專利名稱：能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在各種諧振器、振蕩器和類(lèi)似裝置中所使用的能量限制型壓電諧振器，尤其涉及利用厚度延伸振動(dòng)模式諧波的能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器。
在諸如壓電振蕩器、壓電濾波器等各種壓電諧振器組件中通常使用壓電諧振器。這種類(lèi)型的公知壓電諧振器根據(jù)所使用的頻率而利用各種壓電振動(dòng)模式。
在117409／1989號(hào)未審查公開(kāi)專利中揭示了一種利用厚度延伸振動(dòng)模式的二次波的能量限制型(trap)壓電諧振器?，F(xiàn)在參考

圖17和18來(lái)描述此壓電諧振器。
如圖17的分解透視圖所示，通過(guò)依次堆疊壓電材料制成的陶瓷生片(greensheet)51、52并把它們燒結(jié)起來(lái)而構(gòu)成圖17和18所示的壓電諧振器。環(huán)形激勵(lì)電極53位于陶瓷生片51的中央。激勵(lì)電極53通過(guò)引出電極54引出到陶瓷生片51的一端。在陶瓷生片52上表面的中央形成環(huán)形激勵(lì)電極55。激勵(lì)電極55通過(guò)引出電極56引出到陶瓷生片52的一端。如下部投影圖所示，在陶瓷生片52的下表面上形成激勵(lì)電極57。激勵(lì)電極57通過(guò)引出電極58引出到陶瓷生片52的一端。
把陶瓷生片51和52彼此堆疊，并沿厚度方向加壓。然后，對(duì)它們進(jìn)行燒結(jié)，于是產(chǎn)生一燒結(jié)體。然后，此燒結(jié)體被極化。于是，獲得如圖18所示的壓電諧振器60。
在壓電諧振器60中，壓電層61和62沿箭頭方向即厚度方向是均勻極化的。
在驅(qū)動(dòng)該器件時(shí)，把激勵(lì)電極53和57連接在一起，在激勵(lì)電極53、57和激勵(lì)電極55之加上AC電壓。這樣，可使壓電諧振器60諧振。在此情況下，振動(dòng)能量被限制在激勵(lì)電極53、55、57相互重疊的區(qū)域，即諧振部分A。
把利用厚度延伸振動(dòng)模式諧波的已有技術(shù)的壓電諧振器60設(shè)計(jì)成如上所述的能量限制型壓電諧振器。因此，需要有包圍諧振部分A用于衰減振動(dòng)的振動(dòng)衰減部分。即需要大到可與諧振部分的面積相比的振動(dòng)衰減部分。結(jié)果，難于減小壓電諧振器60的尺寸。
在235422／1990號(hào)未審查公開(kāi)專利中也揭示了一種能量限制型壓電諧振器，它使用壓電陶瓷條，而且?guī)缀醪恍枰鼑C振部分的額外壓電基板部分。
如圖19所示，在細(xì)長(zhǎng)的壓電基板71的頂面和底面分別形成激勵(lì)電極72a和激勵(lì)電極72b。激勵(lì)電極72a和72b沿壓電基板71的整個(gè)主尺寸延伸，在壓電基板71的縱向中心相互遠(yuǎn)離相對(duì)，以形成諧振部分。這兩個(gè)激勵(lì)電極72a和72b分別延伸到壓電基板71的縱向端71a和71b。
當(dāng)壓電諧振器70被激勵(lì)成厚度延伸振動(dòng)模式時(shí)，由于壓電基板71的寬度W與厚度T之間尺寸關(guān)系而產(chǎn)生不想要的振動(dòng)。相應(yīng)地，235422／1990號(hào)未審查公開(kāi)專利中揭示了在使用基波時(shí)，如果諧振頻率為16MHz，則應(yīng)使用W／T=5．33，在使用三次波時(shí)，把W／T大致設(shè)定為2．87(這里，諧振頻率為大約16MHz)，可減少諧振和反諧振頻率之間不想要的寄生波。
如上所述，117409／1989號(hào)日本未審查公開(kāi)專利中所揭示的利用厚度延伸振動(dòng)模式二次波的能量限制型壓電諧振器需要包圍諧振部分的大的振動(dòng)衰減部分。因此，難于減小諧振器的尺寸。
235422／1990號(hào)未審查公開(kāi)專利中所揭示的能量限制型壓電諧振器不需要諧振器部分兩側(cè)的振動(dòng)衰減部分，這樣可獲得小型化。然而，在利用厚度延伸振動(dòng)模式的諧波時(shí)，除了諧振和反諧振頻率之間的寄生波以外，還出現(xiàn)各種不想要的寄生波。結(jié)果，不能獲得有效的諧振特性。
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供利用厚度延伸振動(dòng)模式的諧波并可以做成較小的尺寸于是可有效地抑制不想要的寄生振動(dòng)(因而具有良好的諧振特性)的能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器。
本發(fā)明提供了一種利用厚度延伸振動(dòng)模式的第n次諧波的能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器，它包括矩形壓電板，具有彼此相向的第一和第二表面；第一激勵(lì)電極和第二激勵(lì)電極，分別設(shè)置在所述第一和第二表面上并通過(guò)壓電板彼此相向；至少一個(gè)內(nèi)部電極，位于壓電板中并至少與第一和第二激勵(lì)電極局部相向；所述第一和第二激勵(lì)電極的相向部分、所述內(nèi)部電極和所述壓電板的限定諧振部分；多個(gè)振動(dòng)衰減部分，沿一個(gè)方向位于諧振部分的兩側(cè)；所述第一和第二激勵(lì)電極沿垂直于所述一個(gè)方向的方向延伸至或靠近壓電板的兩端；以及所述第一和第二激勵(lì)電極在長(zhǎng)度l上相互重疊，從而l／d≤6，其中d=t／n，這里t是所述矩形壓電板的厚度，而n是大于1的整數(shù)。
由上述結(jié)構(gòu)，可有效地抑制非諧泛音(inharmonic overtones)以及所使用諧波以外的諧波引起的不想要的寄生分量。結(jié)果，可提供具有良好諧振特性的能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器。
在以上的能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器中，l／d的比值最好在3到6的范圍內(nèi)。
由以上結(jié)構(gòu)，不僅可以抑制由非諧泛音所引起的寄生分量，也可實(shí)現(xiàn)相對(duì)帶寬較寬且諧振特性更佳的能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器。l／d的比值最好在4．5到5．5的范圍內(nèi)。這可進(jìn)一步增大相對(duì)帶寬。
在上述能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器中，壓電板最好是細(xì)長(zhǎng)的壓電條型。
由以上結(jié)構(gòu)，可促進(jìn)厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器的小型化。
上述能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器還可包括位于所述壓電板的所述第一和第二表面上的電容器，其間有一間隔，該間隔不阻礙壓電諧振器的振動(dòng)。
由以上結(jié)構(gòu)，可提供具有內(nèi)置電容器的壓電諧振器，該諧振器使用具有較少因非諧泛音所引起的不想要的寄生振動(dòng)并具有良好諧振特性的壓電諧振器。
圖1是示出依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器的透視圖；圖2是示出依據(jù)第一實(shí)施例的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器的剖面圖；圖3是對(duì)應(yīng)于其位移分布如圖4和5所示的部分的一部分壓電諧振器的剖面圖；圖4是示出以厚度延伸振動(dòng)的二次波(TE2)振動(dòng)的壓電體中位移分布的圖，用有限元法來(lái)分析該分布；圖5是示出以非諧泛音(S1)振動(dòng)的壓電體中位移分布的圖，用有限元法來(lái)分析該分布；圖6是示出用有限元法分析的阻抗-頻率特性圖，其中比值l／d為5．0；圖7是示出圖1所示厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器阻抗-頻率特性的圖，用有限元法分析該特性，其中比值l／d為3．0；圖8是示出比值l／d、厚度延伸振動(dòng)模式的二次波TE2以及非諧泛音S1的頻率常數(shù)之間關(guān)系的圖；圖9是示出比值l／d和相對(duì)帶寬之間關(guān)系的圖10是示出依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器的透視圖；圖11是示出依據(jù)本發(fā)明的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器的第一變化例子的剖面圖；圖12是示出依據(jù)本發(fā)明的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器的第二變化例子的剖面圖；圖13是示出依據(jù)本發(fā)明的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器的第三變化例子的剖面圖；圖14是示出依據(jù)本發(fā)明的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器的第四變化例子的剖面圖；圖15是示出具有內(nèi)置電容器的壓電諧振器的透視圖，依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例來(lái)制造該諧振器；圖16是示出圖15所示壓電諧振器電路結(jié)構(gòu)的圖；圖17是示出已有技術(shù)厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器一個(gè)例子的分解透視圖；圖18是示出圖17所示厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器的剖面圖；圖19是示出已有技術(shù)厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器另一個(gè)例子的透視圖；以及圖20是示出已有技術(shù)厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器的阻抗-頻率特性的圖；本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點(diǎn)從下面參照附圖對(duì)于本發(fā)明的描述中顯而易見(jiàn)。
(第一實(shí)施例)圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器的透視圖。圖2是諧振器的剖面圖。
厚度延伸壓電諧振器1由包括壓電陶瓷(諸如，鋯酸鈦酸鉛基陶瓷)的細(xì)長(zhǎng)壓電條2形成。
沿著如圖中箭頭所示的厚度方向使壓電條2均勻極化。在壓電條2的頂面上形成第一激勵(lì)電極3。在底面上形成第二激勵(lì)電極4。在壓電條2的頂面和底面處，激勵(lì)電極3和4從壓電條2的一端面2a延伸到另一端面2b。
通過(guò)在壓電條2的端面2a上形成連接電極5，把激勵(lì)電極3和4連接起來(lái)。
在壓電條2的中間，形成內(nèi)部電極6。把內(nèi)部電極6引出到壓電條2的端面2b，并與在端面2b上形成的端接電極7電氣連接。
在操作期間，在第一和第二激勵(lì)電極3、4與內(nèi)部電極6之間施加交流電壓，從而強(qiáng)烈感應(yīng)出厚度延伸振動(dòng)模式的二次波。于是，可以把諧振器用作利用二次波的壓電諧振器。
通過(guò)在壓電條2的縱向中心的壓電層，把第一和第二激勵(lì)電極3和4堆積在內(nèi)部電極6上。因此，在內(nèi)部電極6重疊第一和第二激勵(lì)電極3、4的部分中，形成能量限制諧振部分。當(dāng)諧振部分諧振時(shí)，由從諧振部分延伸到端面2a和2b的壓電部分衰減能量。
如果把上述諧振部分作為中心，那么只沿著壓電條2的縱向在縱向相對(duì)的兩側(cè)形成振動(dòng)衰減部分。第一和第二激勵(lì)電極沿著與縱向垂直的方向延伸到壓電條的端部(例如，到縱向端)。
在這種情況下，只要求第一和第二激勵(lì)電極3、4和內(nèi)部電極6只在諧振部分6中沿著壓電條2整個(gè)寬度方向延伸。在諧振部分之外，通常不要求保持這個(gè)寬度。把激勵(lì)電極3作為一個(gè)例子。激勵(lì)電極3只需在諧振部分中沿著壓電條2的整個(gè)寬度方向延伸。由于簡(jiǎn)單地將激勵(lì)電極與連接電極5電氣連接，所以在端面2a一側(cè)上的激勵(lì)電極部分可以更薄。
本實(shí)施例的特征在于，把比值l／d設(shè)定為不大于6，這里l是第一和第二激勵(lì)電極3、4沿第一方向，即連接諧振部分兩側(cè)振動(dòng)衰減部分的壓電板2的縱向的重疊長(zhǎng)度，t是壓電板2的厚度，d=t／n。尤其是，在能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器1中，把比值l／d設(shè)定為不大于6。因此，與已有技術(shù)的條型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器不同，本諧振器可有效地抑制不想要的寄生分量。將參考圖20和3-9對(duì)此進(jìn)行描述。
在圖20中示出圖19所示已有技術(shù)條型壓電諧振器70的阻抗-頻率。如圖20所示，可觀察到響應(yīng)于厚度延伸振動(dòng)模式的二次波，在箭頭B所示的反諧振點(diǎn)附近發(fā)生波形分離，于是劣化了諧振和反諧振頻率之間頻帶中的諧振特性。
相應(yīng)地，本申請(qǐng)的發(fā)明人就箭頭B所示波形分離的原因進(jìn)行了各種討論，并發(fā)現(xiàn)波形分離是因非諧泛音的寄生振動(dòng)所引起的。此外，我們首次發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)上述比值l／d可抑制該非諧泛音的效應(yīng)并產(chǎn)生了本發(fā)明。
圖4和5是示出在激勵(lì)厚度延伸振動(dòng)的二次波(TE2)和非諧泛音(S1模式)時(shí)用有限元法所分析的位移分布圖。圖4和5示意地示出在圖3所示條型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器1上一半豎直截面，即沿縱向和厚度方向的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器上一半截面上的位移。
從圖5可看出，非諧泛音使厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器諧振部分中的壓電板產(chǎn)生較大位移?？捎^察到，如果所產(chǎn)生的非諧泛音具有較大的幅度，則對(duì)圖4所示厚度延伸振動(dòng)模式的二次波振動(dòng)有很大影響。
相應(yīng)地，本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，嘗試抑制由上述非諧泛音S1所引起的寄生分量，已發(fā)現(xiàn)通過(guò)把比值l／d設(shè)定為不大于6可減少對(duì)非諧泛音的響應(yīng)(其中l(wèi)是第一和第二激勵(lì)電極沿壓電板1縱向的重疊長(zhǎng)度，t是壓電板2的厚度，d=t／n)，并只可強(qiáng)烈地激勵(lì)厚度延伸振動(dòng)模式的二次波TE2。
圖6和7示出壓電諧振器1的阻抗-頻率特性，其中比值l／d被分別設(shè)定為5．0和3．0。
從圖6可看出，如果比值l／d為5．0，則諧振點(diǎn)Fr和反諧振點(diǎn)Fa之間的通頻帶附近不產(chǎn)生大的寄生振動(dòng)。因此，可有效地抑制由非諧泛音所引起的寄生分量。
從圖7可看出，如果比值l／d為3．0，則在圖20所示的反諧振點(diǎn)Fa附近不產(chǎn)生波形分離。結(jié)果，可抑制由非諧泛音所引起的寄生分量。
通過(guò)把圖6的特性與圖7的特性相比較示出，與比值l／d=3．0的情況相比，在比值l／d=5．0的情況下可更有效地抑制對(duì)寄生分量的響應(yīng)。
把鈦酸鉛構(gòu)成的長(zhǎng)度l=3．0mm、寬度W=0．5mm和厚度t=0．3mm的壓電陶瓷用作壓電板1。把第一和第二激勵(lì)電極沿縱向的重疊長(zhǎng)度l變?yōu)楦鞣N值。檢查諧振特性隨比值l／d的變化。其結(jié)果如圖8和9所示。
圖8是示出在比值l／d變化時(shí)頻率常數(shù)F·d變化的圖。頻率常數(shù)F·d以諧振點(diǎn)Fr或反諧振點(diǎn)Fa的頻率與上述d的積表示。
在圖8中，▲表示厚度延伸振動(dòng)模式二次波(TE2)的諧振點(diǎn)Fr，●表示厚度延伸振動(dòng)模式二次波(TE2)的反諧振點(diǎn)Fa，△表示非諧泛音(S1)的諧振點(diǎn)Fr，○表示非諧泛音(S1)的反諧振點(diǎn)Fa的位置。
從圖8可看出，如果l／d超過(guò)6，則在厚度延伸振動(dòng)二次波TE2的反諧振點(diǎn)Fa附近出現(xiàn)非諧泛音S1的諧振點(diǎn)Fr和反諧振點(diǎn)Fa。如果比值l／d不小于8，則在厚度延伸振動(dòng)二次波TE2的諧振點(diǎn)Fr和反諧振點(diǎn)Fa之間的頻帶內(nèi)產(chǎn)生非諧泛音S1的上述兩點(diǎn)。另一方面，如果l／d不大于6，則不出現(xiàn)非諧泛音。
如果比值l／d不大于6，則可抑制非諧泛音的產(chǎn)生。然而，在比值l／d減小時(shí)，厚度延伸振動(dòng)模式二次波TE2的通頻帶，即諧振點(diǎn)Fr和反諧振點(diǎn)Fa之間的帶寬變窄。
我們通過(guò)有限元法來(lái)檢查比值l／d變化時(shí)的相對(duì)帶寬。得到圖9所示的結(jié)果。
相對(duì)帶寬由(Fa-Fr)×100／Fa(％)給出，這里Fr是諧振頻率，F(xiàn)a是反諧振頻率。
從圖9可看出，當(dāng)比值l／d變化時(shí)，相對(duì)帶寬也變化。如果l／d在3到6的范圍內(nèi)，則相對(duì)帶寬大到6％或更大。尤其是，在4．5到5．5的范圍內(nèi)，相對(duì)帶寬大到大約7％。
因此，通過(guò)把比值l／d設(shè)定為3-6(最好是4．5-5．5)可抑制非諧泛音所引起的寄生分量。此外，可給能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器1提供大的相對(duì)帶寬和良好的諧振特性。
在依據(jù)本實(shí)施例的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器1中，如上所述l／d被設(shè)定為不大于6。因此，如果利用厚度延伸振動(dòng)模式二次波TE2來(lái)構(gòu)成能量限制型壓電諧振器，可有效地抑制因非諧泛音而引起的不想要的寄生分量。
(第二實(shí)施例)在根據(jù)第一實(shí)施例的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器1中，沿著厚度方向均勻地極化壓電條2。以平行結(jié)構(gòu)連接壓電諧振器，從而外加電場(chǎng)與每個(gè)連續(xù)層相反。還可以把本發(fā)明應(yīng)用于其中沿著厚度方向交替相反地極化多個(gè)壓電層的串聯(lián)型壓電諧振器。圖10示出這種串聯(lián)型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器。
如圖10所示的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器11由細(xì)長(zhǎng)矩形壓電條12構(gòu)成。在壓電條12的頂面上形成第一激勵(lì)電極13。在底面上形成第二激勵(lì)電極14。分別把第一和第二激勵(lì)電極13和14設(shè)置在壓電條12的兩側(cè)上。在壓電條12的縱向中心處，第一和第二激勵(lì)電極13和14互相相對(duì)。第一和第二激勵(lì)電極13、14互相相對(duì)的部分形成能量限制型諧振器部分。
此外，在本實(shí)施例中，分別把第一和第二激勵(lì)電極13、14引出到壓電條12的端面12a和12b。除了諧振器部分之外的部分不需要沿著壓電條12的整個(gè)長(zhǎng)度延伸。
從不同的角度看，激勵(lì)電極13和14沿著壓電條12的縱向，形成具有振動(dòng)衰減部分的能量限制型諧振器部分。為此，第一和第二激勵(lì)電極13和14沿著與縱向垂直的方向延伸到壓電條12的縱端。
在壓電條12的一半高度處形成內(nèi)部電極16，并用于極化壓電條12。即，在極化期間，通過(guò)分別把高壓和低壓施于內(nèi)部電極16和激勵(lì)電極13、14，沿著箭頭所指厚度方向以相反方向極化壓電層12c和12d。
在操作期間，分別在第一和第二激勵(lì)電極13和14之間施加交流電壓。即，內(nèi)部電極16不用于該操作。可以激勵(lì)厚度延伸振動(dòng)模式的二次波TE2。
此外，在依據(jù)第二實(shí)施例的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器11中，把比值l／d設(shè)定為不大于6，從而本諧振器可以用與依據(jù)第一實(shí)施例的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器1相同的方式，有效地抑制因非諧泛音而引起的不想要的寄生分量。此外，可獲得良好的諧振特性。
(更新例子)第一和第二實(shí)施例提供利用厚度延伸振動(dòng)模式二次波的壓電諧振器1和11。根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器可以利用除了厚度延伸振動(dòng)模式二次波之外的諧波。圖11-14是示出利用這些其他諧波的壓電諧振器的剖面圖，而且與用于描述第一實(shí)施例的圖2相對(duì)應(yīng)。
圖11是并聯(lián)型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器21，它利用厚度延伸振動(dòng)模式的三次波。特別是，把兩個(gè)內(nèi)部電極22和23設(shè)置在壓電體2內(nèi)。沿著箭頭所示的厚度方向均勻地極化壓電體2。于是，可以建立利用厚度延伸振動(dòng)模式三次波的壓電諧振器21。
圖12所示的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器24是示出利用厚度延伸振動(dòng)模式四次波的并聯(lián)型壓電諧振器24的剖面圖。在厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器24中，沿著厚度方向均勻地極化壓電條2。沿著諧振器內(nèi)的厚度方向，把三個(gè)內(nèi)部電極25-27互相有規(guī)則地隔開(kāi)。于是，有效地激勵(lì)厚度延伸振動(dòng)模式的四次波。
圖13是示出利用厚度延伸振動(dòng)模式三次波的串聯(lián)型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器28的剖面圖。在這種厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器28中，把兩個(gè)內(nèi)部電極29和30設(shè)置在壓電體12中。把壓電體12的內(nèi)部分成三層壓電層12e-12g。運(yùn)用這些內(nèi)部電極29和30進(jìn)行極化，從而以相反方向極化沿著厚度方向互相鄰近的壓電層。于是，通過(guò)在第一和第二激勵(lì)電極13和14上施加交流電壓，可以激勵(lì)厚度延伸振動(dòng)模式的三次波。
同樣地，圖14是示出利用厚度延伸振動(dòng)模式四次波的串聯(lián)型壓電諧振器31的剖面圖。這里，把三個(gè)內(nèi)部電極32-34置于壓電體12內(nèi)。使用這三個(gè)內(nèi)部電極32-34進(jìn)行極化，從而使沿厚度方向相鄰的壓電層以相反的方向極化。
因此，通過(guò)加上分別來(lái)自第一和第二激勵(lì)電極13和14的AC電壓，可實(shí)現(xiàn)利用厚度延伸振動(dòng)四次波的壓電諧振器。
在圖11-14所示的每個(gè)厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器中，把比值l／d都設(shè)定為不大于6。結(jié)果，這些諧振器以與依據(jù)第一和第二實(shí)施例的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器相同的方式，利用厚度延伸振動(dòng)的諧波可有效地抑制因非諧泛音而引起的寄生分量。
(第三實(shí)施例)圖15是示出依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器的透視圖。圖16是示出其等效電路的圖。圖15示出一壓電諧振器41，它是依據(jù)第一實(shí)施例的厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器1與電容器42的組合。電容器42通過(guò)導(dǎo)電粘合劑43、44粘接到厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器1的底面。
在電容器42中，通過(guò)介電襯底42a頂面上給定的空隙來(lái)形成電容電極42b和42c。在介電襯底42a的底面上形成公共電極42d。公共電極42d和電容電極42b、42c位于介電襯底42a的兩側(cè)。
導(dǎo)電粘合劑43把電容電極42b粘接到端接電極7。導(dǎo)電粘合劑44把電容電極42c粘接到端接電極5。
因此，如圖16所示，可把壓電諧振器41用作裝有兩個(gè)電容單元的壓電諧振器。
于是，厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器1是利用厚度延伸振動(dòng)二次波的壓電諧振器?？捎行У匾种埔蚍侵C泛音而引起的寄生振動(dòng)。因此，可提供具有良好頻率特性的壓電諧振器。
雖然參考本發(fā)明的較佳實(shí)施例特別描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員應(yīng)理解可對(duì)本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行上述的和其他的變化而不背離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1．一種能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器，所述諧振器利用厚度延伸振動(dòng)模式的第n次諧波，其特征在于包括矩形壓電板，具有彼此相向的第一和第二表面；第一和第二激勵(lì)電極，分別位于所述壓電板的所述第一和第二表面并通過(guò)所述壓電板彼此相向；至少一個(gè)內(nèi)部電極，置于所述壓電板中并至少與所述第一和第二激勵(lì)電極局部相向；所述第一和第二激勵(lì)電極的相向部分、所述內(nèi)部電極和所述壓電板限定一諧振部分；振動(dòng)衰減部分，沿一個(gè)方向位于所述諧振部分的兩側(cè)；所述第一和第二激勵(lì)電極沿垂直于所述方向的方向延伸至或靠近壓電板的兩端；以及所述第一和第二激勵(lì)電極在長(zhǎng)度l上相互重疊，從而l／d≤6，其中d=t／n，t是所述矩形壓電板的厚度，n是大于1的整數(shù)。
2．如權(quán)利要求1所述的能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器，其特征在于所述比值l／d在3到6的范圍內(nèi)。
3．如權(quán)利要求1到2中任一項(xiàng)所述的能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器，其特征在于所述壓電板是細(xì)長(zhǎng)的壓電條型。
4．如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器，其特征在于還包括電容器，所述電容器位于所述壓電板的所述第一和第二表面上且其間有一間隔，所述間隔不阻礙壓電諧振器振動(dòng)。
全文摘要
一種能量限制型厚度延伸振動(dòng)模式壓電諧振器,它利用厚度延伸振動(dòng)模式的諧波并可以做成較小的尺寸,可有效地抑制不想要的寄生振動(dòng)。此諧振器1包括矩形壓電條2,在壓電條2的兩個(gè)表面上形成的第一和第二激勵(lì)電極3、4以及位于壓電條內(nèi)部的內(nèi)部電極。第一和第二激勵(lì)電極3和4位于壓電條2的兩側(cè)。內(nèi)部電極的位置與第一和第二激勵(lì)電極3、4相向。第一和第二激勵(lì)電極在長(zhǎng)度1上相互重疊,從而l/d不大于6,其中d=t/n。
文檔編號(hào)H03H9/17GK1204184SQ9811475
公開(kāi)日1999年1月6日 申請(qǐng)日期1998年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月12日
發(fā)明者開(kāi)田弘明, 山田光洋, 井上二郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所