CN1140053C - 厚度延伸振动模式压电谐振器、梯型滤波器和压电谐振器部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种厚度延伸振动模式压电谐振器，它包含具有压电层和N个设置其内的内部电极的压电体，其中，N是等于3到5的整数。将相反极性的电场交替地沿着厚度方向施加给位于内部电极之间的压电层。当由D表示沿厚度方向相邻内部电极之间的压电层的厚度，而由D1和D2表示沿厚度方向的最外面内部电极外侧的第一和第二压电层的厚度时，则满足下面关系：当N＝3时，0.50≤(D1+D2)/2D≤1.00，当N＝4时，0.50≤(D1+D2)/2D≤0.90，而当N＝5时，0.50≤(D1+D2)/2D≤0.80。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用厚度延伸振动模式谐波的厚度延伸压电谐振器，尤其涉及一种用作梯型滤波器中的串联臂谐振器和并联臂谐振器的厚度延伸压电谐振器，以及包含这种压电谐振器在内的梯型滤波器和压电谐振器部件。
背景技术
压电谐振器用于各种压电谐振器部件中，诸如压电振荡器、鉴别器和压电滤波器等等。已知的这种压电谐振器根据要使用的频率而利用各种不同的压电振动模式。
在第63-40491号日本已审查专利公告中揭示了利用厚度延伸振动模式高阶的能陷型压电谐振器。
即，已知一种厚度延伸压电谐振器，它具有多个将一个设置在另一个顶部。并由压电陶瓷材料制成的压电层加以分开的内部电极，并且其中内部电极间的压电层沿厚度方向交替地反向极化。
虽然上述现有技术通过在压电体中设置多个内部电极而利用了厚度延伸振动模式的谐波，但是，有关放置和安排内部电极于何处的问题仅仅揭示了几个例子。也即，在上述现有技术中，仅有其内相邻的内部电极彼此相互分开73um，并且压电体的整个厚度为259um或257um作为利用三阶厚度延伸振动模式的压电谐振器加以显示。
上述利用厚度延伸振动模式谐波的厚度延伸压电谐振器使用母压电基片加以制造。于是，由于在母压电基片中发生翘曲或其它的变形，故常进行表面研磨。由于研磨，内部电极的位置沿压电基片的厚度方向变化，并因而使频率发生波动。特别是当厚度延伸压电谐振器中使用较高的频率时，压电谐振器就显示出较大的频率波动，而这一事实乃是将厚度延伸压电谐振器用于更高频率的障碍。
迄今，具有串联臂谐振器和并联臂谐振器的梯型滤波器广泛地用作带通滤波器。在其中串联臂谐振器和并联臂谐振器由能陷厚度延伸压电谐振器构成的梯型滤波器中，可以简化封装结构。但是，当使用利用厚度延伸振动模式的谐波的压电谐振器时，由于如上所述谐振频率和反谐振频率的精度并不合适，因而难以达到极好的滤波器特性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的较佳实施例提供：一种利用厚度延伸振动模式谐波的能陷型厚度延伸压电谐振器，它具有大大增加的频率精度，并且以高得多的频率工作；一种确定梯型滤波器中串联臂谐振器和并联臂谐振器厚度延伸压电谐振器；以及一种压电谐振器部件。
本发明的另一个较佳实施例提供一种梯型滤波器，它包含有根据本发明另一个较佳实施例的厚度延伸压电谐振器，后者确定串联臂谐振器和并联臂谐振器，从而可以得到极好的滤波器特性，并可以使用更高的频率。
本发明的第一较佳实施例提供一种能陷型厚度延伸振动模式压电谐振器，拟用作为梯型滤波器的串联臂谐振器，它包含有沿厚度方向均匀极化的压电体和N个设置在压电体内并相互层叠，使压电层设置在它们之间的内部电极，其中N是等于3到5的整数。利用厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模，它通过对内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地施加极向相反的电场加以产生。当沿厚度方向的相邻内部电极之间的压电层的厚度由D表示，而沿厚度方向最外面内部电极的外侧的第一和第二压电层的厚度由D1和D2表示时，则定义如下关系：当N＝3时，0.50≤(D1+D2)/2D≤1.00，当N＝4时，0.50≤(D1+D2)≤0.90，而当N＝5时，0.50≤(D1+D2)/2D≤0.80。
本发明的第二较佳实施例提供一种能陷型厚度延伸振动模式压电谐振器，它确定梯型滤波器的并联臂谐振器，包含有沿厚度方向均匀极化的压电体，以及N个设置在压电体内，并相互叠堆，使压电层设置在它们之间的内部电极，其中N是3到5的整数。利用厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模，它通过对内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地施加极性相反的电场加以产生。当沿厚度方向相邻内部电极之间的压电层的厚度由D表示，并且沿厚度方向最外面内部电极外侧的第一和第二压电层的厚度由D1和D2表示时，则满足下面的关系：当N＝3时，0.10(D1+D2)/2D≤0.80，当N＝4时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.50，而当N＝5时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.45。
本发明的第三较佳实施例提供一种能陷型厚度延伸振动模式压电谐振器，它确定梯型滤波器的串联臂谐振器，包含有压电体和N个设置在压电体中，并相互叠堆，使压电层设置在它们之间的内部电极，其中N是3到5的整数。使内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地反向极化，并且利用厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模。当由D表示沿厚度方向相邻内部电极之间压电层的厚度，并由D1和D2表示沿厚度方向最外面内部电极外侧的第一和第二压电层的厚度时，则满足下面的关系：当N＝3时，0.60≤(D1+D2)/2D≤1.10，当N＝4时，0.65≤(D1+D2)/2D≤0.90，和当N＝5时，0.60≤(D1+D2)/2D≤0.80。
本发明的第四较佳实施例提供一种能陷型厚度延伸振动模式压电谐振器，它确定梯型滤波器的并联臂谐振器，包含有压电体和N个设置在压电体内并相互叠堆，使压电层设置在它们之间的内部电极，其中N是3到5的整数。使内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地反向极化，并且利用厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模。当由D表示沿厚度方向相邻内部电极之间的压电层的厚度，并由D1和D2表示沿厚度方向最外面内部电极外侧的第一和第二压电层的厚度时，则满足下面的关系：当N＝3时，0.1≤(D1+D2)/2D≤1.10，当N＝4时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.90，而当N＝5时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.80。
根据本发明较佳实施例之一的梯型滤波器包含串联臂谐振器和并联臂谐振器。串联臂谐振器包含根据本发明的第一或第三较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器。
根据本发明的另一个较佳实施例的梯型滤波器包含串联臂谐振器和并联臂谐振器。并联臂谐振器包含根据本发明的第二或第四较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器。
在根据本发明的第一到第四较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器中，多个内部电极最好包含直线形电极，并通过压电层相互交叉，而交叉部分则构成能陷型压电的振动部分。
根据本发明的再一个较佳实施例的压电谐振器部件包含：至少一个根据本发明的第一到第四较佳实施例中的任何一个的厚度延伸振动模式压电谐振；一键合到压电谐振器，使之具有空间允许压电谐振器无阻尼振动的外壳基底；以及一键合到外壳基底以便封闭压电谐振器的导电盖。
参照附图对本发明的较佳实施例的详细的描述，将使本发明的其它特点、要素、特征和优点变得更为明朗。
附图说明
图1是根据本发明的第一较佳实施例的梯型滤波器的分解透视图；
图2是显示图1所示梯型滤波器外观的透视图；
图3是示出图2所示梯型滤波器的电路配置图；
图4A和4B是利用根据本发明第二较佳实施例的厚度延伸振动模式三次谐波的厚度延伸压电谐振器的透视图和截面图；
图5是分解透视图，说明用于构成根据本发明第二较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器的压电体的内部电极配置；
图6是截面图，说明第一和第二压电层的厚度由于本发明第二较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器中内部电极的位移而从理想状态偏离；
图7是利用根据本发明第三较佳实施例的二次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器的截面图；
图8是利用根据本发明第四较佳实施例的四次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器的截面图；
图9是利用根据本发明第五较佳实施例的二次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器的截面图；
图10是利用根据本发明第六实施例的三次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器的截面图；
图11是根据本发明第七较佳实施例的四次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器的截面图；
图12是说明在根据本发明较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器中内部电极配置的另一个例子的分解透视图；
图13是说明当利用二次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器的最外面压电层的厚度变化时，内部电极的位移和谐振频率的变化率之间的关系图；
图14是说明当利用二次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器的最外面压电层的厚度改变时，内部电极的位移和反谐振频率的变化率之间的关系图；
图15是说明当利用三次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器的最外面压电层的厚度改变时，内部电极的位移和谐振频率的变化率之间的关系图；
图16是说明当利用三次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器的最外面压电层的厚度改变时，内部电极的位移和反谐振频率的变化率之间的关系图；
图17是说明当利用四次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器的最外面压电层的厚度改变时，内部电极的位移和谐振频率的变化率之间的关系图；
图18是说明当利用四次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器的最外面压电层的厚度改变时，内部电极的位移和反谐振频率的变化率之间的关系图；
图19是图13所示结果的图，说明最外面压电层的厚度与谐振频率的变化率之间的关系；
图20是图14所示结果的图，说明最外面压电层的厚度与反谐振频率的变化率之间的关系；
图21是图15所示结果的图，说明最外面压电层的厚度与谐振频率的变化率之间的关系；
图22是图16所示结果的图，说明最外面压电层的厚度与反谐振频率的变化率之间的关系；
图23是图17所示结果的图，说明最外面压电层的厚度与谐振频率的变化率之间的关系；
图24是图18所示结果的图，说明最外面压电层的厚度与反谐振频率的变化率之间的关系；
图25是说明利用二次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器中二次谐波的相对带宽与寄生模式的相对带宽的图；
图26是说明利用三次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器中三次谐波的相对带宽与寄生模式的相对带宽的图；
图27是说明利用四次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器中四次谐波的相对带宽与寄生模式的相对带宽的图；
图28是说明当在利用二次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器中最外面压电层的厚度变化时，内部电极的位移和谐振频率的变化率之间的关系图；
图29是说明当在利用二次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器中最外面压电层的厚度变化时，内部电极的位移和反谐振频率的变化率之间的关系图；
图30是说明当在利用三次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器中最外面压电层的厚度变化时，内部电极的位移和谐振频率的变化率之间的关系图；
图31是说明当在利用三次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器中最外面压电层的厚度变化时，内部电极的位移和反谐振频率的变化率之间的关系图；
图32是说明当在利用四次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器中最外面压电层的厚度变化时，内部电极的位移和谐振频率的变化率之间的关系图；
图33是说明当在利用四次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器中最外面压电层的厚度变化时，内部电极的位移和反谐振频率的变化率之间的关系图；
图34是图28所示结果的图，说明最外面压电层的厚度和谐振频率的变化率之间的关系；
图35是图29所示结果的图，说明最外面压电层的厚度和反谐振频率的变化率之间的关系；
图36是图30所示结果的图，说明最外面压电层的厚度和谐振频率的变化率之间的关系；
图37是图31所示结果的图，说明最外面压电层的厚度和反谐振频率的变化率之间的关系；
图38是图32所示结果的图，说明最外面压电层的厚度和谐振频率的变化率之间的关系；
图39是图33所示结果的图，说明最外面压电层的厚度和反谐振频率的变化率之间的关系；
图40是说明利用二次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器中二次谐波的相对带宽和寄生模式相对带宽的图；
图41是说明利用三次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器中三次谐波的相对带宽和寄生模式相对带宽的图；
图42是说明利用四次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器中四次谐波的相对带宽和寄生模式的相对带宽的图。
具体实施方式
图1和图2分别是用于说明根据本发明第一较佳实施例的梯型滤波器的分解透视图，以及示出这种滤波器外观的透视图。
梯型滤波器61最好具有一封装结构，它包含外壳基底62和金属盖65。外壳基底62最好由诸如铝之类的绝缘陶瓷材料或诸如合成树脂之类的适当的绝缘材料，或其它合适的材料制成。将电极63a-63e设置在外壳基底62的上表面上。将电极63a-63e电气连接到以后待述的厚度延伸振动模式压电谐振器10上，并使电极63a-63e中的一些延伸到外壳基底62的侧表面，以便确定用于电气连接到外部独立部件的端电极。
在外壳基底62的上表面上，设置绝缘薄膜64，它具有基本上矩形框的形状。如此设置绝缘薄膜64，从而当金属盖65结合到外壳基底62时，使金属盖65与电极63a-63e等电气绝缘。
最好通过绝缘粘剂(图中未示)或其它适当的结合材料或方法，将具有面朝下的开口的金属盖65结合到外壳基底62。这样，就可以得到其中内部空间被密封的封装结构。为了提供导电盖，可以使用其表面涂敷有导电材料的绝缘材料盖替代金属盖65。
另外，在上述内部空间中，最好通过导电粘剂或诸如焊料之类的导电键合，或其它适当的连接器，将四个厚度延伸振动模式压电谐振器66-69连接到电极63a-63e。
通过电极63a-63e，将压电谐振器66-69相互电气连接，从而使压电谐振器66-69的输出，即压电谐振器68和69构成串联臂谐振器，而压电谐振器66和69则构成并联臂谐振器。也即，根据本发明较佳实施例的梯型滤波器61构成了如图3所示的梯型电路。
本较佳实施例的梯型滤波器61的特征在于，压电谐振器68和69，即串联臂谐振器包含根据本发明第一和第三较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器，压电谐振器66和67，即并联臂谐振器包含根据本发明第二和第四较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器，这些将在后面描述。由于这种新的结构和安排，因而使频率精度的变化最小化，并且得到极好的滤波器特性。
作为本发明第二较佳实施例，来说明根据本发明第一和第二较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器。
图4A和4B是透视图和截面图，用于说明根据本发明第二较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器。
厚度延伸振动模式压电谐振器1包含具有基本上矩形的压电体2，它由诸如锆钛酸铅基之类的压电陶瓷材料或诸如石英和锂钽氧化物之类的压电单晶，或其它适当的材料制成。在压电体2的内部，设置有多个内部电极3-6压电层上，并相互叠堆，使压电层设置在其间。
压电体2沿着如箭头P所表示的厚度方向均匀极化。
使内部电极3和5延伸到压电体2的一个端面2a上，并将内部电极4和6延伸到端面2a对面一侧的端面2b上。
设置外部电极7和8，以便覆盖端面2a和2b。最好通过涂敷和固化导电膏或通过溅射、蒸发或电镀金属材料，或其它适当的工艺，形成外部电极7和8。
将外部电极7电气连接到内部电极3和5。将外部电极8电气连接到内部电极4和6。
在厚度延伸振动模式压电谐振器1中，当将AC电压施加在外部电极7和8之间时，极性相反的电场便施加到内部电极3和4之间的压电层，以及内部电极4和5之间的压电层上。类似地，极性相反的电场交替地施加到内部电极4和5之间的压电层，以及内部电极5和6之间的压电层上。因此，内部电极3-6沿厚度方向重叠的部分发生谐振并作为能陷型厚度延伸振动模式压电谐振器起作用。在这种情况下，由于内部电极的数量是4，故压电谐振器作为利用厚度延伸振动模式三次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器起作用。
此后，对其中压电体均匀极化且极性相反的电场沿厚度方向交替地施加于相邻内部电极之间压电层上的厚度延伸振动模式压电谐振器就定义为并联型厚度延伸振动模式压电谐振器。
对于本较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器1，压电体2可以通过已知的陶瓷材料的整体烧结技术或其它适当的工艺得到。
例如，如图5所示，制备多个具有压电陶瓷材料作为主要构成的生片9a-9e，并通过在陶瓷生片9b-9c上进行导电膏的丝网印刷形成直线形内部电极3-6。然后，在陶瓷生片9a-9e已将其一层叠到另一个的顶上，并且已经沿生片的厚度方向将压力施加在其上之后，就可以通过烧结生片得到压电体2。
在本较佳实施例中，内部电极3-6除了延伸到生片边缘的延伸部分外最好具有基本上呈直线形。因此，其中内部电极沿厚度方向重迭的部分包含其中基本上呈直线的诸电极交叉的部分。是故，能陷型压电的振动部分的面积可容易地通过调节内部电极3-6的交叉面积加以调节，并且还可精细地加以调节。所以，为了对付更高的频率，容易形成具有非常小面积的能陷型压电的振动部分。
下面，解释本较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器1的特性。
在本较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器1中，当多个内部电极3-6相互重叠部分的外侧也即最外面内部电极3或6外侧的第一和第二压电层2c和2d的厚度由D1和D2表示，而当沿厚度方向的相邻内部电极之间(例如内部电极3和4之间)的压电层的厚度由D表示时，则选择第一和第二压电层2c和2d的厚度，以便满足下面的公式(1A)或(1B)。
0.50≤(D1+D2)/2D≤0.90... (1A)
0.10≤(D1+D2)/2D≤0.50... (1B)
在本较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器中，由于第一和第二压电层2c和2d的厚度如此满足公式(1A)或(1B)，从而可以有效地减小谐振频率和反谐振频率的变化。下面解释这一效应。
在厚度延伸振动模式压电谐振器1的制造中，压电体2的第一和第二压电层2c和2d的厚度理想上是相等的。即，内部电极3-6最好设置得满足条件D1＝D2。
但是，压电体2一般可以通过切割母压电基片得到。于是，可能有的母压电基片稍有翘曲的情况，而为了增加基片的平面度，母压电基片的上表面或者下表面通常进行表面研磨。
由于上述母基片翘曲的变化以及在母基片盘表面研磨时上表面或下表面的研磨量的变化，内部电极3-6进行叠堆的部分可能偏离于上述的理想条件。
例如，如图6所示，由于内部电极3和4、内部电极4和5以及内部电极5和6之间的压电层的各个厚度近似地对应于所制备生片的厚度，故厚度D可以制得均匀。但是当压电体2通过压电基片得到时，第一和第二压电层2c和2d的厚度D1和D2可能因为上表面和下表面的研磨量以及压电基片翘曲的变化而变化，这里，图6中的虚线A示出内部电极3-6的理想位置。内部电极3-6与理想位置的位移定义为dD。
本申请发明人发现，当上述内部电极3-6沿厚度方向从它们的理想位置偏离时，谐振频率、反谐振频率和其它特性改变，并且这些改变的程度依赖于最外面压电层的第一和第二压电层2c和2d的厚度。
即，本申请的发明人发现，对其中压电体2包含四个内部电极3-6(如上所述)，并利用三次谐波时厚度延伸振动模式压电谐振器的情形而言形成满足上述公式(1A)或(1B)的压电层2c和2d就足够了。
此外，本申请的发明人关心改变叠堆的内部电极的数量，并确认得到的性能，于是，发现，在根据如图7所示第三较佳实施例的利用二次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器11中，当压电层2c和2d为此形成以便满足下面的公式(2A)或(2B)时，便大大减小了谐振频率或反谐振频率的变化。
0.50≤(D1+D2)/2D≤1.00... (2A)
0.10≤(D1+D2)/2D≤0.80... (2B)
另外，根据如图8截面图所示在第四较佳实施例的利用四次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器21中，当控制最外面压电层2c和2d的厚度满足下面的公式(3A)或(3B)时，发现谐振频率和反谐振频率的波动最小化。
0.50≤(D1+D2)/2D≤0.80... (3A)
0.10≤(D1+D2)/2D≤0.45... (3B)
在如图7所示的利用二次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器11中，将三个内部电极12-14设置在压电层上，并相互叠堆，使压电层设置在其间。
在如图8所示的利用四次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器21中，将五个内部电极22-26设置在压电层上，并相互叠堆，使压电层设置在其间。
在厚度延伸振动模式压电谐振器11和12中，沿箭头P的方向均匀极化压电体2，因为谐振器是并联型的。
最好以和第一较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器相同的方式构成厚度延伸振动模式压电谐振器11和21，例外的是，叠堆的内部电极的数量和使用的高阶模不同的。
下面，以具体的方式说明实验的例子。
对于利用二次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器11，利用三次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器1和利用四次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器21，其压电体均由PT-基(钛酸铅基)陶瓷材料制成，内部电极的交叉部分的面积，即，能陷型振动部分的面积是大约0.025MM2，相邻的内部电极之间的压电层的厚度是大约0.025MM2，相邻的内部电极之间的压电层的厚度是大约40um，并且作为最外面层的第一和第二压电层的厚度基本上相等(这些D1和D2分别定义为D’)。于是，当D’/D以不同值变化时，测出谐振频率Fr的变化率dFr/Fr，和反谐振频率Fa的变化率dFa/Fa。结果示于图13-18中。
图13和14示出利用二次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器11的结果，图15和16示出利用三次谐波的厚度延伸振动模式1的结果，图17和18示出利用四次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器21的结果。
在图13中，水平轴表示沿着内部电极的厚度方向的位移dD与夹在内部电极之间的一个压电层的厚度D的比值(百分比)。dD相应于图6所示内部电极的位移。图13的垂直轴表示谐振频率的变化量dFr与谐振频率Fr之间的比值(百分比)。当理想频率由Fr表示时，谐振频率的变化率由实际测量值-Fr＝dFr定义。
图14的水平轴和图13相同，而垂直轴则表示反谐振频率的变化量dFa(dFa＝实际测量的反谐振频率-Fa)与反谐振频率Fa的比值。
在图13和14中，实线A示出在D’/D＝1.2的情况下的结果，一点连线B示出在D’/D＝1.0的情况下的结果，两点连线C示出当D’/D＝0.8的情况下的结果，三点连线D示出当D’/D＝0.6的情况下的结果，虚线E示出当D’/D＝0.4的情况下的结果，而虚线F示出当D’/D＝0.2的情况下的结果。
在图19和20中，修改图13和14的结果，从而使水平轴表示作为最外面层的第一和第二压电层2c和2d的厚度D’与厚度D的比值(D’/D)。
在图19和20中，垂直轴的谐振频率和反谐振频率的变化率归一化至dD/D。
如在图19和20中清楚地看见的，通过适当地选择作为最外面层的第一和第二压电层2c和2d的厚度D′，大大减小了谐振频率的变化率和反谐振频率的变化率。在梯型滤波器中，串联臂谐振器的谐振频率Fr和并联臂谐振器的反谐振频率Fa相互对应，而对应的频率则是中心频率。因此，为了增加梯型滤波器的频率的精确度，最好精确地设置串联臂谐振器的谐振频率Fr和并联臂谐振器的反谐振频率Fa。另外，梯型滤波器中心频率的初始交叉精度需要具有大约±0.3％的范围。
因此，如在图19中清楚看到的那样，当将利用二次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器11用作为串联臂谐振器时，为了使谐振频率的变化率在大约±0.3％的范围内，将D’/D或(D1+D2)/2D设置在0.50或更大就足矣。通过相同的方式，当将厚度延伸振动模式压电谐振器11用作为并联臂谐振器时，为了使反谐振频率的变化率在大约±0.2％的范围内，将D’/D或(D1+D2)/2D设置在0.10到0.80范围内就足矣。
但是，在构成串联臂谐振器的厚度延伸振动模式压电谐振器中，如公式(2A)所示的，D’/D的上限是大约1.0。其理由参照图25加以解释。
图25示出厚度D’与厚度D之间的比值(D’/D)与相对带宽dF/F之间的关系。图25中的垂直轴表示相对带宽dF/F(％)。实线示出二次谐波作为要利用振动模式的特性，虚线则示出四次谐波作为寄生振动的特性。如从图25清楚地看到的，当D’/D超过大约1.0时，四次谐波的相对带宽变得大于二次谐波的，于是，滤波器失去作用。因此，需要D’/D或者(D1+D2)/2D为大约1.0或更小。
相应地，如公式(2A)所示，当将厚度延伸振动模式压电谐振器11用作为串联臂谐振器时，需要(D1+D2)/2D在大约0.50到大约1.00的范围内。
在利用三次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器1中，当第一和第二压电层的厚度以不同值变化时，其结果如图15和16所示。在图15和16中，实线A、一点连线B、两点连线C、三点连线D、虚线E和虚线F分别对应于D’/D大致的值1.2，1.0，0.8，0.6，0.4和0.2。
在图21和22中，重写了图15和16的结果，这些等效于二次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器的图19和20。
在利用四次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器21中，当第一和第二压电层的厚度以不同值变化时，其结果示于图17和18。在图17和18中，实线A、一点连线B、两点连线C、三点连线D、虚线E和虚线F分别对应于D’/D的大致值1.2，1.0，0.8，0.6，0.4和0.2。在图23和24中，修改图17和18的结果，并且这些等效于二次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器的图19和20。
如图21和23清楚知道的，当将利用三次谐波和四次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器1和21用作为串联臂谐振器时，如果控制作为最外面层的第一和第二压电层2c和2d的厚度，从而使(D1+D2)/2D大约是0.50或更大时，则谐振频率大约在±0.3％.的范围内。
在公式(1A)和(3A)中，(D1+D2)/2D的上限分别接近于大约0.90和大约0.80。其理由参照图26和27加以解释。
如同图25中，图26和27示出(D1+D2)/2D或D’/D和相对带宽dF/dFa之间的关系。在图26和27中，实线示出三次谐波和四次谐波的特征，虚线分别示出作为寄生振动的五次谐波和六次谐波的特征。如从图26和27中清楚知道的，在厚度延伸振动模式压电谐振器1和21中，当D’/D或(D1+D2)/2D超过大约0.90和大约0.80时，寄生振动的相对带宽变大。因此，在公式(1A)和(3A)中，利用三次谐波和四次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器1和21的(D1+D2)/2D的上限分别为大约0.90和大约0.80。
如从图22和24清楚地看到的，当将利用三次谐波和四次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器1和21用作为并联臂谐振器时，正如公式(1B)和(3B)所示，通过将dD/D或(D1+D2)/2D分别设置为大约0.10到大约0.50以及大约0.10到大约0.45，可以使反谐振频率大约在0.3％的范围内。
在高频应用中，夹在内部电极之间的一个压电层的厚度D减小。因此，当工艺条件相同时，比值dD/D增加，而频率精度则恶化。但是，根据本较佳实施例，通过将最外面压电层2c和2d的厚度设置在上述特定的范围内，就使内部电极的位移对谐振频率和反谐振频率的有害影响减至最小。
在上述较佳实施例中，对称作为并联型的厚度延伸振动模式压电谐振器1、11和21作了说明。但是，在本发明第三和第四较佳实施例中，使用串联型的厚度延伸振动模式压电谐振器。这些示于图9和11中。在图9和11中，虽然没有示出外部电极，但是设置一对外部电极，以便以和图4B中的外部电极7和8相同的方式覆盖压电体2的端面2a和2b。
在图9所示的厚度延伸振动模式压电谐振器31中，将三个内部电极32-34设置在压电体2的内部，以便相互叠堆，并使压电层设置在其间。中间的内部电极33是无连接型的电极。内部电极32延伸到压电体2的一个端面2a，内部电极34延伸到在压电体的端面2a对面的另一个端面2b。在压电体2中，内部电极32和内部电极33之间的压电层和内部电极33和内部电极34之间的压电层沿厚度方向以相反方向极化。
因此，当将外部电极设置在表面2a和2b上以便电气连接到内部电极32和34，并且将AC电场施加到外部电极时，压电谐振器31就作为利用二次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器起作用。
类似地，在根据如图10所示的第六较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器41中，将四个内部电极42-45设置在压电体2中。当将AC电压施加在内部电极42和45之间时，压电谐振器41就作为利用三次谐波的串联臂连接型的厚度延伸振动模式压电谐振器起作用。
在根据如图11所示的第七较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器51中，在压电体2中设置五个内部电极52-56，以便相互叠堆，使压电层夹在其间。通过将AC电压提供在内部电极52和56之间，压电谐振器51就作为利用厚度延伸振动模式四次谐波的厚度延伸振动模式压电谐振器起作用。
在上述串联型厚度延伸振动模式压电谐振器31-51中，以和并联型相同的方法，通过将最外面压电层2c和2d的厚度设置得分别满足下面的公式(4A)-(6A)，使谐振频率的变化最小化，并且以和并联型厚度延伸振动模式压电谐振器相同的方式，有效抑制了作为寄生振动的(N-1)次模振动。
0.60＜(D1+D2)/2D＜1.10 (4A)
0.65＜(D1+D2)/2D＜0.90... (5A)
0.60＜(D1+D2)/2D＜0.80...... (6A)
另外，在串联型厚度延伸振动模式压电谐振器31-51中，以和并联型相同的方式，通过将最外面压电层2c和2d的厚度设置得分别满足下面的公式(4B)-(6B)，有效减小了反谐振频率的变化，并使作为寄生振动的(N+1)次模振动得以有效抑制。
0.10＜(D1+D2)/2D＜1.10 (4B)
0.10＜(D1+D2)/2D＜0.90 (5B)
0.10＜(D1+D2)/2D＜0.80 (6B)
参照图28-42，解对通过将厚度延伸振动模式压电谐振器构成得满足公式(4A)-(6B)，使谐振频率或反谐振频率的变化最小化，并抑制(N-1)次模的寄生模式进行说明。
图28、30和32示出当厚度延伸振动模式压电谐振器31-51的D’/D或(D1+D2)/2D变化时，dD/D和谐振频率的变化率dFr/Fr之间的关系，并且这些图对应于说明利用二次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器的图13。
图29、31和33示出当厚度延伸振动模式压电谐振器31-51的D’/D变化时，dD/D和反谐振频率dFa/Fa之间的关系，并且这些附图对应于说明利用二次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器的图14。
在图28-33中，实线A、一点连线B、两点连线C、三点连线D、虚线E和虚线F具有和图13中相同的意义。
图34、36、38分别示出D’/D或(D1+D2)/2D与利用二次谐波、三次谐波和四次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器31-51的各自归一化谐振频率的变化率之间的关系，并且这些附图对应于有关利用二次谐波的并联型厚度延伸振动模式压电谐振器的图19。
图35、37、39分别示出D’/D或(D1+D2)/2D与利用二次谐波、三次谐波和四次谐波的串联型厚度延伸振动模式压电谐振器31-51的各自归一化反谐振频率的变化率之间的关系，并且这些图对应于有关利用二次谐波的并联型的厚度延伸振动模式压电谐振器的图20。
如从图34、36和38清楚地看到的，在厚度延伸振动模式压电谐振器31-51中，当D’/D或(D1+D2)/2D分别是大约0.60，大约0.65和大约0.60或更大时，谐振频率的变化率在大约±0.3％.的范围内。
图40-42示出主模的相对带宽和作为寄生模式的(N-1)次模的相对带宽。因此，如从图40-42中清楚知道的，为了减小作为寄生模式的(N-1)次模的相对带宽，将厚度延伸振动模式压电谐振器31-51的D’/D或(D1+D2)/2D的上限分别设置在大约1.10，大约0.90和大约0.80就足矣。
所以，当将厚度延伸振动模式压电谐振器31-51用作为梯型滤波器的串联臂谐振器时，通过分别控制(D1+D2)/2D以使满足基于上述结果的公式(4A)-(6A)，就有效控制谐振频率的变化，并抑制作为寄生模式的(N-1)次模的响应。因此达到极好的谐振特性。
如从图35、37和39清楚地看到的，当串联型厚度延伸振动模式压电谐振器31-51用作为梯型滤波器的并联臂谐振器时，通过将D’/D或(D1+D2)/2D设置得分别满足公式(4B)-(6B)，便使反谐振频率的变化率大约在±0.3％.的范围内。
如上所述，通过将根据本发明较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器用作为串联臂谐振器或并联臂谐振器，有效地控制了谐振频率和反谐振频率的变化。相应地，提供了具有良好滤波器特性的梯型滤波器。
根据本发明第一较佳实施例，在压电体内具有N个内部电极，并且利用厚度延伸振动模式的(N-1)次模的并联型能陷压电谐振器中，当由D表示相邻的内部电极之间的压电层的厚度，并且由D1和D2分别表示沿厚度方向的最外面内部电极外侧的第一和第二压电层时，由于使压电谐振器构成得满足N＝3时的公式(2A)，N＝4时的公式(1A)和N＝5时的公式(3A)，故而大大减小了谐振频率的变化，且使更高次的寄生模式的相对带宽明显变窄，并因此得到极好的谐振特性。所以，通过使用根据本发明第一较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器(它确定了梯型滤波器的串联臂谐振器)，可以提供一种梯型滤波器，它具有高中心频率精度以及极好的滤波器特性。
根据本发明第二较佳实施例，在压电体中具有N个内部电极，并利用厚度延伸振动模式的(N-1)次模的并联型能陷压电谐振器中，当由D表示相邻的内部电极之间的压电层的厚度，由D1和D2表示沿厚度方向最外面的内部电极外侧的第一和第二压电层的厚度时，由于将压电谐振器构成得满足N＝3时的公式(2B)，N＝4时的公式(1B)，和N＝5时的公式(3B)，故而使反谐振频率的变化最小化。因此，通过使用根据本发明第二较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器(它确定了梯型滤波器的并联臂谐振器)，可以提供一种梯型滤波器，它具有高中心频率精度，以及极好的滤波器特性。
根据本发明第三较佳实施例，在压电体内具有N个内部电极，并且利用厚度延伸振动模式的(N-1)次模的串联型能陷压电谐振器中，当由D表示相邻的内部电极之间的压电层的厚度，由D1和D2表示沿厚度方向的最外面内部电极外侧的第一和第二压电层的厚度时，由于使压电谐振器构成得满足N＝3时的公式(4A)，N＝4时的公式(5A)和N＝5时的公式(6A)，故大大减小了谐振频率的变化，且使更高次寄生模式的相对带宽变窄，因此，得到极好的谐振特性。所以，通过使用根据本发明的较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器(它确定了梯型滤波器的串联臂谐振器)，可以提供具有高的中心频率精度以及极好滤波器特性的梯型滤波器。
根据本发明第四较佳实施例，在压电体内具有N个内部电极，并利用厚度延伸振动模式的(N-1)次模的串联型能陷压电谐振器中，当由D表示相邻的内部电极之间的压电层的厚度，由D1和D2表示沿厚度方向最外面内部电极外侧的第一和第二压电层的厚度时，由于将压电谐振器构成得满足N＝3时的公式(4B)，N＝4时的公式(5B)，和N＝5时的公式(6B)，故而使反谐振频率的变化最小化。因此，通过使用根据本发明第三较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器(它确定了梯型滤波器的并联臂谐振器)，可以提供具有高的中心频率精度和极好滤波器特性的梯型滤波器。
由于在根据本发明第五较佳实施例中的梯型滤波器中，串联臂谐振器包含根据本发明第一或第三较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器，以及在根据本发明第六较佳实施例的梯型滤波器中，并联臂谐振器包含根据本发明第二或第四较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器，因而大大增加了串联臂谐振器的谐振频率和并联臂谐振器的反谐振频率的精度。因此，可以提供一种梯型滤波器，其滤波器特性中的变化非常小。
当由基本上呈直线的电极制成的多个内部电极通过压电层相互交叉，且交叉部分构成能陷型压电振动部分时，通过调节直线电极交叉部分的面积，就易于构成一种适合于高频应用的厚度延伸振动模式压电谐振器。
在根据本发明的较佳实施例的压电谐振器部件中，由于外壳基底键合到根据本发明第一到第四较佳实施例的厚度延伸振动模式压电谐振器上，并有一个空间，允许压电谐振器振动，且将导电盖连接到压电谐振器，以便封闭压电谐振器，故作为密封的片型压电谐振器部件，拟用作为并联臂谐振器和串联臂谐振器的厚度延伸振动模式压电谐振器可以构成梯型滤波器。
虽然结合参考较佳实施例具体地示出和描述了本发明，但那些熟悉本领域的人将知道，在不背离本发明的主旨和范围的情况下，可在形式和细节上对上述和其它作些修改。
Claims (12)
1.一种能陷厚度延伸振动模式压电谐振器，其特征在于包含：
压电体，包含多个压电层，并沿其厚度方向均匀极化；和
N个设置在所述压电体内，一个在另一个顶部之上的内部电极，它们之间设置有压电层，该N个内部电极包含呈直线性的电极，并通过压电层相互交叉，其中交叉部分构成能陷型压电的振动部分，其中N是等于3到5的整数，其中
所述压电体以厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模振动，这通过对所述内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地施加相反极性的电场而产生，并且当由D表示沿厚度方向相邻内部电极之间的压电层的厚度，而由D1和D2表示沿厚度方向的最外面内部电极的外侧的第一和第二压电层的厚度时，则满足下面的公式：N＝3时，0.50≤(D1+D2)/2D≤1.00，N＝4时，0.50≤(D1+D2)/2D≤0.90而N＝5时，0.50≤(D1+D2)/2D≤0.80。
2.一种能陷厚度延伸振动模式压电谐振器，其特征在于包含：压电体，包含有多个压电层，并沿其厚度方向均匀极化；和
N个设置在所述压电体内并一个在另一个顶部上的内部电极，它们之间设置有压电层，该N个内部电极包含呈直线的电极，并通过压电层相互交叉，其中交叉部分构成能陷型压电的振动部分，其中N是等于3到5的整数；
其中压电体以厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模振动，这通过对所述内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地施加相反极性的电场而产生，并且当沿厚度方向的相邻内部电极之间的压电层厚度由D表示，而沿厚度方向最外面内部电极外侧的第一和第二压电层的厚度由D1和D2表示时，则满足下面的关系：当N＝3时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.80，当N＝4时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.50，而当N＝5时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.45。
3.一种能陷厚度延伸振动模式压电谐振器，其特征在于包含：
压电体，包含有多个压电层；和
N个设置在所述压电体内并相互叠堆的内部电极，在它们之间设置压电层，该N个内部电极包含呈直线的电极，并通过压电层相互交叉，其中交叉部分构成能陷型压电的振动部分，其中N是等于3到5的整数，
所述压电体以厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模振动，且位于内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地以相反方向极化，而当沿厚度方向的相邻内部电极之间的压电层的厚度由D表示，和沿厚度方向的最外面内部电极的外侧的第一和第二压电层的厚度由D1和D2表示，满足下面的关系时，则当N＝3时，0.60≤(D1+D2)/2D≤1.10，当N＝4时，0.65≤(D1+D2)/2D≤0.90，而当N＝5时，0.60 ≤(D1+D2)/2D≤0.80。
4.一种能陷厚度延伸振动模式压电谐振器，其特征在于包含：
压电体，包含多个压电层，和
N个设置在所述压电体内并相互叠堆的内部电极，它们之间设置有压电层，该N个内部电极包含呈直线的电极，并通过压电层相互交叉，其中交叉部分构成能陷型压电的振动部分，其中N是等于3到5的整数，其中
压电体以厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模振动，且位于所述内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地以相反方向极化，而当由D表示沿厚度方向相邻的内部电极之间的压电层的厚度，以及由D1和D2表示沿厚度方向最外面内部电极外侧的第一和第二压电层厚度时，则满足下面的关系当N＝3时，0.10≤(D1+D2)/2D≤1.10，当N＝4时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.90，当N＝5时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.80。
5.一种梯型滤波器，其特征在于包含：
串联臂谐振器和并联臂谐振器，
其中，该串联臂谐振器包含一种厚度延伸振动模式压电谐振器压电体，该厚度延伸振动模式压电谐振器压电体包含：
多个压电层，并沿其厚度方向均匀极化；
N个设置在所述压电体内，一个在另一个顶部之上的内部电极，它们之间设置有压电层，该N个内部电极包含呈直线性的电极，并通过压电层相互交叉，其中交叉部分构成能陷型压电的振动部分，其中N是等于3到5的整数，其中
所述压电体以厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模振动，这通过对所述内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地施加相反极性的电场而产生，并且当由D表示沿厚度方向相邻内部电极之间的压电层的厚度，而由D1和D2表示沿厚度方向的最外面内部电极的外侧的第一和第二压电层的厚度时，则满足下面的公式：N＝3时，0.50≤(D1+D2)/2D≤1.00，N＝4时，0.50≤(D1+D2)/2D≤0.90而N＝5时，0.50≤(D1+D2)/2D≤0.80。
6.一种梯型滤波器，其特征在于包含：
串联臂谐振器和并联臂谐振器，
其中，该串联臂谐振器包含一种厚度延伸振动模式压电谐振器，该厚度延伸振动模式压电谐振器包含：
压电体，包含有多个压电层；和
N个设置在所述压电体内并相互叠堆的内部电极，在它们之间设置压电层，该N个内部电极包含呈直线的电极，并通过压电层相互交叉，其中交叉部分构成能陷型压电的振动部分，其中N是等于3到5的整数，
所述压电体以厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模振动，且位于内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地以相反方向极化，而当沿厚度方向的相邻内部电极之间的压电层的厚度由D表示，和沿厚度方向的最外面内部电极的外侧的第一和第二压电层的厚度由D1和D2表示，满足下面的关系时，则当N＝3时，0.60≤(D1+D2)/2D≤1.10，当N＝4时，0.65≤(D1+D2)/2D≤0.90，而当N＝5时，0.60≤(D1+D2)/2D≤0.80。
7.一种梯型滤波器，其特征在于包含：
并联臂谐振器和串联臂谐振器，
其中，该并联臂谐振器包含一种厚度延伸振动模式压电谐振器，该厚度延伸振动模式压电谐振器包含：
压电体，包含有多个压电层，并沿其厚度方向均匀极化；和
N个设置在所述压电体内并一个在另一个顶部上的内部电极，它们之间设置有压电层，该N个内部电极包含呈直线的电极，并通过压电层相互交叉，其中交叉部分构成能陷型压电的振动部分，其中N是等于3到5的整数，其中
压电体以厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模振动，这通过对所述内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地施加相反极性的电场而产生，并且当沿厚度方向的相邻内部电极之间的压电层厚度由D表示，而沿厚度方向最外面内部电极外侧的第一和第二压电层的厚度由D1和D2表示时，则满足下面的关系：当N＝3时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.80，当N＝4时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.50，而当N＝5时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.45。
8.一种梯型滤波器，其特征在于包含：
并联臂谐振器和串联臂谐振器，
其中该并联臂谐振器包含一种厚度延伸振动模式压电谐振器，该厚度延伸振动模式压电谐振器包含：
压电体，包含多个压电层，和
N个设置在所述压电体内并相互叠堆的内部电极，它们之间设置有压电层，该N个内部电极包含呈直线的电极，并通过压电层相互交叉，其中交叉部分构成能陷型压电的振动部分，其中N是等于3到5的整数，其中
压电体以厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模振动，且位于所述内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地以相反方向极化，而当由D表示沿厚度方向相邻的内部电极之间的压电层的厚度，以及由D1和D2表示沿厚度方向最外面内部电极外侧的第一和第二压电层厚度时，则满足下面的关系当N＝3时，0.10≤(D1+D2)/2D≤1.10，当N＝4时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.90，当N＝5时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.80。
9.一种压电谐振器部件，其特征在于包含：
一厚度延伸振动模式压电谐振器、结合到所述压电谐振器以便确定一允许所述压电谐振器振动的空间的外壳基底和结合到所述外壳基底，以便封闭所述压电谐振器的导电盖，其中该厚度延伸振动模式压电谐振器包含：
压电体，包含多个压电层，并沿其厚度方向均匀极化；和
N个设置在所述压电体内，一个在另一个顶部之上的内部电极，它们之间设置有压电层，该N个内部电极包含呈直线性的电极，并通过压电层相互交叉，其中交叉部分构成能陷型压电的振动部分，其中N是等于3到5的整数，其中
所述压电体以厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模振动，这通过对所述内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地施加相反极性的电场而产生，并且当由D表示沿厚度方向相邻内部电极之间的压电层的厚度，而由D1和D2表示沿厚度方向的最外面内部电极的外侧的第一和第二压电层的厚度时，则满足下面的公式：N＝3时，0.50≤(D1+D2)/2D≤1.00，N＝4时，0.50≤(D1+D2)/2D≤0.90而N＝5时，0.50≤(D1+D2)/2D≤0.80。
10.一种压电谐振器部件，其特征在于包含：
一厚度延伸振动模式压电谐振器、结合到压电谐振器以便确定允许所述压电谐振器振动的空间的外壳基底和结合到所述外壳基底以便封闭所述压电谐振器的导电盖，其中，该厚度延伸振动模式压电谐振器包含：
压电体，包含有多个压电层，并沿其厚度方向均匀极化；N个设置在所述压电体内并一个在另一个顶部上的内部电极，它们之间设置有压电层，该N个内部电极包含呈直线的电极，并通过压电层相互交叉，其中交叉部分构成能陷型压电的振动部分，其中N是等于3到5的整数；其中压电体以厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模振动，这通过对所述内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地施加相反极性的电场而产生，并且当沿厚度方向的相邻内部电极之间的压电层厚度由D表示，而沿厚度方向最外面内部电极外侧的第一和第二压电层的厚度由D1和D2表示时，则满足下面的关系：当N＝3时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.80，当N＝4时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.50，而当N＝5时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.45。
11.一种压电谐振器部件，其特征在于包含：
一厚度延伸振动模式压电谐振器，它包含压电体，包含有多个压电层；和N个设置在所述压电体内并相互叠堆的内部电极，在它们之间设置压电层，该N个内部电极包含呈直线的电极，并通过压电层相互交叉，其中交叉部分构成能陷型压电的振动部分，其中N是等于3到5的整数，所述压电体以厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模振动，且位于内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地以相反方向极化，而当沿厚度方向的相邻内部电极之间的压电层的厚度由D表示，和沿厚度方向的最外面内部电极的外侧的第一和第二压电层的厚度由D1和D2表示，满足下面的关系时，则当N＝3时，0.60≤(D1+D2)/2D≤1.10，当N＝4时，0.65≤(D1+D2)/2D≤0.90，而当N＝5时，0.60≤(D1+D2)/2D≤0.80；
结合到所述压电谐振器以便确定一允许所述压电谐振器振动的空间的外壳基底；和
结合到所述外壳基底以便封闭所述压电谐振器的导电盖。
12.一种压电谐振器部件，其特征在于包含：
一厚度延伸振动模式压电谐振器，它包含压电体，包含多个压电层，和N个设置在所述压电体内并相互叠堆的内部电极，它们之间设置有压电层，该N个内部电极包含呈直线的电极，并通过压电层相互交叉，其中交叉部分构成能陷型压电的振动部分，其中N是等于3到5的整数，其中压电体以厚度延伸振动模式的(N-1)次高阶模振动，且位于所述内部电极之间的压电层沿厚度方向交替地以相反方向极化，而当由D表示沿厚度方向相邻的内部电极之间的压电层的厚度，以及由D1和D2表示沿厚度方向最外面内部电极外侧的第一和第二压电层厚度时，则满足下面的关系当N＝3时，0.10≤(D1+D2)/2D≤1.10，当N＝4时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.90，当N＝5时，0.10≤(D1+D2)/2D≤0.80；
结合到所述压电谐振器以便确定允许所述压电谐振器振动的空间的外壳基底；和
结合到所述外壳基底以便封闭压电谐振器的导电盖。
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