壓電諧振器
專利匯可以提供壓電諧振器專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且一種能陷型 壓電 諧振器 ，它利用厚度切向振動模式的基波，并且包含設(shè)置在矩形壓電板的兩個主表面上，以便相對，并且壓電板設(shè)置在其間。能陷振動部分包含壓電板中諧振 電極 互相重疊的部分對于壓電板縱向的中心不對稱的部分。，下面是壓電諧振器專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種能陷型壓電諧振器，其特征在于包含：沿縱向極化，并包含第一和第二主表面的壓電板；和分別設(shè)置在壓電板的第一和第二主表面上的第一和第二諧振電極，從而第一和第二諧振電極相互重疊，并將所述壓電板設(shè)置在其間，以便確定能陷振動部分；其中能陷振動部分對于壓電板的縱向中心點不對稱。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于將壓電板和第一和第二諧振電極設(shè)置得使諧振器使用厚度切向振動的基波而振動。
3.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于壓電板是矩形的。
4.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于滿足關(guān)系3t≤ΔL≤5t，其中L是壓電板的長度，t是壓電板的厚度，ΔL是壓電板縱向上的中心和振動部分的縱向的中心之間的距離。
5.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于將第一諧振電極設(shè)置得延伸到壓電板沿縱向的一端，并將第二諧振電極設(shè)置得延伸到沿壓電板的縱向的另一端。
6.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于分別將第一引線端子和第二引線端子電氣連接到第一和第二諧振電極的引出部分，其中，除第一和第二引線端子的尖部以外的其它部分的壓電諧振器由樹脂覆蓋，從而在振動部分周圍確定了空間，從而不阻礙振動部分振動。
7.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于壓電板由壓電陶瓷材料制成，并沿平行于壓電板的縱向極化。
8.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于第一和第二諧振電極由Ag，Ag-Pd合金、Al和Cu制成。
9.一種振蕩器，其特征在于包含：至少一個壓電諧振器，包含：沿縱向極化，并包含第一和第二主表面的壓電板；和分別設(shè)置在壓電板的第一和第二主表面上的第一和第二諧振電極，從而第一和第二諧振電極相互重疊，將壓電板設(shè)置在它們之間，以便確定能陷振動部分；其中能陷振動部分對于壓電板的縱向中心點不對稱；和包含所述至少一個壓電諧振器的罩子。
壓電諧振器
技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)
壓電諧振器51包含長的和窄的矩形壓電板52。壓電板52由諸如鋯鈦酸鉛基的陶瓷之類的壓電陶瓷材料制成，并沿縱向極化。
將諧振電極53設(shè)置在壓電板52的上表面上，并將諧振電極54設(shè)置在下表面上。諧振電極53和54相對，其中在壓電板52的縱向的中心部分將壓電板設(shè)置在其間。諧振電極53延伸到壓電板52的縱向的一端，并且諧振電極54延伸到壓電板52的縱向的另一端。
在傳統(tǒng)壓電諧振器51中，通過將交變電場設(shè)置在諧振電極53和54之間，激勵了基諧模式的厚度切向振動，并且在諧振電極53和54相對并相互重疊的情況下將基諧模式限定或捕獲在振動部分中。
在傳統(tǒng)的壓電諧振器51中，振動部分位于壓電諧振器52的縱向尺寸的中間。
有一些情況，即壓電諧振器51構(gòu)成為壓電部件，其中，引線端子結(jié)合到諧振電極53和54，并且有引線端子結(jié)合到那里的壓電部件由成型樹脂覆蓋，但是不包括引線端子的尖部。還有一些情況，其中壓電諧振器51構(gòu)成為壓電部件，其中壓電諧振器51結(jié)合到罩子的基片，在基片上設(shè)置一空間，從而不阻礙振動部分振動，并且其中壓電諧振器51由金屬蓋子覆蓋。
在任何一種情況下，通過焊接將壓電諧振器51連接到引線端子或罩子的基片上的電極。相應(yīng)地，在封裝或成型樹脂的固化和收縮過程中，可能沿壓電板52的縱向施加有外來的應(yīng)力。結(jié)果，壓電板52的極化軸彎曲了，并且相應(yīng)地在諧振頻率和反諧振頻率之間的頻帶中產(chǎn)生了不想要的波動。
具體地說，當(dāng)減小壓電板52的厚度，并減小壓電板52的寬度，以實現(xiàn)具有小尺寸的壓電諧振器51時，更容易產(chǎn)生上述波動。由于這種缺點，無法減小壓電諧振器51的尺寸。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，利用厚度切向振動模式的基波的能陷型壓電諧振器包含矩形的并沿縱向極化的壓電板，以及設(shè)置在第一和第二主表面上，并設(shè)置得確定能陷振動部分，還將壓電板設(shè)置在其間而相對的第一和第二二諧振電極，其中能陷型振動部分設(shè)置得對于壓電板的縱向上的中心不對稱。
在根據(jù)本發(fā)明的各種較佳實施例的壓電諧振器中，最好滿足3t≤ΔL≤5t的關(guān)系，其中L是壓電板的長度，t是壓電板的厚度，ΔL是壓電板的縱向上的中心和振動部分的縱向上的中心之間的距離。
在根據(jù)本發(fā)明的各種較佳實施例的壓電諧振器中，將第一諧振電極設(shè)置得延伸到壓電板的縱向的一端，并將第二諧振電極設(shè)置得延伸到壓電板的縱向的另一端。
在根據(jù)本發(fā)明的各種較佳實施例的壓電諧振器中，分別將第一和第二引線端子電氣連接到第一和第二諧振電極的引出部分，并且除了第一和第二引線端子的尖部以外，由成型樹脂覆蓋壓電諧振器的剩余部分，從而在諧振器振動部分周圍確定空間，以便不防止或阻礙振動部分振動。
參照附圖，從對較佳實施例的詳細(xì)的描述，本發(fā)明的其它特點、元件、特性和優(yōu)點將是更加顯然的。
附圖說明
具體實施方式
圖1A和1B是示出根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的壓電諧振器的透視圖和垂直截面圖。
壓電諧振器1是利用厚度切向振動模式的基波的能陷型壓電諧振器。
壓電諧振器1最好包含壓電板2，該壓電板最好具有長而窄的基本上為矩形的形狀。壓電板2最好是由壓電陶瓷材料制成的，諸如鋯鈦酸鉛基之類的陶瓷材料，并且沿基本上平行于壓電板2的縱向的方向P極化。
將第一諧振電極3設(shè)置在壓電板2的上表面2a上。將第二諧振電極4設(shè)置在壓電板2的下表面2b上。將第一和第二諧振電極3和4設(shè)置得與壓電板2相對和重疊，并將壓電板2設(shè)置在其間。板2中的諧振電極3和4相互重疊并將其設(shè)置在其間的那部分構(gòu)成了能陷型振動部分。
將諧振電極3設(shè)置得從壓電板2的上表面2a上的上述振動部分延伸到壓電板2沿縱向的一端。另一方面，將諧振電極4設(shè)置得從下表面2b上的振動部分延伸到壓電板2的沿縱向的另一端。
諧振電極3和4最好由諸如Ag、Ag-Pd合金、Al、Cu或其它適當(dāng)材料制成。
本發(fā)明的較佳實施例的壓電諧振器1唯一地構(gòu)成，從而能陷振動部分對于壓電板2a的縱向的中心是不對稱的。即，諧振器的中心部分，即諧振電極3和諧振電極4相互重疊的部分位于比壓電板2縱向的中心更加接近于壓電板2的縱向的一端。
在本較佳實施例的壓電諧振器1中，由于將能陷振動部分從壓電板2的縱向的中心處設(shè)置成一行，即使當(dāng)封裝壓電諧振器1時，或當(dāng)發(fā)生帶有安裝到那里的引線端子的壓電諧振器1的樹脂的最后成型時，將外力提供給壓電諧振器1，在作為最后產(chǎn)品的壓電諧振器元件的諧振頻率和反諧振頻率之間的頻率范圍中，可以有效地抑制和防止不想要的波動的產(chǎn)生。參照圖2到圖5具體描述這一點。
當(dāng)壓電諧振器包含帶有安裝到那里的引線端子的壓電諧振器元件，或當(dāng)將壓電諧振器安裝到罩子基片上，并由蓋子密封以便確定一壓電諧振器裝置時，由于在固化和收縮用于確定外部封裝的樹脂時給予的應(yīng)力，或者由于在封裝過程中由連接部分施加的應(yīng)力，一般使壓電諧振器1彎曲。即，如圖2所示，施加應(yīng)力F1和F2使壓電諧振器1彎曲。在這種情況下，如箭頭P所示的，使壓電諧振器1彎曲，并且沿壓電板2的縱向使極化軸彎曲。
在壓電諧振元件11中，例如，如圖3所示，將引線端子5和6連接到壓電諧振器1，并且除了引線端子5和6的尖部部分以外，由成型樹脂7覆蓋壓電諧振器部分11的剩余部分。作為這種成型樹脂，一般使用諸如環(huán)氧樹脂之類的熱硬化性樹脂或其它適當(dāng)材料，并且當(dāng)固化時材料收縮。相應(yīng)地，將上述應(yīng)力F1和F2施加到壓電諧振器1。
因此，在傳統(tǒng)的壓電諧振器51中，由于當(dāng)施加上述應(yīng)力時，極化軸p也彎曲，故如圖5中的箭頭A所示，在諧振頻率和反諧振頻率之間可能產(chǎn)生不想要的波動。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)考慮到在上述成型樹脂的固化和收縮過程中應(yīng)力的施加，以及封裝時應(yīng)力的施加時，如果在壓電諧振器1中，構(gòu)成振動部分以便使由上述應(yīng)力引起的極化軸的變形得到抑制或最小化，則防止了不想要的波動的產(chǎn)生，并且這一發(fā)現(xiàn)已經(jīng)導(dǎo)致了本發(fā)明的各種較佳實施例的出現(xiàn)。
圖4示出根據(jù)上述概念，當(dāng)振動部分中心從壓電諧振器1的壓電板2的縱向上的中心朝一端偏離時，Qm和波動的產(chǎn)生率的變化。而且，在圖4中，示出各種壓電諧振器的結(jié)果，這些壓電諧振器中，諧振電極3和4設(shè)置在壓電板2的上表面和下表面上，并且尺寸大約是5.4×0.42×大約0.12mm的厚度，并且由鋯鈦酸鉛基陶瓷材料制成；以及將諧振電極3和4設(shè)置在各種位置上。將圖4中水平軸中的電極位移尺寸確定為壓電板2的縱向的中心與振動部分的沿壓電板2的縱向之間的距離ΔL。
如圖4中清楚地看見的，當(dāng)振動部分位于壓電板2的縱向的中心，即，當(dāng)電極位移的尺寸為零時，波動的生產(chǎn)率超過百分之6。另一方面，知道通過將振動部分的中心從壓電板2的縱向中心朝一端偏離，波動的生產(chǎn)率減小。即，如在本較佳實施例中的，通過使振動部分的中心從壓電板2的縱向的中心朝一端側(cè)移動，即，通過構(gòu)成振動部分，以便不對于壓電板2的中心對稱，知道有效地抑制和防止了傳統(tǒng)上出現(xiàn)在諧振頻率和反諧振頻率的頻率區(qū)域中的波動。
而且，關(guān)于圖4中垂直軸的波動產(chǎn)生率，基于如圖5中所示的頻率特性的阻抗，例如在諧振頻率Fr和反諧振頻率Fa之間的頻率區(qū)域中，當(dāng)曲線不平滑地連續(xù)的部分時，即在不平滑連續(xù)的部分，如果頂部和底部之間的差大于0dB時，知道產(chǎn)生波動。
另外，當(dāng)電極位移的尺寸大于0時，還減小了機械品質(zhì)因子。
而且，在上述實驗實施例中，描述了振動部分朝壓電板2的縱向上的一端移動的情況，但是在還有一種情況下，即，振動部分朝壓電板2的另一端側(cè)移動時，可以按照相同方法抑制波動的產(chǎn)生，并且可以減小機械品質(zhì)因子。
如圖4中清楚的，較好地，當(dāng)滿足關(guān)系3t≤ΔL時，其中L是壓電板2的長度，t是壓電板2的厚度，AL是壓電板2的縱向的中心和振動部分的縱向的中心之間的距離，波動的生產(chǎn)率是大約4％或更少。另外，當(dāng)ΔL≤5t時，可以抑制和防止機械品質(zhì)因子Qm的減小。
因此最好滿足3t≤ΔL≤5t的關(guān)系。
在根據(jù)本發(fā)明的各種較佳實施例的壓電諧振器中，如上所述，利用厚度切向振動模式的能陷振動部分對于沿縱向極化的基本上為矩形壓電板的縱向的中心不對稱，而且，相應(yīng)地，有效抑制和防止了諧振頻率和反諧振頻率之間不想要的波動的產(chǎn)生。因此，當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的諧振器用作例如壓電振蕩器時，可提供一種壓電振蕩器，其中的確能夠防止諸如振蕩跳躍、振蕩停止或其它缺點，并提供一種具有極好的可靠性的振蕩器。
另外，到目前為止，上述產(chǎn)生波動的壓電諧振器被認(rèn)為是有缺陷的產(chǎn)品。但是，根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，因為有效防止了上述不想要的波動的產(chǎn)生，大大增加了合格產(chǎn)品率，并且相應(yīng)地，大大減小了壓電諧振器的成本。
在本發(fā)明的各種較佳實施例中，當(dāng)滿足關(guān)系3t≤ΔL≤5t時，防止了波動的產(chǎn)生，并且防止了機械品質(zhì)因子Qm的增加。相應(yīng)地，當(dāng)將諧振器用作例如壓電振蕩器時使其特性保持不變，同時有效防止了波動的產(chǎn)生。
在本發(fā)明的各種較佳實施例中，當(dāng)安排第一諧振電極延伸到壓電板的縱向的一端外面，并將第二諧振電極安排延伸到壓電板縱向的另一端時，按照利用切向振動模式的傳統(tǒng)壓電諧振器的方法，可以使電氣連接和機械支持位于壓電諧振器的兩端。相應(yīng)地，能夠構(gòu)成具有安裝到那里的引線的壓電諧振器元件(其中進行樹脂成型)，其上帶有蓋子(蓋子安裝在罩子的基片上)，并由蓋子密封的壓電諧振器元件。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的較佳實施例具體示出和描述了本發(fā)明，熟悉本領(lǐng)域的人將知道，在不背離本發(fā)明的主旨和范圍的情況下，可以有形勢和細(xì)節(jié)上的上述其它變化。
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