DE19520217C2

DE19520217C2 - Piezoelektrische Resonanzkomponente des Chip-Typs

Info

Publication number: DE19520217C2
Application number: DE19520217A
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Kaida
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2015-06-02
Also published as: CN1121277A; US5548179A; JPH08116233A; JP3114526B2; GB2294359A; DE19520217A1; MY112627A; GB2294359B; CN1080029C; GB9511024D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine piezoelektrische Reso nanzkomponente des Chip-Typs.

Als Piezo-Resonatoren für das kHz-Band werden im allgemeinen Resonatoren eingesetzt, die von einem Expansionsschwingungs modus einer rechtwinkligen piezoelektrischen Platte oder ei nem Längenschwingungsmodus eines stangenartigen piezoelektri schen Körpers Gebrauch machen, oder die piezoelektrische Abstimmresonatoren des Gabeltyps sind.

In einem solchen Piezoresonator schwingt ein Resonanzteil beim Anlegen einer Spannung. Um den Piezoresonator als eine Bauteilkomponente auszubilden, ist es daher notwendig, den Piezoresonator zu stützen, damit Resonanzen möglich sind. Es ist möglich, einen Energietrap-Piezoresonator mechanisch in den Bereichen zu halten, die nicht seine Resonanzteile sind, da die Schwingungsenergie in dem Resonanzteil eingefangen (getrapt) ist. In Hinsicht auf die Anwendung auf ein Produkt ist ein Energietrap-Piezoresonator gegenüber anderen Typen von Piezoresonatoren überlegen und folglich ist ein Energie trap-Resonator als Piezoresonator für das kHz-Band vorzuzie hen.

In den Resonatoren, die einen Expansionsschwingungsmodus oder einen Längenschwingungsmodus verwenden und als kHz-Band-Pie zoresonatoren bekannt sind, ist es jedoch unmöglich, die Schwingungsenergie einzuschließen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird daher ein Piezoresonator 191, der einen Längenschwin gungs-Modus verwendet, durch Federanschlüsse 192 und 193 an den Schwingungsknotenpunkten gehalten. Weiterhin werden in einem Piezoresonator vom Rechtwinkelplattentyp unter Verwen dung eines Expansionsschwingungsmodus, der die Energie nicht halten kann, die Knotenpunkte des Resonators zwischen den Federanschlüssen gehalten. Daher sind in den Piezoresonatoren für das kHz-Band, die die Expansions- und Längenschwin gungsmoden verwenden, die Strukturen der Elemente so kompli ziert, daß es extrem schwierig ist, miniaturisierte oberflä chenmontierbare Komponenten des Chip-Typs zu bilden.

In einem piezoelektrischen Abstimmresonator 196 des Gabeltyps mit einer piezoelektrischen Platte 194, die entlang ihrer Dicke polarisiert ist, mit Schlitzen 194a bis 194c, und mit Schwingungselektroden 195a, die auf den beiden Hauptflächen der piezoelektrischen Platte 194 um den Mittelschlitz 194b gebildet sind wie in Fig. 2 gezeigt ist (wobei die auf der Rückseite nicht gezeigt ist), wird andererseits die Energie in dem Schwingungsteil gehalten. Daher kann der Resonator 196 als eine oberflächenmontierbare Chip-Komponente ausgebildet werden, da ihre Charakteristiken unverändert bleiben, wenn der Resonator 196 beispielsweise an Teilen gehalten wird, die nahe den Rändern 194d und 194e der piezoelektrischen Platte 194 liegen.

In dem piezoelektrischen Abstimmresonator 196 des Gabeltyps liegt die gesicherte Bandbreite bei ungefähr 2% der Reso nanzfrequenz aufgrund der Beschränkung seines Modus, obwohl die Energie eingefangen werden kann. Andererseits verlangt der Markt sehr stark nach einem breitbandigen Piezoresonator auch in Bezug auf das kHz-Band. Der piezoelektrisches Ab stimmresonator 196 des Gabeltyps kann diese Anforderung nicht erfüllen.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 44 12 964 A1 offenbart einen Vibrator in Form eines Körpers mit rechteckigem Grundriß mit einer kürzeren und längeren Seite, der zu Schwingungen in einer Breiten-Dehnungsmode fähig ist. Dieser Vi brator wird auf einer oberen und unteren Seite von zwei Substraten abgedeckt, die mittels Abstandselemente voneinander entfernt gehalten werden. Diese Druckschrift offenbart jedoch nicht ein Umschließen des Vibrators mittels einer direkten Verbindung eines Kappenelementes mit einem Grundsubstrat, worauf der Vibrator angeordnet ist.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine piezoelektrische Energietrap-Resonanzkomponente des Chip-Typs anzugeben, die in dem kHz-Band mit breiteren Bandcharakteristiken verwendet werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine piezoelektrisches Resonanzkomponente des Chip-Typs mit den Merkmalen des An spruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Un teransprüchen gekennzeichnet.

Die piezoelektrische Resonanzkomponente des Chip-Typs gemäß der Erfindung ist zur Anordnung auf der Oberfläche eines Sub strates geeignet, und umfaßt insbesondere einen oder mehrere Energietrap-Piezoresonator(en).

Die piezoelektrische Resonanzkomponente des Chip-Typs gemäß der Erfindung verwendet einen Piezoresonator mit einem pie zoelektrischen Resonanzteil, der so gebildet ist, daß ein Längenverhältnis b/a in einem vorbestimmten Bereich bleibt, wie in der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausfüh rungsform noch ausführlich erläutert wird. Der Piezoresona tor, der einen piezoelektrischen Resonanzteil mit dem Längen verhältnis b/a innerhalb eines vorbestimmten Bereiches auf weist, schwingt resonant in einem Breitenexpansionsmodus, wie später beschrieben wird, und die Schwingungsknotenpunkte lie gen im wesentlichen auf zentralen Teilen der kurzseitigen Oberflächen und der Mitte der rechtwinkligen Oberfläche. Wenn der Piezoresonator mechanisch an dem Knotenpunkt gestützt wird, kann die Schwingungsenergie daher wirksam in dem piezo elektrischen Resonanzteil eingefangen werden. Daher kann der Piezoresonator als ein Energietrap-Piezoresonator eingesetzt werden. Bei der piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist daher die Schwingungsenergie wirksam in dem piezoelektrischen Resonanz teil des Piezoresonators eingefangen, wodurch der Piezoreso nator leicht auf dem Grundsubstrat befestigt werden kann und dabei Schwingungen des piezoelektrischen Resonanzteils mög lich sind. Daher kann das piezoelektrische Resonanzkomponente leicht durch Kombination des Piezoresonators mit dem Grund substrat und einem Kappenteil ausgebildet werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der oben er wähnte Piezoresonator so ausgebildet werden, daß er eine ge eignete Form aufweist, wobei der piezoelektrische Resonanz teil ein Längenverhältnis von b/a aufweist, das in einem vor bestimmten Bereich liegt. Der Piezoresonator kann nur durch das piezoelektrische Resonanzteil gebildet werden, oder es können Trägerteile mit den Mittelbereichen der kurzseitigen Flächen des Piezoresonators gekoppelt werden. Alternativ kön nen Trägerteile mit den Zentren beider kurzseitiger Flächen des piezoelektrischen Resonanzteils gekoppelt werden.

Weiterhin können Resonanzelektroden an jeder Stelle des pie zoelektrischen Resonanzteils ausgebildet werden, wobei Schwingungen in Breitenexpansionsmoden angeregt werden kön nen, wie sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungs formen ergibt. Beispielsweise können die Resonanzelektroden an beiden rechtwinkligen Hauptflächen, die den piezoelektri schen Resonanzteil bilden, vorgesehen werden. Wenn der piezo elektrische Resonanzteil in Form einer rechtwinkligen Platte vorgesehen ist, die parallel zu den rechtwinkligen Oberflä chen polarisiert ist, kann andererseits ein Paar von Reso nanzelektroden auf einer Hauptfläche oder an beiden Hauptflä chen einander gegenüberliegend in einem vorbestimmten Abstand gebildet werden.

Der piezoelektrische Resonanzteil kann aus einem geeigneten piezoelektrische Material, wie beispielsweise piezoelektri sche Keramik, Kristall oder ein piezoelektrisches Einkristall hergestellt werden. Alternativ kann der piezoelektrische Resonanzteil aus einem Kompositmaterial gefertigt sein. Das piezoelektrische Resonanzteil kann durch Aufbringen eines piezoelektrischen Dünnfilms auf eine Metallplatte oder einer Halbleiterplatte gebildet werden. In Bezug auf das Poisson-Ver hältnis σ, das in Gleichung (1) auftritt, ist es notwen dig, das effektive Poisson-Verhältnis des gesamten Komposit materials in Betracht zu ziehen, wenn der piezoelektrische Resonanzteil aus Kompositmaterial gefertigt ist.

Das Grundsubstrat kann aus einem Material gefertigt sein, wie beispielsweise aus einer Keramikplatte oder einer Kunstoff platte, die eine Stärke aufweist, welche zum Bilden einer Komponente des Chip-Typs geeignet ist. Vorzugsweise wird min destens eine Anschlußelektrode auf dem Grundmaterial gebil det. Eine piezoelektrische Resonanzkomponente des Chip-Typs, die oberflächenmontierbar auf einem gedruckten Schaltkreis brett oder ähnlichem ist, kann durch Ausbilden der Anschluß elektrode aufgebaut werden.

In der piezoelektrischen Resonanzkomponente des Chip-Typs ge mäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der piezoelektri sche Resonanzteil des Piezoresonators vorzugsweise auf dem Grundsubstrat unter einem vorbestimmten Abstand befestigt. Daher umfaßt die Resonanzkomponente weiterhin vorzugsweise einen Abstandshalter zum Bilden dieses Abstands.

Der Abstandshalter kann ein Haftmittel zum Befestigen des Piezoresonators auf dem Grundsubstrat umfassen. Insbesondere ist es möglich, den Abstand, der durch das Haftmittel ent steht, durch Festlegen seiner Dicke zu definieren. In einem Aufbau mit einer Anschlußelektrode, welche auf dem Grund material vorgesehen ist, kann alternativ der Piezoresonator auf dem Grundsubstrat durch ein leitendes Haftmittel befe stigt werden, so daß der Piezoresonator elektrisch mit der Anschlußelektrode verbunden ist, die auf dem Grundsubstrat vorgesehen ist.

Weiterhin kann die piezoelektrische Resonanzkomponente einen Metallanschluß umfassen, um die Anschlußelektrode, die auf dem Grundsubstrat vorgesehen ist, mit den Piezoresonator zu verbinden, wobei in diesem Fall der Abstandshalter durch den Metallanschluß definiert werden kann. Die Länge des Metallan schlusses kann so gewählt werden, daß ein Abstand von be stimmter Dicke zwischen dem piezoelektrischen Resonanzteil des Piezoresonators und dem Grundsubstrat entsteht.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann mindestens ein Piezoresonator weiterhin zusätzlich zu dem Piezoresonator, der auf dem Grundsubstrat befestigt ist, aufgebracht werden. In diesem Fall kann ein Filterschaltkreis durch eine Anzahl von Piezoresonatoren gebildet werden, wodurch ein piezoelek trischer Filter des Chip-Typs geschaffen wird.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann der Piezoresonator direkt oder indirekt auf dem Grundsubstrat durch ein Lötmit tel oder ein leitendes Haftmittel oder durch Schweißen wie beispielsweise Widerstandsschweißen befestigt werden. Der Ausdruck "indirekt" bedeutet, daß der Piezoresonator auf dem Grundsubstrat über ein anderes Element, wie beispielsweise einem anderen Piezoresonator oder einem dielektrischen Sub strat, befestigt ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfin dung kann der Piezoresonator, der einen Breitenexpansionsmo dus verwendet, direkt auf dem Grundsubstrat oder indirekt durch ein anderes Element befestigt werden befestigt werden.

Die piezoelektrische Resonanzkomponente gemäß einer Ausfüh rungsform der Erfindung umfaßt einen energieeinschließenden Piezoresonator, der mit einem piezoelektrischen Resonanzteil versehen ist, das einen Breitenexpansionsmodus mit einem Län genverhältnis von b/a innerhalb eines vorbestimmten Bereiches verwendet. Bei diesem Piezoresonator ist die Schwingungsener gie wirksam in dem piezoelektrischen Resonanzteil eingefan gen, wobei die Schwingungsknotenpunkte auf den Mitten der Hauptoberflächen des piezoelektrischen Resonanzteils und den Mittelbereichen der kurzseitigen Flächen liegen, wodurch die Schwingungsenergie zuverlässig in dem piezoelektrischen Reso nanzteil eingefangen ist, wenn der Piezoresonator mechanisch an einem dieser Teile gestützt wird.

Daher ist es möglich, den Piezoresonator auf dem Grundsub strat durch Halteteile zu befestigen, welche mit den Schwin gungsknotenpunkten gekoppelt sind. Alternativ kann ein Piezo resonator, der nur durch einen piezoelektrischen Resonanzteil gebildet wird, auf dem Grundsubstrat durch die oben erwähnten Schwingungsknotenpunkte befestigt werden. In diesem Fall kann der Piezoresonator auf dem Grundsubstrat befestigt werden, wobei eine Schwingung des piezoelektrischen Resonanzteils möglich ist. Daher ist es möglich, eine piezoelektrische Resonanzkomponente des energieeinschließenden Chip-Typs durch Fixieren des Kappenelementes zum Einzuschließen den Piezoresonator auf dem Grundsubstrat zu bilden.

Folglich ist es möglich, breitere Bandcharakteristiken als mit einer konventionellen piezoelektrischen Resonanzkompo nente zu erzielen, wodurch eine piezoelektrische Resonanzkom ponente des Chip-Typs geschaffen wird, die insbesondere in dem kHz-Band eingesetzt werden kann.

Wenn Halteteile mit dem piezoelektrischen Resonanzteil ge koppelt sind, kann der Piezoresonator an dem Grundsubstrat durch die Halteteile befestigt werden, wodurch die Halteteile gemäß den für die Befestigung notwendigen Abmessungen ausge wählt werden können. Daher ist es möglich, eine piezo elektrische Resonanzkomponente des Chip-Typs zu schaffen, die eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit aufweist und dabei eine Schwingung der piezoelektrischen Resonanzkomponente er laubt.

Vorzugsweise ist der oben erwähnte Abstandshalter so vorgese hen, daß sie die Schwingung des piezoelektrischen Reso nanzteiles erleichtert, wodurch die Resonanzkomponente stär ker stabilisierte Charakteristiken aufweist.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfin dung in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zum Erläutern eines kon ventionellen Piezoresonators zeigt, der durch Feder anschlüsse gehalte wird;

Fig. 2 eine Aufsicht ist, die einen konventionellen piezo elektrischen Abstimmresonator des Gabeltyps zeigt;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Piezore sonator unter Verwendung eines Breitenexpansionsmodus zeigt;

Fig. 4 eine typische Aufsicht zur Erläuterung eines Expansi onsmodus einer Quadratplatte zeigt;

Fig. 5 eine typische Aufsicht zum Erläutern eines Breitenex pansionsmodus zeigt;

Fig. 6 eine typische Aufsicht zum Erläutern eines Breitenmo dus zeigt;

Fig. 7A und 7B typische Aufsichten sind, die einen Zustand der Verschiebungsverteilung bei Anregung von Schwin gungen in Breitenexpansionsmoden zeigt, die durch das Verfahren der finiten Elementen analysiert wurde, und ein Diagramm zum Erläutern des Koordinatensystems in Fig. 7A;

Fig. 8 die Beziehung zwischen den Positionen entlang der X-Achse in Fig. 7A und den Beträgen der Verschiebung zeigt;

Fig. 9 die Beziehung zwischen den Verhältnissen b/a und den Poisson-Verhältnissen σ zeigt;

Fig. 10 die Beziehung zwischen den Verhältnissen b/a und den Beträgen D der relativen Verschiebung zeigt;

Fig. 11 die Beziehung zwischen den Poisson-Verhältnissen σ und den Verhältnissen b/a zeigt;

Fig. 12A und 12B eine Aufsicht und eine hervorgehobene Seiten ansicht sind, die einen exemplarischen Piezoresonator unter Verwendung eines Breitenexpansionsmodus zeigen;

Fig. 13 eine Aufsicht ist, die einen anderen exemplarischen Piezoresonator unter Verwendung eines Breitenexpan sionsmodus zeigt;

Fig. 14 eine Aufsicht ist, die einen weiteren exemplarischen Piezoresonator unter Verwendung eines Breitenexpan sionsmodus zeigt;

Fig. 15 eine aufgelöste perspektivische Ansicht ist, die eine piezoelektrische Resonanzkomponente des Chip-Typs ge mäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Figs. 16A und 16B Aufsichten sind, die einen Piezoresonator, welcher in der ersten Ausführungsform verwendet wird, bzw. eine untere Elektrodenform durch eine piezoelek trische Platte zeigen;

Fig. 17 eine perspektivische Ansicht ist, die eine piezoelek trische Resonanzkomponente des Chip-Typs gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;

Fig. 18 eine aufgelöste perspektivische Ansicht ist zur Er läuterung einer piezoelektrischen Resonanzkomponente des Chip-Typs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 19 einen Äquivalenz-Schaltkreis für die piezoelektrische Resonanzkomponente gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;

Fig. 20 eine perspektivische Ansicht ist, die die piezoelek trische Resonanzkomponente gemäß der zweiten Ausfüh rungsform zeigt;

Fig. 21 eine auf gelöste perspektivische Ansicht ist zur Er läuterung einer piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 22 eine perspektivische Ansicht ist, die das Aussehen der piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;

Fig. 23 einen Äquivalenz-Schaltkreis für die piezoelektrische Resonanzkomponente gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;

Fig. 24 eine aufgelöste perspektivische Ansicht ist zur Er läuterung einer piezoelektrischen Resonanzkomponente des Chip-Typs gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 25 einen Äquivalenz-Schaltkreis für die piezoelektrische Resonanzkomponente gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;

Fig. 26 eine perspektivische Ansicht ist, zur Erläuterung der piezoelektrische Resonanzkomponente vom Chip-Typ ge mäß einer fünften Ausführungsform;

Fig. 27 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Modifika tion eines Piezoresonators zeigt, welche durch Me tallanschlüsse befestigt ist;

Fig. 28 eine perspektivische Ansicht ist, die eine andere Mo difikation eines Piezoresonators zeigt, welche durch Metallanschlüsse befestigt ist;

Fig. 29 eine perspektivische Ansicht ist, die eine weitere Modifikation eines Piezoresonators zeigt, welche durch Metallanschlüsse befestigt ist;

Fig. 30 eine teilweise aufgeschnittene vergrößerte Quer schnittsansicht ist zur Erläuterung eines Metallan schlußteils in der Modifikation, die in Fig. 29 ge zeigt ist;

Fig. 31 ein Diagramm ist zur Erläuterung des Schaltkreisauf baues einer piezoelektrischen Resonanzkomponente des Chip-Typs gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 32 eine aufgelöste perspektivische Ansicht ist zur Er läuterung der piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß der sechsten Ausführungsform;

Fig. 33 eine aufgelöste perspektivische Ansicht ist zur Er läuterung der piezoelektrischen Resonanzkomponente des Chip-Typs gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 34 eine vergrößerte perspektivische Ansicht ist zur Er läuterung eines Metallanschlusses, welcher in der siebten Ausführungsform verwendet wird;

Fig. 35 eine aufgelöste perspektivische Ansicht ist zur Er läuterung der piezoelektrischen Resonanzkomponente des Chip-Typs gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 36A und 36B perspektivische Ansichten sind zur Erläute rung von Metallanschlüssen, die in der achten Ausfüh rungsform verwendet werden;

Fig. 37 eine perspektivische Ansicht ist zur Erläuterung von Metallanschlüssen, welche an einem Piezoresonator be festigt sind, der einen Längenschwingungsmodus ver wendet; und

Fig. 38 ein Schaltkreisdiagramm eines Leitertyp-Filters ist, welcher durch die piezoelektrische Resonanzkomponente vom Chyp-Typ gemäß der achten Ausführungsform gebil det wird.

Die bevorzugten Ausführungsformen gemäß der Erfindung werden nun beschrieben.

Zunächst wird ein Piezoresonator beschrieben, der einen Brei tenexpansions-Modus verwendet und in der Erfindung eingesetzt ist.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung eines piezoelektrische Schwingungsteils in einem energieein schließenden Piezoresonator 205, welcher gemäß der Erfindung eingesetzt wird. Bei dem Piezoresonator 205 werden Elektroden 207 und 208 an beiden Hauptflächen einer rechtwinkligen pie zoelektrischen Keramikplatte 206 gebildet, die so polarisiert ist, daß Polarisationsachsen entlang ihrer Dicke ausgerichtet sind. Unter der Annahme, daß a und b die Längen der kürzeren bzw. der längeren Seiten der piezoelektrischen Keramikplatte 206 darstellen, wird das Verhältnis b/a in dem oben erwähnten Bereich ausgewählt, wodurch Schwingungen in dem Breitenexpan sionsmodus stark angeregt werden, wie später beschrieben wird. Es wird nun beschrieben, daß die Schwingungen in dem Breitenexpansionsmodus stark angeregt werden, wenn das Ver hältnis b/a in dem oben erwähnten Bereich liegt.

Die Fig. 4 bis 6 sind schematische Aufsichten, welche die Schwingungszustände von Vibratoren zeigen, um einen Expansi onsmodus, einen Breitenexpansionsmodus bzw. einen Breitenmo dus zu erläutern. Der Erfinder hat die Schwingungszustände von Vibratoren des Typs mit rechtwinkliger Platte mit verschiedenen Längen der kürzeren und längeren Seiten mit Hilfe des Verfahrens der finiten Elemente untersucht. Wenn das Verhältnis b/a der Länge b der längeren Seite zu der Länge a der kürzeren Seite gleich 1 ist, d. h., wenn ein Vi brator 201 die Form einer quadratischen Platte aufweist, wird eine Expansionsmodus-Schwingung stark angeregt, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Die Schwingung wiederholt sich zwischen den Zu ständen, die durch gestrichelte Linien A und punkt-gestri chelten Linien B gezeigt sind, wenn der Vibrator 201 eine quadratische Form hat, wie in Fig. 4 gezeigt ist, wodurch die Expansionsmodus-Schwingung stark angeregt wird.

Wenn das Verhältnis b/a beträchtlich größer als 1 ist, d. h., wenn b/a » 1 ist, dann schwingt ein rechtwinkliger Vibrator zwischen den Zuständen, die durch die gebrochenen Linien A bzw. die gepunktete Linie B in Fig. 6 gezeigt sind, wodurch eine Breitenmodus-Schwingung stark angeregt wird.

Wenn das Verhältnis b/a größer als 1 und kleiner als ein Wert ist, der die oben erwähnte Breitenmodus-Schwingung stark an regt, dann findet andererseits eine Schwingung zwischen den Zuständen statt, die durch die gepunkteten Linien A und die gebrochenen Linien B gezeigt sind, d. h., die Schwingung im Breitenexpansionsmodus wird stark angeregt, wie in Fig. 5 in Bezug auf einen Vibrator 203 gezeigt ist.

Der "Breitenexpansionsmodus" wurde so genannt, weil dieser im wesentlichen ein Zwischenschwingungsmodus ist, der zwischen dem bekannten Expansionsmodus und dem Breitenmodus liegt.

Auf der Basis der oben gewonnenen Erkenntnisse wurden Proben von dem Piezoresonator 205, der in Fig. 3 gezeigt ist, her gestellt aus piezoelektrischen Keramikplatten mit Verhältnis sen b/a von bestimmten ausgewählten Werten.

Der oben erwähnte Breitenexpansionsmodus-Schwingung wurde in den Proben des oben erwähnten Piezoresonators 205 mit ver schiedenen Verhältnissen b/a angeregt, wodurch bestätigt wurde, daß die Schwingung des Breitenexpansionsmodus am stärksten angeregt wird, wenn das Verhältnis b/a die Glei chung erfüllt, b/a = -1,47σ + 1,88. Fig. 7A zeigt das Ergeb nis der Verschiebungsverteilung in dieser Probe des Piezore sonators 205, welcher durch das Finiten-Element-Verfahren analysiert wurde.

In der Verschiebungsverteilung, die durch das Verfahren der finiten Elemente analysiert wurde, wurden Zustände der Ver schiebung von bestimmten Teilen gemessen, wobei die X- und Y-Achsen mit Bezug auf das Zentrum 0 von jeder Hauptfläche des Piezoresonators 205 definiert wurden, wie es in Fig. 7B ge zeigt ist, wodurch ein Ergebnis erzielt wurde, das in Fig. 8 gezeigt ist. Es ist zu erkennen, daß der Betrag der Verschie bung im Zentrum 0 und an einer Stelle X₁, das heißt der Mitte jeder kürzeren Seite, minimal ist und in einem Zwi schenbereich maximal wird, wenn der Piezoresonator 205 in ei nem Breitenexpansionsmodus entlang der X-Achse schwingt. Dies bedeutet, daß die Knotenpunkte in der Mitte der Hauptflächen und der kürzeren Seiten des Piezoresonators 205 liegen, der in dem Breitenexpansions-Modus schwingt. Es ist daher zu ver stehen, daß es möglich ist, den Piezoresonator 205 unter Bei behaltung der Schwingung in dem oben erwähnten Brei tenexpansions-Modus durch Stützen der Mitten der Hauptflächen oder der kürzeren Seiten durch Stützelemente zu halten.

Weiterhin wurde bestätigt, daß das oben erwähnte Verhältnis b/a in Bezug zu dem Poisson-Verhältnis des Piezoresonators 205 steht. Die Verhältnisse b/a, die Schwingungen in dem Breitenexpansions-Modus anregen, wurden in Bezug auf Vibrato ren für verschiedene Poisson-Verhältnisse gemessen und die Werte der Verhältnisse b/a wurden aufgetragen, wodurch die Ergebnisse erzielt wurden, die in Fig. 9 gezeigt sind. Wie durch eine gerade Linie in Fig. 9 angedeutet ist, ist es mög lich, Schwingungen in dem Breitenexpansionsmodus zuverlässig anzuregen durch Auswählen des Verhältnisses b/a in der Weise, daß die folgende Gleichung erfüllt wird:

b/a = -1,47σ + 1,88 (2)

Weiterhin ist zu erkennen, daß die Breitenexpansions modus-Schwingung nicht nur stark angeregt wird, wenn das Verhältnis b/a die Gleichung (2) erfüllt, sondern auch wenn es leicht davon abweicht und folglich wurde die Anwesenheit/Abwesenheit der Anregung der Breitenexpansionsmodus-Schwingung bestätigt durch die Proben der piezoelektrischen Keramikplatte mit ei nem Poisson-Verhältnis σ von 0,324, während die Verhältnisse b/a variiert wurden. Die Beträge D(X₁)/D(C) der relativen Verschiebung der Punkte X₁ in Bezug auf die Punkte C wurden gemessen unter der Annahme, daß D(X₁) die Beträge der Ver schiebung der Punkte X₁ in Fig. 7B wiedergibt und D(C) die Beträge der Verschiebung wiedergibt, die an den Punkten C (siehe Fig. 7) maximal sind in der Breitenexpansions modus-Schwingung. Fig. 10 zeigt die Ergebnisse.

Es ist aus Fig. 10 klar zu erkennen, daß die relative Ver schiebung innerhalb von 110% in Bezug auf das Poisson-Ver hältnis σ von 0,324 liegt, wenn das Verhältnis b/a inner halb eines Bereiches von 1,26 bis 1,54 liegt. Daher wurde eine Anzahl von Probentypen des Piezoresonators 205, der in Fig. 3 gezeigt ist, hergestellt, so daß Verhältnisse b/a in nerhalb von ± 10% um den optimalen Wert lagen, und es wurden Halteelemente an die Mittelbereiche der kürzeren Seiten zum Messen der Resonanzcharakteristiken angekoppelt. Dadurch wurde bestätigt, daß die Breiten-Schwingungsmodus-Schwingung ausgezeichnet eingefangen ist, wenn die relative Verschiebung innerhalb von ± 10% liegt, wie oben beschrieben wurde.

Wie in Fig. 11 gezeigt ist, ergibt sich daraus, daß die Brei tenschwingungsmodus-Schwingung in ausgezeichneter Weise ange regt werden kann, wenn das Verhältnis b/a in einem Bereich von ± 10% um einen Wert eingestellt wird, der die Gleichung (2) erfüllt. Es ist ebenfalls erkannt worden, daß die Brei tenschwingungsmodus-Schwingung ausgezeichnet angeregt werden kann, wenn das Verhältnis b/a ein geradzahliges Vielfaches n von (-1,47σ + 1,88) ist, d. h.

b/a = n(-1,47σ + 1,88) (1)

Die Figs. 12A und 12B sind eine Aufsicht bzw. eine hervorge hobene Vorderansicht, die ein Beispiel für einen Piezoreso nator 211 unter Verwendung eines Breitenexpansionsmodus zei gen, der auf der Basis der oben ausgeführten Erkenntnisse als ein Piezoresonator des ersten Typs hergestellt wurde. Der Piezoresonator 211 hat ein piezoelektrisches Schwingungsteil 212, das als Vibrator des Typs rechtwinklige Platte dient. Der Piezoresonator 212 hat eine rechtwinklige ebene Form und umfaßt eine piezoelektrische Keramikplatte 213, welche ein heitlich entlang ihrer Dicke polarisiert ist und Resonanz elektroden 214 und 215, welche an beiden Hauptflächen der piezoelektrischen Keramikplatte 213 insgesamt gebildet sind. Weiterhin sind Halteelemente 216 und 217 mit den Mitten der kürzeren Seiten des piezoelektrischen Schwingungsteils 212 gekoppelt, wo Knotenpunkte bei der Anregung in einem Breitenexpansionsmodus entstehen. Zudem sind Halteteile 218 und 219 an den äußeren Endteilen der Halteelemente 216 bzw. 217 angekoppelt.

Die Halteelemente 216 und 217 und die Halteteile 218 und 219 sind einstückig mit der piezoelektrischen Keramikplatte 213 ausgebildet. Diese Elemente werden durch Herstellung der rechtwinkligen piezoelektrischen Keramikplatte 213 und Bear beitung derselben in die Form, die in Fig. 12A gezeigt ist, hergestellt. Alternativ können die Halteelemente 215 und 217 und die Halteteile 218 und 219 durch Teile gebildet werden, die unabhängig von dem piezoelektrischen Schwingungsteil 212 sind, und an dieses mittels eines geeigneten Haftverfahrens angekoppelt sind, wie in Fig. 12A gezeigt ist.

Die oben erwähnten Resonanzelektroden 214 und 215 sind elek trisch mit den Leitungselektroden 220 und 221 verbunden, wel che auf ersten Hauptflächen der Halteteile 218 bzw. 219 ge bildet sind, durch leitende Teile 214a und 215a, welche auf den ersten Flächen der Halteelemente 216 und 217 gebildet sind.

Wenn eine Wechselspannung an den Leitungselektroden 220 und 221 in dem Piezoresonator 211 anliegt, dann wird der piezo elektrische Schwingungsteil 212 in einem Breitenexpansionsmo dus angeregt. In diesem Fall schwingen die Mittelteile der kürzeren Seiten des piezoelektrischen Schwingungsteils 212 kaum und bilden Schwingungsknotenpunkte, wodurch die Breiten expansionsmodus-Schwingung kaum gehemmt wird trotz der Verbindung mit den Halteelementen 216 und 217. Daher kann die Schwingung in dem Breitenexpansionsmodus effektiv zwischen den Halteelementen 216 und 217 eingefangen werden.

Wenn das piezoelektrische Schwingungsteil 212 durch eine pie zoelektrische Keramikplatte 213 mit 2,5 mm Breite und 3,5 mm Länge gebildet wird, liegt die Resonanzfrequenz bei 800 kHz, wohingegen sie 2 MHz beträgt, wenn die letztere 1,0 mm breit und 1,4 mm lang ist. Daraus ergibt sich, daß ein energieein schließender Piezoresonator gebildet werden kann, der in ei nem Band von 800 kHz bis 2 MHz eingesetzt werden kann.

In Bezug auf die oben erwähnte Resonanzfrequenz wird das ef fektive Frequenzband natürlich verändert, wenn der piezoelek trische Schwingungsteil 212 aus einem anderen Material herge stellt ist. Daher ist es möglich, energieeinschließende Pie zoresonatoren 211 zu erhalten, welche in verschiedenen Fre quenzbändern eingesetzt werden können, durch Herstellung von piezoelektrischen Schwingungsteilen 212 aus verschiedenen piezoelektrische Materialen.

Fig. 13 zeigt einen anderen beispielhaften energieein schließenden Piezoresonator 231, der einen Breitenexpan sions-Modus verwendet. Der Piezoresonator 231 hat einen piezo elektrischen Schwingungsteil 232, der als ein Vibrator vom Typ rechtwinklige Platte dient. In dem piezoelektrischen Schwingungsteil 232 ist ein Paar von Resonanzelektroden 232b und 232c auf einer oberen Fläche einer piezoelektrischen Platte 232a entlang der längeren Seitenkanten gebildet. Die piezoelektrische Platte 232a ist entlang von Pfeil P in Fig. 13 polarisiert, das heißt, in einer Richtung von der Reso nanzelektrode 232b in Richtung Resonanzelektrode 232c. Zudem ist in diesem Beispiel das Verhältnis b/a der Länge b der längeren Seiten zu der Länge a der kürzeren Seiten des piezo elektrischen Schwingungsteils 232 in einem Bereich von ± 10% um einen Punkt eingestellt, der die Gleichung (1) erfüllt.

Wenn eine Wechselspannung an die Resonanzelektroden 232b und 232c angelegt wird, dann schwingt der piezoelektrische Schwingungsteil 232 in einem Breitenexpansionsmodus. In die sem Fall liegt die Richtung der Verschiebung des piezoelek trischen Schwingungsteils 232 parallel zu dem angelegten elektrischen Feld, wodurch der Piezoresonator 231 einen pie zoelektrischen longitudinalen Effekt verwendet.

Zudem sind in dem Piezoresonator 231 dieses Beispiels die Halteelemente 236 und 237 mit den Schwingungsknotenpunkten des piezoelektrischen Schwingungsteils 232 gekoppelt, das in dem oben erwähnten Breitenexpansions-Modus in Resonanz schwingt, während die Halteteile 238 und 239 mit den äußeren Endteilen der Halteelemente 236 bzw. 237 gekoppelt sind. Mit Bezug auf Fig. 13 bezeichnen die Bezugszeichen 234a und 235a die leitenden Teile und Bezugszeichen 240 und 241 die Leitungselektroden.

Wie aus dem in Fig. 13 gezeigten Beispiel klar hervorgeht, ist der Resonator, der einen Breitenexpansions-Modus gemäß der Erfindung verwendet, nicht nur anwendbar auf die Verwen dung eines piezoelektrischen Transversaleffektes, sondern auch auf die Verwendung eines piezoelektrischen Longitudinal effektes.

Fig. 14 ist eine Aufsicht, die einen weiteren exemplarischen energieeinschließenden Piezoresonator 251 unter Verwendung eines Breitenexpansions-Modus zeigt, der gemäß der vorliegen den Erfindung eingesetzt wird. Der Piezoresonator 251, der in Fig. 14 gezeigt ist, zeichnet sich durch die Vorsehung von dynamischen Dämpfern 252 und 253 und Kopplungsteilen 254 und 255 aus, wohingegen die anderen Teile ähnlich zu dem energie einschließenden Piezoresonator 211 sind, der in Fig. 12 ge zeigt ist. Daher sind identische Teile mit den gleichen Be zugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung wurde hier weg gelassen.

Die dynamischen Dämpfer 252 und 253, welche an die äußeren Enden der Halteelemente 216 und 217 angekoppelt sind, bilden vertikal sich erstreckende Stangentypteile. Die Kopplungs teile 254 und 255 sind zwischen die äußeren Seiten der dyna mischen Dämpfer 252 und 253 und der Halteteile 218 bzw. 219 vorgesehen.

Die Halteelemente 216 und 217 sind mit den Schwingungsknoten punkten eines piezoelektrischen Resonanzteils 212 gekop pelt, wodurch ein Heraustreten der Schwingung zu den Halteelementen 216 und 217 extrem gering ist. In diesem Bei spiel schwingen die dynamischen Dämpfer 252 und 253 durch die gering heraustretende Schwingung, wodurch die heraustretende Schwingung unterdrückt wird. Daher kann die Schwingungsener gie wirksam in den Teilen bis zu den dynamischen Dämpfern 252 und 253 eingefangen werden. Folglich ist es möglich, einen weiter miniaturisierten Piezoresonator zu erzielen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine piezoelektri sche Resonanzkomponente des Chip-Typs unter Verwendung eines energieeinschließenden Piezoresonators und den oben erwähnten Breitenexpansions-Modus. Im folgenden werden Ausführungs formen einer solchen piezoelektrischen Resonanzkomponente des Chip-Typs mit Bezug auf die Fig. 15 bis 32 beschrieben.

Erste Ausführungsform

Fig. 15 ist eine aufgelöste perspektivische Ansicht, die eine piezoelektrische Resonanzkomponente 1 des Chip-Typs gemäß ei ner ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die piezo elektrische Resonanzkomponente 1 gemäß dieser Ausführungsform umfaßt ein Grundsubstrat 2, einen Piezoresonator 3, welcher auf dem Grundsubstrat 2 befestigt ist, ein Kappenelement 4, welches auf dem Grundsubstrat 2 befestigt ist, um den Piezo resonator 3 einzuschließen.

Dieses Grundsubstrat 2, welches durch eine isolierende Kera mikplatte aus Aluminiumoxid oder ähnlichem oder einer synthe tischen Harzplatte gebildet wird, hat eine rechtwinklige Plattenform, wie in Fig. 15 gezeigt ist. Anschlußelektroden 5a und 5b sind auf einer oberen Fläche des Grundsubstrates 2 entlang den Rändern der kürzeren Seiten gebildet. Weiterhin sind Kerben 6a und 6b in den Mitten der Flächen der kürzeren Seiten des Grundsubstrates 2 gebildet, so daß die Anschluß elektroden 5a und 5b die inneren Umfangflächen dieser Kerben 6a bzw. 6b erreichen. Die Anschlußelektroden 5a und 5b sind so gebildet, daß sie eine untere Fläche (nicht gezeigt) des Grundsubstrates 2 erreichen. Alternativ können die Anschluß elektroden 5a und 5b so ausgebildet sein, daß sie die obere Fläche des Grundsubstrates 2 nicht erreichen.

Der Piezoresonator 3 umfaßt einen piezoelektrischen Reso nanzteil 7 des rechtwinkligen Plattentyps und Halteteile 9 und 10, welche mit dem piezoelektrischen Resonanzteil 7 durch die Kopplungsteile 8a bzw. 8b gekoppelt sind. Dieser Piezore sonator 3 wird nun ausführlich mit Bezug auf die Figs. 16A und 16B beschrieben.

Die Figs. 16A und 16B sind eine Draufsicht zur Erläuterung einer Elektrodenform des Piezoresonators 3 bzw. eine typische Ebenen-Ansicht, die eine untere Elektrodenform durch die pie zoelektrischen Keramikplatte zeigt.

In dem Piezoresonator 3 hat das piezoelektrische Resonanzteil 7 eine rechtwinklige Plattenform, so daß das Verhältnis b/a der Länge b der längeren Seiten der Länge a der kürzeren Sei ten in dem Bereich von ± 10% um einen Wert liegt, der die oben erwähnte Gleichung (1) erfüllt.

In dem Piezoresonator 3 sind der piezoelektrische Resonanz teil 7, die Kopplungsteile 8a und 8b und die Halteteile 9 und 10 einstückig ausgebildet durch Bearbeiten einer piezoelek trischen Keramikplatte. Alternativ kann der piezoelektrische Resonanzteil 7 die Kopplungsteile 8a und 8b und die Halte teile 9 und 10 unabhängig voneinander ausgebildet sein und mittels eines Haftmittels oder ähnlichem miteinander gekop pelt und integriert sein.

Eine erste Resonanzelektrode 11 ist auf einer oberen Fläche des piezoelektrischen Resonanzteils 7 gebildet, wohingegen eine zweite Resonanzelektrode 12 auf seiner unteren Fläche gegenüber der ersten Resonanzelektrode 11 gebildet ist. Die Resonanzelektroden 11 und 12 sind elektrisch mit den Lei tungselektroden 13 und 14 verbunden, welche auf einer oberen Fläche des Halteteils 9 bzw. einer unteren Fläche des Halte teils 10 gebildet sind.

In dem piezoelektrischen Resonanzteil 7 ist die piezoelektri sche Keramikplatte entlang ihrer Dicke polarisiert. Wenn eine Wechselspannung an die Resonanzelektroden 11 und 12 angelegt wird, wird der piezoelektrische Resonanzteil 7 in einem Brei tenexpansionsmodus angeregt, ähnlich zu dem Piezoresonator 211, der in Fig. 12 gezeigt ist. Weiterhin sind die Kopp lungsteile 8a und 8b gekoppelt mit den Mittelteilen der kürze ren Seiten des piezoelektrischen Resonanzteils 7, ähnlich zu dem Piezoresonator 211, der in Fig. 12 gezeigt ist. Daher ist die Schwingungsenergie des Breitenexpansions-Modus in dem piezoelektrischen Resonanzteil 7 eingefangen, und dringt kaum zu den Kopplungsteilen 8a und 8b vor.

In dem Piezoresonator 3, der in den Figs. 16A und 16B gezeigt ist, werden die Resonanzelektroden 11 und 12 nicht auf den gesamten Hauptflächen des piezoelektrischen Resonanzteils 7 gebildet, sondern es verbleiben Bereiche 15 und 16 von vor bestimmten Breiten in der Peripherie. In dem piezoelektri schen Resonanzteil 7 ist jedoch das Verhältnis der Länge der längeren Seiten zu den kürzeren Seiten in den oben erwähnten Bereich gelegt, wodurch der piezoelektrische Resonanzteil 7 in dem Breitenexpansionsmodus angeregt wird, ähnlich zu dem Piezoresonator 211 (Fig. 12).

Mit Bezug auf Fig. 15 ist der Piezoresonator 3 auf dem Grund substrat 2 an den Halteteilen 9 und 10 durch leitende Haft mittel 17a und 17b befestigt. Die leitenden Haftmittel 17a und 17b verbinden die Leitungselektroden 13 und 14 mit den Anschlußelektroden 5a bzw. 5b. Weiterhin befestigen die lei tenden Haftmittel 17a und 17b die Halteteile 9 und 10 an dem Grundsubstrat 2. Die leitenden Haftmittel 17a und 17b sind so ausgebildet, daß sie sich in Richtung der unteren Flächen der Halteteile 9 und 10 erstrecken, wodurch der piezoelektrische Resonanzteil 7 an dem Grundsubstrat 2 so befestigt ist, daß er von der oberen Fläche des Grundsubstrates 2 durch einen Abstandshalter einer vorbestimmten Dicke getrennt ist. Daher ist der Piezoresonator 3 in einer solchen Weise an dem Grund substrat 2 befestigt, daß eine Schwingung des piezoelektri schen Resonanzteiles 7 möglich wird.

Gemäß dieser Ausführungsform ist das Kappenelement 4 auf dem Grundsubstrat 2 befestigt, auf welchem der oben erwähnte Piezoresonator 3 befestigt ist. Das Kappenelement 4, welches aus einem isolierenden Material wie beispielsweise syntheti scher Harz oder einem Material gefertigt ist, das durch Iso lieren einer Metallfläche hergestellt ist, an dem Grundsub strat 2 angehaftet/befestigt durch ein isolierendes Haftmit tel. Das Kappenelement 4 ist in Form eines rechtwinkligen Parallelopiped mit einem offenen unteren Teil gebildet und mit Abmessungen, die in der Lage sind, den Piezoresonator 3 darin einzuschließen.

Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht, die eine piezoelek trische Resonanzkomponente 1 des Chip-Typs gemäß dieser Aus führungsform zeigt, die durch Fixieren des Kappenelementes 4 auf dem Grundsubstrat 2 erhalten wird. In der piezoelektri schen Resonanzkomponente 1 des Chip-Typs sind Anschlußelek troden 5a und 5b auf der oberen Fläche des Grundsubstrates 2 gebildet, während die Kerben 6a und 6b (siehe Fig. 15) auf den Seitenflächen vorgesehen sind, so daß die Anschlußelek troden 5a und 5b die inneren Umfangflächen dieser Kerben 6a und 6b erreichen. Daher kann die piezoelektrische Resonanz komponente 1 des Chip-Typs Oberflächenmontiert werden auf ei nem gedruckten Schaltkreisbrett oder ähnlichem, so daß die Anschlußelektroden 5a und 5b leicht mit Elektrodenbahnen oder Verdrahtungsmustern verbunden werden können, die darauf vor gesehen sind.

In der piezoelektrischen Resonanzkomponente 1 des Chip-Typs gemäß dieser Ausführungsform verwendet der Piezoresonator 3 den oben erwähnten Breitenexpansionsmodus, wodurch eine pie zoelektrische Resonanzkomponente unter Verwendung eines Ener gieeinschließenden Piezoresonators des kHz-Bandes einfach er halten werden kann. Weiterin ist es möglich, eine piezo elektrische Resonanzkomponente 1 des Chip-Typs mit gewünsch ten Charakteristiken durch einen einfachen Befestigungsaufbau unter Verwendung des Grundsubstrates 2 und des Kappenelemen tes 4 zu erhalten aufgrund der Verwendung des oben erwähnten Energieeinschließenden Piezoresonators 3.

Zweite Ausführungsform

Eine piezoelektrische Resonanzkomponente 21 des Chip-Typs ge mäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf Figs. 18 bis 20 beschrieben. Die piezoelektrische Resonanzkomponente 21 gemäß der zweiten Ausführungsform wird auf einem Piezo-Oszillator mit drei Anschlüssen und einer eingebauten Kapazität angewendet.

Mit Bezug auf Fig. 18 umfaßt die piezoelektrische Resonanz komponente 21 gemäß dieser Ausführungsform ein Grundsubstrat 22, einen Piezoresonator 23, der einen Breitenexpansions-Mo dus verwendet und auf dem Grundsubstrat 22 befestigt ist, und ein Kappenelement 24. Das Kappenelement 24 ist ähnlich ausge bildet wie das Kappenelement 4 der ersten Ausführungsform.

Das Grundsubstrat 22, welches aus einer isolierenden Keramik wie beispielsweise Aluminiumoxid oder einem isolierenden Ma terial wie beispielsweise synthetischer Harz hergestellt ist, hat eine rechtwinklige Plattenform. Anschlußelektroden 25a und 25b sind auf einer oberen Fläche des Grundsubstrates 22 entlang den Rändern der kürzeren Seiten ausgebildet. Eine weitere Anschlußelektrode 25c ist auf einem Mittelbereich des Grundsubstrates 22 parallel mit den Anschlußelektroden 25a und 25b angeordnet. Weiterhin sind Kerben 26a bis 26c und 26d bis 26f an den Rändern der längeren Seiten des Grundsub strates 22 vorgesehen, um die Lötverbindung zum Anbringen der piezoelektrischen Resonanzkomponente 21 auf dem gedruckten Schaltkreisbrett zu erleichtern. Jedes der Anschlußelektroden 25a bis 25c ist so ausgebildet, daß sie je zwei der Kerben 26a bis 26f erreicht.

Andererseits ist ein dielektrischer Film 27 auf einem mittle ren Bereich des Grundsubstrates 22 mit einer rechtwinkligen Form vorgesehen. Dieser dielektrische Film 27 ist auf der An schlußelektrode 25c ausgebildet, und steht nicht in Kontakt mit den Anschlußelektroden 25a und 25b. Der dielektrische Film 27 wird durch Anwendung einer Barium-Titan-Kerkamik-Pa ste oder einer synthetischen Harzpaste mit Aushärten dersel ben beispielsweise gebildet, um eine elektrostatische Kapazi tät zu erhalten. Die Elektroden 28a und 28b sind auf der obe ren Fläche des dielektrischen Films 27 vorgesehen, um Kapazi toren mit der Anschlußelektrode 25c durch den dielektrischen Film 27 zu bilden. Die Elektroden 28a und 28b sind elektrisch verbunden mit den Anschlußelektroden 25a und 25b.

Der Piezoresonator 23 wird gebildet durch eine piezoelektri schen Keramikplatte 29 des rechtwinkligen Plattentyps und ist mit nur einem piezoelektrischen Resonanzteil versehen. Die piezoelektrische Keramikplatte 29 ist entlang ihrer Dicke po larisiert und ein Verhältnis b/a wird in dem Bereich von ± 10 % um einen Wert gelegt, der die oben erwähnte Gleichung (1) erfüllt, wobei angenommen wird, daß a und b die Längen der kürzeren und längeren Seiten der oberen und unteren Flächen wiedergeben.

Weiterhin ist eine erste Resonanzelektrode 30 auf der oberen Fläche der piezoelektrischen Keramikplatte 29 vorgesehen. Die erste Resonanzelektrode 30 ist elektrisch mit einer Leitungs elektrode 31 verbunden, welche auf einem mittleren Teil einer Fläche einer kürzeren Seite der piezoelektrischen Keramik platte gebildet ist. Eine zweite Resonanzelektrode (nicht ge zeigt in Fig. 18) ist ebenfalls auf der unteren Seite gegen über der ersten Resonanzelektrode 30 vorgesehen und elek trisch mit einer Leitungselektrode (nicht gezeigt) verbunden, welche auf einem Mittelteil einer anderen Fläche der kürzeren Seite gegenüber zu derjenigen vorgesehen ist, die mit der Leitungselektrode 31 versehen ist.

Wenn eine Gleichspannung an den ersten und zweiten Resonanz elektroden, die auf der oberen und unteren Fläche vorgesehen ist, angelegt wird, dann wird der Piezoresonator 23 in einem Breitenexpansionsmodus angelegt. Da die Leitungselektrode 31 und diejenige, die auf der gegenüberliegenden Seitenfläche gebildet ist, auf den Schwingungsknotenpunkten angeordnet ist, kann der Piezoresonator 23 auf dem Grundsubstrat 22 durch die Leitungselektrode 31 und derjenigen, die auf der gegenüberliegenden Seitenfläche vorgesehen ist, befestigt werden und dabei eine Schwingung des Breitenexpansions-Modus erlauben.

Gemäß dieser Ausführungsform ist der Piezoresonator 23 auf dem Basissubstrat 22 durch die leitenden Haftmittel 32 und 33 befestigt. Die Leitungselektrode 31 ist elektrisch mit der Anschlußelektrode 25a durch das leitende Haftmittel 32 ver bunden, wobei der Teil mit der Leitungselektrode 31 physika lisch auf dem Grundsubstrat 22 befestigt ist. Ähnlich ist die Leitungselektrode, die auf der Seitenfläche gegenüber der Leitungselektrode 31 vorgesehen ist, elektrisch mit der An schlußelektrode 25b durch das leitende Haftmittel 33 verbun den, wobei der Teil mit dieser Leitungselektrode physikalisch auf dem Grundsubstrat 22 befestigt ist.

Die leitenden Haftmittel 32 und 33 sind in einer Dicke vorge sehen, die in der Lage ist, die untere Fläche der piezoelek trischen Keramikplatte 29 von den Elektrodenplatten 28a und 28b durch einen Abstandshalter einer vorbestimmten Dicke zu trennen. Daher kann der Piezoresonator 23 in dem Breitenex pansions-Modus fixiert auf das Grundsubstrat 22 schwingen. Vorzugsweise kann eine Isolierschicht auf den Elektroden 28a und 28b vorgesehen werden, um einen Kurzschluß über der zwei ten Resonanzelektrode, die auf der unteren Fläche des Piezo resonators 23 gebildet ist, und den Elektroden 28a und 28b zum Erzielen der Kapazität zu verhindern. Weiterhin ist in diesem Fall ein Abstandshalter einer vorbestimmten Dicke vor teilhaft definiert zwischen der Isolierschicht und der piezoelektrischen Keramikplatte 29, wodurch der Piezoresona tor 23 schwingen kann.

Das Kappenelement 24 ist auf dem Grundsubstrat 22 durch ein Haftmittel befestigt, ähnlich wie das Kappenelement 4 der er sten Ausführungsform. Auf diese Weise wird die piezoelektri sche Resonanzkomponente 21, die in Fig. 20 gezeigt ist, ge bildet. Fig. 19 erläutert einen Äquivalent-Schaltkreis für die piezoelektrische Resonanzkomponente 21 des Chip-Typs. Wie aus Fig. 19 deutlich hervorgeht, wird ein Piezo-Oszillator mit drei Anschlüssen und einer eingebauten Kapazität in die ser Ausführungsform gebildet, wobei die Anschlußelektroden 25a bis 25c als Anschlüsse dienen.

In der zweiten Ausführungsform wird der Piezoresonator 23 mit dem Breitenexpansionsmodus gebildet und auf dem Grundsubstrat 22 durch die Schwingungsknotenpunkte befestigt, wodurch es möglich ist, eine Energieeinschließende piezoelektrische Re sonanzkomponente des Chip-Typs zu schaffen, welche die ge wünschten Frequenzcharakteristiken mit einem einfachen Befe stigungsaufbau erreicht und sich dadurch von dem Stand der Technik unterscheidet.

Dritte Ausführungsform

Fig. 21 ist eine hervorgehobene perspektivische Ansicht, die eine piezoelektrische Resonanzkomponente 41 des Chip-Typs ge mäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die piezoelektrische Resonanzkomponente 41 wird auf einem piezo elektrischen Einzelmode-Filter angewendet.

In dieser Ausführungsform sind eine Anzahl von Piezoresona toren 43 und 44 auf dem Grundsubstrat 42 befestigt, wobei ein Kappenelement 4 ebenfalls auf dem Grundsubstrat 42 vorgesehen ist.

Das Grundsubstrat 42 ist aus einem Material gefertigt, das ähnlich zu dem des Grundsubstrates 2 der ersten Ausführungs form ist und mit einer Anzahl von Kerben 45a bis 45c und 45d bis 45f auf den Flächen der kürzeren Seiten versehen ist. Auf einer oberen Fläche des Grundsubstrates 42 sind Anschlußelek troden 46a bis 46c an Stellen gebildet, die nahe einer Fläche der kurzen Seite sind. Die Anschlußelektroden 46a bis 46c sind in vorbestimmten Abständen gebildet, um die Kerben 45a bis 45c jeweils zu erreichen.

An Stellen nahe der anderen Fläche der kürzeren Seite ist an dererseits eine Anschlußelektrode 46d in der Mitte gebildet, wobei Verbindungselektroden 46e und 46f auf beiden Seiten der Anschlußelektrode 46d vorgesehen sind. Die Anschlußelektrode 46d ist so ausgebildet, daß sie eine innere Umfangsfläche der Kerbe 45e erreicht. Weiterhin sind Elektroden 47a und 47b ebenfalls an den inneren Umfangsflächen der Kerben 45d bzw. 45f vorgesehen.

Der Piezoresonator 43, welcher durch eine piezoelektrischen Keramikplatte 49 des Typs rechtwinklige Platte gebildet ist, verwendet einen Breitenexpansions-Modus. In diesem Piezoreso nator 43 ist eine Anzahl von Resonanzelektroden auf den obe ren und unteren Flächen der piezoelektrischen Keramikplatte 49 vorgesehen, um einen Filterschaltkreis zu bilden.

Die piezoelektrische Keramikplatte 49 ist einheitlich polari siert entlang ihrer Dicke, wobei ein Verhältnis b/a in Bezug zu ihren oberen und unteren Flächen so gewählt ist, daß es innerhalb eines Bereiches von ± 10% um einen Wert liegt, der die oben erwähnte Gleichung (1) erfüllt.

Anderenfalls ist ein Paar von rechtwinkligen Resonanzelektro den 50 und 51 auf der oberen Fläche der piezoelektrischen Ke ramikplatte 49 in einem vorbestimmten Abstand vorgesehen. Ein anderes Paar von Resonanzelektroden 52 und 53 ist auf der un teren Fläche gegenüber den Resonanzelektroden 50 und 51 vor gesehen. Zudem sind Elektroden 54a bis 54c in Mittelteilen einer Fläche einer kurzen Seite der piezoelektrischen Kera mikplatte 49 vorgesehen. Die Elektrode 54a ist elektrisch mit der Resonanzelektrode 50 verbunden. Die Elektrode 54b ist ebenfalls elektrisch mit der Resonanzelektrode 50 verbunden.

Die Elektrode 54c ist auf der Fläche der kürzeren Seite ge bildet, um die obere und die untere Fläche zu erreichen. Diese Elektrode 54c ist nicht elektrisch mit den Resonanz elektroden 50 und 52 verbunden.

Ähnlich sind die Elektroden 54d bis 54f auf den Mittelteilen der anderen Seitenfläche vorgesehen. Die Elektrode 54d ist nicht elektrisch mit den Resonanzelektroden 51 und 53 verbun den. Die Elektrode 54e ist elektrisch mit der Resonanzelek trode 53, die auf der unteren Fläche vorgesehen ist, verbun den, wohingegen die Elektrode 54f elektrisch mit der Reso nanzelektrode 51, die auf der oberen Seitenfläche vorgesehen ist, verbunden ist.

Die Elektronen 54a bis 54c und 54d bis 54f sind elektrisch verbunden mit den Anschlußelektronen 46a bis 46f, die auf der Oberfläche des Grundsubstrates 42 durch die leitenden Haft mittel 55 gebildet sind. Die leitenden Haftmittel 55 sind in vorbestimmten Dicken vorgesehen, ähnlich zu denjenigen, die in der ersten und zweiten Ausführungsform verwendet werden. Auf diese Weise ist der Piezoresonator 43 auf dem Grundsub strat 42 durch einen Raum mit einer vorbestimmten Dicke befe stigt.

Der Piezoresonator 44 wird durch eine piezoelektrische Ke ramikplatte 56 gebildet, welche ähnlich zu der piezoelektri schen Keramikplatte 49 ist. Die piezoelektrische Keramik platte 56 ist einheitlich entlang ihrer Dicke polarisiert.

Ein paar von Resonanzelektroden 57 und 58 sind auf der Ober fläche der piezoelektrischen Keramikplatte 56 vorgesehen, wo hingegen eine gemeinsame Resonanzelektrode 59 auf ihrer Un terfläche gegenüber den Resonanzelektroden 57 und 58 vorgese hen ist.

Weiterhin sind Elektroden 60a und 60b auf den Mittelteil ei ner Fläche der kurzen Seite der piezoelektrischen Keramik platte 56 vorgesehen, während Elektroden 60c und 60d auf den Mittelteilen der anderen Fläche der kurzen Seite angeordnet sind. Die Elektroden 60a und 60b sind elektrisch mit der ge meinsamen Resonanzelektrode 59 bzw. der Resonanzelektrode 57 verbunden. Ähnlich sind die Elektroden 60c und 60d elektrisch mit der gemeinsamen Resonanzelektrode 59 bzw. der Resonanz elektrode 58 verbunden.

Der Piezoresonator 44 ist auf der oberen Fläche des Piezore sonators 43 befestigt durch leitende Haftmittel 61, welche auf den Teilen mit den Elektroden 60a bis 60d vorgesehen sind. In diesem Fall werden die leitenden Haftmittel 61 in vorbestimmten Dicken angewendet. Eine untere Fläche des Pie zoresonators 44 ist von der Oberfläche des Piezoresonators 43 durch einen Abstandshalter mit einer vorbestimmten Dicke ge trennt, wodurch die Piezoresonatoren 43 und 44 in einem Brei tenexpansionsmodus schwingen können.

Der piezoelektrische Resonanzteil 41, der in Fig. 22 gezeigt ist, kann erhalten werden durch Befestigen der Piezoresona toren 43 und 44 auf dem Grundsubstrat 42 durch die leitenden Haftmittel 55 und 61 und weiterhin Befestigen des Kappenele mentes 4.

Fig. 23 erläutert einen Äquivalentschaltkreis der piezoelek trischen Resonanzkomponente 41 des Chip-Typs gemäß dieser Ausführungsform. Wie aus Fig. 23 deutig hervorgeht, wird ein piezoelektrischer Filter für eine Einzelmode des Zwei-Elemen ten-Verbindungstyps unter Verwendung der zwei Piezo-Resonato ren 43 und 44 gemäß dieser Ausführungsform geschaffen. Zudem werden in dieser Ausführungsform die Piezoresonatoren 43 und 44 durch piezoelektrische Keramikplatten 49 und 56 gebildet, deren Verhältnisse b durch a in einen Bereich von ± 10% um Werte liegen, die die obige Gleichung (1) erfüllen, wodurch eine Schwingung in den breiten Expansionsmodus angeregt wird, während diese Schwingung kaum von dem Befestigungsaufbau be einflußt wird, da die Piezoresonatoren 43 und 44 auf den Mit telteil der kürzeren Seiten der piezoelektrischen Kera mikplatten 49 und 56 befestigt sind. Auf diese Weise ist es möglich, den oben erwähnten piezoelektrischen Filter für Ein zelmodus des Zwei-Elementen-Verbindungstyps zu schaffen unter Verwendung der energieeinschließenden Piezoresonatoren 43 und 44, die den breiten Expansionsmodus verwenden, und dieser piezoelektrische Filter kann durch einen relativ einfachen Aufbau der Piezoresonatoren 43 und 44, des Grundsubstrates 42 und des Kappenelementes 4 erzielt werden.

Vierte Ausführungsform

Fig. 24 ist eine hervorgehobene perspektivische Ansicht zum Erläutern einer piezoelektrischen Resonanzkomponente 71 des Chip-Typs gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

Die piezoelektrische Resonanzkomponente 71 gemäß der vierten Ausführungsform wird auf einen Filter des Leitertyps angewen det, der durch vier Piezoresonatoren gebildet wird.

Den der piezoelektrischen Resonanzkomponente 71 sind die Pie zoresonatoren 73 bis 76 übereinandergestapelt und auf einem Grundsubstrat 72 befestigt. Weiterhin ist ein Kappenelement 4 vorgesehen, um den den Vielschichtaufbau der Piezoresonatoren 73 bis 76 einzuschließen. Das Kappenelement 4 ist ähnlich ge bildet wie das, das in der ersten Ausführungsform verwendet wird.

Das Grundsubstrat 72, welches aus Isolierkeramik, wie bei spielsweise Aluminiumoxyd oder einem Isoliermittel, wie bei spielsweise Synthetikharz, gefertigt ist, hat eine rechtwink lige Plattenform mit rechtwinkligen oberen und unteren Flä chen, wie in Fig. 24 gezeigt ist.

Eine Anschlußelektrode 77 ist auf einen Mittelbereich des Grundsubstrates 72 vorgesehen, und erstreckt sich in Rich tung, die beide kürzere Seiten miteinander verbindet. In ei nem Bereich nahe einer kürzeren Seite sind die Anschlußelek troden 78 und 79 an beiden Seiten der Anschlußelektrode 77 vorgesehen. Andererseits sind in einem Bereich nahe der ande ren kürzeren Seite die Elektroden 80 und 81 vorgesehen. Wei terhin sind Kerben 82a bis 82c und 82d bis 82f auf beide Flä chen der kürzeren Seiten des Grundsubstrates 72 vorgesehen. Die Anschlußelektrode 77 ist so ausgebildet, daß es sich in Richtung der Kerben 82b und 82e erstreckt. Ähnlich sind die Anschlußelektroden 78 und 79 ausgebildet, um die inneren Um fangsflächen der Kerben 82a bzw. 82c zu erreichen.

Weiterhin sind Anschlußelektroden 83 und 84 in den Kerben 82d bis 82f vorgesehen.

Die Piezoresonatoren 73 bis 76 sind in einem Punkt insofern gleich, als sie durch piezoelektrische Resonanzteile 85 des rechtwinkligen Plattentyps und Halteteile 88 und 89, welche mit Mittelteilen der Seiten der kürzeren Flächen der piezo elektrischen Resonanzteile 85 durch Kopplungsteile 86 und 87 gekoppelt sind, gebildet werden. Jedoch sind die Elektroden strukturen der Piezoresonatoren 73 bis 76 in einer Weise ver schieden, die später beschrieben wird. Daher wird der Piezo resonator 73 zuerst beschrieben, gefolgt von der Beschreibung von den Elektrodenstrukturen für die Piezoresonatoren 74 bis 76.

In dem Piezoresonator 73 ist der piezoelektrische Reso nanzteil 85, die Kopplungsteile 86 und 87 und die Halteteile 88, 89 gebildet durch Bearbeitung einer piezoelektrischen Ke ramikplatte. Der piezoelektrische Resonanzteil ist ein heitlich entlang seiner Dicke polarisiert und das Verhältnis b durch a ist auf einen Bereich von ± 10% um einen Wert ein gestellt, der die Oberwände (1) in bezug auf die oberen und unteren Flächen erfüllt. Wenn eine Gleichspannung an beiden Oberflächen angelegt wird, wird der piezoelektrische Reso nanzteil 85 in einem breiten Expansionsmodus angeregt.

In dem Piezoresonator 73 ist eine erste Resonanzelektrode 90 auf der oberen Fläche des piezoelektrischen Resonanzteils 85 ausgebildet, wohingegen eine zweite Resonanzelektrode 91 auf der unteren Fläche gegenüber der ersten Resonanzelektrode 90 vorgesehen ist. Die Resonanzelektroden 90 und 91, welche rechtwinklige Ebenenformen aufweisen, sind so ausgebildet, daß sie Flächen haben, die beträchtlich kleiner sind, als die oberen und unteren Flächen des piezoelektrischen Resonanz teils 85. Die Resonanzelektroden 90 bzw. 91 sind elektrisch mit den Leitungselektroden 92 und 93 verbunden, die auf einer oberen Fläche des Halteteils 88 bzw. einer unteren Fläche des Halteteils 79 vorgesehen sind. Auf dem Halteteil 89 sind Ver bindungselektroden 94a bis 94c in vorgegebenen Abständen ge bildet, so daß die Leitungselektrode 93 elektrisch mit der Elektrode 94c verbunden ist. Zudem sind auf dem Halteteil 88 drei Verbindungselektroden auf der äußeren Seitenfläche in vorbestimmten Abständen vorgesehen, so daß die Leitungselek trode 92 elektrisch mit einem dieser Verbindungselektroden verbunden ist.

Der Piezoresonator 73 ist physikalisch mit dem Grundsubstrat 72 über leitende Haftmittel 95 befestigt, welche anstelle vorgesehen werden, die den Elektroden 94 bis 94c entsprechen und elektrisch mit der Anschlußelektrode 77 etc., die auf dem Grundsubstrat 72 vorgesehen ist, verbunden. Die Dicken der leitenden Haftmittel 95 sind so gewählt, daß die untere Flä che des piezoelektrischen Resonanzteil 85 getrennt ist von dem Grundsubstrat 72 durch einen Abstandshalter einer vorgegebenen Dicke. Wenn der piezoelektrische Resonanzteil 85 des Piezoresonators 73, welcher auf dem Grundsubstrat 72 befe stigt ist, in einem breiten Expansionsmodus angeregt wird, ist seine Schwingung nicht gestört.

In dem Piezoresonator 74 sind andererseits erste und zweite Resonanzelektroden 96 und 97 auf den oberen und unteren Flä chen des piezoelektrischen Resonanzteil 85 vorgesehen. Die ersten und zweiten Resonanzelektroden 96 und 97 sind in Ab messungen vorgesehen, die den größten Teil der oberen und un teren Flächen des piezoelektrischen Resonanzteils 85 abdec ken. Die ersten und zweiten Resonanzelektroden 96 und 97 ha ben breitere Flächen, als die ersten und zweiten Resonanz elektroden 90 und 91 des Piezoresonators 73. In dem Piezore sonator 74 ist die elektrostatische Kapazität über die Re sonanzelektroden 96 und 97 größer, als über die Resonanzelek troden 90 und 91 des Piezoresonators 73.

Weiterhin ist die Resonanzelektrode 96 elektrisch verbunden mit einer Verbindungselektrode 98b, welche auf einer Seiten fläche des Trägerteils 89 vorgesehen ist. Elektroden 98 und 98c sind an beiden Seiten der Verbindungselektrode 98b vorge sehen.

Ähnlich ist eine Verbindungselektrode, die mit der Resonanz elektrode 97 verbunden ist, auf einer äußeren Seitenfläche des Trägerteils 88 vorgesehen. Weiterhin sind zwei Verbin dungselektroden zusätzlich zu der, die mit der Resonanzelek trode 97 verbunden ist, vorgesehen, ähnlich zu dem Trägerteil 89.

Der Piezoresonator 74 ist auf dem Piezoresonator 73 durch die leitenden Haftmitteil 99 befestigt. Die Verbindungselektrode 98b des Piezoresonators 74 ist elektrisch mit einer Verbin dungselektrode 94b des unteren Piezoresonators 73 durch das leitende Haftmittel 99 befestigt. Ähnlich ist die Verbin dungselektrode, welche mit der Resonanzelektrode 97 verbunden ist, elektrisch verbunden mit der Leitungselektrode 92 des Piezoresonators 73 durch das leitende Haftmittel 99.

Die Dicken der leitenden Haftmittel 99 sind so gewählt, daß die piezoelektrischen Resonanzteile 85 der Piezoresonatoren 74 und 73 voneinander durch einen Raum getrennt sind, ähnlich zu dem leitenden Haftmittel 95. Daher sind die piezoelektri schen Resonanzteile 85 der Piezoresonatoren 73 und 74, die miteinander fixiert sind, in ihrer Schwingung nicht gehemmt.

Der Piezoresonator 75 ist ähnlich ausgebildet, wie der Piezo resonator 74, mit Ausnahme der Elektrodenherausführteile. An dererseits ist der Piezoresonator 76 ähnlich ausgebildet wie der Piezoresonator 73, mit Ausnahme der Elek trodenherausführteile. Diese Piezoresonatoren 75 und 76 wer den nacheinander gestapelt und miteinander durch die lei tenden Haftmittel 100 und 101 befestigt. Auf diese Weise sind die Piezoresonatoren 73 bis 76 miteinander verbunden und das Kappelement 74 ist auf dem Grundsubstrat 72 befestigt, um die Vielschichtstruktur einzuschließen, wodurch eine piezo elektrische Resonanzkomponente 71 des Chip-Typs gemäß dieser Ausführungsform erhalten wird.

Die Piezoresonatoren 73 bis 76 sind elektrisch miteinander verbunden, um einen Leitertypfilter mit zwei Stufen zu bil den, wie in Fig. 25 gezeigt ist.

In der piezoelektrischen Resonanzkomponente 71 des Chip-Typs gemäß dieser Ausführungsform kann daher ein Filter des Lei tertyps mit den gewünschten Charakteristiken leicht gebildet werden durch einfaches Befestigen der Piezoresonatoren 73 bis 76, die einen breiten Expansionsmodus verwenden, an dem Grundsubstrat 72 durch leitende Haftmittel, Befestigen der selben aneinander durch die leitenden Haftmittel und an schließendem Befestigen des Kappenelementes 4 auf dem Grund substrat 72.

Die jeweiligen Piezoresonatoren 73 bis 76 verwenden den brei ten Expansionsmodus, wodurch der Trägeraufbau für die Piezo resonatoren 73 bis 76 wie oben beschrieben vereinfacht werden kann, wobei die Piezoresonatoren 73 bis 76 leicht miteinander verbunden werden können.

Fünfte Ausführungsform

Fig. 26 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung ei ner piezoelektrischen Resonanzkomponente 111 des Chiptyps gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. In der piezoelektrischen Resonanzkomponente 111 des Chiptyps gemäß dieser Ausführungsform ist ein Piezoresonator 113 auf einem Grundsubstrat 112 befestigt. Anschlußelektroden 114, 115 sind an einer oberen Fläche des Grundsubstrates 112 vorgesehen. Die Anschlußelektrode 114 ist so ausgebildet, daß sie die Kerben 112a und 112b erreicht, um die Anbringung auf einem gedruckten Schaltkreisbrett zu erleichtern. Ähnlich ist die Anschlußelektrode 115 so ausgebildet, daß sie die Kerben 112c und 112d erreicht. Der Piezoresonator 113 wird nur durch einen piezoelektrischen Resonanzteil des Typs rechtwinklige Platte gebildet. Erste und zweite Resonanzelektrode 117 und 118 sind auf den oberen und unteren Flächen einer piezoelek trischen Keramikplatte 116 vom Typ rechtwinklige Platte ge bildet, die entlang ihrer Dicke polarisiert ist. In der pie zoelektrischen Keramikplatte 116 ist das oben erwähnte Ver hältnis b durch a so gewählt, daß Schwingungen im breiten Ex pansionsmodus angeregt werden. Das Merkmal dieser Ausfüh rungsform besteht darin, daß der Piezoresonator 113 auf der piezoelektrischen Keramikplatte 116 nicht nur an den Mittel teilen der Oberflächen der kurzen Seiten befestigt ist, son dern auch in der Mitte der unteren Fläche. Der Piezoresonator 113 ist auf dem Grundsubstrat 112 durch leitende Haftmittel 119a und 119b an den Mittelteilen der Flächen der kurzen Sei ten wie auch durch ein leitendes Haftmittel 119c an der Mitte der unteren Fläche befestigt. Das leitende Haftmittel 119c, welches nicht die Funktion der Herstellung auf einer elektri schen Verbindung haben muß, kann durch ein isolierendes Haft mittel ersetzt werden.

Zudem ist in dieser Ausführungsform ein Kappenelement auf dem Grundsubstrat 112 befestigt, ähnlich zu der ersten bis vier ten Ausführungsform.

Wie aus der fünften Ausführungsform klar hervorgeht, kann der Piezoresonator 113, der den breiten Expansionsmodus verwen det, auf dem Grundsubstrat 112 nicht nur in den Zentren der beiden kurzen Seiten befestigt sein, sondern auch in der Mitte der rechtwinkligen Oberfläche. Alternativ kann diese auch wahrscheinlich an dem Grundsubstrat 112 in der Mitte der unteren Fläche befestigt sein, so daß eine elektrische Ver bindung nur in den Mitten der beiden kurzen Seiten geschaffen wird.

Modifikationen

Zwar ist der Piezoresonator an dem Grundsubstrat durch Haft mittel in jeder der ersten bis fünften Ausführungsform befe stigt, doch kann der Piezoresonator alternativ auch an dem Grundsubstrat durch Elemente befestigt sein, die keine Haft mittel sind.

Fig. 27 ist eine perspektivische Ansicht, die eine piezo elektrische Resonanzkomponente 121 mit einem solchen Aufbau zeigt, daß ein Piezoresonator an einem Grundsubstrat durch Metallanschlüsse befestigt ist. Der Piezoresonator 113, wel cher im Aufbau ähnlich ist, zu dem, der in der fünften Aus führungsform verwendet wird, ist auf dem Grundsubstrat 112 befestigt. Dieser Piezoresonator 113 ist an dem Grundsubstrat 112 durch Metallanschlüsse 122 und 123 befestigt. Die Metall anschlüsse 122, 123 sind elektrisch verbunden und befestigt mit den Anschlußelektroden 114 und 115 an den unteren Enden derselben. Diese Befestigung kann durch ein Lötmittel (nicht gezeigt) oder ähnliches erreicht werden. Andererseits sind die Teile der Metallanschlüsse 122, 123, die nahe den oberen Enden derselben liegen, elektrisch verbunden mit den Lei tungselektroden, welche in den Mitten der Flächen der kurzen Seiten des Piezoresonators 113 durch Lötmittel oder ähnliches verbunden sind.

Die Höhen der Metallanschlüsse 122, 123 sind so gewählt, daß eine untere Fläche des Piezoresonators 113 getrennt ist von einer oberen Fläche des Grundsubstrates 112 durch einen Ab standshalter mit einer vorgegebenen Dicke.

Fig. 28 erläutert eine Modifikation einer piezoelektrischen Resonanzkomponente 121, in welcher Mittelanschlüsse 124, 125 so gebogen sind, daß diese Teile, die mit den Anschlußelek troden 114, 115 verbunden sind, in horizontaler Richtung sich erstrecken. Andere Punkte dieser Modifikation sind ähnlich zu der piezoelektrischen Resonanzkomponente 121. Zudem sind in der Modifikation, die in Fig. 28 gezeigt ist, die Längen der vertikal sich erstreckenden Teile der Metallanschlüsse 124, 125 so gewählt, daß eine untere Fläche eines Piezoresonators 113 getrennt ist von einer oberen Fläche eines Grundsub strates 112 durch einen Abstandshalter einer vorgegebenen Dicke.

Fig. 29 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere Mo difikation der piezoelektrischen Resonanzkomponente 121 zeigt. In dem Aufbau, der in Fig. 29 gezeigt ist, werden Me tallanschlüsse 126 und 127 verwendet. Wie in Fig. 30 in einer teilweise aufgeschnitten Querschnittsansicht gezeigt ist, sind die Metallanschlüsse 126, 127 gebogen, so daß sie sich von einer oberen Fläche in Richtung einer unteren Fläche ei nes Piezoresonators 113 erstrecken und so in ihrer Dicke gebildet, daß sie die untere Fläche des Piezoresonators 113 von einer oberen Fläche eines Grundsubstrates 112 durch einen Abstandshalter mit einer vorgegebenen Dicke trennen. Die anderen Punkte dieser Modifikation sind ähnlich zu denjenigen des piezoelektrischen Resonanzteiles 121.

Sechste Ausführungsform

Fig. 32 ist eine aufgelöste perspektivische Ansicht zur Er läuterung einer piezoelektrischen Resonanzkomponente des Chip typs gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform wird auf einen Leitertypfilter angewen det, welcher durch vier Piezoresonatoren gebildet wird, die auf ein Grundsubstrat durch Metallanschlüsse ähnlich zu den Modifikationen der Fig. 27 bis 30 befestigt sind.

In der piezoelektrischen Resonanzkomponente gemäß dieser Aus führungsform sind die Anschlußelektroden 133a bis 133d und die Verbindungselektroden 133e und 133f auf einem Grundsub strat 132 gebildet. Die Anschlußelektroden 133a bis 133d sind so ausgebildet, daß sie die Kerbe 132a bis 132d erreichen, die in dem Grundsubstrat 132 gebildet sind, wodurch die Zu verlässigkeit der Verbindungsteile zum Anbringen der piezo elektrischen Resonanzkomponente auf einem gedruckten Schalt kreisbrett oder ähnlichem erhöht wird.

Zunächst wird ein Piezoresonator 134 auf dem Grundsubstrat 132 befestigt.

Der Piezoresonator 134 wird durch eine rechtwinklige piezo elektrische Keramikplatte 135 gebildet. Die piezoelektrische Keramikplatte 135 ist einheitlich entlang ihrer Dicke polari siert und eine erste Resonanzelektrode 136 wird in ihrer Mitte mit einer rechtwinkligen Form einer relativ kleinen Fläche gebildet. Andererseits wird eine andere Resonanzelek trode 137 auf einer unteren Fläche der piezoelektrischen Ke ramikplatte 135 gebildet gegenüber der Resonanzelektrode 136. Die Resonanzelektroden 136 und 137 sind elektrisch mit den Leitungselektroden 138a und 138b verbunden, welche auf die Flächen der kürzeren Seiten der piezoelektrischen Keramik platten 135 jeweils vorgesehen sind. Die Metallanschlüsse 139, 140 sind mit den Mitten der Leitungselektroden 138a und 138b verbunden. Die Metallanschlüsse 139, 140 sind so gebo gen, daß ihre unteren Enden sich in horizontaler Richtung er strecken und sind mit den Anschlußelektroden 133b und 133d des Grundsubstrates 132 durch ein Lötmittel oder leitende Haftmittel verbunden.

Die Metallanschlüsse 139, 140 können mit den Leitungselektro den 138a und 138b ebenfalls durch leitende Haftmittel oder Lötmittel verbunden werden.

Die Längen der vertikal sich erstreckenden Teile der Metall anschlüsse 139, 140 sind so gewählt, daß die untere Fläche des Piezoresonators 135 von der oberen Fläche des Grundsub strates 132 durch einen Abstandshalter einer vorgegebenen Dicke getrennt sind, ähnlich zu den Metallanschlüssen 124, 125, die in Fig. 28 gezeigt sind. Daher wird der Piezoreso nator 135, welcher an dem Grundsubstrat 132 durch Metallan schlüsse 139, 140 befestigt ist, nicht an der Schwingung ge hindert.

Ein anderer Piezoresonator 141 ist auf dem Piezoresonator 135 aufgestapelt. Dieser Piezoresonator 141 umfaßt eine recht winklige piezoelektrische Keramikplatte 142 und Reso nanzelektroden 143, 144, welche auf einer oberen und unteren Fläche derselben vorgesehen sind. Die piezoelektrische Kera mikplatte 142 hat ein Verhältnis b durch a, das so einge stellt ist, daß Schwingungen im breiten Expansionsmodus ange regt werden, und ist einheitlich entlang ihrer Dicke polari siert. Die Resonanzelektroden 143, 144 sind elektrisch mit Leitungselektroden 145, 146 verbunden, welche auf den Flächen der kürzeren Seiten jeweils vorgesehen sind. Die Leitungs elektroden 145, 146 sind mit Metallanschlüssen 147 bzw. 148 verbunden. In anderen Worten sind die Metallanschlüsse 147 und 148 mit den Mitten der Leitungselektroden 145 und 146 durch leitende Haftmittel oder Lötmittel verbunden.

Die Metallanschlüsse 147, 148 haben nach vorne aufgeteilte Enden und der Metallanschluß 147 ist beispielsweise elek trisch verbunden mit der Anschlußelektrode 133b, welche auf dem Grundsubstrat 132 vorgesehen ist. Weiterhin erstrecken sich die Metallanschlüsse 147 und 148 leicht auswärts von beiden Seitenflächen und sind dann nach unten auf die untere Flächenseite der piezoelektrischen Keramikplatte 142 gebogen. Die Längen der vertikal sich erstreckenden Teile der Me tallanschlüsse 147, 148 sind so gewählt, daß die untere Flä che der piezoelektrischen Keramikplatte 142 getrennt ist von der oberen Fläche des Piezoresonators 134 durch einen Ab standshalter mit einer vorgegebenen Dicke. In anderen Worten sind die Metallanschlüsse 147, 148 so gebildet, daß sie nicht in Kontakt mit der Elektrode 136 und den Metallanschlüssen 139, 140 des Piezoresonators 134 stehen.

Zusätzlich sind Piezoresonatoren 151 und 152 auf dem Piezore sonator 141 aufgestapelt. Der Piezoresonator 151 ist ähnlich in seiner Elektrodenstruktur wie der Piezoresonator 141. Me tallanschlüsse 153, 154 dieses Piezoresonators 151 sind an Stellen gebildet, welche nicht in elektrischem Kontakt mit den Elektroden 136, 143 und den Metallanschlüssen 139, 140, 147 und 148 der Piezoresonatoren 134 und 141 stehen. Weiter hin sind die Metallanschlüsse 153 und 154 elektrisch verbun den mit den Anschlußelektroden 133c und 133b, welche jeweils auf dem Grundsubstrat 132 vorgesehen sind. Andererseits ist der Piezoresonator 152 ähnlich ausgebildet wie der Piezoreso nator 135. In bezug auf die Metallanschlüsse 155 und 156, die mit dem Piezoresonator 152 verbunden sind, ist der Metallan schluß 155 beispielsweise elektrisch verbunden mit der An schlußelektrode 133e.

In der piezoelektrischen Resonanzkomponente vom Chip-Typ ge mäß der sechsten Ausführungsform sind die Piezoresonatoren 134, 141, 151, 152 in der oben erwähnten Weise ausgebildet, wodurch ein Filter des Leitertyps mit zwei Stufen gebildet werden kann durch elektrisches Verbinden der Metall anschlüsse 139, 140, 147, 148, 153, 154, 155 und 156 der jeweiligen Pie zoresonatoren 134, 141, 151 und 152 miteinander auf dem Grundsubstrat 132, wie es in Fig. 31 gezeigt ist.

Die Piezoresonatoren 134, 141, 151, 152 sind zwar durch die Metallanschlüsse 139, 140, 147, 148, 153, 154, 155 und 156 in der sechsten Ausführungsform, wie oben beschrieben wurden, befestigt, doch können diese Piezoresonatoren 134, 141, 151 und 152 alternativ auf dem Grundsubstrat 132 durch leitende Haftmittel befestigt werden, ähnlich zu den oben erwähnten ersten bis fünften Ausführungsformen.

Es ist zwar kein Kappenelement hier in bezug auf die sechste Ausführungsform gezeigt, doch ist ein Kappenelement 4 (siehe Fig. 1) auf dem Grundsubstrat 132 befestigt, um die viel schichtige Struktur der Piezoresonatoren 134, 141, 151, 152 einzuschließen, ähnlich zu der ersten Ausführungsform.

Siebte Ausführungsform

Fig. 33 ist eine aufgelöste perspektivische Ansicht zur Er läuterung einer piezoelektrischen Resonanzkomponente vom Chip-Typ gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform wird auf einen Piezo-Oszillator mit drei Anschlüssen und einer eingebauten Kapazität angewendet, der einen energieeinschließenden Piezoresonator, welcher einen breiten Expansionsmodus verwendet, und zwei Kondensato ren umfaßt. Gemäß dieser Ausführungsform wird der Piezoreso nator, der einen breiten Expansionsmodus verwendet, nicht auf einem Grundsubstrat befestigt, sondern auf einem dielek trischen Substrat zum Bilden der Kondensatoren.

Mit Bezug auf Fig. 33 werden Anschlußelektroden 182a bis 182c auf einem rechtwinkligen Grundsubstrat 161 angeordnet, das aus einem Isoliermaterial gefertigt ist. Die Anschlußelektro den 162a und 162c werden entlang der Ränder der kürzeren Sei ten des Grundsubstrates 161 gebildet, wohingegen die An schlußelektrode 162b in einem mittleren Bereich des Grundsub strates 161 parallel mit den Rändern der kürzeren Seiten vor gesehen ist. Weiterhin werden Kerben 161a bis 161f in den Seitenflächen des Grundsubstrates 161 vorgesehen. Die An schlußelektrode 162a ist so ausgebildet, daß sie die Kerben 161a und 161d erreicht. Ähnlich ist die Anschlußelektrode 162b so ausgebildet, daß sie die inneren Umfangsflächen der Kerben 161b, 161e erreicht, wohingegen die Anschlußelektrode 162c so ausgebildet ist, daß sie die inneren Umfangsflächen der Kerben 161c und 161f erreicht. Ein dielektrisches Sub strat 163 zum Bilden der Kondensatoren ist auf dem Grundsub strat 161 vorgesehen. Ein paar von kapazitiven Elektroden 164a und 164b zum Schaffen einer elektrostatischen Kapazität sind auf einer oberen Fläche des dielektrischen Substrates 163 in einem vorbestimmten Abstand vorgesehen. Andererseits wird eine weitere kapazitive Elektrode 164c auf einem mittle ren Bereich einer unteren Fläche des dielektrischen Sub strates 163 angeordnet. Diese kapazitive Elektrode 164c ist so ausgebildet, daß sie mit den kapazitiven Elektroden 164a und 164b durch das dielektrische Substrat 163 überlappt. Auf diese Weise wird ein erster Kondensator gebildet durch den Teil, wo die kapazitiven Elektroden 164a und 164c einander gegenüberliegen, und ein zweiter Kondensator wird gebildet durch den Teil, wo die kapazitiven Elektroden 164b und 164c aneinander gegenüberliegen.

Die kapazitiven Elektroden 164a und 164b sind so ausgebildet, daß sie sich von der oberen Fläche des dielektrischen Sub strates 163 zu der unteren Fläche durch die Seitenflächen er strecken. Auf der unteren Fläche des dielektrischen Sub strates 163 sind die kapazitiven Elektroden 164a, 164b in vorgegebenen Abständen von der kapazitiven Elektrode 164c an geordnet, um von dieser elektrisch isoliert zu sein.

Das dielektrische Substrat 163 hat eine kleinere Ebenenform als das Grundsubstrat 161. Leitende Haftmittel 165a bis 165c werden auf das Grundsubstrat 161 angewandt, um das dielektri sche Substrat 163 zu befestigen. Das leitende Haftmittel 165a ist so beschaffen, daß es die Anschlußelektrode 162, die auf dem Grundsubstrat 161 vorgesehen ist, mit einem Teil der ka pazitiven Elektrode 164a des dielektrischen Substrates 163, das die untere Fläche erreicht, verbindet. Ähnlich ist das leitende Haftmittel 165b geeignet, um die Anschlußelektrode 162 mit der kapazitiven Elektrode 164c elektrisch zu verwen den. Weiterhin ist das leitende Haftmittel 165c vorgesehen, um einen Teil der kapazitiven Elektrode 164b, die die untere Fläche des dielektrischen Substrates 163 erreicht, mit der Anschlußelektrode 162c elektrisch zu verbinden.

Die leitenden Haftmittel 165a bis 165c können durch andere leitende Verbindungsmittel, wie beispielsweise Lötmittel er setzt werden.

Gemäß dieser Ausführungsform wird ein energieeinschließender Piezoresonator 166, der einen breiten Expansionsmodus ver wendet, auf dem dielektrischen Substrat 163 befestigt. Der Piezoresonator 166 ist ähnlich ausgebildet wie der Piezoreso nator 113, der in Fig. 26 gezeigt ist. Die Resonanzelektroden 168, 169 sind auch den oberen und unteren Flächen eines pie zoelektrischen Substrates 167 des Typs rechtwinklige Platte mit einer Form, die zur Anregung von Schwingungen im breiten Expansionsmodus geeignet ist, vorgesehen. Der Piezoresonator 166 ist auf dem dielektrischen Substrat 163 durch die Metall anschlüsse 170, 171 befestigt. Wie in Fig. 34 in vergrößerter Weise gezeigt ist, hat der Metallanschluß 170 einen Befesti gungsteil 170a des Typs rechtwinklige Platte. Dieser Befesti gungsteil 170a ist so ausgebildet, daß er einen bestimmten Flächenanteil aufweist, der auf die kapazitive Elektrode 164a gebondet wird. Ein Piezoresonatorhalteteil 170c ist vorgese hen und erstreckt sich von einem Seitenrand des Befestigungs teils 170a und definiert einen U-förmigen Raum 170b, wenn er von einem Seitenteil aus betrachtet wird. Die Höhe dieses Raumes 170b ist so gewählt, daß der Piezoresonator 166 in diesen Raum 170b aufgenommen werden kann und der Metallan schluß 170 in Druckkontakt mit der Resonanzelektrode 168, die auf dem Piezoresonator 166 vorgesehen ist, gebracht werden kann. Andererseits ist der Befestigungsteil 170a so bemessen, daß er nicht elektrisch mit der Resonanzelektrode 169 (Fig. 33), die auf der unteren Fläche des Piezoresonators 166 vor gesehen ist, verbunden ist. Der andere Metallanschluß 171 ist ähnlich ausgebildet wie der Metallanschluß 170. Der Piezore sonator 166 ist auf dem dielektrischen Substrat 163 durch die Metallanschlüsse 170, 171 ausgebildet, welche mit den kapazi tiven Elektroden 164a und 164b durch leitende Haftmittel ver bunden sind. Alternativ können die Metallanschlüsse 170 und 171 mit den kapazitiven Elektroden 164a bzw. 164b verlötet sein.

Gemäß dieser Ausführungsform ist das dielektrische Substrat 163 und der Piezoresonator 166 übereinandergestapelt und auf dem Grundsubstrat 161 befestigt und danach ein Kappenelement 172 aufgebracht und befestigt an dem Grundsubstrat 161, ähn lich wie in der ersten bis sechsten Ausführungsform. Das Kap penelement 172 kann aus einem Isoliermittel, wie bei spielsweise synthetischem Harz oder einem leitenden Material, wie beispielsweise Metall gefertigt sein. Wenn das Kappenele ment 172 aus einem leitenden Material gefertigt ist, dann kann dieses Kappenelement 172 auf dem Grundsubstrat 161 durch ein isolierendes Haftmittel sein oder nur auf einer Anschluß elektrode gebondet sein, welche mit einem Erdungspotential verbunden ist, wie beispielsweise die Anschlußelektrode 162b durch ein leitendes Haftmittel.

Achte Ausführungsform

Fig. 35 ist eine aufgelöste perspektivische Ansicht zur Er läuterung einer piezoelektrischen Resonanzkomponente des Chip-Typs gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform wird auf einem Leitertypfilter angewen det mit zwei energieeinschließenden Piezoresonatoren, welche einen breiten Expansi 07504 00070 552 001000280000000200012000285910739300040 0002019520217 00004 07385onsmodus verwenden als parallele Re sonatoren und zwei Piezoresonatoren, welche einen Längenmodus verwenden als serielle Resonatoren. Zudem sind in dieser Aus führungsform die Piezoresonatoren auf dem Grundsubstrat durch Metallanschlüsse befestigt, ähnlich zu der sechsten Ausfüh rungsform.

Es sind Anschlußelektroden 261a bis 261b auf dem Grundsub strat 261 vorgesehen. Weiterhin sind Dummyelektroden 261e und 261f an Eckteilen einer Oberfläche des Grundsubstrates 261 vorgesehen. Zusätzlich ist eine Verbindungselektrode 261g auf der Oberfläche des Grundsubstrates 261 gebildet.

Die Piezoresonatoren 262 und 263, die einen Längenmodus ver wenden, sind auf dem Grundsubstrat 261 durch Metallanschlüsse 264a, 264b, 265a und 265b befestigt. Fig. 37 ist eine ver größerte perspektivische Ansicht, die die Metallanschlüsse 264a und 264b zeigt.

Jeder der Piezoresonatoren 262 und 263, der einen Längenmodus verwendet, umfaßt eine lange rechtwinklige piezoelektrische Platte und Resonanzelektroden, welche an beiden Hauptflächen vorgesehen sind und kontrahiert/expandiert, wenn eine Wech selspannung an die Resonanzelektroden, die auf den Haupt flächen vorgesehen sind, angelegt wird, wie im Stand der Technik gut bekannt ist. Weiterhin haben die Piezoresonatoren 262 und 263, die einen Längenmodus verwenden, Schwingungs knotenpunkte in den Mittelbereichen derselben. Daher werden die Metallanschlüsse 264a bis 265b an die Resonanzelektroden in den longitudinalen Mittelteil der Piezoresonatoren 262 und 263 durch ein Lötmittel oder leitende Haftmittel gebondet.

Der Metallanschluß 264 ist an die Anschlußelektrode 261a, die auf dem Grundsubstrat 261 vorgesehen ist, durch ein Lötmittel oder ein leitendes Haftmittel gebondet. Der Metallanschluß 264b ist an die Verbindungselektrode 261d durch ein Lötmittel oder ein leitendes Haftmittel gebondet. Der Metallanschluß 265a ist an die Verbindungselektrode 261d durch ein Lötmittel oder ein leitendes Haftmittel gebondet. Weiterhin ist der Me tallanschluß 265b an die Anschlußelektrode 261c durch ein Lötmittel oder ein leitendes Haftmittel gebondet. Wie oben beschrieben wurde, sind die Mittelanschlüsse 264a bis 265b an die Anschlußelektroden 261a und 261c und die Verbindungselek trode 261d, die auf dem Grundsubstrat 261 vorgesehen ist, durch ein Lötmittel oder ein leitendes Haftmittel gebondet, wodurch die Piezoresonatoren 262 und 263 auf dem Grundsub strat 261 befestigt sind und elektrisch mit den Elektroden 261a bis 261d, die auf dem Grundsubstrat 261 vorgesehen sind, verbunden sind.

Die Metallanschlüsse 264b und 265b werden durch Metallplatten mit vorgegebenen Dicken gebildet. Wenn die Piezoresonatoren 262 und 263 auf dem Grundsubstrat 261 befestigt sind, sind die unteren Flächen desselben von den oberen Flächen des Grundsubstrates 261 durch eine vorgegebene Strecke beabstan det. Wenn die Piezoresonatoren 262 und 263 durch die Me tallanschlüsse 264a bis 265b befestigt sind, dann werden die Piezoresonatoren 262 und 263 kaum an einer Schwingung gehin dert.

Andererseits sind Piezoresonatoren 266 und 267, die einen breiten Expansionsmodus verwenden, auf die Piezoresonatoren 262 und 263 aufgestapelt. Der Piezoresonator 266 ist an dem Grundsubstrat 261 durch die Metallanschlüsse 268 und 269 be festigt, so daß seine untere Fläche von den oberen Flächen der Piezoresonatoren 262 und 263 durch einen Raum mit einer vorgegebenen Dicke beabstandet ist. Die Längen der vertikal sich erstreckenden Teile der Metallanschlüsse 268 und 269 (siehe Fig. 36b) sind so ausgewählt, daß der Raum mit der vorgeschriebenen Dicke zwischen der unteren Fläche des Piezo resonators 266 und den oberen Flächen der Piezoresonatoren 262 und 263 definiert wird, wodurch eine Schwingung möglich wird.

Zudem sind in bezug auf den Piezoresonator 267 die Längen der vertikal sich erstreckenden Teile der Metallanschlüsse 270 und 271 so gewählt, daß eine untere Fläche des Piezoresona tors 267 nicht in Kontakt mit der oberen Fläche des Piezore sonators 266 bei der Befestigung an dem Grundsubstrat 261 steht.

Diese Piezoresonatoren 266 und 267 sind ähnlich im Aufbau wie der oben erwähnte Piezoresonator 113, der einen breiten Ex pansionsmodus verwendet, und in Fig. 26 gezeigt ist.

Die Metallanschlüsse 268 und 269 sind so gebildet, wie in Fig. 36b gezeigt ist, wohingegen die Metallanschlüsse 270 und 271 so gebildet sind, wie in Fig. 36a gezeigt ist.

Die Metallanschlüsse 268 und 269 sind mit den Anschlußelek troden 261c bzw. 261d verbunden. Andererseits sind die Me tallanschlüsse 270 und 271 mit der Anschlußelektrode 261b bzw. der Verbindungselektrode 261g verbunden. Diese Metallan schlüsse 268 bis 271 sind mit den Anschlußelektroden 261b bis 261d und der Verbindungselektrode 261g durch ein Lötmittel oder leitende Haftmittel verbunden. Auf diese Weise werden die Piezoresonatoren 266 und 267 auf dem Grundsubstrat 261 befestigt.

Gemäß dieser Ausführungsform ist ein Kappenelement 272 auf dem Grundsubstrat 261 vorgesehen. Dieses Kappenelement 272 ist ähnlich ausgebildet wie das in den ersten bis sechsten Ausführungsformen und in ähnlicher Weise auf dem Grundsub strat 261 befestigt.

Gemäß der achten Ausführungsform sind vier Piezoresonatoren 262, 263, 266 und 267 elektrisch mit den Anschlußelektroden 261a bis 261d und der Verbindungselektrode 261g, die auf dem Grundsubstrat 261 vorgesehen ist, in der oben erwähnten Weise verbunden. Auf diese Weise kann die Ausführungsform als ein Filter des Leitertyps mit zwei Stufen betrieben werden, wie in Fig. 38 gezeigt ist, aufgrund der Anordnung der vier Pie zoresonatoren 262, 263, 266 und 267.

In jeder der oben erwähnten Ausführungsformen kann das Bondus verfahren durch leitende Haftmittel oder Lötmittel ersetzt werden durch ein Schweißverfahren, wie beispielsweise Wider standsschweißen, wenn dies gewünscht wird.

Claims

1. Piezoelektrische Resonanzkomponente des Chip-Typs gekennzeichnet durch
ein Grundsubstrat (2);
einen Piezoresonator (3), der direkt oder indirekt auf dem Grundsubstrat befestigt und mit einem piezoelektrischen Resonanzteil versehen ist, das eine rechtwinklige Form mit einem Paar von kürzeren und einem Paar von längeren Seiten in einem Verhältnis aufweist, das in einem Bereich von ± 10 % um einen Wert liegt, der die folgende Gleichung erfüllt: b/a = n(-1,47σ + 1,88) (n: ganzzahlig)wobei a und b die Längen der kürzeren bzw. längeren Seiten wiedergeben und σ das Poisson-Verhältnis des Materials des Piezoresonators ist; und ein Kappenelement (4), das auf dem Grundsubstrat direkt befestigt ist, wobei der Piezoresonator (3) von dem Kappenelement (4) und dem Grundsubstrat eingeschlossen wird.

2. Piezoelektrische Resonanzkomponente nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Piezoresona tor weiterhin einen Halteteil umfaßt, der mit dem pie zoelektrischen Resonanzteil gekoppelt ist, und der Piezoresonator auf dem Grundsubstrat an dem Hal teteil befestigt ist.

3. Piezoelektrische Resonanzkomponente nach einem der An sprüche 1 oder 2, weiterhin gekennzeichnet durch eine Lückenformeinrichtung zum Befestigen des piezoelektri schen Resonanzteils an dem Grundsubstrat mit einer zwi schenliegenden Lücke von vorgegebener Dicke.

4. Piezoelektrische Resonanzkomponente nach Anspruch 3, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Lückenform einrichtung ein Haftmittel zum Befestigung des Piezore sonators an dem Grundsubstrat umfaßt.

5. Piezoelektrische Resonanzkomponente nach Anspruch 3, weiterhin gekennzeichnet durch eine Anschlußelektrode, die auf dem Grundsubstrat zur Verbindung nach außen vorgesehen ist, wobei die Lückenformeinrichtung einen Metallanschluß umfaßt, der den Piezoresonator mit der Anschlußelek trode elektrisch verbindet.

6. Piezoelektrische Resonanzkomponente nach Anspruch 4, weiterhin gekennzeichnet durch eine Anschlußelektrode, die auf dem Grundsubstrat vorgesehen ist, wobei das Haftmittel ein leitendes Haftmittel umfaßt, das die Anschlußelektrode mit dem Piezoresonator elek trisch verbindet.

7. Piezoelektrische Resonanzkomponente nach einem der An sprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Piezoresonatoren, die aneinander angefügt sind, wobei sie die Schwingung ihrer piezoelektrischen Resonanz teile nicht gegenseitig behindern.

8. Piezoelektrische Resonanzkomponente nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Filterschaltkreis, der durch die Anzahl von Piezoresonatoren gebildet wird.

9. Piezoelektrische Resonanzkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezoresonator auf ei nem plattenartigen Element befestigt ist, das auf dem Grundsubstrat befestigt ist, wobei der Piezoresonator dadurch indirekt auf dem Grundsubstrat befestigt ist.