CN1127157C - 压电谐振元件 - Google Patents

Abstract

一种压电谐振元件，结构成便于自动组装，消除了环形端部与点端部之间的短路，同时以低廉的材料成本达到优良的性能。其中，压电谐振器包含在外壳内，环形周缘电极和点形中央电极与片状各向异性导体的一侧接触。位于环形端部臂部上的多个突起和位于点端部上的突起与各向异性导体的另一面形成压力接触。各向异性导体在沿着引出环形端部之臂部的方向上的尺寸L1短于从环形端部的引线部分边缘至臂部末端的长度D1，大于一个内壁与另一内壁之间的距离D2的一半，并偏向外壳的内壁，而其沿着基本上与环形端部的引线部分平行的方向上的尺寸L2大于尺寸D3，尺寸D3是沿着基本上与环形端部的引线部分平行的方向，从环形端部的一个臂部的边缘至另一臂部之边缘的尺寸。

Description

压电谐振元件

技术领域

本发明涉及压电谐振元件，尤其涉及用于高频设备和其它电子装置的压电谐振元件。

背景技术

现有一种公知的压电谐振元件，它采用图6所示的一种结构(例如，参见日本第S58-34819号已审实用新型公报)。该压电谐振元件15包括由环形端部8支承的压电谐振器2、点端部9和接地端12，这样，压电谐振元件15可以在外壳1内振动。如图7所示，压电谐振器2包括位于压电基片3一侧上的环形周缘电极4和点形中央电极5，以及位于基片3另一侧上的接地电极6。该中央电极5设置在周缘电极4内部。

如图8所示，环形端部8和点端部9设置成面对外壳1的内部底面。环形端部8的引线部分8a沿着外壳1的一个内壁1a设置。垂直延伸至引线部分8a的每对臂部8b被弯曲提供三角形突起8c。点端部9的引线部分9a沿着外壳1面向内壁1a的内壁1b设置。突起9c设置在端部9b上，后者从引线部分9a延伸到位于环形端部8的一对臂部8a之间。

压电谐振器2设置在环形端部8和点端部9上，其间插入片状各向异性导体7，这样，具有周缘电极4和中央电极5的侧面面朝下。各向异性导体7沿其厚度方向具有导电性，但沿其平面方向无导电性。因此，压电谐振器2的周缘电极4通过各向异性导体7与环形端部8的突起8c形成电气导通。同样，压电谐振器2的中央电极5通过各向异性导体7与点端部9的突起9c形成电气导通。

常规的压电谐振元件15的结构中，各向异性导体7的尺寸基本上与压电谐振器2的尺寸相同，各向异性导体7与点端部9的突起9c的中心位置基本上相互相符。结果，当压电谐振器2向点端部9倾斜时，使各向异性导体7的边缘与点端部9接触，如图6中交错的长短虚线所示，点端部9通过各向异性导体7与压电谐振器2的周缘电极4导通，周缘电极4通过各向异性导体7与环形端部8的突起8c导通。即由此存在点端部9与环形端部8短路的问题，这将导致压电谐振器不能工作。

为了解决该问题，已经建议了一种压电谐振元件，如图9所示，其中，各向异性导体7由各向异性导体14代替，它仅在其需要电接触的部分才具有各向异性导电区域7a，而在其余部分具有绝缘特性，其中，各向异性导体14设置在压电谐振器2与点端部9之间以及压电谐振器2与环形端部8之间。

然而，在必须具有导电性的部分才拥有导电性的各向异性导体14中，由此所产生的问题在于因其特殊的构造所用材料成本较高。此外，各向异性导体14在外壳1中的位移可能导致压电谐振器2的中央电极5与点端部9的突起9c之间不导通，以及压电谐振器2的周缘电极4与环形端部8的突起8c之间不导通。由此形成这样一种要求，即使各向异性导体14的尺寸与外壳1含有谐振器的部分的尺寸基本上相同，以抑制各向异性导体14在外壳1中的位移。然而，当各向异性导体14构成与外壳1含有谐振器的部分具有相同的尺寸时，则变得难以利用自动组装设备从外壳1的开口插入各向异性导体14。再者，采用图6所示各向异性导体7的压电谐振元件与采用图9所示各向异性导体14的压电谐振元件两者都存在这样一个问题，即，与压电谐振器2整个表面接触的各向异性导体7和14严重抑制了压电谐振器6的振动。

发明内容

为了克服上述问题，本发明的较佳实施例提供一种压电谐振元件，它结构成便于自动组装，可防止环形端部与点端部之间的短路，并以廉价材料提供优良的性能。

根据本发明的较佳实施例，提供一种压电谐振元件，该压电谐振元件包括外壳；压电谐振器，它包括位于压电基片第一主表面上的周缘电极及位于周缘电极内部的中央电极、以及置于压电基片第二主表面上的接地电极；各向异性导体，它在其第一主表面上与中央电极和周缘电极接触；环形端部，它包括沿着所述外壳的一个内壁设置的引线部分，以及基本上垂直延伸到引线部分的一对臂部，该臂部接触各向异性导体的第二主表面并电连接到所述周缘电极；点端部，它包括延伸于环形端部的臂部之间的端部，该端部接触各向异性导体的第二表面并电连接到中央电极；以及电连接到接地电极的接地端；其中，压电谐振器支承于点端部、环形端部和接地端之间，由此使所述压电谐振器可以自由振动；各向异性导体沿着基本上与环形端部的臂部平行的方向的尺寸L1短于距离D1，距离D1是沿着基本上与环形端部的臂部平行的方向，从环形端部的引线部分边缘至环形端部臂部之末端的尺寸，各向异性导体沿着所述外壳的一个内壁设置；而且，各向异性导体沿着基本上与环形端部的引线部分平行的方向上的尺寸L2较佳地大于尺寸D3，尺寸D3是沿着基本上与所述环形端部的引线部分平行的方向，从所述环形端部的一个臂部的边缘至另一臂部之边缘的尺寸；此外，各向异性导体的尺寸L1较佳地大于一个内壁与另一内壁之间的距离D2的一半，该另一内壁以与所述一个内壁面对面的关系设置。

根据上述压电谐振元件，各向异性导体沿着基本上与环形端部的臂部平行的方向上的尺寸L1短于距离D1，距离D1是沿着基本上与环形端部的臂部平行的方向，从环形端部的引线部分边缘至环形端部臂部之末端的尺寸，各向异性导体沿着所述外壳的一个内壁设置。结果，各向异性导体设置在压电谐振器的周缘电极和点端部相互面对之区域以外的位置。这样就消除了点端部与环形端部之间经由各向异性导体电连接的可能性，即使压电谐振器向点端部倾斜也无妨。此外，由于各向异性导体仅仅接触压电谐振器的一部分而不是象现有技术的器件那样接触整个压电谐振器，故压电谐振器受到各向异性导体的抑制很小，由此改善了压电谐振元件的电气性能。

此外，由于各向异性导体的尺寸L1短于距离D1，故在利用自动组装设备将各向异性导体插入外壳开口的操作期间，通过简单地将各向异性导体的重心移向环形端部超出环形端部突起和点端部之突起的位置，各向异性导体可以利用其自身的重力朝着内壁移动到正常偏置位置。这将允许粗略地设定各向异性导体的定位精度，并便于自动插装。此外，通过使各向异性导体朝内壁偏置一个倾斜角，可以使各向异性导体的重心位置低于环形端部和点端部之突起端部的位置，以防止各向异性导体移向点端部。

根据上述结构，沿着外壳一个内壁设置的各向异性导体总是插在压电谐振器的周缘电极与环形端部之间以及压电谐振器的中央电极与点端部之间。这样可以在环形端部与周缘电极之间以及点端部与中央电极之间可靠地建立电气导通。上述压电谐振元件中，各向异性导体沿着基本上与环形端部的引线部分平行的方向上的尺寸L2较佳地大于尺寸D3，尺寸D3是沿着基本上与所述环形端部的引线部分平行的方向，从所述环形端部的一个臂部的边缘至另一臂部之边缘的尺寸。

根据上述结构，即使各向异性导体在沿着基本上与环形端部的引线部分平行的方向上略偏离其正常位置，但环形端部始终接触各向异性导体。这样能在环形端部与压电谐振器的周缘电极之间可靠地建立电气导通。

附图说明

从以下参照附图对本发明的较佳实施例的描述中，本发明的其它特征和优点将变得更加明白。

图1是一个垂直截面图，它表示根据本发明的压电谐振元件的一个较佳实施例的结构。

图2是一个水平截面图，它表示图1所示压电谐振元件的外壳内，环形端部、点端部和各向异性导体的安置。

图3是图1所示压电谐振元件中所用各向异性导体的透视图。

图4是一个水平截面图，它表示图1所示压电谐振元件的外壳内，环形端部、点端部和压电谐振器的安置。

图5是一个水平截面图，它表示图1所示压电谐振元件的外壳内，环形端部、点端部、接地端和压电谐振器的安置。

图6是一个垂直截面图，它表示常规压电谐振元件的结构。

图7是压电谐振器的透视图。

图8是一个水平截面图，它表示图6所示压电谐振元件的外壳内，环形端部、点端部和各向异性导体的安置。

图9是另一种常规的各向异性导体的透视图。

具体实施方式

现在参照附图描述根据本发明的压电谐振元件的较佳实施例。

参见图1，压电谐振元件20包括由环形端部28、点端部29和接地端32弹性支承的压电谐振器22，这样，谐振器22就可以在外壳21内振动，后者由具有绝缘性能的树脂材料制成。压电谐振器22与图7所示的压电谐振器2相似，它包括压电基片23第一主表面上的环形周缘电极24和点形中央电极25，并包括其第二主表面上的接地电极26。周缘电极24位于压电基片23的周缘区域，中央电极25位于周缘电极24的内部位置，即位于压电基片23的中央。压电谐振器22的振动模式较佳地为方形或圆盘形振动模式。

如图2所示，环形端部28和点端部29设置成使它们面向外壳21的内底面。环形端部28的引线部分28a沿着外壳21的一个内壁21a设置。垂直引出至引线部分28a的每对臂部28b弯曲成限定一个三角突起28c。点端部29的引线部分29a沿着面对外壳21内壁21a的内壁21b设置。端部29b从引线部分29a延伸至位于环形端部28之一对臂部28b之间。端部29b包括突起29c。

压电谐振器22设置在环形端部28和点端部29上方，其间插入如图3所示的片状各向异性导体27。这样，具有周缘电极24和中央电极25的一面面朝下。尤其是，如图1和图4所示，压电谐振器22的周缘电极24与各向异性导体27的上表面(第一主表面)接触，环形端部28的突起28c与位于周缘电极24接触各向异性导体27的区域内的各向异性导体27的底面(第二主表面)接触。同样，压电谐振器22的中央电极25与各向异性导体27的上表面接触，点端部29的突起29c与位于中央电极25接触各向异性导体27的区域内的各向异性导体27的底面接触。图4中省略了各向异性导体27。

各向异性导体27具有在特定电极之间建立电气导通的特性，特定电极与其相互相对的上下表面上的各个位置接触，只有端部与此电连接。例如，通过沿着薄片的厚度方向埋入碳墨或金属细线提供该特性，所述薄片由具有绝缘性能的硅橡胶、氯丁二烯橡胶或类似材料制成，以形成各向异性导体27。作为各向异性导体27这种特性和构成的结果，即，沿着其厚度方向呈现导电性，而沿着其平面或长度或宽度方向上无导电性的特性，压电谐振器22的周缘电极24通过各向异性导体27与环形端部28的突起28c电气导通，同样，压电谐振器22的中央电极25通过各向异性导体27与点端部29的突起29c电气导通。

如图2所示，各向异性导体27在沿着基本上与环形端部28的臂部28b平行的方向上的尺寸L1最好短于距离D1，其中，距离D1是沿着基本上与环形端部28的臂部28b平行的方向上，从环形端部28的引线部分28a的边缘至臂部28b末端的长度。此外，各向异性导体27设置在其中设置环形端部28的外壳21的内部侧而上，即，它偏向内壁21a。因此，各向异性导体27位于一区域外侧的位置上，该区域内，压电谐振器22的周缘电极24与点端部29相互相对。这样就消除了点端部29与环形端部28之间通过各向异性导体27形成电气短路的可能性，即便压电谐振器22倾斜于图1中用长短交错的虚线所表示的点端部29也无妨。再者，由于各向异性导体27仅仅接触压电谐振器22的一部分，且未沿着谐振器22的整个区域延伸，故压电谐振器22很少受到各向异性导体27的抑制，由此改进了压电谐振元件20的性能。

另外，由于各向异性导体27的尺寸L1短于距离D1，故在利用自动组装设备将各向异性导体27插入外壳21之开口的操作中，通过简单地将各向异性导体27的重心移向环形端部28超出其突起28c和点端部29之突起29c的位置，各向异性导体27可以利用其自身的重力朝着内壁21a移动到正常偏置位置。这将允许粗略地设定各向异性导体27的定位精度，并便于自动插装。此外，通过使各向异性导体27朝内壁21a偏置一个倾斜角，可以使各向异性导体27的重心位置低于突起28c和29c端部的位置，以防止各向异性导体27移向点端部29。当两个臂部28b具有不同的长度时，各向异性导体27的尺寸L1短于从环形端部28的引线部分28a的边缘至较短臂部28b端部的距离D1。

各向异性导体27在沿着基本上与环形端部28之臂部28b平行的方向上的尺寸L1，较佳地置成大于外壳21之内壁21a与相对内壁21a之内壁21b之间的距离D2的1/2。每个环形端部28之突起28c和点端部29之突起29c位于这样一个位置，它基本上是在外壳21的内壁21a与面向内壁21a的内壁21b之间的距离D2的中间。因此，沿着外壳21的内壁21a设置的各向异性导体27总是插在压电谐振器22的周缘电极24与环形端部28的突起28c之间。同样，各向异性导体27总是插在压电谐振器22的中央电极25与点端部29之间。这样可以在环形端部28与周缘电极24之间以及点端部29与中央电极25之间可靠地建立电气导通。

此外，各向异性导体27在沿着基本上与环形端部28的引线部分28a平行的方向上的尺寸L2设置成大于尺寸D3，后者是沿着基本上与环形端部28的引线部分28a平行的方向，从一个臂部28b的边缘至另一臂部28b的边缘的尺寸。结果，即使各向异性导体27在沿着基本上与环形端部28的引线部分28a平行的方向上略偏离其正常位置，但一对臂部28b的突起28c的任一个还是能有效地接触各向异性导体27。这样能在环形端部28与压电谐振器22的周缘电极24之间可靠地建立电气导通。

本较佳实施例的中，各向异性导体27的含纤维导电元件诸如碳墨和金属细线设置成使其端部稍突出于各向异性导体27的上下表面。由此允许各向异性导体27具有实际的物理点与压电谐振器22接触，除了导体27处于与端部28的突起28c和端部29的突起29c形成压力接触的区域以外。这样，压电谐振器22与各向异性导体27之间的接触区域就允许进一步减小对压电谐振器22的抑制量，由此减小了压电谐振元件20的插入损耗。

如图1和5所示，接地端32设置在安装并固定到外壳21开口的盖体31与压电谐振器22之间。接地端32较佳地包括具有四根弹性条33的电极部分32b、从电极部分32b延伸的引线部分32a以及位于电极部分32b的突起32c。呈放射状延伸的弹性条33向压电谐振器22弯曲，通过弹性条33的弹性力所提供的压力，迫使突起32c直接与压电谐振器22的接地电极26接触。引线部分32a连同环形端部28的引线部分28a和点端部29的引线部分29a呈一直线延伸到外壳21的外部。

尽管参照各个较佳实施例对本发明作了专门的描述，然本领域的熟练人员将明白在不脱离本发明精神的情况下还可以对此作出各种形式上和细节上的其它变换。

Claims (7)

1.一种压电谐振元件，包括：

外壳；

压电谐振器，它具有第一主表面和第二主表面，并包括位于压电基片第一主表面上的周缘电极、位于压电基片第一主表面上并位于周缘电极内部的中央电极、以及置于压电基片第二主表面上的接地电极；

各向异性导体，在其第一主表面上与中央电极和周缘电极接触；

环形端部，它包括沿着所述外壳的一个内壁设置的引线部分，以及垂直延伸到引线部分外面的一对臂部，该臂部接触所述各向异性导体的第二主表面并电连接到所述周缘电极；

点端部，它包括延伸于所述环形端部的臂部之间的端部，该端部接触所述各向异性导体的第二表面并电连接到所述中央电极；以及

电连接到所述接地电极的接地端；其中

所述压电谐振器支承于所述点端部、所述环形端部和所述接地端之间，由此使所述压电谐振器可以无阻碍地自由振动，

所述各向异性导体沿着与所述环形端部的臂部平行的方向上的尺寸L1短于距离D1，距离D1是沿着与所述环形端部的臂部平行的方向，从环形端部的所述引线部分边缘至所述环形端部臂部之末端的尺寸，所述各向异性导体沿着所述外壳的一个内壁设置，

所述各向异性导体沿着与所述环形端部的引线部分平行的方向上的尺寸L2大于尺寸D3，尺寸D3是沿着与所述环形端部的引线部分平行的方向，从所述环形端部的一个臂部的边缘至另一臂部之边缘的尺寸，

所述各向异性导体的尺寸L1大于所述一个内壁与另一内壁之间的距离D2的一半，该另一内壁以与所述一个内壁面对面的关系设置。

2.如权利要求1所述的压电谐振元件，其特征在于，所述各向异性导体仅沿着所述外壳的一个内壁设置，并沿着比周缘电极的整个区域更小的区域延伸。

3.如权利要求1所述的压电谐振元件，其特征在于，各向异性导体结构成沿着其厚度方向呈现导电性，而沿着其长度或宽带方向不具导电性。

4.如权利要求1所述的压电谐振元件，其特征在于，各向异性导体包括绝缘层和设置成沿着绝缘层的厚度方向延伸的多个碳墨或金属细线。

5.如权利要求4所述的压电谐振元件，其特征在于，所述绝缘层由硅橡胶或氯丁二烯橡胶制成。

6.如权利要求1所述的压电谐振元件，其特征在于，各向异性导体位于周缘电极与点端部相互面对之区域以外的位置。

7.如权利要求1所述的压电谐振元件，其特征在于，各向异性导体仅仅接触压电谐振器的一部分，而不是沿着谐振器的整个区域延伸。

Images