压电振动器和压电谐振元件制造技术

本发明专利技术提供了一种能陷型压电振动器，它产生厚度切向模，并包含细长的压电元件，该压电元件具有第一和第二纵向相对的端部、设置在第一和第二端部之间从而相互相对的顶部表面和底部表面，以及设置在第一和第二端部附近从而压电元件的厚度分别朝着第一和第二端部逐渐减小的斜面。第一和第二振动电极分别设置在压电元件的顶部表面和底部表面上。第一和第二振动电极位于压电元件的大致中间部分从而相互相对，并且压电元件设置在它们之间以确定构成振动器的相对部分。斜面的粗糙度大于压电基片的顶部表面和底部表面设置在振动电极下面的平坦部分的粗糙度。（*该技术在2020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用于压电谐振器、压电滤波器和其它类似的器件中的压电振动器和压电谐振元件。本专利技术尤其涉及在压电元件的每一端附近有一斜面的压电振动器和压电谐振元件。能陷型压电器件已经被广泛地用于谐振器、带通滤波器和其它类似的器件中。这种压电器件的一个来例子揭示在第56-165413号日本未审查专利公告中。本申请的图7示出了相关技术中描述的压电器件的透视图。压电器件51包括压电基片52。压电基片52沿由图7中的箭头P的方向极化，即，沿平行于基片52的主表面的方向极化。在压电基片52的顶部表面和底部表面的中心，将振动电极53和54设置得相对，并且它们之间设置有压电基片52。将振动电极53电气连接到位于压电基片52的一端的端子电极55。在压电基片52的底部表面上，将振动电极54连接到位于压电基片52的另一端的端子电极56。在压电器件51中，压电基片52纵向端的四个脊部中的至少一个沿压电基片52的宽度方向切割。换句话说，在基片52的相对端形成斜面52a和52b。在压电器件51中，通过适当地设置斜面52a和52b的尺寸，可以抑制由纵向模引起的寄生响应。还有，如第1-40920号日本未审查技术公开公告中揭示的，产生厚度切向振动的压电谐振器在压电基片的两端具有斜面。在这种器件中，通过在压电基片的端部形成斜面，增加能陷效率，并改进了滤波特性。该公告还揭示了可以抑制由轮廓模引起的寄生响应，并更加容易使器件小型化。如上述相关技术中所述的，在产生厚度切向振动的能陷型压电器件中，已知通过在压电基片上形成斜面可以抑制由纵向模或轮廓模引起的寄生响应，并可以增加能陷效率。但是，在传统的具有斜面的能陷压电器件中，产生一个问题，即，通过增加能陷效率，大大增加了导致寄生响应的更高级模振动的响应。当将厚度切向模能陷压电器件用作振荡器时，抑制在基本振动的奇数倍频率产生的谐波是绝对必要的。当对谐波的抑制不充分时，可能在奇数倍频率处产生振荡，诸如发送频率的三倍、五倍或其它倍数。为了克服所述问题，本专利技术的较佳实施例提供了一种设置得产生厚度切向模、有效地抑制由纵向模和轮廓模引起的寄生响应，并有效地抑制由更高级模引起的寄生响应的能陷型压电振动器，由此实现了改进的谐振和滤波特性。本专利技术的一个较佳实施例提供了一种压电振动器，它具有压电元件，该压电元件具有第一和第二纵向相对的端部、设置在第一和第二端部之间从而相对的顶部表面和底部表面、设置在第一和第二端部附近从而压电元件的厚度分别朝着第一和第二端部逐渐减小的斜面、分别设置在压电元件的顶部表面和底部表面上的第一和第二振动电极，第一和第二振动电极大致上位于压电元件的中间部分而相互相对，并且它们之间设置有压电元件，以确定构成振动器的相对部分，其中，斜面的粗糙度大于压电元件在相对部分和第一和第二振动电极下面的表面的粗糙度。较好地，满足关系Ra1-Ra2＞0.3μm，其中，Ra1是斜面中心线根据日本工业标准B0601的平均粗糙度，Ra2是压电元件在相对部分和第一与第二振动电极下面的表面中心线的平均粗糙度。在本专利技术中，斜面可以仅设置在顶部表面上，或底部表面上，或顶部表面和底部表面上。在本专利技术的另一个较佳实施例中，提供了一种压电谐振元件，其特征在于包含罩子基片、安装在罩子基片上的压电振动器和安装在所述罩子基片上以便封装所述压电振动器的罩子构件，其中，所述压电振动器包含一个压电元件，所述压电元件包含第一和第二纵向相对的端部、设置在所述第一和第二端部之间从而相对的顶部表面和底部表面，以及设置在第一和第二端部附近从而所述压电元件的厚度分别朝着所述第一和第二端部逐渐减小的斜面；第一和第二振动电极分别设置在所述压电元件顶部表面和底部表面上，并大体上位于压电元件的中间部分从而相对，并且所述压电元件处于它们中间，以确定构成振动器的相对部分，其中斜面的粗糙度大于压电元件在相对部分和所述第一和第二振动电极下面的表面的粗糙度。较好地，上述压电谐振元件还包含安装在罩子基片上的电容器，其中压电振动器固定在电容器上，并通过电容器安装在罩子基片上，内装负载电容型振荡器通过上述的安排配置。注意，当将电容器安装在罩子基片上并且当将压电振动器固定到电容器上时，得到一个在所需频率正振荡并且没有不正常振荡或其它缺点的压电谐振元件。在本专利技术的较佳实施例中，由于将斜面设置在具有能陷型压电振动器的压电元件上，故可以有效地抑制由纵向模或轮廓模引起的寄生响应。另外，由于斜面的表面粗糙度大于压电元件在相对部分和第一和第二振动电极下面的表面的表面粗糙度，故还有效地抑制由更高级模引起的寄生响应。结果提供了一种压电振动器，它具有良好的能陷作用，减小了由不理想的寄生响应引起的影响，并有良好的谐振和滤波特性。注意，当斜面的中心线平均粗糙度Ra1和压电元件的平坦表面的中心线平均粗糙度Ra2具有Ra1-Ra2＞0.3μm的关系时，将更加有效地抑制由更高级模引起的寄生响应。另外，在有一对斜面设置在压电元件的顶部表面的端部附近在压电元件的底部表面上不设斜面的较佳实施例中，压电元件可以以非常可靠和稳定的安装结构，使底部表面安装在罩子基片、印刷电路板或其它基片上。当将一对斜面设置在压电元件的顶部表面和底部表面的纵向相对的端部时，由于顶部表面和底部表面具有相同的配置，可以使用自动处理，不必将压电元件置成具有某一方向性，而容易地将压电元件安装到罩子基片或其它类型的基片上。在本专利技术的较佳实施例中，压电振动器可以由压电陶瓷材料、压电单晶材料或其它适当的压电材料制成，从而通过控制压电材料的成份就可以容易地实现各种谐振特性和滤波特性。在根据本专利技术的较佳实施例的压电谐振元件中，由于根据较佳实施例的压电振动器安装在罩子基片上，并将罩子构件固定到罩子基片以便围绕压电振动器，故可以提供这样一种压电谐振元件，它具有大大改进的谐振特性和滤波特性，其中抑制了不理想的寄生响应，而且能够容易地安装到印刷电路板或其它基片上。另外，在根据本专利技术的较佳实施例的压电谐振元件中，当设置了安装到罩子基片上的电容器，压电振动器被安全地安装到电容器上，并且内装负载电容型压电振荡器包含压电振动器和电容器时，内装负载电容型压电振荡器可以由单个压电谐振元件配置而成，其中设置有根据本专利技术的较佳实施例的压电振动器。结果，提供了一种压电谐振元件，它以所需频率正振荡，并且没有不正常的振或者其它问题。下面将参照本专利技术的较佳实施例和附图，详细描述本专利技术的其它特点、要素和优点。从下面给出的详细描述和附图，可以更为全面地理解本专利技术，并且这些描述和附图仅仅是为了说明而给出的，不限制本专利技术，这些附图为附图说明图1是根据本专利技术的第一较佳实施例的压电振动器的透视图；图2是一个曲线图，示出Ra1和Ra2之间的关系，更具体地说，是斜面的表面粗糙度Ra1与振动电极下面的压电基片表面的表面粗糙度Ra2之间的关系，以及由第一较佳实施例中的压电振动器的三次谐波引起的寄生响应的响应；图3示出根据本专利技术的另一个较佳实施例的压电谐振元件的分解透视图；图4示出部分切去的透视图，说明根据本专利技术的另一个较佳实施例的压电谐振元件；图5示出根据本专利技术的第二较佳实施例的压电振动器的透视图；图6示出根据本专利技术的第三较佳实施例的压电振动器的透视图；和图7示出现有技术的压电振动器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电振动器，其特征在于包含： 压电元件，所述压电元件包含第一和第二纵向相对的端部，顶部表面和底部表面如此设置在所述第一和第二端部之间从而相互相对，并如此在所述第一和第二端部附近设置斜面，从而所述压电元件的厚度分别朝着所述第一和第二端部逐渐减小；和 分别设置在所述压电元件的顶部表面和底部表面上的第一和第二振动电极，所述第一和第二振动电极大致上位于所述压电元件的中间部分从而相互相对，并且所述压电元件设置于它们之间，以确定构成振动器的相对部分； 其中，斜面的粗糙度大于所述压电元件在相对部分和第一和第二振动电极下面的表面的粗糙度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黑田英明，吉田龙平，
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]