专利名称：谐振器、压电谐振装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及谐振器，压电谐振装置及其制造方法。
压电谐振装置的一个实例——谐振器可作为产生时钟信号等的电路用于各种电子设备中。通常，谐振器上设有压电元件和电容器。通过输入输出引线端子和地线端子的连接可以使这些部件构成一个信号发生电路。压电元件和电容器通常用由环氧树脂等构成的密封树脂整体覆盖。
就可用于这种谐振器的相关技术所述的输入输出引线端子而言，公知的实例有公开在日本未审查的实用新型公报(kokai)63-131414中的引线端子。该公报中展示的引线端子是通过冲压金属片使之形成带状然后进行切割和弯曲而制成的。
在该公报所展示的引线端子中，存在的问题是需要太多的生产步骤。此外，由于这种引线端子的结构要求从两个不同的侧面来保持压电元件的端部，所以减小了压电元件振动部分的面积而且由于需要较大的面积来保持所述端部所以增加了压电元件的纵向宽度。这与减小压电谐振器尺寸的要求是背道而弛的。
就相关技术所述的另一种引线端子而言，在日本未审查的专利公开(公报)第3-421号中示出了一种公知的引线端子。在该公开文献中示出的引线端子是通过冲压金属板使之形成T形然后将端部弯曲使之构成U形而制得的。
在该公开文献所示的引线端子中，也同样存在生产时需要过多生产步骤的问题。此外，尽管不象日本未审查专利公开(公报)第63-131414中所示的引线端子那样差，但是由于其结构同样是需要从两侧保持压电元件的端部，所以减小了压电元件振动部分的面积而且使压电元件的纵向宽度增加量为保持所述端部所需的面积。这再一次使得与减小压电谐振器尺寸的要求相背离。
此外，如日本未审查的专利公开(公报)第63-131414号中所示，已有技术的谐振器包括压电元件和彼此并行相对定位的电容器。然而，如果将这种压电谐振器用于温度剧烈变化的环境下(例如，安装在机动车上)，则会出现对弱振动操作极为敏感的问题。为了避免出现这一问题，已经证实可以将压电元件和电容器在竖直方向上置于彼此偏离的位置上并且用引线端子进行连接和固定，但是这又会不满足减小压电谐振器尺寸的要求。
此外，在已有技术的谐振器中，由于是在没有考虑压电元件频带特性的情况下对围绕压电元件周围区域的密封树脂内形成的振动隙尺寸进行测定的，因而存在不能获得良好谐振特性的问题。
本发明就是在考虑了这种情况的基础上提出的。本发明的第一个目的是提供一种易于生产且尺寸较小的谐振器以及制作这种谐振器的方法。
本发明的第二个目的是提供一种在抵抗热冲击方面效果极佳且尺寸较小的谐振器。
本发明的第三个目的是提供一种能保持良好谐振特性且寿命很长的谐振器或压电谐振装置以及制作这种谐振器或压电谐振装置的方法。
为了达到第一个目的，按照本发明的第一方面，提供一种谐振器，该谐振器包括压电元件；由通过冲压加工的锥形接收槽形成的导电线材构成的引线端子，所述锥形接收槽的顶端保持着压电元件的一端；和电容器，其在将压电元件的端部保持在引线端子接收槽中的情况下与引线端子的顶端外周相连从而与压电元件一起构成谐振电路。
按照本发明第一方面所述的生产压电谐振器的方法包括以下步骤在通过冲压加工导电线材构成的引线端子的一端上形成锥形接收槽；将压电元件的一端插入锥形接收槽内并由引线端子保持压电元件；和把与压电元件一起构成谐振电路的电容器外电极与引线端子相连。
就本发明第一方面所述的谐振器及其生产方法而言，由于是通过冲压加工导电线材的端部形成锥形接收槽，所以使引线端子的生产变得极为容易。此外，由于在引线端子中形成的锥形接收槽用极小的所需面积保持压电元件，所以没有减小压电元件的有效振动范围而且能够很容易地减小压电谐振器的尺寸。
优选使锥形接收槽具有截面宽度大于压电元件端部厚度的开口部分和截面宽度小于压电元件端部厚度的底壁。通过制造这种锥形槽，既使是压电元件的端部在厚度上稍有差异也能够保持在锥形接收槽中，因此可以在较大范围内使用这种引线端子部件。
优选的构成引线端子的导电线材截面形状在不形成锥形接收槽的部分基本上为圆形。基本上为圆形截面的导电线材容易得到而且有助于降低生产成本。
优选沿引线端子的纵向在长度至少为压电元件宽度的范围内，在引线端子顶端处形成锥形接收槽。
优选在引线端子纵向的中部形成弯曲部分。当将引线端子插入电路板的安装孔中时，该引线端子的弯曲部分起锁定件的作用，而且能够使压电元件和电容器离电路板的高度保持不变，从而有助于压电谐振器特性的稳定。
优选通过接收槽中的焊料将形成在压电元件表面的外电极电连接到引线端子上。将钎焊焊剂插到接收槽中，然后将压电元件的一端插到接收槽中并进行加热处理，由此将压电元件的端部和引线端子固定在一起并同时使压电元件的外端和引线端子电性连接。
为了达到第二目的，按照本发明的第二方面，提供一种谐振器，该谐振器包括压电元件；由导电线材构成且用于保持压电元件一端的引线端子；和在用引线端子保持压电元件一端的状态下与引线端子的顶端相连以便与压电元件一起构成谐振电路的电容器，其中构成压电元件的压电陶瓷的热膨胀系数与构成电容器的介电陶瓷的热膨胀系数之差不大于5ppm/℃。
优选的压电陶瓷是三组分基的氧化锆—钛酸铅基陶瓷而介电陶瓷是铅基陶瓷。
在本发明第二方面所述的压电谐振器中，由于构成压电元件的压电陶瓷的热膨胀系数和构成电容器的介电陶瓷的热膨胀系数之间的差值不大于5ppm/℃，所以这有助于减小压电谐振器的尺寸和提高谐振器抵抗热冲击的能力。也就是说，通过并联设置压电元件和电容器，能够减小谐振器的尺寸。此外，既使是将谐振器放在温度剧烈变化的位置上，由于压电元件和电容器之间的热膨胀差很小，所以不必担心出现开裂等问题而且其耐久性极佳。
应注意到，在本发明中是利用在-40℃到+85℃环境下的值来判断热膨胀系数(也称作线性膨胀系数)值的。
为了达到第三个目的，按照本发明的第三方面，提供一种压电谐装置，该装置包括压电元件和覆盖压电元件以便在压电元件振动区的周围形成振动空隙的密封树脂，其中与振动隙相接触的压电元件表面面积与压电元件的频带有预定关系。
按照本发明第三方面所述的压电谐振装置的生产方法包括以下步骤用抹子将蜡涂在压电元件的预定位置上，所述抹子尖部的宽度是根据压电元件的频带选定的，用密封树脂覆盖涂过蜡的整个压电元件，并对密封树脂进行加热使密封树脂固化和将蜡吸入密封树脂以便在密封树脂中形成振动空隙。
优选的是，当压电元件的频带是3MHz时，与振动空隙相接触的压电元件表面面积为3.0±0.4mm2。此外，当压电元件的频带为4MHz时，压电元件与振动空隙相接触的表面面积优选为2.7±0.4mm2。此外，当压电元件的频带为5-6MHz时，压电元件与振动空隙相接触的表面面积优选为2.4±0.4mm2。
在本发明上述方面所述的压电谐振装置及其生产方法中，通过把压电元件与振动空隙相接触的表面面积设定成与压电元件的频带成预定关系，便能够很好地保持压电元件的谐振特性并能有效地防止压电元件和/或密封树脂的开裂、损坏等。此外，在本发明所述压电谐振装置的生产方法中，能够有效地制造具有良好谐振特性和极好耐久性的压电谐振器。
应注意到，根据本发明上述方面所述的压电谐振装置并不限于谐振器，而是包含所有具有振动空隙的装置例如压电谐振滤波器。
通过对下面结合附图给出的优选实施例进行的描述将会使本发明的这些和其它目的以及特征变得更清晰，其中
图1A是根据本发明一个实施例所述谐振器主要部件的示意性透视图；图1B是图1A中所示谐振器的等效电路图；图2是图1A所示压电谐振器的示意性剖面图；图3是详细表示图1A中所示谐振器的压电元件和引线端子之间连接部分的主要部件的剖面图；图4是压电元件的示意性透示图；图5是表示引线端子生产方法的主要部件透视图；图6是谐振器生产方法的示意图；和图7及图8是按照本发明另一个实施例所述压电谐振器使用的引线端子的透视图。
第一实施例如图1A所示，该实施例所述的谐振器10包括基本上平行设置的压电元件1和电容器2。如图1B所示，压电元件1和电容器2借助一对输入输出引线端子3和一个接地引线端子5而彼此相连从而构成例如积分电路的信号发生电路。
如图1A和图2所示，压电元件1、电容器2和引线端子3、5的顶端外周覆盖有密封树脂8。在压电元件1的振动部分周围形成振动空隙20。密封树脂8没有特别限制，但其可以包括例如环氧基树脂等。
在一对输入输出引线端子3的纵向中部(从密封树脂8伸出的位置)形成基本上呈U型且向外凸出的弯曲部分4。当将引线端子3的底端插入电路板(未示出)的安装孔中时，引线端子3的弯曲部分4起锁定件的作用。所述弯曲部分能使压电元件和电容器离开电路板的高度保持不变而且有助于稳定压电谐振器10的特性。
接地引线端子5的顶端形成台阶部分6。电容器2的中部保持在台阶部分6上。台阶部分6埋入密封树脂8中。对接地引线端子5没有特别限制，但是其可以例如由圆形导体或其它金属线构成。
每个输入输出引线端子3均可以由例如圆形截面的导电线材构成。如图1A和图3所示，每个输入输出引线端子的顶端都形成有锥形接收槽12。在本实施例中，锥形接收槽12是通过作为冲压加工的一种形式—“冲击成型”制得的。也就是说，如图5所示，将用于形成引线端子3的线材端部置于在基座24上形成的截面为半圆形的槽26中并在液压机构的作用下，用硬金属冲模28从线材上方对其施压从而形成锥形接收槽12。应注意的是，形成输入输出引线端子的线材由与接地引线端子5相同的金属构成。
如图3所示，锥形接收槽12具有一对倾斜的侧壁12a和底部12b。槽12开口部分的截面宽度W1大于压电元件1的厚度T1，而底部12b的截面宽度W2小于压电元件1的厚度T1。本发明中压电元件1的厚度T1是根据振动频率确定的，但通常为0.25-0.39mm左右。图4中所示压电元件1的宽度W3一般为0.5-0.7mm左右。此外，压电元件1的长度L1为6.0-6.5mm左右。
如图3所示，槽12开口的截面宽度W1优选尺寸约为压电元件1厚度T1的150％-200％，而槽12底部12b的截面宽度W3优选尺寸为厚度T1的0％-80％左右。此外，槽12的深度D1的优选尺寸约为构成引线端子3之线材外径D0的120％-140％。构成引线端子3的线材之外径D0是根据印刷电路板上端接孔的内径等而确定的。
如图5所示，槽12是沿构成引线端子3的线材的纵向形成的。长度L2的尺寸至少是图4中所示压电元件1的宽度W3。优选的尺寸为宽度W3的100％-150％。
如图4所示，压电元件1具有一个扁平的压电衬底11。压电衬底11由氧化锆—钛酸铅、钛酸铅等构成。在衬底11的两侧形成外电极14。一个电极14沿纵向伸向元件1的一端，而另一个电极14沿纵向伸向元件1的另一端。通过对电极14施加预定电压，电极14在元件1上的重叠部分将产生振动。为了使电极14在压电元件1上的重叠部分产生振动，而在密封树脂8的内部形成振动空隙20以便如图2所示使振动空隙20在大于重叠部分的面积S1上与压电元件1的两个表面相接触。
电容器2由介电衬底21构成，所述介电衬底的两个表面上带有电极。如图2所示，介电衬底21的一个表面上的两端形成一对第一外电极16。该衬底21的另一表面上形成第二外电极18。第一外电极16与输入输出引线端子3顶端的外周电性连接，而第二外电极18则与接地引线端子5的顶端相连。
电容器2的介电衬底21由钛酸钡、氧化锆—钛酸铅等介电材料构成。
下面将解释图1A中所示压电谐振器1A的生产方法。
首先，如图5所示，制备形成输入输出引线端子3的线材。通过在线材的前端进行冲压成型形成锥形接收槽12。接着，根据需要在线材的中部形成弯曲部分4。然后，将形成锥形接收槽12的线材前端插入钎焊焊剂中使钎焊焊剂充满接收槽12的内部。接着，如图3所示，将压电元件1的一端插入接收槽2的内部，由此使压电元件1的端角抵住槽12的倾斜侧壁12a并通过引线端子3的接收槽12将压电元件1的一端可靠地临时固定。此外，借助使焊料回流的后序热处理步骤，可通过接收槽12内部的焊料17将压电元件1的外部端子14牢固地电性连接到引线端子3上。
如图6所示，在用一对引线端子3临时保持压电元件1的两端之后，用抹子22在压电元件1的一个表面上涂覆蜡20a。对蜡20a没有特别限制，只要其在后序的热处理步骤中能被吸入密封树脂内部既可，但是可以使用烷烃基蜡。
随后，把在电容器2上形成的一对第一外电极16连接到输入输出引线端子3的外周上以便将电容器2定位和使其与压电元件1基本平行，在此之前已经在另一个步骤中将接地引线端子5安装到第二外电极18上。接下来，进行使焊料回流的热处理以便更可靠地实现引线端子3和5以及外部端子14、16和18之间的机械和电性连接。
接着，将压电元件1、电容器2和引线端子3及5的顶端全部放入熔融的树脂中。然后进行热处理使之产生热固化并由此形成密封树脂8。在对树脂进行热处理的同时，如图20所示将蜡20a吸入树脂8中并且形成如图2所示的振动空隙20。
在本实施例所述的压电谐振器10及其生产方法中，由于是通过在导电线材的端部进行冲压而形成锥形接收槽12，所以引线端子3的生产极为容易。此外，由于在引线端子3上形成的锥形接收槽12可以用最小所需面积来保持压电元件1的端部，所以不会减小压电元件1的有效振动面积但却很容易减小压电谐振器10的尺寸。
第二实施例按照该实施例所述的压电谐振器在结构上与图1A和图2中所示压电谐振器10相同，但是其不同点在于选用了陶瓷材料从而使构成压电元件1之压电衬底11的压电陶瓷的热膨胀系数与构成电容器2之介电衬底21的介电陶瓷的热膨胀系数之间的差值不大于5ppm/℃。
在这一实施例中，构成压电元件1之压电衬底11的压电陶瓷由用pbTiO3-pbZrO3-pb(Mg1/3Nb2/3)O3表示的三组分基的氧化锆—钛酸铅构成，而且其线性膨胀系数约为0.2-0.8ppm/℃，优选为0.5ppm/℃。此外，构成电容器2之介电衬底21的介电陶瓷由铅基介电陶瓷构成，所述铅基介电陶瓷主要包括pb(Mg，Nb)O3，pb(Fe，Nb)O3，pb(Zn，Nb)O3，pb(Mn，Nb)O3等或它们的组合物而且其线性膨胀系数约为2.5-5.5ppm/℃，优选为3.0-4.9ppm/℃。应注意的是，本发明中的线性膨胀系数是在-40℃到+85℃范围的外部环境下的值。
在本实施例所述的谐振器中，由于构成压电元件1之压电衬底11的压电陶瓷的热膨胀系数与构成电容2之介电衬底21的介电陶瓷的热膨胀系数之间的差不大于5ppm/℃，所以这有助于减小压电谐振器10的尺寸和提高压电谐振器抵抗热冲击的能力。也就是说，通过并行设置压电元件1和电容器2，可以减小压电谐振器的尺寸。此外，既使是将压电谐振器10置于温度急剧变化的场所例如汽车中，由于压电元件1和电容器2的热膨胀系数差很小，所以几乎不用担心在元件1和2中或密封树脂8中产生断裂等现象而且其寿命极长。
应该注意到，在本实施例的压电谐振器中，还可以用图7或图8中示出的普通引线端子30a或30b来代替图1A中示出的输入出引线端子3。
第三实施例按照该实施例所述的作为压电谐振装置一个实例的压电谐振器之结构与图1A和图2中所示压电谐振器10相同，但是其不同点在于与振动空隙20相接触的压电元件1的表面面积S1(参见图4)与压电元件1的频带有预定关系。
也就是说，当压电元件1的频带为3MHz时，与振动空隙20相接触的压电元件1的表面面积S1为3.0±0.4mm2，当压电元件1的频带为4MHz时，与振动空隙20相接触的压电元件1的表面面积S1为2.7±0.4mm2，而当压电元件1的频带为5-6MHz时，与振动空隙20相接触的压电元件1的表面面积S1为2.4±0.4mm2。在其它频带的情况下，可以通过根据这些频带与面积S1的关系进行外插或内插来确定所述面积。
当压电元件1的频带较高时，频率的波长λ较短。当波长较短时，压电元件1的厚度较小。根据本发明的经验，可以发现当压电元件1的频率较高时，通过减小压电元件1与振动空隙20相接触的表面面积S1，可以在不损坏谐振特性的情况下，抑制在压电元件1的压电衬底11和/或密封树脂中产生断裂。
与振动空隙20接触的压电元件1的表面面积S1与图6中所示抹子22的抹尖宽度W4成正比，所以在该实施例中，用根据压电元件1的频带选定的抹尖宽度为W4的抹子在压电元件1的两个表面上涂蜡20a。用蜡20a涂覆的面积与和图4中所示振动空隙20相接触的压电元件1的表面面积S1相对应。蜡20a的最大涂覆厚度与振动空隙20的最大厚度相对应。最大涂覆厚度与压电元件1的频带无关。如果除得太薄，密封树脂的最小厚度将变得很小，这是不利的。优选的厚度为0.35-0.45mm左右。
根据压电元件1的频带和抹子尖部宽度W4之间的关系，当压电元件1的频带为3MHz时，抹尖宽度W4为4.5±0.5mm，当压电元件1的频带为4MHz时，抹尖宽度W4为4.0±0.5mm，而当压电元件1的频带为5-6MHz时，抹尖宽度W4为3.5±0.5mm。
在本发明所述的压电谐振器及其生产方法中，通过把与振动空隙20相接触的压电元件的表面面积S1和压电元件1的频带设定成预定关系，就可以使压电元件1保持良好的谐振特性并能有效地防止在压电元件1和/或密封树脂8上产生的断裂和损坏。此外，借助于该实施例所述的压电谐振器的生产方法，可以有效地制作出具有极佳谐振特性和极长寿命的压电谐振器。
应该注意到，在本实施例所述的压电谐振器中，还可以用图7或图8中示出的普通引线端子30a或30b来代替图3A中示出输入输出引线端子3。
应该认识到，本发明并不限于上述实施例而是可以在不脱离本发明构思的范围内对其做出各种改进。
下面，将参照具体实例对本发明进行说明，但是在任何情况下本发明都不限于这些实例。
实例1首先，制作一个压电元件1。压电元件1的压电衬底11由三组分基的氧化锆—钛酸铅基压电陶瓷构成，其主要成分的化学组分为pbTiO3-pbZrO3-pb(Mg1/3Mb2/3)O3，而且该陶瓷的线性膨胀系数为0.5ppm/℃。压电衬底11的宽度为0.65mm，长度为6.5mm，厚度为0.313mm。形成在压电衬底11两个表面上的外电极14的材料是Ni+Cu。
接着制作电容器2。电容器2的介电衬底21由主要成分的化学组分为pb(Mg1/3Nb2/3)O3-pbTiO3的铅基介电陶瓷构成，而且其线性膨胀系数为4.9ppm/℃。介电衬底21的宽度为0.6mm，长度为7.0mm，厚度为0.35mm。在介电衬底21的两个表面上形成的外电极16和18是Ni+Cu。介电衬底21和压电衬底11的线性膨胀系数之差为4.4ppm/℃。
压电衬底1的两端由图8所示的一对引线端子30b保持，而且用图6中所示的抹子22在压电元件1的两个表面上涂覆烷烃基蜡20a。涂覆蜡20a的面积S1(参见图4)是4.3mm2。
然后，使电容器2相对于压电元件1基本上平行定位而且将电容器2的外电极16焊到引线端子30b上。此外，将图1中所示引线端子5的顶端焊到电容器2的外电极18上。随后，将压电元件1和电容器2整体浸入熔融的环氧树脂中并对树脂进行加热使之固化，由此获得密封树脂8。在加热和固化树脂时，蜡20a被吸入树脂中并因此在密封树脂中形成振动空隙20。
制作20个这样的压电谐振器并对其进行热循环试验(热冲击试验)。热循环试验包括10次循环，50次循环，100次循环，和200次循环，所述循环为保持—55℃的状态30±3分钟，然后保持+125℃的状态30±3分钟，然后找出压电谐振器生成次品的比率。如果在压电元件或密封树脂中有裂缝可以用目测来判断次品。根据在20个压电谐振器中出现压电谐振器次品的多少便可以算出次品率(％)。
将结果示于表1中。如表1所示，实例1在所有热循环试验中的次品率是0％。
表1
实例2除了用主要成分的化学组分与实例1中的铅基介电陶瓷相同但线性膨胀系数为2.5ppm/℃的材料作为电容器2的介电衬底21之外，用与实例1相同的方法制作20个压电谐振器。用与实例1相同的方式对这些压电谐振器进行热循环试验。
将结果示于表1中。如表1所示，实例2的次品率在所有热循环试验中为0％。
比较例1除了用主要成分的化学组分为BaTiO3但线性膨胀系数为13.0ppm/℃的材料作为电容器2的介电衬底21之外，用与实例1相同的方法制作20个压电谐振器。用与实例1相同的方式对这些压电谐振器进行热循环试验。
将比较例1的结果示于表1中。如表1所示，在50次循环和更多次热循环试验中观察次品。
比较例2除了用主要成分的化学组分为BaTiO3但线性膨胀系数为8.0ppm/℃的材料作为电容器2的介电衬底21之外，用与实例1相同的方法制作20个压电谐振器。用与实例1相同的方式对这些压电谐振器进行热循环试验。
将比较例2的结果示于表1中。如表1所示，在100次循环和更多次热循环试验中观察次品。
评价1如表1所示，通过将实例1和2与比较例1和2做比较，可以证明在介电衬底21和压电衬底11的线性膨胀系数之差不大于5ppm/℃的范围内，抵抗热冲击的能力得到提高。
实例3
首先，制作一个压电元件1。压电元件1的压电衬底11由三组分基的氧化锆—钛酸铅基压电陶瓷构成，其主要成分的化学组分为pbTiO3-pbZrO3-pb(Mg1/3Nb2/3)O3。压电衬底11的宽度为0.65mm，长度为6.5mm，厚度为0.35mm。形成在压电衬底11两个表面上的外电极14的材料是Ni+Cu。外电极14的面积是2.56mm2。此外，在压电衬底11两个表面上形成的外电极14的重叠区面积是1.36mm2。
接着制作电容器2。电容器2的介电衬底21由主要成分的化学组分为pb(Mg1/3Nb2/3)O3-pbTiO3的铅基介电陶瓷构成。介电衬底21的宽度为0.6mm，长度为7.0mm，厚度为0.35mm。在介电衬底21的两个表面上形成的外电极16和18的材料是Ni+Cu。将电容器2的外电极16，16之间的电容设定为15pF。
压电衬底1的两端由图8所示的一对引线端子30b保持而且用图6中所示的抹子22在压电元件1的两个表面上涂覆烷烃基蜡20a。抹子22的抹尖宽度W4是4.0mm。在一侧上涂覆的蜡20a的面积S1(参见图4)是2.7mm2。
然后，使电容器2相对于压电元件1基本上平行定位而且将电容器2的外电极16焊到引线端子30b上。此外，将图1A中所示引线端子5的顶端焊到电容器2的外电极18上。随后，将压电元件1和电容器2整体浸入熔融的环氧树脂中并对树脂进行加热使之固化，由此获得密封树脂8。在加热和固化树脂时，蜡20a被吸入树脂中并因此在密封树脂中形成振动空隙20。
制作200个这样的压电谐振器并研究出现次品的比率。当测量压电谐振器的阻抗特性时，那些不能获得所需谐振频率特性(在3MHz±15KHz)的谐振器和因环境温度变化而导致波形畸变的谐振器被判定为次品。应注意的是，当目测观察作为次品的压电谐振器内部时，可证实出现裂痕。
将出现次品的比率(％)示于表2中。
如表2所示，出现次品的比率小于3％。就综合判断而言，可证明所述谐振器品质良好。
表2
<p>实例4除了图6中所示的抹尖宽度W4是4.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为3.0mm2之外，用与实例3相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例3相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率不大于3％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质良好。
实例5除了图6中所示的抹尖宽度W4是5.0mm和涂覆面积S1(参见图4)为3.4mm2之外，用与实例3相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例3相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率不大于3％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质良好。
比较例3除了图6中所示的抹尖宽度W4是2.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为1.7mm2之外，用与实例3相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例3相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于20％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
比较例4除了图6中所示的抹尖宽度W4是3.0mm和涂覆面积S1(参见图4)为2.1mm2之外，用与实例3相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例3相同的方式测检压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于19％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
比较例5除了图6中所示的抹尖宽度W4是3.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为2.4mm2之外，用与实例3相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例3相同的方式测检压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于18％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
比较例6除了图6中所示的抹尖宽度W4是5.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为3.6mm2之外，用与实例3相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例3相同的方式测检压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于25％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
实例6除了将电容器2的外电极16，16两端的电容设定为15pF并将压电衬底11的厚度设为0.31mm以便使压电谐振器中的谐振频率达到4MHz，以及使图6中所示的抹尖宽度W4为3.5mm，涂覆面积S1(参见图4)为2.4mm2之外，用与实例3相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例3相同的方式测检压电谐振器出现次品的比率。应注意的是，在实例6中，把检测阻抗特性时观察到的具有波形畸变的谐振器和在4MHz±20kHz范围内未给出谐振频率特性的谐振器判定为次品。
如表2中所示，出现次品的比率不大于3％，作为综合判断可以证实这种谐振器的品质良好。
实例7除了图6中所示的抹尖宽度W4是4.0mm和涂覆面积S1(参见图4)为2.7mm2之外，用与实例6相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例6相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率不大于3％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质良好。
实例8除了图6中所示的抹尖宽度W4是4.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为3.0mm2之外，用与实例6相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例6相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率不大于3％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质良好。
比较例7除了图6中所示的抹尖宽度W4是2.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为1.7mm2之外，用与实例6相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例6相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于20％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
比较例8除了图6中所示的抹尖宽度W4是3.0mm和涂覆面积S1(参见图4)为2.1mm2之外，用与实例6相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例6相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于15％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
比较例9除了图6中所示的抹尖宽度W4是5.0mm和涂覆面积S1(参见图4)为3.4mm2之外，用与实例6相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例6相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于21％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
比较例10除了图6中所示的抹尖宽度W4是5.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为3.7mm2之外，用与实例6相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例6相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于17％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
实例9除了将电容器2的外电极16，16两端的电容设定为15pF并将压电衬底11的厚度设为0.25mm，以便使压电谐振器中的谐振频率达到5MHz，以及使图6中所示的抹尖宽度W4为3.0mm，涂覆面积S1(参见图4)为2.1mm2之外，用与实例3相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例3相同的方式测检压电谐振器出现次品的比率。应注意的是，在实例9中，把检测阻抗特性时观察到的具有波形畸变的谐振器和在5MHz±25kHz范围内未给出谐振频率特性的谐振器判定为次品。
如表2中所示，出现次品的比率不大于3％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质良好。
实例10除了图6中所示的抹尖宽度W4是3.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为2.4mm2之外，用与实例9相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例9相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率不大于3％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质良好。
实例11除了图6中所示的抹尖宽度W4是4.0mm和涂覆面积S1(参见图4)为2.7mm2之外，用与实例9相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例9相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率不大于3％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质良好。
比较例11除了图6中所示的抹尖宽度W4是2.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为1.7mm2之外，用与实例9相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例9相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于20％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
比较例12除了图6中所示的抹尖宽度W4是4.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为3.1mm2之外，用与实例9相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例9相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于14％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
比较例13除了图6中所示的抹尖宽度W4是5.0mm和涂覆面积S1(参见图4)为3.4mm2之外，用与实例9相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例9相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于14％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
比较例14除了图6中所示的抹尖宽度W4是5.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为3.7mm2之外，用与实例9相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例9相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于17％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
实例12除了将电容器2的外电极16，16两端的电容设定为15pF并将压电衬底11的厚度设为0.21mm，以便使压电谐振器中的谐振频率达到6MHz，以及使图6中所示的抹尖宽度W4为3.0mm，涂覆面积S1(参见图4)为2.1mm2之外，用与实例3相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例3相同的方式测检压电谐振器出现次品的比率。应注意的是，在实例12中，把检测阻抗特性时观察到的具有波形畸变的谐振器和在6MHz±20kHz范围内未给出谐振频率特性的谐振器判定为次品。
如表2中所示，出现次品的比率不大于3％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质良好。
实例13除了图6中所示的抹尖宽度W4是3.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为2.4mm2之外，用与实例12相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例12相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率不大于3％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质良好。
实例14除了图6中所示的抹尖宽度W4是4.0mm和涂覆面积S1(参见图4)为2.7mm2之外，用与实例9相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例9相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率不大于3％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质良好。
比较例15除了图6中所示的抹尖宽度W4是2.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为1.8mm2之外，用与实例12相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例12相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于20％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
比较例16除了图6中所示的抹尖宽度W4是4.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为3.1mm2之外，用与实例12相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例12相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于16％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
比较例17除了图6中所示的抹尖宽度W4是5.0mm和涂覆面积S1(参见图4)为3.4mm2之外，用与实例12相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例12相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于18％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
比较例18除了图6中所示的抹尖宽度W4是5.5mm和涂覆面积S1(参见图4)为3.7mm2之外，用与实例12相同的方法制作200个压电谐振器。用与实例12相同的方式检测压电谐振器出现次品的比率。
如表2中所示，出现次品的比率大于18％而且作为综合判断可以证实这种谐振器的品质不好(低下)。
评价2如表2所示，通过将实例3-14与比较例3-18做比较可知，在频带为3MHz时通过使与振动空隙20相接触的压电元件1的表面面积S1为3.0±0.4mm2，在频带为4MHz时使面积S1为2.7±0.4mm2，和在频带为5-6MHz时使面积S1为2.4±0.4mm2，可以在不损坏谐振特性的情况下抑制裂缝的出现。也就是说，通过在频带提高的同时减小压电元件1与振动空隙20接触的面积S1，便可以在不损坏谐振特性的情况下抑制裂缝的出现。
权利要求
1.谐振器包括压电元件；引线端子，其由通过冲压加工形成的导电线材构成，所述引线端子上设有用于将压电元件的一端保持在其顶端的锥形接收槽；和电容器，其在将压电元件的一端保持在引线端子接收槽中的状态下与引线端子顶端的外周相连以便与压电元件一起构成谐振电路。
2.根据权利要求1所述的谐振器，其中锥形接收槽具有截面宽度大于压电元件端部厚度的开口部分和截面宽度小于压电元件端部厚度的底壁。
3.根据权利要求1所述的谐振器，其中构成引线端子的导电线材的截面形状在不形成锥形接收槽的部分上基本为圆形。
4.根据权利要求1所述的谐振器，其中在引线端子顶端形成的锥形接收槽的长度至少为压电元件沿引线端子纵向上的宽度。
5.根据权利要求1所述的谐振器，其中在引线端子纵向的中部形成弯曲部分。
6.根据权利要求1所述的谐振器，其中在压电元件表面上形成的外电极通过接收槽中的焊料与引线端子电性连接。
7.根据权利要求1所述的谐振器，其中构成压电元件的压电陶瓷的热膨胀系数与构成电容器的介电陶瓷的热膨胀系数之差不大于5ppm/℃。
8.根据权利要求7所述的谐振器，其中压电陶瓷是三组分基的氧化锆—钛酸铅基陶瓷而介电陶瓷是铅基陶瓷。
9.根据权利要求1所述的谐振器，进一步包括盖住压电元件、电容器和引线端子顶端以便在压电元件振动部分的周围形成振动空隙的密封树脂部分。
10.根据权利要求9所述的谐振器，其中压电元件与振动空隙相接触的表面面积与压电元件的频带成预定的关系。
11.根据权利要求10所述的谐振器，其中当压电元件的频带为3MHz时，压电元件与振动空隙相接触的表面面积为3.0±0.4mm2。
12.根据权利要求10所述的谐振器，其中当压电元件的频带为4MHz时，压电元件与振动空隙相接触的表面面积为2.7±0.4mm2。
13.根据权利要求10所述的谐振器，其中当压电元件的频带为5-6MHz时，压电元件与振动空隙相接触的表面面积为2.4±0.4mm2。
14.谐振器包括压电元件；由导电线材构成的引线端子，其用于保持压电元件的一端；和电容器，其在用引线端子保持压电元件一端的状态下与引线端子的顶端相连以便与压电元件一起构成谐振电路，其中构或压电元件的压电陶瓷的热膨胀系数与构成电容器的介电陶瓷的热膨胀系数之差不大于5ppm/℃。
15.根据权利要求14所述的谐振器，其中压电陶瓷是三组分基的氧化锆—钛酸铅基陶瓷而介电陶瓷是铅基陶瓷。
16.压电谐振装置包括压电元件和用于覆盖压电元件以便在压电元件的振动部分周围形成振动空隙的密封树脂部分，其中压电元件与振动空隙相接触的表面面积与压电元件的频带呈预定关系。
17.根据权利要求16所述的压电谐振装置，其中当压电元件的频带为3MHz时，压电元件与振动空隙相接触的表面面积为3.0±0.4mm2。
18.根据权利要求16所述的压电谐振装置，其中当压电元件的频带为4MHz时，压电元件与振动空隙相接触的表面面积为2.7±0.4mm2。
19.根据权利要求16所述的压电谐振装置，其中当压电元件的频带为5-6MHz时，压电元件与振动空隙相接触的表面面积为2.4±0.4mm2。
20.生产谐振器的方法，包括以下步骤通过冲压加工在引线端子的一端形成锥形接收槽，所述引线端子由导电线材构成；把压电元件的一端插入锥形接收槽的内部并通过引线端子保持压电元件；和把与压电元件一起构成谐振电路的电容器的外电极连接到引线端子上。
21.根据权利要求20所述的生产谐振器的方法，进一步包括以下步骤，即，用密封树脂盖住压电元件、电容器和引线端子的顶端以便在压电元件振动部分的周围形成振动空隙。
22.根据权利要求21所述的生产谐振器的方法，其中用密封树脂覆盖的步骤包括以下步骤用抹子在压电元件的预定位置上涂覆蜡，所述抹子的抹尖宽度是根据压电元件频带选定的，用密封树脂覆盖涂有蜡的整个压电元件，和加热密封树脂使密封树脂固化并使蜡吸入密封树脂中以在密封树脂中形成振动空隙。
23.生产压电谐振装置的方法，包括以下步骤用抹子在压电元件的预定位置上涂覆蜡，所述抹子的抹尖宽度是根据压电元件的频带选定的，用密封树脂覆盖涂有蜡的整个压电元件，和加热密封树脂使密封树脂固化并使蜡吸入密封树脂中以在密封树脂中形成振动空隙。
全文摘要
谐振器包括压电元件;引线端子,其由通过冲压加工形成的导电线材构成,所述引线端子上设有用于将压电元件的一端保持在其顶端的锥形接收槽;和电容器,其在将压电元件的一端保持在引线端子接收槽中的状态下与引线端子顶端的外周相连以便与压电元件一起构成谐振电路。优选使构成压电元件的压电陶瓷的热膨胀系数与构成电容器的介电陶瓷的热膨胀系数之差不大于5ppm/℃。优选使压电元件与振动空隙相接触的表面面积与压电元件与频带呈预定关系。
文档编号H03H9/10GK1248820SQ99119798
公开日2000年3月29日 申请日期1999年8月7日 优先权日1998年8月7日
发明者高桥透, 菅原祐一 申请人:Tdk株式会社