DE10100833A1 - Piezoelektrischer Resonator - Google Patents
Piezoelektrischer ResonatorInfo
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- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
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Abstract
Ein energieeinfangender piezoelektrischer Resonator (1) nutzt eine Grundschwingung im Dickenscherungs-Vibrationsmodus und enthält Resonanzelektroden (3, 4), die auf den beiden Hauptflächen (2a, 2b) einer piezoelektrischen Platte (2) derart angeordnet sind, dass sie sich mit der zwischen ihnen liegenden piezoelektrischen Platte (2) überlappend gegenüberliegen. Ein Abschnitt der piezoelektrischen Platte dort, wo sich die Resonanzelektroden (3, 4) überlappen, bildet einen energieeinfangenden Vibrationsabschnitt, der asymmetrisch bezogen auf die geometrische Mitte in Längsrichtung der piezoelektrischen Platte (2) ist.
Description
Diese Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Resonator
der energieeinfangenden Art und insbesondere einen
derartigen piezoelektrischen Resonator, der eine im
wesentlichen rechtwinklige piezoelektrische Platte enthält
und unter Nutzung einer Grundschwingung im Dickenscherungs-
Vibrationsmodus vibriert.
Piezoelektrische Resonatoren der energieeinfangenden Art,
die im Dickenscherungs-Vibrationsmodus vibrieren, wurden
bereits als Resonatoren und in Filtern verwendet. In den
Fig. 6A und 6B ist ein bekannter piezoelektrischer
Resonator jeweils in perspektivischer und in einer
vertikalen Schnittansicht dargestellt.
Der piezoelektrische Resonator 51 enthält eine lange und
schmale rechtwinklige piezoelektrische Platte 52. Die
piezoelektrische Platte 52 besteht aus einer
piezoelektrischen Keramik, z. B. einer auf Bleizirkonat-
Titanat beruhenden Keramik, und ist in ihrer Längsrichtung
polarisiert.
Eine Resonanzelektrode 53 und eine Resonanzelektrode 54
liegen jeweils auf der Ober- und Unterseite der
piezoelektrischen Platte 52. Die Resonanzelektroden 53 und
54 liegen im mittleren Teil der dazwischenliegenden
piezoelektrischen Platte 52 in deren Längsrichtung einander
gegenüber. Die Resonanzelektrode 53 erstreckt sich in
Längsrichtung bis zum einen Ende der piezoelektrischen
Platte 52, während sich die andere Resonanzelektrode 54 in
Längsrichtung bis zum anderen Ende der piezoelektrischen
Platte 52 erstreckt.
In dem bekannten piezoelektrischen Resonator 51 wird durch
Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes zwischen den
Resonanzelektroden 53 und 54 eine Grundschwingung im
Dickenscherungsvibrationsmodus angeregt, und diese
Grundschwingung wird in einem Vibrationsabschnitt, dort, wo
sich die Resonanzelektroden 53 und 54 einander
gegenüberliegen und überlappen, eingegrenzt oder gefangen.
In dem bekannten piezoelektrischen Resonator 51 liegt der
Vibrationsabschnitt in der geometrischen Mitte in
Längsrichtung der piezoelektrischen Platte 52.
Es gibt Fälle, wo der piezoelektrische Resonator 51 die
Struktur eines piezoelektrischen Bauelements hat, bei dem
Leitungsanschlüsse mit den Resonanzelektroden 53 und 54
verbunden sind, und das piezoelektrische Bauelement ist
zusammen mit den daran angebrachten Leitungsanschlüssen mit
einem die Spitzen derselben freilassenden Abdeckharz
bedeckt. Außerdem gibt es Fälle, wo der piezoelektrische
Resonator 51 die Struktur eines piezoelektrischen
Bauelements hat, bei dem der piezoelektrische Resonator 51
mit einem Gehäusesubstrat verbunden ist, das einen freien
Raum über dem Substrat vorsieht, der die Vibration des
Vibrationsabschnitts nicht behindert und bei dem der
piezoelektrische Resonator von einer Metallkappe bedeckt
ist.
In jeder dieser Strukturen wird der piezoelektrische
Resonator 51 mit den Leitungsanschlüssen oder den
Elektroden auf dem Gehäusesubstrat verlötet. Entsprechend
kann während des Häusens oder während des Aushärtens und
Zusammenziehens des Abdeckharzes eine äußere Spannung auf
die piezoelektrische Platte 52 in ihrer Längsrichtung
einwirken. Als Ergebnis wird die Polarisationsachse der
piezoelektrischen Platte 52 gebogen, und dementsprechend
entstehen im Frequenzband zwischen der Resonanzfrequenz und
der Gegenresonanzfrequenz unerwünschte Welligkeiten.
Insbesondere können die oben erwähnten Welligkeiten dann
leicht entstehen, wenn die Dicke und die Breite der
piezoelektrischen Platte 52 zur Herstellung eines
miniaturisierten piezoelektrischen Resonators 51 verringert
werden. Bedingt durch diesen Fehler ließ sich der
piezoelektrische Resonator 51 nicht weiter miniaturisieren.
Um die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu überwinden,
geben bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung einen
piezoelektrischen Resonator an, der so aufgebaut ist, dass
er in der Grundschwingung im Dickenscherungsvibrationsmodus
vibriert und der selbst dann, wenn eine äußere mechanische
Spannung auf die piezoelektrische Platte des Resonators
einwirkt, keine unerwünschten Welligkeiten zwischen der
Resonanzfrequenz und der Gegenresonanzfrequenz erzeugt, und
der viel kleiner hergestellt werden kann als bekannte
Resonatoren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung
enthält ein energieeinfangender piezoelektrischer
Resonator, der eine Grundschwingung im
Dickenscherungsvibrationsmodus nutzt, eine im wesentlichen
rechtwinklige piezoelektrische Platte, die in ihrer
Längsrichtung polarisiert ist und die auf einer ersten und
zweiten Hauptfläche eine erste und zweite Resonanzelektrode
trägt, die zusammen so angeordnet sind, dass sie einen
energieeinfangenden Vibrationsabschnitt bilden und einander
mit der dazwischenliegenden piezoelektrischen Platte
gegenüberliegen, wobei der energieeinfangende
Vibrationsabschnitt, wo sich die Resonanzelektroden
überlappen, in Bezug auf die in Längsrichtung der
piezoelektrischen Platte definierte geometrische Mitte der
piezoelektrischen Platte asymmetrisch angeordnet ist.
Bei dem verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen dieser
Erfindung entsprechenden piezoelektrischen Resonator ist
bevorzugt eine Beziehung 3t ≦ ΔL ≦ 5t erfüllt, worin L die
Länge der piezoelektrischen Platte, t deren Dicke und ΔL
der Abstand zwischen der in Längsrichtung der
piezoelektrischen Platte definierten geometrischen Mitte
und der Mitte des Vibrationsabschnitts, die ebenfalls in
Längsrichtung definiert ist, sind.
In dem verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen
entsprechenden piezoelektrischen Resonator ist die erste
Resonanzelektrode so angeordnet, dass sie sich in
Längsrichtung bis zu einem Ende der piezoelektrischen
Platte erstreckt, während die zweite Resonanzelektrode so
angeordnet ist, dass sie sich in Längsrichtung bis zum
anderen Ende der piezoelektrischen Platte erstreckt.
In dem verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen dieser
Erfindung entsprechenden piezoelektrischen Resonator sind
ein erster und zweiter Leitungsanschluss jeweils mit
herausgeführten Teilen der ersten und zweiten
Resonanzelektrode elektrisch verbunden, und mit Ausnahme
der Spitzen des ersten und zweiten Leitungsanschlusses ist
der Rest des piezoelektrischen Resonators von einem
Abdeckharz bedeckt, und zwar so, dass um den
Vibrationsabschnitt des Resonators ein Freiraum verbleibt,
so dass die Vibration des Vibrationsabschnitts nicht
behindert ist.
Weitere Merkmale, Elemente, Eigenschaften und Vorteile
dieser Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen, die sich auf die Zeichnungen
bezieht, noch deutlicher.
Die Fig. 1A und 1B zeigen jeweils in perspektivischer
und vertikaler Schnittansicht einen einer bevorzugten
Ausführungsform dieser Erfindung entsprechenden
piezoelektrischen Resonator;
Fig. 2 zeigt schematisch in einer perspektivischen Ansicht
die Verzerrung der Polarisationsachse, wenn eine
mechanische Spannung in Längsrichtung des piezoelektrischen
Resonators einwirkt;
Fig. 3 zeigt perspektivisch ein piezoelektrisches
Resonatorbauelement mit Leitungsanschlüssen, das einen
einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung
entsprechenden piezoelektrischen Resonator verwendet;
Fig. 4 zeigt graphisch die Beziehung zwischen der
relativen Häufigkeit erzeugter Welligkeiten und einem
mechanischen Gütefaktor Qm bezogen auf die Größe eines
Elektrodenversatzes, der den Abstand eines
piezoelektrischen Vibrationsabschnitts von der
geometrischen Mitte in Längsrichtung einer
piezoelektrischen Platte angibt;
Fig. 5 ist ein Diagramm, das im Frequenzbereich zwischen
der Resonanzfrequenz und der Gegenresonanzfrequenz in einem
piezoelektrischen Resonator erzeugte Welligkeiten
veranschaulicht; und
Fig. 6A und 6B zeigen jeweils perspektivisch und in
vertikaler Schnittansicht ein Beispiel des bekannten
energieeinfangenden piezoelektrischen Resonators.
Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter
Ausführungsformen, bezogen auf die beiliegenden
Zeichnungen, mehr im einzelnen beschrieben.
Die Fig. 1A und 1B zeigen jeweils perspektivisch und in
einem vertikalen Schnitt einen einer bevorzugten
Ausführungsform dieser Erfindung entsprechenden
piezoelektrischen Resonator.
Ein als energieeinfangender Typ konzipierter
piezoelektrischer Resonator 1 nutzt eine Grundschwingung im
Dickenscherungs-Vibrationsmodus.
Der piezoelektrische Resonator 1 enthält bevorzugt eine
piezoelektrische Platte 2, die bevorzugt eine lange und
schmale, im wesentlichen rechtwinklige Form hat. Die
piezoelektrische Platte 2 besteht bevorzugt aus
piezoelektrischer Keramik, z. B. einer auf Bleizirkonat-
Titanat basierenden Keramik, und ist in der P-Richtung
polarisiert, d. h. im wesentlichen parallel zu ihrer
Längsrichtung.
Eine erste Resonanzelektrode 3 liegt auf der Oberseite 2a
der piezoelektrischen Platte 2. Eine zweite
Resonanzelektrode 4 liegt auf der Unterseite 2b der
piezoelektrischen Platte 2. Die erste und zweite
Resonanzelektrode 3 und 4 liegen einander gegenüber und
überlappen sich mit der dazwischenliegenden
piezoelektrischen Platte 2. Der Abschnitt der Platte 2, wo
sich die Resonanzelektroden 3 und 4 mit der
dazwischenliegenden Platte 2 überlappen, bildet einen
energieeinfangenden Vibrationsabschnitt.
Die erste Resonanzelektrode 3 erstreckt sich in
Längsrichtung der piezoelektrischen Platte 2 vom oben
erwähnten Vibrationsabschnitt auf der Oberseite 2a bis zum
Ende der piezoelektrischen Platte 2. Andererseits erstreckt
sich die zweite Resonanzelektrode 4 auf der Unterseite 2b
vom Vibrationsabschnitt in Längsrichtung bis zum anderen
Ende der piezoelektrischen Platte 2.
Die Resonanzelektroden 3 und 4 bestehen aus einem
geeigneten Metall, wie z. B. Ag, einer Ag-Pd-Legierung, Al,
Cu oder einem anderen geeigneten Stoff.
Der piezoelektrische Resonator 1 der hier bevorzugten
Ausführungsform ist einheitlich so aufgebaut, dass der
energieeinfangende Vibrationsabschnitt asymmetrisch in
Bezug auf die in Längsrichtung der piezoelektrischen Platte
2a definierte geometrische Mitte liegt. D. h., dass sich der
mittlere Abschnitt des Resonators, wo sich die erste und
zweite Resonanzelektrode 3 und 4 unter Bildung des
Resonanzabschnitts überlappen, einem Ende in Längsrichtung
der piezoelektrischen Platte 2 näher liegt als ihre in
Längsrichtung der piezoelektrischen Platte 2 definierte
geometrische Mitte.
In dem dieser Ausführungsform entsprechenden
piezoelektrischen Resonator sind unerwünschte Welligkeiten,
die im Frequenzbereich zwischen der Resonanzfrequenz und
der Gegenresonanzfrequenz eines als Ausgangsprodukt
hergestellten piezoelektrischen Resonatorbauelements
wirksam unterdrückt und verhindert, selbst wenn beim Häusen
eine äußere Kraft auf den piezoelektrischen Resonator 1
einwirkt oder wenn das Abdeckharz auf den mit den
Leitungsanschlüssen versehenen piezoelektrischen Resonator
1 aufgebracht wird, da der energieeinfangende
Vibrationsabschnitt von der in Längsrichtung der
piezoelektrischen Platte 2 definierten Mitte zu einem Ende
hin versetzt ist. Dies wird genauer bezogen auf die Fig.
2 bis 5 beschrieben.
Wenn ein piezoelektrischer Resonator ein piezoelektrisches
Resonatorelement enthält, an dem Leitungsanschlüsse
angebracht sind, oder wenn ein piezoelektrischer Resonator
auf einem Gehäusesubstrat montiert und anschließend mit
einem Deckel unter Bildung eines piezoelektrischen
Resonatorbauelements abgedeckt wird, verwirft sich im
allgemeinen der piezoelektrische Resonator 1 wegen der beim
Aushärten und Zusammenziehen des Harzes, der auf die
Verbindungsabschnitte während des Häusens aufgebracht wird,
ausgeübten mechanischen Spannung. Das bedeutet, dass, wie
die Fig. 2 zeigt, Spannungskräfte F1 und F2 auftreten, die
den piezoelektrischen Resonator 1 verbiegen, und in diesem
Fall verwirft sich auch die durch Pfeile P dargestellte
Polarisationsachse in Längsrichtung der piezoelektrischen
Platte 2.
In einem beispielhaft in Fig. 3 dargestellten
piezoelektrischen Resonatorbauelement 11 sind mit einem
piezoelektrischen Resonator 1 Leitungsanschlüsse 5 und 6
verbunden, und diese sind mit Ausnahme ihrer Endabschnitte
und der Rest des piezoelektrischen Resonatorbauelements 11
von einem Abdeckharz 7 bedeckt. Als ein derartiges
Abdeckharz wird im allgemeinen ein wärmehärtbares Harz, wie
z. B. Epoxidharz, oder ein anderer geeigneter Stoff
verwendet, und dieser Stoff zieht sich beim Härten
zusammen. Dementsprechend entstehen beim Aushärten des
Abdeckharzes 7 die auf den piezoelektrischen Resonator 1
einwirkenden, oben erwähnten mechanischen Spannungen F1 und
F2.
Deshalb werden in dem bekannten piezoelektrischen Resonator
51, weil sich, wenn die oben erwähnten mechanischen
Spannungen einwirken, auch die Polarisationsachse p
verwirft, mit hoher Wahrscheinlichkeit unerwünschte
Welligkeiten zwischen der Resonanzfrequenz und der
Gegenresonanzfrequenz erzeugt, wie in Fig. 5 durch einen
Pfeil A angedeutet ist.
Die Erfinder dieser Erfindung haben erkannt, dass, wenn man
die Auswirkung der Spannungen, die während des oben
erwähnten Härtens und Zusammenziehens des Abdeckharzes
auftreten, auf das Gehäuse betrachtet, wenn in dem
piezoelektrischen Resonator 1 der Vibrationsabschnitt so
strukturiert ist, dass die durch die oben beschriebenen
mechanischen Spannungen verursachte Verwerfung der
Polarisationsachse unterdrückt und minimiert ist, die
Erzeugung unerwünschter Welligkeiten verhindert werden
kann, und diese Erkenntnis hat zur Entwicklung
verschiedener bevorzugter Ausführungsformen dieser
Erfindung geführt.
Fig. 4 zeigt die Änderung von Qm und der relativen
Häufigkeit der Erzeugung von Welligkeiten, wenn, beruhend
auf dem eben erwähnten Prinzip, die Mitte des
Vibrationsabschnitts von der in Längsrichtung der
piezoelektrischen Platte des piezoelektrischen Resonators 1
definierten geometrischen Mitte zur Seite hin, d. h. zu einem
Ende der piezoelektrischen Platte 2 hin versetzt ist.
Darüber hinaus zeigt Fig. 4 die Ergebnisse bei
verschiedenen piezoelektrischen Resonatoren, bei denen die
Resonanzelektroden 3 und 4 an unterschiedlichen Stellen auf
der Ober- und Unterseite einer piezoelektrischen Platte 2
liegen, die ungefähr eine Abmessung von 5,4 mm Länge × 0,42 mm
Breite × 0,12 mm Dicke hat und aus einer auf
Bleizirkonat-Titanat beruhenden Keramik besteht. Das Maß
des Elektrodenversatzes in der horizontalen Achse in Fig.
4 ist als Distanz ΔL zwischen der in Längsrichtung der
piezoelektrischen Platte 2 definierten geometrischen Mitte
der piezoelektrischen Platte 2 und der Mitte des
Vibrationsabschnitts, ebenfalls in Längsrichtung der
piezoelektrischen Platte, definiert.
Wie Fig. 4 klar zeigt, überschreitet die relative
Häufigkeit von Welligkeiten 6%, wenn der Vibrations
abschnitt in der in Längsrichtung der piezoelektrischen
Platte 2 definierten geometrischen Mitte liegt, d. h., wenn
der Elektrodenversatz ΔL = 0 ist. Andererseits macht Fig. 4
deutlich, dass sich die Häufigkeit der Welligkeiten
verringert, wenn die Mitte des Vibrationsabschnitts von der
in Längsrichtung der piezoelektrischen Platte definierten
geometrischen Mitte zu einem Ende hin versetzt ist. Das
bedeutet, dass in der hier bevorzugten Ausführungsform
durch die Verschiebung der Mitte des Vibrationsabschnitts
von der in Längsrichtung definierten geometrischen Mitte
der piezoelektrischen Platte 2 zu einem ihrer Enden hin,
d. h. durch den Aufbau des Vibrationsabschnitts so, dass er
zur Mitte der piezoelektrischen Platte 2 asymmetrisch
liegt, Welligkeiten, die beim bekannten piezoelektrischen
Resonator im Frequenzbereich zwischen der Resonanzfrequenz
und der Gegenresonanzfrequenz auftreten, wirksam
unterdrückt sind, d. h. ihr Auftreten ist verhindert.
Weiterhin ist im Hinblick auf die Erzeugungshäufigkeit der
Welligkeiten, wie sie auf der senkrechten Achse in Fig. 4
aufgetragen ist, wie auch in dem in Fig. 5 dargestellten
Impedanz-Frequenzgang, z. B. in dem Frequenzbereich zwischen
der Resonanzfrequenz Fr und der Gegenresonanzfrequenz Fa,
wenn ein Abschnitt, wo die Kurve nicht glatt kontinuierlich
ist, falls die Differenz zwischen dem Spitzenwert und einem
unteren Wert größer als 0 dB ist, deutlich, dass eine
Welligkeit erzeugt wird.
Darüber hinaus ist ein mechanischer Gütefaktor ebenfalls
verringert, wenn das Maß des Elektrodenversatzes wie im
obigen Beispiel größer als 0 ist.
Zusätzlich wurde in dem oben erwähnten experimentellen
Beispiel ein Fall beschrieben, wo der Vibrationsabschnitt
zu dem einen Ende in Längsrichtung der piezoelektrischen
Platte hin versetzt wurde. Statt dessen lässt sich auch in
einem Fall, wo der Vibrationsabschnitt von der in
Längsrichtung der piezoelektrischen Platte 2 definierten
geometrischen Mitte zu ihrem anderen Ende hin versetzt ist,
die Erzeugung der Welligkeiten in der gleichen Weise
unterdrücken, und auch hier verringert sich der mechanische
Gütefaktor.
Aus Fig. 4 erkennt man deutlich, dass, wenn die Beziehung
3t ≦ ΔL erfüllt ist, worin L die Länge der
piezoelektrischen Platte 2, t die Dicke der
piezoelektrischen Platte 2 und ΔL die Distanz zwischen der
in Längsrichtung der piezoelektrischen Platte definierten
geometrischen Mitte und der Mitte des Vibrationsabschnitt
sind, die Erzeugungshäufigkeit der Welligkeiten etwa 4%
oder weniger beträgt. Außerdem kann, wenn die Beziehung ΔL
≦ 5t erfüllt ist, die Verringerung des mechanischen
Gütefaktors Qm verhindert werden.
Deshalb ist bevorzugt die Beziehung 3t ≦ ΔL ≦ 5t erfüllt.
In einem verschiedenen Ausführungsformen dieser Erfindung
entsprechenden piezoelektrischen Resonator liegt, wie oben
beschrieben, ein energieeinfangender Vibrationsabschnitt,
der im Dickenscherungs-Vibrationsmodus schwingt,
asymmetrisch, bezogen auf die in Längsrichtung einer im
wesentlichen rechtwinkligen und in Längsrichtung
polarisierten piezoelektrischen Platte definierte
geometrische Mitte, und dementsprechend ist die Erzeugung
unerwünschter Welligkeiten zwischen der Resonanzfrequenz
und der Gegenresonanzfrequenz dann unterdrückt und
verhindert. Deshalb lassen sich, wenn der den bevorzugten
Ausführungsformen dieser Erfindung entsprechende
piezoelektrische Resonator z. B. als piezoelektrischer
Oszillator verwendet wird, Erscheinungen wie
Schwinungsfrequenzsprünge, Abreißen der Schwingung oder
andere Fehler mit Sicherheit verhindern, so dass ein
Oszillator mit überragender Zuverlässigkeit realisierbar
ist.
Außerdem wurden bis heute die oben erwähnten
piezoelektrischen Resonatoren, die Welligkeiten erzeugen,
als Ausschussware angesehen. Deshalb lässt sich unter
Verwendung der bevorzugten Ausführungsformen dieser
Erfindung, da bei ihnen die Erzeugung unerwünschter
Welligkeiten, wie oben beschrieben, wirksam verhindert ist,
die Rate akzeptierbarer Produkte stark steigern und
demgemäß die Kosten der piezoelektrischen Resonatoren
beträchtlich verringert.
Bei den verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen dieser
Erfindung ist, wenn die Beziehung 3t ≦ ΔL ≦ 5t erfüllt ist,
die Erzeugung der Welligkeiten und gleichzeitig die
Verringerung des mechanischen Gütefaktors Qm verhindert.
Demgemäß können die Kennwerte des Resonators, z. B. im
Einsatz als piezoelektrischer Oszillator, beibehalten und
gleichzeitig die Erzeugung von Welligkeiten wirksam
unterdrückt werden.
In verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen dieser
Erfindung kann, wenn sich eine erste Resonanzelektrode bis
zu einem Ende in der Längsrichtung der piezoelektrischen
Platte und eine zweite Resonanzelektrode bis zum anderen
Ende in Längsrichtung der piezoelektrischen Platte
erstreckt, in derselben Weise, wie bei dem bekannten
piezoelektrischen Resonator, der einen Dickenscherungs-
Vibrationsmodus nutzt, eine elektrische Verbindung und eine
mechanische Halterung an beiden Enden des piezoelektrischen
Resonators liegen. Dementsprechend kann ein
piezoelektrisches Resonatorbauelement mit daran
angebrachten Leitungen, auf denen eine Harzabdeckung liegt,
und ein auf einem Gehäusesubstrat montiertes
piezoelektrisches Resonatorbauelement, das mit einem Deckel
abgedichtet ist, hergestellt werden.
Die Erfindung wurde in der obigen Beschreibung bezogen auf
bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben und in der
Zeichnung dargestellt. Jedoch ist es den für dieses Gebiet
zuständigen Fachleuten deutlich, dass im Rahmen der
beiliegenden Patentansprüche Veränderungen in Form und
Details ausgeführt werden können.
Claims (20)
1. Piezoelektrischer Resonator der energieeinfangenden Art,
der aufweist: eine piezoelektrische Platte (2), die in
ihrer Längsrichtung polarisiert ist und eine erste und
zweite Hauptfläche (2a, 2b) enthält und eine erste und
zweite Resonanzelektrode (3, 4), die jeweils auf der ersten
und zweiten Hauptfläche (2a, 2b) der piezoelektrischen
Platte (2) so angeordnet sind, dass sich die erste und
zweite Resonanzelektrode (3, 4) mit der zwischen ihnen
angeordneten piezoelektrischen Platte (2) überlappen und so
einen energieeinfangenden Vibrationsabschnitt bilden,
dadurch gekennzeichnet, dass der energieeinfangende
Vibrationsabschnitt in Bezug auf die Mitte in Längsrichtung
der piezoelektrischen Platte (2) asymmetrisch ist.
2. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die piezoelektrische Platte (2) und
die erste und zweite Resonanzelektrode (3, 4) derart
angeordnet sind, dass der Resonator unter Nutzung einer
Grundschwingung im Dickenscherungs-Vibrationsmodus
vibriert.
3. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die piezoelektrische Platte (2) im
wesentlichen rechtwinklig ist.
4. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Beziehung 3t ≦ ΔL ≦ 5t erfüllt
ist, wobei L die Länge der piezoelektrischen Platte (2), t
deren Dicke und ΔL eine Distanz in Längsrichtung zwischen
der geometrischen Mitte der piezoelektrischen Platte (2)
und der in Längsrichtung der piezoelektrischen Platte
definierten Mitte des Vibrationsabschnitts sind.
5. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste Resonanzelektrode (3) so
angeordnet ist, dass sie sich in Längsrichtung bis zum
einen Ende der piezoelektrischen Platte erstreckt und die
zweite Resonanzelektrode (4) so angeordnet ist, dass sie
sich in Längsrichtung bis zum anderen Ende der
piezoelektrischen Platte (2) erstreckt.
6. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass ein erster und zweiter
Leitungsanschluss (5, 6) elektrisch jeweils mit den
herausgeführten Abschnitten der ersten und zweiten
Resonanzelektrode (3, 4) verbunden sind und dass der
verbleibende Teil des piezoelektrischen Resonators (1) mit
Ausnahme der Spitzen des ersten und zweiten
Leitungsanschlusses (5, 6) mit Harz so bedeckt ist, dass
ein Freiraum um den Vibrationsabschnitt gebildet ist, der
die Vibration des Vibrationsabschnitts nicht behindert.
7. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die piezoelektrische Platte (2) aus
piezoelektrischem Keramikmaterial besteht und in einer
Richtung polarisiert ist, die im wesentlichen parallel zur
Längsrichtung der piezoelektrischen Platte (2) ist.
8. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste und zweite Resonanzelektrode
(3, 4) aus einem der Stoffe Ag, Ag-Pd-Legierung, Al und Cu
gebildet sind.
9. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass der Mittenabschnitt des Resonators
(1), wo sich die erste und zweite Resonanzelektrode (3, 4)
überlappen, in Längsrichtung einem Ende der
piezoelektrischen Platte (2) näher liegt, als die
geometrische Mitte der piezoelektrischen Platte in ihrer
Längsrichtung.
10. Oszillator, der aufweist: wenigstens einen
piezoelektrischen Resonator (1), der enthält: eine
piezoelektrische Platte (2), die in Längsrichtung
polarisiert ist und eine erste und zweite Hauptfläche (2a,
2b) enthält, und eine erste und zweite Resonanzelektrode
(3, 4), die jeweils auf der ersten und zweiten Hauptfläche
(2a, 2b) der piezoelektrischen Platte (2) derart angeordnet
sind, dass sie sich mit der zwischen ihnen angeordneten
piezoelektrischen Platte überlappen und so einen
energieeinfangenden Vibrationsabschnitt definieren, dadurch
gekennzeichnet, dass der energieeinfangende
Vibrationsabschnitt in Bezug auf die geometrische Mitte der
piezoelektrischen Platte in ihrer Längsrichtung
asymmetrisch ist und dass ein Gehäuse den wenigstens einen
piezoelektrischen Resonator umgibt.
11. Energieeinfangender piezoelektrischer Resonator, der
aufweist:
eine piezoelektrische Platte, die in Längsrichtung polarisiert ist und eine erste und zweite Hauptfläche (2a, 2b) enthält und eine erste und zweite Resonanzelektrode (3, 4), die jeweils auf der ersten und zweiten Hauptfläche der piezoelektrischen Platte derart angeordnet sind, dass sie sich mit der zwischen ihnen liegenden piezoelektrischen Platte (2) überlappen und so einen energieeinfangenden Vibrationsabschnitt definieren, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelabschnitt des Resonators (1), wo sich die erste und zweite Resonanzelektrode (3, 4) überlappen, in Längsrichtung einem Ende der piezoelektrischen Platte näher liegt, als die geometrische Mitte der piezoelektrischen Platte in ihrer Längsrichtung.
eine piezoelektrische Platte, die in Längsrichtung polarisiert ist und eine erste und zweite Hauptfläche (2a, 2b) enthält und eine erste und zweite Resonanzelektrode (3, 4), die jeweils auf der ersten und zweiten Hauptfläche der piezoelektrischen Platte derart angeordnet sind, dass sie sich mit der zwischen ihnen liegenden piezoelektrischen Platte (2) überlappen und so einen energieeinfangenden Vibrationsabschnitt definieren, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelabschnitt des Resonators (1), wo sich die erste und zweite Resonanzelektrode (3, 4) überlappen, in Längsrichtung einem Ende der piezoelektrischen Platte näher liegt, als die geometrische Mitte der piezoelektrischen Platte in ihrer Längsrichtung.
12. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die piezoelektrische Platte (2) und
die erste und zweite Resonanzelektrode (3, 4) so angeordnet
sind, dass der Resonator (1) unter Nutzung einer
Grundschwingung im Dickenscherungs-Vibrationsmodus
vibriert.
13. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die piezoelektrische Platte (2) im
wesentlichen rechtwinklig ist.
14. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Beziehung 3t ≦ ΔL ≦ 5t erfüllt
ist, worin L die Länge der piezoelektrischen Platte (2), t
die Dicke der piezoelektrischen Platte (2) und ΔL eine
Distanz zwischen der geometrischen Mitte der
piezoelektrischen Platte (2) in ihrer Längsrichtung und der
Mitte des Vibrationsabschnitts in der Längsrichtung sind.
15. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste Resonanzelektrode (3) so
angeordnet ist, dass sie sich zu einem Ende in
Längsrichtung der piezoelektrischen Platte (2) erstreckt,
und die zweite Resonanzelektrode (4) so angeordnet ist,
dass sie sich in Längsrichtung zum anderen Ende der
piezoelektrischen Platte erstreckt.
16. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass ein erster und zweiter
Leitungsanschluss (5, 6) elektrisch jeweils mit den
herausgeführten Abschnitten der ersten und zweiten
Resonanzelektrode (3, 4) verbunden sind und dass der
verbleibende Teil des piezoelektrischen Resonators mit
Ausnahme der Spitzen des ersten und zweiten
Leitungsanschlusses mit einem Harz so bedeckt ist, dass um
den Vibrationsabschnitt ein Raum gebildet ist, der die
Vibration des Vibrationsabschnitts nicht behindert.
17. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die piezoelektrische Platte (2) aus
einer piezoelektrischen Keramik besteht und in einer
Richtung polarisiert ist, die im wesentlichen parallel zur
Längsrichtung der piezoelektrischen Platte (2) ist.
18. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste und zweite Resonanzelektrode
(3, 4) aus einem der Stoffe Ag, Ag-Pd-Legierung, Al und Cu
bestehen.
19. Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass der energieeinfangende
Vibrationsabschnitt bezogen auf die geometrische Mitte der
piezoelektrischen Platte (2) in ihrer Längsrichtung
asymmetrisch ist.
20. Oszillator, der aufweist: wenigstens einen
piezoelektrischen Resonator (1), der enthält: eine
piezoelektrische Platte (2), die in ihrer Längsrichtung
polarisiert ist und eine erste und zweite Hauptfläche
enthält, und eine erste und zweite Resonanzelektrode (3,
4), die jeweils auf der ersten und zweiten Hauptfläche der
piezoelektrischen Platte derart angeordnet sind, dass sie
sich mit der zwischen ihnen liegenden piezoelektrischen
Platte (2) überlappen und so einen energieeinfangenden
Vibrationsabschnitt bilden, dadurch gekennzeichnet, dass
der mittlere Abschnitt des Resonators (1), wo sich die
erste und zweite Resonanzelektrode überlappen, einem Ende
in Längsrichtung der piezoelektrischen Platte (2) näher
liegt als die geometrische Mitte in Längsrichtung der
piezoelektrischen Platte (2), und dass
ein Gehäuse den wenigstens einen piezoelektrischen
Resonator umschließt.
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