專利名稱：壓電振動器以及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種壓電振動器，比如一種共振器，用來作為計時元件、鑒別器、過濾器等，以及其制造方法，特別是涉及一種緊合的積層的壓電振動器，且具有高與穩(wěn)定的振蕩頻率，以及其制造方法。
背景技術：
為了可以使用各種電子元件內(nèi)的主要元件的集成電路(IC)，需要一個用于IC的參考時脈，根據(jù)IC技術的發(fā)展，各種電子元件可以被像是單芯片微處理器的單一大型集成(LSI)電路來單獨控制，大多數(shù)的微處理器。大部分的微處理器是用陶瓷的共振器來作為計時元件，因為陶瓷的共振器穩(wěn)定、不可調(diào)且緊密，并且制作成本低，其應用已日趨廣泛。
最近，當電子元件的效能與速度改善時，需要增加共振器振蕩頻率，因此需要開發(fā)具有較高振蕩頻率的共振器，以產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩，當電子元件變的更為緊密時，也需要緊密的共振器。
如圖1所示，一種習知的陶瓷共振器包括一個單一平板陶瓷壓電主體101，被拋光使其厚度對應到燒結(jié)以后期望的頻率；電極102，是利用薄膜形成制程在壓電主體101的上與下表面上形成；絕緣的覆蓋層103其中形成有振動凹槽104；以及外部電極105，形成在壓電主體與覆蓋層外側(cè)。在此例子中，電極102可以是各種形狀，所以會造成能量陷阱，此習知陶瓷共振器的制造方法如圖2所示，首先，利用一般的粉末鑄造方法將作為壓電主體的陶瓷粉末壓電主體101壓合與鑄造成方形，此壓電生胚主體(greenbody)會被燒結(jié)、用菱形鋸裁切、并拋光直到厚度對應于預期的頻率。利用濺鍍在處理成具有確實厚度的壓電主體101上形成電極102；接著對壓電主體進行一道調(diào)整(polling)處理，此調(diào)整處理可以讓陶瓷的壓電主體有壓電性，通過施加電場到陶瓷壓電主體的電極上，會讓電偶極沿同一個方向排列。如圖2(b)所示，其中利用環(huán)氧基樹脂110將有振動凹槽104的覆蓋層103黏合在壓電主體的上與下部分，其上形成有電極；使用一般的粉末鑄造方法用壓電或介電陶瓷粉末燒結(jié)一個生胚主體而制作出覆蓋層。在此例子中，覆蓋層是用鑄造形成，其被設計成有振動凹槽形成在覆蓋層上，如圖所示，在黏合壓電主體以及上與下覆蓋層以后，裁切圖2(c)中的黏合后的主體就可以得到一單位的芯片元件106，外部電極105形成在芯片單元的外部，每一個與形成在單元芯片元件106內(nèi)的每一電極102相連接，如圖2(d)所示。圖1是沿著芯片元件橫剖面I-I的剖面結(jié)構(gòu)圖。接著，用環(huán)氧基樹脂鑄造或是表面黏著封裝芯片元件來完成陶瓷共振器，因為在具有MHz帶的共振器內(nèi)的振蕩頻率會與其厚度成反比，為了增加振蕩頻率，壓電主體的厚度就必須要薄，因此為了使單一平板式壓電共振器具有高的振蕩頻率，必須利用研磨將壓電主體的厚度持續(xù)降低，但是因為在實際的制作過程中有很多問題，像是很難在研磨的壓電主體的整個表面上得到均勻的平坦度，且在處理時破裂，所以習知的方法會面臨到制作高頻共振器的限制，因此制作速度降低與制作成本增加。
因為這些原因，就開發(fā)出一種利用單一平板式壓電主體的高級數(shù)振動的較高協(xié)調(diào)振動(harmonic vibration)的共振器。
具有MHz帶的普通過濾器使用因為厚度振動或厚度剪力振動的能量陷阱，假如電極是形成在壓電機底的整個表面上，就很難通過輪廓振動(profile vibration)的較高協(xié)調(diào)振動得到極佳的共振特性。但是假如電極有部分的形成在壓電基底的表面上，在存在電極的區(qū)域以及沒有電極存在的區(qū)域之間會有介面，因為振動的駐波會發(fā)生在靠近交界的電極區(qū)域內(nèi)，抓住振動能量的能量陷阱也會產(chǎn)生。雖然復數(shù)個電極會形成在一個具有預定間隔或上述空間的基底上，能量陷阱會提供獨立的共振特性，在此例子中使用了能量陷阱，采用的厚度剪力振動頻率范圍會在2-8Mz之間，而采用的厚度振動頻率范圍會在8-16MHz之間。無論如何，因為實際的應用，像是行動通訊節(jié)點、CD-ROM、HDD等需要超過20MHz的高頻率，可以采用使用第三與第五極振動的厚度振動的共振器；也就是說，包括波長2L的最低振動頻率(fundamental)波的波長2L/n(n為整數(shù))的較高協(xié)調(diào)振動會發(fā)生在厚度L的壓電基底上，因為n為偶數(shù)的振動會彼此抵銷，只有n為奇數(shù)的振動會出現(xiàn)；也就是說三級、五級、七級等包括最低振動頻率的振動會產(chǎn)生。較高協(xié)調(diào)振動的共振頻率會產(chǎn)生在整數(shù)的最低振動頻率波f1，舉例來說三級振動與五級振動的表現(xiàn)方式分別如f3＝3f1與f5＝5f1。
也就是說，壓電主體以最低振動頻率的震動方式規(guī)律性的振動，其中壓電主體的厚度為一半的波長，而振動會是最低振動頻率的奇數(shù)倍，像是三倍、五倍、七倍等，使用較高的協(xié)調(diào)振動，會得到超過16MHz的共振器，但是因為使用較高協(xié)調(diào)振動的共振器具有小的振幅，周期振蕩的驅(qū)動電壓會變得較高，而頻率因為最低振動頻率的振動的振蕩跳升的情形會發(fā)生。
另外，即使當使用的較高協(xié)調(diào)振動超過三級，因為為了得到超過50MHz的振蕩頻率，壓電主體的厚度必須要薄，可操作性或可工作性會退步，因此很難制作壓電元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種新的壓電振動器以及其制造方法，所要解決的技術問題是使其具有預期的振蕩頻率以及穩(wěn)定的振蕩特性，同時也薄且與可工作性緊密結(jié)合，從而更加適于實用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種新的壓電振動器的制造方法，所要解決的技術問題是使其可以增加制程速度以及降低制作成本，其較簡化且具有絕佳的可工作性以及改進的可操作性，以制作具有各種結(jié)構(gòu)的壓電振動器，從而更加適于實用。
本發(fā)明的再一目的在于，提供一種穩(wěn)定、完整的、組合的芯片，所要解決的技術問題是使其通過制作電容器由單一芯片縮小單元芯片并得到預期的振蕩特性，從而更加適于實用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術方案可知，本發(fā)明的主要技術內(nèi)容如下為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的壓電振動器的制作可以通過利用形成壓電薄片的壓電主體來達成，其中控制厚度，且同時沿著這些薄片燒結(jié)覆蓋層，其上有凹槽形成。另外，本發(fā)明的壓電振動器的制作可以利用積層壓電薄片來達成，其中控制厚度，在薄片之間提供內(nèi)部電極，且形成與內(nèi)部電極隔離開的外部電極。
更具體的來說，為達上述目的的本發(fā)明的壓電振動器包括一個壓電薄片、形成在壓電薄片上下區(qū)域上的內(nèi)部電極、覆蓋層以及外部電極，其中至少一覆蓋層是形成在形成有內(nèi)部電極的壓電薄片的每一上與下區(qū)域上，每一外部電極均與每一內(nèi)部電極相連接，覆蓋層具有振動凹槽，壓電薄片的制作是利用形成漿狀的薄片而成，且振動器的制作可以通過同時燒結(jié)壓電薄片與覆蓋層而形成，在這樣的例子中，振動凹槽可以在壓電薄片與覆蓋層之間。
覆蓋層可以包括其中形成有一貫穿孔的一層第一覆蓋層以及覆蓋貫穿孔的一層第二覆蓋層，振動器可以進一步包括第一與第二表面外部電極，其是形成在覆蓋層的一表面上，且每一都與每一外部電極相連接，以及一個第三表面外部電極，其是形成于覆蓋層的表面的中間部分，且不會與外部電極相連接，其中振動器的最遠的外側(cè)覆蓋層為介電質(zhì)。此振動器可以進一步包括至少一介電薄片，其中形成有內(nèi)部電極，其中介電薄片被積層且與振動器的上部分以及/或下部分結(jié)合在一起，在這樣的例子中，振動器是三個節(jié)點的形式，也就是說外部電極會分別與壓電部分的內(nèi)部電極、以及在振動器的兩端與中間部分的一個電容器部分相連接。
又，為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明提供的振動器的制造方法的步驟包括制作具有預定組成的漿狀制作的復數(shù)個壓電生胚薄片；利用形成貫穿孔在生胚薄片的預定薄片中來形成第一上與下覆蓋層；提供生胚薄片的預定薄片作為振動主動薄片以及第二上與下覆蓋層；在振動主動薄片與第一上覆蓋層之間形成一個上內(nèi)部電極，并在振動主動薄片與第一下主動覆蓋層之間形成一個下內(nèi)部電極；分別積層在振動主動薄片的上與下部分的第一上與下覆蓋層，以及分別積層在第一上與下覆蓋層的上與下部分的第二上與下覆蓋層；同時燒結(jié)積層物；以及形成外部電極，每一均與在積層物上的每一內(nèi)部電極相連接。
形成第一上與下覆蓋層的步驟可以包括一道用有機糊料填充在第一上與下覆蓋層的至少一貫穿孔內(nèi)的步驟；且同時燒結(jié)積層物的步驟包括一道利用熱處理移除有機物質(zhì)的步驟。形成內(nèi)部電極的步驟包括一道印刷振動主動薄片的上與下表面的上與下內(nèi)部電極的步驟，在這樣的例子中，形成下內(nèi)部電極的步驟可以包括一道印刷填有有機糊料的第一下覆蓋層的下內(nèi)部電極的步驟。
再者，為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明提供的振動器的制造方法的步驟包括制作具有預定組成的漿狀制作的復數(shù)個壓電生胚薄片；借著用有機糊料來印刷在生胚薄片的預定薄片上的一個振動凹槽有機圖案中來形成一個下覆蓋層以及在其上形成一個下內(nèi)部電極；借著在生胚薄片的預定薄片上的形成上內(nèi)部電極來形成一個振動主動薄片以及在其上形成一個振動凹槽有機圖案；提供生胚薄片的預定薄片作為上覆蓋層；依序積層下覆蓋層、振動主動薄片與上覆蓋層；通過加熱處理積層物以移除有機物質(zhì)以形成振動凹槽，并同時燒結(jié)積層物；以及形成外部電極，每一均與積層物上的每一下內(nèi)部電極相連接。
覆蓋層可以包括燒出通道的貫穿孔，通過這些貫穿孔有機物質(zhì)會與環(huán)境相溝通，這些內(nèi)部電極與外部電極可以是通過使用厚的薄膜沉積像是玻璃印刷(screen printing)或是薄膜沉積像是濺鍍、蒸發(fā)、化學氣相沉積或膠體涂布來形成。
此外，為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明提供一種振動器，包括內(nèi)部電極，通過控制振動器中的內(nèi)部電極的圖案，使其并沒有與振動器上的外部電極相連接。
此外，為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明提供一種振動器，包括一個積層單元至少有兩個壓電薄片；內(nèi)部電極形成在積層的壓電薄片之間；以及外部電極形成在積層單元的外部；其中通過控制內(nèi)部電極的圖案，內(nèi)部電極并沒有與外部電極相連接。
每一個外部電極可以形成在積層單元的每一個上、下與側(cè)部區(qū)域上，振動器可以進一步包括絕緣體在積層單元的上與下部區(qū)域上，其中在絕緣體上會形成一個振動凹槽；振動器可以進一步包括導電通道，穿過積層單元且不會與內(nèi)部元件相連接，并且每一與每一外部電極相連接；振動器可以進一步包括三節(jié)點電極于絕緣體的一個有振動凹槽形成在其上的表面上；振動器可以包括至少一介電質(zhì)與積層的壓電元件結(jié)合在一起。在這樣的例子中，介電質(zhì)示一個積層的或是單一平板的，一個作為有節(jié)點的電容器的介電質(zhì)基底可以裝設在積層單元的下部分上，而一個用來保護單元的保護蓋會被裝設在積層單元的上部分。而且，一個形成有外部電極的絕緣基底會被裝設在積層單元的下部分上，且一個用來保護單元的保護蓋可能會被裝設在積層單元的上部分，此積層單元與絕緣體可以是生胚的有環(huán)氧基樹脂用來保護單元。
此外，為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明提供一種振動器的制造方法，其步驟包括制作具有預定組成的漿狀制作的復數(shù)個壓電生胚薄片；在生胚薄片上形成不會與外部電極相連接的內(nèi)部電極；積層其上形成有內(nèi)部電極的至少兩個薄片；燒結(jié)積層物；以及在積層物的外側(cè)形成不與內(nèi)部電極相連接的外部電極。
此外，為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明提供一種振動器的制造方法，其步驟包括制作具有預定組成的漿狀制作的復數(shù)個壓電生胚薄片；形成貫穿孔在生胚薄片的兩端；在生胚薄片上形成內(nèi)部電極讓內(nèi)部電極，當貫穿孔填充有導電的糊料時，不會與貫穿孔相接觸，且不會與外部電極相連接；積層至少兩薄片；燒結(jié)積層物；以及在積層物的外側(cè)形成未與內(nèi)部電極相連接且而與貫穿孔的導電糊料相連接的外部電極。
內(nèi)部電極可以形成薄片的部份或接近全部的表面上，所以內(nèi)部電極會與薄片的邊緣有距離，內(nèi)部電極與外部電極的形成是利用厚的薄膜沉積像是玻璃印刷，或是薄的薄膜沉積像是濺鍍、蒸發(fā)、化學氣相沉積或膠體涂布。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明是有關于一種壓電振動器以及其制造方法。該壓電振動器，比如一種共振器，用來作為計時元件、鑒別器、過濾器等。本發(fā)明的壓電振動器的制作可以利用形成一種壓電薄片的壓電主體，控制其厚度，然后同時沿著薄片燒結(jié)覆蓋層，其上會形成有凹槽。另外，本發(fā)明的壓電振動器的制作可以利用積層壓電薄片，控制其厚度，在薄片之間提供內(nèi)部電極，以及形成與內(nèi)部電極絕緣隔離的外部電極。
上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1是一種普通的單一平板式共振器的剖面圖；圖2是一種制作普通的單一平板式共振器的示范圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一種制作方法的示范圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的一種制作方法的示范圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的一種制作方法的示范圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的一種制作方法的示范圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的一種共振器的圖示；圖8是一種具有內(nèi)建電容器的共振器的等效電路圖示；圖9a至圖9e是根據(jù)本發(fā)明第六實施例的一種共振器的結(jié)構(gòu)以及其制造方法的圖示；圖10a與圖10b是根據(jù)本發(fā)明第七實施例的一種共振器的結(jié)構(gòu)以及其制造方法的圖示；圖11是一種單一平板式共振器的振動圖示；圖12a與圖12b是根據(jù)一個配線圖的一種共振器的振動圖示；圖13a與圖13b是根據(jù)本發(fā)明第八實施例的一種共振器的結(jié)構(gòu)以及其制造方法的圖示；圖14a至圖14d是根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的一種共振器的結(jié)構(gòu)以及其制造方法的圖示；圖15a與圖15b是根據(jù)本發(fā)明的第十實施例的一種共振器的結(jié)構(gòu)以及其制造方法的圖示；圖16a與圖16b是根據(jù)本發(fā)明的第十一實施例的一種共振器的結(jié)構(gòu)以及其制造方法的圖示；圖17是根據(jù)本發(fā)明第十二實施例的一種共振器結(jié)構(gòu)；圖18是根據(jù)本發(fā)明第十三實施例的一種共振器結(jié)構(gòu)；以及圖19是根據(jù)本發(fā)明第十四實施例的一種共振器結(jié)構(gòu)。
101，311，1301，1401，1501，1601，1701，1801，1901壓電主體102電極 104，315，412振動凹槽1003，1508，1808振動凹槽105，316，317，414，415，705，706，707，708外部電極908，909，1008，1009，1010，1809，1810，1811，1902外部電極110環(huán)氧樹脂 106芯片元件103，301，302，304，305，401，403，501，502覆蓋層504，505，601，603，703，904，906，907覆蓋層306，506，604，1412貫穿孔307糊料
308，309，405，406，702，902，1002，1005內(nèi)部電極1006，1007，1302，1402，1502，1602，1702，1802內(nèi)部電極303，312，410，701，901，913，914，915，1001，1004壓電薄片1014，1015，1311，1411，1509，1510，1511，1615壓電薄片310，408生胚長條 402，503，602振動主動薄片409單位芯片(壓電元件) R壓電共振器部分C，C1，C2，CL，CU電容器部分905，910，911，912，1004，1016，1017介電質(zhì)薄片1018，1011，1012，1616，1617介電質(zhì)薄片1303，1403，1503，1603，1703，1803上電極1304，1404，1504，1604，1704，1804下電極1305，1306，1505，1506，1605，1606側(cè)邊電極1705，1706，1805，1806側(cè)邊電極1307，1407，1612，1709，1903外部節(jié)點1309，1409保護蓋 1507絕緣體1310，1410，1613絕緣基底 1308，1611，1707導電接著劑1406導電通道 1413確定空間1512上絕緣蓋 1513下絕緣蓋1607，1708，1807介電主體 1609電容器側(cè)邊電極1608電容器內(nèi)部電極 1610介電質(zhì)下外部電極具體實施方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的壓電振動器以及其制造方法其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、制造方法、步驟、特征及其功效，詳細說明如后。
比如根據(jù)本發(fā)明的振動器的例子的共振器，以及其制作方法將會在以下作詳細的說明。
(實施例1)請參閱圖3所示，將會詳細說明根據(jù)本發(fā)明的一種貫穿孔式的共振器的制造過程。
本發(fā)明使用一種作為壓電振動器，可用于工業(yè)制造的未經(jīng)處理的材料粉末，或者也可以用像是PZT、PLZT等預期的壓電組成的未經(jīng)處理材料粉末。為了制備生胚薄片，通過將上述的壓電主體陶瓷粉末與乙醇以及作為額外藥劑的PVB為底的接合劑攪拌與混合在一起，并用一種球狀研磨機將其研磨24小時制作漿狀物，使用帶狀鑄件、手術刀等將漿狀物制成具有預期厚度的復數(shù)個壓電生胚薄片(301至305)，在這個例子中，可以借著調(diào)整漿狀物的狀態(tài)，像是黏度、手術刀中的各種參數(shù)等來控制壓電生胚薄片的厚度。
在薄片的制作過程中，用打洞機將復數(shù)個貫穿孔306形成在薄片302、304，這些復數(shù)個貫穿孔306可以是各種形狀，比如矩形、圓形或是橢圓形，這些復數(shù)個貫穿孔306會被定位所以均會對準振動器的內(nèi)部電極。通過以玻璃印刷在貫穿孔306內(nèi)填入像是碳糊料(paste)或是PVB-或PVA-為底的有機糊料等可以烘烤的糊料307，制作出第一上與下覆蓋層302、304，這些貫穿孔的填充是為了避免這些貫穿孔在積層之后以及在裁減之前因為生胚薄片被壓合而坍塌。在這些薄片的薄片302上形成用于振動器的下內(nèi)部電極308可完成第一下覆蓋層，在其中貫穿孔會填充有糊料，在薄片302中的貫穿孔會對準預定的位置，其中下內(nèi)部電極308可以是金、鉑等此類金屬，用像是濺鍍、或使用膠體的網(wǎng)版印刷形成的金屬電極。借著形成振動器的上內(nèi)部電極309在壓電薄片302上而形成一個振動主動薄片，其中并沒有形成貫穿孔，且其厚度會被控制在數(shù)十微米，壓電薄片303的預定位置會對應于下內(nèi)部電極，其上內(nèi)部電極309可以是利用濺鍍的金、鉑等金屬電極，或是利用玻璃印刷印刷的導電糊料。
除了上述的有有機糊料填充在貫穿孔的第一上與下覆蓋層304，302的制作方式以外，第一上與下覆蓋層304，302可以簡單的制作不需要有機糊料，也就是說第一上與下覆蓋層可以通過在薄片內(nèi)形成復數(shù)個貫穿孔而成，上與下內(nèi)部電極會形成在壓電薄片的上與下表面上，其中并未形成有貫穿孔，且其厚度會受到控制，上與下內(nèi)部電極會形成所以他們均會對準貫穿孔。但是，第一上與下覆蓋層304，302的制作可以利用在第一上與下覆蓋層304，302其中之一中的貫穿孔中填入有機糊料而成，舉例來說，第一下覆蓋層的制作可以通過只在第一下覆蓋層302的貫穿孔內(nèi)連入有機糊料以及形成振動器的下內(nèi)部電極308而成。
利用積層上述制作出的薄片制作出一個包含復數(shù)個單位芯片的生胚長條310，依序為第二下覆蓋層301、第一下覆蓋層302、振動主動薄片303、第一上覆蓋層304以及第二上覆蓋層305。
生胚長條310會被壓合并裁切成單位芯片311，為了通過燒制單位芯片以移除黏合劑以及在薄片與貫穿孔內(nèi)的各種有機物質(zhì)，此單位芯片會被加熱到攝氏300度以下以烘烤，接著通過增加溫度在一個溫度下燒結(jié)壓電組成，利用同時燒結(jié)振動薄片與覆蓋層來完成壓電單元311，在上與下覆蓋層的貫穿孔內(nèi)的有機物質(zhì)跟在薄片中的一樣會被燃燒與移除，所以會形成讓振動器振動的振動凹槽315。
在上述燒結(jié)與制作的壓電元件311的兩端上形成外部電極316，317來以及進行調(diào)整步驟來完成壓電振動器，所以外部電極會分別與內(nèi)部電極308，309相連接，且為了提供壓電性會利用電場讓電偶極對準一個方向。圖3(d)為完成的壓電振動器的結(jié)構(gòu)剖面圖，其中交錯面與圖2(d)所示的相似。
因為內(nèi)部電極308，309會形成在薄的壓電薄片312的上與下表面上，用上述方式制作的共振器對應于薄的壓電薄片的厚度可以有高的振蕩頻率，其中厚度會受到控制所以可以達到預期的厚度而在制作薄片的壓電主體時不需要像是研磨等額外的制程步驟。此外，因為得到的元件是利用積層壓電薄片與覆蓋層并同時進行燒結(jié)，可工作率可以得到改善且制程可以被簡化，因此可以輕易的制作各種構(gòu)造的元件。
(實施例2)請參閱圖4所示，以下將詳細說明一種根據(jù)本發(fā)明提供的有機材料應用型的共振器的制程步驟。
使用與實施例1相同的方式，制作具有預定厚度的復數(shù)個壓電生胚薄片401。
在上述制作的薄片中的一個薄片401上用像是碳糊料、PVB-或PVA-為底可以烘烤的有機糊料，采用玻璃印刷形成作為振動凹槽的有機圖案404，這些有機圖案可以是各種形狀，像是矩形、圓形與橢圓形等，這些有機圖案可以具有預定厚度，所以在烘烤以后可以形成有預定深度的振動凹槽，加上定位所以振動凹槽可以對準振動器的內(nèi)部電極。下覆蓋層401的制作是通過在有有機圖案的薄片上形成作為振動器的下內(nèi)部電極405，其中下內(nèi)部電極可以利用濺鍍的金、鉑等金屬電極，或是利用玻璃印刷印刷上導電糊料而成。振動主動薄片402的制作是利用在一個壓電薄片上形成用于振動器的上內(nèi)部電極406，將其厚度控制在如上所述的數(shù)十微米，然后利用上述方式在上內(nèi)部電極上形成有機圖案407，其中下內(nèi)部電極407可以利用濺鍍的金、鉑等金屬電極，或是利用玻璃印刷印刷上導電糊料而成。
含有復數(shù)個單元芯片的生胚長條408的制作是通過積層上述依序由下覆蓋層401、振動主動薄片402、與上覆蓋層403構(gòu)成的薄片。
生胚長條408會被壓合并裁切成單位芯片409，為了移除燒制單元芯片以后在薄片之間與之中的各種接合劑與有機物質(zhì)，會將芯片單元加熱到攝氏300度以下來烘烤，接著利用增加的溫度在一個燒結(jié)壓電組成的溫度下同時燒結(jié)振動薄片與覆蓋層壓電元件，來完成壓電元件。因為燃燒與移除薄片中的有機物質(zhì)的同時在上與下覆蓋層之間用于振動凹槽的有機圖案404，407也會一并被處理掉，所以會形成讓振動器振動的振動凹槽412。
在上述方式制作與燒結(jié)的壓電元件409兩端上形成外部電極414，415且通過進行調(diào)整步驟即完成壓電振動器，外部電極會分別與內(nèi)部電極405，406相連接，而為了提供壓電性會施加一個電場讓電偶極朝向同一個方向。圖4(d)是完成的壓電振動器的結(jié)構(gòu)剖面圖，其中剖面平面與圖2(d)中所示的相似。
因為內(nèi)部電極405，406會形成在薄的壓電薄片410的上與下表面上，用上述方式制作的共振器對應于薄的壓電薄片的厚度可以有高的振蕩頻率。此外，因為得到的元件是利用積層壓電薄片與覆蓋層并同時進行燒結(jié)，可工作率可以得到改善且制程可以被簡化，因此可以輕易的制作各種構(gòu)造的元件。
(實施例3)請參閱圖5所示，以下將詳細說明一種根據(jù)本發(fā)明提供的貫穿孔式有燃燒通道的共振器的制程步驟。
使用與實施例1相同的方式，制作具有預定厚度的復數(shù)個壓電生胚薄片。另外，本實施例的第一下覆蓋層502、振動主動薄片503以及第一上覆蓋層504會與實施例1的第一下覆蓋層302、振動主動薄片303以及第一上覆蓋層304一樣。然后用鉆孔機在制作的薄片上的兩薄片打洞而形成一層第二上覆蓋層505與一層第二下覆蓋層501，其中具有作為燃燒通道的復數(shù)個貫穿孔506。在此例子中，作為燃燒通道的貫穿孔506會被定位，所以會對準第一上與第一下覆蓋層504，502中作為振動凹槽的貫穿孔。
含有復數(shù)個單元芯片的生胚長條的制作是通過積層上述依序由第二下覆蓋層501、第一下覆蓋層502、振動主動薄片503、第一上覆蓋層504與第二上覆蓋層505構(gòu)成的薄片。
此生胚長條會被壓合并裁切成單位芯片，為了移除燒制單元芯片以后在薄片與貫穿孔之間的各種接合劑與有機物質(zhì)，會將芯片單元加熱到攝氏300度以下來烘烤，接著利用增加的溫度在一個燒結(jié)壓電組成的溫度下同時燒結(jié)振動薄片與覆蓋層壓電元件，來完成壓電元件。在此例子中，因為燃燒與移除薄片中的有機物質(zhì)的同時，在貫穿孔內(nèi)的有機物質(zhì)會被燃燒且輕易的移除穿過燃燒通道，所以會形成讓振動器振動的振動凹槽。
以密封用的環(huán)氧基樹脂將上述方式制作的壓電元件的上與下燃燒通道封住，且在壓電元件的兩端上形成外部電極好讓外部電極與內(nèi)部電極相連接，即完成壓電振動器。
因為內(nèi)部電極會形成在薄的壓電薄片的上與下表面上，用上述方式制作的共振器對應于薄的壓電薄片的厚度可以有高的振蕩頻率。此外，因為各種有機物質(zhì)可以通過燃燒通道快速的被移除，且利用積層薄片與結(jié)構(gòu)層并同時進行燒結(jié)，因此可工作率可以得到改善且可以輕易的制作各種構(gòu)造的元件。
(實施例4)請參閱圖6所示，以下將詳細說明一種根據(jù)本發(fā)明提供的有機材料應用型的共振器的制程步驟。
使用與實施例1相同的方式，制作具有預定厚度的復數(shù)個壓電生胚薄片。另外，除了本實施例中的下與上覆蓋層601，603是被打穿的以外，本實施例的一層下覆蓋層601、振動主動薄片602以及一層上覆蓋層603會與實施例2中的下覆蓋層401、振動主動薄片402以及上覆蓋層403一樣。也就是說，下覆蓋層601的制作是在形成有機圖案以及下內(nèi)部電極之前，利用鉆孔機形成作為燃燒通道的復數(shù)個貫穿孔604而成，其中有機圖案與下內(nèi)部電極的形成方式如實施例2所述，作為燃燒通道的復數(shù)個貫穿孔604的形成是通過利用鉆孔機打穿制作的薄片上的上覆蓋層603而成。在此例子中，作為燃燒通道的貫穿孔604會被定位，而對準振動主動薄片的有機圖案。
含有復數(shù)個單元芯片的生胚長條的制作是通過積層上述依序由下覆蓋層601、振動主動薄片602、與上覆蓋層603構(gòu)成的薄片。
此生胚長條會被壓合并裁切成單位芯片，為了用燃燒單位芯片來移除在薄片中以及在在下與上覆蓋層與振動主動薄片之間的接合劑與各種有機物質(zhì)，會將芯片單元加熱到攝氏300度以下來烘烤，接著利用增加的溫度在一個燒結(jié)壓電組成的溫度下同時燒結(jié)振動薄片與覆蓋層壓電元件，來完成壓電元件。在此例子中，因為燃燒與移除薄片中的有機物質(zhì)的同時，在覆蓋層與振動薄片之間的有機物質(zhì)會被燃燒且輕易的移除穿過燃燒通道，在有機圖案存在的位置上會產(chǎn)生空間，所以會形成讓振動器振動的振動凹槽。
以密封用的環(huán)氧基樹脂將上述方式制作的壓電元件的上與下燃燒通道封住，且在壓電元件的兩端上形成外部電極好讓外部電極與內(nèi)部電極相連接，即完成壓電振動器。
因為內(nèi)部電極會形成在薄的壓電薄片的上與下表面上，用上述方式制作的共振器對應于薄的壓電薄片的厚度可以有高的振蕩頻率。此外，因為各種有機物質(zhì)可以通過燃燒通道快速的被移除，且利用積層薄片與結(jié)構(gòu)層并同時進行燒結(jié)，因此可工作率可以得到改善且可以輕易的制作各種構(gòu)造的元件。
(實施例5)為了讓壓電元件振蕩，需要一個電容器，一種結(jié)合電容器作成的共振器會被用來作為一種有內(nèi)建電容器的共振器，此有內(nèi)建電容器的共振器將在下面作詳細的敘述。
圖7是根據(jù)實施例5的一種具有內(nèi)建電容器的共振器。
實施例5的具有內(nèi)建電容器的共振器包括一個壓電共振器部分R以及一個電容器部分C。壓電共振器部分R包括具有壓電性的壓電薄片701，形成在壓電薄片的上與下表面上的內(nèi)部電極702，形成在壓電薄片的上與下表面的覆蓋層703，形成在壓電薄片的上與下表面上且其中形成有振動凹槽的覆蓋層703，以及形成在壓電薄片與覆蓋層相對兩端上的外部電極705，每一均與每一內(nèi)部電極相連接；電容器部分C包括一個介電質(zhì)主體，在此覆蓋層703就是作為介電質(zhì)功能，第一與第二表面外部電極706，707形成在介電主體的表面上并分別與外部電極相連接，以及一個第三表面外部電極708，形成在介電主體的表面中間并與外部電極705隔離開。
此壓電共振器部分有內(nèi)部電極形成在壓電薄片的上與下表面上，其中將厚度控制在數(shù)十微米之內(nèi)以得到預期的高振蕩頻率，平板型的介電質(zhì)會形成在壓電薄片的上與下表面上且具有振動凹槽，而外部電極每一均與每一內(nèi)部電極相連接，而且是形成在壓電薄片與覆蓋層的兩相對端上；電容器部分的結(jié)構(gòu)是三個表面外部電極會形成在上與下介電質(zhì)的任何一個表面上，其上會形成有振動凹槽。
具有內(nèi)建電容器的共振器的制作方法將會在以下作詳細的說明。
使用與實施例1至4相同的方法制作壓電主體，壓電主體的最上與下覆蓋層是用具有預定組成的介電質(zhì)構(gòu)成，也就是說，使用可用于工業(yè)應用的介電質(zhì)原始材料粉末，其具有預定的介電質(zhì)組成。為了制備介電質(zhì)生胚薄片，利用添加接著劑到介電質(zhì)陶瓷粉末中并使用一般的漿狀制作方法來產(chǎn)生漿狀物，用手術刀或類似的工具把漿狀物作成具有預定厚度的介電生胚薄片，以與實施例1至4相同的方法使用制作的介電生胚薄片來制作振動器的最上與下覆蓋層，而元件主體則是通過積層、裁切與同時燒結(jié)的步驟制成。
外部電極705會形成在元件主體的兩末端上，每一個會與每一個內(nèi)部電極702相連接；第一與第二表面外部電極706，707會形成在任何一上與下介電質(zhì)覆蓋層的表面上，其每一會與介電質(zhì)的兩末端上的每一外部電極相連接；與外部電極相分隔的第三外部電極708會形成在介電質(zhì)的表面中間；在進行調(diào)整步驟以后會完成壓電振動器，為了提供壓電性會提供一個電場讓電偶極朝向同一個方向。
由圖8的等效電路可以看到，完成的具有內(nèi)建電容器的共振器在用虛線標示的一個單元芯片內(nèi)包括有共振器與電容器，其中電容器C1，C2會分別連接到共振器的兩末端。
因為有這樣結(jié)構(gòu)的內(nèi)建電容器的共振器會有內(nèi)部電極在薄的壓電薄片上與下表面上，所以可以得到對應于薄壓電薄片的厚度的高振蕩頻率；另外因為形成有振動凹槽的覆蓋層是用介電質(zhì)形成，覆蓋層可以作為電容器，因此電容器會包含在單位芯片內(nèi)，所以可以制作緊密的元件，這樣就可以輕易的運用到緊密的電子元件。
(實施例6)
圖9是根據(jù)實施例6的一種具有內(nèi)建電容器的共振器。實施例6的具有內(nèi)建電容器的共振器包括一個壓電共振器部分R以及一個電容器部分C。壓電共振器部分R包括具有壓電性的壓電薄片901，形成在壓電薄片的上與下表面上的內(nèi)部電極902，形成在壓電薄片的上與下表面上且其中形成有振動凹槽的覆蓋層904，以及形成在壓電薄片與覆蓋層相對兩端上的側(cè)邊外部電極908，每一均與每一內(nèi)部電極相連接；電容器部分C包括一個介電質(zhì)薄片905；形成在介電質(zhì)薄片上且每一都連接到側(cè)邊外部電極908的第一電容器內(nèi)部電極906；以及形成在介電質(zhì)薄片上，與側(cè)邊外部電極908相隔開，且連接到一個形成在壓電薄片與覆蓋層的前側(cè)上的中間外部電極909的第二電容器內(nèi)部電極907。
此壓電共振器部分有內(nèi)部電極形成在薄壓電薄片的上與下表面上，其中將厚度控制在數(shù)十微米之內(nèi)以得到預期的高振蕩頻率，接著有振動凹槽形成在其上的覆蓋層會形成在壓電薄片的上與下表面上，此電容器部分會與壓電共振器部分整合在一起，其中有電容器內(nèi)部電極形成在其上的介電質(zhì)薄片會被積層，并借著調(diào)整介電質(zhì)薄片上的內(nèi)部電極圖案以及積層的介電質(zhì)薄片數(shù)量來控制其電容量。
電容器部分C會黏貼在壓電共振器部分R如圖9a所示的下方部分、如圖9b所示的上方部分、或是如圖9c所示的上與下方部分。
請參閱圖9d所示，具有內(nèi)建電容器的共振器的制作方法將會在以下作詳細的說明。
使用與實施例1至4相同的方法形成壓電薄片并在其上形成電極，以用來制作作為壓電共振器部分的共振器薄片913，914，915，上覆蓋層915可以是壓電材質(zhì)或是介電材質(zhì)。
為了制作電容器部分，使用工業(yè)用，具有預定介電質(zhì)組成的介電質(zhì)原始材料粉末；為了制備介電質(zhì)生胚薄片，利用添加接著劑到介電質(zhì)陶瓷粉末中并使用一般的漿狀制作方法來產(chǎn)生漿狀物，用手術刀或類似的工具把漿狀物作成具有預定厚度的介電質(zhì)薄片910，911，912。
第一電容911的制作是通過在用虛線分開的單位芯片內(nèi)的上述制成的介電質(zhì)薄片上形成第一電容器內(nèi)部電極906，第一電容器內(nèi)部電極彼此會互相分隔開，其每一會與在單位芯片每側(cè)邊的側(cè)邊每一個外部電極908相連接；另外，第二電容薄片912的制作是利用在另一個介電薄片上形成第二電容器內(nèi)部電極907而成，其中第二電容器內(nèi)部電極907會與在單位芯片的前側(cè)上的中間外部電極909相連接，并與單位芯片兩端有間隔，每一單位芯片上的電容器內(nèi)部電極與外部電極結(jié)構(gòu)如圖9e所示。
電容薄片910至912與壓電薄片913至915會被積層，電容薄片可以被積層在壓電共振器的上或下部分或上與下兩部分上，被積層的電容薄片數(shù)量可以根據(jù)預定達成的電容量來加以控制。
單位芯片元件主體的制作是通過使用與實施例1至4同樣的方法裁切與同時燒結(jié)積層的電容薄片以及壓電共振器部分而成。
側(cè)邊外部電極908會形成在單位芯片元件主體的兩端上，其中每一側(cè)邊外部電極908與壓電共振器部分的每一內(nèi)部電極902以及每一第一電容器內(nèi)部電極906；連接到第二電容器內(nèi)部電極907的中間外部電極909會形成在單位芯片元件的外側(cè)的前側(cè)上；接著，通過進行調(diào)整步驟即可完成壓電振動器，為了提供壓電性可以施加電場讓電偶極朝向同一個方向。
由圖8的等效電路可以看到，完成的具有內(nèi)建電容器的共振器在用虛線標示的一個單元芯片內(nèi)包括有共振器與電容器，其中電容器C1，C2會分別連接到共振器的兩末端。在這樣的例子中，在圖9c中的內(nèi)建電容器的共振器可以有最大的電容量，因為有兩個電容器相隔的平行連接到共振器的個別節(jié)點上。
因為有這樣結(jié)構(gòu)的內(nèi)建電容器的共振器會有內(nèi)部電極在薄的壓電薄片上與下表面上，所以可以得到對應于薄壓電薄片的厚度的高振蕩頻率；另外因為內(nèi)建電容器的共振器是壓電共振器部分與介電薄片的積層物，其中有內(nèi)部電極形成在作為電容器的介電薄片上，電容器會包含在一個單位芯片內(nèi)，因此可以制作緊密的元件，這樣就可以輕易的運用到緊密的電子元件。
(實施例7)根據(jù)實施例7，圖10a繪示一種內(nèi)建電容器的共振器，實施例7的內(nèi)建電容器的共振器包括一個壓電共振器部分R、一個下電容器部分CL、以及一個上電容器部分CU。
壓電共振器部分R包括一個具有壓電性的壓電薄片1001，形成在壓電薄片的上與下部分上的內(nèi)部電極1002，形成在壓電薄片的上與下部分上且其中形成有振動凹槽1003的覆蓋層，以及形成于壓電薄片的相對兩面上且每一與每一內(nèi)部電極1002相連接的側(cè)邊外部電極1008，1009。下電容器部分CL包括一個介電質(zhì)薄片1004；形成在介電質(zhì)薄片的表面上，且與側(cè)邊外部電極1008相連接的第一電容器內(nèi)部電極1005；以及一個形成在介電質(zhì)薄片上與側(cè)邊外部電極1008，1009相隔開，且與連接到形成在壓電主體前側(cè)上的中間外部電極1010相連接的第二電容器內(nèi)部電極1007。上電容器部分CU包括另一個壓電薄片1004；一個形成在壓電主體前側(cè)的第三電容器內(nèi)部電極1006；以及形成在介電質(zhì)薄片上，與側(cè)邊外部電極1008，1009相隔離開，且連接到中間外部電極1010的第二電容器內(nèi)部電極1007。
壓電共振器部分會有內(nèi)部電極在薄的壓電薄片的上與下部分，其中將厚度控制在數(shù)十微米之內(nèi)以得到預期的高振蕩頻率，接著在壓電薄片的上與下部分上形成有振動凹槽的覆蓋層(也就是介電層)。
此電容器部分會與壓電共振器部分整合在一起，其中有電容器內(nèi)部電極形成在其上的介電質(zhì)薄片會被積層，并借著調(diào)整介電質(zhì)薄片上的內(nèi)部電極圖案以及積層的介電質(zhì)薄片數(shù)量來控制其電容量。特別的是，電容器部分包括下電容器部分，與壓電共振器的下部分接合在一起，且與壓電共振器的任何一個節(jié)點(也就是外部電極)連接在一起；以及上電容器部分，會與壓電共振器的上部分接合在一起，且與壓電共振器的其他節(jié)點(也就是外部電極)連接在一起。
請參閱圖10b所示，具有內(nèi)建電容器的共振器的制作方法將會在以下作詳細的說明。
使用與實施例1至4相同的方法形成壓電薄片并在其上形成電極，以用來制作作為壓電共振器部分的共振器薄片1014，1015，上與下覆蓋層1016，1013可以是介電材質(zhì)，且用以作為電容器的一部分以及作為覆蓋層。
為了制作電容器部分，使用工業(yè)用，具有預定介電質(zhì)組成的介電質(zhì)原始材料粉末；為了制備介電質(zhì)生胚薄片，利用添加接著劑到介電質(zhì)陶瓷粉末中并使用一般的漿狀制作方法來產(chǎn)生漿狀物，用手術刀或類似的工具把漿狀物作成具有預定厚度的介電質(zhì)生胚薄片1011至1013，1016至1018。
第一電容薄片1012的制作是通過在用虛線分開的單位芯片內(nèi)的上述制成的介電質(zhì)薄片上形成第一電容器內(nèi)部電極1005，第一電容器內(nèi)部電極會連接在單位芯片每側(cè)邊上的外部電極1008；第二電容薄片1013，1016的制作是利用在其他的介電薄片上形成第二電容器內(nèi)部電極1007而成，其中在單位芯片中，第二電容器內(nèi)部電極1007會與在單位芯片的前側(cè)上的中間外部電極1010相連接，并與單位芯片兩端有間隔；另外第三電容薄片1017的制作是利用在另一個介電質(zhì)薄片上形成第三電容器內(nèi)部電極1006而成，其中在單位芯片內(nèi)，第三電容器內(nèi)部電極1006會與單位芯片的其他側(cè)邊上的外部電極1008相連接。
電容薄片與壓電共振器部分會被積層，依序是構(gòu)成下電容器的介電薄片1011、第一電容薄片1012、第二電容薄片1013、共振器薄片1014，1015、第二電容薄片1016、第三電容薄片1017、以及構(gòu)成上電容器的介電薄片1018，在這樣的例子中，被積層的電容薄片數(shù)量可以根據(jù)預定達成的電容量來加以控制。
單位芯片元件主體的制作是通過使用與實施例1至4同樣的方法裁切與同時燒結(jié)積層的電容薄片以及壓電共振器部分而成。
側(cè)邊外部電極1008與側(cè)邊外部電極1009會形成在單位芯片元件主體的兩端上，其中側(cè)邊外部電極1008會與壓電共振器部分的內(nèi)部電極1002以及第一電容器內(nèi)部電極1005相連接，且其中側(cè)邊外部電極1009會與壓電共振器部分的內(nèi)部電極1002以及第三電容器內(nèi)部電極1007相連接，在元件主體的前以及或附近區(qū)域上會有連接到第二電容器外部電極1007的中間外部電極1010形成。接著，通過調(diào)整步驟來完成壓電振動器，其中為了提供壓電性可以施加電場讓電偶極朝向同一個方向。
由圖8的等效電路可以看到，完成的具有內(nèi)建電容器的共振器在用虛線標示的一個單元芯片內(nèi)包括有共振器與電容器，其中電容器會分別連接到共振器的兩末端。
因為有這樣結(jié)構(gòu)的內(nèi)建電容器的共振器會有內(nèi)部電極在薄的壓電薄片上與下表面上，所以可以得到對應于薄壓電薄片的厚度的高振蕩頻率；另外因為內(nèi)建電容器的共振器是壓電共振器部分與介電薄片的積層物，其中有內(nèi)部電極形成在作為電容器的介電薄片上，電容器會包含在一個單位芯片內(nèi)，因此可以制作緊密的元件，這樣就可以輕易的運用到緊密的電子元件。
(實施例8)具有高振蕩頻率的振動器在上面幾個實施例中提到，其中振動器的制作是通過同時燒結(jié)壓電主體而成，壓電主體是由精準控制厚度的壓電薄片以及其上形成有振動凹槽的覆蓋層制成，在接下來的實施例包括本實施例中的具有高振蕩頻率的振動器是通過積層精準控制厚度的復數(shù)個壓電薄片，在壓電薄片之間形成內(nèi)部電極，以及控制內(nèi)部電極的圖案而來。
首先，請參閱圖11，圖12a與圖12b所示，將會說明利用控制內(nèi)部電極的圖案制作的振動器或共振器的振動原理。如圖11所示，讓厚度T的單平板式共振器的振蕩頻率為fa，在此例子中共振器的整個厚度為2T，是將兩個共振器積層在一起，每一個的厚度為T，如圖12a與圖12b所示，共振器的振蕩頻率會隨著在兩個積層在一起的共振器中的電極導線的兩倍變化。也就是說，假如上與下電極的極性與圖12a中所示的中間電極不一樣，波長會增加會兩倍，因此共振器的基諧波振動的振蕩頻率會變成1/2fa，所以頻率會變?yōu)閳D11中所示的頻率的一半。但是，假如上電極的極性與下電極的極性不同，如圖12b所示，且假如中間電極(或內(nèi)部電極)沒有架設導線，因為元件的上與下表面會被充電使電性分別變?yōu)?+)與(-)，就像將電場施加在電容器上一樣，波長會因而減半，因此共振器的振蕩頻率會變成fa，與圖11所提到的頻率一樣。也就是說，雖然共振器積層在一起的層數(shù)量增加，還是可以得到相同的振蕩頻率，因此可以利用將共振器的單平板式壓電主體變薄來得到具有高振蕩頻率的共振器。另外，因為利用將具有同樣厚度的單平板式壓電主體積層在一起，可以得到預期厚度與可工作性的元件，且通過控制電極的連接，可以制作有預定頻率與厚度的振動器。
請參閱圖13a所示，將會說明本實施例的一種共振器。
共振器包括一個具有壓電性的壓電主體1301；形成在壓電主體上的內(nèi)部電極1302；一個上電極1303與一個下電極1304，分別形成在壓電主體的上與下部分，對上下電極施加電源；側(cè)邊電極1305，1306，分別連接到上電極1303與下電極1304；外部節(jié)點1307；以及一個保護蓋1309。內(nèi)部電極1302并沒有與上電極1303、下電極1304以及側(cè)邊電極1305，1306相連接；側(cè)邊電極1305，1306會形成在壓電主體的兩相對邊上；上電極1303與下電極1304會分別連接到側(cè)邊電極1305與側(cè)邊電極1306，每一也都連接到在壓電主體的兩相對邊上的每一外部節(jié)點1307；保護蓋1309可以包覆整個壓電主體提供保護。
壓電主體是一個積層的壓電薄片結(jié)構(gòu)，其中厚度會被控制在數(shù)十微米以得到高的振蕩頻率，內(nèi)部電極會被印刷在薄片的部分或是幾乎整個表面上，所以內(nèi)部電極會與薄片的末端相隔開，以不與薄壓電薄片上的側(cè)邊、上與下外部電極連接在一起，壓電主體的下部分會進一步的與絕緣基底1310結(jié)合在一起，通過在絕緣基底兩側(cè)形成貫穿孔，外部節(jié)點1307會形成在貫穿孔內(nèi)，這些外部節(jié)點會在壓電主體的兩側(cè)有導電接合劑1308上，與側(cè)邊與上外部電極以及側(cè)邊與下外部電極連接在一起，形成有全部電極的壓電主體會被保護金屬蓋1309包覆并保護。
請參閱圖13b所示，說明這樣的共振器的制作過程。
使用與實施例1相同的方法，制作具有預定厚度的壓電生胚薄片1311，利用像是玻璃印刷等厚膜沉積或是比如濺鍍、蒸發(fā)、化學氣相沉積、或是膠體涂布等薄膜沉積，在薄片內(nèi)形成內(nèi)部電極1302，所以會與薄片的末端相隔開以不與薄片的邊緣相連接。在這樣的例子中，內(nèi)部電極1302與薄片邊緣之間的間隔距離會與內(nèi)部電極1302與薄片的其他相對側(cè)之間的距離不同。
在將其上形成有內(nèi)部電極的薄片以預定數(shù)量積層在一起，所以內(nèi)部電極1302與側(cè)邊電極1305之間的空間間隔會與內(nèi)部電極1302與側(cè)邊電極1306之間的不同之后，借著將積層物裁切成單位元件(如虛線標示)來制作單位元件的積層壓電主體1301，在加熱以移除積層物內(nèi)的各種接合成份，烘烤積層物以后，用增加的溫度在壓電組成的燒結(jié)溫度下燒結(jié)積層物。
形成在上述制作出來的壓電主體1301外側(cè)的上電極1303與下電極1304并不會與積層物的內(nèi)部電極1302連接在一起，側(cè)邊電極1305，1306會形成在壓電主體的兩側(cè)，且分別與上與下電極連接在一起，在這樣的例子中，上、下與側(cè)邊外部電極的形成是通過像是玻璃印刷等厚膜沉積或是比如濺鍍、蒸發(fā)、化學氣相沉積、或是膠體涂布等薄膜沉積。圖13b(c)是一個有外部電極形成的完整元件的剖面圖，其剖面與圖2(d)中的相似。
裁切步驟的進行是將電源供應到有電極形成的壓電主體的兩個外部電極上，所以壓電偶極會同向，在將裁切的壓電主體裝置在絕緣基底上以后，在壓電主體兩端的每一個外部電極會用導電接著劑被黏貼到每個外部節(jié)點，其中外部節(jié)點會形成在絕緣基底的兩個末端中的貫穿孔內(nèi)；通常會使用保護金屬蓋覆蓋在裝置于絕緣基底上的壓電主體以后就完成共振器元件。
有這樣結(jié)構(gòu)的共振器會在薄的壓電薄片上形成內(nèi)部電極，可以得到對應于薄壓電薄片厚度的高振蕩頻率；另外通過積層壓電薄片可以得到具有預定厚度的元件，可以改善可工作性，這樣就可以輕易的運用到緊密的電子元件。
(實施例9)請參閱圖14a至圖14d所示，將在以下說明本發(fā)明的實施例9中的共振器。
請參閱圖14a所示，本實施例的共振器包括一個具有壓電性的壓電主體1401；內(nèi)部電極1402；上電極1403與上電極1404，分別形成在壓電主體的上與下表面上，且會施加電源在其上；外部節(jié)點1407；以及一個包覆整個壓電主體的保護蓋1409。內(nèi)部電極1402會形成在元件主體內(nèi)，且不會與上電極1403以及下電極1404相連接；外部節(jié)點1407會通過導電通道1406，分別與上及下電極相連接，其中導電通道會穿過壓電主體并與內(nèi)部電極隔離開。
壓電主體是壓電薄片的積層物，其中厚度會被控制在數(shù)十微米以得到高的振蕩頻率，內(nèi)部電極會被印刷在薄片的部分或是接近整個表面上，所以內(nèi)部電極不會與在薄的壓電薄片上的上與下外部電極相鄰接，且會與作為貫穿孔的導電通道隔離開；壓電主體的下部分會進一步的結(jié)合絕緣基底1410，利用在絕緣基底兩側(cè)形成貫穿孔，會在貫穿孔內(nèi)形成外部節(jié)點1407，每一個外部節(jié)點會被導電接著劑黏貼到壓電主體的下方兩側(cè)的每一個上與下外部電極，形成所有電極的壓電主體會被保護層1409覆蓋且保護住。
這樣的共振器的制作過程將會在以下作詳細說明。
使用與實施例1相同的方法，制作具有預定厚度的壓電生胚薄片1411，用打洞機在前面布置制作出來的復數(shù)個生胚薄片兩側(cè)形成作為導電通道的貫穿孔1412，內(nèi)部電極與導電糊料會形成在有貫穿孔的薄片上，所以內(nèi)部電極不會與導電通道接觸，內(nèi)部電極與貫穿孔內(nèi)部會同時被印刷。在這樣的例子中，內(nèi)部電極會被印刷在由貫穿孔的導電通道起的薄片上的幾乎整個表面的確定空間1413上，如圖14c所示；或是在與貫穿孔的導電通道分隔開的薄片部分表面上，如圖14d所示。
在積層預定數(shù)量的有內(nèi)部電極形成在其上的薄片以后，將其裁切成單位元件(如虛線所示)以制作出作為單位元線的積層壓電主體，在為了移除在積層物中的各種接合成份而利用加熱烘烤積層物以后，增加溫度在一個精確的溫度下燒結(jié)積層物。上電極與下電極會形成在燒結(jié)的積層物外側(cè)，其并不會連接到每一個積層物的內(nèi)部電極。在此例子中，每一個上與下電極都會與內(nèi)部電極隔離開，且與每一個貫穿孔的導電糊料相連接，施加電源到壓電主體的外部電極上以進行調(diào)整步驟，使壓電偶極可以往同一個方向。在將上述的壓電主體裝置在絕緣基底上以后，使用導電黏著劑通過導電通道，將壓電主體的每一個外部電極黏貼到絕緣基底的外部節(jié)點上，其中節(jié)點會形成在絕緣基底兩末端中的貫穿孔內(nèi)。接著，為了用保護蓋包覆壓電主體，通常會使用保護金屬蓋覆蓋壓電主體來完成共振器元件。
有這樣結(jié)構(gòu)的共振器會在薄的壓電薄片上形成內(nèi)部電極，可以得到對應于薄壓電薄片厚度的高振蕩頻率；另外通過積層壓電薄片可以得到具有預定厚度的元件，可以改善可工作性，這樣就可以輕易的運用到緊密的電子元件。
(實施例10)請參閱圖15a所示，將在以下說明本發(fā)明的實施例9中的共振器。
實施例10的共振器包括一個具有壓電性的壓電主體1501；形成在壓電主體上的內(nèi)部電極1502；上電極1503與上電極1504，分別形成在壓電主體的上與下表面上，且會施加電源在其上；側(cè)邊電極1505，1506，會分別連接到上電極1503與下電極1504；以及絕緣體1507，其上會有振動凹槽形成。內(nèi)部電極1502會與上電極1503、下電極1504以及側(cè)邊電極1505，1506相連接，每一個側(cè)邊電極1505，1506會形成在壓電主體的每一個相對邊上，絕緣體1507會形成在壓電主體的上與下部分上。
壓電主體是壓電薄片的積層物，其中厚度會被控制在數(shù)十微米以得到高的振蕩頻率，內(nèi)部電極會被印刷在薄片的部分或是接近整個表面上，所以為了不與壓電薄片上的側(cè)邊、上與下電極相連接，內(nèi)部電極會與薄片的末端隔開；形成在壓電主體的上與下部分的絕緣體1507只是一般的絕緣板，其中形成有振動凹槽1508好讓振動器振動。
這樣的共振器的制作過程將會在以下作詳細說明。
使用與實施例1相同的方法，制作具有預定厚度的壓電生胚薄片1509，利用玻璃印刷在上述的薄片上印刷上內(nèi)部電極1502，以制作出復數(shù)個第一壓電薄片1509，所以內(nèi)部電極不會與薄片的邊緣相連接；在一個壓電薄片的上表面上印刷出上電極1503，以制作出第二壓電薄片1510，所以上電極只會與在薄片的一側(cè)邊緣上的外部電極相連接；以及將下電極1504印刷在另一個壓電薄片的下表面上以制作第三壓電薄片1511，所以下電極會連接到薄片的另一個相對邊邊緣的外部電極上，在具有一般絕緣特性的絕緣板上形成振動凹槽來形成上與下絕緣蓋1512，1513。
上述的壓電薄片與絕緣蓋會被積層，依序為下絕緣蓋1513、第三壓電薄片1511、復數(shù)個第一壓電薄片1509、第二壓電薄片1510、以及上絕緣蓋1512，如圖15b所示。作為單位元件的被積層的元件主體的制作是將其裁切成單位元線(如虛線所示)，在為了移除在積層物中的各種接合成份而利用加熱烘烤積層物以后，增加溫度在一個精確的溫度下燒結(jié)積層物。通過形成側(cè)邊外部電極來制作元件，其中每一會與壓電主體的每一上與下電極相連接，在包括絕緣體的積層物兩表面上會形成有振動凹槽。
元件的制作是將絕緣蓋與壓電主體積層在一起并同時燒結(jié)，但是元件可以做成一種利用將絕緣蓋與壓電主體黏合在一起的具有可振動的絕緣體的振動器，其絕緣蓋與壓電主體是分開制作，也就是說壓電主體的制作方式與實施例8相同。接著，在燒結(jié)的壓電主體的上與下表面上形成上與下電極，其中上與下電極不會連接到壓電主體內(nèi)的內(nèi)部電極；在具有一般絕緣特性的絕緣板上形成振動凹槽制作成絕緣蓋，在有上與下電極的壓電主體上的上與下部分上放上絕緣蓋，在包括絕緣體的壓電主體兩邊上形成側(cè)邊外部電極來制成元件，其中每一側(cè)邊電極會連接到每一上與下電極。
有這樣結(jié)構(gòu)的共振器會在薄的壓電薄片上形成內(nèi)部電極，可以得到對應于薄壓電薄片厚度的高振蕩頻率；另外通過積層壓電薄片可以得到具有預定厚度的元件，可以改善可工作性，這樣就可以輕易的運用到緊密的電子元件。
(實施例11)根據(jù)本實施例在圖16a與圖16b中繪示出的內(nèi)建電容器的共振器包括一個壓電共振器部分以及一個電容器部分。壓電共振器部分包括具有壓電性的壓電主體1601；形成在壓電主體內(nèi)的內(nèi)部電極1602；一個上電極1603與一個下電極1604分別形成在壓電主體的上與下表面上，并會在其上施加電源；以及第一與第二側(cè)邊電極1605，1606分別連接到上電極1603與下電極1604。內(nèi)部電極1602不會與上電極1603、下電極1604以及側(cè)邊電極1605，1606相連接，第一與第二側(cè)邊電極1605，1606會分別形成在壓電主體的兩個相對邊上。
電容器部分包括一個介電主體1607，一個電容器側(cè)邊外部電極1609、一個電容器內(nèi)部電極1608、以及介電質(zhì)下外部電極1610。電容器內(nèi)部電極1608會形成在介電質(zhì)主體中，并通過積層的主體的前側(cè)表面上連接到電容器側(cè)邊外部電極1609；介電質(zhì)下外部電極1610會形成在介電質(zhì)主體的下部分上，并與電容器側(cè)邊外部電極相隔開；共振器部分的上電極與電容器部分的一個下電極會通過積層的主體的側(cè)邊電極之一連接到外部節(jié)點1612之一；共振器部分的下電極1604(也就是電容器部分的上電極)與電容器部分的其他下外部電極會通過積層的主體的其他側(cè)邊電極連接到另一個外部節(jié)點；電容器部分的內(nèi)部電極會通過電容器的側(cè)邊外部電極1609連接到其他外部節(jié)點1612。
壓電共振器部分是薄的壓電薄片的積層物，其中壓電共振器部分會有內(nèi)部電極在薄的壓電薄片的上與下部分，其中將厚度控制在數(shù)十微米之內(nèi)以得到預期的高振蕩頻率。壓電共振器部分的內(nèi)部電極會被印刷在薄片的部分或是接近整個表面上，為了不與薄的壓電薄片上的側(cè)邊、上與下外部電極連接在一起，內(nèi)部電極會與薄片的邊緣相間隔；電容器部分是介電質(zhì)薄片的積層物，其為了達到預定的電容量會控制積層的薄介電質(zhì)薄片來控制電容量；為了通過電容器側(cè)邊外部電極連接到外部節(jié)點，電容器部分的內(nèi)部電極會被印刷在有導電糊料的絕緣薄片上。
壓電共振器部分與電容器部分會被積層在一起，且接著用同樣的步驟加以處理。另外，也可以將他們分開制作，然后再結(jié)合在一起，也就是說壓電共振器與電容器可以在他們分開制作以后再黏在一起。
在內(nèi)建電容器的共振器的下部分上會放置一個絕緣基底1613，形成貫穿孔，其位置在于使每一個貫穿孔與內(nèi)建電容器的共振器的外部電極接觸以形成三個外部節(jié)點1612，絕緣基底1613會有外部節(jié)點形成在貫穿孔內(nèi)，這三個外部節(jié)點會被導電黏著劑1611連接到個別的外部電極上，其中形成所有電極的內(nèi)建電容器的共振器會被用來保護元件的金屬蓋包覆保護住。
這樣具有內(nèi)建電容器的共振器的制作過程將會在以下做說明。
使用與實施例1相同的方式，制作具有預定厚度的壓電生胚薄片1615，利用玻璃印刷在上述的薄片上印刷上內(nèi)部電極1602，所以內(nèi)部電極不會與薄片的邊緣相連接，在這樣的例子中，在內(nèi)部電極1602與薄片邊緣之間的間隔距離可以與在內(nèi)部電極1602與薄片的其他相對邊緣之間的距離不同。
為了制作電容器部分，使用工業(yè)用，具有預定介電質(zhì)組成的介電質(zhì)原始材料粉末；為了制備介電質(zhì)生胚薄片，利用添加接著劑到介電質(zhì)陶瓷粉末中并使用一般的漿狀制作方法來產(chǎn)生漿狀物，用手術刀或類似的工具把漿狀物作成具有預定厚度的介電質(zhì)薄片1616，1617。
第一介電質(zhì)1616的制作是在上述制成的介電質(zhì)薄片上用導電糊料印刷上內(nèi)部電極1608，所以內(nèi)部電極會與元件主體的前側(cè)的外部電極相連接；第二薄片1617的制作是在上述制成的絕緣薄片上印刷上電極1604(也就是共振器部分的下電極)，所以上電極會與元件主體的兩邊之一的外部電極連接在一起。
在積層預定數(shù)量的第一介電薄片1616與第二介電薄片1617以后，接著積層預定數(shù)量的共振器薄片1615，其上印刷有共振器的內(nèi)部電極，所以內(nèi)部電極與第一側(cè)邊電極1605之間的間隔距離可以跟內(nèi)部電極與第二側(cè)邊電極1606之間的不同。之后，單位元件的積層元件的制作是將其裁切成單位元件(如虛線所示)，在加熱積層元件將其烘烤以移除積層元件中的各種接合成分以后，增加溫度到精確的燒結(jié)溫度下燒結(jié)積層的元件。
除了同時燒結(jié)積層物的方法以外，內(nèi)建電容器的共振器也可以是將共振器部分與電容器部分黏合在一起形成，其中將根據(jù)實施例8的共振器制作方法與一般積層的電容器制造方法分別制造共振器部分與電容器部分并將其積層與燒結(jié)在一起而成。
上電極1603與下電極1610會形成在積層元件，也就是上述用不同的方法制作出的內(nèi)建電容器共振器的外側(cè)，其并不會與積層物的內(nèi)部電極相連接。上電極1603會形成與積層物的兩側(cè)相連接，而下電極1610會形成與積層物兩邊之一連接在一起，并被隔離在中間；第一側(cè)邊電極1605會形成在有上與下電極的積層元件的一邊上，其會連接到共振器部分的上電極1603與電容器部分的下電極之一；第二側(cè)邊電極1606會形成在積層元件的另一邊，其會連接到共振器部分的下電極1604(也就是電容器部分的上電極)以及電容器部分的下電極的另一；電容器側(cè)邊外部電極1609(也就是第三側(cè)邊外部電極)會形成在積層元件的前側(cè)，其會與電容器部分的內(nèi)部電極連接在一起。在形成有電極的結(jié)合與積層元件的兩外部電極上施加電源以進行調(diào)整步驟，所以壓電偶極可以往同一方向。在此例子中分開制作的個別元件會被黏合而制作結(jié)合與積層的元件，在調(diào)整共振器部分以后，共振器部分與電容器部分會被接合在一起。
上述制作的積層元件會被放置在絕緣基底上，其中外部節(jié)點1612會被形成在絕緣基底中的貫穿孔內(nèi)，以在絕緣基底內(nèi)形成三個節(jié)點，兩個節(jié)點會用導電接著劑1611與積層元件兩端的個別第一與第二側(cè)邊外部電極相連接在一起，中間的外部節(jié)點會被連接到在積層元件前側(cè)的第三側(cè)邊外部電極，最后為了用保護蓋包覆有內(nèi)建電容器的共振器，通常會使用，在積層元件上蓋上保護金屬蓋就完成有內(nèi)建電容器的共振器。
由圖8的等效電路可以看到，完成的具有內(nèi)建電容器的共振器在用虛線標示的一個單元芯片內(nèi)包括有共振器與電容器，其中電容器會分別連接到共振器的兩末端。
因為有這樣結(jié)構(gòu)的內(nèi)建電容器的共振器會有內(nèi)部電極在薄的壓電薄片上，所以可以得到對應于薄壓電薄片的厚度的高振蕩頻率；另外因為通過積層壓電薄片可以得到有預定厚度的元件，可以改善可工作性，因此可以輕易制作具有各種結(jié)構(gòu)的元件。另外，因為具有內(nèi)建電容器的共振器是一種包括電容器的單元芯片的型態(tài)，此可穩(wěn)定工作，簡單與最小的單芯片元件可以用簡單的制作方法來制作，且可以簡單的應用于緊密的電子元件。
(實施例12)請參閱圖17所示，實施例12的內(nèi)建電容器的共振器將會說明于下。
在圖17中的本實施例的內(nèi)建電容器的共振器包括一個壓電共振器部分與一個介電質(zhì)部分。壓電共振器部分包括具有壓電性的壓電主體1701；形成在壓電主體內(nèi)的內(nèi)部電極1702；分別形成在壓電主體的上與下部分上且會施加電源在其上的一個上電極1703與一個下電極1704；以及側(cè)邊電極1705，1706，其會分別連接到上電極1703與下電極1704。內(nèi)部電極1702不會與上電極1703、下電極1704以及側(cè)邊電極1705，1706相連接，側(cè)邊電極1705，1706分別會形成在壓電主體的兩相對邊上。
介電質(zhì)部分包括一個介電質(zhì)主體1708以及在介電質(zhì)主體的貫穿孔內(nèi)的電容器節(jié)點電極1709(也就是外部節(jié)點)。節(jié)點電極(也就是外部節(jié)點)會用導電接著劑1707與壓電共振器主體的上、下以及側(cè)邊電極相連接。
壓電共振器部分是一種薄的壓電薄片的積層物，將厚度控制在數(shù)十微米之內(nèi)以得到預期的高振蕩頻率，壓電共振器部分的內(nèi)部電極會被印刷在薄片的部分或是接近全部表面上，所以為了不與薄的壓電薄片上的側(cè)邊、上與下外部電極相連接而會與薄片的邊緣有間隔。因為電容器部分的是具有三個貫穿孔穿過基底的介電質(zhì)基底，且其中會形成節(jié)點電極，兩個電容器會分開連接到共振器的個別節(jié)點上，利用保護金屬蓋包覆并保護形成有全部電極的內(nèi)建電容器的共振器。
具有內(nèi)建電容器的共振器的制作方法將會在以下作詳細的說明。
使用與實施例1相同的方法形成積層的壓電主體，在積層物的外側(cè)形成不與積層物的內(nèi)部電極相連接的上電極與下電極，在壓電主體的兩邊形成分別連接到上與下電極的側(cè)邊電極，施加電源到形成有電極的壓電主體的兩個外部電極上以進行調(diào)整步驟，所以壓電偶極會同向。上述制作的壓電煮體會被放置在介電質(zhì)基底上，其中電容器節(jié)點電極(也就是外部節(jié)點)會形成在介電質(zhì)基底內(nèi)的貫穿孔內(nèi)以作為三個節(jié)點，用結(jié)著劑1611將介電質(zhì)基底的兩個節(jié)點電極會連接到在積層物元件的兩端內(nèi)的個別側(cè)邊外部電極，一般都會使用導電金屬蓋蓋住壓電主體來完成共振器元件，以用保護蓋包覆壓電主體。
由圖8的等效電路可以看到，完成的具有內(nèi)建電容器的共振器在用虛線標示的一個單元芯片內(nèi)包括有共振器與電容器，其中電容器會分別連接到共振器的兩末端。
因為有這樣結(jié)構(gòu)的內(nèi)建電容器的共振器會有內(nèi)部電極在薄的壓電薄片上，所以可以得到對應于薄壓電薄片的厚度的高振蕩頻率；另外因為利用積層壓電薄片可以得到預定厚度的元件，可以改善工作性。另外因為在壓電主體的下部分上的介電質(zhì)是作為電容器與基底，電容器可以簡單的包含在單位元件內(nèi)，因此可以制作簡單且最小的單芯片元件，并輕易的運用到緊密的電子元件。
(實施例13)請參閱圖18所示，實施例13的內(nèi)建電容器的共振器將會說明于下。
在圖18中的本實施例的內(nèi)建電容器的共振器包括一個壓電共振器部分與一個電容器部分。壓電共振器部分包括具有壓電性的壓電主體1801；形成在壓電主體內(nèi)的內(nèi)部電極1802；分別形成在壓電主體的上與下部分上且會施加電源在其上的一個上電極1803與一個下電極1804；以及側(cè)邊電極1805，1806，其會分別連接到上電極1803與下電極1804。內(nèi)部電極1802不會與上電極1803、下電極1804以及側(cè)邊電極1805，1806相連接，側(cè)邊電極1805，1806分別會形成在壓電主體的兩相對邊上。電容器部分包括一個介電質(zhì)主體1807；第一與第二表面外部電極1809，1810，會形成在介電質(zhì)主體的一個表面上且連接到側(cè)邊外部電極；以及一個第三表面外部電極1811，會形成在介電主體的表面上并與側(cè)邊外部電極相隔離開。
壓電共振器部分是一種平板是介電質(zhì)，每一具有振動凹槽1808，形成于壓電共振部分的上與下部分，上與下介電質(zhì)的一介電質(zhì)(也就是電容器部分)會有表面外部電極，如上所述。壓電共振器部分是薄的壓電薄片的積層物，將厚度控制在數(shù)十微米之內(nèi)以得到預期的高振蕩頻率，壓電共振器部分的內(nèi)部電極會被印刷在薄片的部分或是接近全部表面上，所以為了不與薄的壓電薄片上的側(cè)邊、上與下外部電極相連接而會與薄片的邊緣有間隔。電容器部分的結(jié)構(gòu)是在介電質(zhì)的表面上印刷有三個表面外部電極，介電質(zhì)其中形成有振動凹槽1808，有導電糊料以連接到個別的外部節(jié)點上。
具有內(nèi)建電容器的共振器的制作方法將會在以下作詳細的說明。
使用與實施例10相同的方法形成積層的壓電主體，在積層物的外側(cè)形成不與積層物的內(nèi)部電極相連接的上電極與下電極，接著其上形成有振動凹槽1808的平板式介電質(zhì)蓋會裝置在積層的壓電主體的上與下部分上，第一與第二表面外部電極1809，1810每一會連接到上與下介電質(zhì)的兩端之一上的每一側(cè)邊電極，第三表面外部電極1811會與在中間的側(cè)邊電極相隔開，側(cè)邊電極1806會連接到介電主體的上電極1803與第一表面外部電極1809，而側(cè)邊電極1805會形成在有電極形成的積層物每一相對邊上，與壓電主體的下電極1804與第二表面外部電極1810連接在一起。
由圖8的等效電路可以看到，完成的具有內(nèi)建電容器的共振器在用虛線標示的一個單元芯片內(nèi)包括有共振器與電容器，其中電容器會分別連接到共振器的兩末端。
因為有這樣結(jié)構(gòu)的內(nèi)建電容器的共振器會有內(nèi)部電極在薄的壓電薄片上，所以可以得到對應于薄壓電薄片的厚度的高振蕩頻率；另外因為利用積層壓電薄片可以得到預定厚度的元件，可以改善工作性，因此可以輕易地制作各種結(jié)構(gòu)的元件。另外因為有內(nèi)建電容器的共振器包括介電質(zhì)蓋，其中形成有振動凹槽，且可以作為電容器，電容器會包含在單位元件內(nèi)，因此可以制作簡單且最小的單芯片元件，并輕易的運用到緊密的電子元件。
(實施例14)根據(jù)個別實施例制作的單位元件可能會用保護蓋以外的絕緣環(huán)氧樹脂包覆元件，以保護元件。請參閱圖19所示，本實施例的一種三節(jié)點型元件會在以下做詳細說明，其中整個元件會被絕緣環(huán)氧樹脂覆蓋與包覆住。
使用與實施例13相同的方法形成具有外部電極的單位元件主體1901，一個外部節(jié)點1903會連接到形成在主體表面一個末端上的表面外部電極1902，用彈性的絕緣環(huán)氧樹脂以形成一層保護膜，鑄造形成有外部電極的主體來完成元件，此保護環(huán)氧樹脂膜可以用來包覆除了上述的三節(jié)點型元件以外的二節(jié)點型元件。
另一方面，上述制作振動器的方法除了上述的共振器以外，可以通過在需要高振動頻率的各種元件內(nèi)，設計隔離的內(nèi)部電極制作高頻率的芯片元件。
因為上述振動器的工作性可以得到改善，除了上面提到的以外振動器可以做成各種結(jié)構(gòu)，另外上述的振動器可以通過結(jié)合兩個或更多個有預期特性的元件，輕易地制作成組合芯片。
通過本發(fā)明提供如上述的制作振動器的方法于除了上述共振器以外的各種需要高振蕩頻率的元件上，可以制作高頻芯片元件。因為本發(fā)明的振動器的工作性可以得到改善，所以可以制作除了上述提到以外的各種結(jié)構(gòu)的振動器。另外上述的振動器可以通過結(jié)合兩個或更多個有預期特性的元件，輕易地制作成組合芯片。
如上所述，同時燒結(jié)積層的元件主體可以讓振動器得到穩(wěn)定的高振蕩頻率，其中積層的元件主體的制作是通過將其中形成有振動凹槽的覆蓋層積層在控制厚度的薄壓電薄片上，因為同時燒結(jié)可以減少制程步驟，所以可以用簡單的步驟制作出具有預定電力特性的輕與緊密的芯片振動器，另外因為振動器的制作是利用積層控制厚度的薄壓電薄片且在薄片之間形成不與元件的外部電極相接觸的內(nèi)部電極而成，有預期厚度的共振器可以有預期穩(wěn)定的高振蕩頻率。
此外，因為通過簡單的控制元件厚度在制作經(jīng)驗元件中可以改善工作性，可以制作各種結(jié)構(gòu)的共振器，如上所述，利用本發(fā)明制作具有預定電力特性的緊密芯片共振器可以用比較少的制程步驟且可以用簡化的制程來制作，所以生產(chǎn)率可以改善且成本可以降低。
根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)建電容器的共振器可以有穩(wěn)定的振蕩特性，且通過制作單一芯片可以輕易的控制頻率，其中電容器會與共振器黏合在一起。根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)建電容器的共振器通過控制有內(nèi)部電極形成的壓電薄片厚度可以輕易地制作，得到預定的振蕩頻率，通過控制積層的電容器薄片的數(shù)量與電容器薄片的厚度，以及將電容器與各種結(jié)構(gòu)的共振器結(jié)合，可以輕易的控制電容量，有穩(wěn)定的振蕩特性。
另外，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)建電容器的共振器可以制作成有各種結(jié)構(gòu)的緊密單一芯片而不需要額外的步驟。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的方法及技術內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種振動器，其特征在于其包括一壓電薄片；內(nèi)部電極，形成在該壓電薄片的上與下區(qū)域上；覆蓋層，其中至少一該些覆蓋層會形成在其上形成有該些內(nèi)部電極的該壓電薄片的每一上與下區(qū)域上；以及外部電極，每一均與每一該些內(nèi)部電極相連接；其中該些覆蓋層具有一振動凹槽，該壓電薄片是用一漿狀薄片形成，而該振動器是通過同時燒結(jié)該壓電薄片與該些覆蓋層而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動器，其特征在于其中每一該些覆蓋層包括其中形成有一貫穿孔的一第一覆蓋層，以及覆蓋該貫穿孔的一第二覆蓋層。
3.一種振動器，其特征在于其包括一壓電薄片；一壓電薄片；內(nèi)部電極，形成在該壓電薄片的上與下區(qū)域上；覆蓋層，其中至少一該些覆蓋層會形成在其上形成有該些內(nèi)部電極的該壓電薄片的每一上與下區(qū)域上；以及外部電極，每一均與每一該些內(nèi)部電極相連接；其中在該壓電薄片與該些覆蓋層之間有振動凹槽，該壓電薄片是用一漿狀薄片形成，而該振動器是通過同時燒結(jié)該壓電薄片與該些覆蓋層而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的振動器，其特征在于進一步包括第一與第二表面外部電極，形成在該覆蓋層的一表面上，而每一均與每一該些外部電極相連接，并有一第三表面外部電極，形成在該覆蓋層的該表面的中間，且并不會與該些外部電極相連接，其中該振動器的最外層的該些覆蓋層為介電質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的振動器，其特征在于進一步包括有內(nèi)部電極形成于其中的至少一介電質(zhì)薄片，其中該介電質(zhì)薄片經(jīng)過積層且與該振動器的上區(qū)域以及/或下區(qū)域結(jié)合在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的振動器，其特征在于其中所述的振動器為三-節(jié)點式，也就是說該外部電極會分別與該振動器上兩端與中間的一壓電區(qū)域與一電容器區(qū)域的該些內(nèi)部電極相連接。
7.一種振動器的制造方法，其特征在于其包括以下步驟用具有預定組成的漿狀制作復數(shù)個壓電生胚薄片；借著在該些生胚薄片的預定薄片內(nèi)形成貫穿孔以形成第一上與下覆蓋層；提供該些生胚薄片的該些預定薄片作為一振動主動薄片以及第二上與下覆蓋層；形成一上內(nèi)部電極于該振動主動薄片與該第一上覆蓋層之間，以及一下內(nèi)部電極于該該振動主動薄片與該第一下覆蓋層之間；積層該第一上與下覆蓋層在該振動主動薄片的上與下區(qū)域上，并積層該第二上與下覆蓋層在該第一上與下覆蓋層的上與下區(qū)域上；同時燒結(jié)該積層物；以及形成外部電極，每一是與該積層物上的每一該些內(nèi)部電極相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于其中形成該第一上與下覆蓋層的步驟包括用有機糊料填充該第一上與下覆蓋層中的至少貫穿孔的一步驟，而同時燒結(jié)該積層物的步驟包括利用熱處理移除該有機物質(zhì)的一步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于其中形成該些內(nèi)部電極的步驟包括印刷在該振動主動薄片的該上與下表面上的該些上與下內(nèi)部電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于其中形成該下內(nèi)部電極的步驟包括印刷填有該有機糊料的該第一下覆蓋層上的該下內(nèi)部電極的步驟。
11.一種振動器的制作方法，其特征在于其包括以下步驟用具有預定組成的漿狀制作復數(shù)個壓電生胚薄片；借著用有機糊料(paste)來印刷在生胚薄片的預定薄片上的一個振動凹槽有機圖案中來形成一個下覆蓋層以及在其上形成一個下內(nèi)部電極；借著在生胚薄片的預定薄片上的形成上內(nèi)部電極來形成一個振動主動薄片以及在其上形成一個主動凹槽有機圖案；提供生胚薄片的預定薄片作為上覆蓋層；依序積層下覆蓋層、振動主動薄片與上覆蓋層；通過加熱處理積層物以移除有機物質(zhì)以形成振動凹槽，并同時燒結(jié)積層物；以及形成外部電極，每一是與該積層物上的每一該些內(nèi)部電極相連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或11所述的制造方法，其特征在于其中所述的該些覆蓋層包括貫穿孔以燒穿通道，該有機物質(zhì)可以通過其與一環(huán)境相溝通。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一權(quán)利要求所述的制造方法，其特征在于其中所述的該些內(nèi)部電極與外部電極的形成是使用像是玻璃印刷的厚膜沉積，或是像是濺鍍、蒸發(fā)、化學氣相沉積或膠體涂布的薄膜沉積。
14.一種振動器，其特征在于其中通過控制在該振動器內(nèi)的內(nèi)部電極的圖案使該些內(nèi)部電極不會與該振動器的外部電極相連接。
15.一種振動器，其特征在于其包括一積層的元件，至少有兩壓電薄片；內(nèi)部電極，形成在積層的該些壓電薄片之間；以及外部電極，形成在該積層的元件外面；其中通過控制該些內(nèi)部電極的圖案，使該些內(nèi)部電極不會與該些外部電極相連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的振動器，其特征在于其中每一該些外部電極是形成在該積層的元件的上、下與側(cè)面區(qū)域上。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的振動器，其特征在于進一步包括絕緣體在該積層的元件的上與下區(qū)域上，其中一振動凹槽會形成在該絕緣體上。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的振動器，其特征在于進一步包括導電通道，穿過該積層的元件，且不會與該些內(nèi)部電極相連接，而每一均與每一該些外部電極相連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的振動器，其特征在于進一步包括三節(jié)點電極于有該振動凹槽形成在其上的該絕緣體的一表片上，其中有介電質(zhì)功能的該絕緣體可以作為電容器。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的振動器，其特征在于包括至少一介電質(zhì)與積層的該壓電元件相接合。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的振動器，其特征在于其中所述的介電質(zhì)為一積層的或是單一平板型式。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的振動器，其特征在于其中作為有節(jié)點的一電容器的一介電質(zhì)基底會被裝置在該積層的元件的下方區(qū)域上，且用來保護元件的一保護蓋會被裝置在該積層的元件的上方區(qū)域上。
23.根據(jù)權(quán)利要求15，16，18，20或21所述的振動器，其特征在于其中形成有外部終端的一絕緣基底會裝置在該積層的元件的下方區(qū)域上，且用來保護元件的一保護蓋會被裝置在該積層的元件的上方區(qū)域上。
24.根據(jù)權(quán)利要求17或19所述的振動器，其特征在于其中所述的積層的元件與該絕緣體是為生胚環(huán)氧基樹脂的保護元件。
25.一種振動器的制造方法，其特征在于其包括以下步驟制作具有預定組成的漿狀物制作壓電生胚薄片；在該些生胚薄片上形成不會與外部電極相連接的內(nèi)部電極；積層其上形成有該些內(nèi)部電極的至少二薄片；燒結(jié)該積層物；以及形成外部電極于該積層物外部，其并不與該些內(nèi)部電極相連接。
26.一種振動器的制造方法，其特征在于其包括以下步驟制作具有預定組成的漿狀物制作壓電生胚薄片；在該些生胚薄片的兩端形成貫穿孔；在該些生胚薄片上形成內(nèi)部電極，當貫穿孔填充有導電的糊料時，以讓該些內(nèi)部電極不會接觸該些貫穿孔，且不會與外部電極相連接；積層至少二該些薄片；燒結(jié)該積層物；以及形成外部電極于該積層物外部，其并不與該些內(nèi)部電極相連接，而在該些貫穿孔填滿導電糊料時，與該些貫穿孔內(nèi)的導電糊料相連接。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的制造方法，其特征在于其中所述的該些內(nèi)部電極是形成在該些薄片的部分或接近全部的表面上，所以該些內(nèi)部電極會與該些薄片的邊緣相隔。
28.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的制造方法，其特征在于其中所述的該些內(nèi)部電極與外部電極的形成是使用像是玻璃印刷的厚膜沉積，或是像是濺鍍、蒸發(fā)、化學氣相沉積或膠體涂布的薄膜沉積。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種壓電振動器以及其制造方法。該壓電振動器，比如一種共振器，用來作為計時元件、鑒別器、過濾器等。本發(fā)明的壓電振動器的制作可以利用形成一種壓電薄片的壓電主體，控制其厚度，然后同時沿著薄片燒結(jié)覆蓋層，其上會形成有凹槽。另外，本發(fā)明的壓電振動器的制作可以利用積層壓電薄片，控制其厚度，在薄片之間提供內(nèi)部電極，以及形成與內(nèi)部電極絕緣隔離的外部電極。
文檔編號H03H9/17GK1685534SQ03822858
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者樸寅吉, 金德熙 申請人:英諾晶片科技股份有限公司, 黃舜夏, 樸寅吉, 金德熙