專利名稱：：壓電諧振器和使用該諧振器的電子部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種使用壓電元件的機(jī)械諧振的壓電諧振器，尤其涉及一種有包含縱向的基座元件、由極化壓電元件組成并至少構(gòu)成基座元件一部分的活動(dòng)部分和一對(duì)設(shè)置在該活動(dòng)部分的外電極構(gòu)成的壓電諧振器。本發(fā)明還涉及一種使用這種壓電諧振器的電子部件，例如振蕩器、鑒別器和濾波器等。圖34是一種傳統(tǒng)的壓電諧振器的透視圖。壓電諧振器1包括壓電基片2，從上看，它呈例如矩形平板形。壓電基片2在厚度方向上被極化。在壓電基片2的兩表面上形成電極3。當(dāng)把信號(hào)在電極3之間輸入時(shí)，在壓電基片2上加上厚度方向的電場(chǎng)，壓電基片2縱向振動(dòng)。在圖35中，示出了這樣一種壓電諧振器1，電極3形成在壓電基片2的兩個(gè)面上，壓電基片2從上看呈正方平板形。壓電諧振器1的壓電基片2在厚度方向極化。當(dāng)把信號(hào)在壓電諧振器1內(nèi)的電極3之間輸入時(shí)，在壓電基片2的厚度方向上加上電場(chǎng)，壓電基片2以正方形振動(dòng)模式振動(dòng)(平面方向)。這些壓電諧振器是非加強(qiáng)型的，在這些諧振器中，振動(dòng)方向與極化方向和電場(chǎng)方向不同。這種非加強(qiáng)型壓電諧振器的機(jī)電耦合系數(shù)小于振動(dòng)方向、極化方向以及所加的電場(chǎng)方向都相同的加強(qiáng)型壓電諧振器。非加強(qiáng)型壓電諧振器的諧振頻率與反諧振頻率之間的頻率差ΔF較小。這產(chǎn)生了當(dāng)把非加強(qiáng)頻率諧振器用作振蕩器或?yàn)V波器時(shí)，使用的頻帶寬度小的缺點(diǎn)。因此在這種壓電諧振器和使用這種諧振器的電子部件內(nèi)的特性設(shè)計(jì)自由度低。圖34所示的壓電諧振器使用了縱向模式的一階諧振。由于其結(jié)構(gòu)，它還產(chǎn)生較大的奇數(shù)階諧波模式寄生諧振，例如，三階和五階模式。為了抑制這些寄生諧振，考慮了一些措施，例如，磨光、提高質(zhì)量以及改變電極的形狀等。但這些措施增加了制造費(fèi)用。另外，由于從上看，壓電基片的形狀為矩形平板，所以由于強(qiáng)度的限制，基片不能更薄。因此電極之間的距離不能減小，且端子之間的容量不能做得較大。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)與外部電路的阻抗匹配來(lái)說(shuō)極其不便。為了通過(guò)交替串接和并接多個(gè)壓電諧振器來(lái)形成梯形濾波器，串聯(lián)諧振器對(duì)并聯(lián)諧振器的容比需要制得較大以增加衰減。然而，因?yàn)閴弘娭C振器有上述的形狀限制，所以不可能獲得較大的衰減。圖35所示的壓電諧振器使用了正方形一階諧振(平面方向)。由于這種結(jié)構(gòu)，也會(huì)產(chǎn)生諸如平面方向的厚度模式和三重波模式中的寄生諧振。由于為了獲得相同的諧振頻率，壓電諧振器需要的大尺寸與使用縱向振動(dòng)的壓電諧振器相比較大，所以難以減小壓電諧振器的體積。當(dāng)用多個(gè)壓電諧振器形成梯形濾波器時(shí)，為了提高串聯(lián)諧振器對(duì)并聯(lián)諧振器的容比，把串聯(lián)的諧振器制得較厚，僅在一個(gè)壓電基片上形成部分電極，以把電容制得較小。在這種情況下，由于僅部分制作電極，所以諧振頻率與反諧振頻率之間的差ΔF以及電容減小了。因而，并聯(lián)的諧振器需要具有較小的ΔF。因此，不能有效地利用壓電基片的電壓性，也就不能增加濾波器的傳輸帶寬。本發(fā)明提出了小寄生諧振和大諧振頻率與反諧振頻率差ΔF的壓電諧振器。在這種壓電諧振器中，交替疊合多個(gè)壓電層和多個(gè)電極，以形成縱向的基座元件，且多個(gè)壓電層在基座元件的縱向上被極化。該疊合壓電諧振器是加強(qiáng)型的，其壓電層的振動(dòng)方向、極化方向以及所施加的電場(chǎng)方向都相同。因此，與振動(dòng)方向與極化方向和電場(chǎng)方向不同的非加強(qiáng)型壓電諧振器相比，加強(qiáng)型壓電諧振器具有較大的機(jī)耦合系數(shù)和較大的諧振頻率與反諧振頻率差ΔF。另外，在加強(qiáng)型壓電諧振器中，不太可能發(fā)生與基本的振動(dòng)不同的諸如寬度和厚度模式的振動(dòng)。由于在具有這種疊合結(jié)構(gòu)的壓電諧振器中，構(gòu)成基座元件的各壓電層在基座縱向上的長(zhǎng)度相等，各電極的面積相等，各相鄰電極對(duì)之間的電容相等，并且各壓電層產(chǎn)生的壓電驅(qū)動(dòng)力也相等。在縱向的基本振動(dòng)中，在縱向靠近基座元件的中心部分上需要有較強(qiáng)的縱向驅(qū)動(dòng)力，這是因?yàn)閺脑摬糠盅乜v向到基座元件的端部的質(zhì)量較大。因此，壓電諧振器的機(jī)電耦合系數(shù)不夠大，所以ΔF也不夠大。在這種壓電諧振器中，不太可能產(chǎn)生高階模式振動(dòng)。然而，不能充分消除諸如三階、五階振動(dòng)等奇數(shù)高階模式振動(dòng)在各壓電層內(nèi)產(chǎn)生的電荷，所以由于各相鄰電極對(duì)之間的電容不變，會(huì)引起高階模式寄生振動(dòng)。本發(fā)明的主要目的在于提供一種小寄生諧振、大諧振頻率與反諧振頻率差ΔF的壓電諧振器，其ΔF是可調(diào)的，并還提供一種使用這種壓電諧振器的電子部件。在本發(fā)明的一個(gè)方面，上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，提供所述類型的壓電諧振器，其特征在于，把連接到所述外電極對(duì)上的多個(gè)內(nèi)電極在所述基座元件的縱向上，有間隔地設(shè)置在所述活動(dòng)部分內(nèi)/上，所述活動(dòng)部分在所述基座元件的縱向極化，并且至少一對(duì)所述內(nèi)電極之間的電容與另一對(duì)所述內(nèi)電極的電容不同。根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器是加強(qiáng)型的，具有振動(dòng)方向、極化方向和施加的電場(chǎng)方向都相同的壓電層。因此，與振動(dòng)方向與極化方向和電場(chǎng)方向不同的非加強(qiáng)型壓電諧振器相比，加強(qiáng)型壓電諧振器具有較大的機(jī)電耦合系數(shù)和較大的諧振頻率與反諧振頻率的頻率差ΔF。另外，在加強(qiáng)型壓電諧振器中不太可能產(chǎn)生諸如寬度模式和厚度式等與縱向振動(dòng)不動(dòng)的模式振動(dòng)。而且，由于至少一對(duì)內(nèi)電極的電容與另一對(duì)內(nèi)電極的電容不同，所以ΔF可以調(diào)節(jié)。尤其是，當(dāng)至少一對(duì)所述內(nèi)電極之間的間隔與另一對(duì)所述內(nèi)電極之間的另一間隔不同，以具有不同的電容時(shí)，可以容易地通過(guò)改變間隔來(lái)調(diào)節(jié)ΔF。較佳的是隨所述間隔在縱向上靠近所述基座元件的中心，把該間隔做得窄。與各壓電層在基座元件的縱向上長(zhǎng)度相同和各電極形成在垂直于基座元件的縱向的整個(gè)表面區(qū)域上的每個(gè)各電極內(nèi)的疊合結(jié)構(gòu)壓電諧振器相比，提供了較大的電極間電容和較強(qiáng)的各壓電層產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力。由于在基座元件的中心在縱向上獲得了縱向基本振動(dòng)所需要的強(qiáng)驅(qū)動(dòng)力，所以電磁耦合系數(shù)進(jìn)一步增大，因此，ΔF也變大。消除了諸如三階和五階振動(dòng)等奇次高階模式振動(dòng)在壓電層上產(chǎn)生的電荷，抑制了高階模式寄生振動(dòng)。更佳的是，X軸平行于所述基座元件的縱向、Y軸垂直于所述X軸，把所述基座元件的長(zhǎng)度用作1/2波長(zhǎng)的余弦曲線在對(duì)應(yīng)于所述內(nèi)電極之間的所述間隔的每個(gè)期間內(nèi)的積分彼此相等。在基座的縱向上的整個(gè)面積獲得強(qiáng)度不同的驅(qū)動(dòng)力，這種驅(qū)動(dòng)力適于縱向基本振動(dòng)。因此，電磁耦合系數(shù)和ΔF進(jìn)一步增大。進(jìn)一步消除了諸如三階和五階振動(dòng)等奇數(shù)高階模式振動(dòng)在各壓電層內(nèi)產(chǎn)生的電荷，因而進(jìn)一步抑制了高階模式寄生振動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器還可以包含支持件，它通過(guò)安裝件固定基座元件，安裝件設(shè)置在縱向上的基座元件的中心部分上。上述目的在本發(fā)明的另一個(gè)方面內(nèi)是這樣實(shí)現(xiàn)的，提供一種使用上述壓電諧振器的電子部件，其特征在于，支持件是絕緣基片，圖形電極設(shè)置在絕緣基片上，并通過(guò)所述安裝件連接到所述壓電諧振器的所述外電極上。當(dāng)用根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器制作諸如振蕩器、鑒別器和濾波器等電子部件時(shí)，把該壓電振蕩器安裝在其上形成有圖形電極的絕緣基片上。電子部件可以是梯形濾波器，在這種濾波器中，在絕緣基片上設(shè)置多個(gè)圖形電極，并把它們連接到多個(gè)壓電諧振器的外電極上，以使壓電諧振器以階梯形彼此連接。在上述的電子部件中，可以在絕緣基片上設(shè)置一個(gè)帽蓋，以覆蓋基座元件，形成芯片型(表面安裝)電子部件。這種電子諧振器可以用支持件固定在盒子內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，可以獲得小寄生諧振、大諧振頻率與反諧振頻率差ΔF并且ΔF可調(diào)的壓電諧振器。根據(jù)本發(fā)明，與各壓電層在基座元件的縱向上尺寸不變的壓電諧振器相比，諧振頻率與反諧振頻率之間的頻率差ΔF可以做得更大，因此可以獲得寬頻帶壓電諧振器。另外，在根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器中不太可能發(fā)生與基本振動(dòng)模式不同的模式振動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)更好的特性。由于利用這種壓電諧振器可以制成芯片型電子部件，所以容易把部件安裝到電路板上。本發(fā)明的上述目的、其它目的、其它特征和其它優(yōu)點(diǎn)在下面參照附圖的描述中將變得更清楚。圖1是本根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器的透視圖。圖2是圖1中所示的壓電諧振器的結(jié)構(gòu)圖。圖3是圖1所示的壓電諧振器壓電層內(nèi)的基座元件的縱向尺寸圖，即電極之間的間隔。圖4是縱向振動(dòng)的非加強(qiáng)壓電諧振器的透視圖，畫出用于比較。圖5是縱向振動(dòng)的加強(qiáng)壓電諧振器的透視圖。圖6是平面方向振動(dòng)的非加強(qiáng)壓電諧振器的透視圖，畫出是用于比較。圖7是基座元件在縱向基本振動(dòng)期間需要的理想驅(qū)動(dòng)力圖。圖8是疊層結(jié)構(gòu)的壓電諧振器的示意圖，在該壓電諧振器中，各壓電層的尺寸在基座元件的縱各上不變。圖9的圖示出了三階寄生振動(dòng)在圖8所示的壓電諧振器基座元件內(nèi)產(chǎn)生的電荷。圖10的圖示出了三階寄生振動(dòng)在圖1和圖2中所示的壓電諧振器的基座元件內(nèi)產(chǎn)生的電荷。圖11的圖示出了五階寄生振動(dòng)在圖8所示的壓電諧振器的基座元件內(nèi)產(chǎn)生的電荷。圖12的圖示出了五階寄生振動(dòng)在圖1和圖2所示的壓電諧振器的基座元件內(nèi)產(chǎn)生的電荷。圖13的圖示出了對(duì)圖1和圖2所示的壓電諧振器改進(jìn)的例子。圖14的圖示出了對(duì)圖1和圖2所示的壓電諧振器改進(jìn)的另一個(gè)例子。圖15的圖還示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)壓電諧振器。圖16是圖15所示的壓電諧振器中所用的改進(jìn)的電極的平面圖。圖17的圖示出了具有圖16所示的電極的壓電諧振器。圖18的圖示出了靜止部分。圖19是包括另一靜止部分的主要部分圖。圖20的圖示出了是包括又一靜止部分的主要部分圖。圖21是使用根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器的電子部件的透視圖。圖22是在圖21所示的電子部件內(nèi)所用的絕緣基片的透視圖。圖23是圖21所示的電子部件的分解透視圖。圖24的圖示出了把壓電諧振器安裝到絕緣基片上的另一種方法。圖25是圖示安裝圖24所示的壓電諧振器的方法的側(cè)視圖。圖26的圖示出了把壓電諧振器安裝到絕緣基片上的又一種方法。圖27是圖示安裝圖26所示的壓電諧振器的方法的側(cè)視圖。圖28是使用根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器的梯形濾波器的分解透視圖。圖29是圖28所示的梯形濾波器內(nèi)的絕緣基片與壓電諧振器的透視圖。圖30是圖28和29所示的梯形濾波器的等效電路圖。圖31是使用根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器的另一種梯形濾波器的主要部分的平面圖。圖32是圖31所示的梯形濾波器的主要部分的分解透視圖。圖33是使用根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器的雙端電子部件的分解透視圖。圖34是傳統(tǒng)壓電諧振器的透視圖。圖35是另一種傳統(tǒng)壓電諧振器的透視圖。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的壓電諧振器的透視圖。圖2示出了該壓電諧振器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖1和圖2所示的壓電諧振器10包括矩形-平行六面體形基座12，縱向的長(zhǎng)寬高為例如3.822mm×1mm×1mm?；?2包括十層由例如壓電陶瓷等制成的層疊壓電層12a。5片壓電層12a在縱向上設(shè)置在基座元件12的中心與一端之間，它們各自的尺寸沿基座元件12的縱向分別為0.243mm、0.255mm、0.281mm、0.342mm和0.779mm。同樣，沿縱向設(shè)置在基座元件12的中心與另一端之間的5片壓電層12a這樣形成，它們各自的尺寸沿基座元件12的縱向分別為0.243mm、0.255mm、0.281mm、0.342mm和0.779mm。換句話說(shuō)，把10片壓電層12a這樣形成，即，當(dāng)把如圖3所示，基座12的長(zhǎng)度作為半個(gè)波長(zhǎng)，幅度為1的余弦曲線y＝cos(πx/3.8)在基座元件12的縱向上對(duì)應(yīng)于10片壓電層12a之間間隔的期間內(nèi)進(jìn)行積分(x軸設(shè)置在基座元件12的縱向上，y軸設(shè)置成垂直于x軸，垂直于基座元件12的中心平面)時(shí)，獲得的值(等于圖3的面積S1、S2、S3、S4和S5)基本相等，這10片壓電層12a極化成如圖2所示，交替層的極化方向相反。在基座元件12內(nèi)的10片壓電層12a的垂直于基座元件12的縱向的每層兩面的所有區(qū)域上，形成厚度為例如0.002mm的11個(gè)電極14。這意味著，這些電極14沿基座元件12的縱向以某一間隔設(shè)置成垂直于基座元件12的縱向。電極14之間的間隔等于10片壓電層12a沿基座元件12的縱向的尺寸。在基座元件12的相對(duì)側(cè)面上，分別形成多層絕緣膜16和18。在基座元件12的一個(gè)側(cè)面上，絕緣膜16覆蓋在每隔一個(gè)電極14的暴露端部。在基座元件12的另一側(cè)面上，絕緣膜18在上述側(cè)面上沒(méi)有被絕緣膜16覆蓋的每隔一個(gè)電極14的暴露端部。其上形成有絕緣膜16和18的基座元件12的兩側(cè)面用作與外電極的連接部分，這將在下面描述。在這些連接部分中，即形成有絕緣膜16和18的基座元件12的側(cè)面上，形成有外電極20和22。電極20連接到絕緣膜16沒(méi)有覆蓋的電極14上，電極22連接到絕緣膜18沒(méi)有覆蓋的電極14上。換句話說(shuō)，兩相鄰電極14分別連接到電極20和22上。壓電諧振器10把外電極20和22用作輸入和輸出電極?；?2的壓電層12a是壓電活動(dòng)的，因?yàn)榘研盘?hào)加到外電極20和22上通過(guò)相鄰的電極14把電場(chǎng)加到其上。由于電壓以相反方向加到在基座元件12內(nèi)以相反方向極化的壓電層12a上，所以壓電層12a作為一個(gè)整體以相同方向膨脹和收縮。因此，整個(gè)壓電諧振器10沿縱向以基本模式把基座元件12的中心作為節(jié)點(diǎn)振動(dòng)。在該壓電諧振器10中，壓電層12a的極化方向、輸入信號(hào)放加的電場(chǎng)方向和壓電層12a的振動(dòng)方向都相同。換句話說(shuō)，該壓電諧振器10是加強(qiáng)型的。該壓電諧振器10的電磁耦合系數(shù)大于振動(dòng)方向與極化方向和電場(chǎng)方向不同的非加強(qiáng)型壓電諧振器。因此，壓電諧振器10具有比傳統(tǒng)非加強(qiáng)型壓電諧振器大的諧振頻率與反諧振頻率的頻率差ΔF。這意味著壓電諧振器10獲得比傳統(tǒng)非加強(qiáng)型壓電諧振器的寬的頻帶特性。為了測(cè)量加強(qiáng)型與非加強(qiáng)型壓電諧振器之間的差異，制作了如圖4、5和6所示的壓電諧振器。把電極形成在長(zhǎng)寬高為4.0mm×1.0mm×0.38mm的壓電基片的厚度方向的兩表面上，，這樣制成圖4所示的壓電諧振器。該壓電諧振器以厚度方向極化，并當(dāng)把信號(hào)加到電極上時(shí)將沿縱向振動(dòng)。圖5所示的壓電諧振器的尺寸與圖4所示的壓電諧振器相同。電極形成在壓電基片的縱向的兩表面上。壓電諧振器以縱向極化，當(dāng)把信號(hào)加到電極上時(shí)，以縱向振動(dòng)。在4.7mm×4.7mm×0.38mm基片的厚度方向上形成，這樣制成圖6所示的壓電諧振器。該壓電諧振器以厚度方向極化，當(dāng)把信號(hào)加到電極上時(shí)以平面方向振動(dòng)。圖4和圖6所示的壓電諧振器屬于非加強(qiáng)型，而圖5所示的壓電諧振器屬于加強(qiáng)型。對(duì)這些壓電諧振器的每一個(gè)測(cè)量諧振頻率Fr和機(jī)電耦合系數(shù)K，測(cè)量結(jié)果示出在表1、2和3上。表1表示圖4所示的壓電諧振器的測(cè)量結(jié)果。表2表示圖5所示的壓電諧振器的測(cè)量結(jié)果。表3表示圖6所示的壓電諧振器的測(cè)量結(jié)果。表1表2</tables>表3</tables>從測(cè)量數(shù)據(jù)可以看出，加強(qiáng)型壓電諧振器的電磁耦合系數(shù)K比非加強(qiáng)型壓電諧振器大，因此，具有的諧振頻率與反諧振頻率之間的頻率差ΔF也較大。在振動(dòng)期間，在加強(qiáng)型壓電諧振器中最大的寄生振動(dòng)屬于縱向三重波型，電磁耦合系數(shù)K為12.2％。在與基本振動(dòng)不同的寬度模式振動(dòng)期間，電磁耦合系數(shù)K為4.0％。相反，在寬度模式振動(dòng)期間，在非加強(qiáng)型縱向振動(dòng)壓電諧振器中，電磁耦合系數(shù)K為25.2％。在厚度模式振動(dòng)期間，在非加強(qiáng)型正方型振動(dòng)壓電諧振器中，電磁耦合系數(shù)K大至23.3％。因此，可以看出，加強(qiáng)型壓電諧振器的寄生振動(dòng)比非加強(qiáng)型諧振器小。由于壓電諧振器10在多個(gè)電極14之間具有不同的間隔，所以可以改變?cè)撻g隔來(lái)調(diào)節(jié)ΔF。在壓電諧振器10，由于電極之間的間隔沿縱向越靠近基座元件12的中心時(shí)越小，所以與各壓電層在基座元件在縱向上的長(zhǎng)度相等的層疊結(jié)構(gòu)壓電諧振器相比，提供了更大的電極14間電容和更強(qiáng)的由壓電層12a產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力。由于在基座元件12的縱向中心處獲得了縱向基本振動(dòng)所需的強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力，所以與各壓電層在基座元件縱向上的長(zhǎng)度相等的層疊結(jié)構(gòu)壓電諧振器相比，電磁耦合系數(shù)進(jìn)一步增大，因此ΔF也進(jìn)一步增大。在縱向基本振動(dòng)時(shí)，在縱向上越靠近基座元件的中心部分需要強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力。這是因?yàn)檠乜v向從該部分到基座元件的端部質(zhì)量較大。理想地，如圖7所示，需要強(qiáng)度不同的驅(qū)動(dòng)力對(duì)應(yīng)于在基座元件的縱向中心把基座元件的長(zhǎng)度作為半個(gè)波長(zhǎng)和最大幅度的余弦曲線。相反，在壓電諧振器10中，由于形成的多個(gè)電極14，使把基座元件12的長(zhǎng)度用作半個(gè)波長(zhǎng)在對(duì)應(yīng)于多個(gè)電極14之間的每個(gè)間隔的每個(gè)期間進(jìn)行積分(X軸設(shè)置成基座元件12的縱向，Y軸設(shè)置成與X軸垂直，即垂直于基座元件的中心平面)的余弦曲線獲得的值相同，所以在基座元件12的縱向上的整個(gè)區(qū)域內(nèi)獲得強(qiáng)度不同的適于縱向基本振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。因此電磁耦合系數(shù)和ΔF進(jìn)一步增大。為了測(cè)量ΔF的差和多個(gè)電極之間的間隔差產(chǎn)生的其它系數(shù)，制作了圖8所示的層疊結(jié)構(gòu)壓電諧振器。該壓電諧振器與圖1和2所示的由10片壓電層12a構(gòu)成基座元件12的壓電諧振器10不同，但它在基座元件12的縱向上具有的尺寸0.38mm。圖8所示的層疊結(jié)構(gòu)壓電諧振器的尺寸幾乎與圖1和2所示的壓電諧振器10相等。對(duì)圖1和2所示的壓電諧振器10和圖8所示的壓電諧振器測(cè)量諧振頻率Fr和反諧振頻率Fa。表4表示各諧振頻率Fr、各反諧振頻率Fa、頻率ΔF和ΔF/Fa。表4<p>從表4中的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，圖1和圖2所示的壓電諧振器10的ΔF和ΔF/Fa大于圖8所示的壓電諧振器。由于圖1和圖2所示的壓電諧振器10的電極間電容大于圖8所示的壓電諧振器，隨著電極在縱向上靠近基座元件12的中心，可以消除諸如三階和五階振動(dòng)等奇次高階模式振動(dòng)在各壓電層12a內(nèi)產(chǎn)生的電荷，從而抑制高階模式的寄生振動(dòng)。在圖1和圖2所示的壓電諧振器10中，由于形成的多個(gè)電極14，使得把基座元件12的長(zhǎng)度用作半個(gè)波長(zhǎng)的余弦曲線在對(duì)應(yīng)于多個(gè)電極14之間的每個(gè)間隔的每個(gè)期間進(jìn)行積分(X軸設(shè)置成基座元件12的縱向，Y軸設(shè)置成與X軸垂直，即垂直于基座元件的中心平面)時(shí)獲得的值相同，所以進(jìn)一步消除了諸如三階和五階振動(dòng)等奇次高階模式振動(dòng)在各壓電層12a內(nèi)產(chǎn)生的電荷，從而進(jìn)一步抑制高階模式寄生振動(dòng)。下面考慮例如三階模式的寄生振動(dòng)。如圖9所示，在圖8所示的壓電諧振器中，沿基座元件的縱向從一端到另一端產(chǎn)生幅度有周期性和最大幅度相等的電荷，電荷沒(méi)有充分消除，仍有遺留。相反，在圖1和圖2所示的壓電諧振器10中，如圖10所示，產(chǎn)生的電荷在縱向越靠近基座中心越大，所以消除了大多數(shù)電荷。接著檢查五階模式寄生振動(dòng)。用與三階模式寄生振動(dòng)相同的方法，如圖11所示，在圖8所示的壓電諧振器中沿基座元件的縱向從一端到另一端產(chǎn)生幅度有周期性和最大幅度相等的電荷，電荷沒(méi)有充分消除，仍有遺留。相反，在圖1和圖2所示的壓電諧振器10中，如圖10所示，產(chǎn)生的電荷在縱向越靠近基座中心越大，所以消除了大多數(shù)電荷。在(3+4n)階模式(n表示大于1的整數(shù))寄生振動(dòng)中，例如七階和十一階振動(dòng)，與三階模式寄生振動(dòng)一樣消除了大多數(shù)電荷。在(5+4n)階模式(n表示大于1的整數(shù))寄生振動(dòng)中，例如九階和十三階振動(dòng)，與五階模式寄生振動(dòng)一樣，消除了大多數(shù)電荷。因此，圖1和圖2所示的壓電諧振器10比圖8所示的壓電諧振器更好地抑制了高階模式寄生振動(dòng)。在圖1和圖2所示的壓電諧振器10中，可以改變壓電層12a的層數(shù)或者電極14的數(shù)量、或者壓電層12a在基座元件12的縱向上的尺寸來(lái)調(diào)節(jié)諧振器的電容。換句話說(shuō)，可以通過(guò)增加壓電層12a的層數(shù)、或者增加電極14的數(shù)量、或者減小壓電層12a在基座元件12的縱向上的尺寸增加電容。相反，減少壓電層12a的層數(shù)、或者減少電極14的數(shù)量、或者增大壓電層12a在基座元件12的縱向上的尺寸可以減少電容。這意味著，對(duì)電容性設(shè)計(jì)給出了高的自由度。因此，當(dāng)把壓電諧振器10安裝到電路板并使用時(shí)可以容易地與外部電路實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。為了把電極14連接到外電極20和22上，可以設(shè)置具有開(kāi)口50的絕緣膜16和18，如圖13所示，每隔一個(gè)電極14外露。外電極20和22形成在絕緣膜16和18上，電極14交替連接到兩外電極20和22上。兩外電極20和22可以如圖14所示形成在基座元件12的一側(cè)面上。絕緣膜16和18以兩排方式形成在基座元件12的一側(cè)面上，并形成兩排連接部分。這兩排絕緣膜16和18分別形成每隔一個(gè)電極14上。在這兩排絕緣膜16和18上，分別形成兩排外電極20和22。圖13和14所示的壓電諧振器可以這現(xiàn)與圖1和圖2所示的壓電諧振器相販優(yōu)點(diǎn)。如圖15所示，內(nèi)電極14可以交替地到達(dá)基座元件12的相對(duì)側(cè)面。在基座元件12的相對(duì)側(cè)面上，必須形成外電極20和22。在圖15所示的壓電諧振器10中，由于形成在內(nèi)部的電極14交替暴露，所以在基座元件12的側(cè)面上形成外電極20和22可以把內(nèi)電極14連接到外電極20和22上。因此，不需要在基座元件12的側(cè)面上形成絕緣膜。在圖15所示的壓電諧振器10中在基座元件12橫剖面的整個(gè)區(qū)域上不形成電極14。因此相鄰電極14的相對(duì)面積小于在整個(gè)橫剖面內(nèi)形成的相鄰電極的面積。利用該相對(duì)面積，可以調(diào)節(jié)壓電諧振器的電容和ΔF。電極14的相對(duì)面積變小，電容和ΔF也變小。在壓電諧振器10內(nèi)如圖16所示的壓電層的同一側(cè)的不同端面上形成電極14，這是圖15所示的壓電諧振器10的一個(gè)改進(jìn)的例子。利用這兩種類型的電極14，如圖17所示，使兩排電極暴露在基座元件12的一側(cè)面上。因此，在電極14暴露的部分上形成外電極20和22，可以交替地把電極14連接到外電極20和22上。在上述的壓電諧振器10中，基座元件12沿縱向方向從一端到另一端壓電活動(dòng)和振動(dòng)?？梢园蜒乜v向的基座元件12的一部分用作壓電不活動(dòng)的靜止部分。該靜止部分24可以這樣形成，即如圖18所示，可以不在基座元件12的端部形成電極14，從而不施加電場(chǎng)。如果靜止部分以這種方式形成，則不需要在基座元件12上形成電極的過(guò)程?；?2的端部可以極化，也可以不極化。如圖19所示，只有基座元件12的端部可以不被極化。在這種情況下，即使在電極14之間施加電場(chǎng)，沒(méi)有極化的部分仍不壓電活動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)可以這樣形成，即，壓電層不加電場(chǎng)，當(dāng)作靜止部分24，因?yàn)槿鐖D20所示，該部分被絕緣膜16和18絕緣即使該部分極化。換句話說(shuō)，只有當(dāng)壓電層極化，并且施加了電場(chǎng)時(shí)，該層才成為壓電活動(dòng)，否則它是靜止的。在這種結(jié)構(gòu)中，在靜止部分內(nèi)形成電容器，并且該電容可以增加。如圖20所示可以在基座元件12的端面上形成小的電極52，以調(diào)節(jié)頻率或者連接到外電路上。用這種壓電諧振器10可以生產(chǎn)諸如振蕩器和鑒別器等電子部件。圖21是電子部件60的透視圖。電子部件60包括用作支持件的絕緣基片62。在絕緣基片62的相對(duì)端部上分別形成兩缺口64。如圖22所示，在絕緣基片62的一個(gè)表面上，形成兩圖形電極66和68。一個(gè)圖形電極66形成在相對(duì)的缺口64之間，并以L形的形式從接近一端的點(diǎn)向絕緣基片62的中心延伸。另一圖形電極68形成在相對(duì)缺口64之間，并從接近另一端的點(diǎn)向絕緣基片62的中心延伸。圖形電極66和68是這樣形成的，即它們的線路是從絕緣基片62的端部迂回到相對(duì)的表面。在設(shè)置在絕緣基片62的中心處的圖形電極66的一端上，用導(dǎo)電膠形成用作安裝件的凸起70。如圖23所示，把上述壓電諧振器安裝到該凸起70上，使基座元件12的中心位于該凸起70上。例如把壓電諧振器10的一個(gè)外電極22連接到該凸起70上。把另一個(gè)電極20用導(dǎo)電線72連接到圖形電極68上。導(dǎo)電線72連接到壓電諧振器10的外電極20的中心。把金屬帽蓋74放在絕緣基片62上，完成電子部件60。為了防止金屬帽蓋74使圖形電極66和68短路，事先在絕緣基片62和圖形電極66和68上涂上絕緣樹(shù)脂。電子部件60把從絕緣基片62的端部繞到后表面的圖形電極66和68用作連接外電路的輸入和輸出端。由于把壓電諧振器10的中心固定到該電子部件60的凸起70上，所以壓電諧振器10的端部與絕緣基片62分開(kāi)設(shè)置，從而防止了振動(dòng)。激勵(lì)的縱向振動(dòng)沒(méi)有削弱，這是因?yàn)榘炎鳛楣?jié)點(diǎn)的壓電諧振器中心固定到凸起70上，并連接到電線72上。電子部件60與集成電路芯片及其它部件固定在電路板上，并形成振蕩器或者鑒別器。由于電子部件60用金屬帽蓋74密封和保護(hù)，它可以用作回流焊接的芯片型(表面安裝)部件。當(dāng)在振蕩器使用電子部件60時(shí)，由于在電子部件60中使用壓電諧振器10的特點(diǎn)，把寄生振動(dòng)抑制在較低水平，并防止了由于寄生振動(dòng)產(chǎn)生的異常的振動(dòng)。由于可以把壓電諧振器10的容值設(shè)置成任意要求的值，所以它還可以容易地實(shí)現(xiàn)與外電路的阻抗匹配。尤其是當(dāng)把電子部件用作壓控振蕩的振蕩器時(shí)，由于諧振器的ΔF較大，所以能獲得傳統(tǒng)上不能得到的寬頻范圍。當(dāng)把電子部件60用于鑒別器時(shí)，由于諧振器的ΔF較大，所以提供了寬峰分離范圍。另外，由于諧振器提供了寬電容范圍，所以可以容易地實(shí)現(xiàn)與外電路的阻抗匹配。如圖24和25所示，可以把壓電諧振器10安裝在絕緣基片62上，所以在圖形電極66和68上形成由諸如導(dǎo)電膠等導(dǎo)電材料制成的兩個(gè)凸起70，并把壓電諧振器10的外電極20和22連接到該兩凸起70上。還可以把壓電諧振器10以圖26和27所示的方式安裝在絕緣基片62上，即在絕緣基片62上形成用諸如絕緣膠等絕緣材料制成的兩個(gè)凸起70，并用導(dǎo)線72把外電極20和22連接到圖形電極66和68上。凸起70可以事先形成在壓電諧振器10上。利用多個(gè)壓電諧振器10可以制作梯形濾波器。如圖28和29所示，在電子部件60內(nèi)在支持件的絕緣基片62上形成三個(gè)圖形電極76、78和80。在圖形電極76和80上用導(dǎo)電膠形成作為安裝件的凸起82和86。在圖形電極78的中心，由導(dǎo)電膠形成作為安裝件的凸起84和88。把各壓電諧振器10a、10b、10c和10d的一個(gè)外電極22分別固定到各個(gè)凸起82、84、86和88上。在壓電諧振器10a、10b、10c和10d上可以事先形成凸起82、84、86和88。把壓電諧振器10a、10b和10c的另一個(gè)外電極20用導(dǎo)線72彼此連接。壓電諧振器10d的另一個(gè)外電極20用導(dǎo)線72連接到圖形電極80上。把金屬帽74放在絕緣基片62上。把電子部件60用作具有圖30所示的梯形電路的梯形濾波器。兩壓電諧振器10a和10c用作串聯(lián)諧振器，另兩個(gè)壓電諧振器10b和10d用作并聯(lián)諧振器。在這種梯形濾波器中，把并聯(lián)諧振器10b和10c設(shè)計(jì)成其電容基本上大于串聯(lián)壓電諧振器10a和10c的電容。梯形濾波器的衰減由串聯(lián)諧振器與并聯(lián)諧振器之間的電容率確定。在這種電子部件60中，電容可以通過(guò)改變壓電諧振器10a至10d中所用的層疊層數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。因此，與使用傳統(tǒng)的非加強(qiáng)壓電諧振器的情況相比，通過(guò)改變壓電諧振器的電容實(shí)現(xiàn)了用少量的諧振器得到具有較大衰減的梯形濾波器。由于壓電諧振器10a至10d具有比傳統(tǒng)壓電諧振器大的ΔF，所以與傳統(tǒng)壓電諧振器相比，實(shí)現(xiàn)了更寬的傳輸頻帶。圖31是具有梯形電路的梯形濾波器主要部分的平面圖。圖32是主要部分的分解圖。在圖31和32所示的電子部件60中，在用作支持件的絕緣基片62上形成四個(gè)圖形電極90、92、94和96。在圖形電極90、92、94和96上形成五個(gè)排成一線且有某一間隔的臺(tái)階。第一臺(tái)階形成在圖形電極90上，它最接近絕緣基片62，第二和第五臺(tái)階形成在圖形電極92上，第三臺(tái)階形成在圖形電極94上，第四臺(tái)階形成在圖形電極96。安裝件利用導(dǎo)電膠以某一間隔排成一線形成在五個(gè)臺(tái)階上在第一臺(tái)階上形成一個(gè)凸起98；在第二臺(tái)階上形成兩個(gè)凸起100和102；在第三臺(tái)階上形成兩個(gè)凸起104和106；在第四臺(tái)階上形成兩個(gè)科起10筆110；在第五臺(tái)階上形成一個(gè)凸起112。壓電諧振器10a、10b、10c和10d的外電極20和22固定在這些凸起98、100、102、104、106、108、110和112上，形成圖30所示的梯形電路。這些凸起可以事先形成在壓電諧振器10a、10b、10c和10d上。然后，把金屬帽(未圖示)放在絕緣基片62上。圖31和32所示的電子部件與圖28和29所示的電子部件不同，它把相鄰的壓電諧振器的兩個(gè)電極安裝在同一臺(tái)階上的兩個(gè)凸起上。因此，相鄰壓電諧振器的兩個(gè)電極不需要絕緣，因而，可以把兩相鄰諧振器靠近設(shè)置，得到緊湊的部件。用圖33所示的壓電諧振器10可以生產(chǎn)諸如陶瓷諧振器和陶瓷鑒別器等兩端電子部件60。用兩個(gè)由導(dǎo)電材料制成的端子120生產(chǎn)這種兩端部件60。制成的這些端子120從箍122延伸。尤其是，在每個(gè)箍122上直線形成多個(gè)端子120。在端子120中間部分設(shè)置有折疊部124，而在端部設(shè)置有H形支持件126。支持件126可以彎曲并在中央設(shè)置有凸出的安裝件128。這兩端子120是以它們的安裝件128彼此相對(duì)設(shè)置的。壓電諧振器10支持在安裝件128之間。安裝件128在縱向壓電諧振器10的中心處與外電極20和22相鄰。由于端子120具有用作彈性元件的折疊部124，所以壓電諧振器10由端子120有彈性的支持。把一端具有開(kāi)口的盒子130放在壓電諧振器10上。盒子130的開(kāi)口用紙密閉，然后用樹(shù)脂密封。從箍122上切下端子120，完成電子部件60。因此可以制造形狀與芯片形不同的電子部件60。在上述每個(gè)壓電諧振器中，在兩相鄰電極之間設(shè)置一個(gè)壓電層。也可以設(shè)置多個(gè)壓電層?？梢詾榛?2設(shè)置不連接到外電極的假電極。在每個(gè)上述壓電諧振器中，多個(gè)電極之間的間隔隨電極沿縱向接近基座元件的而變窄。在多個(gè)電極之間的間隔中，至少有一個(gè)間隔必須不同。如上所述，ΔF在根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器10中是可以調(diào)節(jié)的。同樣根據(jù)本發(fā)明，與每個(gè)壓電層的尺寸在基座的縱向上不變的壓電諧振器相比，諧振頻率與反諧振頻率之間的頻率差ΔF可以做得更大，因而，獲得到寬頻帶壓電諧振器。另外，根據(jù)本發(fā)明可以獲得具有小寄生振動(dòng)的壓電諧振器。根據(jù)本發(fā)明要求通過(guò)改變壓電層或者電極的數(shù)量或者壓電層在基座元件縱各上的尺寸來(lái)設(shè)計(jì)的壓電諧振器10的電容，因此，能容易地實(shí)現(xiàn)與外電路的阻抗匹配?？梢缘玫骄哂袎弘娭C振器10的上述特點(diǎn)的電子部件。權(quán)利要求1.一種壓電諧振器(10)，包含具有縱向的基座元件(12)；由極化的壓電件組成并至少構(gòu)成所述基座元件一部分的活動(dòng)部分；和一對(duì)設(shè)置在所述活動(dòng)部分的外電極(20，22)，其特征在于，連接到所述外電極(20，22)對(duì)上的多個(gè)內(nèi)電極(14)以有間隔地沿所述基座元件(12)的縱向設(shè)置在所述活動(dòng)部分內(nèi)/上，所述活動(dòng)部分在所述基座元件(12)的縱向進(jìn)行極化，并且，一對(duì)所述內(nèi)電極(14)之間的一個(gè)電容至少與另一對(duì)所述內(nèi)電極(14)之間的另一電容不同。2.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器(10)，其特征在于，至少一對(duì)所述內(nèi)電極(14)之間的間隔與另一對(duì)所述內(nèi)電極(14)之間的另一間隔不同。3.如權(quán)利要求2所述的壓電諧振器(10)，其特征在于，所述間隔隨所述間隔沿縱向接近所述基座元件(12)中心而變窄。4.如權(quán)利要求3所述的壓電諧振器(10)，其特征在于，X軸平行于所述基座元件(12)、Y軸垂直于所述X軸、所述基座元件的長(zhǎng)度作為半個(gè)波長(zhǎng)的余弦曲線，在對(duì)應(yīng)于所述內(nèi)電極(14)之間的所述間隔的每個(gè)期間進(jìn)行的余弦積分基本上彼此相等。5.如權(quán)利要求1至4之一所述的壓電諧振器，其特征在于，壓電諧振器(10)還包含通過(guò)安裝件(70)固定所述基座元件(12)的支持件(62)；所述安裝件(70)沿縱向設(shè)置在所述基座元件(12)的中央部分。6.使用如權(quán)利要求5所述的壓電諧振器的電子部件，其特征在于，所述支持件(62)為絕緣基片(62)，圖形電極(66，68)設(shè)置在所述絕緣基片(62)上，并連接到所述壓電諧振器(10)的所述外電極(20，22)上。7.如權(quán)利要求6所述的電子部件，其特征在于，所述電子部件為梯形濾波器，在該梯形濾波器中，多個(gè)所述圖形電極(90，92，94，96)設(shè)置在在所述絕緣基片(62)上，并連接到多個(gè)所述壓電諧振器(10a，10b，10c，10d)的所述外電極(20，22)上，使所述壓電諧振器(10a，10b，10c，10d)彼此以梯形連接。8.使用如權(quán)利要求5所述的壓電諧振器(10)的電子部件，其特征在于，所述壓電諧振器(10)用所述支持件(126)固定在盒子(130)內(nèi)全文摘要一種壓電諧振器具有矩形—平行六面體形基座元件?；▽盈B的10片壓電層。壓電層在基座元件的縱向上尺寸不同。壓電層在基座元件的縱向進(jìn)行極化,以使極化方向每隔一個(gè)壓電層不同。在10片壓電層的兩表面上,形成11個(gè)內(nèi)電極。內(nèi)電極分別由絕緣膜16和18交替覆蓋在基座元件的相對(duì)側(cè)面上。絕緣膜16和18覆蓋不同的電極。在基座元件的相對(duì)側(cè)面上形成外電極,并把外電極連接到內(nèi)電極上。文檔編號(hào)H03H9/00GK1170239SQ9711085公開(kāi)日1998年1月14日申請(qǐng)日期1997年4月28日優(yōu)先權(quán)日1996年7月10日發(fā)明者宇波俊彥,井上二郎申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所