TW444430B - Piezoelectric element - Google Patents

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A7 B7 4444 3 〇 五、發明說明（（） 本發明之背景 1.本發明之領域 本發明是有關於一種壓電元件’特別是用於資料處理 及通信等技術領域中的壓電元件’作爲共振器、濾波器及 類似的裝置。 2·相關技藝之說明 舉例而言，壓電元件包括由壓電陶瓷所製成的壓電部 件（member)。此種形式的壓電部件適用於方形振動模式或 厚度振動模式中振動’並被廣泛使用。 圖ίο顯示一適用於方形振動模式中振動的壓電元件1 。壓電元件1包括方形平板狀的壓電部件2，以及在壓電 部件2主要表面上所設置的電極3及4。 壓電部件2以箭頭5所指的方向被極化’且方形振動 是藉由在電極3與4之間，透過端子6與7施加一電場來 激勵。 圖11顯示一使用非穩定(unstiffened)振動模式的壓電 元件8。壓電元件8包括薄的平板狀壓電部件9 ’並且在壓 電部件9主要表面上設置電極1〇及11。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 壓電部件9以箭頭12所指方向極化’且在非穩定模式 的縱向振動是藉由在電極10與11之間，透過端子13與14 施加一電場來激勵。 圖12顯示一使用穩定振動模式的壓電元件15。壓電 .元件15包括薄的平板狀或桿狀壓電部件16,以及在壓電 部件16主要表面上設置電極17及18。 3 ^紙張尺度適用争國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 44443〇 Α7 Β7 五 、發明說明（>) 經濟部智慧財產局員工消貲合作社印製 壓電部件16以箭頭19所指方向極化，且在穩定模式 的縱向振動是藉由在電極17與18之間，透過端子20與21 施加一電場來激勵。 然而，.顯示於圖10、圖11與圖12中的壓電元件1、8 與15，分別具有下列缺點。 首先，顯示於圖10中的壓電元件1比較大，使得搭配 部件1的電路或裝置無法作得比較小。舉例而言，當壓電 元件1用作爲在455KHZ無線電中AM中頻濾波器時，壓電 部件2必須爲具有約5 mm X 5 mm尺寸的方形平板狀壓電部 件，對搭配此種壓電部件2的電子電路或裝置之微小化而 言，是一種阻礙。 此外，在圖11中所示的壓電元件8的情況中，當壓電 部件9具有約4 mm長度的薄的平板形狀，以便使壓電元件 8比較小時，寬的濾波器通頻帶無法達成。 再者，在圖12中所示的壓電部件15中，舉例而言， 當壓電部件16具有約4 mm長度的薄的桿形狀，以便使壓電 元件15比較小時，阻抗太高且阻抗不容易與搭配元件_ 15 的電路之阻抗相匹配。 本發明之槪要 爲了克服前述的問題，本發明的較佳實施例設置一具 有很小尺寸的壓電元件，容易與電路達成阻抗匹配並且擁 有高效能。 本發明的較佳實施例提供一壓電元件，包括平板狀或 桿狀壓電部件，以及至少一個交指型電極包括兩個梳狀電 4 氏張尺度適用中國ϋ標準（CNS)A4規格（210 X 297ϋ "" ----------------- {請先閱讀背面之注意事單Α填寫本頁) ·. -線- 4 44 4 3 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（h) 極並被設置於壓電部件的至少一個表面上’其中壓電部件 藉由在兩梳狀電極之間施加電場而極化或排列—致’且壓 電元件藉由在兩梳狀電極之間施加電場而在穩定模式中振 動。 根據前述結構及組成’因爲壓電元件在穩定模式中振 動並藉以在縱向上擴展與收縮’本發明之較佳實施例的壓 電元件可作成小尺寸’使得搭配此元件之電子裝置也可以 很小，且易於對電路達成阻抗匹配’舉例而言’當其作爲 濾波器或類似裝置時可達成寬的通頻帶。 在前述壓電元件中’交指型電極最好分別設置在壓電 部件的至少兩個表面上。壓電部件的兩個表面最好大致彼 此平行。 根據前述結構及配置，壓電部件能夠更有效率地極化 及排列一致，此外’其能更有效率地被激勵°再者’當交 指型電極設置在壓電部件的兩個表面上使其大致彼此平行 時，比較當交指型電極設置在不平行的兩個表面上時，此 較容易構成交指型電極。更有甚者，這些表面在其上方構 成交指型電極之前’可更容易地加以拋光。 在前述的壓電兀件中，設置在壓電部件兩個表面之一 上，構成交指型電極的梳狀電極之一，對於設置在壓電部 件另一表面上，構成交指型電極的另一個梳狀電極，最好 構成電氣連接。 根據前述結構及組成，壓電部件可以更有效率地被激 (請先閱讀背面之注意事項ί填寫本頁) ί

-D 丁 象 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 444430 五、發明說明（4 ) 在前述的壓電元件中，壓電元件用來在其上設置交I旨 型電極的其中~表面最好爲拋光面。 根據前述結構及配置，拋光面很平坦，使其能夠有交戈 地利用微影術來形成交指型電極。 在述的壓電元件中，交指型電極的梳狀電極的兩個電 極指之間的距離可以與其他交指型電極的梳狀電極的兩個 電極指之間的距離有所不同。在此情形中，位在壓電部件 •中心部分之交指型電極的梳狀電極的兩個電極指之間的距 離最好比位在壓電部件尾端部份之其他交指型電極的梳狀 電極的兩個電極指之間的距離來得大。 根據前述的結構及配置，在電極指之間距離較大的部 份有高阻抗，因而改善機電耦合係數，而在電極指之間距 離較小的部份有助於避免壓電元件的阻抗增加。當電極指 之間的距離在壓電部件的中心部份做得較大，且在壓電部 件的尾端部份做得較小時，在中心的極化程度增加，因爲 中心是影響機電耦合係數的部份’藉以更加提升機電耦合 係數並達到較高的有效性。 本發明的其他特徵及優點，從參考本發明相關圖式之 以下說明中，將變得更加明顯。 圖式之簡要說明 圖1爲根據本發明的第一較佳實施例之壓電元件之立 體圖。 圖2爲圖1中所示之壓電元件的縱向截面圖。 圖3爲根據本發明的第二較佳實施例之壓電元件之立 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） --------------裝--- Λ;· f請先閱讀背面之注意事^-4填寫本頁) 訂· ·線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ! 444430 A7 B7 五、發明說明（5) 體圖。 圖4爲圖3中所示之壓電元件的縱向截面圖。 圖5爲根據本發明的第三較佳實施例之壓電元件之立 體圖。 圖6爲圖5中所示之壓電元件的縱向截面圖。 圖7爲根據本發明的第四較佳實施例之壓電元件之立 體圖。 圖8爲根據本發明的第五較佳_施例之壓電元件之立 體圖。 圖9爲第一較佳實施例及比較例2與3中，靠近共振 頻率，在端子間的阻抗-頻率特性圖，其在一項實驗中加以 評估，以確認本發明較佳實施例之效果。 圖10爲利用本發明所考量之方形振動的傳統壓電元件 之立體圖。 圖11爲利用本發明所考量之非穩定振動模式的傳統壓 電元件之立體圖；以及 圖12爲利用本發明所考量之穩定振動模式的傳統壓《 元件15之立體圖。 '較佳實施例之詳細說明 圖1與圖2顯示根據本發明之第一較佳實施例的壓元 件22，圖1爲立體圖，而圖2爲縱向截面圖。 舉例而言，壓電元件22最好包括由壓電陶瓷製成的長 形平板狀壓電部件23 »壓電部件23有兩個表面24及25 ’ 其互相大致平行延伸並被拋光平坦。 ___7 _____ ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------裝— (請先閱讀背面之注意事'&,丨填寫本頁) 訂. -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 44443 0 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（Ip ) 包括兩個梳狀電極26與27的交指型電極28被設置在 壓電部件23的第一表面24上；以及包括兩個梳狀電極29 與30的交指型電極31被設置在壓電部件23的第二表面25 上。交指型電極31的圖型最好是交指型電極28的鏡像， 雖然這並未明白地顯示於圖中。舉例而言，交指型電極28 及31可藉由微影術形成。 壓電部件23以下列方式加以極化。首先，一電場施加 於兩個梳狀電極26及27 (其定義第一表面24上的交指型 電極28)之間，而連接梳狀電極26至接地。一電場施加 於兩個梳狀電極29及30 (其構成第二表面25上的交指型 電極31)之間，而連接梳狀電極27至接地。 在此方式中，壓電部件23極化爲如圖2中箭頭32及 33所示。也就是說壓電部件23在每一交指型電極28及31 中，從梳狀電極27及30極化至其他梳狀電極26及29，使 得在梳狀電極27及30與其他梳狀電極26及29之間的相 鄰區域，相互極化成相反方向。 爲了激勵壓電元件22的壓電部件23，梳狀電極26 ( 在第一表面24上的交指型電極28的兩個梳狀電極之一）. 及梳狀電極29 (在第二表面25上的交指型電極31的兩個 梳狀電極之一）兩者連接至端子34，使其彼此達成電氣連 接；交指型電極28的另一個梳狀電極27與交指型電極31 的另一個梳狀電極30連接至端子35，使其彼此達成電氣 連接。在此狀態中，當施加於端子34與35之間的電場爲 交變電場時，穩定模式之縱向振動激勵於壓電部件23中， 8 (請先閲讀背面之注意事界i填寫本頁) 裝 訂： .線- 本紙5Ϊ尺ϋ用中國國家標ί (CNS^A4規格（210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ,4 444 3 0 A7 B7 五、發明說明（7) 使壓電部件23藉以在縱向上擴展與收縮。 圖3及圖4顯示根據本發明的第二較佳實施例之壓電 元件36，圖3是立體圖，而圖4是縱向截面圖。 壓電元件36包括長形平板狀壓電部件37。壓電部件 37具有兩表面38及39，其大致互相平行延伸並被拋光平 坦。 在壓電部件37的第一表面38上，交指型電極42 (包 括兩個梳狀電極40及41)與交指型電極45 (包括兩個梳 狀電極43及44)排列於縱向上延伸。 在壓電部件37的第二表面39上，交指型電極48 (包 括兩個梳狀電極46及47)與交指型電極51 (包括兩個狀 電極49及50)排列於縱向上延伸。雖然並未明白的顯示 於圖中，形成在第二表面39上的交指型電極48及51之圖 型，最好是第一表面38上的梳狀電極42及45的圖型之鏡 像。 在此較佳實施例中，壓電部件37藉由在梳狀電極40 與41之間以及梳狀電極43與44之間（其分別在第一表面 38上構成交指型電極42與45)施加電場而極化，而梳狀 電極40及43接地；同樣地，在梳狀電極46與47之間以 及梳狀電極49與50之間（其在第二表面39上構成交指型 電極48與51)施加電場，而梳狀電極46與49接地。在此 方式中，壓電部件37如圖4中箭頭52及53所示被極化。 再者’如圖3所示’爲了激勵壓電部件37，梳狀電極 40、43、46與49 (每一者爲交指型電極42、45、48與51 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公发） (請先閱讀背面之注意事护ί/疼寫本頁) ;裝 -丨線· 444430 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（Υ) 的兩個梳狀電極之一）共同連接至端子54;同時其他的梳 狀電極41、44、47與50共同連接至另一端子55。在此狀 .態中，當交變電場施加於端子54與55之間作爲激勵電場 時，穩定模式縱向振動被激勵於壓電部件37中，造成壓電 部件37藉以在縱向上擴展與收縮。 在此較佳實施例中，在壓電部件37中心部份的間距A (由梳狀電極41與43的電極指之間的距離，以及梳狀電 極47與49的電極指之間的距離所定義）設定爲比在壓電 部件37尾端部份的間距B (由梳狀電極40與41的電極指^ 之間的距離、梳狀電極43與44的電極指之間的距離、梳 狀電極46與47的電極指之間的距離、以及梳狀電極49與 50的電極指之間的距離所定義）更大。這是由於以下的原 因之故。 一般而言，當壓電部件的厚度比電極指之間的距離更 大時，壓電部件便無法被適當地極化，因而減少了機電耦 合係數。因此，電極指之間的距離最好應大於壓電部件的 厚度。然而，當電極指之間的距離太大時，壓電元件的阻 抗增加並且變得不容易與電路達成匹配。因此，藉由設定 壓電部件中心部份的電極指之間的距離使其比較大（在機 電耦合係數上具有相當的影響），以及設定壓電部件尾端 部份的電極指之間的距離比較小，當增加壓電部件中心部 份的極化程度時，則可能避免阻抗的增加，藉以增大機電 耦合係數並允許壓電部件更有效地激勵。 在此較佳實施例中，如前所述，因爲在壓電部件37中 10 本紙張尺度適中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公爱^ -—----------—--- (請先閱讀背面之注意事ο〗填寫本頁) ·. 4444 3 0 at B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1) 心部份的間距A比在壓電部件37尾端部份的間距B大， 其具有防止阻抗增加以及增大機電耦合係數之雙重效應。 圖5及圖6顯示根據本發明的第三較佳實施例之壓電 元件56，圖5爲立體圖，而圖6爲縱向截面圖。 壓電元件56包括長形平板狀壓電部件57。壓電部件 57具有二個表面58及59，且大致相互平行延伸。 交指型電極62 (包括兩個梳狀電極60及61)、交指 型電極65 (包括兩個梳狀電極63及64)以及交指型電極 68 (包括兩個梳狀電極66及67)在壓電部件57的第一表 面58的縱向上排列延伸。 交指型電極7丨（包括兩個梳狀電極69及70)、交指 型電極74 (包括兩個梳狀電極72及73)以及交指型電極 77 (包括兩個梳狀電極75及76)在壓電部件57的第二表 面59的縱向上排列延伸。在第二表面59上的交指型電極 71、74及77之圖型，分別爲第一圖表面58上的交指型電 極62、65及68之鏡像。 在此較佳實施例中，壓電部件57藉由在梳狀電極60 與61之間、梳狀電極63與64之間以及梳狀電極66與67 之間（分別在第一表面58上構成交指型電極62、65以及 68)施加電場而極化，而連接梳狀電極61、64與67連接 至接地：同樣地，藉由在梳狀電極69與70之間、梳狀電 極72與73之間以及梳狀電極75與76之間（分別在第二 表面59上構成交指型電極71、74以及77)施加電場，而 連接梳狀電極70、73與76至接地。因此，壓電部件57極 --------------裝--- f (請先閲讀背面之注意事項人填寫本頁) -·線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公釐） 44443 〇 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（γ) .化在如圖6中箭頭78及79所指的方向。 再者，爲了激勵壓電部件57，梳狀電極60、63、66、 69、72及75 (每一者爲交指型電極62、65、68、71、74 及77的兩個梳狀電極之一）共同連接至端子80，同時其 他的梳狀電極61、64、67、70、73及76共同連接至另一 端子81。在此狀態中，當交變電場施加於端子80與8i之 間作爲激勵電場時，穩定模式縱向振動被激勵於壓電部件 57中，造成壓電部件57在縱向上擴展與收縮。 在此較佳實施例中，如圖3與圖4所示之較佳實施例 ，在壓電部件57中心部份的間距C被設定爲比壓電部件 57邊緣部份的間距D大。因而，當增加壓電都件57的中 心部份之極化程度時，其可以避免阻抗隨之增加，藉以增 大機電耦合係數並達成壓電部件更適當的激勵。 圖7爲根據本發明第四較佳實施例之壓電元件36a的 立體圖。此壓電元件36a相當於圖3中的壓電元件36之修 改。因而在圖7中，與圖3中相似的部件由相似的參考圖 .號所指出，同時進一步的解釋則被省略。 在圖7所示的壓電元件36a中，導電的圖型82設置於 壓電部件37的第一表面38上，並連接梳狀電極40與43 ( 每一者包括在第一表面38上的交指型電極42與45之中的 一個梳狀電極），同時導電的圖型83設置於相同的第一表 面38上，並且連接其他的梳狀電極41與44。 另一方面，導電的圖型84設置於壓電部件37的第二 表面39上，並連接梳狀電極46與49 (每一者包括在第二 12 本紙張^度:^用中國國家—準_(cSs)A4"規&(21〇ΐ297ϋ) -------------裝·-- r. (請先閱讀背面之注意事'^填寫本頁) • 44443 0 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（\丨） 表面39上的交指型電極48與55之中的一個梳狀電極，同 時導電的圖型（未顯示於圖7中）設置於相同的第二表面 39上’並且連接其他的梳狀電極47與50 (見圖4)。 在其他所有細節上，圖7的壓電元件36a之組成與圖 3之壓電元件36相同。 圖8爲根據本發明第五較佳實施例的壓電元件36a之 立體圖。此壓電元件56a相當於圖5中壓電元件56之修改 。因而在圖8中，與圖5中相似的部件由相似的參考圖號 所指出，同時進一步的解釋則被省略。 在圖8所示的壓電元件56a中，導電的圖型85設置於 壓電部件57的第一表面58上，並連接梳狀電極60、63與 66 (每~者包括在第一表面58上的交指型電極62、65與 68中的一個梳狀電極），同時導電的圖型86設置於相同 的第一表面58上，並且連接其他的梳狀電極61、64與67 〇 另一方面，導電的圖型87設置於壓電部件57的第二 表面59上，並連接梳狀電極68 ' 72與75 (每一者包括在 第二表面59上的交指型電極71、74與77中的一個梳狀電 極），同時導電的圖型（未顯示於圖8中）設置於相同的 第二表面59上，並且連接其他的梳狀電極70與73 (見圖 6) 〇 在其他所有的特點上，壓電元件56a之組成與圖5中 的壓電兀件5 6相同。 在本發明的較佳實施例已加以說明後，本發明範疇內 ----------------- Ί (請先閱讀背面之注意事^v填寫本頁) -ll5J» . .線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 44443 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（ 的其他不同修改爲可能的。 舉例而言，在前述的每一個較佳實施例中，壓電部件 爲平板狀’但是可用桿狀來代替。再者，當壓電部件爲桿 狀時’其截面形狀並未限制爲方形，而可以是任意的截面 形狀，例如三角形。 再者’在前述的較佳實施例中，交指型電極設置在壓 .電部件大致平行的第一表面與第二表面上，但是壓電部件 的兩個表面（交指型電極設置於其上）不必以此方式相互 平行延伸。舉例而言，當壓電部件具有桿狀構造，截面爲 三角形，如前所述，也就是說當其爲三角稜柱時，交指型 電極可被設置在三角稜柱的兩個表面上。 再者，交指型電極可設置在壓電部件的三個或更多的 表面上。舉例而言，當壓電部件爲前述的三角稜柱時，交 指型電極可設置在三個側面上。或者，正好一個交指型電 •極設置在壓電部件的一個表面上。 再者，例如在圖1及圖2的較佳實施例中，梳狀電極 26及27 (設置在壓電部件23的第一表面24上）與梳狀電 極29與30(設置在第二表面25上）藉由共同連接至端子 34及35，達到電氣連接。然而，此電氣連接可藉由設置導 電的圖型於側面或端面（延伸於壓電部件23的第一表面 24與第二表面25之間）上來達成。 再者，在前述的每一個較佳實施例中，可改變交指型 •電極的數目、包含於梳狀電極中的梳齒之數目、梳齒間的 距離、梳齒的寬度、交叉於梳齒間的長度，以及類似的部 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公涅） --------------裝--- (請先閲讀背面之注意事項ΐ填寫本頁) 訂· Η“· 44443 0 A7 B7 1〇年 ί η) ，修正 遍无· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 . ~-J五、發明說明（） 份。 這些內容將在之後的實驗中加以詳細說明，以確認本 發明的較佳實施例之效果。 實驗 準備一成份爲 Pb〇.<55Sr〇.〇5(Ti〇.5〇Zr〇.5〇)Cb+Iin〇l% MnCh 的壓 電陶瓷所製成的壓電平板。使用此壓電平板作爲壓電部件 ，圖1中的壓電元件22 (較佳實施例1)、圖3中的壓電 元件36 (較佳實施例2)、圖5中的壓電元件56 (較佳實 施例3)、圖10中的壓電元件1 (比較例1)·、圖11中的 壓電元件8 (比較例2)以及圖12中的壓電元件15 (比較 例3)以下列程序加以製作。 在較佳實施例1〜3及比較例1〜3中的每一者，其壓 電部件之厚度被硏磨至約0.3 min，且表面粗糙度約爲1/zm 。再者，在較佳實施例1〜3及比較例2與3之中，壓電部 件的平面具有約1 mm X 3.6 mm之尺寸，而在比較例1中爲 4.8 mm X 4_8 nmi。 隨後，交指型電極以較佳實施例1〜3中每一者之各別 圖示所繪之外觀，設置在壓電部件之上，同時在比較例1 〜3中，電極以各別圖示所繪之外觀設置在壓電部件之上 。在較佳實施例1〜3及比較例1與2中，交指型電極及電 極設置在壓電部件的拋光面上。 在較佳實施例1〜3中，構成交指型電極的梳狀電極之 梳齒寬度設定爲約50//m，且這些梳齒的交叉長度約爲0.6 m ° 15 A讀先閱讀背面之注$項再壤寫本頁} 裝-----—丨訂---——！！線 本紙張尺度適用中國國家標準（C1S!S)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 44443 0 A7 B7 五、發明說明（y) 再者，在較佳實施例1中，交指型電極的梳齒之間的 距離設定在約200^rn，且交指型電極的每一梳狀電極之梳 齒數目設爲6。 再者，在較佳實施例2中，交指型電極的梳齒a之間 '的距離設爲約600/zm，梳齒B之間的距離約爲2⑻μ m， 且交指型電極的每一梳狀電極之梳齒數目設爲6。 再者，在較佳實施例3中，交指型電極的梳齒C之間 的距離設爲約400em，梳齒D之間的距離約爲200#m， 且交指型電極的每一梳狀電極之梳齒數目設爲2。 隨後，在較佳實施例1〜3及比較例1〜3每一者中的 壓電部件均被加以極化。 較特別的是，在較佳實施例1〜3的每一者，壓電部件 藉由連接每一交指型電極（設置在第一表面上與第二表面 上）的梳狀電極之一至接地，而施加2〜5kv/mm的電位至每 一交指型電極的另一梳狀電極來加以極化。 另一方面，在比較例1中，壓電部件藉由連接一電極 至接地，而施加3.Okv/醒的電位至另一電極來加以極化。 同樣地，在比較例2中，壓電部件藉由施加3,Okv/賴的電 位來加以極化，同時在比較例3中施加3,Okv/mni的電位。 對於較佳實施例1〜3及比較例1〜3之中每一者，評 +估其電容、機電耦合係數及機械品質係數。這些結果顯示 在隨後的表1中。 16 ---------------------訂--------- .\ϊ/' (請先Μ讀背面之注意事31··/填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X Μ7公釐） 4 44 4 3 〇 a? B7 五、發明說明（6) 表1 ΓΖ 電容 [PF] 機電耦合係數 [%] 機械品質係數 較佳實施例1 140 47 1400 較佳實施例2 120 50 1500 |較佳實施例3 120 50 1500 比較例1 1100 33 2200 |比較例2 160 19 1800 |比較例3 1 52 1300 --------------裝—— Γ (請先閱讀背面之注意事項4填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如表1中所示，在比較例1中，其機電耦合係數並不 是特別高；此外，其尺寸大，使得電子元件的微小化困難 。再者，在比較例2中，其機電耦合係數爲最小値，限制 了應用的範疇。此外，在比較例3中，其電容特別低，使 得與電路由阻抗匹配困難，並造成在濾波器或類似裝置設 計上之嚴格限制。 相對而言，根據較佳實施例1〜3，具有很小的尺寸、 大的機電耦合係數並且容易與電路阻抗匹配的壓電元件， 在每一例中皆可達成。 再者，圖9顯示由較佳實施例1與比較例2及3計算 獲得，在端子之間靠近共振頻率的阻抗-頻率特性。 如圖9所示，比較例3爲高阻抗，使其難以與電路達 成阻抗匹配。再者，在比較例2中雖然阻抗低，然而共振 頻率與非共振頻率之間的差異5很小，使其不便當作低通 濾波器、VCO或類似裝置來使用。 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公全) 訂. 線· 4 444 3 0 A7 _B7___ 五、發明說明（4) 相對而言，較佳實施例1獲得低的阻抗，並且具有 450KHZ的共振頻率與500KHZ的非共振頻率，耦合係數約 '47%。因此，根據較佳實施例1，容易匹配電路，並且當其 作爲濾波器使用時，可達成寬的通頻帶。 當本發明參考較佳實施例詳加繪出與說明時，熟習此 項技藝之人士應明瞭在不偏離本發明精神的情形下，在形 式與細節上的前述與其他的改變是可以允許的。 -------------.— Ί... (請先閱讀背面之注意事^-ί填寫本頁) .. •線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 444430 戠 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 1. 一種壓電元件，其包含： 一壓電部件； 用來驅動該壓電部件的機構；以及 包括至少兩個梳狀電極的至少一個交指型電極，其設 置在該壓電部件的至少一個表面上；其中 當用來驅動該壓電部件的機構施加電場於該兩個梳狀 電極之間時，該壓電部件被極化且該壓電元件適於在穩定 模式中振動。 2. 根據申請專利範圍第1項之壓電元件，其中該壓電 部件包含一長形的平板狀部件。 3. 根據申請專利範圍第1項之壓電元件，其中該壓電 部件包含一桿狀部件。 4. 根據申請專利範圍第1項之壓電元件，其中該壓電 部件係由壓電陶瓷製成。 5. 根據申請專利範圍第1項之壓電元件，其中該至少 一個交指型電極爲設置在該壓電部件第一表面上的第一交 指型電極，該壓電元件進一步包含設置在該壓電部件第二 表面上的第二交指型電極。 6. 根據申請專利範圍第5項之壓電元件，其中在該壓 電部件第一表面上的第一交指型電極之配置爲設置在該壓 電部件第二表面上的第二交指型電極之配置的鏡像。 7. 根據申請專利範圍第1項之壓電元件，其中該壓電 部件複數個部份的每一部份被極成與該壓電部件相鄰的部 份之相反方向上。 ---------¾.—圓 (請先閱讀背面之注意事項\0寫本頁) 線 本紙張尺度逋用t國國家揉準（CNS ) A4洗格（210X297公釐） 4 4443。 08 D8 經濟部智慧財產局員工消背合作社印製 六、申請專利範圍 8. 根據申請專利範圍第1項之壓電元件，其中至少一 個交指型電極爲設置在該壓電部件第一表面上的第一交指 型電極，該壓電元件進一步包含設置在該壓電部件第一表 面上第二交指型電極。 9. 根據申請專利範圍第8項之壓電元件，其進一步包 含了設置在該壓電部件第二表面上的第三與第四交指型電 極。 10. 根據申請專利範圍第9項之壓電元件，其中在第一 表面上的第一與第二交指型電極之配置爲在該壓電部件第 二表面上的第三與第四交指型電極之配置的鏡像。 11. 根據申請專利範圍第1項之壓電元件，其中該些交 指型電極各別設置在該壓電部件的至少兩個表面上，其大 致相互平行。 12. 根據申請專利範圍第1項之壓電元件，其中設置在 該壓電部件的兩個表面之一上的梳狀電極之一係電氣連接 至設置在該壓電部件的兩個表面另外之一上的另一梳狀電 極構成。 13. 根據申請專利範圍第1項之壓電元件，其中用於設 置交指型電極之壓電元件的一個表面爲拋光面。 14. 根據申請專利範圍第1項之壓電元件，其中該交指 型電極的梳狀電極的兩個指之的距離，與交指型電極的梳 狀電極的另外兩個指之間的距離不同。 15. 根據申請專利範圍第14項之壓電元件，其中位在 近該壓電部件中心區域的交指型電極的梳狀電極的兩個指 請先閲讀背面之注意事項0寫本頁) 、-' 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公嫠) 444430 AS B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消黄合作社印製 六、申請專利範圍 之間的距離，比位在壓電部件尾端區域的交指型電極的梳 狀電極的另外兩個指之間的距離大。 16. —種壓電元件，其包含： 一壓電部件； 用來驅動該壓電部件的機構；以及 包括至少兩個梳狀電極的至少一個交指型電極，並且 其被設置在壓電部件的至少一個表面上，其中該壓電部件 被極化，使得該壓電部件複數個部份的每一部份被極化成 與相鄰的壓電部件部份之相反方向。 17. 根據申請專利範圍第16項之壓電元件，其中當用 •來驅動該壓電部件的機構施加電場於兩個梳狀電極之間時 ，該壓電元件適於在穩定模式中振動。 18. 根據申請專利範圍第16項之壓電元件，其中該壓 電部件包含長形的平板狀部件及桿狀部件的其中之一。 19. 根據申請專利範圍第16項之壓電元件，其中至少 一個交指型電極爲設置在該壓電部件第一表面上的第一交 指型電極，該壓電元件進一步包含了設置在該壓電部件第 二表面上的交指型電極。 20. 根據申請專利範圍第19項之壓電元件，其中在該 壓電部件第一表面上的第一交指型電極之配置係爲設置在 該壓電部件第二表面上的第二交指型電極之配置的鏡像。 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 、τ. 本紙浪尺度逋用中國國家橾準（CNS > A4現格（210 X 297公釐）