可以获得具有小寄生振动的压电谐振器。根据本发明要求通过改变压电层或者电极的数量或者压电层在基座元件纵各上的尺寸来设计的压电谐振器10的电容，因此，能容易地实现与外电路的阻抗匹配。可以得到具有压电谐振器10的上述特点的电子部件。

Claims (8)

1、一种压电谐振器(10)，包含：

具有纵向的基座元件(12)；

由极化的压电件组成并至少构成所述基座元件一部分的活动部分；和

一对设置在所述活动部分的外电极(20，22)，

连接到所述外电极(20，22)对上的多个内电极(14)以有间隔地沿所述基座元件(12)的纵向设置在所述活动部分内/上，

所述活动部分在所述基座元件(12)的纵向进行极化，

其特征在于，

一对所述内电极(14)之间的一个电容至少与另一对所述内电极(14)之间的另一电容不同。

2、如权利要求1所述的压电谐振器(10)，其特征在于，至少一对所述内电极(14)之间的间隔与另一对所述内电极(14)之间的另一间隔不同。

3、如权利要求2所述的压电谐振器(10)，其特征在于，所述间隔随所述间隔沿纵向接近所述基座元件(12)中心而变窄。

4、如权利要求3所述的压电谐振器(10)，其特征在于，X轴平行于所述基座元件(12)、Y轴垂直于所述X轴、所述基座元件的长度作为半个波长的余弦曲线，在对应于所述内电极(14)之间的所述间隔的每个期间进行的余弦积分基本上彼此相等。

5、如权利要求1至4之一所述的压电谐振器，其特征在于，压电谐振器(10)还包含：

通过安装件(70)固定所述基座元件(12)的支持件(62)；

所述安装件(70)沿纵向设置在所述基座元件(12)的中央部分。

6、使用如权利要求5所述的压电谐振器的电子部件，其特征在于，

所述支持件(62)为绝缘基片(62)，

图形电极(66，68)设置在所述绝缘基片(62)上，并连接到所述压电谐振器(10)的所述外电极(20，22)上。

7、如权利要求6所述的电子部件，其特征在于，所述电子部件为梯形滤波器，在该梯形滤波器中，多个所述图形电极(90，92，94，96)设置在在所述绝缘基片(62)上，并连接到多个所述压电谐振器(10a，10b，10c，10d)的所述外电极(20，22)上，使所述压电谐振器(10a，10b，10c，10d)彼此以梯形连接。

8、使用如权利要求5所述的压电谐振器(10)的电子部件，其特征在于，

所述压电谐振器(10)用所述支持件(126)固定在盒子(130)内

Images