CN1074213C - 压电谐振器以及使用它的电子元件 - Google Patents
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Abstract
一种压电谐振器，具有矩形平行六面体形状的基体部件，该基体部件包括层叠的20个压电层。压电层沿基体部件的长度方向极化，使相邻压电层的极化方向不同。压电层之间形成内电极。内电极分6条在压电层的主表面上形成。在基体部件的相对侧面上由绝缘膜16和18交替覆盖内电极。绝缘膜16和18覆盖不同的内电极。外电极在基体部件的相对侧面上形成并连接到内电极。
Description
本发明涉及采用压电部件的机械谐振的压电谐振器，尤其涉及这样一种压电谐振器，它包括具有一长度方向的基体部件，由极化的压电部件组成并构成基体部件至少一部分的有源部分，以及配置有源部分的一对外电极。本发明还涉及使用该压电谐振器的电子元件，例如振荡器、鉴别器和滤波器。
图38是常规压电谐振器的透视图。压电谐振器1包括例如从顶部看呈矩形平板状的压电基片2。压电基片2在厚度方向上被极化。在压电基片2的两个表面上形成电极3。当信号在电极3之间输入时，电场沿厚度方向施加在压电基片2上并且压电基片2沿纵向振动。在图39中，示出了在从顶部看呈方板形的两个表面上形成有电极3的压电基片2的压电谐振器1。压电谐振器1的压电基片沿厚度方向极化。当信号在压电谐振器1的电极3之间输入时，电场沿厚度方向施加在压电基片2上并且压电基片2以正方形振动模式(沿平面方向)振动。
这些压电谐振器是非刚性的，其振动方向与极化方向和电场方向不一致。这种非刚性压电谐振器的机电耦合系数小于振动方向、极化方向和电场施加方向一致的刚性压电谐振器。非刚性压电谐振器的谐振频率与反谐振频率之间的频差ΔF较小。这带来的缺点是当非刚性频率谐振器用作振荡器或滤波器时使用的频率带宽较窄。因此这样的压电谐振器和使用它的电子元件在性能设计上自由度较小。
图38所示的压电谐振器采用的是纵向模式中的一次谐振。由于其结构上的特点，它在奇数次谐振模式，例如三次、五次模式和宽度模式中还产生较大的寄生谐振。为了抑制这些寄生谐振，可以考虑采取一些措施，例如抛光、增加质量和改变电极的形状。这些措施都增加了制造成本。
此外，由于从顶部看压电基片呈矩形平板状，所以受强度的限制基片无法减薄。因此电极之间的距离无法减小而端子之间的电容无法做大。这对于实现与外部电路的阻抗匹配来说是极其不方便的。为了能通过将大量压电谐振器交替串联和并联在一起而构成梯状滤波器，串联谐振器与并联谐振器的电容比需要做得较大以加大衰减。但是由于压电谐振器受到如上所述形状的限制，所以无法得到大的衰减。
在图39所示压电谐振器中，采用矩形一阶谐振器(沿平面方向)。因为其结构，产生了诸如在平面方向上厚度模式和三次波模式中出现的较大寄生谐振。由于与采用纵向振动的压电谐振器相比，为了获得同样的谐振频率，这样的压电谐振器在尺寸上需要做得较大，所以它的尺寸难以减小。当利用多个压电谐振器构成梯状滤波器时，为了提高串联谐振器与并联谐振器的电容比，串联的谐振器要做得厚并且只在压电基片的一部分区域形成电极以使电容也同样地小。在这种情况下，由于只制备了电极的一部分，所以谐振频率与反谐振频率之间的频差ΔF以及电容都有所减小。并联谐振器的ΔF同样需要做得较小。这样，压电基片的压电特性就不能充分利用，而滤波器的通过带宽就无法增加。
本发明构思出一种压电谐振器，它具有较小的寄生谐振，谐振频率与反谐振频率之间的频差ΔF较大。
在该压电谐振器中，交替层叠多个压电层和多个电极形成一个具有长度方向的基体部件，多个压电层沿基体部件的长度方向极化。层叠的压电谐振器采用刚性类型，其压电层中振动方向、极化方向和施加电场的方向是相同的。因此，与振动方向不同于极化方向和电场方向的非刚性压电谐振器相比，刚性压电谐振器具有较大的机电耦合系数，谐振频率与反谐振频率之间的频差ΔF较大。此外，与基本振动不同的诸如宽度和厚度模式下的振动是不会在刚性压电谐振器中发生的。
压电谐振器采用这样一种层叠结构，在每个压电层与基体部件的方向相垂直的整个表面区域上形成每个电极，故必须改变电极之间的距离以及电极数，将ΔF设置成所需的值。
因此，本发明的主要目的在于提供一种压电谐振器，其性能设计方面有较高的自由度，并允许将谐振频率与反谐振频率之间的频差ΔF设置成所需的值，无需改变电极之间的距离或电极数，并提供一种采用该压电谐振器的电子元件。
根据本发明，提供一种压电谐振器(10)，它包括：
具有一长度方向的基体部件(12)，所述基体部件(12)包括由多个极化的压电层(12a)组成的有源部分，所述极化的压电层(12a)沿所述长度方向层叠，以及
配置所述有源部分的一对外电极(20、22)，
其中，所述压电谐振器(10)进一步包括连接到所述外电极(20,22)的多个内电极(14)，所述内电极(14)和所述极化的压电层(12a)沿着所述基体部件(12)的长度方向交替地设置在所述有源部分内，当沿着所述基体部件(12)的长度方向将一个交流电场通过所述多个内电极(14)施加到所述有源部分时，激发一个纵向基本振动。
根据本发明的压电谐振器采用刚性类型，其压电层中，振动方向、极化方向以及其中施加电场的方向是相同的。因此，与其中的振动方向不同于极化方向和电场方向的非刚性压电谐振器相比，刚性压电谐振器具有较大的机电耦合系数，谐振频率与反谐振频率之间有较大的频差ΔF。此外，诸如宽度和厚度模式等不同于长度振动的模式振动是不可能在刚性压电谐振器中发生的。
在根据本发明的压电谐振器中，由于多个电极中至少有一部分是在与压电层中的基体部件的长度方向相垂直的部分表面上形成，从垂直于电极的方向来看，可以改变相邻电极的相对部分的重叠区域，由此调节ΔF。这样在性能设计上就可以达到较高的自由度。
当采用根据本发明的压电谐振器制作如振荡器、鉴别器和滤波器的电子元件时，将压电谐振器安装在其上形成定形电极的绝缘衬底上，并用一个罩盖覆盖，形成芯片型(表面安装)电子元件。
根据本发明，与常规的压电谐振器相比，其谐振频率与反谐振频率之间的频差ΔF较大，故可以获得宽频带压电谐振器。此外，根据本发明的压电谐振器不可能产生除基本振动模式以外的其它模式的振动，并得到了更好的性能。再者，根据本发明，无需改变压电谐振器中电极之间的距离和电极数即可将ΔF设置成所需的值。这样，在性能设计方面将有较高的自由度。
由于芯片型电子元件可以采用此种压电谐振器，故便于将这些元件安装在电路板上。
根据以下参照附图所作的描述，本发明的上述目的、其它的目的、其它特征将变得更加清楚。
图1为按照本发明的压电谐振器的透视图。
图2为表示图1所示压电谐振器结构的示意图。
图3是图1所示压电谐振器所用电极的平面图。
图4表示用以制作图1和图2所示的压电谐振器的一个母板以及按条形形成的电极。
图5表示另一母板以及按条形形成的另一种电极。
图6是作为比较示出的一个沿长度方向振动的非刚性的压电谐振器的透视图。
图7是一个沿长度方向振动的、刚性压电谐振器的透视图。
图8是作为比较示出的一个沿平面方向振动(方形振动)的非刚性压电谐振器的透视图。
图9是根据本发明的另一个压电谐振器的示意图。
图10是图9所示压电谐振器所用电极的平面图。
图11是图9所示压电谐振器所用另一种电极的平面图。
图12是根据本发明的另一种压电谐振器的示意图。
图13是图12所示压电谐振器所用电极的平面图。
图14是图12所示压电谐振器所用另一种电极的平面图。
图15是图12所示压电谐振器所用另一种电极的平面图。
图16是图12所示压电谐振器所用另一种电极的平面图。
图17表示在长度基本振动期间为基体部件所需的理想驱动力。
图18表示在图9所示压电谐振器的基体部件中，由3次寄生振动所产生的电荷。
图19表示在图12所示压电谐振器的基体部件中，由3次寄生振动所产生的电荷。
图20表示在图9所示压电谐振器的基体部件中，由5次寄生振动所产生的电荷。
图21表示在图12所示压电谐振器的基体部件中，由5阶寄生振动所产生的电荷。
图22是根据本发明的用于压电谐振器的另一种电极的平面图。
图23是根据本发明的用于压电谐振器的另一种电极的平面图。
图24是一个无源区域的示意图。
图25是另一个无源区域的示意图。
图26是另一个无源区域的示意图。
图27是根据本发明的采用压电谐振器的电子元件的透视图。
图28是图27所示电子元件所用绝缘衬底的透视图。
图29是图27所示电子元件的分解透视图。
图30表示将压电谐振器安装到绝缘衬底的另一种结构的示意图。
图31是一个侧视图，表示安装图30所示压电谐振器的结构。
图32表示将压电谐振器安装到绝缘衬底的另一种结构
图33是一个侧视图，表示安装图32所示压电谐振器的结构。
图34是根据本发明的采用压电谐振器的一个梯状滤波器的分解透视图。
图35是图34所示梯状滤波器所用绝缘衬底和压电谐振器的分解透视图。
图36是图34和35所示梯状滤波器的等效电路图。
图37是根据本发明的采用压电谐振器的一个两端电子元件的分解透视图。
图38是常规压电谐振器的透视图。
图39是另一个常规压电谐振器的透视图。
图1是根据本发明一个实施例的压电谐振器的透视图。图2表示该压电谐振器的内部结构。图1和图2所示的压电谐振器10包括一个长方体形的基体部件12。基体部件12包括20个层叠的压电层12a，它例如由压电陶瓷制成。每个压电层12a具有相同尺寸。压电层12a被极化成使相邻的层具有相对的极化方向，如图2的箭头所示。
电极14在基体部件12的20个压电层12a之间形成。如图3所示，电极14在与压电层12a的基体部件12的长度方向相垂直的主表面上形成有6条。电极14例如按直条形在压电层12a的相对两侧之间沿着相对设置的外电极20和22(以下将描述)的方向延伸。这些电极14沿基体部件12的长度方向，按一定间隔地垂直于基体部件12的长度方向而设置。电极14之间的间隔等于基体部件12的长度方向上相应压电层12a的尺寸。
在基体部件12的相对侧面上分别形成多个绝缘膜16和18。在基体部件12的一个侧面上，由绝缘膜16每隔一个地复盖电极14的外露端部。基体部件12的另一侧面上，由绝缘膜18覆盖未被上述侧面上的绝缘膜16覆盖的每隔一个电极14的外露端部。基体部件12上形成绝缘膜16和18的两个侧面用作至外电极的连接部，这将在后面描述。
在这些连接部，即其上形成绝缘膜16和18的侧面形成外电极20和22。电极20连接到未由绝缘膜16覆盖的电极14，电极22连接到未由绝缘膜18覆盖的电极14。换句话说，两个相邻电极14分别连接到电极20和22。
接下来将描述制作该压电谐振器10的方法。
制作由压电陶瓷制成的多个母板30。如图4所示，在每块母板30的一个主表面上形成例如由银和钯制成的电极32。然后层叠多块母板30制成一个层叠部件。在位于顶部的母板30上不形成电极32。沿图4所示的点划线切割该层叠部件。然后在其上形成绝缘膜16和18以及外电极20和22，制成压电谐振器10。母板30相应于压电层12a，电极32相应于电极14。
当如上所述制作压电谐振器10时，最好在以下(a),(b),(c)条件下按条形方式在母板30上形成电极32。
(a)应以条形方式在母板30上形成多个电极32。
(b)电极间隔“d”应为常数，它是母板上电极32的宽度与相邻两个电极32之间未有电极之部分的宽度之和，每个电极32的宽度也应为常数。
(c)为了制作压电谐振器由切割机切割层叠部件的部分的宽度“c”应为电极间隔“d”的整数倍。
当满足用上述条件制作压电谐振器时，即使切割位置改变，在压电层上形成的总的电极尺寸不会改变，故不可能发生性能变化。当电极间隔设为0.4毫米时，在层叠部件上由切割机切割的部分的宽度“c”设为0.4毫米，电极的宽度设为0.2毫米，前述的条件被满足，即使切割位置改变，在一个压电层上形成的电极的总面积不变。因此，压电谐振器的性能也不会改变。
反之，如果前述条件不满足，例如当层叠部件被切割部分的宽度“c”不是电极间隔“d”的倍数时，在压电层上形成的电极的总面积根据切割位置而不同，故性能上可能发生变化。
压电谐振器10采用外电极20和22作为输出电极。除了设置在基体部件12两端的压电层12a外的其他压电层12a，因通过向外电极20和22施加一个信号，将电场加到相邻层的电极14之间而压电上有源。由于电压沿相反方向施加到基体部件12中沿相反方向极化的压电层12a，故压电层12a总体上沿相同方向伸展和缩短。换句话说，通过采用连接到外电极20和22的电极14，将沿基体部件12长度方向的交流电场加到每个压电层12a，在每个压电层中产生伸展和缩短的驱动力。因此，在基本模式中，整个压电谐振器10沿长度方向振动，基体部件12的中心作为一个节点。
在压电谐振器10中，压电层12a的极化方向、因输入信号所加电场的方向以及压电层12a内的振动方向均相同。换句话说，压电谐振器10是刚性的。压电谐振器10的机电耦合系数要比振动方向与极化方向和电场方向不同的非刚性压电谐振器的为大。因此，比之常规非刚性压电谐振器，压电谐振器10在谐振频率与反谐振频率之间有较大的频差ΔF。这意味着与常规的非刚性压电谐振器相比，本压电谐振器10获得了宽频带性能。
为了测量刚性与非刚性压电谐振器之间的差别，图6、图7和图8示出了各种压电谐振器。图6所示的压电谐振器是通过在尺寸为4.0mm×1.0mm×0.38mm的压电谐振器的两个表面上沿其厚度方向形成电极而制成的。当一个信号加到电极上时，该压电谐振器沿厚度方向极化并沿长度方向振动。图7所示的压电谐振器与图6所示的压电谐振器具有相同的尺寸。电极在压电基片的两个表面上沿其长度方向形成。当信号施加到电极时，压电谐振器沿长度方向极化，并沿长度方向振动。图8所示的压电谐振器是通过在尺寸为4.7mm×4.7mm×0.38mm的压电谐振器的两个表面上沿其厚度方向形成电极而制成的。当一个信号被加到电极时，压电谐振器沿厚度方向极化，并沿平面方向振动。图6和图8所示的压电谐振器是非刚性的，图7所示的压电谐振器是刚性的。
测量每个压电谐振器的谐振频率Fr和机电耦合系数K，并将其结果示于表1、表2和表3。表1表示图6所示压电谐振器的测量结果。表2表示图7所示压电谐振器的测量结果。表3表示图8所示压电谐振器的测量结果。
表1
| 纵向基本振动 | 纵向三次波振动 | 宽度模式振动 | |
| 谐振频率(MHz) | 0.460 | 1.32 | 1.95 |
| 机电耦合系数(％) | 18.9 | 3.9 | 25.2 |
表2
| 纵向基本振动 | 纵向三次波振动 | 宽度模式振动 | |
| 谐振频率(MHz) | 0.455 | 1.44 | 1.96 |
| 机电耦合系数(％) | 42.9 | 12.2 | 4.0 |
表3
| 纵向基本振动 | 方形三次波振动 | 存度模式振动 | |
| 谐振频率(MHz) | 0.458 | 1.25 | 5.65 |
| 机电耦合系数(％) | 35.0 | 11.5 | 23.3 |
从该测量数据可知，刚性压电谐振器的机电耦合系数K比非刚性的压电谐振器的要大。因此，谐振频率与反谐振频率之间有大频差ΔF。振动期间，刚性压电谐振器中的最大寄生振动具有纵向三次波型，机电耦合系数K为12.2％。在不同于基本振动的宽度模式振动期间，机电耦合系数K为4.0％。反之，在非刚性纵向振动的压电谐振器中，采用宽度模式振动期间的机电耦合系数K为25.2％。在非刚性正方形振动的压电谐振器中，机电耦合系数K达到厚度模式振动期间的23.3％那样大。由此可见，刚性压电谐振器的寄生振动比非刚性压电谐振器的要小。
在压电谐振器10中，压电层12a中至少有一部分多个电极14是在与基体部件12的长度方向相垂直的部分表面上形成，从与电极相垂直的方向上可见相邻电极的相对部分的重叠区域，该重叠区域可以改变，由此调节ΔF。从而达到高度自由的性能设计。
在压电谐振器10中，通过改变相邻电极14相对部分的重叠区域、压电层12a或电极14的数量、或沿基体部件12长度方向上压电层12a的尺寸，可以调节谐振器的电容。换句话说，通过增加相邻电极14相对部分的重叠区域、压电层12a或电极14的数量，或者，通过沿基体部件12的长度方向减小压电层12a的尺寸，可以增加电容。反之，通过减小相邻电极14相对部分的重叠区域、压电层12a或电极14的数量，或者，通过沿基体部件12的长度方向增加压电层12a的尺寸，可以减小电容。这意味着电容设计有较高的自由度。因此，当该压电谐振器10安装在电路板上使用时，容易与外电路实现阻抗匹配。
图9表示根据本发明的另一个压电谐振器。与图1和图2所示的压电谐振器不同，在图9所示的压电谐振器中，在压电层12a中，电极14的每个交替层在与基体部件12的长度方向相垂直的主表面的整个区域上形成。换句话说，在图9所示的压电谐振器10中，电极14的每个交替层包括沿长度方向从基体部件一端引出的第二电极层，在压电层12a中，它呈6条在与基体部件12的长度方向相垂直的主表面上形成，如图10所示。电极14的另外每个交替层包括沿长度方向从基体部件一端引出的第一电极层，在压电层12a中，它在与基体部件12的长度方向相垂直的整个主表面上形成，如图11所示。
如图9所示的压电谐振器达到了与图1和图2所示压电谐振器相同的优点。
由于图9所示的压电谐振器，每对相邻电极层的相对部分的重叠区域比图1和图2所示的压电谐振器的更大，故图9所示的压电谐振器具有较大的ΔF和电容。
与图1和图2所示的压电谐振器不同，在压电层12a中，由于电极14的每个交替层在与基体部件12的长度方向相垂直的整个主表面上形成，当通过切割在主表面上已按多条形形成电极的大压电层以形成压电层12a和条形电极14时，即使切割位置移动，每对相邻电极14的相对部分的重叠区域变化极小，其性能几乎不变。
图12表示根据本发明另一个压电谐振器的示意图。与图9所示的压电谐振器不同，在图12所示的压电谐振器中，由于按条形在一层电极中形成的电极14的总面积随着该层沿着长度方向上设置得越靠近基体部件12中心而越大，故每对相邻电极14相对部分的重叠区域随着沿长度方向设置得越靠近基体部件12而变得越大。其它结构与图9所示的压电谐振器相同。以下仅仅描述它们之间的不同部分。
在如图12所示的压电谐振器10中，在图13所示的压电层12a中，在与基体部件12的长度方向相垂直的主表面上，分6条形成沿长度方向设置在基体部件12中心的电极14的每个交替层。在图14所示的压电层12a中，在与基体部件12的长度方向相垂直的主表面上，分4条形成设置在上述交替层外面的电极14的每个交替层。在图15所示的压电层12a中，在与基体部件12的长度方向相垂直的主表面上，分3条形成另外设置在上述交替层外面的电极14的每个交替层。在此情况下，沿着外电极20和22相对的方向，在压电层12a的相对两侧之间，例如按直条形状形成这些电极14。这些条形电极14几乎有相同的宽度。在图16所示的压电层12a中，在与基体部件12的长度方向相垂直的整个主表面上，形成电极14的每个其它的层。因此，相邻电极的相对部分的重叠区域随着沿着长度方向电极设置得越靠近基体部件12中心而越大。
图12所示的压电谐振器具有与图9所示压电谐振器的相同优点。
在纵向基本振动中，在沿着长度方向接近基体部件中心设置的一部分要求有较强的驱动力，因为沿着长度方向从这部分到基体部件末端有较大的质量。理想地，如图17所示，相对于基体部件长度为波长一半的余弦曲线，驱动力的强度是不同的，要求沿基体部件长度方向的中心有最大幅值。反之，在图12所示的压电谐振器10中，由于形成多个电极14，故当电极沿着长度方向靠近基体部件12的中心设置时，相邻电极14的相对部分的重叠区域较大，在沿着基体部件2的长度方向的整个区域内，获得适合于纵向基本振动的强度不同的驱动力。因此，机电耦合系数和ΔF变大。
在图12所示的压电谐振器中，与具有层叠结构、其相邻电极的相对部分的重叠区域为恒定的压电谐振器(如图9所示的压电谐振器)相比，由于当电极沿着长度方向靠近基体部件的中心设置时，电极14之间的电容变大，故可以抵消因奇数次的高阶模式振动，例如三次和五次振动而在每个压电层12a中产生的电荷，并可抑制高阶模式的寄生振动。
例如，考虑三次模式的寄生振动。如图18所示，在图9所示的压电谐振器中，沿基体部件长度方向从一端到另一端产生具有周期性变化幅值和相同最大幅值的电荷，电荷未被充分地抵消而有剩余。反之，在图12所示的压电谐振器中，电荷产生是这样的，当其沿着图19所示的长度方向靠近基体部件的中心产生时具有较大的幅值，故大多数电荷被抵消。接下来，观察五阶模式的寄生振动。采用与三次模式的寄生振动相同的方式，在图9所示的压电谐振器中，沿基体部件长度方向从一端到另一端产生具有周期性变化幅值和相同最大幅值的电荷(如图20所示)，电荷未被充分地抵消而有剩余。反之，在图12所示的压电谐振器中，电荷的产生使得当其沿着图19所示的长度方向靠近基体部件的中心产生时具有较大的幅值，故大多数电荷被抵消。在诸如七次、九次和十一次振动的奇数次模式寄生振动中，大多数电荷如同三次和五次模式的寄生振动那样被抵消。因此，与图9所示的压电谐振器相比，图12所示的压电谐振器能抑制更多的高次模式的寄生振动。
在上述压电谐振器中，电极14以多条形式在与压电层12a中的基体部件12的长度方向相垂直的主表面上形成，电极14在与压电层12a中的基体部件12的长度方向相垂直的整个主表面上形成。根据本发明，电极14可以以一条形式在与压电层12a中的基体部件12的长度方向相垂直的主表面上形成，如图22所示，或者如图23所示带有孔15。
电极14可以以一条或多条形式在与压电层12a中的基体部件12的长度方向相垂直的主表面上形成，相对于形成外电极的侧面有一个角度。
在上述压电谐振器10中，基体部件12如此形成，使沿长度方向设置在基体部件12两端的压电层12a用作压电无源部分，其它压电层12a用作压电有源部分。此种无源部分24可以这样形成，通过在基体部件12的两端不形成电极14而不施加一个电场，如图24所示。基体部件12的两端可以极化或不极化。如图25所示，只有基体部件12的两端可以不极化。在此情况下，即使电场施加在电极14之间，未极化的部分也是压电无源的。可以形成此种结构，使电场不加到用作无源部分24的压电层，因为即使该部分被极化，它也由绝缘膜16和18绝缘，如图26所示。换句话说，只有当压电层被极化且有一个电场施加时，该压电层才变成压电有源，否则为无源。在图25所示的结构中，在无源部分形成电容，故压电谐振器的电容量可以增大。为了调节频率或连接到外电路，可以在沿长度方向的基体部件12的端面形成小电极26，如图26所示。
根据本发明的压电谐振器可以不必包括无源部分。基体部件可以只包括有源部分。
在上述每个压电谐振器10中，一个压电层12a设置在两层电极14之间。其间可以设置多个压电层。
可以为基体部件12设置不连接到外电极的虚电极。
采用此种压电谐振器10，产生诸如振荡器和鉴别器之类的电子元件。图27是一个电子元件60的透视图。电子元件60包括用作支承件的绝缘衬底62。在绝缘衬底62的相对端部形成两个缺口64。在绝缘衬底62的一个表面上，形成如图28所示的两个定形电极66和68。一个定形电极66在两个相对的缺口64之间形成，并以L形方式从接近绝缘衬底62一端的一点向其中心延伸。另一个定形电极68在两个相对的缺口64之间形成，并笔直地由接近绝缘衬底62另一端的一点向其中心延伸。定形电极66和68这样形成，使它们以迂回方式从绝缘衬底62的端部迂回到对面。
在位于绝缘衬底62中心的定形电极66的一端，用导电粘合剂形成一个凸起作为一个安装构件。如图29所示，上述压电谐振器10安装在凸起70上，由此使基体部件12的中心设置在凸起70上。例如将压电谐振器10的外电极22连接到该凸起70。凸起70可以预先在压电谐振器10上形成。其它外电极20用导线72连接到定形电极68。导线72连接到压电谐振器10的外电极20的中心。
在绝缘衬底62上设置一个金属罩盖74以制成该电子元件60。为了防止金属罩盖74与定形电极66和68短路，将绝缘树脂预先加到绝缘衬底62和定形电极66。电子元件60采用定形电极66和68，它们如此形成，使得它们从绝缘衬底62的端部迂回到背面，作为输入和输出端连接到外电路。
在此电子元件60中，由于压电谐振器10的中心固定到凸起70，压电谐振器10的端部与绝缘衬底62分开设置，由此不妨碍振动。由于用作节点的压电谐振器的中心固定到凸起70并连接到导线72，故激发的纵向振动不减弱。
电子元件60连同IC芯片和其它元件安装在电路板上形成振荡器或鉴别器。由于电子元件60用金属罩盖74密封和保护，它可以用作芯片型(表面安装)元件，通过表面软熔焊安装。
由于电子元件60所用压电谐振器10的特征，当在振荡器中采用该电子元件60时，可以将寄生振动抑制到很低，防止由寄生振动引起的无用振动。由于压电谐振器10的电容可以设定为任意所需的数值，故也可以方便地实现与外电路的匹配。尤其当电子元件用作压控振荡的振荡器时，由于谐振器的大ΔF，可以获得常规方法不能获得的宽的频率范围。
当电子元件用作鉴别器时，由于谐振器的大ΔF，可以提供宽的峰距范围。此外，由于谐振器提供宽的电容范围，故方便地实现与外电路的匹配。压电谐振器10可以安装在绝缘衬底62上，这样，由导电材料诸如导电粘合剂制作的两个凸起70可以在两个定形电极66和68上形成，压电谐振器10的外电极20和22连接到两个凸起70，如图30和31所示。压电谐振器10也可以用图32和33所示的方式安装在绝缘衬底62上，其中，在绝缘衬底62上形成由绝缘材料诸如绝缘粘合剂制成的两个凸起70，并用导线72将外电极20和22连接到定形电极66和68。凸起70可以预先在压电谐振器10上形成。
采用多个压电谐振器10可以制作梯状滤波器。如图34和35所示，在一个电子元件60中，在用作支承件的绝缘衬底62上形成3个定形电极76、78和80。用作安装构件的凸起82和86由导电粘合剂形成于两端定形电极76和80上。在中心定形电极78上，用导电粘合剂形成用作安装构件的两个凸起84和88。
用于每个压电谐振器10a、10b、10c和10d的一个外电极22分别安装在凸起82,84,86和88的每一个上。凸起82,84,86和88可以预先在压电谐振器10a,10b,10c和10c上形成。另外用于压电谐振器10a、10b和10c的外电极20用导线72相互连接。压电谐振器10d的其它外电极用导线72连接到定形电极80。一个金属罩盖74设置在绝缘衬底62上。该电子元件60用作具有梯状电路的梯状滤波器，如图36所示。两个压电谐振器10a和10c用作串联谐振器，另两个压电谐振器10c和10d用作并联谐振器。在梯状滤波器中，并联压电谐振器10b和10d设计成使电容比串联压电谐振器10a和10c的为大。梯状滤波器的衰减取决于串联谐振器与并联谐振器之间的电容比。在该电子元件60中，通过改变压电谐振器10a至10d所用叠层的数量可以调节该电容。因此，与使用常规的非刚性压电谐振器的情况相比，通过改变压电谐振器的电容，可以实现用少量谐振器进行较大衰减的梯状滤波器。由于压电谐振器10a至10d比之常规的压电谐振器有更大的ΔF，故与常规的压电谐振器相比，可以实现较宽的发送频带。
用图37所示的压电谐振器10可以生产两端电子元件60，诸如陶瓷振荡器和陶瓷鉴别器。制作由导电材料制成的两端90以生产这样一种两端元件60。端90这样形成，使它们从钢片92伸出。尤其是，在每个钢片92上形成多个端90。端90的中部具有曲折部分94，端部具有H形支承件96。支承件96弯曲并在中心具有凸起的安装构件98。两端90设置成使其安装构件98相互相对。
压电谐振器10支承在安装构件98之间。安装构件98沿长度方向邻接位于压电谐振器中心的外电极20和22。由于端90具有曲折部分94，它作为一个弹性元件，故压电谐振器10是由端子90弹性支承的。其一端具有开口的罩体100设置在压电谐振器10上。罩体100的开口用纸封闭，然后用树脂密封。端子90从钢片92切下形成电子元件60。这样可以制成非芯片型的其它形状的电子元件60。
Claims (5)
1．一种压电谐振器(10)，包括：
具有一长度方向的基体部件(12)，所述基体部件(12)包括由多个极化的压电层(12a)组成的有源部分，所述极化的压电层(12a)沿所述长度方向层叠，以及
配置所述有源部分的一对外电极(20、22)，
其特征在于，所述压电谐振器(10)进一步包括连接到所述外电极(20,22)的多个内电极(14)，所述内电极(14)和所述极化的压电层(12a)沿着所述基体部件(12)的长度方向交替地设置在所述有源部分内，当沿着所述基体部件(12)的长度方向将一个交流电场通过所述多个内电极(14)施加到所述有源部分时，激发一个纵向基本振动。
2．如权利要求1所述的压电谐振器(10)，其特征在于，所述多个内电极(14)的至少一部分内电极以平行的直条形形状部分地覆盖与长度方向相垂直的所述基体部件(12)的一个截面。
3．如权利要求1所述的压电谐振器(10)，其特征在于，所述多个内电极(14)的部分内电极以平行的直条形形状部分地覆盖与长度方向相垂直的所述基体部件(12)的截面，以及
所述多个内电极(14)的其它内电极整体地覆盖与长度方向相垂直的所述基体部件(12)的截面。
4．一种电子元件(60)，包括如权利要求1至3任一所述的压电谐振器(10)，其特征在于该电子元件(60)还包括：
用作支承件的绝缘衬底(62)，
设置在绝缘衬底(62)与基体部件(12)中部之间的安装构件(70)，以及
设置在所述绝缘衬底(62)的一表面上的定形电极(66,68)，所述定形电极的一端设置在所述绝缘衬底(62)的端部，另一端设置成连接到所述安装构件(70)或所述基体部件(12)的中部，
所述基体部件(12)通过所述安装构件(70)安装到所述绝缘衬底(62)上。
5．如权利要求4所述的电子元件(60)，其特征在于，所述电子元件(60)为梯形滤波器，其中，所述压电谐振器(10)包括多个压电谐振器(10a、10b、10c、10d)，所述安装构件(70)包括多个安装构件(82、84、86、88)，多个所述压电谐振器(10a,10b,10c,10d)通过多个所述安装构件(82,84,86,88)安装在所述绝缘衬底(62)上，并沿着所述绝缘衬底(62)的表面平行设置。
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