DE10060138A1 - Piezoelektrischer Resonator und piezoelektrischer Oszillator - Google Patents

Piezoelektrischer Resonator und piezoelektrischer Oszillator

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DE10060138A1
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piezoelectric
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Kenichi Kotani
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

Ein piezoelektrischer Resonator (1) enthält ein piezoelektrisches Resonatorelement (2) und ein jeweils über und unter dem piezoelektrischen Resonatorelement (2) laminiertes erstes Außensubstrat (3) und zweites Außensubstrat (4). Dabei enthalten in diesem piezoelektrischen Resonator (1) das erste Außensubstrat (3) und das zweite Außensubstrat (4) jeweils ein wenigstens eine Innenelektrodenlage (10, 10A) aufweisendes Mehrlagensubstrat (Figur 1).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Resonator und einen piezoelektrischen Oszillator, die laminierte Außensubstrate haben, die über und unter einem piezoelektrischen Resonatorelement liegen, und insbesondere betrifft die Erfindung einen piezoelektrischen Resonator und einen piezoelektrischen Oszillator, die z. B. in einem Taktgenerator für Microcomputer einsetzbar sind.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Es wurden im Stand der Technik bereits durch Kombination eines piezoelektrischen Resonatorelements mit einem Kondensator aufgebaute piezoelektrische Resonatoren und piezoelektrische Oszillatoren mit eingebauter Lastkapazität vorgeschlagen. Beispielsweise wurden in dem japanischen Patent Nr. 2666295 piezoelektrische Bauteile beschrieben, wie sie in den beiliegenden Fig. 9A und 9B dargestellt sind. In einem piezoelektrischen Bauteil 101 sind Außensubstrate 103 und 104 jeweils oberhalb und unterhalb eines plattenförmigen piezoelektrischen Resonatorelements 102 laminiert. Das piezoelektrische Resonatorelement 102, das eine piezoelektrische Membran 105 und Anregungselektroden 106 und 107 enthält, stellt einen energieeinfangenden piezoelektrischen Resonator dar. Die Anregungselektroden 106 und 107 sind einander gegenüberliegend mit der dazwischen liegenden piezoelektrischen Membran 105 angeordnet. Die Anregungselektrode 106 ist zu einer Stirnfläche eines Laminatkörpers geführt, der die piezoelektrische Membran 105 und die Außensubstrate 103 und 104 enthält. Eine Außenelektrode 108 ist auf dieser Stirnfläche angebracht. Außerdem führt die Anregungselektrode 107 zur anderen Stirnfläche des Laminatkörpers und ist dort elektrisch mit einer auf dieser anderen Stirnfläche liegenden Außenelektrode 109 verbunden.
Die Außenelektroden 108 und 109 sind so angeordnet, dass sie nicht nur die Stirnflächen, sondern auch die Deckfläche, die beiden Seitenflächen und die Bodenfläche des Laminatkörpers bedecken. In der Mitte des Laminatkörpers liegt eine Außenelektrode 110 so, dass sie sich um die Deckfläche, die beiden Seitenflächen und die Bodenfläche des Laminatkörpers herum windet.
In dem piezoelektrischen Bauteil 101 sind Kondensatoren zwischen den Außenelektroden 108 und 110 und zwischen den Außenelektroden 109 und 110 gebildet.
Diese Kondensatoren erreichen unter Nutzung des oberen und unteren Außensubstrats 103 und 104 eine hohe Kapazität.
Im japanischen Patent Nr. 2839092, in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 4-192709, der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 5-18120 u. s. w. sind gehäuste mit einem Deckel versehene piezoelektrische Bauteile beschrieben, die durch Verbindung des piezoelektrischen Resonatorelements mit einem Gehäusesubstrat in oder auf dem ein Kondensator liegt, und anschließender Verbindung mit einem Deckel entstehen, der das piezoelektrische Resonatorelement einschließt.
In diesen gedeckelten piezoelektrischen Bauteilen enthält das Gehäusesubstrat, auf dem das piezoelektrische Resonatorelement montiert ist, ein mehrlagiges Substrat. Dieses mehrlagige Substrat bildet den Kondensator. D. h., dass der Kondensator in dem Gehäusesubstrat liegt und dadurch das piezoelektrische Bauteil, das durch die Kombination des piezoelektrischen Resonatorelements mit dem Kondensator entsteht, verkleinert ist.
In dem im japanischen Patent Nr. 2666295 beschriebenen piezoelektrischen Bauteil 101 werden die mit dem piezoelektrischen Resonatorelement 102 verbundenen Kondensatoren durch die Anordnung der jeweiligen Außensubstrate 103 und 104 jeweils über und unter dem piezoelektrischen Resonatorelement 102 gebildet. Dementsprechend lässt sich ein piezoelektrisches Bauteil mit verringerter Dicke herstellen.
Wenn man einen Kondensator hoher Kapazität erzielen möchte, muss man für die Außensubstrate 103 und 104 Keramiksubstrate mit hoher Dielektrizitätskonstanten verwenden. Derartige Keramiksubstrate haben eine geringe Biegefestigkeit und sind nur schwer in Form dünnwandiger Platten herzustellen. Dementsprechend müssen diese Außensubstrate 103 und 104 etwas verdickt sein. Dies verhindert wiederum, dass die Kondensatoren eine hohe Kapazität haben.
Wenn eine Konstruktion, bei der die Außensubstrate 103 und 104, die jeweils aus einem Keramiksubstrat mit hoher Dielektrizitätskonstanten bestehen und die jeweils oberhalb und unterhalb des piezoelektrischen Resonatorelements laminiert sind, erwünscht ist, wird der Laminatkörper auf einem adhäsiven Blatt fixiert und dann geschnitten. Jedoch können beim Schneiden des Laminatkörpers Splitter auftreten, da sich Keramiksubstrate mit hoher Dielektrizitätskonstanten nur schwer bearbeiten lassen.
Dies bedeutet, dass in einer Struktur, wie sie die Fig. 9A und 9B zeigen, bei der das piezoelektrische Bauteil 101 mit den jeweils oberhalb und unterhalb des piezoelektrischen Resonatorelements 102 laminierten Außensubstraten 103 und 104 versehen ist, ein Keramiksubstrat mit niedriger Dielektrizitätskonstanten, das sehr gut bearbeitbar ist, für eines der Außensubstrate 103 und 104 verwendet werden muss. Dies schließt Kondensatoren hoher Kapazität aus.
Andererseits wird in dem oben beschriebenen gehäusten piezoelektrischen Bauteil ein Deckel, z. B. ein Metalldeckel, mit der oberen Fläche des Gehäusesubstrats verbunden. Da das Gehäusesubstrat eine größere ebene Ausdehnung als die Kappe selbst hat, lässt sich ein solches piezoelektrisches Bauteil nur schwer verkleinern. Zusätzlich kann der Kondensator nicht im Deckel liegen und ist deshalb ausschließlich im Gehäusesubstrat aufgebaut. Deshalb lässt sich nur schwer eine hohe Kapazität dieses Kondensators verwirklichen. Da der Kondensator ausschließlich im Gehäusesubstrat gebildet sein muss, müssen auch die Abmessungen des Gehäusesubstrats dafür vergrößert werden.
Kurzfassung der Erfindung
Um die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu überwinden, sehen bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung einen piezoelektrischen Resonator vor, der Außensubstrate hat, die über und unter einem piezoelektrischen Resonatorelement laminiert sind. Da dieser Resonator miniaturisiert und verkürzt ist und einen Kondensator hoher Kapazität enthält, löst er die oben beschriebenen Probleme.
Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung erzielen einen piezoelektrischen Oszillator mit eingebauter Lastkapazität, wobei ein dreipoliger Kondensator hoher Kapazität mit dem miniaturisierten und verkürzten piezoelektrischen Resonatorelement verbunden ist.
Dazu enthält, gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung, ein piezoelektrischer Resonator ein piezoelektrisches Resonatorelement und ein erstes und zweites Außensubstrat, die jeweils über und unter dem piezoelektri­ schen Resonatorelement laminiert sind. In diesem piezo­ elektrischen Resonator enthalten das erste und zweite Außensubstrat jeweils ein Mehrlagensubstrat, das wenigsten eine Innenelektrodenlage hat.
In dem piezoelektrischen Resonator haben das erste und zweite Außensubstrat jeweils eine erste und zweite Innenelektrode, die mit einer dazwischenliegenden Substratmateriallage versehen sind und darin einen Kondensator bilden.
Das erste und zweite Außensubstrat enthalten jeweils in derselben Höhe ein Paar einer ersten und zweiten Innenelektrode und eine zur ersten und zweiten Innenelektrode durch eine Lage aus Substratmaterial beabstandete dritte Innenelektrode. In dem piezoelektrischen Resonator sind die Kondensatoren jeweils zwischen der ersten und dritten Innenelektrode und zwischen der zweiten und dritten Innenelektrode gebildet.
Alternativ sind in dem piezoelektrischen Resonator die erste Innenelektrode des ersten Außensubstrats und die erste Innenelektrode des zweiten Außensubstrats jeweils mit einem ersten elektrischen Potential und einem zweiten elektrischen Potential verbunden und die beiden zweiten Innenelektroden des ersten und zweiten Außensubstrats jeweils geerdet.
In dem piezoelektrische Resonator enthalten das erste und zweite Außensubstrat jeweils eine erste Substratmateriallage, die flüssig gesintert ist, und eine zweite Substratmateriallage, die bei der Sintertemperatur der ersten Substratmaterialien nicht gesintert ist.
Übereinstimmend mit einer zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist ein piezoelektrischer Oszillator mit eingebauter Lastkapazität erzielt, der ein plattenförmiges piezoelektrisches Resonatorelement und ein erstes und zweites Außensubstrat hat, die jeweils über und unter dem plattenförmigen piezoelektrischen Resonatorelement laminiert sind und einen mit dem plattenförmigen piezoelektrischen Resonatorelement verbundenen dreipoligen Kondensator bilden. In diesem piezoelektrischen Oszillator enthalten das erste und zweite Außensubstrat jeweils ein Mehrlagensubstrat, das wenigstens eine Innenelektrodenlage hat.
Der piezoelektrische Oszillator enthält außerdem eine Eingangselektrode, eine Ausgangselektrode und eine Erdelektrode, die auf der Oberfläche eines Laminatkörpers liegen, der durch Laminieren des plattenförmigen piezoelektrischen Resonatorelements mit dem ersten und zweiten Außensubstrat aufgebaut ist. In dem piezoelektrischen Oszillator sind die Eingangselektrode, die Ausgangselektrode und die Erdelektrode mit den entsprechenden Anschlüssen des durch das erste Außensubstrat und das zweite Außensubstrat gebildeten dreipoligen Kondensators verbunden.
In dem piezoelektrischen Oszillator enthalten das erste und zweite Außensubstrat jeweils ein Paar einer ersten und zweiten Innenelektrode, die in der selben Höhe liegen, und eine dritte von der ersten und zweiten Innenelektrode durch eine Lage aus Substratmaterial getrennte Innenelektrode. Die erste, zweite und dritte Innenelektrode sind jeweils mit der Eingangselektrode, der Ausgangselektrode und der Erdelektrode verbunden.
In dem piezoelektrischen Oszillator enthält das erste Außensubstrat eine erste mit der Eingangselektrode verbundene Innenelektrode und eine zweite Innenelektrode, die mit der ersten Innenelektrode durch eine Lage aus Substratmaterial gebildet und mit der Erdelektrode verbunden ist, und das zweite Außensubstrat enthält eine dritte mit der Ausgangselektrode verbundene Innenelektrode und eine vierte Innenelektrode, die von der dritten Innenelektrode durch eine dazwischen liegende Lage aus Substratmaterial getrennt und mit der Erdelektrode verbunden ist.
In dem piezoelektrischen Oszillator liegt keine Elektrode auf der oberen Fläche jedes Außensubstrats.
In dem piezoelektrischen Oszillator enthalten das erste und zweite Außensubstrat jeweils eine erste flüssiggesinterte Substratmateriallage und eine zweite Substratmateriallage, die bei der Sintertemperatur der ersten Substratmateriallage nicht gesintert ist.
Die nachstehende, detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, erläutert noch deutlicher andere Merkmale, Elemente, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1A zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen einer ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung entsprechenden piezoelektrischen Oszillator.
Fig. 1B zeigt perspektivisch die Außenansicht des in Fig. 1A dargestellten piezoelektrischen Oszillators.
Fig. 2 zeigt den in den Fig. 1A und 1B dargestellten piezoelektrischen Oszillator in perspektivischer Explosionsdarstellung.
Fig. 3 veranschaulicht in perspektivischer Explosions­ darstellung die Konstruktion eines Außensubstrats des in den Fig. 1A und 1B dargestellten piezoelektrischen Oszillators.
Fig. 4 zeigt perspektivisch die Außenansicht eines einem modifizierten Beispiel der ersten bevorzugten Ausführungsform entsprechenden piezoelektrischen Oszillators.
Fig. 5 zeigt perspektivisch die Außenansicht eines einem anderen modifizierten Beispiel der ersten bevorzugten Ausführungsform entsprechenden piezoelektrischen Oszillators.
Die Fig. 6A und 6B zeigen in perspektivischer Explosionsdarstellung jeweils ein erstes und zweites Außensubstrat, das in einem einer zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung entsprechenden piezoelektrischen Oszillator verwendet wird.
Fig. 7 zeigt in perspektivischer Explosionsdartellung die Konstruktion eines Außensubstrats eines einer dritten bevorzugten Ausführungsform entsprechenden piezoelektrischen Oszillators.
Die Fig. 8A bis 8D sind schematische Querschnitte, die modifizierte Beispiele eines der dritten bevorzugten Ausführungsform entsprechenden piezoelektrischen Oszillators veranschaulichen.
Fig. 9A zeigt im Querschnitt ein bekanntes piezoelektrisches Bauteil, und
Fig. 9B ist eine perspektivische Darstellung des in Fig. 9A gezeigten, bekannten piezoelektrischen Bauteils.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Fig. 1A und 1B zeigen jeweils im Querschnitt und in perspektivischer Außenansicht einen piezoelektrischen Oszillator mit eingebauter Lastkapazität gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung.
Ein piezoelektrischer Oszillator 1 enthält ein plattenförmiges, piezoelektrisches Resonatorelement 2 und ein erstes und zweites Außensubstrat 3 und 4. Die Außensubstrate 3 und 4 sind über und unter dem piezoelektrischen Resonatorelement 2 laminiert.
Wie die perspektivische Explosionsansicht in Fig. 2 zeigt, ist das piezoelektrische Resonatorelement 2 unter Verwendung einer im wesentlichen rechtwinkligen piezoelektrischen Membran 5 konstruiert. Eine Anregungselektrode 6 liegt auf der Oberseite der piezoelektrischen Membran 5 und eine Anregungselektrode 7 auf der Bodenseite desselben (Fig. 1A).
Die Anregungselektroden 6 und 7 liegen einander in der Mitte der dazwischenliegenden piezoelektrischen Membran 5 gegenüber und bilden mit der Membran ein energieeinfangendes piezoelektrisches Resonatorbauteil. Die piezoelektrische Membran 5 besteht aus piezoelektrischer Keramik, wie z. B. aus Keramik der Bleizirkonattitanatgruppe oder aus einem piezoelektrischen Einkristall. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform besteht die piezoelektrische Membran 5 aus Keramiken aus der Bleizirkonattitanatgruppe. Die Membran 5 ist in ihrer Dickenrichtung einer Polarisationsbehandlung unterworfen worden. Dementsprechend ist in dem piezoelektrischen Resonatorelement 2 ein energieeinfangendes piezoelektrisches Resonatorbauteil konstruiert, das in einem Dicken-Längs-Vibrationsmodus vibriert.
Die Anregungselektrode 6 führt zu einer Stirnfläche eines Laminatkörpers, der durch Laminieren des piezoelektrischen Resonatorelements 2 mit den Außensubstraten 3 und 4 aufgebaut ist, und die Außenelektrode 7 führt zur anderen Stirnfläche des Laminatkörpers. Die Anregungselektrode 6 ist mit der auf der Oberseite der piezoelektrischen Membran 5 liegenden Verbindungselektrode 6a verbunden, die bis zu den beiden Seitenkanten der Membran 5 reicht. Die Seitenkanten bezeichnen hier die Außenkanten der Membran 5, die sich in der Richtung erstrecken, die die beiden Stirnseiten des Laminatkörpers verbindet. Die Anregungselektrode 7 ist mit einer anderen (hier nicht gezeigten) Verbindungselektrode verbunden, die auf der Bodenseite so vorgesehen ist, dass sie bis zu den beiden Seitenflächen reicht.
Die Außensubstrate 3 und 4 bilden jeweils ein Mehrlagen­ substrat. In der hier bevorzugten Ausführungsform hat das Außensubstrat 3 eine erste und zweite Innenelektrode 8 und 9, die darin im selben Höhenniveau liegen. Genauer liegt in der hier bevorzugten Ausführungsform eine dritte Innenelektrode 10 über dem piezoelektrischen Element 2 so, dass sie die erste und zweite Innenelektrode 8 und 9 mit einer Zwischenlage aus Substratmaterial überlappt. Die dritte Innenelektrode 10 überlappt die erste und zweite Innenelektrode nicht in Dickenrichtung.
Die in Fig. 3 gezeigte perspektivische Explosionsansicht zeigt, dass die erste und zweite Innenelektrode 8 und 9 jeweils Leitungsabschnitte 8a und 9a haben und dass sich diese Leitungsabschnitte 8a und 9a bis zu den Seitenflächen des Laminatkörpers erstrecken. Die dritte Innenelektrode 10 enthält einen Leitungsabschnitt 10a, der ebenfalls bis zur Seitenfläche des Laminatkörpers geht.
Gemäß Fig. 1 ist in einer Hauptfläche des Außensubstrats 3, die die auf das piezoelektrische Resonatorelement zu laminierende Fläche bildet, ein konkaver Abschnitt 3a enthalten. Der konkave Abschnitt 3a definiert einen Zwischenraum, so dass die Vibration eines vibrierenden Teils des piezoelektrischen Resonatorelements 2 nicht behindert wird.
Gemäß Fig. 3 erhält man das Außensubstrat 3 durch Laminieren mehrerer Lagen 3b bis 3e aus Substratmaterial zusammen mit den entsprechenden dazwischen liegenden Innenelektroden 8 und 9 durch gleichförmiges Sintern dieser Lagen. D. h., dass das Außensubstrat einfach mit einem bekannten Herstellungs­ verfahren als Mehrlagensubstrat herstellbar ist.
Das zweite Außensubstrat 4 ist in derselben Weise konstruiert wie das erste Außensubstrat 3. D. h., dass das zweite Außensubstrat 4 die erste, zweite und dritte Innenelektrode 8A, 9A und 10A enthält. In einer auf das piezoelektrische Resonatorelement 2 zu laminierenden Hauptfläche des zweiten Außensubstrats 4 ist ein konkaver Abschnitt 4a gebildet.
Die mit Erde verbundenen Innenelektroden 10 und 10A sind auf der Seite des piezoelektrischen Resonatorelements 2 gebildet, was bedeutet, dass das piezoelektrische Resonatorelement 2 zwischen ihnen liegt.
Nachdem die Außensubstrate 3 und 4 auf das piezoelektrische Resonatorelement 2 laminiert worden sind, werden die Außenelektroden 11, 12 und 13, die jeweils eine Eingangselektrode, eine Ausgangselektrode und eine Erdelektrode bilden, auf der Oberfläche des piezoelektrischen Oszillators 1 gebildet. Die Eingangselektrode 11, die Ausgangselektrode 12 und die Erdelektrode 13 werden durch Bedampfen, Plattieren oder Sputtern eines leitenden Materials oder durch Überziehen eines leitenden Materials mit einer leitenden Paste und anschließendes Aushärten gebildet.
Die hier bevorzugte Ausführungsform bildet einen dreipoligen piezoelektrischen Oszillator, bei dem die Eingangselektrode 11, die Ausgangselektrode 12 und die Erdelektrode 13 jeweils Außenelektroden sind. Das bedeutet, dass die ersten Innenelektroden 8 und 8A elektrisch mit der Eingangselektrode 11 an den Seitenflächen des Laminatkörpers, die zweiten Innenelektroden 9 und 9A elektrisch mit der Ausgangselektrode 12 an den Seitenflächen des Laminatkörpers und die dritten Innenelektroden 10 und 10A ebenfalls an den Seitenflächen des Laminatkörpers elektrisch mit der Erdelektrode 13 verbunden sind.
Die Anregungselektroden 6 und 7 des piezoelektrischen Resonatorelements 2 sind elektrisch jeweils mit der Eingangselektrode 11 und der Ausgangselektrode 12 verbunden. Deshalb liegt zwischen der Eingangselektrode 11 und der Erdelektrode 13 ein Kondensator, der die erste Innenelektrode 8 und die dritte Innenelektrode 10 enthält, sowie ein Kondensator, der die erste Innenelektrode 8A und die dritte, dazwischen liegende Innenelektrode 10A enthält, und diese Kondensatoren sind miteinander parallelgeschaltet. Zwischen der Außenelektrode 12 und der Erdelektrode 13 liegt ein Kondensator, der die zweite Innenelektrode 9 und die dritte Innenelektrode 10 enthält, und ein Kondensator, der die zweite Innenelektrode 9A und die dazwischen liegende dritte Innenelektrode 10A enthält und diese Kondensatoren sind miteinander parallelgeschaltet.
Da das erste und zweite Außensubstrat 3 und 4 jeweils als Mehrlagensubstrat und die beschriebenen Kondensatoren in jedem dieser Außensubstrate 3 und 4 gebildet sind, erhält man einen piezoelektrischen Oszillator 1 mit eingebauter hoher Lastkapazität.
Da außerdem der piezoelektrische Oszillator 1 eine Struktur hat, bei der plattenförmige Außensubstrate 3 und 4 über und unter dem piezoelektrischen Resonatorelement 2 laminiert sind, und die Eingangselektrode 11, die Ausgangselektrode 12 und die Erdelektrode vertikal symmetrisch sind, ist der piezoelektrische Oszillator 1 ungerichtet. Deshalb kann der piezoelektrische Oszillator 1 leicht und einfach auf der Oberfläche einer gedruckten Schaltungsplatte montiert werden.
Da der piezoelektrische Oszillator 1 eine Konstruktion hat, bei der die plattenförmigen piezoelektrischen Außensubstrate 3 und 4 jeweils über und unter dem piezoelektrischen Resonatorelement 2 laminiert sind, lässt er sich im Vergleich mit einem mit einem Deckel versehenen piezoelektrischen Bauteil einfach verkürzen. Zusätzlich kann seine Größe weiterhin verringert werden.
Da durch die vorgesehene wenigstens eine Innenelektrodenlage ein Kondensator entsteht, lässt sich ein solcher Kondensator leicht mit hoher Kapazität bilden. Deshalb kann für die Außensubstrate 3 und 4 Keramik mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten, wie z. B. Aluminiumoxid oder Magnesiumtitanat verwendet werden.
Da somit für die Außenelektroden kein schwer bearbeitbares dielektrisches Material mit hoher Dielektrizitätskonstanten nötig ist, sind die Außensubstrate jeweils ausgezeichnet bearbeitbar. D. h., dass beim Schneiden eines derartigen piezoelektrischen Oszillators mit eingebauter Lastkapazität von einem Mutterlaminatkörper keine Splitter und andere Fehler auftreten.
Wenn z. B. der chipartige piezoelektrische Oszillator 1 in ebener Abmessung einer Fläche von etwa 2,5 × 2,0 mm hat, lässt sich trotz der Ausbildung der Außensubstrate 3 und 4 aus der Magnesiumtitanat-Keramikgruppe, deren relative Dielektrizitätskonstante annähernd 20 beträgt, eine Kapazität von annähernd 20 pF in einer Lage des Außensubstrats erzielen, in der die Dicke der zwischen den Innenelektroden liegenden Keramiklage annähernd 7 µm und die Überlappungsfläche dieser Elektroden etwa 0,8 mm2 betragen.
In dem in Fig. 9 gezeigten bekannten piezoelektrischen Bauteil lässt sich, wenn dieses piezoelektrische Bauteil mit denselben Abmessungen wie das oben beschriebene Bauteil hergestellt wird, eine Kapazität von höchsten 15 pF erzielen, selbst dann, wenn die Außensubstrate aus Keramik der Bleitzirkonattitanat-Gruppe aufgebaut sind, die eine hohe Dielektrizitätskonstante (relative Dielektrizitätskonstante annäherend 200) hat. D. h., dass aus den Gründen der oben beschriebenen Bearbeitbarkeit nur eines der Außensubstrate aus der Keramik mit hoher Dielektrizitätskonstanten hergestellt wird. Dementsprechend erreicht das geschilderte bekannte piezoelektrische Bauteil, wenn es mit denselben Maßen hersgestellt wird, wie der piezoelektrische Oszillator 1 der hier bevorzugten Ausführungsform, nicht die hohe Kapazität wie der hier bevorzugte piezoelektrische Oszillator 1.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform werden die Innenelektroden 8 bis 10 und 8A bis 10A gleichzeitig zusammen mit dem die Außenelektroden 3 und 4 bildenden Keramikstoff gesintert. Die Eingangselektrode 11, die Ausgangselektrode 12 und die Erdelektrode 13 werden gleichzeitig zusammen mit dem Keramikmaterial nach Beschichtung des Laminatkörpers mit einer leitenden Paste gesintert. Alternativ können die Eingangselektrode 11, die Ausgangselektrode 12 und die Erdelektrode 13 auch separat nach der Herstellung des Laminatkörpers gebildet werden.
In der hier bevorzugten Ausführungsform lässt sich, auch wenn die Außensubstrate 3 und 4 aus einer Keramik mit niedriger relativer Dielektrizitätskonstanten hergestellt sind, die Kapazität beträchtlich erhöhen. Demgemäß werden die Außensubstrate 3 und 4 aus einer Keramik gebildet, deren Biegefestigkeit hoch ist und bei der kaum ein Absplittern und andere Fehler auftreten. Dies gestattet, dass die Außensubstrate 3 und 4 eine sehr dünne Wandstärke haben können, wodurch die eingebaute Lastkapazität des piezoelektrischen Oszillators mit einer derartigen dünnwandigen Konstruktion beträchtlich erhöht ist.
Außerdem ist die mechanische Festigkeit der Außensubstrate 3 und 4 beträchtlich erhöht, so dass eine weitere Verdünnung der Substrate 3 und 4 möglich ist, da die Innenelektroden 8 bis 10 und 8A bis 10A in die Außensubstrate 3 und 4 eingebettet sind.
Alternativ kann eine mit keiner der Elektroden 11 bis 13 verbundene Scheinelektrode eingebettet sein, so dass die mechanische Stärke der Außensubstrate 3 und 4 noch mehr gesteigert ist.
In dem anfänglich beschriebenen herkömmlichen Beispiel treten häufig bei den Außensubstraten Verwerfungen auf, die ein Brechen oder Absplittern verursachen. Wenn jedoch die Innenelektroden 8 bis 10 und 8A bis 10A so angeordnet sind, wie bei der hier bevorzugten Ausführungsform des piezoelektrischen Oszillators, sind Verwerfungen der Substrate ziemlich selten. D. h., dass sich eine Verwerfung der Substrate verhindern lässt, wenn man die Innenelektroden, wie bei der hier bevorzugten Ausführungsform, so anordnet, dass sie den Außenelektroden mit einer dazwischenliegenden Keramiklage gegenüberliegen.
In dem der ersten bevorzugten Ausführungsform entsprechenden piezoelektrischen Oszillator 1 enthält jedes der Außensubstrate 3 und 4 den elektrisch zwischen der Eingangselektrode 11 und der Erdelektrode 13 liegenden Kondensator und den elektrisch zwischen der Ausgangselektrode 12 und der Erdelektrode 13 liegenden Kondensator. Deshalb sind die entsprechenden Kondensatoren, auch wenn eine Verbindungsunterbrechung unter den Elektroden 11 bis 13 in einem der Außensubstrate auftreten würde, sicher elektrisch mit der Eingangselektrode 11 und der Erdelektrode 13 einerseits und mit der Ausgangselektrode 12 und der Erdelektrode 13 andererseits verbunden, solange die elektrische Verbindung in dem anderen Außensubstrat sichergestellt ist. Wenn die oben beschriebene Schwierigkeit in einem der Außensubstrate 3 oder 4 auftreten würde, ist deshalb die Wahrscheinlichkeit, dass ein schwerwiegender Ausfall, wie z. B. ein Schwinungsstop oder eine Behinderung desselben auftreten könnte, beträchtlich kleiner.
In der ersten bevorzugten Ausführungsform haben die Außensubstrate 3 und 4 bevorzugt dieselbe Innenelektroden­ konstruktion. Jedoch können die Außensubstrate 3 und 4 hinsichtlich der Anzahl der laminierten Innenelektroden, der Dicke der Keramiklage zwischen den Innenelektroden und anderen Aspekten unterschiedlich sein.
Obwohl bei der ersten bevorzugten Ausführungsform die Anzahl der kapazitätsbildenden Keramiklagen zwischen den Innenelektroden Eins ist, lässt sich eine hohe Kapazität mit mehr als einer Keramiklage durch Laminieren von mehr als zwei Innenelektroden erzielen.
Die Fig. 4 und 5 zeigen jeweils perspektivisch veränderte Beispiele des der ersten bevorzugten Ausführungsform entsprechenden piezoelektrischen Oszillators. In einem in Fig. 4 gezeigten modifizierten Beispiel eines piezoelektrischen Oszillators 21 sind die Eingangselektrode 11, die Ausgangselektrode 12 und die Erdelektrode 13 um die Deckfläche, die beiden Seitenflächen und die Bodenfläche des die Außensubstrate 3 und 4 und das piezoelektrische Resonatorelement 2 enthaltenden Laminatkörpers herum gewunden. Somit sind die Außenelektroden 11 bis 13 um den Umfang des Laminatkörpers herum gebildet.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten piezoelektrischen Oszillator 22 sind die Außenelektroden 11 bis 13 so angeordnet, dass sie nicht die Deckfläche des Laminatkörpers erreichen. Jedoch liegen die Außenelektroden 11 bis 13 so, dass sie die Bodenfläche und die beiden Seitenflächen des Laminatkörpers erreichen, was jedoch in Fig. 5 nicht klar ersichtlich ist. Wenn die Eingangselektrode 11, die Ausgangselektrode 12 und die Erdelektrode 13 so angeordnet sind, dass keine Elektrode auf der Deckfläche liegt, erhält man einen piezoelektrischen Oszillator ohne Elektroden auf der Deckfläche.
Deshalb kann, wenn der piezoelektrische Oszillator 1 auf einer gedruckten Schaltungsplatte oder einem anderen geeigneten Substrat montiert wird, ein weiteres elektronisches Bauteil auf der Deckfläche des piezo­ elektrischen Oszillators 1 angeordnet werden. Zusätzlich verhindert diese Konstruktion einen Kurzschluss zwischen der anderen Komponente und dem Oszillator 1.
Wie die in den Fig. 4 und 5 gezeigten modifizierten Beispiele klar zeigen, lassen sich, da in diesem piezoelektrischen Oszillator 1 die Kapazitäten innerhalb der Außensubstrate 3 und 4 liegen, die Formen der Außenelektroden 11 bis 13 verändern.
Die Fig. 6A und 6B veranschaulichen in perspektivischer Explosionsdarstellungen entsprechende Konstruktionen des ersten und zweiten Außensubstrats einer zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung. Die Außensubstrate in Figur. 6A und 6B entsprechen jeweils dem oberen Abschnitt und unteren Abschnitt der perspektivischen Explosionsdarstellung in Fig. 3.
Wie die Fig. 6A zeigt, sind in einem ersten Außensubstrat 23 eine erste Innenelektrode 24 und eine zweite Innenelektrode 25 mit einer dazwischenliegenden Keramiklage 26 laminiert. Außer der Keramiklage 26 enthält das erste Außensubstrat 23 weitere Keramiklagen 27, 28 und 29. In derselben Weise wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform definieren die Außenelektroden 11 bis 13 jeweils die Eingangselektrode, die Ausgangselektrode und die Erdelektrode.
In dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform enthält die erste Innenelektrode 24 einen Leitungsteil 24a, der zu einer Seitenfläche des Laminatkörpers geführt ist. Demgemäß ist die erste Innenelektrode 24 elektrisch mit Abschnitten der Seitenflächen des Außensubstrats der Eingangselektrode 11 verbunden (die Eingangselektrode 11 ist bevorzugt in derselben Weise aufgebaut wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung).
Die zweite Innenelektrode 25 ist so angeordnet, dass sie die erste Innenelektrode 24 über die dazwischenliegende Keramiklage 26 überlappt, die eine Substratmateriallage ist. Die zweite Innenelektrode 25 enthält einen Leitungsabschnitt 25a. Der Leitungsabschnitt 25a erstreckt sich bis zur annähernd mittleren Position des Laminatkörpers, wodurch die zweite Innenelektrode 25 elektrisch mit Abschnitten der Seitenflächen des Außensubstrats der Erdelektrode 13 verbunden ist (die Erdelektrode 13 ist, obwohl dies nicht dargestellt ist, bevorzugt in derselben Weise gestaltet wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform). Folglich liegt in dem ersten Außensubstrat 23 ein die erste und zweite Innenelektrode 24 und 25 enthaltender Kondensator elektrisch zwischen der Eingangselektrode 11 und der Erdelektrode 13. Die erste und zweite Innenelektrode 24 und 25 sind nicht unbedingt so aufgebaut, dass sie sich in Dickenrichtung überlappen.
Gemäß Fig. 6B sind in dem zweiten Außensubstrat 31 eine dritte und vierte Innenelektrode 32 und 33 mit einer dazwischenliegenden Keramiklage 34 laminiert. Die dritte Innenelektrode 32 enthält einen Leitungsabschnitt 32a, der bis in die Nähe einer Stirnfläche des Laminatkörpers in einer Seitenfläche desselben führt, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der dritten Innenelektrode 32 und der Ausgangselektrode 12 hergestellt ist. Die vierte Innenelektrode 33 enthält einen Leitungsabschnitt 33a, der sich ungefähr bis zur Mitte der Seitenfläche erstreckt, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der vierten Innenelektrode 33 und der Erdelektrode 13 hergestellt ist.
Deshalb liegt in dem zweiten Außensubstrat 31 ein Kondensator, der elektrisch mit der Ausgangselektrode 12 und der Erdelektrode 13 verbunden ist. Die dritte und vierte Innenelektrode 32 und 33 sind nicht notwendigerweise so aufgebaut, dass sie sich in Dickenrichtung überlappen.
In der zweiten bevorzugten Ausführungsform liegt der mit der Eingangselektrode 11 und der Erdelektrode 13 verbundene Kondensator im ersten Außensubstrat 23 und der mit der Augangselektrode 5 und der Innenelektrode 13 in Verbindung stehende Kondensator im zweiten Außensubstrat 31. Auf diese Weise sind die Kondensatoren verteilt zwischen dem ersten und zweiten Außensubstrat 23 und 31. In diesem Fall ist die erzielte Kapazität stark erhöht, wie sich ohne weiteres aus Fig. 6 ergibt, da die Außenelektroden 24, 25, 32 und 33 so liegen, dass ihre Fläche im wesentlichen die gesamte Fläche der Außensubstrate 23 und 31 bedeckt.
Außerdem lässt sich in der zweiten bevorzugten Ausführungs­ form die Kapazität durch die Erhöhung der Anzahl der Lagen der ersten und zweiten Innenelektrode 24 und 25 und der dritten und vierten Innenelektrode 32 und 33 noch mehr steigern.
Der der zweiten bevorzugten Ausführungsform entsprechende piezoelektrische Oszillator unterscheidet sich von dem gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform in der Struktur der Außensubstrate 23 und 31. Deshalb erzielt in derselben Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform die zweite bevorzugte Ausführungsform einen piezoelektrischen Oszillator mit eingebauter Lastkapazität, der verkürzt und miniaturisiert und bei dem die eingebaute Lastkapazität beträchtlich gesteigert ist.
In dem der zweiten bevorzugten Ausführungsform entsprechenden piezoelektrischen Oszillator korrespondieren die Innenelektroden 32 und 33 jeweils mit der ersten und zweiten Innenelektrode der ersten bevorzugten Ausführungsform.
Fig. 7 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die die Konstruktion eines unteren Außensubstrats eines einer dritten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung entsprechenden piezoelektrischen Oszillators veranschaulicht.
Abgesehen von der ein Außensubstrat 41 bildenden Substratmateriallage hat der der dritten bevorzugten Ausführungsform entsprechende piezoelektrische Oszillator, bevorzugt dieselbe Konstruktion wie der der ersten bevorzugten Ausführungsform entsprechende piezoelektrische Oszillator 1.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, liegen die erste Innenelektrode 8A und die zweite Innenelektrode 9A im selben Höhenniveau, in der gleichen Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform. Die dritte Innenelektrode 10A ist so angeordnet, dass sie die Innenelektroden 8A und 9A über eine dazwischen liegende Keramiklage 43 überlappt. Diese Innenelektroden 8A bis 10A, die Eingangselektrode 11, die Ausgangselektrode 12 und die Erdelektrode 13 sind in derselben Weise aufgebaut wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform.
Dies bedeutet, dass das Außensubstrat 41 eine erste Substratmateriallage 42, die ein flüssiggesintertes Keramikmaterial enthält, und eine zweite Substratmateriallage 42 hat, die ein nicht bei der Sintertemperatur der ersten Substratmateriallage 42 gesintertes Keramikmaterial enthält. Die erste und zweite Substratmateriallage 42 und 43 werden abwechselnd laminiert.
Die erste Substratmateriallage ist unter Verwendung beispielsweise von Glas oder Glaskeramik hergestellt. Insbesondere wird zu ihrer Herstellung kristallisiertes Glas, wie z. B. Kristallglas aus der Anorthitgruppe, Kristallglas aus der Forsteritgruppe, Kristallglas aus der Cordieritgruppe oder Kristallglas aus der Celsiangruppe oder unkristallisiertes Glas, wie aus der SiO2-MgO-Al2O3-Gruppe, der SiO2-Al2O-Gruppe, der SiO2-Al2O3-CaO-Gruppe, der SiO2- Al2O3-BaO-Gruppe oder SiO2-CaO-Gruppe.
Die zweite Substratmateriallage, die bei der Sintertemperatur der ersten Substratmateriallage nicht gesintert ist, ist unter Verwendung eines anorganischen Festkörperpulvers mit hohem Schmelzpunkt hergestellt. Al2O3, BaTO3, ZrO2 oder Mullit oder eine Mischung derselben dient als anorganisches Festkörperpulver.
Solange jedoch die zweite Substratmateriallage einen ausreichend höheren Erweichungspunkt als die erste Substratmateriallage hat, die flüssig gesintert wird, und solange sie bei der Sintertemperatur der ersten Substratmateriallage nicht sintert, kann nicht nur das anorganische Festkörperpulver, sondern auch das glasartige Material verwendet werden.
In der dritten bevorzugten Ausführungsform sind die erste Materiallage 42 und die zweite Substratmateriallage 43 abwechselnd laminiert. Die erste Substratmateriallage sintert normalerweise zwischen etwa 800°C und etwa 1000°C. In diesem Fall dringt, da das Material der zweiten Substratlage nicht gesintert ist, das Material, das die ersten Materiallage bildet, in die zweite Substratmateriallage, wodurch schließlich ein Substrat als ein einstückiges Mehrlagensubstrat hergestellt wird, während das anorganische Festkörperpulver oder ein anderes, die zweite Substratmateriallage bildendes, geeignetes Material ungesintert bleiben. Da die Schrumpfung der ersten Substratmateriallage bei der Sinterung durch die zweite Substratmateriallage verhindert wird, tritt beim Sintern kaum ein Schrumpfen in einer parallel zur Hauptfläche des Mehrlagensubstrats liegenden Fläche auf. Deshalb ist die Maßhaltigkeit des Mehrlagensubstrats stark verbessert.
In der hier bevorzugten Ausführungsform werden die erste Substratmateriallage 42 und die zweite Substratmateriallage 43 abwechselnd so laminiert, dass die zweite Substratmateriallage verhindert, dass die erste Substratmateriallage beim Sintern schrumpft. Allerdings sind diese Lagen nicht notwendigerweise abwechselnd laminiert. Zusätzlich ist in dieser bevorzugten Ausführungsform die erste Substratmateriallage zwischen den Innenelektroden 8A und 9A und der Innenelektrode 10A vorgesehen, wodurch die erste Substratmateriallage eine Kapazität bildet. Jedoch kann auch durch die zweite Substratmateriallage eine Kapazität gebildet werden.
Obwohl in Fig. 7 nur das untere Außensubstrat 41 gezeigt ist, ist das erste Außensubstrat, anders gesagt das obere Außensubstrat, in derselben Weise aufgebaut.
Deshalb ist in dem der dritten bevorzugten Ausführungsform entsprechenden piezoelektrischen Oszillator das Außensubstrat in der oben beschriebenen Weise hochgenau konstruiert. Weiterhin verstärkt die Konstruktion mit den abwechselnd übereinander laminierten ersten und zweiten Substratmateriallagen die Festigkeit des Außensubstrats beträchtlich. Während das bekannte Außensubstrat, das Keramik aus der Bariumtitanatgruppe, und das bekannte dielektrische Substrat, das Keramik aus der Magnesiumtitanatgruppe verwendet, jeweils Biegefestigkeiten von etwa 800 bis 1000 kg/cm2 bzw. von 1000 bis 1500 kg/cm2 haben, hat das Außensubstrat 41 eine Biegefestigkeit von etwa 2000 kg/cm2 oder darüber, wenn die Dicke desselben im wesentlichen die gleiche ist wie bei dem bekannten Außensubstrat. Deshalb lässt sich ein Außensubstrat mit beträchtlich gesteigerter mechanischer Festigkeit und Genauigkeit herstellen. Dies gestattet wiederum eine Dickenverringerung des Außensubstrats. Deshalb ist der so hergestellte piezoelektrische Oszillators hinsichtlich seiner Miniaturisierung und Verkürzung noch verbessert.
Da bei dem durch Laminieren der ersten und zweiten Substratmateriallagen aufgebauten Außensubstrat 41 die Sintertemperatur zwischen etwa 800°C und etwa 1000°C liegt und niedriger ist als bei einem bekannten dielektrischen Keramiksubstrat, bei dem sie zwischen etwa 1200°C und etwa 1300°C liegt, sind die Sinterkosten und die Herstellungskosten des piezoelektrischen Oszillators beträchtlich verringert.
In der dritten bevorzugten Ausführungsform reicht, obwohl mehrere der ersten Substratmateriallagen 42 und der zweiten Substratmateriallagen 43 in den Außensubstraten abwechselnd laminiert sind, mindestens eine Lage derselben aus. Z. B. kann, wie Fig. 8A zeigt, in dem Außensubstrat 41A, in dem eine einzelne erste Substratmateriallage 42 als Zwischenlage zwischen den Innenelektroden 8A und 9A und der Innenelektrode 10A vorgesehen ist, die zweite Substratmateriallage 43 über und unter der ersten Substratmateriallage 42 liegen.
Gegensätzlich dazu können, wie in Fig. 8B gezeigt, dadurch dass man die zweite Substratmateriallage 43 zwischen den Innenelektroden 8A und 9A und der Innenelektrode 10A vorsieht, die ersten Substratmateriallagen 42 über und unter der zweiten Substratmateriallage 43 vorgesehen sein.
Alternativ kann, wie Fig. 8B zeigt, die zweite Substratmateriallage 43 zwischen den Innenelektroden 8A und 9A und der Innenelektrode 10A, ein weiteres Innenelektroden­ paar 8A und 9A oberhalb der Innenelektrode 10A, die zweite Substratmateriallage 43 zwischen dem weiteren Innenelektrodenpaar 8A und 9A und der Innenelektrode 10A und die ersten Materiallagen 42, 42 jeweils in dem oberen und unteren Abschnitt des Außensubstrats laminiert sein.
Gemäß Fig. 8D sind die ersten Substratmateriallagen 42, 42 jeweils am obersten und untersten Abschnitt des in Fig. 8A gezeigten Außensubstrats laminiert.
Die Innenelektroden 8A, 9A und 10A werden gleichzeitig zusammen mit den ersten beiden Substratmateriallagen 42 und 43, die das Außensubstrat bilden, gesintert. In derselben Weise wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform können die Innenelektrode, die Außenelektrode und die Erdelektrode gleichzeitig zusammen mit dem Außensubstrat 41 oder auch, nachdem das gesinterte Außensubstrat über dem piezoelektrischen Resonatorelement laminiert ist, gebildet werden.
In der ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsform wird ein piezoelektrischer Oszillator mit eingebauter Lastkapazität, den man durch Integration des piezoelektrischen Resonatorelements mit einem dreipoligen Kondensator erhält, verwendet. Jedoch lässt sich diese Erfindung allgemein bei piezoelektrischen Resonatoren anwenden, die man durch Integration des piezoelektrischen Resonatorelements zusammen mit der Kapazität erhält.
Obwohl diese Erfindung besonders anhand der bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, werden einschlägige Fachleute ohne weiteres verstehen, dass im Rahmen beiliegender Patentansprüche Veränderungen in Form, Anordnung, Größe und Material möglich sind.

Claims (21)

1. Piezoelektrischer Resonator (1; 21; 22), der aufweist:
ein piezoelektrisches Resonatorelement (2) und
ein erstes Außensubstrat (3) und ein zweites Außensubstrat (4), die jeweils über und unter dem piezoelektrischen Resonatorelement (2) laminiert sind,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Außensubstrat (3) und das zweite Außensubstrat (4) jeweils ein mehrlagiges Substrat enthalten, das wenigstens eine Innenelektrodenlage (8, 9, 10; 8A, 9A, 10A; 24, 25, 32, 33) hat.
2. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Außensubstrat (3) und das zweite Außensubstrat (4) jeweils eine erste Innenelektrode (8, 9; 25, 33) und eine zweite Innenelektrode (10; 10A; 24, 32) mit jeweils einer dazwischenliegenden Substratmaterial­ lage (3c; 26, 34) haben, die jeweils einen Kondensator bilden.
3. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Außensubstrat (3) und das zweite Außensubstrat (4) jeweils ein im selben Höhenniveau liegendes Paar einer ersten Innenelektrode (8; 8A) und einer zweiten Innenelektrode (9; 9A) sowie eine über eine Substratmateriallage (3c) davon getrennte dritte Innenelektrode (10; 10A) haben, wobei Kondensatoren jeweils zwischen der ersten Innenelektrode (8, 8A) und der dritten Innenelektrode (10, 10A) und zwischen der zweiten Innenelektrode (9, 9A) und der dritten Innenelektrode (10, 10A) in dem ersten und zweiten Außensubstrat (3, 4) gebildet sind.
4. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Innenelektrode (8, 9) des ersten Außensubstrats (3) und die erste Innenelektrode (8A, 9A) des zweiten Außensubstrats (4) jeweils mit einem ersten und einem zweiten elektrischen Potential verbunden sind und die zweite Innenelektrode (10, 10A) des ersten Außensubstrats (3) und des zweiten Außensubstrats (4) jeweils geerdet sind.
5. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Außensubstrat und das zweite Außensubstrat (41) jeweils eine erste flüssiggesinterte Substratmateriallage (42) und eine zweite Substratmaterial­ lage (43) enthalten, die bei der Sintertemperatur der ersten Substratmateriallage (42) nicht gesintert ist.
6. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Außensubstrat und das zweite Außensubstrat (41) jeweils eine erste flüssiggesinterte Substratmateriallage und eine zweite Substratmateriallage enthalten, die bei der Sintertemperatur der ersten Substratmateriallage (42) nicht gesintert ist.
7. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Erdelektrode (13) aufweist, die sich um eine Deckfläche, zwei Seitenflächen und eine Bodenfläche eines durch das erste und zweite Außensubstrat (3, 4) und das piezoelektrische Resonatorelement (2) gebildeten Laminatkörpers windet.
8. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Außensubstrat (3, 4) jeweils ein Mehrlagensubstrat bilden.
9. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Hauptfläche des ersten und zweiten Außensubstrats (3, 4) jeweils ein konkaver Abschnitt (3a, 4a) gebildet ist, wobei diese Hauptflächen die auf das piezoelektrische Resonatorelement (2) zu laminierenden Flächen bilden und die konkaven Abschnitte (3a, 4a) jeweils einen Zwischenraum derart bilden, dass eine Vibration des piezoelektrischen Resonatorelements (2) nicht behindert ist.
10. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Außensubstrat (3, 4) mehrere zusammen laminierte Substratmateriallagen (3d, 3e; 28, 29; 42, 43) enthalten.
11. Piezoelektrischer Oszillator, der aufweist:
einen piezoelektrischen Oszillator mit eingebauter Lastkapazität, der enthält:
ein piezoelektrisches Resonatorelement (2) und
ein erstes Außensubstrat (3; 23) und ein zweites Außensubstrat (4; 31), die jeweils über und unter dem piezoelektrischen Resonatorelement (2) laminiert sind,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Außensubstrat jeweils einen mit dem piezoelektrischen Resonatorelement verbundenen dreipoligen Kondensator bilden, und
das erste Außensubstrat (3; 23) und das zweite Außensubstrat (4; 31) jeweils ein Mehrlagensubstrat enthalten, das wenigstens eine Innenelektrodelage (8, 9, 10, 8A, 9A, 10A; 24, 25; 32, 33) hat.
12. Piezoelektrischer Oszillator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass er außerdem eine Eingangselektrode (11), eine Ausgangselektrode (12) und eine Erdelektrode (13) aufweist, die auf einer Oberfläche eines durch das piezoelektrische Resonatorelement (2), das erste Außensubstrat (3; 23) und das zweite Außensubstrat (4; 31) gebildeten Laminatkörpers liegen, wobei die Eingangselektrode (11), die Ausgangselektrode (12) und die Erdelektrode (13) jeweils mit entsprechenden Anschlüssen (8a, 9a, 10a; 24a, 25a, 32a, 33a) des durch das erste Außensubstrat (3; 23) und das zweite Außensubstrat (4; 31) gebildeten dreipoligen Kondensators verbunden sind.
13. Piezoelektrischer Oszillator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Außensubstrat (3) und das zweite Außensubstrat (4) jeweils ein Paar einer ersten Innenelektrode (8, 8A) und einer zweiten Innenelektrode (9, 9A), die im selben Höhenniveau liegen, und eine dritte Innenelektrode (10, 10A) enthalten, die von dem Paar der ersten und zweiten Innenelektrode durch eine Substratmateriallage (3c) getrennt ist, wobei die erste Innenelektrode (8, 8A), die zweite Innenelektrode (9, 9A) und die dritte Innenelektrode (10, 10A) jeweils mit der Eingangselektrode (11), der Ausgangselektrode (12) und der Erdelektrode (13) verbunden sind.
14. Piezoelektrischer Oszillator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Außensubstrat (23) eine erste mit der Eingangselektrode (11) verbundene Innenelektrode (24) und eine zweite Innenelektrode (25) enthält, die durch eine Substratmateriallage (26) getrennt von der ersten Innenelektrode (24) vorgesehen und mit der Erdelektrode (13) verbunden ist, wobei das zweite Außensubstrat (31) eine mit der Ausgangselektrode (12) verbundene dritte Innenelektrode (32) und eine von der dritten Innenelektrode (32) durch eine Substratmateriallage (34) getrennte vierte Innenelektrode (33) enthält, die mit der Erdelektrode (13) verbunden ist.
15. Piezoelektrischer Oszillator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Deckfläche des ersten Außensubstrats (3) und des zweiten Außensubstrats (4) keine Elektrode liegt.
16. Piezoelektrischer Oszillator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Außensubstrat und das zweite Außensubstrat (41) jeweils eine flüssiggesinterte erste Substratmateriallage (42) und eine bei der Sintertemperatur der ersten Substratmateriallage (42) nicht gesinterte zweite Substratmateriallage (43) enthalten.
17. Piezoelektrischer Oszillator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Außensubstrat und das zweite Außensubstrat (41) jeweils eine flüssiggesinterte erste Substratmateriallage (42) und eine bei der Sintertemperatur der ersten Substratmateriallage (42) nicht gesinterte zweite Substratmateriallage (43) enthalten.
18. Piezoelektrischer Oszillator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass er außerdem eine Erdelektrode (13) aufweist, die sich um eine Deckfläche, zwei Seitenflächen und eine Bodenfläche eines durch das erste und zweite Außensubstrat (3, 4) und das piezoelektrische Resonatorelement (2) gebildeten Laminatkörpers windet.
19. Piezoelektrischer Oszillator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Außensubstrat (3, 4) jeweils ein Mehrlagensubstrat enthalten.
20. Piezoelektrischer Oszillator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein konkaver Abschnitt (3a, 4a) jeweils in einer Hauptfläche des ersten und zweiten Außensubstrats (3, 4) enthalten ist, wobei diese Hauptflächen die auf das piezoelektrische Resonatorelement (2) zu laminierenden Flächen sind und der konkave Abschnitt (3a, 4a) jeweils einen Zwischenraum derart bildet, dass eine Vibration des piezoelektrischen Resonatorelements (2) nicht behindert ist.
21. Piezoelektrischer Oszillator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Außensubstrat (3, 4) jeweils mehrere zusammen laminierte Substratmateriallagen (3d, 3e; 28, 29; 42, 43) enthalten.
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