DE3936695A1

DE3936695A1 - Piezoelektrischer resonator

Info

Publication number: DE3936695A1
Application number: DE3936695A
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Kaida; Jiro Inoue; Masatoshi Kajiwara; Hiroshi Nakatani
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-06-14
Filing date: 1989-11-03
Publication date: 1990-12-20
Also published as: US5373269A; FR2648642A1; US5373267A; FR2648642B1; US5159301A; US5644273A

Description

Die Erfindung betrifft einen stimmgabelartigen piezoelektrischen Resonator, bei dem ein piezoelektrisches Substrat mit Schlitzen zur Bildung des stimm gabelartigen Schwingbereichs versehen ist.

Zur Erläuterung des Standes der Technik soll auf Fig. 1 bis 3 der Zeich nung Bezug genommen werden.

Fig. 1A und 1B zeigen ein Beispiel eines herkömmlichen piezoelektri schen Vibrators vom Stimmgabeltyp. Der Vibrator 1 weist ein annähernd rechteckiges Substrat 2a auf, in dem ein Schlitz 3 ausgebildet ist. Auf der oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 2 ist eine Elektrode 4a in der Nähe des Schlitzes 3 vorgesehen, und eine weitere Elektrode 4b ist so längs des Randes des Substrats 2 angeordnet, daß sie zu der Elektrode 4a einen bestimmten Abstand aufweist. Gemäß Fig. 1b ist dagegen auf der unte ren Oberfläche des Substrats 2 eine gemeinsame Elektrode 5 ausgebildet, die beiden Elektroden 4a und 4b auf der entgegengesetzten Seite des Substrats 2 gegenüberliegt.

Die auf der oberen Oberfläche des Substrats 2 ausgebildeten Elektroden 4a und 4b dienen jeweils als Eingangs- und Ausgangsklemmen und erregen Schwingungen der beiderseits des Schlitzes 3 liegenden Teile des Substrats 2 in der Weise, daß sich der Schlitz 3 erweitert und verengt.

Fig. 2a und 2b zeigen einen stimmgabelartigen piezoelektrischen Vibrator 6, bei dem zusätzlich zu der oben beschriebenen Anordnung eine Einrichtung zur leichteren Kontaktierung des Vibrators vorgesehen ist. Bei dem Vibrator 6 ist ein piezoelektrisches Substrat 7 mit einem Schlitz 8 versehen. Gemäß Fig. 2A ist auf der oberen Oberfläche des Substrats 7 eine den Schlitz 8 um gebende Elektrode 9a ausgebildet, die elektrisch mit einer Anschlußelektro de 10a in einem nichtschwingenden Bereich des Substrats verbunden ist. Au ßerdem sind zwei in vorgegebenen Abstand zu der Elektrode 9a angeordnete Elektroden 9b elektrisch mit Anschlußelektroden 10b verbunden, die eben falls in dem nichtschwingenden Bereich ausgebildet sind. Anschlußklemmen 11a, 11b und 11c sind jeweils mit einer der Anschlußelektroden 10a und 10b verbunden. Auf der gegenüberliegenden Hauptfläche des piezoelektri schen Substrats 7 ist eine gemeinsame Elektrode 12 ausgebildet.

Im Betrieb sind die Anschlußklemmen 11a und 11c außerhalb des Vibrators 6 elektrisch miteinander verbunden.

Die Schwingungsfrequenz des in Fig. 2A und 2B gezeigten Vibrators 6 wird durch die Abmessungen, insbesondere die Länge, des Schlitzes 8 und die Breite desjenigen Teils des Substrats bestimmt, auf dem sich die Elektro den 9a und 9b befinden. Die Schwingung einer Stimmgabel bietet den Vor teil, daß ein Resonator mit kleinen Abmessungen und einem weiten Fre quenzbereich von einigen zehn bis einigen hundert kHz geschaffen werden kann, indem die obenerwähnte Länge des Schlitzes und die Grundbreite des Resonators geeignet bemessen werden. Damit dieser Vorteil optimal ausge nutzt werden kann, muß der die Anschlußelektroden tragenden Bereich in ei nem möglichst kleinen Gebiet ausgebildet sein.

Wenn jedoch die Anschlußklemmen 11a bis 11c angelötet werden, so sind der Verringerung der Größe der Lötflächen Grenzen gesetzt. Infolgedessen können die Abmessungen der Anschlußeleketroden 10a und 10b nicht so ver ringert werden, wie es eigentlich wünschenswert wäre.

Es ist deshalb erwogen worden, die Grundrißform des piezoelektrischen Substrats 7 so zu verändern, daß ein relativ großer Bereich gebildet wird, in welchem sich die Anschlußelektroden 10a und 10b befinden, während der eigentliche Schwingbereich beiderseits des Schlitzes 8 relativ klein ist. Wenn jedoch die Grundrißform des Substrats 7 in der Weise geändert wird, ist es schwierig, das Substrat 7 aus einem Ausgangssubstrat auszuschneiden. Au ßerdem entstehen beim Zuschneiden des Substrats 7 aus dem Ausgangs substrat nutzlose Substrat-Bereiche oder Verschnitt, so daß sich erhöhte Herstellungskosten ergeben.

Fig. 3A und 3B zeigen perspektivische Ansichten der Oberseite bzw. der Unterseite eines weiteren Beispiels eines herkömmlichen piezoelektrischen Resonators.

Der Resonator 21 gemäß Fig. 3A, 3B weist ein piezoelektrisches Substrat 22 mit rechteckiger Grundrißform auf, das in Richtung seiner Dicke polari siert worden ist. Ein Schlitz 23 zur Bildung eines Stimmgabelbereichs ist so angeordnet, daß er sich von einem Rand des piezoelektrischen Substrats 22 nach innen erstreckt. Der Schlitz 23 soll nachfolgend als "Stimmgabelschlitz" bezeichnet werden. Weitere Schlitze 24a und 24b zur Abtrennung des Stimmgabelbereichs von dem Hauptteil des Substrats sind in vorgegebenen Abstand parallel zu dem Stimmgabelschlitz 23 angeordnet. Die Schlitze 24a und 24b sollen nachfolgende als "Trennschlitze" bezeichnet werden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind Schwingungselektroden zwischen den Trennschlitzen 24a und 24b angeordnet, so daß ein stimmgabelartiger Schwingbereich gebildet wird. Die Trennschlitze 24a und 24b weisen eine größere Länge als der Stimmgabelschlitz 23 auf, damit eine zuverlässige Ab trennung des Stimmgabelbereichs von den übrigen Bereichen des Substrats 22 gewährleistet wird.

Die Schwingelektroden umfassen eine auf der Oberseite des Substrats 22 längs des Randes des Stimmgabelschlitzes 23 angeordnete U-förmige erste Elektrode 25 sowie zweite Elektroden 26a und 26b, die in vorgegebenem Ab stand zu der ersten Elektrode 25 längs den der ersten Elektrode 25 zuge wandten Rändern der Trennschlitze 24a und 24b auf der oberen Oberfläche des Substrats angeordnet sind. Gemäß Fig. 3B ist auf der unteren Oberflä che des Substrats 22 eine dritte Elektrode 27 so angeordnet, daß sie den er sten und zweiten Elektroden 25, 26a und 26b jenseits des Substrats 22 ge genüberliegt.

Weiterhin sind in den Bereichen außerhalb der Trennschlitze 24a und 24b zwei Elektroden 29a und 29b angeordnet, die jeweils über einen leitenden Bereich 28a bzw. 28b mit einer der zweiten Elektroden 26a und 26b verbun den sind.

Die erste Elektrode 25 ist über einen leitenden Bereich 30 elektrisch mit ei ner in dem nichtschwingenden Bereich des Substrats 22 angeordneten Elek trode 31 verbunden.

Bei dem oben beschriebenen Resonator hat das Substrat 22 als solches eine bestimmte Größe. Der zwischen den beiden Trennschlitzen 24a und 24b ge bildete piezoelektrische Stimmgabelbereich, der dem eigentlichen Schwing bereich des Resonators bildet, kann jedoch kleiner oder größer gemacht werden, indem man die Position und die Breiten des Stimmgabelschlitzes 23 und der Trennschlitze 24a und 24b geeignet wählt. Es ist somit möglich, durch die Wahl der Abmessungen der Schlitze 23, 24a und 24b lediglich den piezoelektrischen Stimmgabelbereich zu verkleinern. Folglich läßt sich auf einfache Weise eine höhere Resonanzfrequenz erreichen, ohne daß das piezo elektrische Substrat 22 als Ganzes eine komplizierte Grundrißform aufzuwei sen braucht.

Bei den oben beschriebenen piezoelektrischen Resonator müssen jedoch die erste Elektrode 25 und die zweiten Elektroden 26a und 26b auf der oberen Oberfläche des Substrats 22 und die dritte Elektrode 27 auf der unteren Oberfläche des Substrats ausgebildet werden, und diese schwingungserregen den Elektroen weisen jeweils eine relativ komplizierte Form auf. Infolgedes sen ergeben sich beträchtliche Schwierigkeiten bei der Herstellung des pie zoelektrischen Resonators, wenn die an den Resonanzschwingung beteiligten piezoelektrischen Teile verkleinert werden sollen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen piezoelektrischen Resonator mit überle genen Eigenschaften zu schaffen, bei dem die schwingungserregenden Elek troden eine einfache Struktur aufweisen, so daß eine einfache Herstellung des Resonators ermöglicht wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in Patentanspruch 1 angege ben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen piezoelektrischen Resonator wird der stimmga belartige piezoelektrische Resonanzbereich lediglich dadurch gebildet, daß schwingungserregende Elektroden, beispielsweise erste und zweite Elektro den einander gegenüberliegend auf den entgegengesetzten Hauptflächen des piezoelektrischen Substrats in der Nähe des Stimmgabelschlitzes angeordnet werden. Infolgedessen kann das den piezoelektrischen Schwingbereich bil dende Elektrodenmuster im Vergleich zu herkömmlichen stimmgabelartigen piezoelektrischen Resonatoren vereinfacht werden, und es ergibt sich eine beträchtliche Verringerung der Herstellungskosten.

Die Gestaltung der schwingungserregenden Elektroden des erfindungsgemä ßen Resonator kann in vielfältiger Weise variiert werden, so daß nach dem erfindungsgemäßen Prinzip neben einem reinen piezoelektrischen Resonator oder Schwingungsgeber auch andere auf einem piezoelektrischen Resonator basierende Bauelemente, wie etwa ein piezoelektrischer Resonator mit elek trischer Kapazität oder ein piezoelektrisches Filter, hergestellt werden kön nen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1A und 1B perspektivische Ansichten der Oberseite bzw. Unterseite eines herkömmlichen stimmgabelartigen piezoelektri schen Resonators;

Fig. 2A und 2B perspektivische Ansichten der Oberseite bzw. Unterseite eines weiteren Beispiels eines herkömmlichen piezo elektrischen Resonators;

Fig. 3A und 3B perspektivische Ansichten der Oberseite bzw. Unterseite eines weiteren Beispiels eines herkömmlichen Resona tors;

Fig. 4A und 4B perspektivische Darstellung zur Illustration von Schwingungselektroden eines erfindungsgemäßen Reso nators wobei Fig. 4A eine Ansicht von oben und Fig. 4B eine Ansicht von unten ist;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines piezoelektrischen Re sonators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6A und 6B eine perspektivische Ansicht bzw. eine Explosionsdar stellung eines chipförmigen piezoelektrischen Resona tor-Bauelements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7A und 7B eine perspektivische Ansicht bzw. Explosionsdarstellung eines chipförmigen piezoelektrischen Resoantor-Bauele ments gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Er findung;

Fig. 8A und 8B wesentliche Teile des piezoelektrischen Resonators ge mäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Ansicht von oben bzw. von unten;

Fig. 9 eine Schaltskizze zu dem piezoelektrischen Resonator gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung einer Abwandlung des piezoelektrischen Resonators gemäß dem zweiten Aus führungsbeispiels;

Fig. 11A und 11B eine perspektivische Ansicht bzw. Explosionsdarstellung eines piezoelektrischen Resonator-Bauelements gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 12A und 12B einen piezoelektrischen Resonator gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein einer Ansicht von oben bzw. von unten;

Fig. 13 eine Schaltskizze zu dem Resonator gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel;

Fig. 14A und 14B eine perspektivische Ansicht bzw. Explosionsdarstellung eines Beispiels, bei dem der Resonator gemäß dem vier ten Ausführungsbeispiel der Erfindung als chipförmiges Bauteil ausgebildet ist;

Fig. 15 eine Explosionsdarstellung eines chipförmigen piezo elektrischen Resonator-Bauelements gemäß einem fünf ten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 16A und 16B einen als piezoelektrisches Filter ausgebildeten Resona tor gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Er findung in der Draufsicht bzw. in einer Ansicht von un ten;

Fig. 17A ein Beispiel einer abgewandelten Elektrodenanordnung auf der Oberseite des piezoelektrischen Filters gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel;

Fig. 17B und 17C Beispiele abgewandelter Elektrodenanordnungen auf der Unterseite des piezoelektrischen Filters gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel;

Fig. 18A und 18B einen piezoelektrischen Filter gemäß einem siebten Aus führungsbeispiel der Erfindung in einer Ansicht von oben bzw. von unten;

Fig. 18C und 18D abgewandelte Anordnungen der Elektroden auf der Un terseite des piezoelektrischen Filters gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel;

Fig. 19A und 19B ein piezoelektrisches Filter gemäß einem achten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung in einer Ansicht von oben bzw. von unten;

Fig. 20A eine perspektivische Darstellung eines piezoelektrischen Filters mit Anschlußklemmen;

Fig. 20B eine Explosionsdarstellung eines chipförmigen piezo elektrischen Filters;

Fig. 21 ein Ersatzschaltbild des piezoelektrischen Filters gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel;

Fig. 22A und 22B eine Draufsicht bzw. Bodenansicht zur Erläuterung der Größen von Elektroden des piezoelektrischen Filters;

Fig. 23A ein Frequenzgang-Diagramm des piezoelektrischen Fil ters gemäß der Erfindung;

Fig. 23B ein Frequenzgang-Diagramm eines herkömmlichen pie zoelektrischen Filters;

Fig. 24A und 24B ein piezoelektrisches Filter gemäß einem neunten Aus führungsbeispiel der Erfindung in einer Ansicht von oben bzw. von unten;

Fig. 25A und 25B eine Abwandlung des piezoelektrischen Filters gemäß dem neuen Ausführungsbeispiel in einer Ansicht von oben bzw. von unten;

Fig. 26A ein Diagramm zur symbolischen Darstellung des Schal tungsaufbaus des piezoelektrischen Filters gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel;

Fig. 26B ein Ersatzschaltbild des piezoelektrischen Filters gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel;

Fig. 27A ein Frequenzgang-Diagramm des piezoelektrischen Fil ters gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der Erfin dung; und

Fig. 27B ein Frequenzgang-Diagramm des herkömmlichen piezo elektrischen Filters.

Fig. 4A und 4B sind perspektivische Ansichten zur Illustration von schwingungserregenden Elektroden, um folgenden kurz als Schwingungs elektroden bezeichnet, die eine piezoelektrische Stimmgabel bilden. Fig. 4A zeigt die Stimmgabel in einer Ansicht von oben und Fig. 4B zeigt die Unter seite der Stimmgabel. Ein rechteckiges piezoelektrisches Substrat 51, das in Richtung des Pfeiles in Fig. 4A polarisiert ist, ist mit einem Stimmgabel schlitz 52 versehen. Erste und zweite Elektroden 53a und 53b sind so auf den beide Hauptflächen des Substrats 51 angeordnet, daß sie den Stimmga belschlitz 52 in der Nähe seines inneren Endes 52a umgeben. Es wird so ein piezoelektrischer Resonator 50 gebildet, dessen Stimmgabelschlitz 52 sich erweitert und verengt, so daß eine Schwingung erregt wird, wenn ein erre gendes Signal an die auf den entgegengesetzten Hauptflächen des Substrats aus gebildeten ersten und zweiten Elektroden 53a und 53b angelegt wird.

Anhand der Fig. 5 soll ein erstes Ausführungsbeispiel erläutert werden, bei dem das oben beschriebene Funktionsprinzip des piezoelektrischen Resona tors benutzt wird. Der in Fig. 5 gezeigte piezoelektrische Resonator 61 weist ein piezoelektrisches Substrat 62 mit annähernd rechteckigem Grundriß auf, das mit einem Stimmgabelschlitz 63 versehen ist. Zusätzlich sind zwei Trennschlitze 64a und 64b vorgesehen, die in vorgegebenem Ab stand parallel zu dem Stimmgabelschlitz 63 verlaufen und einen Stimmgabel bereich von den übrigen Bereichen des Substrats abtrennen. Die Trennschlit ze 64a und 64b sind länger als der Stimmgabelschlitz 63.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind erste und zweite Elektroden 65a und 65b so auf den beiden Hauptflächen des Substrats 62 angeordnet, daß sie den Stimmgabelschlitz 63 in der Nähe seines inneren Endes umgeben. Die erste Elektrode 65a ist über einen leitenden Bereich 66a mit einer Anschluß elektrode 67a verbunden, die in einem nichtschwingenden Bereich außer halb des Trennschlitzes 64a angeordnet ist. In ähnlicher Weise ist die zweite Elektrode 65b über einen leitenden Bereich 66b elektrisch mit einer An schlußelektrode 67b verbunden, die in einem nichtschwingenden Bereich auf der unteren Oberfläche des Subtrats 62 ausgebildet ist.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten piezoelektrischen Resonator 61 ist die auf dem Substrat 62 ausgebildete Elektrodenanordnung wesentlich vereinfacht, wie ein Vergleich mit dem herkömmlichen piezoelektrischen Resonator 21 ge mäß Fig. 3A und 3B zeigt. Aufgrund dieser einfacheren Elektrodenanord nung kann somit ein stimmgabelförmiger piezoelektrischer Resonator mit kleineren Abmessungen geschaffen werden. Bei dem Resonator 61 sind die leitfähigen Bereiche 66a und 66b so auf den entgegengesetzten Oberflächen des Substrats 62 angeordnet, daß sie einander in der Draufsicht nicht über lappen. Hierdurch wird eine Verringerung der Parallel-Kapazität des piezo elektrischen Resonators 16 ermöglicht.

Fig. 6A und 6B sind perspektivische Ansichten eines Beispiels, bei dem der piezoelektrische Resonator 61 gemäß dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel Teil eines chipförmigen piezoelektrischen Resonator- Bauelements ist.

Gemäß Fig. 6B ist ein Abstandshalter 71 auf einer Seite des piezoelektri schen Resonators 61 angeordnet. Der Abstandshalter 71 wird durch ein plat tenförmiges Bauteil gebildet, das annähernd die gleiche Dicke wie das piezo elektrische Substrat 62 aufweist und von dem stimmgabelförmigen Schwing bereich des Substrats 62 durch einen Hohlraum 72 getrennt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die ersten und zweiten Elektroden 65a und 65b eine rechteckige Form, und die Anschlußelektroden 67a und 67b sind abwei chend von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 jeweils auf der gesamten Länge der seitlichen Ränder 62a und 62b des Substrats 62 ausgebildet.

Blattförmige Schutzschichten 73 und 74 sind jeweils mit Klebeschichten 75a, 75b auf den oberen und unteren Oberflächen des Resonators 61 gemäß Fig. 6A, 6B befestigt. Die Schutzschichten 73 und 74 sind jeweils mit zwei Ausnehmungen 73a und 73b bzw. 74a und 74b versehen.

Die Ausnehmungen 73a, 73b und 74a, 74b sind jeweils so angeordnet, daß sie Teile der Anschlußelektroden 67a und 67b freigeben, so daß diese von außen zugänglich sind. Die in Fig. 6B gezeigten Teile sind durch die Klebeschich ten 75a und 75b miteinander verbunden, so daß sich das in Fig. 6A angezeig te chipförmige piezoelektrische Halbleiter-Bauelement 76 ergibt.

Wie in Fig. 6B zu erkennen ist, sind die Klebeschichten 75a und 75b so ge formt, daß sie sich nicht bis zu dem stimmgabelförmigen Schwingbereich erstrecken. Somit wird die Schwingung des stimmgabelförmigen Bereichs nicht durch die Klebeschichten 75a und 75b beeinträchtigt.

Wie weiterhin in Fig. 6A zu erkennen ist, fließt beim Zusammenfügen der Bauteile ein Teil 75c des Klebemittels der Klebeschichten 75a und 75b in die beiden Endbereich des Hohlraums 72, so daß der stimmgabelförmige Schwingbereich luftdicht eingeschlossen wird. Die Größe der gesamten Au ßenkontur des in Fig. 6A gezeigten Resonator-Bauelements 76 ist um die Größe des Abstandshalters 71 größer als der Grundriß des Substrats 62. Den noch können die Gesamtabmessungen des Resonator-Bauelements 76 kleiner sein als in dem Fall, daß ein Gehäuse zur Aufnahme des piezoelektrischen Substrats 62 verwendet wird. Darüber hinaus brauchen bei der Herstellung lediglich plattenförmige Bauteile miteinander verbunden zu werden, so daß das piezoelektrische Halbleiter-Bauelement 76 in einem einfachen Verfahren mit hohem Produktausstoß hergestellt werden kann.

Der Hohlraum 72 ist in der Nähe des stimmgabelförmigen Schwingbereichs angeordnet, doch ist der Randbereich desselben durch die Klebenschichten 75a und 75b fixiert. Infolgessen ergibt sich ein zufriedenstellender Ein schluß der Vibration des Schwingbereiches, so daß die Schwingungscha rakteristik des piezoelektrischen Resonator-Bauelements verbessert wird.

Die Klebeschichten 75a und 75b können zunächst wahlweise an den Schutz schichten 73 und 74 oder am Rand des Resonators 61 und des Abstandshal ters 71 aufgetragen werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7A bis 9 wird nachfolgend ein chipförmiges piezoelektrisches Resonator-Bauelement gemäß einem zweiten Ausführungs beispiel der Erfindung erläutert.

Das in den Fig. 7A und 7B gezeigte Resonator-Bauelement 101 weist einen ähnlichen Aufbau wie das chipförmige Bauelement 76 gemäß Fig. 6A und 6B, und im folgenden werden lediglich die Abweichungen von dem Bauele ment 76 erläutert. Ein piezoelektrischer Resonator 102 weist eine Anschluß elektrode 103 auf der oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 62 auf, die einer auf der unteren Oberfläche des Substrats 62 ausgebildeten An schlußeleketrode 67b gegenüberliegt. Folglich ist die Anschlußelektrode 103 kapazitiv über die Kapazität des piezoelektrischen Substrats 62 mit der An schlußelektrode 67b auf der unteren Oberfläche des Substrats gekoppelt. Die Elektrodenanordnung des piezoelektrischen Resonators 102 ergibt sich aus Fig. 8A und 8B.

Die elektrische Schaltung des Resonators 102 entspricht der in Fig. 9 ge zeigten Anordnung, bei der eine piezoelektrische Resonatoreinheit und ein Kondensator in Serie zwischen die Anschlußelektroden 103 und 67a geschal tet sind.

Gemäß Fig. 7B ist die untere Schutzschicht 104 bei diesem Ausführungsbei spiel nicht mit Ausnehmungen versehen. Die durch ein rechteckiges Blatt ge bildete Schutzschicht 104 ist mit Hilfe eines Klebemittels 105 an den unte ren Oberfläche des piezoelektrischen Resonators 102 und des Abstandshal ters 71 befestigt. Die obere Schutzschicht 73 weist dagegen einen ähnlichen Aufbau auf wie die Schutzschicht 73 in Fig. 6B.

Bei dem piezoelektrischen Resonator-Bauelement 101 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel liegen somit beide Anschlußelektroden 103 und 67a, die zur Kontaktierung des Bauelements dienen, auf der oberen Oberfläche des Bauelements. Hierdurch wird die Montage des Bauelements 101 auf einer ge druckten Schaltungsplatine oder dergleichen wesentlich vereinfacht.

Fig. 10 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die blattförmige obere Schutzschicht 106 insgesamt eine geringere Breite aufweist, um die Kontaktierung der Anschlußelektroden 103 und 67a zu ermöglichen.

Fig. 11A und 11B zeigen eine perspektivische Ansicht und eine Explosi onsdarstellung eines chipförmigen piezoelektrischen Halbleiter-Bauelements gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Resonator-Bauelement 111 weist in diesem Fall einen piezoelektrischen Resonator auf, der sich von dem Resonator 102 gemäß Fig. 7B lediglich in folgendem unterscheidet. Elek troden 112 sind in einem vorgegebenen Abstand zueinander auf der oberen Oberfläche des Abstandshalters 71 ausgebildet, und eine obere Schutzschicht 113 ist an allen vier Ecken mit Ausnehmungen 113a, 113b, 113c und 113d versehen. Nach dem Zusammenfügen der einzelnen Schichten werden die Anschlußelektroden 67a und 103 sowie die Elektroden 112 durch die Aus nehmungen 113a bis 113d freigegeben, wie in Fig. 11A gezeigt ist. Wenn das chipförmige Resonator-Bauelement 111 auf einer gasförmigen Schaltungs platine oder dergleichen montiert ist, können somit die Anschlußelektroden 67a und 103 und die Elektrode 112 an den vier Ecken des Bauelements 111 durch Löten oder dergleichen mit der Schaltungsplatine verbunden werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7A besteht die Gefahr, daß das Bau element von der gedruckten Schaltungsplatine oder dergleichen gelöst wird, wenn eine äußere Kraft in Richtung des Pfeiles X in Fig. 7A auf das Bauele ment einwirkt. Bei dem Halbleiter-Bauelement 111 gemäß Fig. 11A ist da gegen eine sichere Befestigung an der Schaltungsplatine gewährleistet, so daß derartige Beschädigungen zuverlässig vermieden werden. Bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Fig. 7A sind außerdem die Ausnehmungen 73a und 73b für die Kontaktierung der Anschlußelektroden 67a und 103 nicht in den Ecken, sondern in den Mittelbereichen der Seiten der Schutzschicht 73 aus gebildet, so daß die Ausnehmungen 73a und 73b sich relativ dicht an dem stimmgabelförmigen Schwingbereich befinden. Aus diesem Grund muß die Breite der Klebeschicht 75a in der Umgebung des Randes jeder der Ausneh mungen 73a und 73b verringert werden, so daß der luftdichte Einschluß des stimmgabelförmigen Schwingbereichs nicht in jedem Fall sichergestellt ist. Bei der Anordnung gemäß Fig. 11A sind dagegen die Ausnehmungen 113a bis 113d in den vier Ecken der Schutzschicht 113 und somit in größerem Abstand zu dem stimmgabelförmigen Schwingbereich angeordnet. Folglich kann die Breite der Klebeschicht in der Umgebung der Ausnehmungen be trächtlich vergrößert werden, so daß ein zuverlässiger luftdichter Einschluß des Schwingbereichs gewährleistet ist.

Fig. 12A zeigt in der Draufsicht einen piezoelektrischen Resonator gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 12B ist eine Grundrißskizze, die, von oben gesehen, die zugehörige Anordnung und Form der Elektroden auf der Unterseite des piezoelektrischen Substrats zeigt.

Der piezoelektrische Resonator 121 gemäß Fig. 12A weist ein piezoelektri sches Substrat 122 von annähernd rechteckiger Form auf, das mit einem Stimmgabelschlitz 123 versehen ist, der sich von der Mitte einer Seite des Substrats nach innen erstreckt. Zwei Trennschlitze 124a und 124b sind in vorgegebenen Abstand zu dem Stimmgabelschlitze 123 auf beiden Seiten des Stimmgabelschlitzes angeordnet und verlaufen im wesentlichen parallel zu diesem. Der zwischen den Trennschlitzen 124a und 124b gebildete stimmga belförmige Schwingbereich hat einen ähnlichen Aufbau wie bei dem in Fig. 6B gezeigte piezoelektrischen Resonator 61.

Annähernd U-förmige erste und zweite Elektroden 125a und 125b sind auf den beiden Hauptflächen des Substrats 121 in der Nähe des inneren Endes des Stimmgabelschlitzes 123 angeordnet. Die Elektroden 125a und 125b sind jeweils über leitfähige Bereiche 126a und 126b mit Anschlußelektroden 127a und 127b verbunden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Elektrode 128 so auf der Oberseite des piezoelektrischen Substrats 122 angeordnet, daß sie der auf der Unter seite des Substrats ausgebildeten Anschlußelektrode 127b gegenüberliegt.

Die Elektrode 128 bildet somit zusammen mit der Anschlußelektrode 127b einen Kondensator. Die Elektrode 128 ist elektrisch mit einer Anschluß klemme 129 verbunden, die in einem nichtschwigenden Bereich des Sub strats 122 angeordnet ist. Weiterhin ist auf der unteren Oberfläche des Sub strats 122 eine Elektrode 130 so angeordnet, daß sie der Anschlußelektrode 129 gegenüberliegt. Die Elektrode 130 ist mit der Anschlußelektrode 129 über einen nicht gezeigten leitfähigen Bereich verbunden und ist außerdem elektrisch mit einer auf der unteren Oberfläche des Substrats 122 ausgebil deten Elektrode 131 verbunden. Die Elektrode 131 ist so geformt und ange ordnet, daß sie der auf der oberen Oberfläche des Substrats ausgebildeten Anschlußelektrode 127a gegenüberliegt. Eine halbkreisförmige Klemmen- Elektrode 132 ist elektrisch mit der Anschlußelektrode 127a verbunden, und eine halbkreisförmige Elektrode 133 ist der Klemmen-Elektrode 132 gegenüberliegend auf der entgegengesetzten Oberfläche des Substrats 122 ausgebildet. In ähnlicher Weise ist auf der unteren Oberfläche des Substrats 122 eine halbkreisförmige Klemmen-Elektrode 134 ausgebildet und mit der Anschlußelektrode 127b verbunden, und eine Elektrode 135 ist der Klemmen-Elektrode 134 gegenüberliegend auf der entgegengesetzten Ober fläche des Substrats 122 angeordnet.

Wenn bei dem piezoelektrischen Resonator 121 die Klemmen-Elektrode 132 als Eingangs- oder Ausgangsklemme T₁ benutzt wird, während die Klem men-Elektrode 134 als weitere Eingangs- oder Ausgangsklemme T₃ verwen det wird, und die Klemmen-Elektrode 129 als Erdungsklemme T₂ dient, so ergibt sich die in Fig. 13 gezeigte Schaltung. Bei dieser Schaltung handelt es sich um eine kapazitive Dreipunktschaltung mit zwei Kondensatoren C₁ und C₂, die mit einer stimmgabelförmigen piezoelektrischen Resonatorein heit verbunden sind. Folglich kann eine Dreipunkt-Oszillatorschaltung ohne externen Kondensator gebildet werden, so daß eine Miniaturisierung der Os zillatorschaltung ermöglicht wird.

Da bei bem piezoelektrischen Resonator 121 die Kondensatoren C₁ und C₂ in das piezoelektrische Substrat 122 integriert sind, werden Probleme vermie den, die sich andernfalls aus einem ungleichförmigen Temperaturgang der Resonatoreinheit und der Kondensatoren ergäben. Auf diese Weise wird so mit die Temperaturcharakteristik der Oszillatorschaltung verbessert.

Anstelle der Klemmen-Elektrode 132 und 134 können auch die Elektroden 133 und 135 als Anschußklemmen verwendet werden. Die Elektrode 133 ist mit der Klemmen-Elektrode 122 über das piezoelektrische Substrat 122 ka pazitiv gekoppelt. Folglich kann die Elektrode 133 anstelle der Klemmen- Elektrode 132 als Anschlußklemme verwendet werden. In ähnlicher Weise kann die Elektrde 135 anstelle der Klemmen-Elektrode 134 als Anschluß klemme benutzt werden. Es besteht somit die Möglichkeit, durch geeignete Verwendung der Elektroden 133 und 135 eine beliebige Seite der oberen und unteren Oberfläche des Substrats 122 für die elektrische Kontaktierung des piezoelektrischen Resonators 121 auszuwählen.

Fig. 14A und 14B zeigen ein Beispiel, bei dem der oben beschriebene pie zoelektrische Resonator 121, der zur Bildung einer Oszillatorschaltung geeig net ist, als chipförmiges Bauelement ausgebildet ist. Ein Abstandshalter 131 ist von dem stimmgabelförmigen Schwingbereich des piezoelektrischen Re sonators 121 durch einen Hohlraum 136 getrennt. Eine halbkreisförmige Elektrode 138a ist auf der oberen Oberfläche des Abstandshalters 137 ange ordnet, und eine Elektrode 138b ist so auf der unteren Oberflälche des Ab standshalters 137 angeordnet, daß sie der Elektrode 138a gegenüberliegt. Blattförmige Schutzschichten 139 und 140 sind jeweils mit Ausnehmungen 139a, 193b, 139c und 139c bzw. 140a, 140b, 140c und 140d versehen, de ren Positionen denen der Elektroden auf den beiden Hauptflächen des piezo elektrischen Resonators 121 und des Abstandshalters 137 entsprechen. Die Bezugszeichen 141 und 142 bezeichneten Klebemittel-Schichten.

Die Schutzschichten 139 und 140 sind mit Hilfe der Klebemittel-Schichten 141 und 142 an dem piezoelektrischen Resonator 121 und dem Abstandshal ter 137 befestigt, so daß sich das in Fig. 14A gezeigte chipförmige Resona tor-Bauelement ergibt.

Die Ausnehmungen 139b und 140d gestatten Zugang zu den Elektroden 138a und 138b. Das piezoelektrische Resonator-Bauelement 143 kann fest an einer gedruckten Schaltungsplatine befestigt werden, indem die Elektroden 138a oder 138b an die Schaltungsplatine angelötet werden.

Fig. 15 ist eine Explosionsdarstellung eines chipförmigen piezoelektrischen Resonator-Bauelements gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfin dung. Dieses Bauelement entspricht einer Abwandlung des in Fig. 14A und 14B gezeigten Bauelements, und es werden nachfolgend lediglich die Unterschiede zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel erläutert.

Der bei diesem Ausführungsbeispiel mit 151 bezeichneten piezoelektrischen Resonator entspricht dem Resonator 121 gemäß Fig. 12A und 12B mit der Ausnahme, daß die Anschlußelektrode und Klemmen-Elektroden für die Verbindung der auf den oberen und unteren Oberflächen des Substrats 122 ausgebildeten Elektroden mit einer externen Schaltung sämtlich an einem Rand 122a des Substrats ausgebildet sind, der dem stimmgabelförmigen Schwingbereich gegenüberliegt. Im einzelnen ist die Elektrode 135 in vorge gebenem Abstand zu der Klemmen-Elektrode 129 längs des selben Randes des Substrats ausgebildet, an dem sich auch die Klemmen-Elektrode 129 be findet. Demgemäß befinden sich die Ausnehmungen 139a bis 139c und 140a bis 140a bis 140c der auf den Ober- und Unterseiten des piezoelektrischen Resonators 151 befestigten Schutzschichten 139 und 140 sämtlich an dem selben Rand des Bauelements.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 15 können deshalb Elektroden 152 und 154 beispielsweise durch Sputtern in der Richtung des Pfeiles B in Fig. 15 so aufgebracht werden, daß jeweils die einander auf der Oberseite und der Un terseite des Substrats 122 gegenüberliegenden Elektrode elektrisch mitein ander verbunden werden.

Der Abstandshalter 137 ist auf seiner gesamten Oberfläche mit einer Elektro de 138a versehen. In ähnlicher Weise ist auch auf der unteren Oberfläche des Abstandshalters eine die gesamte Fläche einnehmende Elektrode angeord net. Die Elektroden 138a auf der Oberseite und Unterseite des Abstandshal ters sind über Ausnehmungen 139d, 139e und 139f bzw. 140d, 140e und 140f der Schutzschichten 139 und 140 zugänglich. Die Ausnehmungen 139e und 139f und die Ausnehmungen 140e und 140f sind nicht zwingend erfor derlich, doch wenn die Schutzschichten mit den Ausnehmungen 139e und 139f bzw. 140e und 140f versehen werden, so haben die Randbereiche der Schutzschichten mit den Ausnehmungen 139a bis 139c und 140a bis 140c einerseits und die Randbereiche mit den Ausnehmungen 193d bis 193f und 140d bis 140f andererseits eine identische Form.

Im Bereich der Ausnehmungen 139d bis 139f und 140d bis 140f, die die Elektroden auf den oberen und unteren Oberflächen des Abstandshalters 137 freigeben, können bedarfsweise auch als Verbindungselektroden auf die Stirnflächen aufgesputtert werden.

Die Ausnehmungen 139d bis 139f und 140 bis 140f sind auf einer Seite des Abstandshalters 137 angeordnet. Das chipförmige Bauelement gemäß diesem Ausführungsbeispiel läßt sich somit bei der Montage auf der gedruckten Schaltungsplatine sicher auf der Schaltungsplatine befestigen.

Obgleich bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die Ausnehmun gen jeweils eine halbkreisförmige Grundrißform haben, sind auch Ausneh mungen mit anderen Grundrißformen, beispielsweise mit quadratischem oder rechteckigem Grundriß denkbar.

Der piezoelektrische Resonator gemäß der Erfindung eignet sich auch als piezoelektrisches Filter. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfin dung beschrieben, bei denen der Resonator als piezoelektrisches Filter aus gebildet ist.

Fig. 16A und 16B zeigen ein piezoelektrisches Filter gemäß einem sech sten Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Draufsicht und in einer An sicht von unten. Das piezoelektrische Filter 201 weist einen Stimmgabel schlitz 201 auf, der sich von einer Kante eines piezoelektrischen Substrats 202 aus nach innen erstreckt. Zwei Trennschlitze 204a und 204b sind annä hernd parallel zu dem Stimmgabelschlitz 203 auf beiden Seiten des Stimmga belschlitzes angeordnet. Durch die Trennschlitze 204a und 204b werden bei derseits des Stimmgabelschlitzes 203 angeordnete Arme 205a und 205b be grenzt. Die Arme 205a und 205b bilden einen Stimmgabelbereich, der einen piezoelektrischen Schwingbereich oder Oszillator des Filters 201 bildet.

Auf der oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 202 sind eine er ste Elektrode 206 und eine zweite Elektrode 207 in vorgegebenem Abstand zueinander in der Nähe des Randes des Stimmgabelschlitzes 203 angeordnet.

Ein in Fig. 22A schraffiert dargestelltes Gebiet repräsentiert einen Bereich, in welchem die erste Elektrode 206 und die zweite Elektrode 207 ausgebil det werden können. Innerhalb dieses Bereiches können die ersten und zwei ten Elektroden in beliebigen Positionen angeordnet werden.

Auf der entgegengesetzten Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 202 ist eine dritte Elektrode 208 so angeordnet, daß sie den ersten und zweiten Elektroden 206 und 207 gegenüberliegt (Fig. 16B).

Die dritte Elektrode 208 kann eine beliebige Form aufweisen, vorausgesetzt, daß sie den ersten und zweiten Elektroden 206 und 207 gegenüberliegt.

Fig. 17A zeigt ein abgewandeltes Beispiel der Elektrodenkonfiguration auf der oberen Oberfläche des Substrats 202. In Fig. 17B und 17C sind abge wandelte Beispiele der Elektrodenkonfiguration auf der unteren Oberfläche des Substrats 202 dargestellt. Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16A und 16B die Elektroden 206 und 207 über schräg verlaufende leitende Bereiche mit Kontaktierungsbereichen verbunden sind, die sich je weils über die gesamte Länge des seitlichen Randes des Substrats er strecken, führen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 17A die Verbin dungsbereiche annähernd rechtwinklig zu dem Stimmgabelschlitz 203 nach außen, und die Kontaktierungsbereiche sind lediglich in den Ecken des Substrats ausgebildet. Gemäß Fig. 17B hat die auf der Unterseite ausgebilde te Elektrode 208 zwei getrennte Bereiche, die jeweils den betreffenden Be reichen der ersten und zweiten Elektroden 206, 207 am Rand des Stimmga belschlitzes 203 gegenüberliegen und über Verbindungsbereiche mit einem Kontaktierungsbereich am entgegengesetzten Rand des Substrats verbunden sind. In jedem Fall sind die ersten und zweiten Elektroden einerseits und die dritte Elektrode andererseits so angeordnet, daß sie sich in der Draufsicht nur in den an dem Stimmgabelschlitz 203 angrenzenden Bereichen überlap pen.

In Fig. 17C weist die dritte Elektrode zwei getrennte Teile 208a und 208b auf.

Während bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen des piezoelek triscen Filters 201 die erste Elektrode 206 und die zweite Elektrode 207 in der Nähe des Randes des Stimmgabelschlitzes 203 angeordnet sind, ist es auch möglich, die ersten und zweiten Elektroden in Bereichen längs den äu ßeren Rändern der Arme 205a und 205b anzuordnen.

Fig. 18A bis 18D zeigen ein piezoelektrisches Filter gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten und zweiten Elektroden 206, 207 an den äußeren Rändern der Arme 205a und 205b angeordnet. Fig. 18A zeigt die obere Oberfläche des piezo elektrischen Filters 210. Die ersten und zweiten Elektroden 206, 207 sind in Bereichen längs der äußeren Ränder der Arme 205a und 205b angeordnet. Bei der Anordnung gemäß Fig. 18A können die ersten Elektroden 206 und die zweite Elektrode 207 in Gebieten ausgebildet sein, die durch Schraffuren in Fig. 22B gekennzeichnet sind. Jedes dieser schraffierten Gebiete hat eine Breite von zwei Dritteln der Breite W jedes der Arme 205a und 205b.

In Fig. 18B und 18D sind verschiedene Anordnungen der dritten Elektro de 208 auf der Unterseite des Substrats 202 dargestellt. Jede dieser Anord nungen kann zusammen mit der Anordnung der ersten und zweiten Elektro den gemäß Fig. 18A verwendet werden. Die Anordnungen gemäß Fig. 18C und 18D ähneln denen gemäß Fig. 17B und 17C.

Fig. 19A und 19B zeigen Ansichten der Oberseite und der Unterseite des Substrats eines piezoelektrischen Filters gemäß einem achten Ausführungs beispiel der Erfindung. Das piezoelektrische Filter 220 gemäß diesem Aus führungsbeispiel stellt eine Abwandlung des Filters 210 gemäß Fig. 18A und 18B dar. Das Filter 220 unterscheidet sich von dem Filter 210 im we sentlichen durch die Form der für die Anbringung der elektrischen Anschlüs se dienenden Fortsätze der Elektroden 206, 207 und 208 auf der Ober- und Unterseite des Substrats 202.

Bei jedem der oben beschriebenen piezoelektrischen Filter 201, 210 und 220 sind die ersten, zweiten und dritten Elektroden jeweils über ihre Fort sätze, die in einem nichtschwingenden Bereich des Substrats liegen, mit ei ner ersten Anschlußklemme T₁, einer zweiten Anschlußklemme T₂ bzw. ei ner dritten Anschlußklemme T₃ verbunden.

Da die Anschlußklemmen somit außerhalb des Stimmgabel-Schwingbereichs liegen, wird die piezoelektrische Schwingung nicht durch die elektrischen Kontaktierungen der Anschlußklemmen T₁, T₂ und T₃ beeinträchtigt.

Fig. 21 zeigt ein Ersatzschaltbild zu den oben beschriebenen piezoelektri schen Filtern 201, 210 und 220.

Die piezoelektrischen Filter 201, 210 und 220 gemäß den oben beschriebe nen Ausführungsbeispielen können mit ihren nichtschwingenden Bereichen außerhalb des Stimmgabel-Schwingbereiches an anderen Bauteilen befestigt sein. Gegenüber einem herkömmlichen piezoelektrischen Filter, bei dem eine Schwingungsmode einer quadratischen Platte verwendet wird, wird somit die Ummantelung des piezoelektrischen Filters 201, 210 bzw. 220 verein facht. Darüber hinaus sind auch die Konfiguration und Umrißformen der ersten bis dritten Elektroden als solche vereinfacht, und die Formen der Elektroden können auf einfache Weise so verändert werden, daß eine günsti ge elektrische Kontaktierung an den Fortsätzen der Elektroden ermöglicht wird. Die Elektroden können somit auf einfache Weise mit den Anschluß klemmen T₁ bis T₃ verbunden werden. Insbesondere ist die Form der zwei ten Elektroden und der zugehörigen Zuleitungen vereinfacht.

Fig. 20A ist eine schematische perspektivische Darstellung eines mit Harz ummantelten piezoelektrischen Filters 220. Jede der Elektroden 206, 207 und 208 ist mit einem Leiter oder einer Anschlußklemme 231, 232 bzw. 233 verbunden. Diese Anschlußklemmen entsprechend den Anschlußklemmen T₁ bis T₃. Bei der Herstellung wird der stimmgabelförmige piezoelektrische Schwingbereich mit Wachs oder dergleichen beschichtet (in der Zeichnung nicht erkennbar), und anschließend wird die gesamte Anordnung mit Aus nahme des innen gelegenen Teils der Anschlußklemmen 231 bis 233 in Harz eingetaucht, und das Harz wird ausgeheizt.

Durch das Ausheizen des Harzes wird das Wachs in einer Harz-Umhüllung 234 (in Fig. 20A gestrichelt eingezeichnet) absorbiert, und folglich wird in der Umgebung des stimmgabelförmigen piezoelektrischen Schwingbereichs ein Hohlraum 235 gebildet, der in Fig. 20A gestrichelt dargestellt ist.

Im Gegensatz zu herkömmlichen piezoelektrischen Filtern, bei denen viel fach eine ausgedehnte Quadratplatten-Schwingungsmode verwendet wurde, kann somit das piezoelektrische Filter 220 ohne Verwendung einer Feder oder dergleichen mit einer Umhüllung versehen werden. Es wird somit ein kleinbauendes und zu geringen Kosten herstellbares piezoelektrisches Filter geschaffen.

Fig. 23A zeigt die Nebenresonanzcharakteristik des in Harz eingehüllten piezoelektrischen Filters gemäß Fig. 20A. Zum Vergleich ist in Fig. 23B die Nebenresonanzcharakteristik des bisher gebräuchlichen piezoelektrischen Filters mit ausgedehnter Schwingungsmode vom quadratischen Plattentyp dargestellt. Ein Vergleich der Charakteristiken gemäß Fig. 23A und 23B zeigt, daß die Nebenresonanz im Verhältnis zu einer gewünschten Frequenz bei der erfindungsgemäßen Anordnung wirksam verringert ist (A₁ in Fig. 23A ist deutlich kleiner als A₂ in Fig. 23B).

Diese Verringerung der Nebenresonanzen ist darauf zurückzuführen, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung die piezoelektrische Schwingung nicht durch eine Feder oder dergleichen beeinträchtigt wird.

Fig. 20B ist eine Explosionsdarstellung zur Erläuterung eines anderen Ver fahrens zur Umhüllung des piezoelektrischen Filters. Gemäß Fig. 20B ist ein Abstandshalter 236 so auf einer Seite des piezoelektrischen Substrats 202 angeordnet, daß er die Schwingung des Stimmgabel-Schwingbereichs des Substrats 202 nicht beeinträchtigt. An dem Substrat 202 und dem Abstands halter 236 sind blattförmige Schutzschichten 238 und 239 befestigt, die mit Klebemittel 237 beschichtet sind und daß Substrat und den Abstandshalter sandwichartig zwischen sich aufnehmen.

Die Schutzschichten 238und 239 sind gemäß Fig. 20B mit Ausnehmungen 238a bzw. 239a versehen, die je nach Bedarf die Kontaktierung der Anschluß klemmen T₁ bis T₃ gestatten.

Fig. 24A und 24B zeigen Grundrisse eines piezoelektrischen Filters ge mäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung und illustrieren, je weils von oben gesehen, die Anordnung der Elektroden auf der Oberseite und der Unterseite des piezoelektrischen Substrats 202. Bei dem piezoelektri schen Filter 250 gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten und zweiten Elektroden 206 und 207 ebenso wie bei den oben beschriebenen Fil tern 201 und 220 auf der oberen Oberfläche des Substrats 202 angebracht. Auf der unteren Oberfläche des Substrats 202 sind dagegen eine dritte Elek trode 251 und eine vierte Elektrode 252 so angeordnet, daß sie jeweils der ersten Elektrode 206 bzw. der zweiten Elektrode 207 gegenüberliegen, wie in Fig. 24B zu erkennen ist.

Die erste Elektrode 206 ist durch einen Fortsatz 253 in dem nichtschwin genden Bereich des Substrats 202 mit der ersten Anschlußklemme T₁ ver bunden.

Die auf der Unterseite des Substrats 202 angeordnete und der ersten Elek trode 206 gegenüberliegende dritte Elektrode 251 ist elektrisch mit der zweiten Elektrode 207 verbunden. Diese elektrische Verbindung zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode wird dadurch geschaffen, daß jeweilige Fortsätze 254 und 255 der ersten und der dritten Elektrode in dem nichtschwingenden Bereich des Substrats 202 mit der selben Anschluß klemme T₂ verbunden sind.

Wahlweise kann die elektrische Verbindung auch dadurch geschaffen wer den, daß ein die Fortsätze 254 und 255 verbindender leitfähiger Film auf die Kantenfläche des Substrats 202 aufgesputtert oder in sonstiger Weise ange bracht wird.

Die obenerwähnte elektrische Verbindung zwischen der zweiten Elektrode 207 und der dritten Elektrode 251 bildet ein Differenzschaltung.

Die vierte Elektrode 252, die der zweiten Elektrode 207 jenseits des Sub strats 202 gegenüberliegt, ist durch einen in dem nichtschwingenden Bereich des Substrats 202 ausgebildeten Fortsatz 256 mit der dritten Anschlußklem me T₃ verbunden.

Fig. 25A und 25B zeigen eine Abwandlung des piezoelektrischen Filters 250 gemäß dem oben beschriebenen neunten Ausführungsbeispiel. Bei dieser Abwandlung sind die ersten bis vierten Elektroden 206, 207, 251 und 252 längs der äußeren Ränder der Arme 205a und 205b angeordnet.

In Fig. 26A ist symbolisch das Anschlußschema der ersten bis vierten Elek troden 206, 207, 251 und 252 des piezoelektrischen Filters 250 gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel dargestellt. Fig. 26B zeigt ein entsprechendes Ersatzschaltbild des piezoelektrischen Filters 250.

Das piezoelektrische Filter 250 gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel läßt sich ähnlich den piezoelektrischen Filtern 201 und 220 gemäß den zuvor be schriebenen Ausführungsbeispielen auf einfache Weise mit einer Umhüllung aus Harz oder aus blattförmigen Schutzschichten versehen. Die schwingungs erregenden ersten bis vierten Elektroden weisen eine einfache Gestalt auf. Darüber hinaus kann die Form und Anordnung der jeweiligen Fortsätze der ersten bis vierten Elektroden für die elektrische Kontaktierung problemlos variiert werden.

Bei dem piezoelektrischen Filter 250 gemäß dem neunten Ausführungsbei spiel sind außerdem die zweite Elektrode 207 und die dritte Elektrode 251 so miteinander verbunden, daß eine Differenzschaltung gebildet wird, und die erste Elektrode 206 und die vierte Elektrode 252 sind in solchen Positi onen auf den entgegengesetzten Oberflächen des Substrats angeordnet, daß sie einander in der Draufsicht nicht überlappen, wie aus Fig. 24A und 24B hervorgeht. Hierdurch wird die Streukapazität C_S (Fig. 26B) zwischen der ersten Elektrode 206 und der vierten Elektrode 252 verringert.

Fig. 27A zeigt die Nebenresonanzcharakteristik des piezoelektrischen Fil ters 250 gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel. Zum Vergleich ist in Fig. 27B die Nebenresonanzcharakteristik des herkömmlichen piezoelektrischen Filters gezeigt, bei dem die ausgedehnte Schwingungsmode vom quadrati schen Plattentyp verwendet wird. Ein Vergleich der Charakteristiken gemäß Fig. 27A und 27B zeigt, daß bei dem piezoelektrischen Filter 250 gemäß der Erfindung unerwünschte Nebenresonanzen wirksam unterdrückt werden (A₁ in Fig. 27A ist deutlich kleiner als A₂ in Fig. 27B).

Claims

1. Piezoelektrischer Resonator mit einem piezoelektrischen Substrat (62; 122; 202), das eine annähernd rechteckige Grundrißform aufweist und in dem ein von einem Rand des Substrats nach innen verlaufender Stimmgabel schlitz (52; 63; 123; 203) sowie zwei beiderseits des Stimmgabelschlitzes pa rallel zu diesem verlaufende Trennschlitze (64a, 64b; 124a, 124b; 204a, 204b) angeordnet sind, so daß durch die Trennschlitze ein stimmgabelförmiger Schwingbereich begrenzt wird, wobei die beiden Schenkel der Stimmgabel durch den Stimmgabelschlitz voneinander getrennt sind, und mit auf dem Substrat angebrachten schwingungserregenden Elektroden (53a, 53b; 65a, 65b; 125a, 125b; 206, 207, 208; 251, 252), dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungserregenden Elektroden einander gegenüberliegend auf den entgegengesetzten Oberflächen des Substrats angeordnet sind.

2. Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwin gungserregenden Elektroden gebildet werden durch eine in der Nähe des in neren Endes des Stimmgabelschlitzes (52; 63; 123) auf einer Hauptfläche des Substrats (62; 122) angeordnete erste Elektrode (52a; 65a; 125a) und eine der ersten Elektrode auf der entgegengesetzten Oberfläche des Substrats gegen überliegende zweite Elektrode (53b; 65b; 125b).

3. Resonator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Elektroden jeweils über eine leitfähige Bahn (66a, 66b; 126a, 126b) mit einer in einem nichtschwingenden Bereich des Substrats an geordneten Anschlußelektrode (67a, 67b; 103; 127a, 127b) verbunden sind.

4. Resonator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die An spruchselektroden (67a, 67b; 127a, 127b) so angeordnet sind, daß sie einan der in der Draufsicht auf das Substrat nicht überlappen.

5. Resonator nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine dritte An schlußelektrode (103), die einer der beiden anderen Anschlußelektroden (67b) jenseits des Substrats (62) gegenüberliegt und mit dieser kapazitiv ge koppelt ist.

6. Resonator nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine dritte An schlußelektrode (131) und eine vierte Anschlußelektrode (128), die so ange ordnet sind, daß sie den beiden anderen Anschlußelektroden (127a, 127b) auf beiden Seiten des Substrats paarweise gegenüberliegen, so daß durch die erste Anschlußelektrode (127a) und die dritte Anschlußelekrode (131) ein Kondensator (C₁) und durch die zweite Anschlußelektrode (127b) und die vierte Anschlußelektrode (128) ein weiterer Kondensator (C₂) gebildet wird.

7. Resonator nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß ein Abstandshalter (71; 137) in vorgegebenem Abstand zu dem Rand des Substrats (62) angeordnet ist, von dem der Stimmgabelschlitze (63) aus geht, und daß erste und zweite blattförmige Schutzschichten (73, 74; 104; 106; 113; 139, 140) auf die beiden Hauptflächen des Substrats und des Abstandshalters aufgeklebt sind, so daß sie das Substrat und den Ab standshalter zwischen sich aufnehmen.

8. Resonantor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenig stens eine der Schutzschichten (73, 74; 139, 149) mit mehreren Ausnehmungen (73a, 73b, 74a, 74b; 139a-139d; 140a-140d) versehen ist, in denen die An schlußelektroden (67a, 67b; 103) freigelegt sind.

9. Resonator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektro de (112; 138a) auf wenigstens einer Hauptfläche des Abstandhalters (71; 137) angeordnet ist und daß wenigstens eine der Schutzschichten (113; 139, 140) eine Ausnehmung (113c, 113d; 139d, 140d) aufweist, durch die die Elektrode des Abstandshalters freigelegt wird.

10. Resonator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Anschlußelektroden (67, 103) auf derselben Seite des Substrats angeordnet sind und daß die Ausnehmungen (73a, 73b; 113a-113d) nur in ei ner (73; 113) der beiden Schutzschichten ausgebildet sind.

11. Resonator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus nehmungen (113a-113d) zum Freilegen der ersten und zweiten Anschluße lektroden und der Elektrode (112) des Abstandshalters verteilt an den vier Ecken der betreffenden Schutzschicht (113) ausgebildet sind.

12. Resonator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Anschlußelektroden (127a, 128, 127b) zumindest mit ihren jeweiligen An schlußbereichen (129, 135) an dem Rand des Substrats angeordnet sind, der dem Rand gegenüberliegt, von dem der Stimmgabelschlitz (123) ausgeht, und daß wenigstens eine der Schutzschichten (139) mit mehreren Ausneh mungen (139a, 139b, 139c) versehen ist, durch die die Anschlußbereiche der Anschlußelektroden freigelegt werden.

13. Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungserregenden Elektroden umfassen:

- eine erste Elekrode (206) und eine zweite Elektrode (207), die auf ei ner Hauptfläche des Substrats (202) beiderseits des Stimmgabelschlitzes (203) in der Nähe des inneren Endes desselben angeordnet sind und
- eine auf der entgegengesetzten Hauptfläche des Substrats angeordnete dritte Elektrode (208), die der ersten und der zweiten Elektrode gegenüber liegt,

und daß der Resonator ein piezoelektrisches Filter mit den ersten und zwei ten Elektroden als Eingangs- und Ausgangsklemmen und der dritten Elektro de als Bezugspotential-Klemme bildet.

14. Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungserregenden Elektroden umfassen:

- eine erste Elektrode (206) und eine zweite Elektrode (207), die auf ei ner Hauptfläche des Substrats (202) längs der dem Stimmgabelschlitz (203) zugewandten Ränder der Trennschlitze (204a, 204b) angeordnet sind, und
- eine auf der entgegengesetzten Hauptfläche des Substrats angeordnete dritte Elektrode (208), die der ersten und zweiten Elektrode gegenüberliegt,

und daß der Resonator ein piezoelektrisches Filter mit den ersten und zwei ten Elektroden als Eingangsklemmen und der dritten Elektrode als Bezugs potential-Klemme bildet.

15. Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungserregenden Elektroden umfassen:

- eine erste Elektrode (206) und eine zweite Elektrode (207), die auf ei ner Hauptfläche des Substrats (202) getrennt voneinander in der Nähe des Randes des Stimmgabelschlitzes (203) angeordnet sind, so daß sie den Stimmgabelschlitz zwischen sich aufnehmen,
- eine dritte Elektrode (251), die auf der entgegengesetzten Hauptfläche des Substrats gegenüberliegend zu der ersten Elektrode (206) angeordnet ist und elektrisch mit der zweiten Elektrode (207 verbunden ist, und
- eine vierte Elektrode (252), die auf der gleichen Hauptfläche des Sub strats wie die dritte Elektrode (251) angeordnet ist und der zweiten Elektrode (207) gegenüberliegt,

und daß der Resonator ein piezoelektrisches Filter bildet, dessen Eingangs- und Ausgangsklemmen durch die erste und vierte Elektrode gebildet werden und dessen Bezugspotential-Klemme gemeinsam durch die zweite und dritte Elektrode gebildet wird.

16. Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungserregenden Elektroden umfassen:

- eine erste Elektrode (206) und eine zweite Eletrode (207), die auf ei ner Hauptfläche des Substrats (202) längs der dem Stimmgabelschlitz (203) zugewandten Ränder der Trennschlitze (204a und 204b) angeordnet sind,
- eine auf der entgegengesetzten Hauptfläche des Substrats gegenüberlie gend zu der ersten Elektrode (206) angeordnete dritte Elektrode (251), die elektrisch mit der zweiten Elektrode (207) verbunden ist, und
- eine auf der gleichen Hauptfläche wie die dritte Elektrode angeordnete vierte Elektrode (252), die der zweiten Elektrode (207) gegenüberliegt,

und daß der Resonator ein piezoelektrisches Filter mit der ersten Elektrode und der vierten Elektrode als Eingangs- und Ausgangsklemmen und den zweiten und dritten Elektroden als Bezugspotential-Klemme bildet.