CN1038972C - 压电元件 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是得到寄生振动特性好的压电元件。
在压电基板2上设有两个振子F1、F2和一个耦合电容C1。振子F1由在基板2上表面形成的振动电极4a、4b和与此相对配置在基板2下表面形成的振动电极4c构成。同样地，振子F2由振动电极6a、6b和6c构成。从振动电极4a、4b、6a、6b延伸的副振动的传播路线15、16对压电体基板2的外缘倾斜一个角度，而且互相平行，在基板2内不交叉。
Description
本发明涉及压电元件，特别是，内部有多个压电振子的压电元件。
以往，我们知道具有其上设有多个压电振子的压电体基板的压电元件。为了使这种压电元件小型化，当压电体基板的尺寸缩小时，各压电振子之间的距离随之缩短。
但是，当压电振子之间的距离变短时，压电振子互相之间容易干扰、存在着压电元件寄生振动特性变坏的问题。即，当给一个压电振子加上电压时，该压电振子在沿压电体基板厚度的方向上产生主振动的同时，在沿压电体基板的表面方向还会产生副振动。该副振动以振动波的形式沿压电体基板表面一边衰减一边传播。但是，当压电振子间的距离变短时，由于副振动还没有完全衰减就传播到其他压电振子所在的位置上了，对其他压电振子产生的主振动造成干扰，从而使压电元件的寄生振动特性恶化。
作为其对策，有实开昭58-11316号公报所述的压电元件。该压电元件使两个压电振子各自副振动的传播方向互相大致垂直，同时，将压电振子设置在与压电体基板外缘大致成45°角的方向上。即，将一个压电振子配置在另一个压电振子所产生副振动传播路线之外的位置上，从而避免了由副振动引起的直接干扰。然而，这样的结构由于副振动的传播路线互相交叉，所以，两个压电振子各自产生副振动的振动波在其传播路线的交叉点上正好互相干涉。因而，由干涉产生的非所需振动波便传播开来，对压电振子的主振动造成干扰，从而阻碍了寄生振动特性的改善。
所以，本发明的课题就是提供一种压电振子互相不干扰、寄生振动特性好的压电元件。
为了解决以上课题，本发明压电元件的特征在于，至少两个压电振子各自振动波的传播路线互相大致平行，在压电体基板内不交叉。
在上面的结构中，振动波是压电振子产生的副振动波。由于副振动的传播路线不交叉，所以，副振动互相不干涉，故不干扰压电振子的主振动。
还有，本发明压电元件的特征在于，从至少两个压电振子各自振动电极上传播的振动波，其传播路线对压电体基板外缘倾斜一个角度，同时，互相大致平行，在压电体基板内不交叉。
在上面的结构中，从振动电极传播的振动波是压电振子产生的副振动波。该副振动的振动波沿压电体基板表面传播，当到达压电体基板的外缘时，再从外缘反射，回到压电振子。但是，由于传播路线对压电体基板的外缘倾斜一个角度，所以，比先有压电元件的传播路线长，副振动的频率向低频方向移动，不必耽心会对压电振子产生的主振动造成干扰。进而，由于副振动的传播路线不交叉，所以，副振动之间互相不干涉，也不干扰压电振子的主振动。
还有，本发明压电元件的特征在于，从至少两个压电振子各自振动电极上传播的振动波，其传播路线上配设着压电体基板的缺口，同时，前述振动波的传播路线互相大致平行，所以在前述压电体基板内不交叉。
在上面的结构中，由于在副振动振动波的传播路线上设有缺口，比先有压电元件的传播路线短，所以，副振动的频率向高频移动，不必耽心会对压电振子产生的主振动造成干扰。进而，由于副振动的传播路线不交叉，所以，副振动互相也不干涉，也不干扰压电振子的主振动。
进而还有，本发明压电元件的特征在于，从至少两个压电振子各自振动电极形成的间隙开口处传播的振动波，其传播路线互相大致平行，而且在压电体基板内不交叉。
在上面的结构中，从振动电极形成的间隙开口处传播的振动波是压电振子产生的副振动波。虽然该副振动的振动波沿压电体基板的表面传播，但是，由于另一个压电振子配置在该传播路线以外的地方，所以，不必耽心副振动的振动波会对另一个压电振子产生的主振动造成干扰。进而，由于副振动的传播路线不交叉，所以，副振动互相也不干涉，也不干扰压电振子的主振动。
图1为表示本发明压电元件第1实施例中使用的压电体基板的平面图；
图2为表示本发明压电元件第1实施例的平面图；
图3为图2所示压电元件的等效电路。
图4为表示本发明压电元件第2实施例中使用的压电体基板的平面图；
图5为表示本发明压电元件第3实施例中使用的压电体基板的平面图；
图6为表示本发明压电元件第3实施例的平面图；
图7为图6所示压电元件的等效电路；
图8为表示本发明压电元件第4实施例中使用的压电体基板的平面图；
图9为表示其他实施例的平面图。
符号说明如下：
1…压电元件
2…压电体基板
4a，4b，4c，6a，6b，6c…振动电极
15，16…传播路线
32…压电体基板
32a，32b…缺口
33a，33b…缺口
34a，34b，34c，36a，36b，36c…振动电极
45，46…传播路线
51…压电元件
52…压电体基板
54a，54b，54c，56a，56b，56c…振动电极
65，66…传播路线
82…压电体基板
84a，84b，84c，86a，86b，86c…振动电极
95，96…传播路线
F1，F2，F3，F4，F5，F6，F7，F8…压电振子
下面参照附图说明本发明压电元件的实施例。各实施例中，压电元件以滤波器为例进行说明。
第1实施例(图1～图3)：
如图1所示，压电体基板2设有两个能量封闭式压电振子F1、F2和一个耦合电容C1。使用Pb(ZrTi)O3、BaTiO3的陶瓷基板等作为压电基板2。
压电振子F1由在基板2左侧上表面形成的振动电极4a、4b和与此相对配置在基板2的下表面形成的振动电极4c构成。同样，压电振子F2由在基板2右侧上表面形成的振动电极6a、6b和与此相对配置在基板2的下表面形成的振动电极6c构成。振动电极4a和6b，以及振动电极4c和6c是电气连接的。
从振动电极4a、4b以及6a、6b延伸的副振动传播路线15、16，对基板2的外缘倾斜一个角度，相互平行，在基板2内不交叉。
耦合电容C1由在基板2中央部的上下表面相对配置而形成的电容电极8a、8b构成。电容电极8a与振动电极4a、6b电气连接，电容电极8b与振动电极4c、6c电气连接。
在压电体基板2上表面的左右端部形成输入电极9和输出电极10。电极9、10分别与振动电极4b、6a电气连接。
进而，以相同的方法，如图2所示，把输入端子11、输出端子12以及公共端子13分别焊接到输入电极9、输出电极10以及电容电极8b上。其次，在压电体基板2的表面涂上用以形成空洞的蜡或石蜡，以便覆盖压电振子F1、F2。再次，用涂复等方法，将溶融的封装用树脂附着在压电体基板2上。再次，使封装用树脂热硬化，蜡或石蜡在被溶融的同时被封装用树脂吸收，从而形成内部具有为F1、F2设置的空洞21、22的外封装20。外封装20的材料是耐热性好的热硬化型树脂，例如环氧树脂等。
图3是上面构成的压电元件1的等效电路。压电振子F1和F2通过耦合电容C1并联起来。这样得到的压电元件1起压电滤波器的作用。
下面，参照图1就上面构成的压电元件1的作用效果进行说明。
当通过输入端子11给压电振子F1加上电压时，在振动电极4a、4b和振动电极4c之间便产生沿基板2厚度方向上振动的主振动。同时，产生沿压电体基板2的表面方向振动的副振动。该副振动以振动波的形式从振动电极4a、4b开始，沿传播路线15传播。副振动到达基板2的边缘再从那里反射，回到压电振子F1。但是，由于传播路线15对基板2的外缘倾斜一个角度，所以，比先有压电元件的传播路线长，副振动的频率向低频移动。因而返回到压电振子F1的副振动不干扰压电振子1所产生的主振动。同样，压电振子F2产生的主振动也不受返回到压电振子F2的副振动的干扰。
再有，由于传播路线15和16不交叉，不必耽心压电振子F1、F2各自的副振动会互相干涉，这样解决了先有的非所需振动波干扰压电振子主振动的问题。
结果，压电振子互相的干涉没有了，能够得到寄生振动特性良好的压电元件1。
第2实施例(图4)：
如图4所示，第2实施例压电元件所使用的压电体基板32设有两个能量封闭式压电振子F3、F4和一个耦合电容C2。基板32的左右两边设有缺口32a、32b
压电振子F3由在基板32左侧上表面形成的振动电极34a、34b和与此相对配置在基板32的下表面形成的振动电极34c构成。同样，压电振子F4由在基板32右侧上表面形成的振动电极36a、36b和与此相对配置在基板32的下表面形成的振动电极36c构成。振动电极34a和36a，以及振动电极34c和36c是电气连接的。
从振动电极34a、34b以及36a、36b延伸的副振动，其传播路线45、46与基板32的左边缘(或右边缘)平行，在基板32内不交叉。传播路线45、46因有缺口32a、32b，故其长度比先有压电元件短。
耦合电容C2由在基板32中央部的上下表面相对配置而形成的电容电极38a、38b构成。电容电极38a与振动电极34a、36a电气连接，电容电极38b与振动电极34c、36c电气连接。
在压电体基板32上表面左右端部形成输入电极39和输出电极40。电极39、40分别与振动电极34b、36b电气连接。
进而，以相同的方法，与前运第1实施例一样地，引出端子用焊锡等分别与电容电极38b以及电极39、40电气连接起来，固定后形成内部具有为压电振子F3、F4设置的空洞的外封装，制成压电元件。该压电元件起压电滤波器的作用。
在上面构成的压电元件中，压电振子F3产生的副振动的振动波沿传播路线45传播。但是，由于传播路线45上设有缺口34a其长度比先有的压电元件短，所以，副振动的频率向高频移动。因而，返回到压电振子F3的副振动不干扰压电振子F3产生的主振动。同样，压电振子F4产生的主振动也不受返回到压电振子F4的副振动的干扰。
再有，由于传播路线45和46不交叉，不必耽心压电振子F3、F4各自的副振动会互相干涉，这就解决了先有的非所需振动波干扰压电振子主振动的问题。
结果，压电振子互相的干涉没有了，能够得到寄生振动特性好的压电元件。
第3实施例(图5～图7)：
如图5所示，压电体基板52设有两个能量封闭式压电振子F5、F6和一个耦合电容C3。
压电振子F5由在基板52左侧上表面形成的振动电极54a、54b和与此相对配置在基板52的下表面形成的振动电极54c构成。同样，压电振子F6由在基板52右侧上表面形成的振动电极56a、56b和与此相对配置在基板52的下表面形成的振动电极56c构成。振动电极54a和56b，以及振动电极54c和56c是电气连接的。
振动电极54a和54b形成的间隙55，以及振动电极56a和56b形成的间隙57分别对基板52的外缘倾斜一个角度，间隙55和间隙57互相平行。从间隙55、57的开口部延伸的副振动的传播路线65、66互相平行且在基板52内不交叉。
耦合电容C3由在基板52中央部的上下表面相对配置而形成的电容电极58a、58b构成。电容电极58a与振动电极54a、56b电气连接，电容电极58b与振动电极54c、56c电气连接。
在压电体基板52上表面的左右端部形成输入电极59和输出电极60。电极59、60分别与振动电极54b、56a电气连接。
进而，以相同的方法，如图6所示，把输入端子61、输出端子62以及公共端子63分别焊接到输入电极59、输出电极60以及电容电极58b上。其次，形成内部具有为压电振子F5、F6设置的空洞71、72的外封装70。
图7是上面构成的压电元件51的等效电路。压电振子F5和F6通过耦合电容C3并联起来。该压电元件起压电滤波器的作用。
下面，参照图5就上面构成的压电元件51的作用效果进行说明。
当通过输入端子61给压电振子F5加上电压时，在振动电极54a、54b和振动电极54c之间便产生沿基板52厚度方向上振动的主振动。同时，产生沿压电体基板52的表面方向振动的副振动。该副振动以振动波的形式从间隙55的开口部开始，沿传播路线65传播。但是，由于另一个压电振子F6配置在传播路线65以外的地方，所以，沿传播路线65传播的副振动不干扰压电振子F6产生的主振动。同时，由于压电振子F6产生的副振动以振动波的形式从间隙57的开口部开始，沿传播路线66传播，但是，由于压电振子F5配置在传播路线66以外的地方，所以，沿传播路线66传播的副振动不干扰压电振子F5产生的主振动。
再有，由于传播路线65和66不交叉，不必耽心压电振子F5、F6各自的副振动会互相干涉，这就解决了非所需振动波干扰压电振子主振动的问题。
结果，压电振子互相的干涉没有了，能够得到寄生振动特性好的压电元件51。
第4实施例(图8)：
如图8所示，第4实施例压电元件所使用的压电体基板82设有两个能量封闭式压电振子F7、F8和一个耦合电容C4。
压电振子F7由在基板82左侧上表面形成的振动电极84a、84b和与此相对配置在基板82的下表面形成的振动电极84c构成。同样，压电振子F8由在基板82右侧上表面形成的振动电极86a、86b和与此相对配置在基板82的下表面形成的振动电极86c构成。振动电极84a和86a，以及振动电极84c和86c是电气连接的。
振动电极84a和84b形成的间隙85，以及振动电极86a和86b形成的间隙87分别与基板82的上边缘平行。从间隙85、87的开口部延伸的付振动，其传播路线95、96相互平行且在基板82内不交叉。
耦合电容C4由在基板82中央部的上下表面相对配置而形成的电容电极88a、88b构成。电容电极88a与振动电极84a、86a电气连接，电容电极88b与振动电极84c、86c电气连接。
在压电体基板82上表面的左右端部形成输入电极89和输出电极90。电极89、90分别与振动电极84b、86b电气连接。
进而，以相同的方法，与前述第3实施例一样地，引出端子用焊锡等分别与电容电极88b以及电极89、90电气连接起来，固定后形成内部具有为压电振子F7、F8设置的空洞的外封装，制成压电元件。该压电元件起压电滤波器的作用。
上面构成的压电元件具有与前述第3实施例的压电元件51一样的作用效果。
其他实施例：
本发明压电元件不限于前述实施例，在其要旨范围内可以作种种变形。
在压电体基板上形成的压电振子的形状、布局不限于前述实施例。例如，在形成了3个压电振子的情况下，将所有压电振子的传播路线对压电体基板的外缘倾斜一个角度，同时，互相大致平行，在压电体基板内不相交，这是不必要的，只要其中任意两个压电振子满足前述条件就行。
再有，在前述第2实施例中，压电体基板缺口的形状可以是任意的，例如，如图9所示，只是在传播路线45、46上形成的缺口33a、33b也可以。还有，传播路线45、46不必要与基板32的左边缘(或右边缘)平行，有一个倾斜角度也可以。
从以上的说明可知，如果按照本发明，由于至少两个压电振子振动波的传播路线互相大致平行；在压电体基板内不交叉，所以，副振动的传播路线不交叉、副振动互相的干涉没有了，对压电振子主振动的干扰也消除了。
再有，如果按照本发明，由于从至少两个压电振子振动电极开始传播的振动波，其传播路线对压电体基板的外缘倾斜一个角度，同时，互相大致平行，在压电体基板内不交叉，所以，不必耽心一个压电振子产生副振动的振动波会对另一个压电振子产生的主振动造成干扰。进而，由于副振动的传播路线不交叉，副振动互相的干涉也没有了，对压电振子主振动的干扰也消除了。
再有，如果按照本发明，由于在从至少两个压电振子振动电极开始传播的振动波的传播路线上设有压电体基板缺口，同时，振动波的传播路线互相大致平行，在压电体基板内不交叉，所以，不必耽心一个压电振子产生副振动的振动波会干扰另一个压电振子产生的主振动。进而，由于副振动的传播路线不交叉，所以，副振动互相的干涉也没有了，对压电振子主振动的干扰也消除了。
还有，如果按照本发明，从至少两个压电振子振动电极形成的间隙开口部开始传播的振动波的传播路线互相大致平行，而且，在压电体基板内不交叉，所以，不必耽心一个压电振子产生的副振动的振动波会对另一个压电振子产生的主振动造成干扰。进而，由于副振动的传播路线不交叉，所以，副振动互相的干涉也没有了，对压电振子主振动的干扰也消除了。
结果，压电振子互相的干涉没有了，能够得到寄生振动特性好的压电元件。
Claims (18)
1.一种压电元件，包括：
一个具有多个外缘的基本上矩形的压电体基板；和
多个设置在压电体基板上的压电振子，每个振子包括多个振动电极，其特征在于：
在压电体基板上设置至少两个压电振子，使其振动波的传播路线相对于压电体基板的外缘倾斜并相互基本上平行。
2.根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于：
多个压电振子的每个都包括几个能量封闭形振子。
3.根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于包括：
在两个压电振子之间电气相连的耦合电容器。
4.根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于包括：
一个具有用来容纳压电振子的内腔的外封装。
5.一个压电元件，包括：
一个具有多个外缘的基本上矩形的压电体基板；和
配置在压电体基板上的多个压电振子，每个压电振子包括多个振动电极；其特征在于：
在压电基板上设置得使其上的至少两个压电振子具有几条从各自压电振子的振动电极传播的振动波的传播路线，并且传播路线基本上是互相平行的；以及
压电体基板的外缘中至少一个外缘有几个倾斜部分，每个倾斜部分设置得相对于其中的一个相邻外缘是倾斜的，而每个倾斜的外缘部分与各自的一个振动波传播路线相交。
6.根据权利要求5所述的压电元件，其特征在于：多个压电振子的每个包括能量封闭式振子。
7.根据权利要求5所述的压电元件，其特征在于包括：
一个在两个压电振子之间电气相连的耦合电容器。
8.根据权利要求5所述的压电元件，其特征在于：
每个传播路线基本上与压电体基板的多个外缘中的一个外缘相平行。
9.一个压电元件，包括：
一个具有多个外缘的基本上矩形的压电体基板；和
多个设置在压电体基板上的压电振子，每个压电振子包括一对振动电极，振动电极相互之间离开一个间隙；其特征在于：
在一对基板上设置得使至少两个压电振子的每个振子都有一条从由各自的一对振动电极确定的各自间隙的开口部传播的振动波的传播路线，该传播路线相对于压电体基板的外缘是倾斜的并互相平行。
10.根据权利要求9所述的压电器件，其特征在于：
多个压电振子的每个都包括能量封闭式振子。
11.根据权利要求9的压电元件，其特征在于包括：
一个在两个压电振子之间电气相连的耦合电容器。
12.根据权利要求9所述的压电元件，其特征在于包括：
一个具有用来容纳压电振子的内腔的外封装。
13.根据权利要求5所述的压电元件，其特征在于：
振动波的传播路线相对于压电体基板的外缘是倾斜的。
14.一种压电元件，包括：
一个具有多个外缘的压电体基板；
多个设置在压电体基板上的压电振子，每个压电振子包括多个振动电极；其特征在于：
在压电体基板上设置至少两个压电振子，使得有两个从振动电极传播的振动波的传播路线，传播路线基本上相互平行；和
压电体基板的外缘中至少一个外缘具有多个缺口部分，缺口部分与振动电极相间隔，每个缺口部分被设置得使与振动波传播路线的各自一个传播路线相交。
15.根据权利要求14的压电元件，其中传播路线基本上平行于压电体基板的外缘中的至少一个外缘。
16.根据权利要求14所述的压电元件，其特征在于：
多个压电振子的每个振子包括能量封闭式振子。
17.根据权利要求14的压电元件，其特征在于包括：
一个连接在两个压电振子之间的耦合电容器。
18.根据权利要求14所述的压电元件，其特征在于包括：
一个具有用来容纳压电振子的内腔的外封装。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
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| CX01 | Expiry of patent term |
Expiration termination date: 20150223 Granted publication date: 19980701 |