專利名稱：電子元件和梯形濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子元件和梯形濾波器，本發(fā)明尤其涉及一種諸如使用壓電諧振器的梯形濾波器之類的電子元件，所述壓電諧振器利用壓電元件的機(jī)械共振。


圖15是傳統(tǒng)的壓電諧振器的透視圖。壓電諧振器1包括具有例如矩形板形狀的壓電基片2。如圖15中的箭頭所示，壓電基片2沿厚度方向極化。電極3設(shè)置在壓電基片2的兩個(gè)主表面上。當(dāng)信號(hào)輸入電極3之間時(shí)，沿厚度方向給壓電基片2施加電場，并且壓電基片2沿縱向振動(dòng)。
如圖15中所示的壓電諧振器1為未加強(qiáng)型的，它的振動(dòng)方向不同于極化方向和電場方向。這樣的一個(gè)未加強(qiáng)型的壓電諧振器的機(jī)電耦合系數(shù)比振動(dòng)方向、極化方向及所施加的電場方向相同的加強(qiáng)型的壓電諧振器的機(jī)電耦合系數(shù)低。未加強(qiáng)型的壓電諧振器的諧振頻率和反諧振頻率之間的頻率差ΔF相對(duì)較小。
當(dāng)未加強(qiáng)型的壓電諧振器用作濾波器時(shí)，濾波器的實(shí)際頻帶非常窄，從而引起許多問題。由此，使用這樣的壓電諧振器的電子元件(包括濾波器和振蕩器)中特性設(shè)計(jì)的自由度較低。
如圖15所示的壓電諧振器以縱向模式使用一階諧振。同樣，由于圖15中諧振器的結(jié)構(gòu)，故在壓電諧振器1中產(chǎn)生諸如三階和五階模式之類的奇數(shù)諧波模式，及寬度模式等的大量寄生諧振。為了抑制或者消除這些寄生振動(dòng)，已經(jīng)嘗試了諸如磨光、增加質(zhì)量和改變電極的形狀之類的方法。但是這些方式都大大增加了電子元件的生產(chǎn)成本。
另外，由于壓電基片為矩形板狀，故基片因?yàn)閷?duì)最小強(qiáng)度的需要而不能做得較薄。由此，電極之間的距離無法減小，而端子之間的電容無法增大到需要的值。這對(duì)達(dá)到和外部電路的阻抗匹配是是非常不方便的。
另外，為了通過交替地串聯(lián)或者并聯(lián)連接多個(gè)壓電諧振器而形成梯形濾波器，串聯(lián)諧振器與并聯(lián)諧振器的電容比需要作得較大，以增加衰減。但是，因?yàn)閴弘娭C振器具有上述形狀的限制，故無法得到較大衰減。
在由本申請(qǐng)的申請(qǐng)人提交的第8-110475號(hào)日本未審查的專利公報(bào)中，揭示了一種壓電諧振器，它具有層疊結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生縱向基波振動(dòng)。在這種壓電諧振器中，層疊多個(gè)壓電層和多個(gè)電極，提供具有縱向的基件，多個(gè)壓電層沿該基件縱向極化。具有這樣的層疊結(jié)構(gòu)的壓電諧振器是加強(qiáng)型的諧振器，其中振動(dòng)方向、極化方向和所施加的電場方向是相同的。該壓電諧振器具有比未加強(qiáng)的壓電諧振器更小的寄生諧振和更大的諧振頻率和反諧振頻率之間的頻率差ΔF。
為了提供包括具有這樣的層疊結(jié)構(gòu)的壓電諧振器的梯形濾波器，可以考慮例如如圖16到20中所示的結(jié)構(gòu)。
圖16是作為本發(fā)明的背景的梯形濾波器的透視圖。圖17是梯形濾波器的分解圖，而圖18是梯形濾波器的平面圖。圖19是梯形濾波器的主要部分的截面圖，圖20是梯形濾波器的電路圖。
如圖16到20所示的梯形濾波器4包括絕緣基片5，其上設(shè)置四個(gè)圖案電極6a、6b、6c和6d。具有上述層疊結(jié)構(gòu)的壓電諧振器1a、1b、1c和1d，電氣連接到四個(gè)圖案電極6a到6d。在這種情況下，在每個(gè)壓電諧振器1a到1d的一個(gè)側(cè)面上設(shè)置兩個(gè)外部電極3a和3b，該兩個(gè)外部電極沿每個(gè)壓電諧振器1a、1b、1c和1d的寬度方向具有間隙。在外部電極3a和3b沿縱向的中心處設(shè)置由導(dǎo)電材料制成的支持部件7。這些支持部件7用導(dǎo)電粘劑結(jié)合和連接到圖案電極6a到6d。這個(gè)梯形濾波器4具有如圖20中所示的梯形電路。這些壓電諧振器1a到1d各沿其縱向振動(dòng)。在絕緣基片5上，由樹脂或者陶瓷制成的罩子8和粘結(jié)層9結(jié)合，從而覆蓋四個(gè)壓電諧振器1a到1d，其方式允許壓電諧振器自由和無阻礙地振動(dòng)。
在圖16到20所示的梯形濾波器4中，由于外部電極3a和3b被設(shè)置在每個(gè)壓電諧振器1a到1d的公共側(cè)面上，并且由導(dǎo)電材料制成的支持部件7設(shè)置在外部電極3a和3b上，故壓電諧振器1a到1d可以表面安裝在絕緣片5上。
在如圖16到20所示的梯形濾波器4中，由于圖案電極6a到6d延伸到絕緣基片5的邊緣，并且圖案電極6a-6b具有較長的長度，故形成較大的電感元件，它們可能在較高的頻帶(諸如MHz)頻段對(duì)特性產(chǎn)生影響。
在圖16到20所示的梯形濾波器4中，由于罩子8由樹脂或者陶瓷制成，故即使需要減小罩子8的厚度和罩子的安裝高度，但罩子8的可能厚度有限制，由此，難于制造小型的梯形濾波器。
當(dāng)為制造小型梯形濾波器而使用金屬罩8時(shí)，粘結(jié)層9需要絕緣材料。由絕緣材料制成的粘結(jié)層9的絕緣由于移動(dòng)而惡化，在最糟糕的情況下，它會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的故障，即，圖案電極6a到6d之間的短路。在圖案電極6a到6d和罩子8之間，可產(chǎn)生電容，導(dǎo)致對(duì)元件特性的不良影響。
為了解決上述問題，本發(fā)明的較佳實(shí)施例提供了一種電子元件，它具有表面安裝的、層疊結(jié)構(gòu)的壓電諧振器，這種壓電諧振器具有顯著減小的外形，其中防止發(fā)生由短路引起的故障和對(duì)元件特性的不良影響。
另外，本發(fā)明的較佳實(shí)施例提供了具有表面安裝、層疊結(jié)構(gòu)壓電諧振器的梯形濾波器，它具有顯著減小的外形，并防止發(fā)生由短路引起的故障和對(duì)元件特性的不良影響。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，電子元件包含其中設(shè)置了通路孔的基片、設(shè)置在該基片的第一主表面上的圖案電極、設(shè)置在該基片的第一主表面上的圖案電極周圍的接地電極、設(shè)置在基片的第二主表面上并通過基片的一個(gè)通路孔連接到圖案電極的外部輸入電極和外部輸出電極、設(shè)置在基片的第二主表面上并通過基片的其它通路孔連接到接地電極的外部接地電極、以縱向模式振動(dòng)并連接到設(shè)置在基片的第一主表面上的圖案電極的壓電諧振器；覆蓋壓電諧振器并通過導(dǎo)電粘結(jié)劑結(jié)合到設(shè)置在基片的第一主表面上的接地電極的金屬罩。
壓電諧振器最好包含具有縱向的基件、多個(gè)大致上垂直于基件的縱向，并沿該縱向相互間隔開的內(nèi)部電極、和兩個(gè)設(shè)置在基件的側(cè)表面上，并連接到多個(gè)內(nèi)部電極的外部電極，基件包含多個(gè)層疊的壓電層，多個(gè)壓電層沿基件的縱向極化，并且多個(gè)內(nèi)部電極設(shè)置在壓電層的表面上，大致上垂直于基件的縱向。
上述電子元件可以包括多個(gè)上述的壓電諧振器。在這種情況下，可以提供包括上述電子元件的梯形濾波器。
在根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的電子元件和梯形濾波器中，壓電諧振器具有層疊結(jié)構(gòu)，并且是加強(qiáng)型的壓電諧振器，其中極化方向、電場方向和振動(dòng)方向是相同的。由此，和其振動(dòng)方向不同于極化方向和電場方向的未加強(qiáng)型的壓電諧振器相比，加強(qiáng)型的壓電諧振器具有更大的機(jī)電耦合系數(shù)和更大的諧振頻率和反諧振頻率之間的差ΔF的選擇范圍。另外，由于使用加強(qiáng)型的壓電諧振器，防止了發(fā)生諸如寬度模式或厚度模式之類的不同于縱向模式的振動(dòng)，并且大大減小了寄生振諧。
在根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的電子元件和梯形濾波器中，由于兩個(gè)外部電極被設(shè)置在壓電諧振器的基件的公共側(cè)表面上，因而可以將壓電諧振器表面安裝在基片上。
在根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的電子元件和梯形濾波器中，由于基片的第一主表面上的圖案電極未延伸到基片的邊緣，并且通過基片的通路孔連接到基片的第二主表面上的外部輸入和輸出電極，故顯著地減小了圖案電極的長度，由此，不會(huì)產(chǎn)生較大的電感元件。因此，改善了在諸如MHz頻帶之類的高頻帶中的特性。
由于金屬罩用于根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的電子元件和梯形濾波器中，罩子可以容易地作得較薄或者垂直高度可以容易地減小，允許濾波器具有小的外形。
在根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的電子元件和梯形濾波器中，由于金屬罩結(jié)合到基片第一主表面上的圖案電極周圍的接地電極，故防止了發(fā)生圖案電極之間的短路引起的故障。另外，在罩子和基片的第一主表面上的接地電極之間不產(chǎn)生電容，并且防止對(duì)元件特性產(chǎn)生不良影響。
從下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)的描述，本發(fā)明的其它的特性和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。
圖1是根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的梯形濾波器的透視圖。
圖2是圖1所示的梯形濾波器的分解圖。
圖3是圖1所示的梯形濾波器的平面圖。
圖4是圖1所示的梯形濾波器的截剖圖。
圖5是圖1所示的梯形濾波器的電路圖。
圖6是用于圖1所示的梯形濾波器的壓電諧振器的透視圖。
圖7是圖6所示的壓電諧振器的示意圖。
圖8是圖6所示壓電諧振器的主要部分的平面圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種電子元件即鑒別器的透視圖。
圖10是圖9所示的鑒別器的分解透視圖。
圖11是圖9所示的鑒別器的平面圖。
圖12是圖9所示的鑒別器的剖面圖。
圖13是用于圖9所示的鑒別器的壓電諧振器的示意圖。
圖14是用于圖13所示的壓電諧振器的電極的平面圖。
圖15是作為本發(fā)明背景技術(shù)的傳統(tǒng)的壓電諧振器的透視圖。
圖16是作為本發(fā)明背景技術(shù)的梯形濾波器的透視圖。
圖17是圖16所示的梯形濾波器的分解透視圖。
圖18是圖16所示的梯形濾波器的平面圖。
圖19是圖16所示的梯形濾波器主要部分的剖面圖。
圖20是圖16所示的梯形濾波器的電路圖。
參照?qǐng)D1到8，圖1中的梯形濾波器10包括例如大致上矩形的平板狀的基片12?；?2是例如陶瓷基片(由諸如鋁土之類的陶瓷材料制得)。在基片12中，形成三個(gè)通路孔12a、12b、12c，它們排列得相互分開。
在本實(shí)施例中，顯示三個(gè)通路孔12a～12c，但也可按需要設(shè)置多于三個(gè)通路孔。
在基片中設(shè)置的通路孔12a、12b和12c中，形成由例如Cu制成的導(dǎo)體13a、13b和13c。
在基片12的第一主表面上，最好設(shè)置由例如Cu制成的五個(gè)圖案電極14a、14b、14c、14d和14e。若需要，可以在基片12上設(shè)置多于或少于五個(gè)的圖案電極。將圖案電極14a連接到通路孔12a中的導(dǎo)體13a。將圖案電極14c連接到通路孔12b中的導(dǎo)體13b。圖案電極14d作為接地電極，并連接到通路孔12c中的導(dǎo)體13c。圖案電極14d沿基片12的一端，以包括兩個(gè)近似直角的大致上c形狀的形式設(shè)置。圖案電極14e作為一個(gè)接地電極，沿基片12的另一端，以包括兩個(gè)近似直角的C形狀的形式設(shè)置。
最好，由例如Cu制成的五個(gè)結(jié)合區(qū)16a、16b、16c、16d和16e成一直線分隔地設(shè)置在圖案電極14a到14d上。在這種情況下，結(jié)合區(qū)16a到16d分別設(shè)置在圖案電極14a到14d的端部，并且結(jié)合區(qū)16e形成在圖案電極14b的另一端。
在基片12的第二主表面上，最好設(shè)置由例如Cu制成的三個(gè)圖案電極18a、18b和18c。圖案電極18a用作一個(gè)外部輸入和輸出的電極，并且連接到通路孔12a的導(dǎo)體13a。圖案電極18b用作另一個(gè)外部輸入和輸出的電極，并連接到通路孔12b中的導(dǎo)體13b。圖案電極18c作為外部接地電極，并連接到通路孔12c中的導(dǎo)體13c。為了防止在焊接圖案電極18a到18c端部時(shí)焊料附到基片12的端部的表面，換句話說，為了防止在其上形成焊料填角，圖案電極18a到18c的端部最好與基片邊緣間隔大約0.05mm到大約0.3mm。
在基片12的第一主表面上的圖案電極14a到14d的結(jié)合區(qū)16a到16e上，按照20a1、20a2、20b2、和20b1的順序沿直線設(shè)置了四個(gè)壓電諧振器。兩個(gè)壓電諧振器20a1和20a2作為串聯(lián)諧振器并最好具有相同的結(jié)構(gòu)，而其它兩個(gè)壓個(gè)諧振器20b1和20b2作為并聯(lián)諧振器并最好具有相同的結(jié)構(gòu)。作為并聯(lián)諧振器的壓電諧振器20b1和20b2如此地設(shè)計(jì)，以比作為串聯(lián)諧振器的壓電諧振器20a1和20a2具有更大的電容。由于壓電諧振器20a1和20a2及壓電諧振器20b1和20b2因?yàn)椴煌碾娙荻哂胁煌L度，但具有相似的結(jié)構(gòu)，故下面將僅詳細(xì)地描述壓電諧振器20a1。
壓電諧振器20a1最好包括例如大致上矩形的基件22?；?2包括例如多個(gè)層疊的壓電層22a，該壓電層由壓電陶瓷制成。在多個(gè)壓電層22a的垂直于基件22的縱向的兩個(gè)主表面上，沿縱向在基底部22的中間部分設(shè)置多個(gè)內(nèi)部電極24。這意味著，多個(gè)內(nèi)部電極24大致上垂直于基件22的縱向設(shè)置，并且它們沿基件的縱向具有一定的間隔?？v向設(shè)置在基件22的中間部分的多個(gè)壓電層22a沿基件22的縱向極化，如圖7中的箭頭所示，使相鄰壓電層22a沿相反的方向極化。沿縱向設(shè)置在基件22的兩端的壓電層22a最好不極化。
在基件22的一個(gè)側(cè)面上，設(shè)置沿基件22的縱向延伸的凹槽26。凹槽26最好設(shè)置在基件22寬度方向的大致中心位置，而將該側(cè)面分為兩個(gè)部分。如圖8中所示，在由凹槽26分開的側(cè)面上，設(shè)置了第一絕緣薄膜28a和第二絕緣薄膜28b。在由凹槽26分開的基件22的側(cè)面的第一側(cè)，第一絕緣薄膜28a覆蓋了交替的內(nèi)部電極24的暴露部分。在由凹槽26分開的基件22側(cè)面的第二側(cè)，第二絕緣薄膜28b覆蓋了另一些交替內(nèi)部電極24的沒有被凹槽的第一側(cè)的第一絕緣薄膜28a所覆蓋的暴露部分。
在基件22上設(shè)置了第一和第二絕緣薄膜的部分中，即，在凹槽26的兩側(cè)，設(shè)置兩個(gè)外部電極30a和30b。由此，外部電極30a電氣連接到?jīng)]有被第一絕緣薄膜28a覆蓋的內(nèi)部電極24，而外部電極30b電氣連接到?jīng)]有被第二絕緣薄膜28b覆蓋的內(nèi)部電極24。換句話說，相鄰的內(nèi)部電極24分別電氣連接到外部電極30a和30b。
在外部電極30a和30b沿縱向的近似的中心，分別設(shè)置支持部件32a和32b。這些支持部件32a和32b是由導(dǎo)電材料制成。
壓電諧振器20a1將外部電極30a和30b用作輸入和輸出電極。由于設(shè)置在基件22縱向的中間部分的壓電層在相鄰的內(nèi)部電極24之間極化，并且在相鄰的電極24之間施加電場，故壓電層被壓電激活。在這種情況下，由于電壓沿相反的方向施加給構(gòu)成基件22的沿相反方向極化的壓電層22a，故基件22作為單個(gè)整體沿相同的方向擴(kuò)張和收縮。由此，整個(gè)壓電諧振器20a1沿縱向按基本模式振動(dòng)，基件22沿縱向的大致中心位置作為一個(gè)振動(dòng)節(jié)點(diǎn)，該處振動(dòng)最小或不振動(dòng)。在基件22沿縱向的兩端，最好壓電層不極化，而且由于缺少內(nèi)部電極而不施加電場，使該疊層不壓電激勵(lì)。
在壓電諧振器20a1中，基件22的極化方向、由輸入信號(hào)引起的所施加電場的方向、及基件22中振動(dòng)的方向最好均相同。換句話說，壓電諧振器20a1最好是加強(qiáng)型諧振器。壓電諧振器20a1比未加強(qiáng)的、其振動(dòng)方向不同于極化和電場方向的壓電諧振器具有更大的電磁耦合系數(shù)。由此，壓電諧振器20a比未加強(qiáng)的壓電諧振器有更大的諧振頻率和反諧振頻率之間的頻率差ΔF的選擇范圍。這意味著，與未加強(qiáng)的壓電諧振器相比，壓電諧振器20a1獲得寬頻帶特性。
在壓電諧振器20a1中，諧振器的電容可以通過變化內(nèi)部電極24的相對(duì)面積、壓電層22a或者電極24的數(shù)量、或者壓電層22a沿基件22的縱向的尺寸而加以調(diào)節(jié)。換句話說，可以通過擴(kuò)展內(nèi)部電極24的相對(duì)面積、增加壓電層22a或者電極24的數(shù)量、或者通過減小壓電層22a沿基件22縱向的尺寸而增加電容量。相反，可以通過減少內(nèi)部電極24的相對(duì)面積、減少壓電層22a或者電極24的數(shù)量、或者通過增加壓電層22a沿基件22的縱向的尺寸而減小電容量。由此，通過調(diào)節(jié)壓電諧振器20a1中的內(nèi)部電極24的相對(duì)面積、壓電層22a或者電極24的數(shù)量、或者壓電層22a沿基件22縱向的尺寸，而調(diào)節(jié)電容量。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的電子元件在電容和元件設(shè)計(jì)上具有較高的自由度。由此，當(dāng)壓電諧振器20a1安裝到電路板上時(shí)，容易得到和外部電路匹配的阻抗。
在梯形濾波器10中，設(shè)置在用作第一串聯(lián)諧振器的壓電諧振器20a1中的外部電極30a上的支持部件32a，用導(dǎo)電粘結(jié)劑結(jié)合到圖案電極14a的結(jié)合區(qū)16a上，由此壓電諧振器20a1的外部電極30a連接到圖案電極14a。
按照相同的方式，壓電諧振器20a1的支持部件32b和用作第二串聯(lián)諧振器的壓電諧振器20a2的支持部件32a用導(dǎo)電粘劑結(jié)合到圖案電極14b的結(jié)合區(qū)16b上，由此壓電諧振器20a1的外部電極30b和壓電諧振器20a2的外部電極30a連接到圖案電極14b。
壓電諧振器20a2的支持部件32b和用作第二串聯(lián)諧振器的壓電諧振器20b2的支持部件32a用導(dǎo)電粘結(jié)劑結(jié)合到圖案電極14c的結(jié)合區(qū)16c上，由此壓電諧振器20a2的外部電極30b和壓電諧振器20b2的外部電極30a連接到圖案電極14c。
壓電諧振器20b2的支持部件32b和用作第一并聯(lián)諧振器的壓電諧振器20b1的支持部件32a用導(dǎo)電粘合劑結(jié)合到圖案電極14d的結(jié)合區(qū)16d上，由此壓電諧振器20b2的外部電極30b和壓電諧振器20b1的外部電極30a連接到圖案電極14d。
壓電諧振器20b1的支持部件32b用導(dǎo)電粘結(jié)劑結(jié)合到圖案電極14b的結(jié)合區(qū)16e上，由此壓電諧振器20b1的外部電極30b連接到圖案電極14b。
由此，梯形濾波器10具有如圖5中所示的梯形電路。換句話說，在這個(gè)梯形濾波器10中，連接到圖案電極14a的圖案電極18a作為外部輸入和外部輸出電極之一，連接到圖案電極14c的圖案電極18b作為另一個(gè)外部輸入和外部輸出電極，連接到圖案電極14d的圖案電極18c作為接地電極。
在這個(gè)梯形濾波器10中，將金屬罩40結(jié)合到基片12，從而覆蓋壓電諧振器20a1、20a2、20b1和20b2。在這種情況下，罩子40用導(dǎo)電粘結(jié)劑結(jié)合到圖案電極14d和14e。
該梯形濾波器10的較佳實(shí)施例按照如以下方式制作。
模制用于基片12的陶瓷原片(ceramic green steet)。
在陶瓷原片中形成通路孔12a到12c。
在通路孔12a到12c中及陶瓷原片的前表面和后表面上，例如通過印刷涂覆Cu作為其主要成分的導(dǎo)電膏，該導(dǎo)電膏將形成導(dǎo)體13a到13c、圖案電極14a到14e、結(jié)合區(qū)16a到16e及圖案電極18a到18c。
然后，陶瓷原片和導(dǎo)電膏在大約1000℃燒結(jié)。
如需要，通過電鍍在圖案電極14a到14e、結(jié)合區(qū)16a到16e、及圖案電極18a到18c上形成阻擋金屬(barrier metals)(諸如Ni和Au層、Ni和Sn層、或Ni和焊料層)。
導(dǎo)電膏加到圖案電極14a到14d的結(jié)合區(qū)16a到16e，其上安裝壓電諧振器20a1、20a2、20b1和20b2，并且使導(dǎo)電膏固化。
導(dǎo)電膏加到圖案電極14d和14e，涂覆在周圍，其上放置金屬罩40，然后使導(dǎo)電膏固化。
如果圖案電極可能由于導(dǎo)電膏引起短路，絕緣粘結(jié)劑可以和導(dǎo)電膏一起使用。
在該梯形濾波器10中，每個(gè)壓電諧振器20a1、20a2、20b1和20b2有上述的層疊結(jié)構(gòu)。
在梯形濾波器10中，由于兩個(gè)外部電極30a和30b設(shè)置在每個(gè)壓電諧振器20a1、20a2、20b1和20b2的基件22的一個(gè)側(cè)面上，故這些壓電諧振器20a1、20a2、20b1和20b2可以表面安裝在基片12上。
在梯形濾波器10中，由于基片12的第一主表面上的圖案電極14a、14b和14c沒有延伸到基片12的邊緣，且圖案電極14a和14c通過通路孔12a和12b連接到基片12的第二主表面上的圖案電極18a和18b，因而圖案電極的長度顯著減小，由此不會(huì)生成大的電感元件。因此，在高頻段(諸如MHz)中的特性得以改善。
由于梯形濾波器10中使用金屬罩40，故罩子40易于制得較薄或者可以容易地減小垂直高度，從而使濾波器具有小的外形。
由于金屬罩40結(jié)合到作為基片12的第一主表面上的圖案電極14a、14b和14c周圍的接地電極的圖案電極14d和14e上，故防止了在這個(gè)梯形濾波器10中，由圖案電極14a、14b和14c之間的短路引起的故障。另外，在罩子40和作為基片12的第一主表面上的接地電極的圖案電極14d和14e之間不產(chǎn)生電容，防止了對(duì)特性產(chǎn)生不良影響。
由于圖案電極18a、18b和18c的端部設(shè)置得和基片12的邊緣分離，并且通過該梯形濾波器10中的間隙相互隔開，故當(dāng)焊接圖案電極18a到18c的端部時(shí)，不會(huì)形成填角(fillet)。
因?yàn)樵谶@個(gè)梯形濾波器10中的基片12周圍不提供凹口，故當(dāng)罩子40結(jié)合在基片12的周圍時(shí)，在罩子40中保持氣密狀態(tài)。由此，當(dāng)與圖16到20所示的，在基片的周圍設(shè)有凹口的梯形濾波器4相比時(shí)，梯形濾波器10允許基片12小型化，而在罩子中保持密封條件。
在梯形濾波器10中，因?yàn)閷?dǎo)體13a到13c、圖案電極14a到14e、結(jié)合區(qū)16a到16e及圖案電極18a到18c由較低電阻率的Cu制成，故即使在高頻率下，諸如從KHz頻帶到MHz頻帶的范圍特性也是穩(wěn)定的。
圖9是根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的一個(gè)實(shí)施例的電子元件鑒別器的透視圖。圖10是鑒別器的分解圖，而圖11是鑒別器的平面圖。圖12是鑒別器剖面圖。圖13是用于圖9中所示的鑒別器的壓電諧振器的示意圖。圖14是用于壓電諧振器的電極的平面圖。圖9所示的鑒別器50包括例如大致上為矩形的平板狀基片12?；?2是例如由諸如鋁土之類的陶瓷制成的陶瓷基片。在基片12中，形成三個(gè)具有間隙的通路孔12a、12b和12c。
在基片12的通路孔12a、12b和12c中設(shè)置由例如Cu制成的導(dǎo)體13a、13b和13c。
在基片12的第一主表面上，設(shè)置四個(gè)由例如Cu制成的圖案電極14a、14b、14c和14d。圖案電極14a連接到通路孔12a中的導(dǎo)體13a。圖案電極14b連接到通路孔12b中的導(dǎo)體13b。圖案電極14c作為接地電極，并連接到通路孔12c中的導(dǎo)體13c。圖案電極14c沿基片12的一端以大致上為C形狀的方式設(shè)置，該C形狀包括兩個(gè)近似直角。圖案電極14d作為接地電極，并沿基片12的另一端以大致上為C形狀的方式設(shè)置，該C形狀具有兩個(gè)近似直角。
兩個(gè)由例如Cu制成的結(jié)合區(qū)16a和16b形成在圖案電極14a和14b上。在這種情況下，結(jié)合區(qū)16a和16b位于圖案電極14a和14b的端部。
在基片12的第二主表面上，設(shè)置三個(gè)由例如Cu制成的圖案電極18a、18b和18c。圖案電極18a作為外部輸入和輸出電極，并連接到通路孔12a中的導(dǎo)體13a。圖案電極18b作為一個(gè)外部輸入和輸出電極，并連接到通路孔12b中的導(dǎo)體13b。圖案電極18c作為外部接地電極，并連接到通路孔12c中的導(dǎo)體13c。圖案電極18a到18c的端部和基片的邊緣間隔大約0.05mm到0.3mm，以避免形成焊接填角。
在基片12的第一主表面的圖案電極14a和14b的連接到16a和16b上，設(shè)置圖13所示的壓電諧振器20。和圖6到8中所示的上述壓電諧振器20a1不同，交替內(nèi)部電極24設(shè)置在壓電層22a的主表面上除了圖13中所示的壓電諧振器20中如圖14(a)上部一端以外的部分，而另外交替內(nèi)部電極24設(shè)置在壓電層22a的主表面上除了如圖14(b)中所示上部的另一端處以外的部分。由于內(nèi)部電極24以這種方式設(shè)置，故每個(gè)交替的內(nèi)部電極24的邊緣的一端或者每個(gè)另外交替的內(nèi)部電極24邊緣的另一端不暴露在基件22的一個(gè)側(cè)面上。由此，和上述的壓電諧振器20a1不同，絕緣薄膜28a和28b不設(shè)置在如圖13中所示的壓電諧振器20中。
在這個(gè)鑒別器50中，由導(dǎo)電材料制成的支持部件32a(在壓電諧振器20的外部電極30a的大致中心位置)用導(dǎo)電粘劑結(jié)合到圖案電極14a的結(jié)合區(qū)16a上，由此，壓電諧振器20的外部電極30a連接到圖案電極14a。
按照相同的方式，由導(dǎo)電材料制成的支持部件32b(在壓電諧振器20中的外部電極30b的大致中心位置)通過導(dǎo)電粘劑結(jié)合到圖案電極14b的結(jié)合區(qū)16b上，由此壓電諧振器20的外部電極30b連接到圖案電極14b。
因此，在鑒別器50中，連接到圖案電極14a的圖案電極18a作為外部輸入和輸出電極，連接到圖案電極14b的圖案電極18b作為另一外部輸入和輸出電極，連接到圖案電極14c的圖案電極18c作為接地電極。
在鑒別器50中，金屬罩40結(jié)合到基片12，從而覆蓋壓電諧振器20。在這種情況下，罩子40通過導(dǎo)電粘劑結(jié)合到圖案電極14c和14d。
鑒別器50最好以和上述梯形濾波器10制作過程相同的方式制作。
在鑒別器50中，壓電諧振器20具有上述層疊結(jié)構(gòu)。
在鑒別器50中，由于兩個(gè)外部電極30a和30b被設(shè)置在壓電諧振器20的基件22的一個(gè)側(cè)面上，故壓電諧振器20可以表面安裝在基片12上。
在鑒別器50中，由于基片12的第一主表面上的圖案電極14a和14b并不延伸到基片12的邊緣，而通過通路孔12a和12b連接到基片12的第二主表面上的圖案電極18a和18b，圖案電極的長度非常短，由此不產(chǎn)生大的電感元件。因此，在高頻帶(諸如MHz頻段)中特性得到改善。
由于金屬罩40用于鑒別器50中，罩子40可以容易地制作得更薄或者可以容易地減小垂直的高度，從而允許濾波器具有小的外形。
由于金屬罩40結(jié)合到作為基片12的第一主表面上的圖案電極14a和14b周圍的接地電極的圖案電極14c和14d，故在這個(gè)鑒別器50中，由圖案電極14a和14b之間的短路引起的故障不會(huì)發(fā)生。另外，在罩子40和作為基片12的第一主表面上的接地電極的圖案電極14c和14d之間不會(huì)產(chǎn)生電容，從而防止對(duì)特性產(chǎn)生不良影響。
由于圖案電極18a、18b和18c的端部設(shè)置成和鑒別器50中的基片12的邊緣有間隙，故當(dāng)焊接圖案電極18a到18c端部時(shí)并不形成焊接填角。
因?yàn)樵谶@個(gè)鑒別器50中的基片12周圍不設(shè)置凹口，故當(dāng)罩子40結(jié)合在基片12的周圍時(shí)，在罩子40中保持氣密條件。
在鑒別器50中，由于導(dǎo)體13a到13c、圖案電極14a到14d、結(jié)合區(qū)16a和16b及圖案電極18a到18c由具有低電阻率的Cu制成，故即使在高頻率(諸如從KHz頻帶到MHz頻帶)中特性也穩(wěn)定。
在每個(gè)上述壓電諧振器20和20a1中，基件22沿縱向的兩端最好是壓電不激活的。這樣一個(gè)壓電不激活的部分也可以設(shè)置在基件22上除了其沿縱向的兩端處以外的部分?；蛘撸麄€(gè)基件22沿縱向可以形成為壓電激活的。
在根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的電子元件和梯形濾波器中，可以使用其它可表面安裝的層疊結(jié)構(gòu)壓電諧振器。
在根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的梯形濾波器中，所使用的壓電諧振器的數(shù)量可以以需要的方式改變。
本發(fā)明還可以應(yīng)用于其它具有壓電諧振器的電子元件中，諸如振蕩器和其它的濾波器。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的較佳實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但熟悉本領(lǐng)域的人應(yīng)該理解，可以有上述和其它的形式上和細(xì)節(jié)上的改變，而不背離本發(fā)明的主旨。
權(quán)利要求
1．一種電子元件，其特征在于包括具有第一主表面和第二主表面并含有從所述第一主表面延伸到所述第二主表面的通路孔的基片；設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的圖案電極；設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的所述圖案電極周圍的接地電極；設(shè)置在所述基片的所述第二主表面上的外部輸入電極和外部輸出電極，所述外部輸入電極和外部輸出電極通過至少一個(gè)所述通路孔連接到所述圖案電極；設(shè)置在所述基片的所述第二主表面上的外部接地電極，所述外部接地電極通過所述另一個(gè)所述通路孔連接到所述接地電極；沿縱向模式振動(dòng)的壓電諧振器，所述壓電諧振器連接到設(shè)置在所述基片的第一主表面上的所述圖案電極；
2．如權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在于還包含覆蓋所述壓電諧振器的金屬罩，所述金屬罩結(jié)合到設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的所述接地電極。
3．如權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在于還包含將所述金屬罩連接到設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的接地電極的導(dǎo)電的粘結(jié)劑。
4．如權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在于所述壓電諧振器包含具有縱向的基件；沿所述基件的縱向間隔地，大致上垂直于所述基件的縱向設(shè)置的多個(gè)內(nèi)部電極；及設(shè)置在所述基件的側(cè)表面上，并且連接到所述多個(gè)內(nèi)部電極的至少兩個(gè)外部電極；所述基件包含多個(gè)層疊的壓電層，所述多個(gè)壓電層沿所述基件的縱向極化，所述多個(gè)內(nèi)部電極設(shè)置在所述壓電層的表面上，大致上垂直于所述基件的縱向。
5．如權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在于還包含多個(gè)所述壓電諧振器。
6．如權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在于還包含設(shè)置在所述通路孔中的導(dǎo)體。
7．如權(quán)利要求6所述的電子元件，其特征在于所述導(dǎo)體包括Cu。
8．如權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在于還包含用于在所述基片上支撐所述壓電諧振器的支撐部件，所述支撐部件位于相應(yīng)于所述壓電諧振器的節(jié)點(diǎn)位置的壓電諧振器的近似中心位置。
9．如權(quán)利要求8所述的電子元件，其特征在于所述支撐部件由導(dǎo)電材料制成。
10．如權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在于設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的所述圖案電極和所述基片的邊緣隔開。
11．如權(quán)利要求2所述的電子元件，其特征在于設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的所述圖案電極電氣連接到所述金屬罩。
12．如權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在于設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的所述圖案電極、設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的所述圖案電極周圍的接地電極、設(shè)置在所述基片的所述第二主表面上的外部輸入電極和外部輸出電極和設(shè)置在所述基片的所述第二主表面上的外部接地電極是由Cu制成的。
13．如權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在于所述電子元件是梯形濾波器。
14．如權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在于所述電子元件是鑒別器。
15．如權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在于所述電子元件是振蕩器。
16．一種梯形濾波器，其特征在于包含如權(quán)利要求5所述的電子元件。
17．一種電子元件，其特征在于包含具有第一主表面和第二主表面，并且包含從所述第一主表面延伸到所述第二主表面的通路孔的基片；設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的第一圖案電極；設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的圖案電極周圍的接地電極；設(shè)置在所述基片的所述第二主表面上并且通過至少一個(gè)所述通路孔連接到所述第一圖案電極的第二圖案電極；設(shè)置在所述基片的所述第二主表面上，并且通過其它的所述通路孔連接到所述接地電極的外部接地電極；以縱向模式振動(dòng)，并且連接到設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的所述第一圖案電極的壓電諧振器。
18．如權(quán)利要求17所述的電子元件，其特征在于還包含覆蓋所述壓電諧振器，并且接合到設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的所述接地電極的金屬罩。
19．如權(quán)利要求17所述的電子元件，其特征在于所述壓電諧振器包含具有縱向的基件；多個(gè)內(nèi)部電極，它們大致上垂直于所述基件的縱向設(shè)置，并且沿所述基件的縱向隔開；及至少兩個(gè)設(shè)置在所述基件的側(cè)表面上，并且連接到所述多個(gè)內(nèi)部電極的外部電極；所述基件包含多個(gè)層疊的壓電層，所述多個(gè)壓電層沿所述基件的縱向極化，并且所述多個(gè)內(nèi)部電極設(shè)置在所述壓電層的表面上，大致上垂直于所述基件的縱向。
20．如權(quán)利要求17所述的電子元件，其特征在于設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的所述圖案電極和所述基片的邊緣分開，并且設(shè)置在所述基片的所述第一主表面上的所述圖案電極電氣連接到所述金屬罩。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種電子元件,這種電子元件可以表面安裝,并且包含層疊結(jié)構(gòu)的壓電諧振器,它具有較小的外形,并防止了由短路引起的故障和對(duì)元件特性的不良影響。該電子元件包含具有其中形成有多個(gè)通路孔的基片的梯形濾波器。在基片的第一主表面上設(shè)置第一圖案電極和結(jié)合區(qū)。層疊結(jié)構(gòu)的壓電諧振器設(shè)置在基片上并連接到結(jié)合區(qū)。金屬罩通過基片周圍的導(dǎo)電粘劑結(jié)合到第一圖案電極,以便覆蓋壓電諧振器。在基片的第二主表面上,設(shè)置第二圖案電極,它通過通路孔連接到第一圖案電極。
文檔編號(hào)H03H9/00GK1213892SQ98120758
公開日1999年4月14日 申請(qǐng)日期1998年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月3日
發(fā)明者酒井范夫, 宇波俊彥, 洼田憲二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所