电声转换器的制造方法_4

文档序号:8516263阅读:来源:国知局
间的凹部9可w上面讨论的实施方式中的任何一个填充电介质材料。 由此可使块体8同样沿侧向彼此禪合。如已经结合在图5中显示的连接结构17讨论的那 样,侧向禪合块体8引起在互相相反地禪合的块体8之间激励表面波状的波。
[0106] 填满在块体8之间的凹部9的电介质材料可具有异常的热机械性能。电介质材料 例如可基于异常的热机械性能在加热时硬化。与此相应地,电介质材料的异常的热机械性 能补偿块体8的典型地正常的热机械性能。布置在块体8之间的凹部9中的电介质材料实 现将转换器1的谐振频率和反谐振频率的温度系数在数值上保持得尽可能小。
[0107] 此外,填满在块体8之间的凹部9的电介质材料可具有至少一些上面针对电介质 材料所提及的特性并且W期望的方式影响转换器的频率特性和/或温度特性。
[010引但填满在块体8之间的凹部9的电介质材料还可具有该样的特性,其保护压电层 不受环境影响。例如该材料可引起纯化。
[0109] 备选地或补偿于利用带有异常的热机械特性的电介质材料填充凹部9,块体8可 由具有带有异常的热机械性能的材料的覆盖层盖上。该种覆盖层还实现补偿块体8的热机 械性能并且将转换器1的谐振频率和反谐振频率的温度系数在数值上保持得尽可能小。
[0110] 此外,覆盖层可具有该样的电介质材料,其具有至少一些上面针对电介质材料所 提到的特性并且W期望的方式影响转换器的频率特性和/或温度特性。
[0111] 但覆盖层还可具有该样的特性,其保护压电层不受环境影响。覆盖层例如可引起 纯化。
[0112] 图6显示了通过转换器1的一部分的示意性的截面。在图6中显示了第一电极和 第二电极2、3。在第一电极2与第二电极3之间布置有压电层4。压电层4具有;第一子层 18,其具有压电材料;和第二子层19,其同样具有压电材料。
[0113] 此外,转换器1具有中间层20。中间层20布置在压电层4的第一子层与第二子层 18、19之间。备选地,中间层20还可布置在电极2、3中的一个与压电层4之间。中间层20 可具有异常的热特性。其由此引起补偿压电层4的热特性并且可将转换器1关于不同的温 度的频率特征保持得尽可能稳定。与此相应地,中间层20实现将转换器1的谐振频率和反 谐振频率的温度系数在数值上保持得尽可能小。
[0114] 如果中间层20具有异常的热机械性能,则其可用于温度补偿。在该种情况下,中 间层20可包含W下材料中的一种或具有W下材料中至少一种;Si〇2、Ge〇2、Te〇2、BeFs、B203 或偏磯酸锋。
[0115] 图7W截面显示了转换器1的一种备选的实施方式。转换器1在此具有两个温度 补偿层20。此外,压电层4具有第一子层18、第二子层19和第=子层21。在两个电极2、3 之间交替地布置有压电层4的子层18、19、21和温度补偿层20。
[0116] 在此处显示的实施例中,块体8始终规则地布置。然而还可部分或完全不规则地 布置块体8。块体8的布置可进行调整或完全随机。
[0117] 此外,不同大小的块体8可彼此组合在转换器1中。如果块体8在上侧5的面的 法线的方向上的厚度相等,而块体8在其宽度方面不同,即,在其在垂直于上侧5的面的法 线的空间方向上的伸展不同,则由此实现转换器1的干扰模式的填补。
[0118] 转换器1可布置在层的堆煤上,其中,层在其声阻抗方面不同。层尤其可形成SMR 式的反射镜(SMR=SolidlyMountedResonator,牢固安装谐振器)。不同的声阻抗的层将 从压电层4离开的波反射回到压电层4中。
[0119] 备选地,转换器1可布置在基底材料上,例如娃、藍宝石、SiC或尖晶石。此外,转 换器1还可自由悬挂地布置。
[0120] 在在此说明的实施例中的任何一个中,块体8可构造有声子带隙结构。与此相应 地,运行声波并未在阻带频率范围中在两个或=个空间方向上传播。
[0121] 根据另一实施例,压电层4还可通过孔穴22和切口 23来构造。用于压电层4的 通过孔穴22和/或切口 23构造的示例在图8至图26中获得。在该些附图中相应示出了 通过转换器1的压电层4的截面,其中,截面平面平行于压电层4的上侧5。
[0122] 图8显示了通过压电层4的截面,其利用随机布置的孔穴22和切口 23来构造。
[0123] 此外,孔穴22中的一些的侧壁利用具有异常的热机械性能的覆盖层16覆盖。覆 盖层16补偿压电层4的正常的热机械性能。切口 23的侧壁同样可利用覆盖层16覆盖。
[0124] 此外,覆盖层可具有电介质材料,其至少具有上面针对电介质材料提及的特性中 的一些并且W期望的方式影响转换器的频率特性和/或温度特性。
[0125] 但覆盖层还可具有保护压电层不受环境影响的特性。覆盖层例如可引起纯化。
[0126] 此外,孔穴22中的一些和切口 23中的一些利用具有异常的热机械性能的电介质 材料24填充。为此,可使用具有异常的热机械性能的任何材料。
[0127] 此外,填充材料可具有电介质材料,其至少具有上面针对电介质材料提及的特性 中的一些并且W期望的方式影响转换器的频率特性和/或温度特性。
[0128] 但填充材料还可具有保护压电层不受环境影响的特性。填充材料例如可引起纯 化。
[0129] 此外,在图1的实施例中,电介质材料24可填充在块体8之间的凹部9。备选地, 块体8可利用覆盖层16覆盖。
[0130] 在图9和图10中显示的压电层4通过套叠图1的块体8得至Ij。与此相应地,压电 层4在此不再具有彼此隔绝的块体8,而是得到互联的结构。令人吃惊地显示出,互联的结 构相对于连续的压电层同样具有提高的禪合系数。如结合在图1中显示的块体8讨论的那 样,在互联的结构中同样在=个空间方向上激励带有振动的振动模式。
[0131] 该令人吃惊的且出乎意料的结果在观察具有单独的块体8的压电结构时获得其 解释。在图8和图9中显示的压电层4可解释为重叠的或连结的块体108的结构。块体 108的连结或搭接引起=维的振动模式在连结的或搭接的块体108中不再可完美地(即,完 整地)构造,但连结的块体108的一部分还总是有助于立维的振动模式。因此,机电禪合的 提高的效果在该种情况下小于在图1显示的实施例的情况,但还总是显著的。
[0132] 孔穴22和切口 23如此定位并且其大小如此选择,即,压电层4在很大的部件的情 况下满足纵横比A> 1的上述结构规定。此外,与此相应地实现激励=维的振动模式。
[0133] 块体8的上面讨论的实施方式同样对于具有连结的或重叠的块体108 (如在图9 和图10中显示的那样)的互联的结构是可行的。此外,该实施方式同样可用于利用孔穴22 和切口 23构造的压电层4。
[0134] 例如可组合带有电极2、3的如此设计的压电层4,电极相应具有第一电极结构和 第二电极结构1〇、11,如在图2中显示的那样。与此相应地,压电层4的不同的区域可互相 相反地彼此禪合。
[0135] 在此显示的压电层4可布置在带有不同的声阻抗的层堆煤上、布置在基底(例如 娃)上或自由悬挂地布置。此外,可在压电层4中插入一个或多个温度补偿层20,如在图6 和图7中显示的那样。
[0136] 孔穴22在压电层4中的布置方案不必是规则的。根据调整规则实现的或纯粹随 机进行的布置方案同样是可行的。孔穴22还可如此布置,即,在压电层4中得到带有不同 的侧向伸展的区域。与此相应地,可填补压电层4的干扰模式。压电层4的棱在图8和图9 中相应笔直地设计。然而该棱形状不是强制要求的。更确切地说,还可实现凸状或凹状的 棱。此外,任何其他的棱形状同样是可行的。
[0137] 在连结的或重叠的块体108之间的凹部9可完全或部分地利用一种或多种材料填 充。该些材料可未组织地例如作为完整的填充部或作为侧部覆盖部涂装或本身具有一定的 结构,例如更小的孔穴。该些材料中的至少一种可具有异常的热机械性能并且W该方式有 助于补偿压电层4的正常的热机械性能。W该种方式可将转换器的谐振频率和反谐振频率 的温度系数在数值上保持得很小。
[0138] 此外,填充材料可具有该样的电介质材料,其至少具有上面针对电介质材料所述 的特性中的一些并且W期望的方式影响转换器的频率特性和/或温度特性。
[0139] 但填充材料还可具有保护压电层不受环境影响的特性。填充材料例如可引起纯 化。
[0140] 带有连结的或重叠的块体108的压电层4还可形成声子带隙结构。
[0141] 图10至图26相应显示了压电层4的其他的
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