專利名稱：壓電部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓電部件，尤其涉及一種諸如用于消除具有特定頻率的信號的陷波器，和用于識別信號的鑒別器之類的壓電部件。
諸如陷波器和鑒別器之類的，使用厚度切變振動(dòng)和厚度縱向振動(dòng)的壓電部件通常具有這樣的結(jié)構(gòu)，它包含一個(gè)矩形的壓電基片，該基片的兩個(gè)主表面上具有振動(dòng)電極，一個(gè)由諸如鋁土之類的罩子構(gòu)件材料制成，并用于容納壓電基片的容納部分，以及用于將帶有壓電基片的容納部分屏蔽在其中的蓋子部件，其中，將壓電基片支持在罩子中，從而其振動(dòng)部分是振動(dòng)的。在具有這種結(jié)構(gòu)的壓電部件中，由于厚度切變振動(dòng)等等是在壓電基片的厚度的中心具有節(jié)點(diǎn)的振動(dòng)模式，分別將由硅橡膠制成的阻尼部件提供給其上帶有振動(dòng)電極的壓電基片的主平面，從而可以調(diào)節(jié)諸如衰減、群延遲特性以及失真率之類的電特性，使其具有理想值。
順便地說，在傳統(tǒng)的壓電部件中，將阻尼部件分別提供給壓電基片的兩個(gè)主表面，從而，必須對壓電基片進(jìn)執(zhí)行兩次阻尼部件的提供。由此，增加了壓電部件的制造步驟的數(shù)量，這導(dǎo)致了壓電部件的制造成本增加的問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種低成本的壓電部件，它工藝性容易，并且具有優(yōu)良的電特性。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的壓電部件包含包含其兩個(gè)主平面上形成有振動(dòng)電極的壓電基片的壓電元件，壓電元件以厚度切變模式振動(dòng)；和設(shè)置在壓電基片的一個(gè)主表面上，以便覆蓋形成在其上的振動(dòng)電極，并具有預(yù)定的硬度的阻尼部件。
由于上述結(jié)構(gòu)，通過只在壓電基片的一個(gè)主表面上設(shè)置具有適當(dāng)硬度的阻尼部件，可以得到理想的電特性，更具體地說，當(dāng)使用肖氏硬度為35到80的阻尼部件時(shí)，可以通過只在壓電基片的一個(gè)主表面上設(shè)置阻尼部件，得到作為陷波器所需規(guī)格的衰減特性和群延遲特性。
還有，當(dāng)使用肖氏硬度為80到100的阻尼部件時(shí)，可以通過只在壓電基片的一個(gè)主表面上設(shè)置阻尼部件而得到作為鑒別器所需的失真率特性。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的壓電部件的裝配圖2是在圖1所示的壓電部件中使用的壓電元件的透視圖；圖3是圖1所示的壓電部件的縱向截面圖；圖4是示出圖1所示的的壓電部件的陷波器衰減相對于阻尼部件的硬度的變化的曲線圖；圖5是圖1所示的壓電部件的群延遲時(shí)間與阻尼部件的硬度之間的關(guān)系；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的壓電部件的裝配示圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的壓電部件的縱向截面圖‘圖8是示出圖6所示的壓電部件的失真率與阻尼部件的硬度之間的關(guān)系的曲線圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的壓電部件的裝配圖；圖10是示出圖9所示的壓電部件的外表的透視圖。
下面將參照附圖，描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓電部件。
(A第一實(shí)施例，圖1到5)圖1中示出根據(jù)本發(fā)明陷波器的實(shí)施例的壓電部件。壓電陷波器10包含壓電元件11、阻尼部件12、用于承載壓電元件11的支承基片13，和用于覆蓋支承基片13上的壓電元件11的蓋子構(gòu)件14。
如圖2所示，壓電元件11包含諸如PZT之類的矩形的壓電基片15，兩個(gè)振動(dòng)電極21a和22a形成在壓電基片15的頂表面上，并且兩個(gè)振動(dòng)電極21b和22b形成在其底表面上。振動(dòng)電極21b和22b分別與振動(dòng)電極21a和22a相對，并將壓電基片15夾在其中。在壓電基片15的左端部上形成從頂表面延伸到底表面的端子電極31。端子電極31連接到振動(dòng)電極21a。在壓電基片15的右端上，形成從頂表面延伸到底表面上的端子電極32。端子電極32連接到振動(dòng)電極22a。在形成在壓電基片15的底表面上的振動(dòng)電極21b和22b之間，形成端子電極33，它連接到振動(dòng)電極21b和22b。
支承基片13由諸如鋁土之類的絕緣材料制成，其頂表面上形成連接電極41到43，它們分別對應(yīng)于壓電元件11上的端子電極31到33。連接電極41的兩端41a都延伸到凹口13a的內(nèi)側(cè)，該凹口13a分別形成在支承基片13的兩個(gè)邊緣上。連接電極42的兩個(gè)端部42a分別形成在支承基片13的兩個(gè)邊緣上。連接電極43的兩個(gè)端部43a延伸到凹口13c的內(nèi)側(cè)，該凹口13c分別形成在支承基片13的兩個(gè)邊緣上。
通過印刷等方式，將導(dǎo)電粘劑16(見圖3)分別涂在支承基片13的連接電極41到43上，由此將壓電元件11上的端子電極31到33分別與粘劑16結(jié)合。由此，將壓電元件11承載在支承基片13上，其振動(dòng)部分與支承基片13具有一個(gè)空隙，該空隙是由粘劑16的厚度形成的。
在壓電基片15的表面上，由硅橡膠形成的阻尼部件12(肖氏硬度為35到80)通過諸如印刷等方式提供得覆蓋振動(dòng)電極21a和22a。
通過印刷等方式，在支承基片13的頂表面上周圍形成玻璃膏薄膜17。將由金屬材料制成的蓋子構(gòu)件14結(jié)合到玻璃膏薄膜17，以便覆蓋壓電元件11。使用導(dǎo)電粘劑等，將蓋子構(gòu)件14通過形成在玻璃膏薄膜17上的通孔18，電氣連接到連接電極43，以接地。由此，壓電元件11被電磁屏蔽。
在如上所述形成的壓電陷波器10中，阻尼部件12從其上形成有振動(dòng)電極21a和22a的頂表面使壓電元件11中產(chǎn)生的厚度切變振動(dòng)受到阻尼。通過將肖氏硬度為35到80的材料用作阻尼部件12，如還可以從圖4和5知道的，可以得到壓電陷波器10，它的陷波器衰減超過50dB(標(biāo)準(zhǔn)值的下限)，并且群延遲時(shí)間低于100msec(標(biāo)準(zhǔn)值的上限)。
(第二實(shí)施例，圖6到8)圖6中示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓電部件，它應(yīng)用于鑒別器。壓電鑒別器50包含壓電元件51、阻尼部件52、用于容納壓電元件51的罩子53、和用于屏蔽罩子53的頂表面的開口的蓋子部件54。
壓電元件51由矩形的壓電基片55形成，該壓電基片55具有形成在其頂表面上的振動(dòng)電極61，以及形成在其底表面上的振動(dòng)電極62。振動(dòng)電極61和62形成在壓電基片55的中心部分上，以便相對。振動(dòng)電極61的延伸部分61a在壓電基片55的左端側(cè)上，從頂表面延伸到底表面。振動(dòng)電極62的延伸部分62a在壓電基片55的右端側(cè)上，從底表面延伸到頂表面。
罩子53由諸如鋁土之類的絕緣材料制成，并且具有凹下部分56，用于容納壓電元件51。在凹下部分56的兩個(gè)端部中，形成階級部分57和58，用于分別將壓電元件51的兩個(gè)端部放置在其上。由于階級部分57和58，如圖7所示，壓電元件51被支持在其上，處于在其振動(dòng)部分和凹下部分56的頂表面59之間具有一空隙的狀態(tài)。在罩子53中，形成連接電極62和63，它們從各個(gè)階級部分57和58延伸到其外部的周圍表面。將導(dǎo)電粘劑64提供給階級部分57和58，從而，壓電元件51中的振動(dòng)電極61和62的延伸部分61a和62a分別通過導(dǎo)電粘劑64，電氣連接到連接電極62和63。
在壓電基片55的表面上，提供由硅橡膠形成的阻尼部件52(它的肖氏硬度為80到100)，覆蓋振動(dòng)電極61除延伸部分61a以外的部分。
將蓋子部件54結(jié)合到罩子53的頂部開口的表面的周圍。在蓋子部件54的兩個(gè)端部，還形成有連接電極65和66，用于分別電氣連接到罩子53的連接電極62和63。
在如上所述形成的壓電鑒別器50中，阻尼部件52從其上形成有振動(dòng)電極62的頂表面上，使壓電元件51中產(chǎn)生的厚度切變振動(dòng)受到阻尼。通過將肖氏硬度為80到100的材料用作阻尼部件52，如從圖8中也可以知道的，能夠得到壓電鑒別器50，它的失真率低于1個(gè)百分比(＝標(biāo)準(zhǔn)值的上限)。
(第三實(shí)施例，圖9和10)下面，將根據(jù)單體的壓電陷波器描述第三實(shí)施例，如圖9所示，壓電陷波器70包含壓電元件71，以及用于將壓電元件71夾在器其間，以形成振動(dòng)空間的保護(hù)基片74和75。
壓電元件71包含包含壓電基片80，該壓電基片80的頂表面上形成有振動(dòng)電極81a和82a。在壓電基片80的底表面上，形成振動(dòng)電極81b和82b，以分別與振動(dòng)電極81a和82a相對。在壓電基片80的左端部中，形成延伸電極84，它連接到振動(dòng)電極81a。在壓電基片80的右端部中，形成延伸電極85，它連接到振動(dòng)電極82a。在壓電基片80的底表面上的振動(dòng)電極81b和82b之間，形成延伸電極86，它連接到振動(dòng)電極81b和82b。
在壓電基片80的頂表面上，通過諸如印刷之類的方式，提供由硅橡膠制成，并且肖氏硬度為35到80的阻尼部件72和73，以便分別覆蓋振動(dòng)電極81a和82a。在保護(hù)基片74和75的中心部分上分別形成凹下部分74a和75a，用于形成振動(dòng)空間。保護(hù)基片74和75由陶瓷或樹脂材料制成。另外，用于形成振動(dòng)空間的凹下部分74a和75a不是必須的，并且，可以通過用于將保護(hù)基片74和75結(jié)合到壓電元件71的粘劑的厚度，確保振動(dòng)空間。
通過粘劑，將保護(hù)基片74和75結(jié)合到壓電元件71。通過這種方式，可以得到如圖10所示的單塊體90，它具有裝入內(nèi)側(cè)的振動(dòng)空間。在單塊體90的兩個(gè)端部上分別形成外部電極91和92，并在其中心部分上形成外部電極93。分別將外部電極91、92和93電氣連接到外部電極84、85和86。
如上所述形成的壓電陷波器70產(chǎn)生和根據(jù)第一實(shí)施例的上述壓電陷波器10相同的工作和效果。
(其它實(shí)施例)本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以有各種修改。例如，根據(jù)第一實(shí)施例的陷波器的壓電元件11可以容納在第二實(shí)施例中的罩子53內(nèi)，或者第二實(shí)施例中的壓電元件51可以反向地放置在第一實(shí)施例中的支承基片13上。另外，阻尼部件可以被提供給壓電基片的底表面，而不是其頂表面。
如從上述可以知道的，根據(jù)本發(fā)明，由于具有預(yù)定硬度的阻尼部件提供給了壓電基片的主平面，由此使壓電元件的厚度切變振動(dòng)受到阻尼，以得到需要的電特性，用于提供阻尼部件的步驟的數(shù)量減少，從而具有容易的工藝性，以及低成本壓電部件。
例如，當(dāng)使用肖氏硬度為35到80的阻尼部件時(shí)，可以得到滿足作為陷波器所需的標(biāo)準(zhǔn)的衰減特性和群延遲特性，從而通過只在壓電基片的一個(gè)主表面上設(shè)置阻尼部件，可以容易地產(chǎn)生陷波器。
還有，當(dāng)使用肖氏硬度為80到100的阻尼部件時(shí)，可以得到滿足作為陷波器需要的標(biāo)準(zhǔn)的失真率特性，由此，通過只在壓電基片的一個(gè)主表面上設(shè)置阻尼部件，可以容易地生產(chǎn)鑒別器。
權(quán)利要求
1.一種壓電部件，其特征在于包含壓電元件，所述壓電元件包含其兩個(gè)主表面上形成有振動(dòng)電極的壓電基片，所述壓電元件以厚度切變振動(dòng)模式振動(dòng)；以及具有預(yù)定的硬度，并設(shè)置在壓電基片的一個(gè)主表面上，以便覆蓋形成在其上的振動(dòng)電極的阻尼部件。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電部件，其特征在于所述阻尼部件的肖氏硬度為35到80。
3.如權(quán)利要求1所述的壓電部件，其特征在于所述阻尼部件的肖氏硬度為80到100。
全文摘要
本發(fā)明一種低成本壓電部件,具有容易的工藝性和更好的電特性。壓電部件包含壓電元件;阻尼部件,用于安裝壓電元件的支承基片,和一個(gè)蓋子構(gòu)成,在壓電元件的一個(gè)表面上,設(shè)置具有預(yù)定硬度的阻尼部件以覆蓋振動(dòng)電極。在壓電陷波器的罩子中,使用肖氏硬度為35到80的阻尼部件,而在壓電鑒別器的罩子中,使用肖氏硬度為80到100的阻尼部件。
文檔編號H03H9/05GK1274197SQ0010868
公開日2000年11月22日 申請日期2000年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月14日
發(fā)明者澤井久仁雄, 橋本久幸 申請人:株式會(huì)社村田制作所