CN1176532A - 压电谐振器以及使用它的电子元件 - Google Patents
压电谐振器以及使用它的电子元件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1176532A CN1176532A CN97110871.4A CN97110871A CN1176532A CN 1176532 A CN1176532 A CN 1176532A CN 97110871 A CN97110871 A CN 97110871A CN 1176532 A CN1176532 A CN 1176532A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piezo
- electric resonator
- matrix part
- piezoelectric layer
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 83
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 23
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 20
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 10
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 25
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 3
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010358 mechanical oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/178—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator of a laminated structure of multiple piezoelectric layers with inner electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
- H03H9/1014—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/58—Multiple crystal filters
- H03H9/60—Electric coupling means therefor
- H03H9/605—Electric coupling means therefor consisting of a ladder configuration
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
一种压电谐振器(10),包括具有纵向的基体部件(12),通过将多个压电层和多个内部电极(14)层叠形成了构成基体部件(12)的层叠部件区域,所述压电层由压电部件构成并且沿基体部件(12)纵向极化,所述内部电极(14)垂直于基体部件(12)的纵向并且分别与外部电极(20,22)相连,并且层叠部件区域包括分别以相反的相位激励纵向基本振动的第一振动区域(24a)和第二振动区域(24b)。
Description
本发明涉及压电谐振器和使用它的电子元件,特别是涉及这样一种压电谐振器,它包含具有纵向的基体部件、由至少构成所述基体部件一部分的极化压电构件以及一对随所述基体部件一起提供的外部电极。压电谐振器利用了压电部件的机械共振。采用这种压电谐振器的电子元件例如为梯形滤波器、振荡器和、鉴别器。
图18是在还未公告的日本专利申请N0.8-110475中由本发明申请人提出的压电谐振器的透视图。图19为表示图18所示压电谐振器内部结构的示意图。压电谐振器1包括例如长方体形的基体部件2。基体部件2通过将多层压电层和插入压电层之间的内部电极3层叠集成在一起而形成。压电层由压电陶瓷构成。电极3互相隔开一定的距离放置在垂直于基体部件2纵向的表面上。
如图19所示压电层在沿基体部件2纵向上的电极3两侧以相反方向极化,由此形成如图19虚线所示的振动区域4。由于电极没有在压电谐振器1纵向上的基体部件2两端形成,所以放置在基体部件2两端的压电层起着无源虚压电层”d”的作用。
在基体部件2相对侧面上分别形成多个绝缘薄膜5和绝缘薄膜6。在基体部件2其中一个侧面上电极3的暴露部分被绝缘薄膜5覆盖。在基体部件2的另一个侧面上,在上述侧面上没有被绝缘薄膜5覆盖的电极3的部分被覆盖上绝缘薄膜6。
在形成有绝缘薄膜5和6的基体部件2的侧面上还形成有外部电极7和8。因此外部电极7与未覆盖绝缘薄膜5的电极3相连而外部电极8与未覆盖绝缘薄膜6的电极4相连。即电极3中的相邻电极分别与外部电极7和8相连。外部电极7和8被用作输入和输出电极。
图20A和20B示出了图18和19所示压电谐振器中振动条件。图20A和20B所示的压电谐振器在结构上与上述压电谐振器相同。
在图20A和20B中压电谐振器基体部件2所示的3行箭头中,上面的箭头表示电场施加的方向,中间的箭头表示极化的方向,而下面的箭头表示刚性压电谐振器中压电层膨胀和收缩的方向。
当电压方向随时间变化的交流信号输入压电谐振器1时,基体部件2在图20A和20B所示的两种状态之间交替改变其状态而沿纵向振动。即,当电场沿图20A所示极化方向施加在每层压电层上时,压电层沿着基体部件2的纵向扩展并且基体部件2也沿着纵向整体扩张。另一方面,当电场沿与图20B所示与极化方向相反的方向施加在每层压电层上时,压电层沿着基体部件2的纵向收缩并且基体部件2也沿着纵向整体收缩。这些操作不断交替进行,基体部件2就沿着纵向振动。
如图20A和20B所示,压电谐振器的结构使得在施加电场时扩张和收缩的方向是相同的。即由于反向压电效应,每层压电层具有同方向的驱动力。因此在压电谐振器1中,输入信号可以有效地被转换为机械振动并且可以提高电机耦合系数并具有较大的共振频率F与反共振频率Fa之间的频差ΔF。具有大ΔF的压电谐振器例如适于宽带滤波器。
但是窄带滤波器和振荡器需要较小的ΔF。为了在图18-20B所示的压电谐振器1中获得较小的ΔF,需要改动电极的面积或者压电层的尺寸或厚度,并且需要作的工作很麻烦。
因此本发明的主要目标是提供一种具有较小ΔF并且适合用于窄带滤波器和振荡器的压电谐振器。
为了达到前述目标,按照本发明的一个方面提供了一种压电谐振器,其特征在于构成所述基体部件至少一部分的层叠部件区域通过将多个压电动与多个内部电极交替层叠而成,所述压电层由所述压电部件构成并且沿所述基体部件纵向极化,所述内部电极垂直于所述基体部件的纵向并且分别与所述外部电极相连,并且所述层叠部件区域包括分别以相反的相位激励纵向基本振动的第一振动区域和第二振动区域。
在上述压电谐振器,当电场沿极化方向施加在所述第一振动区域的压电层上时,电场可以沿与极化方向相反的方向施加在所述第二振动区域的压电层上,并且当电场沿与极化方向相反的方向施加在所述第一振动区域的压电层上时,电场可以沿极化方向施加在所述第二振动区域的压电层上。
为了达到前述目标,按照本发明的一个方面提供了一种电子元件,其特征在于所述基体部件由支承件经安装构件支撑,并且所述安装构件提供于所述基体部件纵向的中心区域。
在上述电子元件中,所述支承件可以是绝缘衬底,其上形成有定形电极。
在上述电子元件中,串联和并联成梯形的多个所述压电谐振器可以安装在所述绝缘衬底上。
在上述电子元件中,可以在绝缘衬底上放置罩盖以覆盖基体部件。
在按照本发明的压电谐振器中,当电场沿基体部件纵向施加时在基体部件内激励纵向基本振动。该振动产生于刚性压电谐振器中。因此不会发生除基本振动以外的宽度和厚度等模式的振动并且获得了优异的性能。
由于激励纵向基本振动的基体部件第一和第二振动区域在压电谐振器内以相反的相位振动,所以ΔF变小。
当梯状滤波器、振荡器、鉴别器和滤波器等电子元件使用这种压电谐振器时,压电谐振器被安装在形成有定形电极的绝缘衬底上并用罩盖覆盖以形成芯片型(表面安装)电子元件。
通过调节按照本发明的压电谐振器中第二和第一振动区域之间的比例成位置关系,可以在不改变压电谐振器尺寸的前提下从较宽的范围内选择一个ΔF。
按照本发明,可以获得具有较小ΔF的压电谐振器。因此获得了适于窄带滤波器和振荡器的压电谐振器。
由于利用这种压电谐振器制造芯片型电子元件,所以很容易将元件安装在电路板上。
通过以下接合附图的描述可以进一步理解本发明的目标、其它目标、特征和其它优点。
图1为按照本发明的压电谐振器的透视图。
图2为表示图1所示压电谐振器结构的示意图。
图3A和3B示出了图1和2所示压电谐振器的振动状态。
图4为表示在本发明的压电谐振器振动期间每层压电层厚度变化的示意图。
图5为用于考察性能的按照本发明的压电谐振器。
图6为比较用的压电谐振器。
图7A和7B示出了按照本发明的另一个压电谐振器的结构和振动状态。
图8A和8B示出了按照本发明还有一个压电谐振器的结构和振动状态。
图9为图8所示压电谐振器的电路图。
图10为采用按照本发明的压电谐振器的电子元件的透视图。
图11为图10所示电子元件中所用绝缘衬底的透视图。
图12为图10所示电子元件的分解透视图。
图13为按照本发明的进一步的压电谐振器的透视图。
图14为表示图13所示压电谐振器结构的示意图。
图15为图13和14所示采用压电谐振器的电子元件主要部分的透视图。
图16为图15所示电子元件主要部分的分解透视图。
图17为图15和16所示电子元件的电路图。
图18为申请人提出但还未公开的压电谐振器的透视图。
图19为表示图18所示压电谐振器内部结构的示意图。
图20A和20B表示图18和19所示压电谐振器振动状态。
图1为按照本发明实施例的压电谐振器的透视图。图2表示压电谐振器的内部结构。压电谐振器10包括例如长方体形的基体部件12。基体部件12具有一个层叠部件区域,该区是将多个压电层和插入压电层之间的内部电极14层叠在一起而形成。叠层部件区域包括第一振动区域24a和第二振动区域24b。压电层由压电陶瓷构成。多个内部电极14的形成方式是将它们的表面垂直于基体部件12的纵向并且互相隔开一定的距离。
第一振动区域24a占据了压电谐振器10基体部件的大部分并且激励纵向振动模式。在第一振动区域24a中,中间包含一个内部电极14的相邻压电层沿着图2所示的黑色箭头所指的基体部件12纵向上以相反的方向极化。
第二振动区域24b形成于第一振动区域24a的两端。第二振动区域24b使压电谐振器10的ΔF变小而略微限制第一振动区域24a的振动效率。第二振动区域24b的压电层沿着与第一振动区域24a相邻压电层相同的方向极化。在振动区域24b的两端,形成有虚层”d”。如果不需要,虚层也可以不形成。
在基体部件12相对侧面上分别形成多条绝缘薄膜16和绝缘薄膜18。在基体部件12其中一个侧面上内部电极14的暴露部分被绝缘薄膜16覆盖。在基体部件12的另一个侧面上,在上述侧面上没有被绝缘薄膜16覆盖的内部电极14的部分被覆盖上绝缘薄膜18。形成有绝缘薄膜16和18的基体部件12的两个侧面起着连接外部电极的作用,这将在下面描述。
在这些连接区域中,即形成有绝缘薄膜16和18的基体部件12的侧面,形成有外部电极20和22。外部电极20与未覆盖绝缘薄膜16的内部电极14相连而外部电极22与未覆盖绝缘薄膜18的内部电极14相连。即相邻的内部电极14分别与外部电极20和22相连。外部电极20和22在该压电谐振器10中被用作输入和输出电极。由于电场施加在相邻的内部电极14之间,所以基体部件被压电有源。
图3A和3B示出了图1和2所示压电谐振器的振动状态。图3A和3B所示的压电谐振器10与图1和2所示的压电谐振器具有相同的结构。
在图3A和3B中压电谐振器10基体部件12所示的3行箭头中,上面的箭头表示电场施加的方向,中间的箭头表示极化的方向,而下面的箭头表示刚性压电谐振器中压电层扩张和收缩的方向。
当电压方向随时间变化的交流信号输入压电谐振器10的外部电极20和22时,电场沿相反方向施加在内部电极14两侧构成基体部件12的相邻压电层上,并且以基体部件12的中心为节点激励纵向基本振动。基体部件12在图3A和3B之间交替改变状态而沿纵向振动。
当电场沿图3A所示极化方向施加在第一振动区域24a的压电层上时,每层压电层沿着基体部件12的纵向扩张并且基体部件12也沿着纵向整体扩张。但是由于电场沿与极化方向相反的方向施加在第二振动区域24b的压电层上,所以第二振动区域24b沿着基体部件12的纵向收缩。
另一方面,由于电场沿与图3B所示极化方向相反的方向施加在压电层上时,每层压电层沿着基体部件12的纵向收缩并且基体部件12也沿着纵向整体收缩。但是由于电场沿极化方向施加在第二振动区域24b的压电层上,所以第二振动区域24b沿着基体部件12的纵向扩张。
图4为表示按照本发明的压电谐振器10在振动期间每层压电层厚度变化的示意图。在图4中,基体部件12收缩前的每层压电层厚度用t表示,收缩后的压电层厚度用t1,t2和t3表示。这些厚度之间的关系是t>t3>t2>t1。压电层越靠近基体部件12的中心它就收缩得更厉害。
如上所述,在图1-3B所示的压电谐振器10中,占据被激励纵向振动的基体部件12一部分的第二振动区域24b沿着与占据基体部件12大部分的第一振动区域24b振动方向相反的方向振动。因此第一振动区域24a的振动效率略微抑制并且压电谐振器10的ΔF变小。因此获得了适于窄带滤波器和振荡器使用的压电谐振器。
此外,由于压电谐振器10是刚性的并且激励的是纵向基本振动,所以不会发生除基本振动以外的宽度和厚度等模式的振动并且获得了优异的性能。
通过调整压电谐振器10内第二振动区域24b与第一振动区域24a之间比例或位置关系,可以在不改变压电谐振器10尺寸的前提下从较宽的范围内选择一个ΔF,实现各种ΔF值。在图1和2所示的实施例中,第二振动区域24b形成于第一振动区域24a的两侧。但是它们的结构并不局限于该实施例中的那种结构。第二振动区域24b可以放置在基体部件12的中心。在压电谐振器中,第二振动区域24b形成于第一振动区域24a的两侧,每侧一层。但是它们的结构并不局限于这种结构。可以在第一振动区域24a内部只形成一层第二振动区域24b。可以形成多层第二振动区域24b。
图5为用于考察性能的按照本发明的压电谐振器。图6为比较用的压电谐振器。
图5所示压电谐振器10的长为3.78mm,高为1.0mm,而宽为1.0mm。在压电谐振器10基体部件的中心,通过将4层压电层与内部电极14夹在一起层叠形成第一振动区域24a。被内部电极14夹住的压电层中的第二振动区域24b在第一振动区域24a两侧与其集成在一起。在基体部件12的各端,形成有电极14。构成基体部件12的压电层的厚度相同。
图6所示用于比较的压电谐振器1具有与图5所示压电谐振器10相同的尺寸。压电谐振器1的基体部件2通过将6层压电层与电极3夹在一起形成。在基体部件2的两端,形成有电极。构成基体部件12的压电层的厚度相同。
在图5和6中,白色箭头指示压电层极化的方向。在图5所示按照本发明实施例的压电谐振器10中,构成第二振动区域24b的压电层沿着第一振动区域24a相邻压电层相同的方向极化。第一振动区域24a和第二振动区域24b以相反的相位振动。
另一方面,在图6所示比较用的压电谐振器1中,相邻的压电层与其间的电极3沿着与基体部件12纵向相反的方向极化。压电谐振器1没有第二振动区域。
为了考察这两种压电谐振器性能上的差异,采用有限元方法来计算图5所示压电谐振器10和图6所示压电谐振器1的共振频率Fr和反共振频率Fa以及它们的ΔF。表1示出了结果。
表1
Fr(kHz) | Fa(kHz) | ΔF(kHz) | |
本发明的层电谐振器 | 470.3 | 503.7 | 33.4 |
比较用的压电谐振器 | 470.3 | 531.2 | 60.9 |
如表1所示,图5所示压电谐振器10与图6所示比较用的压电谐振器1相比ΔF较小。
图7A和7B示出了按照本发明的另一个压电谐振器的结构和振动状态。在图7A和7B中压电谐振器10的基体部件12所示的3行箭头中,上面的箭头表示电场施加的方向,中间的箭头表示极化的方向,而下面的箭头表示刚性压电谐振器中压电层扩张和收缩的方向。
图7A与图7B所示压电谐振器10与图2所示压电谐振器的不同之处在于第二振动区域24b压电层的极化方向以及绝缘薄膜16和18的布局。
在图7A和7B所示的压电谐振器10中,第二振动区域24b形成于基体部件12的右侧。第二振动区域24b是用被内部电极14与虚电极14’夹住的压电层构成。
在压电谐振器10中,构成第二振动区域24b的压电层沿着与放置在虚电极14’附近的第一振动区域24a压电层相反的方向极化。
虚电极14’由位于基体部件12两侧的绝缘薄膜16和18绝缘并且不与外部电极20和22相连。紧靠图7A和7B虚电极14’左边放置的内部电极14由绝缘薄膜16绝缘,它不与外部电极20相连而是与外部电极22相连。紧靠图7A和7B虚电极14’右边放置的内部电极14由绝缘薄膜18绝缘,它不与外部电极22相连而是与外部电极20相连。因此如图7A和7B所示,电场沿基体部件纵向相同的方向施加在放置于虚电极14’两侧的压电层上,即从一端到另一端或者相反。
在这种结构中,当电场沿极化方向施加在第一振动区域24a的压电层上时,电场沿与极化相反的方向施加在第二振动区域24b的压电层上。另一方面,当电场沿与极化相反的方向施加在第一振动区域24a的压电层上时,电场沿极化方向施加在第二振动区域24b的压电层上。因此如图7A和7B中的下部箭头所示,第一振动区域和第二振动区域以相反相位振动。
因此图7A和7B所示的压电谐振器10具有图1-6所示压电谐振器相同的优点。
图8A和8B示出了按照本发明还有一个压电谐振器的结构和振动状态。图9为图8A和8B所示压电谐振器的电路图。
除了基体部件12的形成方式是使电容器区域26集成在第二振动区域24b两侧以外,图8A和8B所示的压电谐振器与图1-6所示的压电谐振器结构相同。
电容器区域26由未极化的压电层形成,例如由内部电极14夹住的PZT所形成。与电容器区域26相夹的其中一个内部电极14与外部电极20相连,另一个内部电极4与外部电极22相连。如图9所示,电容器区域26与第一振动区24a和第二振动区域并联。
因此通过调节图8A和8B所示的压电谐振器10的电容器区域26可以改变纵向基本振动中的ΔF。随着电介质层电容的增加,虚电容增加而ΔF变小。
在图8A和8B所示的压电谐振器10中,可以在宽范围内调节ΔF并在设计中有更多的自由度。因此为了适合用于窄带滤波器和振荡器可以将压电谐振器10的ΔF做得较小。
在图8A和8B所示的压电谐振器10中,通过改变第一振动区域24a和第二振动区域24b对电容器区域26的比例,或者通过改变电容器区域26相对第一振动区域和第二振动区域的位置可以在宽范围内选择ΔF。例如,在图8A和8B所示的压电谐振器10中,电容器区域26形成于基体部件12的两侧。该结构并不局限于本实施例的情况。电容器区域26可以放置在基体部件12的中心。此时,ΔF变小了。
在图8A和8B所示的压电谐振器10中,通过调节电容器区域26的电容可以增加整个压电谐振器10的电容。通过改变内部电极14相对部分的重叠区域或者电介质层的厚度可以改变电容器区域26的电容。
通过将多层电介质层与内部电极14的层叠可以形成电容器区域26。而且在这种情况下,电容器区域26与第一和第二振动区域24a和24b并联。随着层叠层数的增加,ΔF变小而电容增加。
除了PZT以外,具有介电常数的各种材料可以用于电容器区域26的材料。例如可以采用介电常数比PZT更大的BaTiO3材料。
以下借助附图10-12描述包括压电谐振器的电子元件,例如振荡器和鉴频器。用于电子元件的压电谐振器10与图1-6、图7A和7B以及图8A和8B所示的相同。
图10为电子元件60的透视图。电子元件60包括绝缘衬底62。在绝缘衬底62的相对端形成有两个缺口64。在绝缘衬底的其中一个表面,如图11所示形成有两个定形电极66和68。在相对的缺口64之间形成有定形电极66并从靠近一端的点向绝缘衬底62的中心呈L形延伸。在其它的相对缺口64之间形成其它定形电极68并从靠近其它端的点向绝缘衬底62的中心延伸。定形电极66和68的形成方式是从绝缘衬底62绕行至相对表面。
在位于绝缘衬底62中心的定形电极66的一端,用导电粘合剂形成了安装构件70。如图12所示,上述压电谐振器10安装在安装构件70上使得基体部件12纵向的中心位于安装构件70上。压电谐振器10的外部电极22与安装构件70合为一体以连接定形电极66。其它的外部电极20通过导电引线72与定形电极68相连。导电引线72与压电谐振器10纵向上的外部电极20的中心相连。
金属罩盖放置在绝缘衬底62上以成为完整的电子元件60。为了防止金属罩盖子74与定形电极66和68短路,预先在绝缘衬底62和定形电极66和68上涂覆绝缘树脂。电子元件60采用定形电极66和68作为连接外部电路的输入和输出端,它们从绝缘衬底62的端部绕至后表面。
由于在电子元件60中压电谐振器10的纵向中心固定在安装构件70上,压电谐振器10的端部与绝缘衬底62隔开放置从而不妨碍振动。由于作为节点的压电谐振器中心固定在安装构件70上并与导电引线72相连,所以没有削弱纵向振动。
电子元件60与IC芯片和其它元件一起安装在电路板上以构成振荡器或鉴别器。由于电子元件60由金属罩盖74密封和保护,所以可以用作由平面软熔焊安装的芯片型(表面安装)元件。
当电子元件60用于振荡器时,寄生振动被抑制在低水平上并且由于电子元件60中所用压电谐振器的特点防止了寄生振动引起的异常振动。由于压电谐振器10的电容可以设定为任意值,所以容易与外部电路实现阻抗匹配。
当电子元件60用于鉴别器时,由于谐振器较小的ΔF,所以提供了狭窄的峰-峰相间范围。此外,由于在电容设计中谐振器提供了宽的范围,所以容易与外部电路实现阻抗匹配。
图13为按照本发明的进一步的压电谐振器的透视图。图14为表示图13所示压电谐振器结构的示意图。图13和14所示的压电谐振器除了两个外部电极20和22形成于基体部件12的一个侧面以外与图1-6所示压电谐振器的结构相似。在基体部件12的一个侧面上形成有两行绝缘薄膜16和18。在基体部件12宽度方向的一端形成有绝缘薄膜16而在基体部件12宽度方向的另一端形成有绝缘薄膜18。这两行绝缘薄膜16和18形成于各自的外部电极14上。即两行绝缘薄膜16和18形成于不同的内部电极14上。在两行绝缘薄膜16和18上,分别形成两行外部电极20和22。压电谐振器10也具有上述压电谐振器相同的优点。
由于外部电极20和22形成于压电谐振器基体部件12的一个侧面上,所以压电谐振器12可以面粘结在电路板上以形成例如梯形滤波器、振荡器或者鉴频器的电子元件。即由于具有如图13和14所示结构的压电谐振器可以通过不用引线的面粘结来固定在绝缘衬底上,所以更容易制造电子元件。
图15为图13和14所示采用压电谐振器的电子元件主要部分的透视图。图16为图15所示电子元件主要部分的分解透视图。在图15和16所示的电子元件60中,采用了结构与图13和14所示相同的4个压电谐振器10a,10b,10c和10d。在电子元件60中,如图16所示在用作支承件的绝缘衬底62上形成4个定形电极90、92、94和96。在定形电极90、92、94和96上形成沿直线相隔一定距离排列的5个区域。与绝缘衬底62最为靠近的第一区域R1形成与定形电极90上,第二区域R2和第五区域R5形成于定形电极92上,第三区域R3形成于定形电极94上,而第四区域R4形成于定形电极96上。
为了将压电谐振器10a-10d连接至第一区域R1-第五区域R5,制备了至少有一个表面由导电部件制成的长方形安装构件98、100、102、104、106、108、110和112。如图13所示这些预先涂有导电粘合剂的安装构件安装在压电谐振器10a到10d的节点区域的电极20和22上。
压电谐振器10a-10d如图16所示把上面朝下并用导电粘合剂固定:在第一区域R1上为安装构件98;在第二区域R2上为两个安装构件100和102;在第三区域R3上为两个安装构件104和106;在第四区域R4上为两个安装构件108和110,以及在第五区域R5上为一个安装构件112。在这种情况下,如图15所示安装构件沿着直线以一定的间距放置。
如上所述,通过安装构件98、100、102、104、106、108、110和112支撑在绝缘衬底62上的4个压电谐振器10a-10d以及压电谐振器的电极20和22与绝缘衬底62上的定形电极90、92、94和96相连。定形电极形成如图17所示的梯形电路。金属罩盖(未画出)放置在绝缘朝上62上。
图17示出了用作具有梯形电路的梯形滤波器的电子元件。两个压电滤波器10a和10c用作串联谐振器而另外两个压电谐振器10b和10d用作并联谐振器。在这样的梯形滤波器中,并联压电谐振器10b和10d设计成比串联压电谐振器10a和10c具有更大的电容。
梯状滤波器内的衰减由串联谐振器与并联谐振器的电容比决定。在这种电子元件中,通过改变压电谐振器10a-10d的电容实现了用较少谐振器实现较大衰减的梯形滤波器。由于压电谐振器10a-10d具有较小的ΔF,所以实现了具有窄发射频带的梯形滤波器。
通过增加压电谐振器10a和10c与10b与10d的ΔF的差异实现了宽发射带的梯形滤波器。
在图15和16所示电子元件中,由于相邻压电谐振器的电极通过安装构件安装在同一区域上,所以相邻压电谐振器的两个电极无需绝缘并且可以靠近放置,从而实现了小体积元件。
Claims (5)
1.一种压电谐振器(10),其特征在于包括:
具有纵向的基体部件(12),极化压电部件构成所述基体部件(12)至少一部分,并且随所述基体部件一起提供一对外部电极(20,22),
通过将多个压电层和多个内部电极(14)交替层叠形成了构成所述基体部件(12)至少一部分的层叠部件区域,
所述压电层由所述压电部件构成并且沿所述基体部件(12)纵向极化,
所述内部电极(14)垂直于所述基体部件(12)的纵向并且分别与所述外部电极(20,22)相连,并且所述层叠部件区域包括分别以相反的相位激励纵向基本振动的第一振动区域(24a)和第二振动区域(24b)。
2.如权利要求1所述的压电谐振器(10),其特征在于当电场沿与极化方向相同的方向施加在所述第一振动区域(24a)的压电层上时,电场沿与极化方向相反的方向施加在所述第二振动区域(24b)的压电层上,并且
当电场沿与极化方向相反的方向施加在所述第一振动区域(24a)的压电层上时,电场沿极化方向施加在所述第二振动区域(24b)的压电层上。
3.一种采用如权利要求1或2所述压电谐振器(10)的电子元件(60),其特征在于所述基体部件(12)由支承件(62)经安装构件(70)支撑,并且所述安装构件(70)提供于所述基体部件(12)纵向的中心区域。
4.如权利要求3所述的电子元件,其特征在于所述支承件(62)是其上形成有定形电极(66,68)的绝缘衬底(62)。
5.如权利要求4所述的电子元件,其特征在于串联和并联成梯形的多个所述压电谐振器(10a,10b,10c,10d)安装在所述绝缘衬底(62)上。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26552996A JP3267171B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
JP265529/96 | 1996-09-12 | ||
JP265529/1996 | 1996-09-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1176532A true CN1176532A (zh) | 1998-03-18 |
CN1077356C CN1077356C (zh) | 2002-01-02 |
Family
ID=17418404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN97110871A Expired - Lifetime CN1077356C (zh) | 1996-09-12 | 1997-04-29 | 压电谐振器以及使用它的电子元件 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5925971A (zh) |
EP (1) | EP0829957B1 (zh) |
JP (1) | JP3267171B2 (zh) |
CN (1) | CN1077356C (zh) |
DE (1) | DE69714162T2 (zh) |
NO (1) | NO971943L (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101228691B (zh) * | 2005-08-30 | 2011-01-05 | 松下电器产业株式会社 | 压电谐振器的制造方法 |
CN105874710A (zh) * | 2014-01-24 | 2016-08-17 | 株式会社村田制作所 | 压电振子以及压电振动装置 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3262048B2 (ja) * | 1997-10-01 | 2002-03-04 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
JP3262049B2 (ja) * | 1997-10-01 | 2002-03-04 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
JP3368214B2 (ja) * | 1997-10-01 | 2003-01-20 | 株式会社村田製作所 | ラダーフィルタおよび通信機器 |
JP3399415B2 (ja) * | 1999-09-27 | 2003-04-21 | 株式会社村田製作所 | センサアレイ、センサアレイの製造方法および超音波診断装置 |
US6265810B1 (en) | 2000-01-25 | 2001-07-24 | The Boeing Company | Piezoelectric support device |
JP3473567B2 (ja) * | 2000-10-30 | 2003-12-08 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびこの圧電共振子を用いたラダー型フィルタ |
JP3729103B2 (ja) * | 2001-08-28 | 2005-12-21 | 株式会社村田製作所 | 圧電装置、ラダー型フィルタ及び圧電装置の製造方法 |
WO2010004534A1 (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-14 | Nxp B.V. | Bulk acoustic wave resonator using acoustic reflector layers as inductive or capacitive circuit element |
US9375754B2 (en) * | 2010-03-31 | 2016-06-28 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | Laminated piezoelectric body, laminated piezoelectric body manufacturing method, and ultrasound transducer and ultrasound diagnostic device using laminated piezoelectric body |
DE102010055417A1 (de) * | 2010-12-21 | 2012-06-21 | Hochschule Heilbronn | Elektromechanischer Energiespeicher, insbesondere für integrierte Schaltungen |
Family Cites Families (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2157665A (en) * | 1935-10-16 | 1939-05-09 | Telefunken Gmbh | Crystal mounting with temperature compensation |
US3185869A (en) * | 1961-12-01 | 1965-05-25 | Endevco Corp | Transducer |
US3297889A (en) * | 1964-01-15 | 1967-01-10 | Breskend Sam | Clock driver |
US3401275A (en) * | 1966-04-14 | 1968-09-10 | Clevite Corp | Composite resonator |
FR1544950A (fr) * | 1966-11-17 | 1968-11-08 | Clevite Corp | Dispositif résonnant |
GB1207974A (en) * | 1966-11-17 | 1970-10-07 | Clevite Corp | Frequency selective apparatus including a piezoelectric device |
CH607336A5 (zh) * | 1975-09-22 | 1978-12-15 | Siemens Ag | |
GB2044527B (en) * | 1978-12-27 | 1983-05-25 | Murata Manufacturing Co | Piezoelectric unit and device |
US4398117A (en) * | 1981-03-23 | 1983-08-09 | Sperry Corporation | Bellows support for surface acoustic wave device |
US4362407A (en) * | 1981-09-08 | 1982-12-07 | Piezo Electric Products, Inc. | Piezoelectric printer and piezoelectric multilam actuator used therein |
JPS59117814A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-07 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電磁器共振子 |
US4532451A (en) * | 1982-12-28 | 1985-07-30 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Terminals and mounting for piezoelectric resonators |
JPS601877A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-08 | Nippon Soken Inc | 積層型圧電体 |
US4564782A (en) * | 1983-09-02 | 1986-01-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ceramic filter using multiple thin piezoelectric layers |
JPS6086880A (ja) * | 1983-10-19 | 1985-05-16 | Nec Corp | 電歪効果素子 |
JPS60196981A (ja) * | 1984-03-21 | 1985-10-05 | Nec Corp | 電歪効果素子の製造方法 |
JPS60169927U (ja) * | 1984-04-17 | 1985-11-11 | 株式会社村田製作所 | ラダ−型フイルタ |
JPS60174312U (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-19 | 京セラ株式会社 | 水晶発振器 |
US4542315A (en) * | 1984-05-15 | 1985-09-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Chip-shaped piezoelectric vibrator mount |
US4752712A (en) * | 1985-06-10 | 1988-06-21 | Nippon Soken, Inc. | Piezoelectric laminate stack |
US4885498A (en) * | 1985-06-19 | 1989-12-05 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Stacked type piezoelectric actuator |
JPH0680846B2 (ja) * | 1985-10-15 | 1994-10-12 | 日本電気株式会社 | 電歪効果素子 |
JPH0732273B2 (ja) * | 1986-05-22 | 1995-04-10 | 日本電気株式会社 | 電歪効果素子 |
JP2592615B2 (ja) * | 1987-09-16 | 1997-03-19 | 日本特殊陶業株式会社 | 電歪駆動装置 |
US5045744A (en) * | 1988-12-23 | 1991-09-03 | Murata Mfg. Co. | Energy-trapping-by-frequency-lowering-type piezoelectric-resonance device |
US4958100A (en) * | 1989-02-22 | 1990-09-18 | Massachusetts Institute Of Technology | Actuated truss system |
JPH02291184A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-30 | Oki Electric Ind Co Ltd | 積層形アクチュエータ |
US5118982A (en) * | 1989-05-31 | 1992-06-02 | Nec Corporation | Thickness mode vibration piezoelectric transformer |
JPH03159277A (ja) * | 1989-11-17 | 1991-07-09 | Toyota Motor Corp | 圧電積層体の製造方法 |
JPH03243358A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-30 | Sharp Corp | インクジェット記録ヘッド用圧電アクチュエータ |
JP3041952B2 (ja) * | 1990-02-23 | 2000-05-15 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッド、圧電振動体、及びこれらの製造方法 |
JP2965602B2 (ja) * | 1990-02-26 | 1999-10-18 | 日立金属株式会社 | 積層型変位素子 |
US5126618A (en) * | 1990-03-06 | 1992-06-30 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Longitudinal-effect type laminar piezoelectric/electrostrictive driver, and printing actuator using the driver |
JPH04214686A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-08-05 | Nec Corp | 電歪効果素子 |
JPH04179286A (ja) * | 1990-11-14 | 1992-06-25 | Nec Corp | 積層圧電アクチュエータ |
DE4201937C2 (de) * | 1991-01-25 | 1997-05-22 | Murata Manufacturing Co | Piezoelektrisches laminiertes Stellglied |
JP3185226B2 (ja) * | 1991-01-30 | 2001-07-09 | 株式会社村田製作所 | 圧電バイモルフ素子の駆動方法及び圧電バイモルフ素子 |
JPH04293312A (ja) * | 1991-03-22 | 1992-10-16 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電濾波器 |
JP3064458B2 (ja) * | 1991-04-02 | 2000-07-12 | 日本電気株式会社 | 厚み縦振動圧電磁器トランスとその駆動方法 |
JPH04333295A (ja) * | 1991-05-09 | 1992-11-20 | Nec Corp | 電歪効果素子およびその製造方法 |
US5225731A (en) * | 1991-06-13 | 1993-07-06 | Southwest Research Institute | Solid body piezoelectric bender transducer |
US5168189A (en) * | 1991-09-18 | 1992-12-01 | Caterpillar Inc. | Solderless connector for a solid state motor stack |
JPH05160459A (ja) * | 1991-12-09 | 1993-06-25 | Hitachi Metals Ltd | 積層型変位素子 |
JPH05264391A (ja) * | 1992-03-19 | 1993-10-12 | Unisia Jecs Corp | 圧力センサ |
US5250870A (en) * | 1992-03-25 | 1993-10-05 | Motorola, Inc. | Ultra-thin surface mount crystal package |
JPH06209228A (ja) * | 1993-01-12 | 1994-07-26 | Murata Mfg Co Ltd | ラダー型フィルタ |
US5381067A (en) * | 1993-03-10 | 1995-01-10 | Hewlett-Packard Company | Electrical impedance normalization for an ultrasonic transducer array |
US5648746A (en) * | 1993-08-17 | 1997-07-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Stacked diezoelectric resonator ladder-type filter with at least one width expansion mode resonator |
JPH07106905A (ja) * | 1993-10-06 | 1995-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発振子 |
US5585687A (en) * | 1994-02-23 | 1996-12-17 | Citizen Watch Co., Ltd. | Piezolelectric oscillator |
JPH07240660A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-12 | Murata Mfg Co Ltd | ラダー型フィルタ |
JPH0818382A (ja) * | 1994-06-27 | 1996-01-19 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電部品 |
JP3221253B2 (ja) * | 1994-09-13 | 2001-10-22 | 株式会社村田製作所 | 複合電子部品の製造方法 |
JP3114526B2 (ja) * | 1994-10-17 | 2000-12-04 | 株式会社村田製作所 | チップ型圧電共振部品 |
US5572082A (en) * | 1994-11-14 | 1996-11-05 | Sokol; Thomas J. | Monolithic crystal strip filter |
JPH08153914A (ja) * | 1994-11-25 | 1996-06-11 | Philips Japan Ltd | 圧電磁器トランス |
JPH08252920A (ja) * | 1995-03-16 | 1996-10-01 | Brother Ind Ltd | 積層型圧電素子の製造方法 |
JP3141723B2 (ja) * | 1995-04-11 | 2001-03-05 | 株式会社村田製作所 | 幅モードを利用した共振子及び共振部品 |
JP3271517B2 (ja) * | 1996-04-05 | 2002-04-02 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
JP3147793B2 (ja) * | 1996-11-22 | 2001-03-19 | 株式会社村田製作所 | ラダー型フィルタ |
-
1996
- 1996-09-12 JP JP26552996A patent/JP3267171B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-04-07 EP EP97105672A patent/EP0829957B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-07 DE DE69714162T patent/DE69714162T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-25 NO NO971943A patent/NO971943L/no not_active Application Discontinuation
- 1997-04-29 US US08/846,553 patent/US5925971A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-29 CN CN97110871A patent/CN1077356C/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101228691B (zh) * | 2005-08-30 | 2011-01-05 | 松下电器产业株式会社 | 压电谐振器的制造方法 |
CN105874710A (zh) * | 2014-01-24 | 2016-08-17 | 株式会社村田制作所 | 压电振子以及压电振动装置 |
CN105874710B (zh) * | 2014-01-24 | 2018-09-18 | 株式会社村田制作所 | 压电振子以及压电振动装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69714162T2 (de) | 2002-12-12 |
NO971943L (no) | 1998-03-13 |
US5925971A (en) | 1999-07-20 |
EP0829957B1 (en) | 2002-07-24 |
CN1077356C (zh) | 2002-01-02 |
EP0829957A3 (en) | 1998-09-02 |
NO971943D0 (no) | 1997-04-25 |
JPH1093379A (ja) | 1998-04-10 |
DE69714162D1 (de) | 2002-08-29 |
JP3267171B2 (ja) | 2002-03-18 |
EP0829957A2 (en) | 1998-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1190890C (zh) | 压电谐振器及调整其谐振频率的方法 | |
CN1077356C (zh) | 压电谐振器以及使用它的电子元件 | |
CN1050947C (zh) | 压电谐振元件 | |
CN1085908C (zh) | 压电共振器以及使用它的电子元件 | |
CN1170325C (zh) | 压电谐振器和包括它的电子元件 | |
CN1100352C (zh) | 压电谐振器和使用该谐振器的电子部件 | |
CN1078405C (zh) | 压电谐振器以及使用它的电子元件 | |
CN1074213C (zh) | 压电谐振器以及使用它的电子元件 | |
US20040201328A1 (en) | Laminated piezoelectric transformer | |
CN1173048A (zh) | 压电元件 | |
CN1147995C (zh) | 压电元件 | |
CN1211857A (zh) | 厚度延伸振动模式压电谐振器 | |
CN100345374C (zh) | 压电谐振器和含有压电谐振器的梯型滤波器 | |
CN1164032C (zh) | 压电谐振器 | |
CN1078404C (zh) | 电子元件和梯形滤波器 | |
CN1121755C (zh) | 能量限制型厚度延伸振动模式压电谐振器 | |
CN1100384C (zh) | 压电共振器以及使用它的电子元件 | |
CN1074870C (zh) | 压电谐振器以及使用它的电子元件 | |
CN1163980C (zh) | 压电谐振器的制造方法 | |
CN1078772C (zh) | 压电谐振器以及使用它的电子元件 | |
CN1127209C (zh) | 电子元件、带通滤波器和通信设备 | |
CN1202040A (zh) | 压电谐振器和使用该压电谐振器的电子部件 | |
CN1257346A (zh) | 厚度延伸振动压电谐振器和压电谐振装置 | |
CN1127211C (zh) | 电子元件和梯形滤波器 | |
CN1198037A (zh) | 压电谐振器和使用它的电子元件 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: GR Ref document number: 1059159 Country of ref document: HK |
|
CX01 | Expiry of patent term | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20020102 |