压电谐振器和含有压电谐振器的梯型滤波器制造技术

在一种利用弯曲振动的压电谐振器中，依次层压的三层或更多层电极层以及两层或更多层压电层，至少压电层的两层在厚度方向极化，在层压压电层的端面中提供第一和第二端面电极，电极层通过使用第一和第二端面电极相互连接，使得至少一层压电层中，产生与压电层极化方向相同的电场，并且在其他压电层的至少一层产生与压电层的极化方向相反的电场。在没有与第一或第二端面电极相连的电极层周围部分中，提供了凹部使得电极层和端面电极绝缘，在最外层电极层的表面提供了绝缘层，并且在绝缘层的外表面上提供了与第一或第二端面电极相连的第一和第二外部电极。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种弯曲振动的压电谐振器和包括有这样压电谐振器的梯型滤波器。
技术介绍
在具体用于kHz频带或用于100kHz到1MHz频带的压电谐振器中，利用扩展振动的压电谐振器为人们所熟知。在利用扩展振动的压电谐振器中，一边长度Ls与谐振频率fr的乘积是常数，并且定义为As＝Ls x fr其中，As是常数(与频率相关的常数)，并且As≌2100kHz·mm。例如，为了在AM收音机中获得具有谐振频率为fr＝455kHz的谐振器，边长Ls变为4.62mm。近年，对设备的小型化的需求日益增加，并且需要更小尺寸和更薄的电子部件。在这种情况下，就很难再使用如上所述边长为5mm的电子部件。而且，在梯型滤波器中，衰减值取决于并联谐振器和串联谐振器之间的电容比。就是说，为了获得更高的衰减值，并联谐振器端之间的电容可能增加，而串联谐振器端之间的电容可能减小。然而，当并联谐振器端之间的电容增加时，其压电基片的厚度不可避免地要减小，并且相应的机械强度就会降低，厚度范围也因而受到限制。考虑到这种情况，本专利技术提出了一种依次层压4层或更多层的电极层和三层或更多层的压电层的压电谐振器，至少有两层压电层在厚度方向上极化，并且上述的电极层相互连接，这样，在压电层的一部分中，在与压电层极化方向相同的方向上产生了电场，并且在别的压电层的一部分中，在与压电层极化方向相反的方向上产生了电场(日本专利申请号11-294491)。在这个压电谐振器中，因为极化方向和电场方向相同的压电层在二维方向收缩，并且极化方向和电场方向相反的压电层扩展，在整个压电谐振器中产生了弯曲振动。在这种利用弯曲振动的压电谐振器中，当具有相同谐振频率时，其尺寸与利用扩展振动的压电谐振器相比，可以减小更多。而且，因为提供了4层或更多层，可以分别在电极层之间产生电容，并且在终端之间的总电容可以增加。而且，层压了压电层，并且因此，即使如果每个压电层都很薄，也可以达到具有足够的机械强度的优点。然而，在具有上述结构的压电谐振器中，因为输出电极和输入电极分别放置在主表面顶部和底部，当压电谐振器放置在电路板或基片上时，在一个主表面上的电极与电路板上的电极相连之后，别的主表面上的电极必须通过丝焊或使用端子等方法与板上另外的电极相连，因而很难建立连接。就是说，上述的压电谐振器并不是按照能通过顶部或底部主表面获得电气特性的方法来构造，很难对该压电谐振器进行表面安装。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术的较佳实施例提供了一种能够在顶部或底部主表面取得电气特性，并且适合表面安装的小尺寸压电谐振器，并且提供了包括该压电谐振器的梯型滤波器。根据本专利技术的第一实施例，一种利用弯曲振动的压电谐振器包括交替层压的3层或更多层的电极层和两层或更多层的压电层、在层压压电层的端面上提供的第一和第二端面电极、用于将没有与第一和第二端面电极相连的电极层和第一和第二端面电极绝缘的凹部、在没有与第一和第二端面电极相连的电极层的周围部分所提供的凹部、最外层电极层表面上提供的绝缘层，和绝缘层外表面提供的与第一和第二端面电极分别相连的第一和第二外部电极。至少压电层的第一和第二层在厚度方向极化，并且第一和第二端面电极与电极层相连，使至少在压电层的第一层中，至少在压电层的第一层的极化方向相同方向上产生电场，并且至少在压电层的第二层中，在压电层的第二层的极化方向相反方向上产生电场。根据本专利技术的另一个较佳实施例，利用弯曲振动的压电谐振器包括交替层压的3层或更多的电极层和2层或更多的压电层、在层压压电层的端面上提供的第一和第二端面电极、由电极层最外层的周围部分提供的与第一端面电极绝缘的凹部、由凹部提供的与第一端面电极相连的第一外部电极、由别的最外电极层的周围部分提供的与第二端面电极绝缘的凹部，和由该凹部提供的与第二端面电极相连的第二外电极。至少压电层的二层在厚度方向极化，并且第一和第二端面电极与电极层相连，使得至少在压电层的第一层中，在压电层的第一层的极化方向相同方向上产生电场，并且至少在压电层的第二层中，在压电层第二层的极化方向相反方向上产生电场。关于本专利技术的第一较佳实施例，因为极化方向和电场方向相同的压电层在二维方向收缩，并且极化方向和电场方向相反的压电层扩展，在整个压电谐振器中产生了弯曲振动。在这种利用弯曲振动的压电谐振器中，当具有相同谐振频率时，其尺寸与利用扩展振动的压电谐振器相比，可以减小更多。例如，为了获得具有谐振频率为fr＝455Hz的谐振器，利用扩展振动的谐振器的边长Ls大约为4.62mm，但在利用弯曲振动的谐振器中，当谐振器的厚度约为0.2mm时，边长可以制为大约1.2mm。而且，第一和第二端面电极与电极层连接，在最外层电极层的表面上提供了绝缘层，并且在绝缘层的外层表面上提供了与第一和第二端面电极相连的第一和第二外部电极，因而，能够在压电谐振器的顶部或底部主表面取得电气特性。就是说，压电谐振器可以很容易按照表面安装型部件构造。当电极层通过端面电极相互连接时，需要交替将电极层与一端面电极连接，并使得电极层交替与端面电极绝缘。为了使电极层与端面电极绝缘，绝缘体可以添加在端面电极和电极层之间，但因此，这将迫使绝缘体只能提供在很狭窄的空间中，制造过程将变得复杂，并且增加了成本。这样，当电极层在压电层上形成时，通过预先形成凹部，电极层可以很容易与端面电极绝缘，并且制造过程也变得简单。根据本专利技术不同的较佳实施例，我们期望压电层和绝缘层具有实质上的正方形，第一和第二端面电极实际上放置在压电层的四边的中间，并且第一和第二外部电极实际放置在绝缘层中间。在利用弯曲振动的实际矩形压电谐振器，存在有较长边和较短边振动，但当形状实际上近似于方形配置时，较短边和较长边的频率相互接近，而当形状实际上最终成为方形时，两个频率就相互一致，从而产生强烈的振动。在弯曲振动中，节点位于四边内接圆周附近。因此，当端面电极和外部电极放置在节点和四边接触点的附近时，就是在说实际上在四边的中心，并且外部电极放置在电路板或别的基片上的情况下，安装时弯曲振动没有减弱，并且达到了优异的性能。根据本专利技术的不同较佳实施例，通过在弯曲振动的节点附近形成外部电极，可以达到优异的性能。根据本专利技术的较佳实施例，压电层可能实质上是方形，并且第一和第二端面电极可能放置在压电层的拐角部分。当拐角部分提供端面电极时，也可在拐角部分提供外侧和内侧电极层的凹部。在利用弯曲振动的压电谐振器中，电气特性(Δf)受到电极形状的影响。因此，通过在拐角部分形成端面电极，就可以得到对电气特性没有影响的压电谐振器。根据本专利技术的较佳实施例，电极层的凹部可能沿电极层周围部分形成带状。在提供带状凹部的情况下，当形成电极层时，足以对准拐角部分，并且在长度和宽度方向的位移可以忽略。因此，当压层压电层时，电极层可以很容易地定位。根据本专利技术的不同较佳实施例，压电层可能实质上形成方形，并且可能在压电层的相对面提供第一和第二端面电极。在这种情况下，在相对面提供用于输入和输出目的的外部电极，并且当安装在电路板或别的基片时，足以在两个位置提供电极焊盘。在压电层相邻面上提供第一和第二端面电极的情况下，这意味着在相邻面上提供了用于输入和输出目的的外部电极，因而，需要在电路板的4个位置上提供电极焊盘。根据本专利技术的较佳实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用弯曲振动的压电谐振器，其特征在于，包括：依次相互层压的三层或更多层电极层以及两层或更多层压电层；由所述层压压电层端面提供的第一和第二端面电极；配置用来将没有和所述第一或第二端面电极相连的三层或更多层的电极层中至少一层与所 述第一或第二端面电极绝缘的凹部，所述凹部由没有和所述第一或第二端面电极相连的三层电极层中至少一层的周围部分提供；由所述三层或更多层的电极层最外层表面提供的绝缘层；由所述绝缘层外部表面提供的与所述第一和第二端面电极分别相连的第一和第二 外部电极；其中，在厚度方向至少极化两层所述压电层，并且所述第一和第二端面电极与电极层相连，使至少在压电层的第一层中，产生与所述压电层的第一层极化方向相同的电场，并且至少在压电层的第二层中，产生与所述压电层的第二层极化方向相反的电场。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：板坂康浩，吉野博秀，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]