电声转换器的制造方法_3

文档序号:8516263阅读:来源:国知局
[0070] -在晶体结构m中,假如在X或Z方向上施加交变电场。
[OCm]-在晶体结构3m中,假如在y或Z方向上施加交变电场。
[007引-在晶体结构6中,假如在X或y方向上施加交变电场。
[0073]-在晶体结构32中,假如在X方向上施加交变电场。
[0074]-在晶体结构2中,假如在y方向上施加交变电场。
[0075] -在晶体结构mm2、4、4、4mm、6和6mm中的任何一个中,假如在Z方向上施加交变 电场。
[0076] 在此,在晶体结构3、3m、mm2、4、4mm、6和6mm中可没有横向振动的份额的情况下激 励振动。
[0077] 此外,对于带有其他晶体结构的压电材料,同样可通过施加交变电场在S个空间 方向上实现带有振动的振动模式,如果并未严格沿着坐标轴施加该交变电场。由此,例如在 晶类222、23和43m的情况下沿着空间对角线施加交变电场得到在所有的S个空间方向上 的横向振动。该种可能性对于上述的压电材料同样存在。
[0078] 倘若压电层4具有定向区域,在=个空间方向上带有振动的振动模式可针对压电 层4被激励。定向区域的特征在于,压电材料的微晶或晶粒的晶轴在该区域中通常平行地 取向。平行地在此不可在严格数学的意义中来理解,而是理解为"除了一些程度的偏差之外 在相同的方向上指向"。与此相应地,压电层4不是非晶形的或是多晶或纳米晶。
[0079] 代替该种情况,压电层4可似乎是外延的或是外延的。如果可在用于定向确定的 方法中例如通过电子背散射衍射巧lectronBackscatterDiffraction,EBSD)或X射线衍 射狂-raydifTraction,X畑)至少关于一个晶轴识别出压电层4的优选定向,该对于激励 =维的振动模式来说足够。
[0080] 块体8在在其中声速在压电层中最高的方向上的伸展WT来表示。块体8在两个 其他的空间方向上的伸展表示为L1和L2。
[0081] 块体8在在其中声速在压电层中最高的方向上的伸展T可如此选择,即,谐振器在 基本模式中运行。为此,压电层的厚度可在转换器1的谐振频率的声波长度的30%与70% 之间。优选地,块体8在该方向上的尺寸在转换器的谐振频率的声波长度的40%与60%之 间。此外,还可在上述模式中考虑谐振器的运行。
[0082] 对于在图1中显示的实施例,声速在平行于第一电极和第二电极2、3的面的法线 的方向上最高。在图1中显示的实施例中,块体8在在其中声速在压电层中最高的方向上 的伸展T因此等于第一电极2相对于第二电极3的间距。
[0083] 在其他的实施例中,声速在该方向上在压电层4中最高的方向可相对于第一电极 和第二电极2、3的面的法线占据任何其他任意的角度。可激励的模式的声速在哪个方向上 最高取决于压电层4更确切地说压电层4的晶粒或微晶关于施加的交变电场的定向。
[0084] 块体8在剩下的空间方向上的伸展L1、L2最大与块体8在最高声速的方向上的伸 展T一样大。
[0085] 与此相应地,对于压电层4的块体8得到W下结构规定,其说明了块体的纵横比 A1、A2 ; A1=T/L1 > 1 且A2=T/L2 > 1。
[0086] 纵横比A1、A2说明了块体8沿着最高声速的方向的伸展T相对于在剩下的方向上 的伸展L1、L2的比。如果伸展L1和L2在各向同性的结构中分别等于L,则用于块体8的 结构规定可通过唯一的纵横比说明,其必须满足W下的结构规定: A=T/L> 1。
[0087] 基于该结构规定对于在IGHz范围中的频率得到该样的块体8,其伸展T、L1、L2在 所有的空间方向上非常小。块体8例如可具有在微米范围中的尺寸。出于该原因,块体8 中的很多电气地彼此并联。与此相应地,压电层4具有块体8阵列。在此不需要每个块体 8满足上述的结构规定。块体8的主要部分(例如块体8的至少70%)满足上述结构规定。
[0088] 在图1中,块体8的上侧5和下侧6相应具有方形形状。原则上,块体8的上侧 5和下侧6的任何任意的形状是可行的,例如矩形、平行四边形、其他的四边形、楠圆形、圆 形、六边形、十二边形、其他的n边形W及规则的多边形。此外,块体8的上侧5和下侧6不 必具有相同的形状。
[0089] 对于属于组6mm的晶体的压电层4,正方形、规则的六边形化及规则的十二边形已 经证实为上侧5和下侧6的特别有利的形状。在该种情况下可特别好地利用压电张量的对 称特性。
[0090] 通过合适地选择上侧5和下侧6的形状可影响其他干扰性的振动模式的位置和可 激励性,而没有明显改变基本模式的禪合系数。与此相应地,可通过块体8的适合的造型压 制可能干扰性的额外模式。
[0091] 块体8不必具有精确90°棱,而是还可具有凸状或凹状的棱。与此相应地,块体8 可变厚或变细。在此决定性的不是棱形状,而是上述的纵横比。
[0092] 对于在图1中显示的实施例,第一电极2和第二电极3相应具有连续地面状形状。
[0093] 图2显示了电极2、3的备选的设计方案。在此可设及第一电极或第二电极2、3。
[0094] 在图2中显示的电极2、3相应具有第一电极结构10和第二电极结构11。第一电 极结构10和第二电极结构11在空间上彼此分开。
[0095] 第一电极结构和第二电极结构10、11相应梳状地来设计。第一电极结构和第二电 极结构1〇、11相应具有外部的条带12,其在第一空间方向上延伸。第一空间方向在此垂直 于相应的电极结构1〇、11的面的法线。此外,第一电极结构和第二电极结构1〇、11具有指 状的条带13,其相应W外部的条带12为出发点朝相应另一电极结构10、11延伸。指状的条 带13在此垂直于相应的外部的条带12。指状的条带13并未与相对而置的电极结构10、11 连接。
[0096] 两个电极结构10、11的指状的条带13彼此搭挂。外部的条带12和指状的条带13 使相应多个成排布置的块体8彼此连接。块体8和电极结构10、11在此如此布置,即,在一 个方向上相邻的块体8交替地与第一电极结构和第二电极结构10、11连接。
[0097] 与此相应地,电极2、3设计有两个电极结构10、11实现相邻的块体8与不同的电 极结构10、11连接。如果从现在起在两个电极结构10、11处施加不同的电势,则相邻的块 体8互相相反地禪合。W该种方式可抑制转换器1的非线性。
[009引转换器1的第一电极2例如可具有连续的面状形状,如在图1中所示,在该处施加 参考电势。参考电势例如可为地电势。此外,第二电极3可具有根据图2的设计方案,其中, 在第一电极结构和第二电极结构10、11处施加不同的电势。
[0099] 备选地,不仅第一电极2而且第二电极3可相应具有第一电极结构和第二电极结 构10、11。在该种情况下相邻的块体8同样可彼此互相相反地禪合,从而平衡转换器1的非 线性。
[0100] 在图3和4中显示了电极2、3的另一实施方式。在图3和图4中显示的电极具有 穿孔网格结构。该穿孔网格结构具有闭合区域14和开口 15。电极2、3的该实施方式不仅 可用于第一电极2,而且可用于第二电极3。电极2、3的在图1至4中显示的实施方式可任 意地作为第一电极和第二电极2、3彼此组合。
[0101] 图5显示了压电层4的另一实施例。压电层4在此具有连接结构17。该连接结 构17布置在两个相邻的块体8之间并且使两个块体8在侧向方向上彼此连接。侦晌方向 垂直于块体8的上侧5和下侧6的面的法线。
[0102] 侧向禪合的块体8和连接结构17的组件可产生表面波或兰姆波。如果两个直接 相邻的块体8互相相反地禪合并且通过连接结构17彼此侧向连接,则通过在块体8中激励 的体积声波此外使包含两个块体8和连接结构17的组件表面波状地运动。
[0103] 连接结构17具有电介质材料或包含该种材料。
[0104] 带有连接结构17的压电层4的在图5中显示的实施方式可特别有利地与带有穿 孔网格结构的电极2、3的在图3和图4中显示的实施方式中的一个组合。在此,电极2、3可 如此定位在压电层4上,即,穿孔网格结构的开口 15相应位于压电层4的凹部9之上,在其 中即未布置块体8中的一个块体,也未布置连接结构17。于是在连接结构17上有电极2、3 的相应闭合区域14。在该种情况下,连接结构17负责电极2、3的很高的机械稳定性,因为 连接结构17提供很大的支承面。此外,连接结构17简化了制造方法,因为电极2、3可直接 安装在连接结构17上。
[0105] 在块体8之
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1