CN1271995A - 压电谐振器群延迟特性的调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种群延迟特性调节方法,它允许容易地调节压电谐振器的群延迟特性,而不减小电特性。压电谐振器设置在绝缘基片上,并连接成梯形,由此形成压电滤波器。制备预定尺寸的硅片,其中每一个硅片的杨氏模量是100MPa或更小,以调节压电谐振器的群延迟特性。然后,测量压电谐振器的特性;并且选择其尺寸适合于得到所需群延迟特性的硅片,并粘附到各个压电谐振器上。

Description

压电谐振器群延迟特性的调节方法

本发明涉及一种压电谐振器群延迟特性调节方法。本发明尤其涉及用于梯形滤波器的压电谐振器的群延迟特性的调节方法。

至今，如图9所示，诸如未经固化的硅橡胶之类的合成树脂材料2曾经被粘附到例如压电谐振器1的上表面或下表面上。然后，将合成树脂2固化，以便用于压电谐振器1的群延迟特性的调节。将柔软的材料粘附到压电谐振器1上，以阻尼Qm特性，由此允许调节群延迟特性。

但是，在将未结固化的材料粘附到压电谐振器上的过程中，对粘附材料的量的控制是困难的。这引起粘附材料的量的变化接近于10％。

还有，对未经固化材料的量的控制的困难使得难以相应于各个压电谐振器原来的群延迟特性选择性地进行调节。为了解决这些问题，例如，必须对未经固化的材料进行初步检查和周期性量的检测。另外，在对未经固化材料的使用中，由于难以对压电谐振器确定粘附的部分，如图9所示，未经固化的材料有时会流到压电谐振器的周围的表面上。当将合成树脂材料施加到压电谐振器的预定部分上时，有一些情况，即，诸如压电滤波器之类使用压电谐振器的设备的特性根据未经固化材料的粘附部分而变坏。另外，使用未经固化材料需要在其粘附后进行热固化，由此使调节变难。在这种情况下，加热可能引起压电谐振器的特性的变坏。

考虑到上述问题，本发明的一个主要目的是提供一种调节方法，允许容易地调节压电谐振器的群延迟特性，而不引起其电特性的变坏。

根据本发明的一个方面，一种压电谐振器的群延迟特性的调节方法，包含以下步骤：准备步骤，用于制备多种尺寸的成形材料，每一个的最大杨氏模量为100MPa；测量步骤，用于测量压电谐振器的原来的群延迟特性；选择步骤，用于选择其尺寸适合于压电谐振器将所述测量步骤中测量到的原来的群延迟特性调节到所需的群延迟特性的成形材料；和粘附步骤，用于将在所述选择步骤中选出的成形材料粘附到压电谐振器上。

根据本发明的另一个方面，一种调节压电谐振器群延迟特性的调节方法，其特征在于包含：测量步骤，作为压电谐振器的测量群延迟特性的初步检查；准备步骤，用于准备具有一个尺寸的成形材料，每一个所述成形材料具有最大杨氏模量为100MPa，并确定适合于进行调节，以便得到将在下面的步骤中制造的压电谐振器所需的群延迟特性；和粘附步骤，用于将成形材料粘附到压电谐振器上。

在上述压电谐振器群延迟特性的一个调节方法中，每一个成形材料可以是其一个表面上具有粘附部分的硅片。

还有，在上述压电谐振器的群延迟特性的一个调节方法中，每一个成形材料可以是固化的合成树脂材料。

如上所述，通过将具有最大杨氏模量为100MPa的成形材料粘附到各个压电谐振器上，阻尼了各个压电谐振器的Qm特性，并且可以调节群延迟特性。在这种情况下，使用固化的成形材料允许控制粘附到压电谐振器上的材料的量。还有，根据各个压电谐振器的原来的群延迟特性，选择确定要粘附的成形材料并将选择的成形材料粘附上去。根据这种安排，可以相应于各个压电谐振器，选择性地调节群延迟特性。

或者，进行初步检查，以测量原来的群延迟特性，制备一个尺寸的成形材料，它被确定为适合于粘附到将在下面的步骤中制备的压电谐振器的群延迟特性。这还允许调节群延迟特性。

在上述方法中，由于已经固化了成形材料，可以规定将成形材料粘附到压电谐振器上的部分。还有，成形材料将不流到无意的部分，这可以防止特性的变坏。另外，上述材料在它们粘附后不需要加热处理。

当将硅片(每一个硅片的一个表面上具有粘附部分)用作上述方法的成形材料时，它们可以被剪裁为预定的尺寸。这有利于将硅片粘附到压电谐振器上。

还有，代替片形式的成形材料，可以使用形成为预定尺寸的合成树脂材料，以产生等效的优点。

通过这种方法，根据本发明，可以容易地实现压电谐振器群延迟特性。例如，不需要诸如加热处理之类的工艺。还有，本发明允许进行精确调节，使粘附到各个压电谐振器上的成形材料的量的变化最小化。另外，本发明允许成形材料粘附到各个压电谐振器的需要部分，由此防止其特性变坏，这种变坏可能是由粘附成形材料的部分引起的。另外，本发明不需要加热处理来固化成形材料，由此防止了可能由加热引起的特性的变坏。

从下面参照附图，给出的详细的描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点更加容易显见。

图1是压电滤波器的一个例子的分解透视图，该压电滤波器包含其群延迟特性经过本发明的一种举例调节方法处理的压电谐振器；

图2是用于图1中的压电滤波器的压电谐振器的结构的一个例子的示图；

图3是图1中压电滤波器的电路图；

图4是用于压电谐振器的群延迟特性调节的硅片；

图5是如图4所示的硅片的示图，它粘附到压电谐振器的上表面上；

图6是特性曲线图，示出在将硅片粘附到每一个压电谐振器之前压电滤波器中的衰减，以及压电谐振器的群延迟特性；

图7是特性曲线图，示出将硅片粘附到每一个压电谐振器之后压电滤波器中衰减的量，以及压电谐振器的群延迟特性；

图8是用于揭示群延迟特性调节方法的另一个例子的透视图；和

图9是根据压电谐振器的群延迟特性的传统的调节方法，将未经固化的合成树脂材料粘附到压电谐振器上的例子的透视图。

图1示出使用多个压电谐振器的压电滤波器。将本发明的群延迟特性调节方法用于这些压电谐振器。

压电滤波器10包含绝缘基片12。在绝缘基片12上，形成有四个图案电极14、16、18和20。图案电极14、16和18延伸到绝缘基片12的一个端部。图案电极20沿绝缘基片12的一个端部形成，该端部与图案电极14、16和18所延伸到的一端相对。

在图案电极14、16、18和20之间有间隔地形成五个连接区22、24、26、28和30。第一连接区22(从图1中的左边开始数)连接到图案电极14。将第二和第五连接区24和30连接到图案电极20。将第三连接区26连接到图案电极16。将第四连接区28连接到图案电极18。

将四个压电谐振器32、34、36和38安装到连接区22、24、26、28和30上。如图2所示，压电谐振器32包含平行六面体基体40。基体40是通过重叠多个压电层42和多个内部电极44形成的。这时，压电层42和内部电极44的表面安排得垂直于基体40的长度方向。压电层42安排得靠近每一个内部电极44的两侧，并沿基体40的长度方向极化，以便相对。

在基体40的一个周边表面上，沿宽度方向的中心部分中形成有一个凹槽46，该凹槽46沿长度方向延伸。在凹槽46的两侧中的一侧上，内部电极44的暴露部分由绝缘体48交替地覆盖，在基体40的相对侧面中的另一个侧面上，内部电极44的暴露部分(未由绝缘体48覆盖)由绝缘体50覆盖。通过这种方法，在凹槽46的两侧上的不同的内部电极44由绝缘体48或绝缘体50覆盖。

另外，外部电极52和54形成在基体40的两侧中的一侧上和另一侧上。由此，相邻设置的内部电极44交替地连接到外部电极52和54。

类似于压电谐振器32地构成其它压电谐振器34、36和38。在上述压电谐振器中，根据输入到用作输入/输出端的外部电极52和54的信号，在内部电极44之间施加了一个电场。

由于内部电极44交替地连接到外部电极52和54，相对的电场被施加到相邻安排的压电层42。还有，由于压电层42被极化，成为相对，故整个基体42相应于上述输入的信号，以纵向振动模式振动。

如图3所示，以上述纵向振动模式振动的压电谐振器32、34、36和38梯形连接，以便形成串联和/或并联。在这种情况下，图1所示的导电件56分别地形成在压电谐振器32、34、36和38的外部电极52的中心部分中。各个导电件56连接到五个连接区22、24、26、28和30。由此，压电谐振器32、34、36和38与绝缘基片12分离，由此确保压电谐振器32、34、36和38振动所需的空间。

另外，以这种方式提供图1所示的金属盖子58，以覆盖绝缘基片12，以便容纳压电谐振器32、34、36和38。在这种结构中，绝缘薄膜安排地形成在绝缘基片12上的盖子58接触的部分。绝缘薄膜防止图案电极14、16、18和20可能由于盖子58而引起的短路。

在上述压电滤波器10中，衰减量依赖于串联的压电谐振器32和38和并联的压电谐振器34和36的电容比而变化。为此，为了得到理想的压电滤波器10的特性，将并联的压电谐振器34和36设计得具有高于串联的压电谐振器32和38的电容。

为了调节压电滤波器10的群延迟特性，将成形材料粘附到各个压电谐振器32、34、36和38上。成形材料用于调节各个压电谐振器32、34、36和38的群延迟特性。作为成形材料，可以使用其杨氏模量(直接弹性的模量)为100MPa或更小的材料。

例如，如图4所示，使用硅片62，每一个硅片的一个表面上具有粘附部分。如图5所示，通过将硅片62粘附到构成压电滤波器10的每一个压电谐振器32、34、36和38的上表面上，执行对每一个压电谐振器32、34、36和38的Qm的阻尼。这就调节了群延迟特性。各个压电谐振器32、34、36和38的这种群延迟特性的调节允许压电滤波器10的群延迟特性按需要调节。

在上面，多种尺寸的硅片62被预先压制处理，并按照尺寸分类。然后，将测量探针之类的装置连接到各个压电谐振器32、34、36和38，由此测量压电谐振器32、34、36和38的电特性。为此，虽然在图1中未示出，但是，必须考虑图案电极的安排设计压电谐振器32、34、36和38的基片。图案电极允许测各个量压电谐振器32、34、36和38。

对于各个压电谐振器32、34、36和38，根据测量的电特性，选出其尺寸允许提供所需电特性的硅片62。将具有选出的尺寸的硅片62粘附到压电谐振器32、34、36和38的上表面上。由此，根据电特性的调节，可以将压电滤波器10的群延迟特性控制在预定范围内。在对硅片62的选择步骤中，代替制备多种尺寸的硅片62，可以由大的硅片冲压出需尺寸的硅片62。

通过这种方式，使用上述调节方法允许提供具有高群延迟特性的压电滤波器10。还有，使用这种调节方法允许例如避免初步检查和周期性检测，由此允许改进制造程序。另外，使用这种硅片62不需要在它们粘附到压电谐振器32、34、36和38上后固化，由此允许避免了另外一个工艺步骤，  并且还允许防止由于加热而导致的特性的变化。

图6和7分别地示出了压电滤波器10在根据上述调节方法进行群延迟特性调节前后的特性。在调节前的压电滤波器中，如图6所示，发生群延迟波动。但是，在调节后的压电滤波器中，如图7所示，群延迟波动减小了，并且可以得到显示平滑的群延迟特性。通过这种方式，将柔软的硅片62粘附到压电谐振器32、34、36和38上，允许阻尼压电谐振器32、34、36和38的Qm特性，由此可以得到产生减小了的波动的压电谐振器32、34、36和38。

在本发明中，需要可以产生效果的成形材料具有最大杨氏模量为100MPa。

但是，较好地是使用杨氏模量面0.1到10MPa范围内的成形材料。在图7示出特性曲线的例子中，使用杨氏模量大约1MPa的硅片。但是，杨氏模量范围在0.1到10MPa范围内的成形材料产生基本上等效于图7所示的特性。杨氏模量大于100MPa的成形材料具有干扰压电谐振器32、34、36和38的振动的特性。为此，杨氏模量大于100MPa的成形材料不适合用于调节群延迟特性。

还有，可以制备具有预定尺寸的硅片62。在这种情况下，对用于压电滤波器10中的压电谐振器进行初步检查，以得到原来的群延迟特性的数据。根据由检查得到的数据，制备具有预定尺寸的硅片62，通过该尺寸的硅片62，将要在下面的步骤中制造的压电谐振器的群延迟特性确定为接近于所需的群延迟特性。然后，将各个制备的硅片62粘附到构成压电滤波器10的压电谐振器32、34、36和38，由此允许将压电滤波器10的群延迟特性控制在预定的范围内。

根据上述调节方法，和其中根据对各个压电谐振器32、34、36和38材料的电特性粘附硅片62的调节方法相比，精细的调节是困难的。但是，后面的调节方法用于改进压电滤波器10的群延迟特性。在这种调节方法中，硅片62在其粘附到压电谐振器32、34、36和38上后不需要固化。由此，这种调节方法不会由于加热引起特性的改变。为了使这种方法有效，需要硅片62具有非常合适的尺寸，该尺寸是根据压电谐振器32、34、36和38原来的特性周期性地测量的。

成形材料不需要是片状的，可以是另外的固化过的合成树脂材料中的一种，其中每一个都具有最大杨氏模量为100MPz。合成树脂材料包括氨基甲酸乙酯材料和硅材料，每一种的杨氏模量是100MPa或更小。使用这些材料中的一种，如图8所示，例如圆形的成形材料64粘附到压电谐振器32、34、36和38上。在这种情况下，成形材料64(它将粘附到各个压电谐振器32、34、36和38上)可以是两种类型中的一种。即，成形材料64可以是从相应于各个压电谐振器32、34、36和38原来的特性选出的，或是根据为知到各个压电谐振器32、34、36和38的原来特性而进行的初步检查的结果制备的。

在这些情况下，如图8所示，除了粘附到每一个压电谐振器32、34、36和38的中心部分上以外，可以对应于压电谐振器原来的特性的将成形材料64粘附到其多个部分。必然地，可以选择性地确定成形材料64的形状。例如，该形状可以是矩形或多边形。

如上所述，使用一种其杨氏模量为100MPa或更小的柔软的材料。还有，由于经过固化的成形材料具有特性使施加在压电谐振器32、34、36和38上的重量变化最小化，可以进行精确调节。

另外，由于粘附成形材料的部分是可以规格化的，故可以防止粘附到压电谐振器32、34、36和38的特性变坏的部分上；即，可以防止由成形材料引起特性的变坏。另外，上述材料在它们被粘附后不需要加热处理，由此防止了由于加热而使特性变坏。

本发明的上述方法不仅可以应用于上述的叠堆型的压电谐振器32、34、36和38，还可以应用于其中电极形成在单板状态的基体的两个表面上的压电谐振器。由此，可以将本发明的调节方法应用于各种类型的压电谐振器。

还有，成形材料所粘附的部分不限于压电谐振器的上表面，它可以是其相对的下表面。在这种情况下，必然地，在压电谐振器的外部电极与形成在绝缘基片上的图案电极之间必须制备电器连接部分。

如上所述，已经参照目前较好的实施例描述了本发明。但是，应该知道，本发明不限于上述实施例和修改。相反，本发明覆盖了包含在本发明的主旨和范围内的各种其它修改和等效的安排。

Claims (4)

1.一种压电谐振器的群延迟特性的调节方法，其特征在于，包含以下步骤：

准备步骤，用于准备多种尺寸的成形材料，每一个所述成形材料的最大杨氏模量为100MPa；

测量步骤，用于测量压电谐振器的原来的群延迟特性；

选择步骤，用于选择其尺寸适合于压电谐振器将所述测量步骤中测量到的原来的群延迟特性调节到所需的群延迟特性的成形材料；和

粘附步骤，用于将在所述选择步骤中选出的成形材料粘附到压电谐振器上。

2.一种调节压电谐振器群延迟特性的调节方法，其特征在于包含以下步骤：

测量步骤，作为对压电谐振器的测量群延迟特性的初步检查；

准备步骤，用于准备具有某个尺寸的成形材料，每一个所述成形材料具有最大杨氏模量为100MPa，并确定适合于进行调节，以便得到将在下面的步骤中制造的压电谐振器所需的群延迟特性；和

粘附步骤，用于将成形材料粘附到压电谐振器上。

3.如权利要求1和2中任一条所述的压电谐振器的群延迟特性的调节方法，其特征在于每一个成形材料是其一个表面上具有粘附部分的硅片。

4.如权利要求1和2中任一条所述的压电谐振器的群延迟特性的调节方法，其特征在于每一个成形材料都是经过固化的合成树脂材料。

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