DE69714162T2

DE69714162T2 - Piezoelektrischer Resonator und elektronisches Bauelement damit

Info

Publication number: DE69714162T2
Application number: DE69714162T
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Unami
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1997-04-07
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2017-04-08
Also published as: NO971943D0; CN1077356C; JPH1093379A; JP3267171B2; NO971943L; EP0829957A3; EP0829957A2; CN1176532A; US5925971A; EP0829957B1; DE69714162D1

Description

Die vorliegende, in den beigeschlossenen Patentansprüchen definierte Erfindung bezieht sich auf piezoelektrische Resonatoren und diese verwendende elektronische Bauelemente und insbesondere auf einen piezoelektrischen Resonator, welcher ein Basisbauteil mit einer Erstreckung in Längsrichtung, ein polarisiertes piezoelektrisches, mindestens einen Teil des genannten Basisbauteils bildendes Bauteil und ein Paar mit dem genannten Basisbauteil versehener externer Elektroden umfaßt. Der piezoelektrische Resonator nutzt die mechanische Resonanz eines piezoelektrischen Bauteils. Elektronische Komponenten, die den piezoelektrischen Resonator verwenden, sind beispielsweise Leiterfilter, Oszillatoren, Diskriminatoren oder Filter.
Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht eines piezoelektrischen Resonators, den die Anmelderin in einer Anmeldung beim japanischen Patentamt mit der Nummer 8-110475, welche noch nicht veröffentlicht wurde und die mit der europäischen Patentanmeldung, welche als EP-A-0800269 veröffentlicht wurde, verbunden ist, vorgeschlagen hat. Fig. 19 ist eine Ansicht mit der Darstellung der inneren Struktur des in Fig. 18 gezeigten piezoelektrischen Resonators. Ein piezoelektrischer Resonator 1 weist ein Basisbauteil 2 auf, welches beispielsweise eine Rechteck-Parallelepipedonform aufweist. Das Basisbauteil 2 wird durch integrales Laminieren einer Mehrzahl von piezoelektrischen Schichten mit dazwischen angeordneten Elektroden 3 gebildet. Die piezoelektrischen Schichten werden aus piezoelektrischer Keramik hergestellt. Die Elektroden 3 sind so angeordnet, daß ihre Oberflächen senkrecht zur Längsrichtung des Basisbauteils 2 verlaufen und sie einen gewissen Abstand zwischen sich aufweisen.
Die piezoelektrischen Schichten werden, wie in Fig. 19 gezeigt, an beiden Seiten der Elektroden 3 in der Längsrichtung des Basisbauteils 2 in entgegengesetzten Richtungen polarisiert, und damit wird ein schwingender Bereich 4 gebildet, wie dies in gestrichelten Linien in Fig. 19 dargestellt wird. Da die Elektroden im piezoelektrischen Resonator 1 nicht an beiden Enden des Basisbauteils 2 in Längsrichtung ausgebildet werden, dienen die an beiden Enden des Basisbauteils 2 angeordneten piezoelektrischen Schichten als piezoelektrisch nicht aktive Dummyschichten "d".
An entgegengesetzten Seiten des Basisbauteils 2 wird jeweils eine Mehrzahl von Isolierschichten 5 und 6 ausgeformt. Auf einer Seitenfläche des Basisbauteils 2 werden alternierend freiliegende Teile der Elektroden 3 durch die Isolierschicht 5 abgedeckt. Auf der anderen Seitenfläche des Basisbauteils 2 werden alternierend freiliegende Teile der Elektroden 3, die auf der oben beschriebenen Seite nicht durch die Isolierschicht 5 abgedeckt werden, durch die Isolierschicht 6 abgedeckt.
Auf den Seitenflächen des Basisbauteils 2, auf denen die Isolierschichten 5 und 6 ausgebildet werden, d. h. also auf Verbindungsbereichen, werden die externen Elektroden 7 und 8 ausgebildet. Demzufolge ist die externe Elektrode mit den Elektroden 3 verbunden, die nicht durch die Isolierschicht 5 abgedeckt sind, und die externe Elektrode 8 ist mit den Elektroden 3 verbunden, die nicht durch die Isolierschicht 6 abgedeckt sind. Mit anderen Worten sind unter den Elektroden 3 nebeneinanderliegende Elektroden jeweils mit den externen Elektroden 7 bzw. 8 verbunden. Die externen Elektroden 7 und 8 werden als Eingangs- und Ausgangselektroden verwendet. Die Fig. 20A und 20B zeigen Schwingungszustände in dem in den Fig. 18 und 19 gezeigten piezoelektrischen Resonator. Der in den Fig. 20A und 20B gezeigte piezoelektrische Resonator 1 weist die gleiche Struktur auf wie der oben beschriebene piezoelektrische Resonator.
Zwischen drei Reihen von Pfeilen, die in dem Basisbauteil 2 des piezoelektrischen Resonators 1 der Fig. 20A und 20B gezeigt werden, gibt die obere Reihe von Pfeilen die Richtung an, in der das elektrische Feld angelegt wird, die mittlere Reihe von weißen Pfeilen gibt die Richtung der Polarisierung an, und die untere Reihe von Pfeilen gibt die Richtung an, in der sich jede piezoelektrische Schicht in dem versteiften piezoelektrischen Resonator ausdehnt und zusammenzieht.
Wenn ein Wechselstromsignal, das seine Spannungsrichtung im Zeitverlauf wechselt, an dem piezoelektrischen Resonator 1 angelegt wird, wechselt das Basisbauteil 2 alternierend seinen Zustand zwischen den in Fig. 20A und Fig. 20B gezeigten Zuständen, um in der Längsrichtung zu schwingen. Mit anderen Worten dehnt sich, wenn an jede piezoelektrische Schicht in der gleichen Richtung wie derjenigen der Polarisierung und wie in Fig. 20A gezeigt ein elektrisches Feld angelegt wird, jede piezoelektrische Schicht in der Längsrichtung des Basisbauteils 2 aus, und das Basisbauteil 2 dehnt sich insgesamt in der Längsrichtung aus. Wenn auf der anderen Seite an jeder piezoelektrischen Schicht in der zu der in Fig. 20B gezeigten entgegengesetzten Richtung der Polarisierung ein elektrisches Feld angelegt wird, zieht sich jede piezoelektrische Schicht in der Längsrichtung des Basisbauteils 2 zusammen, und das Basisbauteil 2 zieht sich insgesamt in der Längsrichtung zusammen. Diese Vorgänge werden wiederholt, und das Basisbauteil 2 schwingt in der Längsrichtung.
Der piezoelektrische Resonator 1 weist eine Struktur auf, in der sich jede piezoelektrische Schicht in der gleichen Richtung ausdehnt und zusammenzieht, wenn, wie in den Fig. 20A und 20B gezeigt, ein elektrisches Feld angelegt wird. Mit anderen Worten hat jede piezoelektrische Schicht eine Antriebskraft in der gleichen Richtung, welche durch den umgekehrten piezoelektrischen Effekt generiert wird. Demzufolge wird ein Eingangssignal effizient in mechanische Schwingungen im piezoelektrischen Resonator 1 umgewandelt, und es kann einen größeren elektromagnetischen Kopplungskoeffizienten aufweisen und ferner ein relativ großes ΔF, welches eine Differenz zwischen der Resonanzfrequenz Fr und der Antiresonanzfrequenz Fa ist. Ein Resonator, welcher ein großes AF aufweist, ist beispielsweise für ein Frequenz-Breitbandfilter geeignet.
Ein Filter mit schmalem Frequenzband und ein Oszillator erfordern jedoch möglicherweise ein kleines ΔF. Um ein kleines AF in dem unter Bezugnahme auf die Fig. 18 bis 20B beschriebenen piezoelektrischen Resonator 1 zu erhalten, muß die Fläche jeder Elektrode bzw. die Größe oder Dicke der piezoelektrischen Schichten verändert werden, und es ist hierfür umständliche Arbeit erforderlich.
Demzufolge ist es die Hauptaufgabe der Erfindung, einen piezoelektrischen Resonator zu liefern, welcher ein kleines ΔF aufweist und für ein Filter mit schmalem Frequenzband und einen Oszillator geeignet ist.
Nach einem Merkmal der Erfindung wird die vorliegende Aufgabe durch die Lieferung eines piezoelektrischen Resonators der vorerwähnten Art gelöst, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß der mindestens einen Teil des genannten Basisbauteils bildende laminierte Bauteilbereich dadurch geliefert wird, daß alternierend eine Mehrzahl von piezoelektrischen Schichten und eine Mehrzahl von Innenelektroden laminiert werden, wobei die genannten piezoelektrischen Schichten aus dem genannten piezoelektrischen Bauteil hergestellt und in Längsrichtung des genannten Basisbauteils polarisiert werden, wobei die genannten Innenelektroden zur Längsrichtung des genannten Basisbauteils senkrecht und jeweils mit dem genannten Paar externer Elektroden verbunden sind und der genannte Bereich des laminierten Bauteils einen ersten schwingenden Bereich und einen zweiten schwingenden Bereich aufweist, welche jeweils Basisschwingungen in Längsrichtung in zueinander entgegengesetzten Phasen erregen. Wenn bei dem vorgenannten piezoelektrischen Resonator an die piezoelektrische Schicht des genannten ersten schwingenden Bereiches in der gleichen Richtung wie der Polarisierungsrichtung ein elektrisches Feld angelegt wird, kann an die piezoelektrische Schicht des genannten zweiten schwingenden Bereiches in einer zur Polarisierungsrichtung entgegengesetzten Richtung ein elektrisches Feld angelegt werden, und wenn an die piezoelektrische Schicht des genannten ersten schwingenden Bereiches ein elektrisches Feld in zur Polarisierungsrichtung entgegengesetzter Richtung angelegt wird, kann an die piezoelektrische Schicht des genannten zweiten schwingenden Bereiches ein elektrisches Feld in der gleichen Richtung wie der Polarisierungsrichtung angelegt werden.
Die vorstehende Aufgabe wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch die Lieferung eines elektronischen Bauelements zur Verwendung mit dem oben beschriebenen piezoelektrischen Resonator gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das genannte Basisbauteil über ein Montagebauteil durch ein Tragebauteil gehalten wird und das genannte Montagebauteil im Mittelabschnitt des genannten Basisbauteils in der Längsrichtung angeordnet ist.
Bei dem oben genannten elektronischen Bauelement kann das genannte Tragebauteil ein Isoliersubstrat sein, auf dem eine strukturierte Elektrode ausgebildet wird.
Bei dem oben erwähnten elektronischen Bauelement kann eine Mehrzahl von den genannten, in Leiterform in Reihe und parallel geschalteten piezoelektrischen Resonatoren auf dem genannten Isoliersubstrat montiert werden.
Bei dem obigen elektronischen Bauelement kann auf dem Isoliersubstrat eine Kappe in der Weise angeordnet werden, daß die Basisbauteile abgedeckt werden.
Bei einem piezoelektrischen Resonator nach der vorliegenden Erfindung wird eine Längsgerichtete Basisschwingung im Basisbauteil angeregt, wenn in der Längsrichtung des Basisbauteils ein elektrisches Feld angelegt wird. Diese Schwingung wird in einem versteiften piezoelektrischen Resonator generiert. Demzufolge können Schwingungen in Betriebsarten, wie den Betriebsarten in Richtung der Breite und der Dicke, die sich von der Basisschwingung unterscheiden, wahrscheinlich nicht auftreten, und es werden überlegene Eigenschaften erhalten.
Da die ersten und zweiten schwingenden Bereiche des Basisbauteils, in dem eine Längsgerichtete Basisschwingung erregt wird, in einem erfindungsgemäßen piezoelektrischen Resonator entgegengesetzten Phasen schwingen, wird ΔF klein.
Wenn ein elektronisches Bauelement, wie z. B. ein Leiterfilter, ein Oszillator, ein Diskriminator und ein Filter, unter Verwendung dieses piezoelektrischen Resonators hergestellt wird, erfolgt die Montage des piezoelektrischen Resonators auf einem Isoliersubstrat, auf dem strukturierte Elektroden ausgebildet sind, und kann mit einer Kappe abgedeckt werden, um ein chipartiges (oberflächenmontiertes) elektronisches Bauelement zu bilden. Durch Anpassen des Verhältnisses oder der relativen Position des zweiten schwingenden Bereiches und des ersten schwingenden Bereiches in einem erfindungsgemäßen piezoelektrischen Resonator kann ΔF aus einem breiten Bereich ausgewählt werden, ohne die Abmessungen des piezoelektrischen Resonators zu verändern, womit verschiedene ΔF-Werte implementiert werden.
Erfindungsgemäß kann ein piezoelektrischer Resonator mit einem kleinen ΔF erhalten werden. Demzufolge wird ein für ein Filter mit schmalem Frequenzband geeigneter piezoelektrischer Resonator erhalten.
Da ein chipartiges elektronisches Bauelement unter Verwendung des piezoelektrischen Resonators hergestellt werden kann, ist es einfach, das Bauelement auf einer Leiterplatte zu montieren.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen piezoelektrischen Resonators;
Fig. 2 eine Ansicht mit der Darstellung des in Fig. 1 gezeigten piezoelektrischen Resonators;
Fig. 3A und 3B eine Erläuterung der Schwingungsbedingungen des in den Fig. 1 und 2 gezeigten piezoelektrischen Resonators;
Fig. 4 eine Ansicht mit der Darstellung von Veränderungen bei der Dicke jeder piezoelektrischen Schicht während der Schwingung eines erfindungsgemäßen piezoelektrischen Resonators;
Fig. 5 eine Ansicht eines für die Überprüfung der Eigenschaften verwendeten erfindungsgemäßen piezoelektrischen Resonators;
Fig. 6 eine Ansicht eines für Vergleichzwecke gezeigten piezoelektrischen Resonators;
Fig. 7A und 7B eine Erläuterung der Struktur- und Schwingungsbedingungen eines weiteren erfindungsgemäßen piezoelektrischen Resonators;
Fig. 8A und 8B eine Erläuterung der Struktur- und Schwingungsbedingungen eines weiteren erfindungsgemäßen piezoelektrischen Resonators;
Fig. 9 ein Schaltbild des in Fig. 8 gezeigten piezoelektrischen Resonators;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Bauelements, welches den piezoelektrischen Resonator nach der vorliegenden Erfindung verwendet;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines in dem in Fig. 1 gezeigten elektronischen Bauelement verwendeten Isoliersubstrats;
Fig. 12 eine perspektivische Explosionszeichnung des in Fig. 10 gezeigten elektronischen Bauelements;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen piezoelektrischen Resonators;
Fig. 14 eine Ansicht mit der Darstellung der Struktur des in Fig. 13 gezeigten piezoelektrischen Resonators;
Fig. 15 eine perspektivische Ansicht eines Hauptbereiches eines den in den Fig. 13 und 14 gezeigten piezoelektrischen Resonator verwendenden elektronischen Bauelements;
Fig. 16 eine perspektivische Explosionszeichnung des Hauptbereiches des in Fig. 15 gezeigten elektronischen Bauelements;
Fig. 17 ein Schaltbild des in den Fig. 15 und 16 gezeigten elektronischen Bauelementes;
Fig. 18 eine perspektivische Ansicht eines piezoelektrischen Resonators, den die Anmelderin vorgeschlagen, jedoch noch nicht veröffentlicht hat;
Fig. 19 eine Darstellung der inneren Struktur des in Fig. 18 gezeigten piezoelektrischen Resonators;
Fig. 20A und 20B eine Erläuterung der Schwingungsbedingungen des in den Fig. 18 und 19 gezeigten piezoelektrischen Resonators.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines piezoelektrischen Resonators nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt die innere Struktur des piezoelektrischen Resonators. Der piezoelektrische Resonator 10 weist ein Basisbauteil 12 auf, welches beispielsweise eine rechteckige bzw. Parallelepipedonform aufweist. Das Basisbauteil 12 weist einen Bereich eines laminierten Bauteils auf, welcher durch Laminieren einer Mehrzahl von piezoelektrischen Schichten mit dazwischen angeordneten Innenelektroden 14 ausgebildet wird. Der Bereich des laminierten Bauteils weist einen ersten schwingenden Bereich 24a und zweite schwingende Bereiche 24B auf. Die piezoelektrischen Schichten werden aus piezoelektrischer Keramik hergestellt. Eine Mehrzahl von Innenelektroden 14 wird in der Weise ausgebildet, daß ihre Flächen zu der Längsrichtung des Basisbauteils 12 senkrecht verlaufen und die Elektroden einen bestimmten Abstand zwischen sich haben.
Der ersten schwingende Bereich 24a belegt den größten Teil des Basisbauteils 12 im piezoelektrischen Resonator 10 und erregt eine längsgerichtete Basisschwingung am Basisbauteil 12. In dem ersten schwingenden Bereich 24a werden nebeneinanderliegende piezoelektrische Schichten, welche eine Innenelektrode 14 zwischen sich aufweisen, in entgegengesetzten Richtungen in der Längsrichtung des Basisbauteils 12 polarisiert, wie dies in Fig. 2 durch schwarze Pfeile gezeigt wird. Zweite schwingende Bereiche 24b werden an beiden Seiten des ersten schwingenden Bereiches 24a ausgebildet. Die zweiten schwingenden Bereiche 24b mindern das ΔF des piezoelektrischen Resonators 10, während sie in dem ersten schwingenden Bereich 24a die Schwingungseffizienz leicht mindern. Die piezoelektrische Schicht jedes der zweiten schwingende Bereich 24b wird in der gleichen Richtung polarisiert, wie die der danebenliegenden piezoelektrischen Schicht des ersten schwingenden Bereiches 24a, wobei dazwischen die Innenelektrode 14 angeordnet ist, wie dies in Fig. 2 durch weiße Pfeile gezeigt wird. An beiden Enden der schwingenden Bereiche 24b werden Dummyschichten "d" ausgebildet. Die Dummyschichten "d" müssen, wenn dies nicht erforderlich ist, nicht ausgeformt werden.
An gegenüberliegenden Seitenflächen des Basisbauteils 12 wird jeweils eine Mehrzahl von Isolierschichten 16 und 18 ausgebildet. An einer Seitenfläche des Basisbauteils 12 deckt die Isolierschicht 16 den freiliegenden Bereich jeder anderen Innenelektrode 14 ab. An der anderen Seitenfläche des Basisbauteils 12 deckt die Isolierschicht 18 den freiliegenden Bereich jeder anderen auf der oben beschriebenen Seitenfläche nicht durch die Isolierschicht 16 abgedeckte Innenelektrode 14 ab. Die beiden Seitenflächen des Basisbauteils 12, auf dem die Isolierschichten 16 und 18 ausgebildet werden, dienen als Verbindungsbereiche zu externen Elektroden, welche später beschrieben werden.
In diesen Verbindungsbereichen, d. h. an den Seitenflächen des Basisbauteils 12, auf dem die Isolierschichten 16 und 18 ausgebildet werden, werden externe Elektroden 20 und 22 ausgebildet. Die externe Elektrode 20 steht mit den Innenelektroden 14, die nicht durch die Isolierschicht 16 abgedeckt werden, in Verbindung, und die externe Elektrode 22 steht mit den Innenelektroden 14, welche nicht durch die Isolierschicht 18 abgedeckt werden, in Verbindung. Mit anderen Worten stehen nebeneinanderliegende Innenelektroden 14 mit den externen Elektroden 20 bzw. 22 in Verbindung. Die externen Elektroden 20 und 22 werden als Eingangs- und Ausgangselektroden des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Resonators 10 verwendet. Da zwischen nebeneinanderliegenden Innenelektroden 14 ein elektrisches Feld angelegt wird, ist das Basisbauteil piezoelektrisch aktiv.
Die Fig. 3A und 3B zeigen Schwingungsbedingungen in dem in Fig. 1 und 2 gezeigten piezoelektrischen Resonator. Der in den Fig. 3A und 3B gezeigte piezoelektrische Resonator 10 hat die gleiche Struktur wie der in den Fig. 1 und 2 piezoelektrische Resonator.
Unter den drei in dem Basisbauteil 12 des piezoelektrischen Resonators 10 in den Fig. 3A und 3B gezeigten Reihen von Pfeilen gibt die obere Reihe von Pfeilen die Richtung an, in der ein elektrisches Feld angelegt wird, die mittlere Reihe weißer Pfeile gibt die Richtung der Polarisierung an, und die untere Reihe von Pfeilen gibt die Richtung an, in der sich jede piezoelektrische Schicht in dem versteiften piezoelektrischen Resonator ausdehnt und zusammenzieht.
Wenn ein Wechselstromsignal, dessen Spannungsrichtung sich im Zeitverlauf ändert, an den externen Elektroden 20 und 22 des piezoelektrischen Resonators 10 angelegt wird, liegt ein elektrisches Feld in entgegengesetzten Richtungen zu den nebeneinanderliegenden piezoelektrischen Schichten an beiden Seiten einer Innenelektrode 14 an, die das Basisbauteil 12 bildet, und es wird eine längsgerichtete Basisschwingung angeregt, wobei der Mittelpunkt des Basisbauteils 12 als ein Knoten dient. Das Basisbauteil 12 ändert alternierend seinen Zustand zwischen den in den Fig. 3A und 3B gezeigten Zuständen, um in der Längsrichtung zu schwingen.
Wenn an jede piezoelektrische Schicht in dem ersten schwingenden Bereich 24a in der gleichen Richtung wie der in Fig. 3A gezeigten Polarisierungsrichtung ein elektrisches Feld angelegt wird, dehnt sich jede piezoelektrische Schicht in der Längsrichtung des Basisbauteils 12 aus, und das Basisbauteil 12 dehnt sich insgesamt in der Längsrichtung aus. Da an jede piezoelektrische Schicht der zweiten schwingenden Bereiche 24b in der zur Richtung der Polarisierung entgegengesetzten Richtung ein elektrisches Feld angelegt wird, ziehen sich dagegen die zweiten schwingenden Bereiche 24b in der Längsrichtung des Basisbauteils 12 zusammen.
Wenn, wie in Fig. 3B gezeigt, auf der anderen Seite an jede piezoelektrische Schicht in der zur Polarisierungsrichtung entgegengesetzten Richtung ein elektrisches Feld angelegt wird, zieht sich jede piezoelektrische Schicht in der Längsrichtung des Basisbauteils 12 zusammen, und das Basisbauteil 12 zieht sich insgesamt in der Längsrichtung zusammen. Da an jede piezoelektrische Schicht der zweiten schwingenden Bereiche 24b in der gleichen Richtung wie der Polarisierungsrichtung ein elektrisches Feld angelegt wird, dehnen sich jedoch die zweiten schwingenden Bereiche 24b in der Längsrichtung des Basisbauteils 12 aus.
Fig. 4 ist eine Darstellung von Veränderungen bei der Dicke jeder piezoelektrischen Schicht während der Schwingung im piezoelektrischen Resonator 10 nach der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 4 wird die Dicke jeder piezoelektrischen Schicht vor dem Zusammenziehen des Basisbauteils 12 durch t angegeben, und die Dicken der piezoelektrischen Schicht nach dem Zusammenziehen werden durch t&sub1;, t&sub2; und t&sub3; angegeben. Diese Dicken haben eine Beziehung von t > t&sub3; > t&sub2; > t&sub1;. Die piezoelektrischen Schichten ziehen sich in dem Maße stärker zusammen, wie sie näher am Mittelpunkt des Basisbauteils 12 liegen.
Wie oben beschrieben schwingen in dem in den Fig. 1 bis 3B gezeigten piezoelektrischen Resonator 10 die zweiten schwingenden Bereiche 24b, welche einen Teil des Basisbauteils 12 belegen, in dem die Basisschwingung in Längsrichtung angeregt wird, in der zur Schwingungsrichtung des ersten schwingenden Bereiches 24a, welcher den größten Teil des Basisbauteils belegt, entgegengesetzten Richtung. Demzufolge wird die Schwingungseffizienz im ersten schwingenden Bereich 24a leicht gemindert, und ΔF des piezoelektrischen Resonators 10 wird reduziert. Demzufolge wird ein für ein Filter mit schmalem Frequenzband und einen Oszillator geeigneter piezoelektrischer Resonator erhalten.
Da darüber hinaus der piezoelektrische Resonator 10 von versteiftem Typ ist und in ihm eine Basisschwingung in Längsrichtung angeregt wird, können Schwingungen in Form von Schwingungen in Richtung der Breite und der Dicke, die sich von der Basisschwingung unterscheiden, kaum auftreten, und es werden überlegene Eigenschaften erhalten.
Durch Anpassen des Verhältnisses oder der Positionsbeziehung zwischen den schwingenden Bereichen 24b und dem schwingenden Bereich 24a im piezoelektrischen Resonator 10 kann ΔF aus einem breiten Bereich aufgrund seiner Struktur ohne Veränderung der Abmessungen des piezoelektrischen Resonators 10 ausgebildet werden, wobei verschiedene Werte von ΔF implementiert werden. Beispielsweise werden in der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform die zweiten schwingenden Bereiche 24b an beiden Enden des ersten schwingenden Bereiches 24a ausgebildet. Die Struktur ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Die zweiten schwingenden Bereiche 24b können am Mittelpunkt des Basisbauteils 12 angeordnet sein. In dem piezoelektrischen Resonator 10 werden die zweiten schwingenden Bereiche 24b an beiden Seiten des ersten schwingenden Bereiches 24a, eine Schicht an jeder Seite, ausgebildet. Die Struktur ist auf dieses Beispiel beschränkt. Lediglich eine Schicht eines zweiten schwingenden Bereiches 24b kann innerhalb des ersten schwingenden Bereiches 24a ausgebildet werden. Es kann eine Mehrzahl von Schichten der zweiten schwingenden Bereiche 24b ausgebildet werden.
Fig. 5 ist eine Darstellung eines piezoelektrischen Resonators nach der Erfindung zur Überprüfung der Eigenschaften. Fig. 6 zeigt einen piezoelektrischen Resonator für Vergleichszwecke.
Ein in Fig. 5 gezeigter piezoelektrischer Resonator 10 mißt 3,78 mm in der Länge, 1,0 mm in der Höhe und 1,0 mm in der Breite. Am Mittelpunkt eines Basisbauteils 12 des piezoelektrischen Resonators 10 wird ein erster schwingender Bereich 24a durch Laminieren von vier piezoelektrischen Schichten mit sandwichartig dazwischen angeordneten Innenelektroden 14 ausgeformt. Zweite schwingende Bereiche 24b, in denen jeweils eine piezoelektrische Schicht sandwichartig durch Innenelektroden 14 umgeben wird, werden integral mit dem ersten schwingenden Bereich 24a an beiden Seiten des ersten schwingenden Bereiches 24a ausgebildet. An jedem Ende des Basisbauteils 12 wird eine Innenelektrode 14 ausgebildet. Die den Basisbauteil bildenden piezoelektrischen Schichten haben jeweils die gleiche Dicke.
Der in Fig. 6 für Vergleichszwecke gezeigte piezoelektrische Resonator 1 weist die gleichen Abmessungen auf wie der in Fig. 5 gezeigte piezoelektrische Resonator 10. Ein Basisbauteil 2 des piezoelektrischen Resonators 1 wird durch integrales Laminieren von sechs piezoelektrischen Schichten mit sandwichartig dazwischen angeordneten Elektroden 3 ausgebildet. An jedem Ende des Basisbauteils 2 wird eine Elektrode ausgebildet. Die das Basisbauteil 2 bildenden piezoelektrischen Schichten weisen jeweils die gleiche Dicke auf.
In den Fig. 5 und 6 geben weiße Pfeile die Polarisierungsrichtungen in den piezoelektrischen Schichten an. In dem piezoelektrischen Resonator 10 nach einer Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 5 gezeigt wird, werden die die zweiten schwingenden Bereiche 24b bildenden piezoelektrischen Schichten in der gleichen Richtung polarisiert, wie die danebenliegende piezoelektrische Schicht des ersten schwingenden Bereiches 24a, wobei die Elektrode 14 dazwischen angeordnet wird. Der erste schwingende Bereich 24a und die zweiten schwingenden Bereiche 24b schwingen in entgegengesetzten Phasen.
Auf der anderen Seite werden in dem für Vergleichszwecke in Fig. 6 gezeigten piezoelektrischen Resonator 1 nebeneinanderliegende piezoelektrische Schichten, welche sandwichartig eine Elektrode 3 umschließen, in der Längsrichtung des Basisbauteils 2 in entgegengesetzten Richtungen polarisiert. Der piezoelektrische Resonator 1 weist keinen zweiten schwingenden Bereich auf.
Zur Prüfung eines Unterschiedes bei den Merkmalen zwischen diesen beiden piezoelektrischen Resonatoren wird die Finit- Element-Methode verwendet, um die Resonanzfrequenzen Fr und die Antiresonanzfrequenzen Fa des in Fig. 5 gezeigten piezoelektrischen Resonators 10 und des in Fig. 6 gezeigten piezoelektrischen Resonators 1 und ihre ΔF-Differenz zu berechnen.
Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 1
Wie in Tabelle 1 gezeigt, weist der in Fig. 5 gezeigte piezoelektrische Resonator 10 ein kleineres ΔF auf als der für Vergleichszwecke in Fig. 6 gezeigte piezoelektrische Resonator 1.
Die Fig. 7A und 7B zeigen eine Struktur und Schwingungsbedingungen eines weiteren erfindungsgemäßen piezoelektrischen Resonators. Zwischen drei Reihen von Pfeilen, die in dem Basisbauteil 2 des piezoelektrischen Resonators 10 der Fig. 7A und 7B gezeigt werden, gibt die obere Reihe von Pfeilen die Richtung an, in der das elektrische Feld angelegt wird, die mittlere Reihe von weißen Pfeilen gibt die Richtung der Polarisierung an, und die untere Reihe von Pfeilen gibt die Richtung an, in der sich jede piezoelektrische Schicht in dem versteiften piezoelektrischen Resonator ausdehnt und zusammenzieht.
Der in den Fig. 7A und 7B gezeigte piezoelektrische Resonator 10 unterscheidet sich von dem in Fig. 2 gezeigten piezoelektrischen Resonator hinsichtlich der Polarisierungsrichtung einer piezoelektrischen Schicht eines zweiten schwingenden Bereiches 24b und in der Anordnung von Isolierschichten 16 und 18.
In dem in den Fig. 7A und 7B gezeigten piezoelektrischen Resonator 10 wird ein zweiter schwingender Bereich 24b auf der rechten Seite des Basisbauteils 12 ausgebildet. Der zweite schwingende Bereich 24b besteht aus einer durch eine Innenelektrode 14 und eine Dummyelektrode 14' sandwichartig umschlossenen piezoelektrischen Schicht.
Bei dem piezoelektrischen Resonator 10 wird die den zweiten schwingenden Bereich 24b bildende piezoelektrische Schicht in der zu derjenigen der piezoelektrischen Schicht in einem daneben angeordneten ersten schwingenden Bereich 24a entgegengesetzten Richtung polarisiert, wobei die Dummyelektrode 14' dazwischen angeordnet wird.
Die Dummyelektrode 14' wird durch die Isolierschichten 16 und 18 an beiden Seiten des Basisbauteils 12 isoliert und nicht mit den äußeren Elektroden 20 und 22 verbunden. Die in den Fig. 7A und 7B unmittelbar links von der Dummyelektrode 14' angeordnete Innenelektrode 14 wird durch die Isolierschicht 16 isoliert, nicht mit der äußeren Elektrode 20 verbunden und wird mit der äußeren Elektrode 22 verbunden. Die Innenelektrode 14, die in den Fig. 7A und 7B unmittelbar rechts von der Dummyelektrode 14' angeordnet ist, wird durch die Isolierschicht 18 isoliert, nicht mit der äußeren Elektrode 22 verbunden und wird mit der äußeren Elektrode 20 verbunden. Demzufolge wird, wie in den Fig. 7A und 7B gezeigt, an den an beiden Seiten der Dummyelektrode 14' angeordneten piezoelektrischen Schichten in der gleichen Richtung bzw. in der Längsrichtung des Basisbauteils 12 ein elektrisches Feld angelegt, d. h. von einem Ende zum anderen oder aber umgekehrt.
Wenn bei dieser Struktur an der piezoelektrischen Schicht des ersten schwingenden Bereiches 24a in der gleichen Richtung wie der Polarisierungsrichtung ein elektrisches Feld angelegt wird, wird ein elektrisches Feld an die piezoelektrische Schicht des zweiten schwingenden Bereiches 24b in der zur Polarisierungsrichtung entgegengesetzten Richtung angelegt. Wenn auf der anderen Seite an die piezoelektrische Schicht des ersten schwingenden Bereiches 24a in der zur Polarisierungsrichtung entgegengesetzten Richtung ein elektrisches Feld angelegt wird, wird ein elektrisches Feld an die piezoelektrische Schicht des zweiten schwingenden Bereiches 24b in der gleichen Richtung wie der Polarisierungsrichtung angelegt. Demzufolge schwingen der erste schwingende Bereich 24a und der zweite schwingende Bereich 24b in entgegengesetzten Phasen, wie dies durch die unteren Reihen von Pfeilen in den Fig. 7A und 7B gezeigt wird.
Demzufolge hat der in den Fig. 7A und 7B gezeigte piezoelektrische Resonator 10 auch die gleichen Vorteile wie der unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 beschriebene piezoelektrische Resonator.
Die Fig. 8A und 8B zeigen eine Struktur und Schwingungsbedingungen noch eines weiteren erfindungsgemäßen piezoelektrischen Resonators. Fig. 9 ist ein Schaltbild des in den Fig. 8A und 8B gezeigten piezoelektrischen Resonators.
Der in den Fig. 8A und 8B gezeigte piezoelektrische Resonator hat den gleichen Aufbau wie der unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 beschriebene piezoelektrische Resonator, mit der Ausnahme, daß ein Basisbauteil 12 in der Weise ausgebildet wird, daß Kapazitätsbereiche 26 an beiden Seiten der zweiten schwingenden Bereiche 24b integral ausgeformt werden.
Die Kapazitätsbereiche 26 werden durch piezoelektrische Schichten gebildet, die nicht polarisiert werden, wie z. B. PZT, die sandwichartig durch die Innenelektroden 14 umschlossen werden. Eine der einen Kapazitätsbereich 26 sandwichartig umschließenden Innenelektroden 14 wird mit einer äußeren Elektrode 20 verbunden, und die andere Innenelektrode 14 wird mit einer äußeren Elektrode 22 verbunden. Wie in Fig. 9 gezeigt, sind die Kapazitätsbereiche 26 parallel mit dem ersten schwingenden Bereich 24a und den zweiten schwingenden Bereichen 24b verbunden.
Demzufolge kann ΔF bei der längsgerichteten Basisschwingung durch Anpassen der Kapazitätsbereiche 26 in dem in den Fig. 8A und 8B gezeigten piezoelektrischen Resonator 10 geändert werden. In dem Maße, wie die Kapazität der dielektrischen Schichten zunimmt, nimmt beispielsweise die Dämpfungskapazität zu und ΔF nimmt ab.
Bei dem in den Fig. 8A und 8B gezeigten piezoelektrischen Resonator 10 kann ΔF in einem breiten Bereich angepaßt werden, und im Design wird ein hoher Freiheitsgrad geboten. Demzufolge kann der piezoelektrische Resonator 10 ein kleines ΔF haben, so daß er für ein Filter mit schmalem Frequenzband und einen Oszillator geeignet ist.
Bei dem in den Fig. 8A und 8B gezeigten piezoelektrischen Resonator 10 kann durch Verändern des Verhältnisses des ersten schwingenden Bereiches 24a und der zweiten schwingenden Bereiche 24b zu den Kapazitätsbereichen 26 oder durch Verändern der Positionen der Kapazitätsbereiche 26 in bezug auf diejenigen des ersten schwingenden Bereiches 24a und der zweiten schwingenden Bereiche 24b ΔF aus einem breiten Bereich ausgewählt werden. Bei dem in den Fig. 8A und 8B gezeigten piezoelektrischen Resonator 10 werden die Kapazitätsbereiche 26 beispielsweise an beiden Seiten des Basisbauteils 12 ausgebildet. Die Struktur ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Die Kapazitätsbereiche 26 können am Mittelpunkt des Basisbauteils 12 angeordnet werden. Dann wird ΔF klein.
Bei dem in den Fig. 8A und 8B gezeigten piezoelektrischen Resonator 10 kann die Kapazität des gesamten piezoelektrischen Resonators 10 durch Anpassen der Kapazität der Kapazitätsbereiche 26 erhöht werden. Die Kapazität der Kapazitätsbereiche 26 wird dadurch angepaßt, daß der überlappende Bereich der gegenüberliegenden Teile der Innenelektroden 14 oder die Dicke der dielektrischen Schichten verändert wird.
Die Kapazitätsbereiche 26 können durch Laminieren einer Mehrzahl von dielektrischen Schichten mit dazwischen angeordneten Innenelektroden 14 ausgebildet werden. Auch in diesem Fall werden die Kapazitätsbereiche 26 parallel mit den schwingenden Bereichen 24a und 24b verbunden. In dem Maße, wie die Anzahl von laminierten Schichten zunimmt, wird ΔF kleiner, und die Kapazität nimmt zu.
Verschiedene Materialien mit Dielektrizitätskonstanten können als Material für die Kapazitätsbereiche 26 zusätzlich zu PZT verwendet werden. Ein Material mit einer größeren Dielektrizitätskonstante als PZT, wie z. B. BaTiO&sub3;, kann verwendet werden.
Eine elektronische Komponente, wie z. B. ein Oszillator und ein Diskriminator, welche einen piezoelektrischen Resonator aufweist, der die oben beschriebene Struktur aufweist, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 beschrieben. Der in der elektronischen Komponente verwendete piezoelektrische Resonator 10 kann zu dem unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 beschriebenen piezoelektrischen Resonator, zu dem in den Fig. 7A und 7B gezeigten piezoelektrischen Resonator oder zu dem in den Fig. 8A und 8B gezeigten piezoelektrischen Resonator identisch sein.
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht des elektronischen Bauelements 60. Das elektronische Bauelement 60 weist ein Isoliersubstrat 62 auf. An entgegengesetzten Endstücken des Isoliersubstrats 62 werden jeweils zwei Aussparungen 64 ausgebildet. Auf einer Fläche des Isoliersubstrats 62 werden, wie in Fig. 11 gezeigt, zwei strukturierte Elektroden 66 und 68 ausgebildet. Eine strukturierte Elektrode 66 wird zwischen gegenüberliegenden Aussparungen 64 ausgebildet und erstreckt sich in L-Form von einem Punkt in der Nähe eines Endes zum Mittelpunkt des Isoliersubstrats 62. Die andere strukturierte Elektrode 68 wird zwischen den anderen gegenüberliegenden Aussparungen 64 ausgebildet und erstreckt sich gerade ausgehend von einem Punkt in der Nähe des anderen Endes zum Mittelpunkt des Isoliersubstrats 62. Die strukturierten Elektroden 66 und 68 werden in einer solchen Weise ausgebildet, daß sie in umlaufender Form von den Enden des Isoliersubstrats 62 zur jeweils gegenüberliegenden Fläche verlaufen.
An einem Ende der am Mittelpunkt des Isoliersubstrats 62 angeordneten strukturierten Elektrode 66 wird ein Montagebauteil 70 mit einem elektrisch leitenden Klebstoff ausgebildet. Wie in Fig. 12 gezeigt, wird der oben beschriebene piezoelektrische Resonator auf dem Montagebauteil 70 in einer solchen Weise montiert, daß der Mittelpunkt des Basisbauteils 12 in Längsrichtung auf dem Montagebauteil 70 angeordnet ist. Eine äußere Elektrode 22 des piezoelektrischen Resonators 10 wird beispielsweise mit dem Montagebauteil 70 verbunden, um an der strukturierten Elektrode 66 angeschlossen zu werden. Die andere äußere Elektrode 20 wird mit der strukturierten Elektrode 68 mit einem elektrisch leitenden Draht 72 verbunden. Der elektrisch leitende Draht 72 wird in Längsrichtung mit dem Mittelpunkt der äußeren Elektrode 20 des piezoelektrischen Resonators 10 verbunden.
Eine Metallkappe 74 wird auf das Isoliersubstrat 62 aufgebracht, um das elektronische Bauelement 60 zu vervollständigen. Um zu verhindern, daß die Metallkappe 74 mit den strukturierten Elektroden 66 und 68 kurzgeschlossen wird, wird vorher auf das Isoliersubstrat 62 und die strukturierten Elektroden 66 und 68 Isolierharz aufgebracht. Das elektronische Bauelement 60 verwendet die strukturierten Elektroden 66 und 68, welche in einer solchen Weise ausgebildet sind, daß sie ausgehend von Enden des Isoliersubstrats 62 als Eingangs- und Ausgangsanschlüsse für die Verbindung mit externen Schaltkreisen zur rückseitigen Fläche geführt werden.
Da der Mittelpunkt des piezoelektrischen Resonators 10 in Längsrichtung mit dem Montagebauteil 70 in dem elektronischen Bauelement 60 verbunden ist, sind die Enden des piezoelektrischen Resonators 10 getrennt von dem Isoliersubstrat 62 angeordnet, womit die Schwingung nicht verhindert wird. Die angeregte Längsschwingung wird deshalb nicht geschwächt, weil der Mittelpunkt des piezoelektrischen Resonators 10, der als ein Knoten dient, mit dem Montagebauteil 70 verbunden und an den elektrischen leitenden Draht 72 angeschlossen ist. Das elektronische Bauelement 60 wird zusammen mit IC-Chips und sonstigen Komponenten auf eine Leiterplatte montiert, um einen Oszillator oder einen Diskriminator zu bilden. Da das elektronische Bauelement 60 versiegelt und durch die Metallkappe 74 geschützt wird, kann sie als chipartiges (oberflächenmontiertes) Bauelement verwendet werden, welches durch Reflow-Löten montiert werden kann.
Wenn das elektronische Bauelement als ein Oszillator verwendet wird, werden Störschwingungen auf einen geringen Pegel reduziert, und unübliche, durch Störschwingungen verursachte Schwingungen werden aufgrund der Merkmale des piezoelektrischen Resonators 10, der in dem elektronischen Bauelement 60 verwendet wird, verhindert. Es ist auch bequem, eine Impedanzanpassung mit einem externen Schaltkreis zu erzielen, da die Kapazität des piezoelektrischen Resonators 10 auf jeden beliebigen gewünschten Wert eingestellt werden kann.
Wenn das elektronische Bauelement 60 für einen Diskriminator verwendet wird, wird aufgrund eines kleinen ΔF des Resonators ein schmaler Peak-Separation-Bereich erhalten. Da darüber hinaus der Resonator einen breiten Bereich des Kapazitätsdesigns liefert, ist es einfach, eine Impedanzanpassung mit einem externen Schaltkreis zu erreichen.
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren piezoelektrischen Resonators nach der vorliegenden Erfindung. Fig. 14 ist eine Darstellung einer Struktur des in Fig. 13 gezeigten piezoelektrischen Resonators. Der in den Fig. 13 und 14 gezeigte piezoelektrische Resonator hat die gleiche Struktur wie der in den Fig. 1 bis 6 beschriebene piezoelektrische Resonator, mit der Ausnahme, daß zwei äußere Elektroden 20 und 22 an einer Seite des Basisbauteils 12 ausgebildet werden. Zwei Reihen von Isolierschichten 16 und 18 werden auf einer Seitenfläche des Basisbauteils 12 ausgebildet, und zwei Reihen von Verbindungsbereichen werden ausgebildet. Die Isolierschicht 16 wird an einem Ende in der Breitenrichtung des Basisbauteils 12 ausgebildet, und die Isolierschicht 18 wird an dem anderen Ende in der Breitenrichtung des Basisbauteils 12 ausgebildet.
Diese beiden Reihen von Isolierschichten 16 und 18 werden jeweils auf alternierenden Innenelektroden 14 ausgebildet. Das heißt, die beiden Reihen von Isolierschichten 16 und 18 werden auf verschiedenen Innenelektroden 14 ausgebildet. Auf diesen beiden Reihen Isolierschichten 16 und 18 werden zwei Reihen äußere Elektroden 20 bzw. 22 ausgebildet. Der piezoelektrische Resonator 10 weist ebenfalls die gleichen Vorteile auf wie der oben beschriebene piezoelektrische Resonator.
Da die beiden äußeren Elektroden 20 und 22 auf einer Seitenfläche des Basisbauteils 12 im piezoelektrischen Resonator 10 ausgebildet werden, kann der piezoelektrische Resonator 10 durch Flip-chip-Kontaktierung mit einer Leiterplatte verbunden werden, um ein elektronisches Bauelement, wie z. B. ein Leiterfilter, einen Oszillator oder einen Diskriminator, zu bilden. Mit anderen Worten wird, da der piezoelektrische Resonator 10 mit der in den Fig. 13 und 14 gezeigten Struktur mit dem Isoliersubstrat durch Flip-chip-Kontaktierung ohne Verwendung von Draht verbunden werden kann, ein elektronisches Bauelement leichter hergestellt.
Fig. 15 ist eine Draufsicht eines Hauptbereiches eines den in Fig. 13 und 14 gezeigten piezoelektrischen Resonator verwendenden elektronischen Bauelements. Fig. 16 ist eine perspektivische Explosionszeichnung des Hauptbereiches. In dem in den Fig. 15 und 16 gezeigten elektronischen Bauelement 60 werden vier piezoelektrische Resonatoren 10a, 10b, 10c und 10d, die sämtlich die in den Fig. 13 und 14 gezeigte Struktur haben, verwendet. In dem elektronischen Bauelement 60 werden vier strukturierte Elektroden 90, 92, 94 und 96 auf einem Isoliersubstrat 62 ausgebildet, das als Tragebauteil dient, wie dies in Fig. 16 gezeigt wird. Fünf in einer Linie in gewissem Abstand angeordnete lötbare Anschlußflächen werden auf den strukturierten Elektroden 90, 92, 94 und 96 ausgebildet. Die erste lötbare Anschlußfläche R1, die sich am nächsten an einem Ende des Isoliersubstrats 62 befindet, wird auf der strukturierten Elektrode 90 ausgebildet, die zweite lötbare Anschlußfläche R2 und die fünfte lötbare Anschlußfläche R5 werden auf der strukturierten Elektrode 92 ausgebildet, die dritte lötbare Anschlußfläche R3 wird auf der strukturierten Elektrode 94 ausgebildet, und die vierte lötbare Anschlußfläche R4 wird auf der strukturierten Elektrode 96 ausgebildet.
Um die piezoelektrischen Resonatoren 10a bis 10d mit der ersten lötbaren Anschlußfläche R1 bis zur fünften lötbaren Anschlußfläche R5 zu verbinden, werden rechteckblockförmige Montagebauteile 98, 100, 102, 104, 106, 108, 110 und 112, bei denen zumindest die Oberflächen aus elektrisch leitendem Material hergestellt werden, vorbereitet. Diese Monatagebauteile werden vorher mit elektrisch leitendem Klebstoff, wie in Fig. 13 gezeigt, mit den Elektroden 20 und 22 montiert, die an den Knotenbereichen der piezoelektrischen Resonatoren 10a bis 10d angeordnet sind.
Die piezoelektrischen Resonatoren 10a bis 10d werden, wie in Fig. 16 gezeigt, umgedreht und mit elektrisch leitendem Klebstoff montiert: ein Montagebauteil 98 auf der ersten lötbaren Anschlußfläche R1; zwei Montagebauteile 100 und 102 auf der zweiten lötbaren Anschlußfläche R2; zwei Montagebauteile 104 und 106 auf der dritten lötbaren Anschlußfläche R3, zwei Montagebauteile 108 und 110 auf der vierten lötbaren Anschlußfläche R4 und ein Montagebauteil 112 auf der fünften lötbaren Anschlußfläche R5. Die Montagebauteile werden in diesem Fall in einem bestimmten Abstand, wie in Fig. 15 gezeigt, in einer Linie angeordnet.
Wie oben beschrieben, werden die vier piezoelektrischen Resonatoren 10a bis 10d durch die Montagebauteile 98, 100, 102, 104, 106, 108, 110 und 112 auf dem Isoliersubstrat 62 getragen, und die Elektroden 20 und 22 der piezoelektrischen Resonatoren werden mit den strukturierten Elektroden 90, 92, 94 und 96 auf dem Isoliersubstrat 62 verbunden. Die strukturierten Elektroden werden in einer solchen Weise ausgebildet, daß der in Fig. 17 gezeigte leiterförmige Schaltkreis erhalten wird. Eine (nicht gezeigte) Metallkappe wird auf der Isolierschicht 62 aufgesetzt.
Das elektronische Bauelement 60 wird als ein Leiterfilter verwendet, das den in Fig. 17 gezeigten leiterförmigen Schaltkreis aufweist. Zwei piezoelektrische Resonatoren 10a und 10c dienen als in Reihe geschaltete Resonatoren, und die beiden anderen piezoelektrischen Resonatoren 10b und 10d dienen als parallel geschaltete Resonatoren. Bei einem solchen Leiterfilter sind die parallel geschalteten piezoelektrischen Resonatoren 10b und 10d dazu bestimmt, wesentlich größere Kapazitäten zu haben als die in Serie geschalteten piezoelektrischen Resonatoren 10a und 10c.
Die Dämpfung in dem Leiterfilter wird durch das Kapazitätsverhältnis zwischen den in Reihe geschalteten Resonatoren und den parallel geschalteten Resonatoren bestimmt. Bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Bauelement 60 wird ein Leiterfilter mit einer größeren Dämpfung bei einer kleineren Zahl von Resonatoren dadurch implementiert, daß die Kapazitäten der piezoelektrischen Resonatoren 10a bis 10d geändert werden. Da die piezoelektrischen Resonatoren 10a bis 10d ein kleineres ΔF aufweisen, wird ein Leiterfilter mit einer schmalen Übertragungsfrequenz implementiert.
Ein Leiterfilter mit einem breiten Übertragungsband kann durch Erhöhen der Differenzen von ΔF zwischen den Werten der in Reihe geschalteten piezoelektrischen Resonatoren 10a und 10c und demjenigen der parallel geschalteten piezoelektrischen Resonatoren 10b und 10d, durch Reduzieren des ΔF jedes der vorgenannten Resonatoren 10a und 10c und durch Erhöhen des ΔF jedes der letztgenannten piezoelektrischen Resonatoren 10b und 10d implementiert werden.
Da eine Elektrode jedes der nebeneinanderliegenden piezoelektrischen Resonatoren bei dem in den Fig. 15 und 16 gezeigten elektronischen Bauelement auf der gleichen lötbaren Anschlußfläche über ein Montagebauteil montiert wird, müssen die beiden Elektroden der nebeneinanderliegenden piezoelektrischen Resonatoren nicht isoliert werden, und demzufolge können die nebeneinanderliegenden Resonatoren nahe beieinander angeordnet werden, was ein kompaktes Bauelement ermöglicht.

Claims

1. Piezoelektrischer Resonator (10), welcher umfaßt ein Basisbauteil (12) mit einer Erstreckung in Längsrichtung, ein polarisiertes piezoelektrisches, mindestens einen Teil des genannten Basisbauteils (12) bildendes Bauteil und ein Paar mit dem genannten Basisbauteil versehener externer Elektroden (20, 22),

dadurch gekennzeichnet, daß

ein mindestens einen Teil des genannten Basisbauteils (12) bildender laminierter Bauteilabschnitt dadurch geschaffen wird, daß eine Mehrzahl von piezoelektrischen Schichten und eine Mehrzahl von Innenelektroden (14) alternierend laminiert werden,

wobei die genannten piezoelektrischen Schichten aus dem genannten piezoelektrischen Bauteil geschaffen und in der Längsrichtung des genannten Basisbauteils (12) polarisiert werden,

wobei die genannten Innenelektroden (14) zur Längsrichtung des Basisbauteils (12) rechtwinkelig und jeweils mit dem genannten Paar externer Elektroden (20, 22) verbunden werden und wobei der genannte laminierte Bauteilabschnitt einen ersten schwingenden Bereich (24a) und einen zweiten schwingenden Bereich (24b) umfaßt, die jeweils längsgerichtete Basisschwingungen in jeweils entgegengesetzten Phasen erregen.

2. Piezoelektrischer Resonator (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anlegen eines elektrischen Feldes an der piezoelektrischen Schicht des ersten schwingenden Bereiches (24a) in der gleichen Richtung wie der Polarisierungsrichtung an der piezoelektrischen Schicht des zweiten schwingenden Bereiches (24b) ein elektrisches Feld in einer zur Polarisierungsrichtung entgegengesetzten Richtung angelegt wird, und

bei Anlegen eines elektrische Feldes an die piezoelektrische Schicht des ersten schwingenden Bereiches (24a) in der zur Polarisierungsrichtung entgegengesetzten Richtung an die piezoelektrische Schicht des genannten zweiten schwingenden Bereiches (24b) ein elektrisches Feld in der gleichen Richtung wie der Polarisierungsrichtung angelegt wird.

3. Elektronisches Bauelement (60) zur Verwendung mit dem piezoelektrischen Resonator (10) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannten Basisbauteil (12) (62) über ein Montagebauteil (70) durch ein Tragebauteil gehalten wird und das genannte Montagebauteil (70) im Mittelabschnitt des genannten Basisbauteils (12) in der Längsrichtung angeordnet ist.

4. Elektronisches Bauelement (60) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Tragebauteil (62) ein Isoliersubstrat (62) ist, auf dem eine strukturierte Elektrode (66, 68) ausgeformt wird.

5. Elektronisches Bauelement (60) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem genannten Isoliersubstrat (62) eine Mehrzahl der genannten in Leiterform in Reihe und parallel geschalteten piezoelektrischen Resonatoren (10a, 10b, 10c, 10d) montiert wird.