DE10055635B4

DE10055635B4 - Piezoelektrischer Resonator

Info

Publication number: DE10055635B4
Application number: DE10055635A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Nagaokakyo Yoshio; Kenichi Nagaokakyo Kotani
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2010-03-11
Anticipated expiration: 2020-11-11
Also published as: DE10055635A1; CN1162966C; CN1300134A; US6333591B1; JP2001144576A

Abstract

Piezoelektrischer Resonator, welcher Folgendes umfaßt:
ein piezoelektrisches Substrat (2) mit ersten und zweiten Hauptflächen (2a, 2b);
auf Teilen der ersten und zweiten Hauptflächen des piezoelektrischen Substrats jeweils angeordnete erste und zweite, kreisförmige Erregerelektroden (3, 6), die einander gegenüberliegen;
erste und zweite Durchführungselektroden (4, 7), die auf den ersten und zweiten Hauptflächen (2a, 2b) des piezoelektrischen Substrats (2) positioniert sind und die mit den ersten und zweiten Erregerelektroden (3, 6) elektrisch verbunden sind; und
erste und zweite Endelektroden (5, 8), die so angeordnet sind, daß sie Außenverbindungen herstellen, und die an den Endteilen der jeweiligen ersten und zweiten Durchführungselektroden (4, 7) positioniert sind;
dadurch gekennzeichnet,
daß jede der ersten und zweiten Endelektroden (5, 8) so angeordnet ist, daß sie eine Fläche von nicht weniger als 10% der Fläche eines ringförmigen Bereichs einnimmt, der sich über eine Normalenentfernung von etwa 1,2 d bis zu etwa 2...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Resonator, der die dritte Oberwelle eines dickenvertikalen Schwingungsmodus verwendet, und insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen piezoelektrischen Resonator, der die durch die dritte Oberwelle erzeugten Resonanzeigenschaften effektiv ausnützt und dabei die Erzeugung einer Grundwelle, die unerwünschtes Ansprechen erzeugt, verhindert.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Herkömmlicherweise wird ein piezoelektrischer Resonator der Energiefallenart weit verbreitet in piezoelektrische Oszillatoren und anderen Bauteilen verwendet. Die ungeprüfte japanischen Patentanmeldungsschrift Nr. 6-112756 offenbart einen piezoelektrischen Resonator, der die dritte Oberwelle einer dickenvertikalen Schwingung verwendet, als Resonator, der in einem höheren Frequenzbereich eingesetzt werden kann.
Wie in 10 gezeigt, befindet sich in einem herkömmlichen piezoelektrischen Resonator 51 eine Erregerelektrode 53 an dem mittleren Bereich der oberen Fläche eines aus einer piezoelektrischen Keramik hergestellten piezoelektrischen Substrats 52. An dem mittleren Bereich der unteren Fläche des piezoelektrischen Substrats 52 ist eine andere (nicht abgebildete) Erregerelektrode so angeordnet, dass sie der Erregerelektrode 53 gegenüberliegt, wobei das piezoelektrische Substrat 52 dazwischen liegt. Diese auf beiden Hauptflächen angeordneten Erregerelektroden bilden einen piezoelektrischen Resonanzabschnitt der Energiefallenart, der eine dritte Oberwelle eines vertikalen Schwingungsmodus einsetzt.
Auf der oberen Fläche des piezoelektrischen Substrats 52 ist eine Durchführungselektrode 54 mit der Erregerelektrode 53 verbunden und eine Endelektrode 55 ist mit dem äußeren Ende der Durchführungselektrode 54 verbunden. Analog sind auf der unteren Fläche des piezoelektrischen Substrats 52 eine Durchführungselektrode und eine Endelektrode mit der Erregerelektrode verbunden. Die an der unteren Fläche befindliche Endelektrode ist jedoch an dem zur Endelektrode 55, die sich auf der oberen Fläche auf dem piezoelektrischen Substrat 52 befindet, gegenüberliegenden Ende angeordnet.
Der piezoelektrische Resonator 51 ist ferner mit einem aus Harz bestehenden dämpfenden Werkstoff 56 beschichtet. Der dämpfende Werkstoff 56 ist bei Betrieb des piezoelektrischen Resonators 51 außerhalb der Fläche zwischen den Erregerbereichen der Grundwelle und der dritten Oberwelle der dickenvertikalen Schwingung angeordnet. Bei dem piezoelektrischen Resonator 51, der einen dickenvertikalen Schwingungsmodus verwendet, befindet sich also der Erregerbereich der Grundwelle außerhalb des der dritten Oberwelle. Daher ermöglicht das Aufbringen des dampfenden Werkstoffs 56 auf die Fläche außerhalb der Fläche zwischen den zwei Erregerbereichen durch Dampfen nur der Grundwelle und schwaches Dampfen der dritten Oberwelle die Verwendung der dritten Oberwelle.
In diesem Fall ist der Durchmesser einer kreisförmigen Öffnung 56a, auf der die dämpfende Schicht nicht aufgebracht wird, sechs bis zwölfmal so lang wie die Wellenlänge der verwendeten dritten Oberwelle.
Die Genauigkeit des Auftrags und des Anordnen des dampfenden Werkstoffs 56 ist bei dem piezoelektrischen Resonator 51 jedoch nicht ausreichend und daher kann der piezoelektrische Resonator 51 die Grundwelle nicht ausreichend dämpfen.
Da der dämpfende Werkstoff 56 so angeordnet ist, dass er die Erregerelektrode 53 umgibt, muss zudem der piezoelektrische Resonator 51 ein Maß aufweisen, das viel größer als der Durchmesser der Öffnung 56a des dämpfenden Werkstoffs 56 ist. Dies erschwert es, die Größe des piezoelektrischen Resonators 51 zu verringern.
Da der dämpfende Werkstoff 56 so angeordnet ist, dass er die Erregerelektrode 53 umgibt, besteht ferner das Risiko einer Rissbildung in dem piezoelektrischen Substrat 52 bei Anlegen eines Temperaturschocks, einer äußeren Kraft oder einer anderen Spannung an dem piezoelektrischen Substrat 52.
Aus der US 48 70 313 ist ein piezoelektrischer Resonator bekannt, der ein piezoelektrisches Substrat mit ersten und zweiten Hauptflächen, erste und zweite Erregerelektroden, die einander gegenüberliegen, erste und zweite Durchführungselektroden und erste und zweite Endelektroden umfasst.
ZUSAMMENFASSENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Zur Überwindung der oben beschriebenen Probleme sehen bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung einen viel kleineren piezoelektrischen Resonator der Energiefallenart vor, der die Dämpfung einer Grundwelle eines dickenvertikalen Schwingungsmodus mühelos und präzis maximiert und dabei die durch die dritte Oberwelle des dickenvertikalen Schwingungsmodus erzeugten Resonanzeigenschaften effektiv nützt.
Der piezoelektrische Resonator nach der Erfindung umfasst ein piezoelektrisches Substrat, erste und zweite Erregerelektroden, die einander gegenüberliegen, erste und zweite Durchführungselektroden, die mit den ersten und zweiten Erregerelektroden jeweils elektrisch verbunden sind und auf den ersten und zweiten Hauptflächen des piezoelektrischen Substrats jeweils positioniert sind, und erste und zweite Endelektroden, die so angeordnet sind, dass sie Außenverbindungen herstellen, und an den Endteilen der jeweiligen ersten und zweiten Durchführungselektroden positioniert sind, wobei die Endteile den Seiten gegenüberliegen, an denen die jeweiligen ersten und zweiten Erregerelektroden verbunden sind. Jede der Endelektroden ist so angeordnet, dass sie eine Fläche von nicht weniger als ungefähr 10% der Fläche eines ringförmigen Bereichs einnimmt, der sich über eine Normalenentfernung von etwa 1,2 d bis zu etwa 2 d von dem äußeren Umfangsrand jeder Erregerelektrode erstreckt, wobei d der Durchmesser jeder der Erregerelektroden ist.
In einer weiteren Erscheinungsform verschiedener bevorzugter Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist Lot an mindestens einem Bereich der ersten und zweiten Hauptflächen des piezoelektrischen Substrats vorgesehen, welcher eine Fläche von nicht weniger als ungefähr 10% der Fläche des Bereichs zwischen den Erregerbereichen der Grundwelle und der dritten Oberwelle in der Endelektrode einnimmt.
In einer noch weiteren Erscheinungsform verschiedener bevorzugter Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist Lot über den gesamten oberen Flächen der Endelektroden vorgesehen.
Der piezoelektrische Resonator gemäß einer anderen bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung kann weiterhin mit den jeweiligen ersten und zweiten Endelektroden durch Löten verbundene erste und zweite Anschlussklemmen aufweisen.
Der piezoelektrische Resonator gemäß anderen bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung kann als piezoelektrisches Chip-Resonanzbauelement ausgeführt sein.
Die obigen und andere neuartige Merkmale, Eigenschaften, Vorteile und Elemente der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungen unter Bezug auf die Begleitzeichnungen hervor. Es versteht sich jedoch ausdrücklich, dass die Zeichnungen nur der Veranschaulichung dienen und nicht als Festlegung der Grenzen der vorliegenden Erfindung gedacht sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist eine perspektivische Ansicht eines piezoelektrischen Resonators gemäß einer ersten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
1B ist eine Draufsicht auf einen piezoelektrischen Resonator gemäß der ersten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Größenunterschied B zwischen dem Radius einer Erregerelektrode und dem Radius eines imaginären Kreises A entsprechend dem äußeren Umfangsrand des Erregerbereichs der dritten Oberwelle entspricht, und dem Ansprechen (Phasenwert) der Grundwelle und der dritten Oberwelle in dem piezoelektrischen Resonator gemäß der ersten bevorzugten Ausführung zeigt.
3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Verhältnis eines Elektrodenverlängerungsteils in einem ringförmigen Bereich innerhalb des Bereichs zwischen etwa 1,2 d und etwa 2 d in der Normalenentfernung von dem äußeren Umfangsrand der Erregerelektrode und dem Ansprechen der Grundwelle und der dritten Oberwelle zeigt.
4 ist eine Draufsicht, die ein abgewandeltes Beispiel des piezoelektrischen Resonators der ersten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine Draufsicht, die ein abgewandeltes Beispiel eines piezoelektrischen Resonators gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Diagramm, das den piezoelektrischen Resonator gemäß der zweiten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine Draufsicht, die ein weiteres abgewandeltes Beispiel des piezoelektrischen Resonators der zweiten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine Draufsicht, die ein noch weiteres abgewandeltes Beispiel des piezoelektrischen Resonators der zweiten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist eine Draufsicht, die ein weiteres abgewandeltes Beispiel des piezoelektrischen Resonators der zweiten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen piezoelektrischen Resonators der Energiefallenart zeigt.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
In 1A und 1B wird ein piezoelektrischer Resonator 1 gemäß der ersten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der piezoelektrische Resonator 1 weist vorzugsweise ein im Wesentlichen rechteckiges piezoelektrisches Substrat 2 auf. Das piezoelektrische Substrat 2 ist ebenfalls vorzugsweise aus einer piezoelektrischen Keramik, beispielsweise Keramik auf der Grundlage von Bleittitatanat-Zirkonat, oder aus einem piezoelektrischen Einkristall, wie Quarz, hergestellt. Bei einem aus einer piezoelektrischen Keramik hergestellten piezoelektrischen Substrat 2 ist das piezoelektrische Substrat 2 in der Dickenrichtung polarisiert.
In dem in etwa mittleren Bereich einer oberen Fläche 2a des piezoelektrischen Substrats 2 ist eine erste Erregerelektrode 3 mit einer im Wesentlichen kreisförmigen Form vorgesehen. Eine Durchführungselektrode 4 ist mit der ersten Erregerelektrode 3 verbunden, und eine Endelektrode 5 ist mit dem äußeren Ende der Durchführungselektrode 4 verbunden.
An der unteren Fläche des piezoelektrischen Substrats 2 ist eine zweite Erregerelektrode 6 so positioniert, dass sie der ersten Erregerelektrode 3 gegenüberliegt, wobei das piezoelektrische Substrat 2 dazwischen liegt. Eine zweite Durchführungselektrode 7 ist mit der zweiten Erregerelektrode 6 verbunden, und eine zweite Endelektrode 8 ist mit dem äußeren Ende der zweiten Durchführungselektrode 7 verbunden.
Die Endelektrode 5 ist an der oberen Fläche 2a des piezoelektrischen Substrats 2 entlang der Länge der durch eine Endfläche 2d und die obere Fläche 2a des piezoelektrischen Substrats 2 ausgebildeten Kante angeordnet. Die Endelektrode 5 weist ferner einen Elektrodenverlängerungsteil 5a an einer Seite der Endfläche 2e auf, der sich in Richtung auf die Seite einer Endfläche 2c erstreckt. Der Elektrodenverlängerungsteil 5a ist so gestaltet, dass er außerhalb eines in 1B gezeigten imaginären Kreises A liegt.
Der imaginäre Kreis A ist vorzugsweise bei einer Normalenentfernung von etwa 1,2 d von dem äußeren Umfangsrand der Erregerelektrode 3 des Durchmessers d angeordnet.
Die vorliegende Erfindung enthält das neuartige Merkmal, dass ein Elektrodenverlängerungsteil 5a und ein Elektrodenverlängerungsteil 8a so angeordnet sind, dass jede der oben beschriebenen Endelektroden 5 und 8 eine Fläche einnimmt, die nicht kleiner als etwa 10% der Fläche eines ringförmigen Bereichs ist, der sich über eine Normalenentfernung von etwa 1,2 d bis zu etwa 2 d von dem äußeren Umfangsrand jeder der Erregerelektroden 3 und 6 erstreckt.
Als Nächstes wird gemäß spezifischen Beispielen bevorzugter Ausführungen der vorliegenden Erfindung die Minimierung des unerwünschten Ansprechens aufgrund des Ansprechens der Grundwelle, die durch die neuartige Anordnung der oben beschriebenen Elektrodenverlängerungsteile 5a und 8a erzielt wird, beschrieben.
Als piezoelektrisches Substrat 2 wurde ein im Wesentlichen rechteckiges piezoelektrisches Substrat, das aus einer Keramik auf PZT-Grundlage hergestellt wurde und eine ungefähre Größe von 2,35 mm × 3,70 mm × 0,48 mm (Dicke) hatte, erzeugt. An den in etwa mittleren Bereichen der beiden Hauptflächen dieses piezoelektrischen Substrats 2 wurden die Erregerelektroden 3 und 6 mit einem Durchmesser d von etwa 1,4 mm vorgesehen. Bei der Endelektrode 5 betrug die Entfernung L in 1B, das heißt die Entfernung L von dem äußeren Ende der Durchführungselektrode 4 zu der Endfläche 2d etwa 0,4 mm. Durch Ändern der Differenz des Radius B zwischen dem imaginären Kreis A und der Erregerelektrode 3 wurden verschiedene piezoelektrische Resonatoren hergestellt, und es wurde deren Phasenfrequenzeigenschaften gemessen. 2 zeigt das Ansprechen der Grundwelle und der dritten Oberwelle ausgedrückt durch die Phasenfrequenzeigenschaften.
In 2 zeigt die horizontale Achse die Differenz B des Radius zwischen dem imaginären Kreis A und der Erregerelektrode 3, und die vertikale Achse zeigt die Größenordnung des Ansprechens der Grundwelle und der dritten Oberwelle (relativer Wert der Phase). Hier wurden die Phasenwerte der Grundwelle und der dritten Oberwelle bei dem herkömmlichen piezoelektrischen Resonator, der in 2 durch ”Kein Elektrodenverlängerungsteil” gekennzeichnet ist, das heißt, der piezoelektrische Resonator ohne die Elektrodenverlängerungsteile 5a und 8a, jeweils auf 1 gesetzt. Die in 2 gezeigten relativen Werte zeigen die relativen Verhältnisse der Grundwellen und der dritten Oberwellen in anderen piezoelektrischen Resonatoren bezüglich dem oben beschriebenen vorbestimmten Phasenwert.
Aus 2 ist ersichtlich, dass in dem Bereich der Größe B von etwa 0,3 mm bis etwa 0,5 mm das Ansprechen der dritten Oberwelle im Wesentlichen gleich dem des herkömmlichen piezoelektrischen Resonators ohne die Elektrodenverlängerungsteile 5a und 8a ist, aber dass die Grundwelle stark und effektiv gedämpft wird. Wenn die Größe B in etwa 0,2 mm beträgt, wird nicht nur die Grundwelle stark und sehr effektiv gedämpft, sondern das Ansprechen der dritten Oberwelle ebenfalls signifikant gedämpft.
Wenn jeder der Elektrodenverlängerungsteile 5a und 8a in dem Bereich angeordnet ist, in dem die Größe B in etwa 0,3 bis etwa 0,5 mm beträgt, mit anderen Worten ein ringförmiger Bereich, der sich über eine Normalenentfernung von etwa 1,2 d bis zu etwa 2 d von dem äußeren Umfangsrand jeder der Erregerelektroden 3 und 6 erstreckt, wo die Durchmesser der Erregerelektroden 3 und 6 jeweils d sind, wird die dritte Oberwelle somit stark und effektiv ausgenützt, während gleichzeitig die Grundwelle hinreichend gedampft wird.
In der gleichen Weise wie bei den oben beschriebenen Beispielen wurde ebenfalls entdeckt, wie viel Fläche jeder der Elektrodenverlängerungsteile 5a und 8a von der Fläche eines ringförmigen Bereichs einnehmen sollte, der sich über eine Normalenentfernung von etwa 1,2 d bis zu etwa 2 d von dem äußeren Umfangsrand jeder der Erregerelektroden 3 und 6 erstreckt, um höchst effektive Elektrodenverlängerungsteile 5a und 8a zu erhalten. Bei den in dem oben beschriebenen Beispielen erzeugten piezoelektrischen Resonator wurden im Einzelnen die Phasenfrequenzeigenschaften durch Ändern der Verhältnisse der durch die Elektrodenverlängerungsteile 5a und 8a in dem Bereich eingenommenen Flächen, wo die Größe B etwa 0,3 bis etwa 0,5 mm beträgt, gemessen. In 3 wird das Ansprechen der Grundwelle und der dritten Oberwelle, das die Phasenfrequenzeigenschaften darstellt, gezeigt.
In 3 zeigt die horizontale Achse das Verhältnis (%) der Elektrodenverlängerungsteile 5a und 8a in dem Bereich, da B etwa 0,3 bis etwa. 0,5 mm beträgt, in einem ringförmigen Bereich von etwa 1,2 d bis etwa 2 d, und die vertikale Achse zeigt die Größenordnung des Ansprechens der Grundwelle und der dritten Oberwelle (relativer Phasenwert) wie im Fall von 2. Hier werden die Phasenwerte der Grundwelle und der dritten Oberwelle in dem Fall, da das Verhältnis der Elektrodenverlängerungsteile 5a und 8a in 3 0% beträgt, auf 1 gesetzt. Die in 3 gezeigten relativen Werte geben die relativen Verhältnisse der Grundwellen und der dritten Oberwellen in mehreren piezoelektrischen Resonatoren bezüglich dein oben beschriebenen vorbestimmten Phasenwert an.
Aus 3 ist ersichtlich, dass, wenn jeder der Elektrodenverlängerungsteile 5a und 8a so angeordnet ist, dass er eine Fläche von weniger als etwa 10% der Fläche eines ringförmigen Bereichs einnimmt, der sich über eine Normalenentfernung von etwa 1,2 d bis etwa 2 d von dem äußeren Umfangsrand jeder der Erregerelektroden 3 und 6 erstreckt, die Dämpfung der Grundwelle nicht ausreichend ist.
Es ist ersichtlich, dass in Fällen, da die Durchmesser der Erregerelektroden 3 und 6 jeweils d betragen, bei Anordnung jedes der Elektrodenverlängerungsteile 5a und 8, so dass sie eine Fläche von nicht weniger als etwa 10% der Fläche eines ringförmigen Bereichs, der sich über eine Normalenentfernung von etwa 1,2 d bis zu etwa 2 d von dem äußeren Umfangsrand jeder der Erregerelektroden 3 und 6 erstreckt, einnimmt, die dritte Oberwelle effektiv genützt werden kann, während gleichzeitig die Grundwelle gedämpft wird.
In der ersten bevorzugten Ausführung ist die Konfiguration des Elektrodenverlängerungsteils nicht besonders beschränkt, auch wenn die Elektrodenverlängerungsteile 5a und 8a jeweils so angeordnet sind, dass sie mit dem äußeren Umfangsverlauf des imaginären Kreises A verbunden sind und sich außerhalb des imaginären Kreises A befinden. Wie zum Beispiel in 4 dargestellt, kann ein Elektrodenverlängerungsteil 5b mit zufällig angeordneten Vorsprüngen und Vertiefungen so angebracht sein, dass er eine Fläche von mehr als etwa 10% der Fläche des Bereichs zwischen einem imaginären Kreis C, dessen oben beschriebene Normalenentfernung etwa 1,2 d beträgt, und einem imaginären Kreis A, dessen oben beschriebene Normalenentfernung etwa 2 d beträgt, einnimmt.
Wie ebenfalls in 5 gezeigt wird, kann der Elektrodenverlängerungsteil 5a so abgewandelt werden, dass ein linearer Bereich 5c vorgesehen wird, der zu der Seitenfläche 2e des piezoelektrischen Substrats 2 führt. In diesem Fall kann auch ein linearer Bereich 8c für die Endelektrode 8 an der unteren Fläche 2b des piezoelektrischen Substrats 2 vorgesehen werden, ähnlich dem linearen Bereich 5c, das heißt die linearen Bereiche 5c und 8c können einander an der Seite der Seitenfläche 2d gegenüberliegen.
In 6 wird ein piezoelektrischer Resonator 11 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Bei dem piezoelektrischen Resonator 11 der zweiten bevorzugten Ausführung wird eine Endelektrode 5 vorzugsweise in der gleichen Weise wie das abgewandelte Beispiel des in 5 gezeigten piezoelektrischen Resonators 1 gebaut, unterscheidet sich jedoch von diesem dadurch, dass eine Lötschicht 12 auf der Endelektrode 5 aufgebracht ist.
Die Lötschicht 12 ist auf der Endelektrode 5 an dem Bereich vorgesehen, der eine Fläche von nicht weniger als etwa 10% der Fläche des Bereichs einnimmt, der sich über eine Normalenentfernung von etwa 1,2 d bis zu etwa 2 d erstreckt, das heißt einen Bereich des Elektrodenverlängerungsteils 5a. In diesem Fall bewirkt das Vorsehen der Lötschicht 12 eine sehr wirksame Dämpfung der Grundwelle.
In anderer Hinsicht ähnelt die zweite bevorzugte Ausführung vorzugsweise der ersten bevorzugten Ausführung und daher unterbleibt eine Beschreibung derselben, und die entsprechenden Abschnitte der Beschreibung der ersten bevorzugten Ausführung werden zur Vermeidung von Wiederholungen verwendet. Daher werden in den ersten und zweiten bevorzugten Ausführungen die gleichen Bereiche mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Die oben beschriebene Lötschicht 12 kann über dem gesamten Bereich des Elektrodenverlängerungsteils 5a angeordnet werden, und kann weiterhin so angeordnet werden, dass sie den gesamten Bereich der Endelektrode 5 bedeckt.
Die Endelektrode 8 an der unteren Fläche kann ebenfalls in gleicher Weise mit einer Lötschicht versehen werden.
In 7 bis 9 werden abgewandelte Beispiele gemäß der zweiten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Bei einem in 7 gezeigten piezoelektrischen Resonator 13 ist eine Endelektrode 5 so angeordnet, dass sie nicht die gesamte Breite der Endfläche 2d des piezoelektrischen Substrats 2 bedeckt. Ein Elektrodenverlängerungsteil 5a ist ferner in der Endelektrode 5 angeordnet, und eine Lötschicht 12 ist so aufgebracht, dass sie sich über den Elektrodenverlängerungsteil 5a erstreckt.
Bei einem in 8 gezeigten piezoelektrischen Resonator 14 ist ein Elektrodenverlängerungsteil 5a der Endelektrode 5 an beiden Seiten einer Durchführungselektrode 4 positioniert, und es sind auch eine Vielzahl von Lötschichten 12 an dem Elektrodenverlängerungsteil 5a der Endelektrode 5 verteilt. Bei Vorsehen einer Lötschicht kann die Lötschicht auf diese Weise als Vielzahl von Lötschichten 12 verteilt werden.
Bei einem in 9 gezeigten piezoelektrischen Resonator 15 ist eine Endelektrode 5 so angeordnet, dass sie sich nicht zu einer Seitenfläche 2f des piezoelektrischen Substrats 2 erstreckt, und eine Lötschicht 12 ist über der gesamten oberen Fläche der Endelektrode 5 angebracht.
Wie aus 7 bis 9 hervorgeht, können bei dem piezoelektrischen Resonator gemäß verschiedenen bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung die Konfigurationen der Endelektroden 5 und 8 entsprechend geändert werden, solange die Endelektroden so angeordnet sind, dass sie eine Fläche von nicht weniger als etwa 10% der Fläche des Bereichs zwischen den Erregerbereichen der Grundwelle und der dritten Oberwelle einnehmen, und die Form eines Ausbildungsteils einer Lötschicht kann ebenfalls entsprechend geändert werden, wenn eine Lötschicht wie bei der zweiten bevorzugten Ausführung gebildet wird.
Ferner kann der piezoelektrische Resonator gemäß verschiedenen bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung durch Verbinden der ersten und zweiten Anschlussklemmen mit den Endelektroden 5 und 8 mittels Löten als piezoelektrisches Resonanzbauteil mit Anschlussdrähten gebaut werden, oder er kann durch Unterbringen des piezoelektrischen Resonators 1 in einem entsprechenden Baugruppenaufbau als piezoelektrisches Chip-Resonanzbauteil ausgeführt werden.
Da jede der ersten und zweiten Endelektroden so angeordnet ist, dass sie eine Fläche von nicht weniger als etwa 10% der Fläche eines ringförmigen Bereichs, der sich über eine Normalenentfernung von etwa 1,2 d bis zu etwa 2 d von dem äußeren Umfangsrand jeder der Erregerelektroden erstreckt, einnimmt, wird, wie vorstehend beschrieben, bei dem piezoelektrischen Resonator gemäß verschiedenen bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung die Grundwelle stark und ausreichend gedampft und die auf der dritten Oberwelle beruhenden Resonanzeigenschaften werden ebenfalls wirksam ausgenutzt, was einen piezoelektrischen Resonator der Energiefallenart ermöglicht, der die dritte Oberwelle eines dickenvertikalen Modus nutzt und ausgezeichnete Resonanzeigenschaften aufweist.
Weiterhin erfordert der herkömmliche piezoelektrische Resonator zur Dämpfung der Grundwelle die Verwendung eines dämpfenden Werkstoffes, der aus Harz oder ähnlichem besteht, während der piezoelektrische Resonator gemäß verschiedenen bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung die Grundwelle nur durch Verlängern der Endelektrode, so dass eine Fläche von nicht weniger als etwa 10% der Fläche des oben beschriebenen Bereichs eingenommen wird, wirksam und stark dampft. Dadurch können bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung mühelos hergestellt und mit großer Genauigkeit ausgebildet werden. Der piezoelektrische Resonator gemäß verschiedenen bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung kann daher die Grundwelle wirksamer dampfen und lässt auch eine Verringerung der Bauteilgröße zu.
Wenn Lot auf mindestens einem Bereich des Elektrodenverlängerungsteils aufgebracht wird, der so angeordnet ist, dass er eine Fläche von nicht weniger als etwa 10% der Fläche des Bereichs zwischen den Erregerbereichen der Grundwelle und der dritten Oberwelle einnimmt, wird durch die Wirkung der hinzugegebenen Lotmasse eine höchst wirksame Dämpfung der Grundwelle bewirkt.
Wenn Lot über der gesamten oberen Fläche der Endelektrode vorgesehen wird, wird die Grundwelle noch wirksamer gedampft, und die elektrische Verbindung und die physikalische Verbindung der Anschlussklemmen oder einer Baugruppe mit Verbindungselektroden, etc. wird durch Verwenden des Lots mühelos ermöglicht.
Wenn die ersten und zweiten Anschlussklemmen mittels Lot mit den ersten und zweiten Endelektroden verbunden werden, wird nicht nur die Grundwelle gemäß bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung ausreichend gedampft, sondern es kann auch ein piezoelektrisches Resonanzbauteil mit Anschlussdrähten, das die Resonanzeigenschaften der dritten Oberwelle wirksam nutzt, vorgesehen werden.

Claims

Piezoelektrischer Resonator, welcher Folgendes umfaßt: ein piezoelektrisches Substrat (2) mit ersten und zweiten Hauptflächen (2a, 2b); auf Teilen der ersten und zweiten Hauptflächen des piezoelektrischen Substrats jeweils angeordnete erste und zweite, kreisförmige Erregerelektroden (3, 6), die einander gegenüberliegen; erste und zweite Durchführungselektroden (4, 7), die auf den ersten und zweiten Hauptflächen (2a, 2b) des piezoelektrischen Substrats (2) positioniert sind und die mit den ersten und zweiten Erregerelektroden (3, 6) elektrisch verbunden sind; und erste und zweite Endelektroden (5, 8), die so angeordnet sind, daß sie Außenverbindungen herstellen, und die an den Endteilen der jeweiligen ersten und zweiten Durchführungselektroden (4, 7) positioniert sind; dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten Endelektroden (5, 8) so angeordnet ist, daß sie eine Fläche von nicht weniger als 10% der Fläche eines ringförmigen Bereichs einnimmt, der sich über eine Normalenentfernung von etwa 1,2 d bis zu etwa 2 d von dem äußeren Umfangsrand jeder der ersten und zweiten Erregerelektrode (3, 6) erstreckt, wobei d der Durchmesser jeder der ersten und zweiten Erregerelektroden (3, 6) ist, und daß jede der ersten und zweiten Erre gerelektroden (5, 8) Elektrodenverlängerungsteile (5a, 8a) umfaßt, die außerhalb eines imaginären Kreises (A, C) liegen, der bei einer Normalenentfernung von etwa 1,2 d bis zu etwa 2 d von dem äußeren Umfangsrand jeder Erregerelektrode (3, 6) angeordnet ist.
Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lötschicht (12) auf mindestens einem Teil des Bereichs vorgesehen ist, in dem jede der ersten und zweiten Endelektroden (5, 8) eine Fläche einnimmt, die nicht weniger als etwa 10% der Fläche des ringförmigen Bereichs beträgt.
Piezoelektrischer Resonator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötschicht (12) so angeordnet ist, daß sie sich über die gesamten oberen Flächen der ersten und zweiten Endelektroden (5, 8) erstreckt.
Piezoelektrischer Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher weiterhin mit den jeweiligen ersten und zweiten Endelektroden (5, 8) mittels Löten verbundene erste und zweite Anschlußklemmen umfaßt.
Piezoelektrischer Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Substrat (2) im Wesentlichen rechteckig ist.
Piezoelektrischer Resonator nach einem der vorhergehenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Substrat (2) entweder aus einer piezoelektrischen Keramik oder aus einem piezoelektrischen Einkristall hergestellt ist.