CN2558087Y

CN2558087Y - 小型片式压电元件振子

Info

Publication number: CN2558087Y
Application number: CN 02217327
Authority: CN
Inventors: 王英强; 徐圣洲; 邓衍明
Original assignee: Zhejiang Jiakang Electronics Co ltd
Current assignee: Zhejiang Jiakang Electronics Co ltd
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2003-06-25
Anticipated expiration: 2012-05-10

Abstract

一种小型片式压电元件振子，包括压电陶瓷基片4、两个圆形振动电极1和两个引出电极3，两个圆形振动电极分处于压电陶瓷基片的两个主表面上的中部，两引出电极分处于压电陶瓷基片的两个主表面的边上相反的两侧，压电陶瓷基片的同一主表面上的圆形振动电极和引出电极电气相连。它还包括两个辅助电极2，分处于压电陶瓷基片的两个主表面上的圆形振动电极的旁边，且不与圆形振动电极电气相连。辅助电极与圆形振动电极之间形成分布电容，与相对面的引出电极之间形成平板电容，采用较小面积的圆形振动电极时就能有较大的静电容，有利于压电式元件的小型化，辅助电极能对基波起抑制作用，有利于制作更高频率的片式压电陶瓷谐振器。

Description

小型片式压电元件振子

(一)技术领域：

本实用新型涉及一种使用厚度伸缩振动模式的小型片式压电元件振子的结构。

(二)背景技术：

厚度伸缩振动模式的压电陶瓷谐振器的振子，是将压电陶瓷基片经垂直主表面极化，再在其上下主表面上制作圆形振动电极和引出电极。压电陶瓷谐振器作为频率基准元件时，一般工作在串联谐振频率和并联谐振频率之间，靠近并联谐振频率附近，电极的尺寸大小、基片的厚度和材料的介电系数决定了工作频率的数值。当需要工作在三次谐波时，还需通过选择材料和振子尺寸抑制基波。

(三)发明内容：

本实用新型旨在提出一种小型片式压电元件振子的改进结构，能减小压电式元件的尺寸，并且能使基波减小。

这种小型片式压电元件振子，包括压电陶瓷基片、两个圆形振动电极和两个引出电极，两个圆形振动电极分处于压电陶瓷基片的两个主表面上的中部，两引出电极分处于压电陶瓷基片的两个主表面的边上相反的两侧，处在压电陶瓷基片的同一主表面上的圆形振动电极和引出电极电气相连。它还包括两个辅助电极，两辅助电极分处于压电陶瓷基片的两个主表面上的圆形振动电极的旁边，且不与圆形振动电极电气相连。

这种小型片式压电元件振子由于增加了两个辅助电极，辅助电极与圆形振动电极之间形成分布电容，辅助电极与相对面的引出电极之间形成平板电容，采用较小面积的圆形振动电极就能有较大的静电容，满足压电陶瓷谐振器的工作频率要求，有利于压电式元件的小型化。此外，实验表明，增加了辅助电极后能对基波起抑制作用，而对三次谐波的影响不大，有利于制作更高频率的片式压电陶瓷谐振器。

(四)附图说明：

附图1为这种小型片式压电元件振子的结构图；

附图2为原有的片式压电元件振子的结构图；

附图3为片式压电元件振子的等效电路图；

附图4为小型片式压电元件振子的频率特性图。

(五)具体实施方式：

如图1所示，这种小型片式压电元件振子，包括压电陶瓷基片4、两个圆形振动电极1和两个引出电极3，两个圆形振动电极分处于压电陶瓷基片的两个主表面上的中部，两引出电极分处于压电陶瓷基片的两个主表面的边上相反的两侧，压电陶瓷基片的同一主表面上的圆形振动电极和引出电极电气相连。它还包括两个辅助电极2，两辅助电极分处于压电陶瓷基片的两个主表面上的圆形振动电极的旁边，且不与圆形振动电极电气相连。

如图2所示，原有的片式压电元件振子，包括压电陶瓷基片4、两个圆形振动电极1和两个引出电极3，两个圆形振动电极分处于压电陶瓷基片的两个主表面上的中部，两引出电极分处于压电陶瓷基片的两个主表面的边上相反的两侧，处在压电陶瓷基片的同一主表面上的圆形振动电极和引出电极电气相连。这种片式压电元件振子的等效电路如图3所示。图中C₀是静电容，主要取决于电极尺寸大小、基片厚度和材料的介电系数；C₁、L₁、R₁是基波的谐振支路，串联谐振基波频率

F_{r} = 1 / 2 π \sqrt{L_{1} C_{1}},

并联谐振基波频率

F_{a} = 1 / 2 π \sqrt{L_{1} C_{0} C_{1} / (C_{0} + C_{1})};

C₃、L₃、R₃是三次谐波的谐振支路，三次谐波的串联谐振频率

F_{r 3} = 1 / 2 π \sqrt{L_{3} C_{3}},

三次谐波的并联谐振频率

F_{a 3} = 1 / 2 π \sqrt{L_{3} C_{0} C_{3} / (C_{0} + C_{3})};

图中忽略了三次以上的高次谐波。压电陶瓷谐振器在作为频率基准元件时，一般工作在串联谐振频率和并联谐振频率之间，靠近并联谐振频率附近，所以C₀的大小影响压电陶瓷谐振器的工作频率和谐振曲线。

如图1所示，本实用新型在原有的振子中的两个圆形振动电极1旁边各设置了一个辅助电极2，辅助电极与相邻的圆形振动电极之间有分布电容C_d，辅助电极还有一定的面积，与另一面的引出电极相对，形成平板电容C_p，这两个电容在等效电路中是串联后再并联到C₀上，从而使较小的C₀就能满足振动频率的需要。也就是使用较小的圆形振动电极1就能得到所需的工作频率。圆形振动电极在压电陶瓷谐振器中所需的空腔也可减小，整个片式压电元件的尺寸也可缩小，例如，可使原来4mm×3mm的振子缩小到2.5mm×2mm，有利于小型化。

如图4所示，增加辅助电极后，可使振子尺寸小型化，基波5的形状从原来的虚线所示缩减为实线所示的形状，对基波起到很好的抑制作用，而三次谐波6的形状基本无变化，有利于制作更高频率的片式压电陶瓷谐振器。

如图1所示，这种小型片式压电元件振子的辅助电极2上与圆形振动电极1的顶部相对的边可以是圆弧形的，有利于增加分布电容C_d的数值。

这种小型片式压电元件振子的引出电极3处的压电陶瓷基片上还可以有一层银层作为银脚，以降低引出电极的电阻。

使用这种小型片式压电元件振子的压电陶瓷谐振器的制作方法为：选取合适的压电陶瓷材料，压制并烧成瓷片，研磨到特定频率要求的厚度，在两面印烧银脚，然后在两面蒸镀导电金属，加直流高压电极化，印抗腐蚀油墨保护振动电极、引出电极和辅助电极，用酸腐蚀出电极形状，清洗测试检验后得到振子大片，最后和盖板组装后切割，再在侧面制作金属化电极，即成为小型片式压电陶瓷谐振器。

Claims

1、一种小型片式压电元件振子，包括压电陶瓷基片(4)、两个圆形振动电极(1)和两个引出电极(3)，两个圆形振动电极分处于压电陶瓷基片的两个主表面上的中部，两引出电极分处于压电陶瓷基片的两个主表面的边上相反的两侧，处在压电陶瓷基片的同一主表面上的圆形振动电极和引出电极电气相连，其特征是它还包括两个辅助电极(2)，两辅助电极分处于压电陶瓷基片的两个主表面上的圆形振动电极的旁边，且不与圆形振动电极电气相连。

2、如权利要求1所述的小型片式压电元件振子，其特征是所述的辅助电极(2)上与圆形振动电极(1)的顶部相对的边为圆弧形。

3、如权利要求1或2所述的小型片式压电元件振子，其特征是所述的引出电极(3)处的压电陶瓷基片上还有一层银层。