DE10119435B4

DE10119435B4 - Piezoelektrisches resonantes Bauelement

Info

Publication number: DE10119435B4
Application number: DE10119435A
Authority: DE
Inventors: Masaya Nagaokakyo Wajima
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-05-02
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2021-04-21
Also published as: JP3438698B2; US20010038257A1; JP2001320257A; US6433466B2; CN1156968C; CN1337779A; DE10119435A1

Abstract

Piezoelektrisches resonantes Bauelement, das folgendes umfaßt:
ein energiespeicherndes piezoelektrisches Resonanzelement (2) mit einer piezoelektrischen Platte (5) und mehreren Resonanzelektroden (6, 7), die teilweise auf beiden Hauptflächen der piezoelektrischen Platte angeordnet sind, und bei dem ein piezoelektrischer Schwingungsabschnitt durch einen Abschnitt gebildet wird, in dem sich die Resonanzelektroden (6, 7) der Hauptflächen gegenüberliegen;
ein äußeres Gehäuseelement (22, 23), das an wenigstens einer Oberfläche des piezoelektrischen Resonanzelements (2) befestigt ist, so daß ein Raum (10) gebildet wird, der eine freie und ungehinderte Schwingung des Schwingungsabschnitts des piezoelektrischen Resonanzelements (2) ermöglicht; und
eine Vielzahl von äußeren Elektroden (24, 25, 26), die auf der Oberfläche des äußeren Gehäuseelements (22, 23) auf der dem piezoelektrischen Resonanzelement (2) entgegengesetzten Seite angeordnet sind;
wobei eine Ausnehmung (22a, 23a) in der Oberfläche des äußeren Gehäuseelements (22, 23) auf der dem piezoelektrischen Resonanzelement (2) entgegengesetzten Seite dem Raum (10) gegenüberliegend ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein piezoelektrisches resonantes Bauelement wie zum Beispiel einen piezoelektrischen Resonator oder ein piezoelektrisches Filter. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein oberflächenmontierbares piezoelektrisches resonantes Bauelement mit einem energiespeichernden piezoelektrischen Resonanzelement.
Herkömmlicherweise wurden verschiedene Arten von oberflächenmontierbaren piezoelektrischen resonanten Bauelementen mit einem energiespeichernden piezoelektrischen Resonanzelement vorgeschlagen.

Ein herkömmliches Beispiel für ein piezoelektrisches resonantes Bauelement dieser Art wird anhand von 12A und 12B beschrieben. Ein piezoelektrisches resonantes Bauelement 101 ist so aufgebaut, daß äußere Substrate 103 und 104 von oben und von unten auf ein plattenartiges piezoelektrisches Resonanzelement 102 aufgeschichtet sind.

Das piezoelektrische Resonanzelement 102 ist ein energiespeicherndes piezoelektrisches Resonanzelement. Resonanzelektroden 102b und 102c sind auf beiden Hauptflächen eines rechteckigen plattenartigen piezoelektrischen Substrats 102a vorgesehen. Die Resonanzelektroden 102b und 102c sind mit Bleielektroden 102d und 102e verbunden. Die Bleielektroden 102d und 102e sind so angeordnet, daß sie bis zu den seitlichen Kanten des piezoelektrischen Substrats 102a reichen.

Der Abschnitt des piezoelektrischen Substrats, der den Resonanzelektroden 102b und 102c durch das piezoelektrische Substrat 102a gegenüberliegt, bildet einen energiespeichernden piezoelektrischen Schwingungsabschnitt.

In den äußeren Substrate 103 und 104 befinden sich Ausnehmungen 103a und 104a, und ein Raum, der die freie und ungehinderte Schwingung des piezoelektrischen Schwingungsabschnitts ermöglicht, wird durch die Ausnehmungen 103a und 104a gebildet. Gemäß 12B sind die äußeren Substrate 103 und 104 an dem piezoelektrischen Resonanzelement 102 über Klebstoffschichten 105 und 106 befestigt.

Ferner sind auf der Außenseite des piezoelektrischen resonanten Bauelements 101 äußere Elektroden 107 bis 109 so angeordnet, daß sie um die Oberseite, die Seitenflächen und die Unterseite des piezoelektrischen resonanten Bauelements 101 gewickelt sind. Die Seitenflächen der äußeren Elektroden 107 und 109 sind mit den Bleielektroden 102d und 102e elektrisch verbunden. Die äußere Elektrode 108 ist so angeordnet, daß sie Kapazität zwischen den äußeren Elektroden 107 und 109 abzieht.

Das heißt, zwischen den äußeren Elektroden 107 und 108 und zwischen den äußeren Elektroden 108 und 109 sind Kondensatoren ausgebildet.

In dem piezoelektrischen resonanten Bauelement 101 müssen Räume B und C ausgebildet werden, um eine freie und ungehinderte Schwingung des energiespeichernden piezoelektrischen Schwingungsabschnitts zu ermöglichen. Die Ausnehmungen 103a und 104 sind also in der oben beschriebenen Weise in den äußeren Substraten 103 und 104 ausgebildet.

Im übrigen besteht bei dem piezoelektrischen resonanten Bauelement wie bei den anderen elektrischen Bauelementen ein Bedarf zur Verringerung von Größe und Dicke. Bei dem piezoelektrischen resonanten Bauelement 101 müssen jedoch die Räume B und C bereitgestellt werden, so daß bei einer Verringerung der Dicke die mechanische Festigkeit der äußeren Substrate 103 und 104 schlechter wird.

Insbesondere werden bei dem piezoelektrischen resonanten Bauelement 101 infolge der während der Montage oder Befestigung durch den Benutzer entstehenden Spannungen Risse D und E in dem Abschnitt erzeugt, wo die Ausnehmungen 103a und 104a der äußeren Substrate 103 und 104 vorgesehen sind, wo die mechanische Festigkeit minimal ist, so daß befürchtet wird, daß es in den äußeren Substraten 103 und 104 zu einem Bruch kommt. Um also zu verhindern, daß es zu diesem Bruch kommt, muß die Dicke der äußeren Substrate 103 und 104 bis zu einem gewissen Grad erhöht werden, was die Verringerung der Dicke verhindert.

Es ist eine Konstruktion bekannt, bei der zur Ausbildung der Räume B und C flache äußere Substrate verwendet werden, und bei der die Dicke der Klebstoffschicht zum Zusammenkleben des piezoelektrischen Schwingungselements und der äußeren Substrate erhöht wird, um die Räume B und C zu bilden. In dem Fall, wo infolge der Dicke dieses Klebstoffs ein Raum gebildet wird, verringert sich auch die Dicke der äußeren Substrate, wenn eine Verringerung der Dicke des piezoelektrischen resonanten Baulements erreicht wird. Um den Bruch der äußeren Substrate zu verhindern, kann analog dazu die Dicke der äußeren Substrate nicht signifikant verringert werden, wodurch es schwierig wird, eine Verringerung der Dicke zu erzielen.

Aus der DE 199 22 146 A1 ist ein piezoelektrischer Resonator bekannt, der ein piezoelektrisches Resonanzbauteil enthält. Das piezoelektrische Resonanzbauteil enthält ein rechteckiges piezoelektrisches Substrat, das aus piezoelektrischer Keramik besteht. Das piezoelektrische Resonanzbauteil liegt zwischen zwei Dichtungssubstraten, die Vertiefungen aufweisen, welche einen Raum für die Vibration eines Vibrationsbereichs bilden. Ferner sind an den gegenüberliegenden Endflächen des das piezoelektrische Resonanzbauteil und die Dichtungssubstrate enthaltenden Laminats Außenelektroden gebildet.

Die oben beschriebenen Probleme werden durch ein piezoelektrisches resonantes Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 überwunden. Hierdurch wird ein piezoelektrisches resonantes Bauteil bereitgestellt, bei dem eine Verringerung der Dicke des Materials des äußeren Gehäuses erreicht werden kann, und bei dem selbst bei Verwendung eines dünnen Materials für das äußere Gehäuse ein Bruch oder Aussplittern verhindert wird.

Gemäß der Erfindung umfaßt das piezoelektrische resonante Baulement ein energiespeicherndes piezoelektrisches Resonanzelement, das eine piezoelektrische Platte und mehrere Resonanzelektroden aufweist, die teilweise auf beiden Hauptflächen der piezoelektrischen Platte angeordnet sind, und bei dem ein piezoelektrischer Schwingungsabschnitt durch einen Abschnitt gebildet wird, in dem die Resonanzelektroden der Hauptflächen einander gegenüberliegen, ein äußeres Gehäuseelement, das an wenigstens einer Oberfläche des piezoelektrischen Resonanzelements befestigt ist, so daß ein Raum gebildet wird, der die freie und ungehinderte Schwingung des Schwingungsabschnitts des piezoelektrischen Resonanzelements ermöglicht, und eine Vielzahl von äußeren Elektroden, die auf der Oberfläche des äußeren Gehäuseelements auf der dem piezoelektrischen Resonanzelement entgegengesetzten Seite angeordnet sind, wobei eine Ausnehmung in der Oberfläche des äußeren Gehäuselements auf der dem piezoelektrischen Resonanzelement entgegengesetzten Seite dem Raum gegenüberliegend ausgebildet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der dem Raum gegenüberliegende Abschnitt des äußeren Gehäuseelements vorzugsweise zur Seite des piezoelektrischen Resonanzelements hin gebogen.

Bei einer weiteren modifizierten bevorzugten Ausführungsform des piezoelektrischen resonanten Bauelements der Erfindung ist eine Ausnehmung in der auf der Seite des piezoelektrischen Resonanzelements liegenden Oberfläche des äußeren Gehäuseelements ausgebildet, und durch diese Ausnehmung wird der Raum gebildet.

Bei noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des piezoelektrischen resonanten Bauelements der Erfindung ist die Oberfläche des an dem piezoelektrischen Resonanzelement befestigten äußeren Gehäuseelements eine ebene Fläche, und die das piezoelektrische Resonanzelement mit dem äußeren Gehäuseelement verbindende Klebstoffschicht ist so aufgebaut, daß der Raum entsteht.

Vorzugsweise sollte das äußere Gehäuseelement auch ein äußeres Substrat in der Art einer flachen Platte sein, die auf beiden Seiten des piezoelektrischen Resonanzelements aufgeschichtet sind.

Bei einer weiteren modifizierten bevorzugten Ausführungsform des piezoelektrischen resonanten Bauelements der vorliegenden Erfindung umfaßt das äußere Gehäuseelement ein äußeres Substrat in der Art einer flachen Platte und ein einen Hohlraum bildendes äußeres Gehäuseelement, das auf der Seite des äußeren Substrats eine Öffnung aufweist und von der Öffnungsseite her mit dem äußeren Substrat verbunden ist, wobei das piezoelektrische Resonanzelement an dem äußeren Substrat oder dem einen Hohlraum bildenden äußeren Gehäuseelement befestigt ist und in einem durch das äußere Substrat und das einen Hohlraum bildende äußere Gehäuseelement gebildeten Hohlraum eingeschlossen ist.

Weitere Merkmale, Elemente, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nun folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
1A ist eine perspektivische Ansicht eines piezoelektrischen resonanten Bauelements gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1B ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A von 1A;
2 ist eine Schnittansicht des piezoelektrischen resonanten Bauelements der ersten bevorzugten Ausführungsform längs der Linie G-G von 1A;
3 ist eine perspektivische Ansicht des bei der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten piezoelektrischen Resonanzelements;
4A ist eine perspektivische Ansicht eines piezoelektrischen resonanten Bauelements gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4B ist eine Längsschnittansicht des piezoelektrischen resonanten Bauelements von 4A;
5 ist eine Längsschnittansicht zur Veranschaulichung einer Modifikation des piezoelektrischen resonanten Bauelements der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6A und 6B sind perspektivische Ansichten zur Veranschaulichung von Verfahren zur Herstellung des äußeren Substrats bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7A ist eine Längsschnittansicht eines piezoelektrischen resonanten Bauelements gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7B ist eine teilweise aufgebrochene Schnittansicht, in der ein Hauptabschnitt des piezoelektrischen resonanten Bauelements von 7A vergrößert dargestellt ist;
8 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines speziellen Beispiels eines piezoelektrischen resonanten Bauelements, auf das verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anwendbar sind;
9A und 9B sind eine perspektivische Ansicht und eine seitliche Schnittansicht eines chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelements gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10A und 10B sind eine perspektivische Ansicht und eine seitliche Schnittansicht zur Veranschaulichung eines chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelements gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11A und 11B sind eine perspektivische Ansicht und eine seitliche Schnittansicht des äußeren Erscheinungsbildes eines chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelements gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12A ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines herkömmlichen piezoelektrischen resonanten Bauelements; und
12B ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A von 12A.
Die vorliegende Erfindung wird ersichtlich aus der folgenden Beschreibung spezieller bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen.
1A ist eine perspektivische Ansicht eines piezoelektrischen resonanten Bauelements gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 1B ist eine Schnittansicht längs der Linie F-F von 1A, und 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie G-G von 1A.
Bei einem chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelement 1 sind äußere Substrate 3 und 4, die vorzugsweise durch im wesentlichen rechteckige Platten mit einer im wesentlichen rechteckigen ebenen Konfiguration von ungefähr derselben Größe gebildet werden, von oben und von unten auf ein piezoelektrisches Resonanzelement 2 aufgeschichtet, das im wesentlichen die Form einer rechteckigen Platte hat.
Das piezoelektrische Resonanzelement 2 ist vorzugsweise ein energiespeicherndes piezoelektrisches Resonanzelement, das im Dickenlängsschwingungsmodus arbeitet. Gemäß 3 hat das piezoelektrische Resonanzelement 2 ein piezoelektrisches Substrat 5 mit einer im wesentlichen rechteckigen plattenförmigen Konfiguration. Das piezoelektrische Substrat 5 besteht vorzugsweise aus einer piezoelektrischen Keramik, die in Dickenrichtung einer Polarisationsbehandlung unterzogen wurde. Das piezoelektrische Substrat 5 kann jedoch durch einen piezoelektrischen Einkristall wie zum Beispiel Quarz gebildet werden. Eine erste Resonanzelektrode 6t ist ungefähr in der Mitte der Oberseite des piezoelektrischen Substrats 5 vorgesehen. Eine zweite Resonanzelektrode 7 ist unterhalb des piezoelektrischen Substrats 5 angeordnet, so daß sich die Ober- und Unterseite durch die erste Resonanzelektrode 6 und das piezoelektrische Substrat 5 gegenüberliegen.
Der Abschnitt des Bauelements, in dem sich die Resonanzelektroden 6 und 7 durch das piezoelektrische Substrat 5 gegenüberliegen, bildet den piezoelektrischen Schwingungsabschnitt.
Eine Bleielektrode 8 ist in der Nähe der Resonanzelektrode 6 angeordnet, und eine Bleielektrode 9 ist in der Nähe der Resonanzelektrode 7 angeordnet. Die Bleielektroden 8 und 9 sind so angeordnet, daß sie bis zu beiden Seitenkanten im Bereich der Stirnflächen des piezoelektrischen Substrats 5 reichen.
Gemäß 1B wiederum ist eine Ausnehmung 3a in der Unterseite des äußeren Substrats 3 ausgebildet. Analog dazu ist eine Ausnehmung 4a in der Oberseite des äußeren Substrats 4 ausgebildet. Die Ausnehmungen 3a und 4a sind zwecks Ausbildung von Räumen 10 vorgesehen, die die freie und ungehinderte Schwingung des piezoelektrischen Schwingungsabschnitts ermöglichen.
Die Dicke der Abschnitte der äußeren Substrate 3 und 4, in denen die Ausnehmungen 3a und 4a ausgebildet sind, ist also relativ gering. Im folgenden werden die Abschnitte der äußeren Substrate 3 und 4, in denen die Ausnehmungen 3a und 4a ausgebildet sind, als Raumbildungsabschnitte bezeichnet.
Die Ausnehmungen 3a und 4a sind in der Draufsicht vorzugsweise im wesentlichen rechteckig. Die Ausnehmungen 3a und 4a können jedoch auch eine andere Konfiguration haben, wie zum Beispiel eine in der Draufsicht im wesentlichen kreisrunde Konfiguration.
Die äußeren Substrate 3 und 4 bestehen vorzugsweise aus einer isolierenden Keramik wie zum Beispiel Aluminiumoxid. Die äußeren Substrate 3 und 4 sind über Klebstoffschichten 11a und 11b auf das piezoelektrische Resonanzelement 2 aufgeschichtet und in dieses integriert.
Wie oben beschrieben umfaßt die resultierende Schichtstruktur 12 das piezoelektrische Resonanzelement 2 und die äußeren Substrate 3 und 4. Äußere Elektroden 13 bis 15 und äußere Elektroden 16 bis 18 sind auf den Seitenflächen der Schichtstruktur 12 vorgesehen. Die äußeren Elektroden 13 bis 18 sind so angeordnet, daß sie nicht nur auf den Seitenflächen der Schichtstruktur 12 verlaufen, sondern auch bis zur Ober- und Unterseite derselben reichen.
Die äußeren Elektroden 13 bis 18 werden vorzugsweise hergestellt durch Aufbringen und Brennen einer leitenden Paste. Es ist jedoch auch möglich, daß die äußeren Elektroden 13 bis 18 durch ein Verfahren zur Herstellung von Dünnschichten ausgebildet werden, beispielsweise durch Aufdampfen, Galvanisieren oder Sputtern, oder durch andere geeignete Verfahren. Ferner ist es auch möglich, daß die äußeren Elektroden 13 bis 18 mehrere Elektrodenschichten umfassen, die aufeinandergeschichtet und zusammengefügt wurden.
Bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform sind die äußeren Elektroden 13 und 16 mit der Bleielektrode 8 des piezoelektrischen Resonanzelements 2 elektrisch verbunden, und die äußeren Elektroden 15 und 18 sind mit der Bleielektrode 9 elektrisch verbunden. Die äußeren Elektroden 14 und 17 sind ferner zwecks Ausbildung von Kondensatoren zwischen den äußeren Elektroden 13 und 16 und zwischen den äußeren Elektroden 15 und 18 vorgesehen.
Einer der Vorteile der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform besteht darin, daß sich die äußeren Elektroden 13 bis 18 durch die äußeren Substrate 3 und 4 nicht mit den Räumen 10 überlappen. Gemäß 1B sind zum Beispiel die inneren Abschlußkanten 14a, 14b, 17a und 17b der bis zur Ober- und Unterseite der Schichtstruktur 12 reichenden Abschnitte der äußeren Elektroden 14 und 17 auf der Außenseite der in Breitenrichtung liegenden Abschlußkanten 10a und 10b der Räume 10 der Schichtstruktur 12 positioniert. Die äußeren Elektroden 14 und 17 überlappen sich also durch die äußeren Substrate 3 und 4 nicht mit den Räumen 10. Analog dazu sind die äußeren Elektroden 13, 15, 16 und 18 so angeordnet, daß sie sich durch das äußere Substrat 3 oder das äußere Substrat 4 nicht mit den in Breitenrichtung der Schichtstruktur 12 liegenden Räumen überlappen.
Ferner überlappen sich die äußeren Elektroden 13, 15, 16 und 18 auch in Längsrichtung der Schichtstruktur 12 durch die äußeren Substrate 3 und 4 nicht mit den Räumen 10 (siehe 2).
Bei der Fertigung des piezoelektrischen resonanten Bauelements 1 werden die auf der Oberseite des piezoelektrischen Substrats 3 angeordneten Abschnitte der äußeren Elektroden 13 bis 18 und die auf der Unterseite des piezoelektrischen Substrats 4 vorgesehenen Abschnitte derselben vorzugsweise zuerst ausgebildet. Danach werden die piezoelektrischen Substrate 3 und 4 auf das piezoelektrische Resonanzelement 2 aufgeschichtet und durch die Klebstoffschichten 11a und 11b dar in integriert. In der auf diese Weise erhaltenen Schichtstruktur 12 werden schließlich die auf den Seitenflächen der Schichtstruktur 12 angeordneten Abschnitte der äußeren Elektroden 13 bis 18 ausgebildet.
Wenn die äußeren Substrate 3 und 4 auf das piezoelektrische Resonanzelement 2 aufgeschichtet und mit diesem verklebt werden, wird die Schichtstruktur 12 also in Dickenrichtung mit Druck beaufschlagt.
Bei dem herkömmlichen piezoelektrischen resonanten Bauelement 101 wird bei dem oben erwähnten Beaufschlagen mit Druck zwischen den auf der Ober- und Unterseite der Schichtstruktur positionierten Abschnitten der äußeren Elektroden 107 bis 109 und den anderen Abschnitten der äußeren Substrate eine Stufe erzeugt, so daß die Druckkraft in den Abschnitten, wo die äußeren Elektroden 107 bis 109 ausgebildet werden, groß ist. Die äußeren Elektroden 107 bis 109 sind dagegen vorzugsweise so angeordnet, daß sie bis zu den Positionen reichen, wo sie sich mit den Räumen B und C überlappen. Somit können in den Raumbildungsabschnitten der äußeren Substrate 102 und 103 leicht Risse D und E erzeugt werden. Wie in 12B gezeigt, können also leicht Risse D und E entstehen.
Bei dem piezoelektrischen resonanten Bauelement 1 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind dagegen die bis zur Oberseite des äußeren Substrats 3 und bis zur Unterseite des äußeren Substrats 4 reichenden Abschnitte der äußeren Elektroden 13 bis 18 so angeordnet, daß sie sich in Dickenrichtung nicht mit den Räumen 10 überlappen. Die Druckkraft wird also nicht genügend auf die Abschnitte ausgeübt, in denen die Räume 10 ausgebildet sind, so daß selbst dann, wenn die Dicke der äußeren Substrate 3 und 4 gering ist und die Wandstärke der Raumbildungsabschnitte gering ist, ein Bruch der äußeren Substrate 3 und 4 zuverlässig verhindert werden kann.
Infolge der Verringerung der Dicke der äußeren Substrate 3 und 4, auch im Hinblick auf die Verwerfung der äußeren Substrate 3 und 4 durch die Kontraktion beim Brennen der leitenden Paste zum Zeitpunkt der Ausbildung der äußeren Elektroden 13 bis 18, sind darüberhinaus die äußeren Elektroden nur in den Abschnitten ausgebildet, wo die Wandstärke groß ist, so daß eine Verwerfung der äußeren Substrate 3 und 4 verhindert werden kann.
Ferner konzentriert sich die beim Montieren des schließlich erhaltenen piezoelektrischen resonanten Bauelements 1 auf einer Leiterplatte oder einem anderen Substrat ausgeübte Spannung auf den Kapselungsabschnitt um die Räume 10 herum, so daß es leicht zu einem Bruch der äußeren Substrate 3 und 4 infolge der zum Zeitpunkt der Montage herrschenden Spannung kommen kann.
Es gibt zwar keine besondere Einschränkung hinsichtlich der Dicke der äußeren Elektroden 13 bis 18, doch sollte die Dicke wünschenswerterweise ungefähr 5 μm bis etwa 50 μm betragen, wenn die Elektroden durch Aufbringen und Brennen einer leitenden Paste ausgebildet werden. Wenn kein Läppen vorgenommen wird, bestehen auf den Oberflächen der äußeren Substrate 3 und 4 Oberflächenunebenheiten von etwa 2 μm bis etwa 5 μm. Um solche Oberflächenunebenheiten zu kompensieren, sollte also die Dicke der äußeren Elektroden 13 bis 18 nicht weniger als etwa 5 μm betragen. Wenn die Dicke der äußeren Elektroden 13 bis 18 zu groß ist, steigen ferner die Kosten für die äußeren Elektroden 13 bis 18, und beim Brennen kommt es leicht zu Verwerfungen in den äußeren Substraten 3 und 4.
Wenn die Dicke der äußeren Elektroden 13 bis 18 größer ist als etwa 50 μm, kann es ferner leicht zu Problemen wie zum Beispiel einer mangelnden Kompensation kommen, wenn das piezoelektrische resonante Baulement 1 schließlich auf der Leiterplatte montiert wird.
Bei dem piezoelektrischen Bauelement 1 der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die äußeren Elektroden 13 bis 18 vorzugsweise so angeordnet, daß sie sich nicht mit den Räumen 10 auf der Oberseite des äußeren Substrats 3 und auf der Unterseite des äußeren Substrats 4 überlappen. Wenn die äußeren Elektroden jedoch so angeordnet sind, daß sie sich in Dickenrichtung nicht mit den Räumen nur auf der Oberseite des äußeren Substrats 3 oder nur auf der Unterseite des äußeren Substrats 4 überlappen, kann die auf den Raumbildungsabschnitt zum Zeitpunkt der Montage und zum Zeitpunkt der Befestigung ausgeübte Druckkraft gemäß den verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung reduziert werden. Es ist zwar wünschenswert, daß die äußeren Elektroden 13 bis 18 so angeordnet werden, daß sie sich mit den Räumen sowohl auf der Oberseite des äußeren Substrats 3 als auch auf der Unterseite des äußeren Substrats 4 nicht überlappen, doch ist es in einigen Fällen möglich, daß die äußeren Elektroden 13 bis 18 so angeordnet werden, daß sie sich nur mit den Räumen 10 auf der Oberseite des äußeren Substrats 3 oder nur mit den Räumen auf der Unterseite des äußeren Substrats 4 nicht überlappen.
4A ist eine perspektivische Ansicht eines piezoelektrischen resonanten Bauelements gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 4B ist eine Schnittansicht längs der Linie H-H von 4B.
Bei dem chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelement 21 der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein piezoelektrisches Resonanzelement 2 verwendet, das vorzugsweise dasselbe ist wie bei dem chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelement 1. Hier sind ein äußeres Substrat 22 und ein äußeres Substrat 23 jeweils mit Hilfe von Klebstoffschichten (nicht dargestellt) auf die Ober- und Unterseite des piezoelektrischen resonanten Bauelements 2 aufgeschichtet und darin integriert.
Eine Ausnehmung 22a ist in der Oberseite des äußeren Substrats 22 ausgebildet, und eine Ausnehmung 23a ist in der Unterseite des äußeren Substrats 23 ausgebildet. Das heißt, während die äußeren Substrate 22 und 23 Ausnehmungen 22b und 23b zur Ausbildung von Räumen 10 in den Oberflächen des piezoelektrischen Resonanzelements 2 aufweisen, sind die Ausnehmungen 22a und 23a vorzugsweise auch in den Außenseiten ausgebildet, wenn die Substrate aufeinandergeschichtet sind.
In der Draufsicht ist die Größe der Ausnehmungen 22a und 23a dergestalt, daß sie die Räume 10 umfassen.
Bei dem piezoelektrischen resonanten Bauelement 21 sind äußere Elektroden 24 bis 26 so angeordnet, daß sie um die Oberseite, ein Paar Seitenflächen und die Unterseite der Schichtstruktur mit dem piezoelektrischen Resonanzelement 2 und um die äußeren Substrate 22 und 23 gewickelt sind. Während sich ferner die äußeren Elektroden 24 bis 26 bis zum Inneren der Ausnehmung 22a auf der Oberfläche der Schichtstruktur erstrecken, sind sie vorzugsweise auch auf dem rahmenartigen Abschnitt 22c um die Ausnehmung 22a herum vorgesehen. Analog dazu sind die äußeren Elektroden 24 bis 26 auch auf der Unterseite der Schichtstruktur so angeordnet, daß sie nicht nur bis ins Innere der Ausnehmung 23a reichen, sondern auch bis zu dem rahmenartigen Abschnitt 23c um die Ausnehmung 23a.
Zum Zeitpunkt der Montage wird also eine große Druckkraft auf die rahmenartigen Abschnitte 22c und 23c ausgeübt, und auf den übrigen Abschnitt wird keine große Druckkraft ausgeübt. Wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform kann also ein Bruch der äußeren Substrate 22 und 23 in den Raumbildungsabschnitten verhindert werden. Ferner konzentriert sich die schließlich beim Montieren des chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelements 21 auf der Leiterplatte herrschende Spannung auf den Abschnitt, wo die rahmenartigen Abschnitte 22c und 23c ausgebildet sind, so daß ein Bruch der äußeren Substrate 22 und 23 zum Zeitpunkt der Montage verhindert wird.
Ferner werden bei einem elektronischen Bauelement wie zum Beispiel einem chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelement äußere Elektroden oft durch elektrolytische Trommelgalvanisierung fertiggestellt. Bei der Verringerung der Dicke der elektronischen Bauteile kann es jedoch häufig dazu kommen, daß die Elektroden der elektronischen Bauelemente aneinanderkleben. Wenn jedoch, wie bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform, die Ausnehmungen 22a und 23a und die rahmenartigen Abschnitte 22c und 23c in den Außenseiten des piezoelektrischen resonanten Bauelements 21 ausgebildet sind, kommt es nicht ohne weiteres zu der durch die Oberflächenspannung der Galvanisierflüssigkeit hervorgerufenen Adhäsion. Somit kann das oben erwähnte Zusammenkleben der piezoelektrischen resonanten Bauelemente verhindert werden.
Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, daß nur eine der Ausnehmungen 22a und 23a ausgebildet wird. Während der Bruch der äußeren Substrate 22 und 23 zwar schlechter verhindert werden kann als bei der ersten bevorzugten Ausführungsform, kann auch in diesem Fall der Bruch der äußeren Substrate 22 und 23 gemäß der vorliegenden Erfindung verhindert werden.
Während bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform die Ausnehmungen 22b und 23b vorzugsweise auf der Innenseite der äußeren Substrate 22 und 23 ausgebildet sind, um die Räume 10 zu bilden, ist es gemäß 5 des weiteren auch möglich, äußere Substrate mit flachen Innenseiten als äußere Substrate 22A und 23A zu verwenden. In diesem Fall sind die das piezoelektrische Resonanzelement 2 mit den äußeren Substraten 22A und 23A verbindenden Klebstoffschichten 11a und 11b dick ausgelegt, um dadurch die Räume 10 zu bilden. Auch bei der oben beschriebenen ersten bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, äußere Substrate 3 und 4 in der Art flacher Platten mit flachen Innenseiten zu verwenden und die Klebstoffschichten 11a und 11b dick auszulegen, um dadurch die Räume 10 zu bilden.
Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhält man bei der Herstellung des äußeren Substrats 22 vorzugsweise einen im wesentlichen rechteckigen plattenartigen Keramikgrünling zur Herstellung des äußeren Substrats 22. Gemäß 6A werden als nächstes leitende Pasten 28 bis 30 zur Ausbildung der äußeren Elektroden auf die Oberseite des Keramikgrünlings 27 aufgebracht. Danach wird gemäß 6B die Ausnehmung 22a durch Stanzen hergestellt. Obwohl dies in 6B nicht deutlich wird, wird bei diesem Verfahren auch eine Ausnehmung zur Bildung des Raumes 10 auf der Unterseite ausgebildet. Nach Ausbildung der Ausnehmungen wird anschließend der Keramikgrünling ge brannt, und gleichzeitig werden die leitenden Pasten 28 bis 30 gebrannt. Auf diese Weise wird nach dem Aufbringen der leitenden Pasten 28 bis 30 die Ausnehmung 22a geformt, und danach werden der Keramikgrünling 27 und die äußeren Elektroden gleichzeitig gebrannt, wodurch es möglich ist, die Genauigkeit der Herstellung der bis zu der Ausnehmung 22a reichenden äußeren Elektroden 24 bis 26 zu verbessern.
Hinsichtlich der Tiefe der Ausnehmung 22a gibt es keine besondere Einschränkung. Die Tiefe sollte jedoch nicht mehr als etwa 50 μm betragen. Wenn die Tiefe der Ausnehmung 22a größer ist als ungefähr 50 μm, ist zu befürchten, daß es zu Problemen wie zum Beispiel einer mangelnden Kompensation kommt, wenn das piezoelektrische resonante Bauelement 21 schließlich montiert wird.
Um eine Verringerung der Dicke des piezoelektrischen resonanten Bauelements 21 zu erreichen, sollte außerdem die Tiefe der Ausnehmung 22a gering sein.
7A ist eine Schnittansicht eines piezoelektrischen resonanten Bauelements gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 7B ist eine teilweise aufgebrochene Schnittansicht, in der ein Hauptabschnitt des Bauelements vergrößert dargestellt ist. Bei dem chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelement 31 der dritten bevorzugten Ausführungsform wird das piezoelektrische Resonanzelement 2 ähnlich wie bei der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsform verwendet. Die vorliegende bevorzugte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten bevorzugten Ausführungsform darin, daß die äußeren Substrate 32 und 33 in dem Raumbildungsabschnitt zu dem piezoelektrischen Resonanzelement 2 hin gebogen sind. Das heißt, in dem Raumbildungsabschnitt sind die äußeren Substrate 32 und 33 so gebogen, daß sie in Richtung zu dem piezoelektrischen Resonanzelement 2 vorspringen. In dem Kapselungsabschnitt um den Raumbildungsabschnitt herum sind die Ober- und Unterseite der äußeren Substrate 32 und 33 ebene Flächen.
In den gebogenen Abschnitten 32a und 33a sind die Außenseiten der äußeren Substrate 32 und 33 also vorzugsweise konkav. Wenn bei dem piezoelektrischen Resonanzelement 2 die äußeren Substrate 32 und 33 zusammengeklebt und in Dickenrichtung mit Druck beaufschlagt werden, wird als die Druckkraft bei der Montage nicht auf die gebogenen Abschnitte 32a und 33a ausgeübt, sondern auf den sie umgebenden Kapselungsabschnitt konzentriert. Somit kann ein Bruch der äußeren Substrate 32 und 33 in den dünnen gebogenen Abschnitten 32a und 33a dort, wo die Räume 10 gebildet werden, zuverlässig verhindert werden. Ferner konzentriert sich die beim Montieren des piezoelektrischen resonanten Bauelements 31 auf der Leiterplatte entstehende Spannung auf den Kapselungsabschnitt, wie oben beschrieben, so daß ein Bruch der äußeren Substrate 32 und 33 in den gebogenen Abschnitten 32a und 33a zuverlässig verhindert werden kann.
Wie bei den piezoelektrischen resonanten Bauelementen 1 und 21 der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsform ist es also auch bei dem piezoelektrischen resonanten Bauelement 31 möglich, eine Verringerung der Dicke der äußeren Substrate 32 und 33 und damit eine Verringerung der Dicke des piezoelektrischen resonanten Bauelements 31 zu erreichen.
Ferner sind bei den gebogenen Abschnitten 32a und 33a die Innenseiten der äußeren Substrate 32 und 33 ebenfalls vorzugsweise gebogen. Wenn die äußeren Substrate 32 und 33 über die Klebstoffschichten 11a und 11b auf das piezoelektrische Resonanzelement 2 geklebt werden, sammelt sich somit gemäß 7B überschüssiger Klebstoff im Bereich der Abschlußkanten 10a und 10b der Räume 10 an, weil die Dicke der Räume 10 auf der dem Kapselungsabschnitt näher gelegenen Seite groß ist, und der Klebstoff nicht ohne weiteres zur Seite des piezoelektrischen Schwingungsabschnitts durchsickert. Es ist also auch möglich, eine Verschlechterung der Eigenschaften des Bauelements zu verhindern, wobei diese Verschlechterung darauf zurückzuführen ist, daß der Klebstoff zur Seite des piezoelektrischen Schwingungsabschnitts durchsickert.
Wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich bei der dritten bevorzugten Ausführungsform die äußeren Elektroden 13 bis 18 (siehe 1) von der Seitenfläche zur Ober- und Unterseite der Schichtstruktur. Wie bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform können die äußeren Elektroden 13 bis 18 jedoch auch so angeordnet werden, daß sie um die zwei Seitenflächen, die Ober- und die Unterseite der Schichtstruktur mit dem piezoelektrischen Resonanzelement 2 und um die äußeren Substrate 32 und 33 gewickelt sind.
Analog dazu können bei der oben beschriebenen zweiten bevorzugten Ausführungsform auch anstelle der äußeren Elektroden 24 bis 26 äußere Elektroden ähnlich den äußeren Elektroden 13 bis 18 der ersten bevorzugten Ausführungsform gebildet werden.
Während die äußeren Substrate bei der ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsform vorzugsweise auf die Hauptflächen des piezoelektrischen Resonanzelements aufgeschichtet sind, ist das piezoelektrische resonante Bauelement der vorliegenden Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt. 8 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels eines piezoelektrischen resonanten Bauelements, auf das bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anwendbar sind. Bei der in 8 dargestellten Konstruktion sind eine im wesentlichen rechteckige rahmenartige Abstandsschicht 41 und äußere Substratschichten 42 bis 44 über dem piezoelektrischen Resonanzelement 2 angeordnet, so daß sie den Raum 10 bilden. Die Abstandsschicht 41 und die äußeren Substratschichten 42 bis 44 können aus demselben Keramikmaterial oder aus unterschiedlichen Keramikmaterialien hergestellt sein. Nachdem die Abstandsschicht 41 und die äußeren Substratschichten 42 bis 44 aufeinandergeschichtet und integriert wurden, wird das Brennen durchgeführt, wodurch ein äußeres Substrat als das oben beschriebene äußere Gehäuseelement gebildet wird.
Auf der Oberseite der äußeren Substratschicht 44 werden äußere Elektroden 45a bis 45f vorzugsweise zuvor ausgebildet, wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform.
Ferner werden unter dem piezoelektrischen Resonanzelement 2 die Abstandsschicht 51 und die äußeren Substratschichten 53 und 54 aufgeschichtet. Die äußeren Substratschichten 53 und 54 bestehen jedoch vorzugsweise aus einer dielektrischen rohen Keramikschicht, um den Kondensator zu bilden. Zwischen den äußeren Substratschichten 52 und 53 ist außerdem eine gemeinsame Elektrode 55 zur Bildung des Kondensators vorgesehen. Ferner sind zwischen den äußeren Substratschichten 53 und 54 Kapazitätselektroden 56 und 57 vorgesehen, um den Kondensator zu bilden. Ferner wird eine leitende Paste auf die Unterseite der äußeren Substratschicht 54 aufgebracht, und äußere Elektroden 58a bis 58c werden vorzugsweise zuvor ausgebildet. In dem Abschnitt unter dem piezoelektrischen Resonanzelement 2 werden die Abstandsschicht 51 und die äußeren Substratschichten 52 bis 54 aufeinandergeschichtet und integriert, um das äußere Substrat zu bilden.
Nachdem der in 8 gezeigte Aufbau aufgeschichtet und integriert wurde, werden äußere Elektroden auf der Seitenfläche der Schichtstruktur wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform ausgebildet, wodurch man ohne weiteres einen eingebauten piezoelektrischen kapazitiven Resonator erhalten kann.
Während bei der oben gezeigten ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsform plattenartige äußere Substrate oben und unten auf das piezoelektrische Resonanzelement aufgeschichtet werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt.
Bei dem in 9A und 9B gezeigten chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelement 61 gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform ist zum Beispiel das piezoelektrische Resonanzelement 2 an der Oberseite eines einen Hohlraum bildenden äußeren Gehäuseelements 63 mit einer nach oben offenen Öffnung mit Hilfe eines Klebstoffs 64 befestigt. Infolge der Dicke des Klebstoffs 64 wird ein Raum 65 zur Ermöglichung einer freien und ungehinderten Schwingung des piezoelektrischen Schwingungsabschnitts zwischen dem piezoelektrischen Resonanzelement 2 und der Oberseite des äußeren Gehäuseelements 63 ausgebildet. Fer ner ist ein äußeres Substrat 62 so verbunden, daß es das äußere Gehäuseelement 63 abschließt. Ein Kapselungsraum 67 wird durch das äußere Gehäuseelement 63 und das äußere Substrat 62 gebildet, wobei das piezoelektrische Resonanzelement 2 in dem Kapselungsraum 67 eingeschlossen ist. Durch den Kapselungsraum 67 wird ein Raum zur Ermöglichung einer freien und ungehinderten Schwingung auch über dem piezoelektrischen Resonanzelement 2 gebildet.
Äußere Elektroden 69a bis 69h sind so angeordnet, daß sie sich von der Seitenfläche der durch das äußere Substrat 62 und das einen Hohlraum bildende äußere Gehäuse 63 gebildeten Schichtstruktur 68 zur Ober- und Unterseite derselben erstrecken. Die äußeren Elektroden 69a bis 69f sind so angeordnet, daß sie sich durch das äußere Substrat 62 und das einen Hohlraum bildende äußere Gehäuseelement 63 nicht mit dem durch den Kapselungsraum 67 in Dickenrichtung gebildeten Raum überlappen. Wenn das äußere Substrat 62 und das einen Hohlraum bildende äußere Gehäuseelement 63 aufeinandergeschichtet und gecrimpt werden, konzentriert sich also wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform die Druckkraft um den Kapselungsraum 67 herum, so daß es in dem äußeren Substrat 62 und in den Abschnitten über und unter dem Kapselungsraum 67 nicht ohne weiteres zum Bruch kommt. Somit ist es möglich, eine Verringerung in der Dicke des äußeren Substrats 62 und in der Dicke des unter dem Kapselungsraum 67 des einen Hohlraum bildenden äußeren Gehäuseelements 63 befindlichen Abschnitts zu erreichen, so daß eine Verringerung der Dicke des chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelements 61 erreicht werden kann.
10A und 10B sind eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittsansicht eines chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelements gemäß der fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dem chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelement 71 der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform ist das äußere Substrat 72 wie bei der dritten bevorzugten Ausführungsform in Richtung zu dem piezoelektrischen Resonanzelement 2 in dem dem Raum dort entsprechenden Kapselungsraum 77 gebogen. Ferner ist das einen Hohlraum bildende äußere Gehäuseelement 73 ebenfalls in Richtung zu der Seite des piezoelektrischen Resonanzelements 2 in dem dem Kapselungsraum 77 gegenüberliegenden Abschnitt gebogen. Selbst wenn die äußeren Elektroden 79a bis 79c so angeordnet sind, daß sie wie bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform bis zur Oberseite, den beiden Seitenflächen und der Unterseite der Schichtstruktur reichen, wenn das äußere Substrat 72 auf das einen Hohlraum bildende äußere Gehäuseelement 73 geschichtet und auf dieses gecrimpt wird, wirkt die Druckkraft nicht auf den dem Kapselungsraum 77 gegenüberliegenden Abschnitt, sondern konzentriert sich auf den Kapselungsabschnitt um den Kapselungsraum 77 herum. Wie bei der dritten bevorzugten Ausführungsform ist es also möglich, eine Verringerung in der Dicke des äußeren Substrats 72 und des einen Hohlraum bildenden äußeren Gehäuseelements 73 zu erreichen.
Während bei der vierten und fünften bevorzugten Ausführungsform die Konfiguration der einen Hohlraum bildenden äußeren Gehäuseelemente 63 und 73 in der Draufsicht dieselbe ist wie die Konfiguration der äußeren Substrate 62 und 72 in der Draufsicht, ist es auch möglich, daß die Größe des einen Hohlraum bildenden äußeren Gehäuselements kleiner ist als die Größe des äußeren Substrats. Das heißt, wie im Falle des in 11 gezeigten chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelements 81 ist es möglich, ein einen Hohlraum bildendes äußeres Gehäuseelement 83 anzufügen, das kleiner ist als das äußere Substrat 82. In diesem Fall wird das piezoelektrische Resonanzelement 2 an dem äußeren Substrat 82 befestigt. Außerdem wird das einen Hohlraum bildende äußere Gehäuseelement 83 so an der Oberseite des äußeren Substrats 82 befestigt, daß es das piezoelektrische Resonanzelement 2 umgibt. Das heißt, das einen Hohlraum bildende äußere Gehäuseelement 83 ist ein der Kappe eines herkömmlichen wohlbekannten piezoelektrischen Resonanzelements mit Abschlußkappe entsprechendes Element.
Auch in diesem Fall, wie bei der in 10 gezeigten bevorzugten Ausführungsform, wird durch Biegen der Oberseite des einen Hohlraum bildenden äußeren Gehäuseelements 83 in Richtung zur Seite des piezoelektrischen Resonanzelements 2 dieses mit dem äußeren Substrat 82 des einen Hohlraum bildenden äußeren Gehäuseelements 83 verbunden, und ein Bruch des dem Kapselungsraum 85 gegenüber liegenden Abschnitts des einen Hohlraum bildenden äußeren Gehäuseelements 83 während des Crimpens kann zuverlässig verhindert werden. Somit ist es möglich, die Dicke des einen Hohlraum bildenden äußeren Gehäuseelements 83 zu verringern, wodurch eine Verringerung der Dicke des chipartigen piezoelektrischen resonanten Bauelements 81 erreicht werden kann.
Bei dem piezoelektrischen resonanten Bauelement verschiedener bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind mehrere äußere Elektroden so angeordnet, daß sie sich nicht mit dem Raum überlappen, der durch das äußere Gehäuseelement eine freie und ungehinderte Schwingung des piezoelektrischen Resonanzelements ermöglicht, so daß selbst dann, wenn das äußere Gehäuseelement bei der Montage auf das piezoelektrische resonante Bauelement gecrimpt wird, kein großer Druck auf das äußere Gehäuseelement in dem Raumbildungsabschnitt ausgeübt wird, so daß ein Bruch des äußeren Gehäuseelements verhindert werden kann. Analog dazu wird auch bei der Montage des piezoelektrischen resonanten Bauelements auf einer Leiterplatte oder einem anderen Substrat die bei der Montage entstehende Spannung nicht auf den dem Raum gegenüberliegenden Abschnitt des äußeren Gehäuseelements ausgeübt, so daß ein Bruch des äußeren Gehäuseelements wirksam verhindert werden kann.
Somit ist es möglich, die Dicke des äußeren Gehäuseelements zu verringern und ein dünnes piezoelektrisches resonantes Bauelement bereitzustellen, ohne Defekte zu riskieren.
Bei der Konstruktion, wo in der Oberfläche auf der entgegengesetzten Seite der Oberfläche des äußeren Gehäuseelements, das so an dem piezoelektrischen Resonanzelement befestigt ist, daß es dem Raum gegenüberliegt, eine Ausnehmung ausgebildet ist, wird beim Montieren durch Crimpen des äußeren Gehäuseelements auf das piezoelektrische Resonanzelement und beim Montieren des piezoelektrischen Resonanzelements auf die Leiterplatte kein Druck auf die dem Raum gegenüberliegende Ausnehmung ausgeübt, so daß ein Bruch des äußeren Gehäuseelements wirksam verhindert werden kann. Somit ist es möglich, die Dicke des äußeren Gehäuseelements stark zu verringern und eine Verringerung der Dicke des piezoelektrischen resonanten Bauelements zu erreichen.
Im Falle einer Konstruktion, wo die dem Raum gegenüberliegend angeordnete Ausnehmung dadurch gebildet wird, daß das äußere Gehäuseelement in Richtung zur Seite des piezoelektrischen Resonanzelements gebogen wird, ist die Größe in Dickenrichtung an den Abschlußkanten des Raumes groß, und wenn zum Beispiel das äußere Gehäuseelement mit einem Klebstoff an dem piezoelektrischen Resonanzelement festgeklebt ist, kann das Durchsickern des Klebstoffs zur Seite des piezoelektrischen Schwingungsabschnitts wirksam verhindert werden, so daß es möglich wird, eine Verschlechterung der Eigenschaften des piezoelektrischen Resonanzabschnitts zu verhindern und die Stabilität eines piezoelektrischen resonanten Bauelements stark zu verbessern.
Wenn eine Ausnehmung in der Oberfläche des äußeren Gehäuseelements auf der Seite des piezoelektrischen Resonanzelements ausgebildet ist und durch die Ausnehmung ein Raum gebildet wird, kann eine Ausnehmung, die eine freie und ungehinderte Schwingung des piezoelektrischen Schwingungsabschnitts ermöglicht, allein durch Befestigen des äußeren Gehäuseelements an dem piezoelektrischen Resonanzelement gebildet werden.
Wenn die Oberfläche des an dem piezoelektrischen Resonanzelement befestigten äußeren Gehäuseelements eine ebene Fläche ist und der die Schwingung ermöglichende Raum durch eine Klebstoffschicht gebildet wird, kann ferner ein kostengünstiges flaches äußeres Gehäuseelement verwendet werden, so daß die Kosten des piezoelektrischen resonanten Bauelements herabgesetzt werden können.
Bei der Konstruktion, wo das äußere Gehäuseelement ein flaches äußeres Substrat ist, und wo zwei äußere Substrate auf beiden Seiten des piezoelektrischen Resonanzelements aufgeschichtet sind, sind gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf wenigstens einem der äußeren Substrate die Vielzahl von äußeren Elektroden angeordnet, so daß sie sich durch das äußere Ge häuse nicht mit dem Raum überlappen, und in der Oberfläche des an dem piezoelektrischen Resonanzelement befestigten äußeren Gehäuses ist eine Ausnehmung dem Raum gegenüberliegend ausgebildet, wodurch es möglich ist, ein kostengünstiges geschichtetes piezoelektrisches resonantes Bauelement bereitzustellen, und es möglich ist, die Dicke des piezoelektrischen resonanten Bauelements wirksam zu verringern.
Bei der Konstruktion, wo das äußere Gehäuseelement ein flaches äußeres Substrat und ein einen Hohlraum bildendes äußeres Gehäuseelement aufweist, und wo das piezoelektrische Resonanzelement an dem äußeren Substrat oder an dem einen Hohlraum bildenden äußeren Gehäuseelement befestigt ist und in dem durch das äußere Substrat und das einen Hohlraum bildende äußere Gehäuseelement eingeschlossen ist, kann gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Bruch der Abschnitte des äußeren Substrats und des einen Hohlraum bildenden äußeren Gehäuseelements, das dem Raum in dem piezoelektrischen resonanten Bauelement mit einem Hohlraum und mit einer Abdeckkappe gegenüberliegt, wirksam verhindert werden, und es kann effektiv eine Verringerung der Dicke erreicht werden.

Claims

Piezoelektrisches resonantes Bauelement, das folgendes umfaßt: ein energiespeicherndes piezoelektrisches Resonanzelement (2) mit einer piezoelektrischen Platte (5) und mehreren Resonanzelektroden (6, 7), die teilweise auf beiden Hauptflächen der piezoelektrischen Platte angeordnet sind, und bei dem ein piezoelektrischer Schwingungsabschnitt durch einen Abschnitt gebildet wird, in dem sich die Resonanzelektroden (6, 7) der Hauptflächen gegenüberliegen; ein äußeres Gehäuseelement (22, 23), das an wenigstens einer Oberfläche des piezoelektrischen Resonanzelements (2) befestigt ist, so daß ein Raum (10) gebildet wird, der eine freie und ungehinderte Schwingung des Schwingungsabschnitts des piezoelektrischen Resonanzelements (2) ermöglicht; und eine Vielzahl von äußeren Elektroden (24, 25, 26), die auf der Oberfläche des äußeren Gehäuseelements (22, 23) auf der dem piezoelektrischen Resonanzelement (2) entgegengesetzten Seite angeordnet sind; wobei eine Ausnehmung (22a, 23a) in der Oberfläche des äußeren Gehäuseelements (22, 23) auf der dem piezoelektrischen Resonanzelement (2) entgegengesetzten Seite dem Raum (10) gegenüberliegend ausgebildet ist.
Piezoelektrisches resonantes Bauelement nach Anspruch 1, bei dem der dem Raum (10) gegenüberliegende Abschnitt des äußeren Gehäuseelements zur Seite des piezoelektrischen Resonanzelements (2) hin gebogen ist.
Piezoelektrisches resonantes Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Ausnehmung (22b, 23b) in der auf der Seite des piezoelektrischen Resonanzelements (2) gelegenen Oberfläche des äußeren Gehäuseelements (22, 23) ausgebildet ist, und bei dem der Raum (10) durch die Ausnehmung (22b, 23b) gebildet wird.
Piezoelektrisches resonantes Bauelement nach Anspruch 3, bei dem die Ausnehmung (22a, 23a) rechteckig ist.
Piezoelektrisches resonantes Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Oberfläche des an dem piezoelektrischen Resonanzelement (2) befestigten äußeren Gehäuseelements (22, 23) eine ebene Fläche ist, und bei dem die Klebstoffschicht (11a, 11b), die das piezoelektrische Resonanzelement (2) mit dem äußeren Gehäuseelement (22, 23) verbindet, so konstruiert ist, daß der Raum (10) gebildet wird.
Piezoelektrisches resonantes Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das äußere Gehäuseelement (22, 23) ein äußeres Substrat in Form einer flachen Platte ist, die auf beiden Seiten des piezoelektrischen Resonanzelements (2) aufgeschichtet sind.
Piezoelektrisches resonantes Bauelement nach Anspruch 1, bei dem das äußere Gehäuseelement (22, 23) ein äußeres Substrat in Form einer flachen Platte aufweist und ein einen Hohlraum (10) bildendes äußeres Gehäuseelement eine Öffnung auf der Seite des äußeren Substrats aufweist und von der Öffnungsseite her mit dem äußeren Substrat verbunden ist, und bei dem das piezoelektrische Resonanzelement an dem äußeren Substrat oder dem einen Hohlraum bildenden äußeren Gehäuseelement befestigt und in einem Hohl raum eingeschlossen ist, der durch das äußere Substrat und das einen Hohlraum bildende äußere Gehäuseelement gebildet wird.
Piezoelektrisches resonantes Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die äußeren Elektroden (24, 25, 26) so angeordnet sind, daß sie Kondensatoren bilden.
Piezoelektrisches resonantes Bauelement nach Anspruch 1, bei dem der äußere Gehäuseabschnitt einen bei dem Raum befindlichen gebogenen Abschnitt und einen einen Kapselungsabschnitt (67) begrenzenden ebenen Abschnitt umfaßt.
Piezoelektrisches resonantes Bauelement nach Anspruch 1, bei dem der äußere Gehäuseabschnitt jeweils einen gebogenen Abschnitt auf der Innenseite und auf der Außenseite desselben umfaßt.