專利名稱：壓電諧振器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓電諧振器及其制造方法，其中該諧振器具有在壓電基板的兩個 主表面上形成的彼此相對的振動電極，并且被用來生成陷獲于兩個振動電極之間的 振動。
背景技術(shù)：
通常，壓電諧振器的制造涉及焙燒、成型以及用作母基板的壓電基板1 (單元)
的極化，如圖11所示。具有固定厚度的電極2通過在壓電基板1的整個前后主表 面上進(jìn)行濺鍍或汽相沉積來形成，然后通過蝕刻等來形成多個振動電極。根據(jù)振動 電極來切削壓電基板l，由此制成各個壓電諧振器。
圖12示出了用作母基板的壓電基板1在極化之后的頻率常數(shù)分布。在圖12 中，頻率常數(shù)(MHz'pm)是FXt (F:壓電基板的諧振頻率(MHz)，而t:壓電 基板的厚度Omi))。如圖12所示，壓電基板l中心周圍的頻率常數(shù)基本上相等。 然而，沿著壓電基板1周邊的頻率常數(shù)大于中心周圍的那些。根據(jù)該分布也可清楚 地看到，頻率常數(shù)具有向著外周邊遞增的梯度。因而，壓電基板l內(nèi)的諧振頻率極 為不同，從而在從壓電基板1獲得的各個壓電諧振器中導(dǎo)致特性差異。
例如，當(dāng)具有圖13(a)中所示固定厚度的振動電極2a和2b的壓電諧振器通過 切削壓電基板1的其中頻率常數(shù)梯度很大的周邊部分(圖11中的部分A)來制成 時，用作子基板的壓電基板la的表面方向上的頻率常數(shù)如圖13(b)所示地改變。當(dāng) 在設(shè)置于壓電基板la前后表面的振動電極2a和2b之間產(chǎn)生振動時，生成如圖14 所示的非對稱模式的非必要帶內(nèi)振動R，并且不能獲得期望諧振特性。結(jié)果，必須 丟棄切削自壓電基板1的圖11所示周邊部分的壓電諧振器，從而導(dǎo)致基板利用率 (產(chǎn)量)降低。
專利文獻(xiàn)1公開了一種具有壓電諧振器的壓電元件，該壓電諧振器包括平 面壓電基板和形成于該壓電基板的一對前后主表面上的一對激勵電極、形成于主表 面上以覆蓋激勵電極的第一樹脂層、以及形成為圍繞第一樹脂層的第二樹脂層，由 此精確地調(diào)節(jié)諧振頻率，從而獲得具有穩(wěn)定特性的壓電諧振元件。
然而，在專利文獻(xiàn)1中，僅僅形成了覆蓋激勵電極的第一樹脂層和圍繞該第 一樹脂層的第二樹脂層。當(dāng)壓電基板中的頻率常數(shù)變化時，第一樹脂層和第二樹脂 層不能減小頻率偏差，或者不能抑制由于頻率常數(shù)的梯度而產(chǎn)生的非必要振動。
專利文獻(xiàn)2公開了一種通過在壓電基板的前后主表面上形成第一和第二振動 電極來調(diào)節(jié)所制備的壓電諧振器的頻率的方法，其中第一振動電極的厚度大于第二 振動電極的厚度。該方法包括使第一振動電極變薄或者加厚第二振動電極，從而使 第一和第二振動電極的厚度變得彼此更接近，由此獲得期望頻率。
這可抑制帶內(nèi)波動的產(chǎn)生，同時將頻率調(diào)節(jié)至期望值。
在專利文獻(xiàn)2中，第一和第二振動電極的每一個都被處理成在整個面積上具 有類似厚度。當(dāng)壓電基板中的頻率常數(shù)變化時，不能獲得精確的諧振頻率。不能抑 制由壓電基板的頻率常數(shù)的梯度產(chǎn)生的非必要振動。
專利文獻(xiàn)3的圖5公開了一種具有其厚度隨常數(shù)梯度變化的楔形壓電基板和
一對彼此相對的驅(qū)動電極的壓電諧振器，這些電極設(shè)置于壓電基板的兩個主斜面 上，其中驅(qū)動電極的厚度向著壓電基板的最薄部分遞增。在這種情況下，改變驅(qū)動
電極的厚度來補(bǔ)償壓電基板的錐度(斜面)。即，驅(qū)動電極的厚度向著壓電基板的 最薄部分遞增，從而壓電基板和驅(qū)動電極的總厚度在縱向上相等。這種設(shè)計防止在 阻抗特性中出現(xiàn)諸如由錐形導(dǎo)致的波動的影響。
然而，甚至當(dāng)壓電基板具有固定厚度時，壓電基板的頻率常數(shù)也形成梯度。
在專利文獻(xiàn)3所描述的、其中壓電基板的厚度隨常數(shù)梯度變化，同時電極厚度在相 反方向上具有梯度的方法中，可有效地抑制由頻率常數(shù)梯度導(dǎo)致的非必要振動。 專利文獻(xiàn)1:日本未經(jīng)審査專利申請公開No. 11-41051 專利文獻(xiàn)2:日本未經(jīng)審査專利申請公開No. 2001-196883 專利文獻(xiàn)3:日本未經(jīng)審查專利申請公開No. 2003-4636
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
因此，本發(fā)明各優(yōu)選實施例的一個目的是提供一種壓電諧振器及其制造方法， 該壓電諧振器通過在其中壓電基板的厚度固定且其頻率常數(shù)具有梯度的情況下減 少由頻率常數(shù)的差異而導(dǎo)致的頻率偏差、抑制由壓電基板的頻率常數(shù)的梯度產(chǎn)生的 非必要振動、以及實現(xiàn)穩(wěn)定的諧振頻率來實現(xiàn)精確的諧振頻率。
解決問題的手段
為了實現(xiàn)前述目的，本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例提供了具有設(shè)置于壓電基板的 兩個主表面上的振動電極的壓電諧振器，該壓電諧振器生成陷獲于兩個振動電極之 間的振動。壓電基板具有固定厚度，且其頻率常數(shù)在表面方向上具有梯度。設(shè)置于 壓電基板的主表面的至少之一上的振動電極被形成為具有梯度厚度，從而該厚度隨 著壓電基板的頻率常數(shù)的增加而遞增。
本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例提供了一種壓電諧振器的制造方法，包括以下步驟-制備用作極化母基板的壓電基板，該壓電基板具有固定厚度，其頻率常數(shù)在實際應(yīng) 用時在其中心處大致固定，而在周邊上向著外周邊遞增；在用作母基板的壓電基板 的整個兩個主表面上將電極形成為具有梯度厚度，從而設(shè)置在壓電基板主表面的至 少之一上的電極的厚度在其中心處固定，而在其周邊上隨著壓電基板的頻率常數(shù)的 增加向著外周邊遞增；蝕刻該電極以形成彼此相對的各個振動電極；以及將用作母 基板的壓電基板切削成具有振動電極的各個段，由此獲得生成陷獲于兩個振動電極 之間的振動的壓電諧振器。
在根據(jù)本發(fā)明各優(yōu)選實施例的壓電諧振器中，預(yù)先測量壓電基板的頻率常數(shù) 的梯度，并且根據(jù)這個梯度來將振動電極調(diào)節(jié)成具有梯度(傾斜)厚度。即，振動 電極被形成為其厚度隨著頻率常數(shù)的增加而遞增。因此，可利用電極厚度的質(zhì)量負(fù) 荷效應(yīng)來補(bǔ)償壓電基板中存在的頻率常數(shù)的梯度，由此減小壓電基板的諧振頻率中 的偏差，并抑制由于頻率常數(shù)的梯度而產(chǎn)生的非必要帶內(nèi)振動(非對稱模式)。
可在壓電基板的兩個主表面上形成具有梯度厚度的振動電極。
可在壓電基板的一個主表面上形成具有梯度厚度的振動電極，而在壓電基板 的另一個主表面上形成具有固定厚度的振動電極。然而，振動電極的振動將更平穩(wěn)， 并且諧振特性將通過在壓電基板的兩個主表面上提供具有梯度厚度的振動電極來 改進(jìn)。
較佳地，設(shè)置于壓電基板的主表面的至少之一上的振動電極具有疊層結(jié)構(gòu)， 該結(jié)構(gòu)包括具有固定厚度的下電極和設(shè)置于該下電極上的上電極，并且該上電極具 有梯度厚度。
具有梯度厚度的振動電極可由單層電極來實現(xiàn)。然而，當(dāng)在具有達(dá)到足以用
作振動電極的厚度的固定厚度的下電極之上形成具有梯度厚度的附加上電極時，可 減小上電極的厚度。因此，可在短時段內(nèi)以低成本制造振動電極。因為僅需要在必 要部分中形成具有梯度厚度的上電極，所以可自由地調(diào)節(jié)頻率偏差。
下電極和上電極可通過諸如濺鍍或汽相沉積的薄膜沉積來形成。梯度薄膜的
厚度可通過改變薄膜沉積掩模的孔隙尺寸、覆蓋部分與壓電基板之間的距離、以及 薄膜沉積條件來控制。
較佳地，上電極可由與下電極最外層相同類型的金屬制成，以便改進(jìn)其間的 粘附力。
設(shè)置于壓電基板兩個主表面上的振動電極可具有疊層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括具有 固定厚度的下電極和設(shè)置于該下電極上的上電極，并且該上電極具有梯度厚度。
在這種情況下，設(shè)置于兩個主表面上的振動電極的厚度彼此相等。因而，可 獲得具有卓越諧振特性的壓電諧振器。
具有梯度厚度的振動電極可沉積于壓電基板的兩個主表面上。假設(shè)tl-t2是各 個振動電極的最厚部分與最薄部分之間的厚度差，并且L是各個振動電極的長度，
則優(yōu)選的是各個振動電極的厚度梯度比(tl-t2)/L為0.05到0.20。
當(dāng)各個振動電極的厚度梯度比被設(shè)定為0.05到0.20時，中心頻率的偏差可減 小至0.15%或更小，并且可減小由非必要帶內(nèi)振動引起的波動。
壓電諧振器可通過制備用作極化母基板的壓電基板、在該壓電基板的整個兩 個主表面上形成電極、蝕刻該電極以形成彼此相對的各個振動電極、以及將用作母 基板的壓電基板切削成具有振動電極的各個段來獲得。
用作極化母基板的壓電基板具有固定厚度。壓電基板的頻率常數(shù)在實際應(yīng)用 時在其中心處是固定或者大致固定的，并在其周邊上向著外周邊遞增。這是由于極 化過程中周邊上的極化程度與中心處的極化程度之間的差異引起的。極化程度分布 在中心處基本上均勻，而在周邊上向著外周邊遞增。
在壓電基板的整個兩個主表面上形成電極時，設(shè)置于壓電基板主表面的至少
之一上的電極被形成為具有梯度厚度，從而使其厚度在中心處固定，而在周邊上隨
著該壓電基板的頻率常數(shù)的增加向著外周邊遞增。電極被蝕刻，并且用作母基板的
壓電基板被切削成各個段，由此獲得壓電諧振器。換言之，通過電極厚度的梯度可
補(bǔ)償用作母基板的壓電基板的頻率常數(shù)梯度。結(jié)果，從壓電基板的中心切削出的壓 電諧振器與從壓電基板的周邊切削出的壓電諧振器具有基本上相同的諧振特性，因
此減小頻率偏差。
作為一種形成具有梯度厚度的電極的方法，可使用一種使用以彼此相距預(yù)定 間隙的方式覆蓋壓電基板的中心、同時使壓電基板的周邊保持敞開的掩模來濺鍍用 作母基板的壓電基板的方法。
通常，不在掩模所覆蓋的部分中形成電極。然而，當(dāng)掩模與壓電基板之間存
在間隙時， 一些形成電極的金屬原子被引入到掩模的背面，由此形成具有梯度厚度 的電極。而且，面向掩模的孔隙的電極也可具有梯度厚度。通過調(diào)節(jié)掩模與壓電基 板之間的間隙，可調(diào)節(jié)電極厚度的梯度。 本發(fā)明優(yōu)選實施例的優(yōu)點(diǎn)
如上所述，根據(jù)本發(fā)明各優(yōu)選實施例，振動電極根據(jù)壓電基板的頻率常數(shù)的 梯度而具有梯度厚度。這減小了壓電基板的諧振頻率中的偏差，并且抑制由于頻率 常數(shù)的梯度而產(chǎn)生的非必要帶內(nèi)振動。因此，在其中精確制造穩(wěn)定諧振器的用作母 基板的壓電基板的范圍得到增加，并由此提高基板的利用率。結(jié)果，降低了壓電諧 振器的制造成本。


圖1包括根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器的第一實施例的橫截面視圖，以及示出了 頻率常數(shù)在表面方向上的變化的示圖。
圖2是用作母基板的壓電基板的立體圖，在該基板上形成電極以制造圖1所 示的壓電諧振器。
圖3是沿圖2中ni-ni線取得的橫截面視圖。
圖4包括示出了從用作母基板的壓電基板上切削出各個諧振器的狀態(tài)的示圖。 圖5包括從周邊部分取得的一部分的橫截面視圖，用于示出形成其厚度具有
梯度的電極的方法。
圖6是示出了其上形成如圖2所示電極的壓電基板的頻率常數(shù)分布的示圖。
圖7是示出了圖1所示壓電諧振器的阻抗特性和相位特性的示圖。
圖8是示出了各個振動電極的厚度梯度比(tl-t2)/L與3rdemin之間的關(guān)系的示圖。
圖9是示出了振動電極的厚度梯度比(tl-t2)/L與Fo偏差之間的關(guān)系的示圖。 圖IO包括示出了根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器的另一個實施例的結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。
圖11是示出了用作母基板的壓電基板的立體圖，在該基板上形成有電極以制
造公知壓電諧振器。
圖12是示出了其上形成圖l所示電極的壓電基板的頻率常數(shù)分布的示圖。 圖13包括公知壓電基板的橫截面視圖，以及示出了頻率常數(shù)在表面方向上的
變化的示圖。
圖14是示出了圖13所示壓電諧振器的阻抗特性和相位特性的示圖。
具體實施例方式
將參考這些實施例描述本發(fā)明的各個優(yōu)選實施例。 實施例1
圖1(a)示出了根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器的第一實施例。該壓電諧振器是厚度縱 向振動模式的能陷型壓電諧振器。
壓電諧振器包括由諸如鋯鈦酸鉛陶瓷或鈦酸鉛陶瓷的壓電陶瓷制成的矩形壓 電基板la。該壓電基板la在厚度方向上進(jìn)行極化。壓電諧振器的諧振頻率取決于 其厚度。當(dāng)厚度為0.475 mm時，諧振頻率為16MHz。
彼此相對的振動電極4和5形成于壓電基板la前表面和后表面的中心處。盡 管在圖1中未示出，但是從振動電極4和5引出到壓電基板la的周邊的引出電極 以及端電極都形成于壓電基板la的前表面和后表面上。振動電極4和5具有分別 包括下電極2a和2b以及上電極3a和3b的疊層結(jié)構(gòu)。下電極2a和2b的形狀和厚 度與公知壓電諧振器(參見圖13)的振動電極的那些相同。即，下電極2a和2b 的每一個在整個區(qū)域中都具有相同厚度。下電極2a和2b由諸如Ag、 Cu、 Al、 Pd、 Au等的材料制成。為了增強(qiáng)對壓電基板(陶瓷)的粘附力，下電極2a和2b可具 有位于其間的一個層，該層由Ni、 Cr等的合金制成。較佳地，上電極3a和3b由 與下電極2a和2b相同的材料制成。
如圖l(b)所示，壓電基板la的頻率常數(shù)從第一側(cè)到第二側(cè)逐漸地變化。根據(jù) 這種變化，上電極3a和3b的厚度也逐漸變化。即，如圖l(a)所示，上電極3a和 3b的厚度被設(shè)定成該厚度隨著頻率常數(shù)的增加而遞增。假定tl是各個上電極3a 和3b的最厚部分的厚度，t2是各個上電極3a和3b的最薄部分的厚度，而L是 各個上電極3a和3b的長度。然后，各個上電極3a和3b的厚度梯度比被設(shè)定成(tl-t2) /L=0.05到0.20。下電極2a和2b的厚度固定。通過設(shè)定各個振動電極4和5的厚 度從而使這些厚度具有梯度，壓電基板la中存在的頻率梯度可利用電極厚度的質(zhì) 量負(fù)載效應(yīng)來補(bǔ)償。
圖2和3示出了用作用于制造圖1所示壓電諧振器的母基板的壓電基板1。
壓電基板1被形成為尺寸為例如30 mmX20 mmXO.475 mm的矩形板，并且 進(jìn)行焙燒、成型和極化。極化條件是例如在60。C的油中施加8kV/mm達(dá)30分鐘。 壓電基板1的頻率常數(shù)的分布與圖12所示的相同。下電極2形成于壓電基板1的
整個上表面和下表面上。上電極3沿著周邊形成于其中頻率常數(shù)具有梯度的下電極
2之上。特別地，上電極3被形成為具有梯度厚度，從而該上電極3向著其周邊逐 漸變厚。下電極2和上電極3通過濺鍍或汽相沉積來形成。
圖4和5示出了用于處理壓電基板1的濺鍍技術(shù)。圖5示出了取自壓電基板1 的周邊的一個壓電諧振器。
例如，從壓電基板l，可獲得9X5段壓電諧振器。掩模6被定位成從中心開 始覆蓋壓電基板1直到周邊各個壓電諧振器的中間。在掩模6與壓電基板1之間存 在間隙S。 一些濺鍍的金屬原子被引入到掩模6的背面，由此形成各個具有梯度厚 度的電極3。在圖5(a)中，不僅用掩模6來覆蓋一部分電極3的厚度，而且外露并 靠近掩模6的一部分電極3的厚度由于輻射差異而具有梯度。通過調(diào)節(jié)掩模6與極 化基板1之間的間隙S、壓模6的孔隙尺寸和薄膜沉積條件等，可調(diào)節(jié)厚度的梯度 以及其中形成梯度電極的范圍。
如圖4(b)所示，在切削自壓電基板1的壓電諧振器中，切削自壓電基板1邊 角的諧振器的頻率常數(shù)在X和Y方向上具有梯度。因而，通過用掩模6覆蓋一個 邊角進(jìn)行濺鍍的電極的厚度在X和Y方向上具有梯度。
如圖4(c)所示，在切削自壓電基板1的壓電諧振器中，切削自壓電基板1 一側(cè) 的諧振器的頻率常數(shù)在X方向上具有梯度。因而，通過用掩模6覆蓋一側(cè)進(jìn)行濺 鍍的電極的厚度在X方向上具有梯度。
盡管振動電極在圖4(b)和(c)中部分地掩模，但是該振動電極的厚度基本上全 部具有梯度，如圖3(a)所示。
圖5(b)示出在其中通過蝕刻形成振動電極4的濺鍍之后的狀態(tài)。盡管圖5中 僅示出設(shè)置于壓電基板la—側(cè)上的一個振動電極4，但是可以類似方式在另一側(cè) 上形成振動電極5。
圖6示出了其上形成上述電極2和3的壓電基板1中的頻率常數(shù)的分布。
如根據(jù)圖6與12的比較可明白，壓電基板l的中心和周邊之間的頻率常數(shù)的 差異通過形成其厚度具有梯度的上電極3來大大地減小。在這種情況下，上電極3 沿著壓電基板1的周邊形成矩形框，由此將壓電基板1的頻率常數(shù)中的偏差抑制至 0.1%或更小。
在以上述方式在壓電基板1上形成電極2和3之后，使用電極圖案在壓電基 板1上形成多個(例如45段)振動電極4和5。 一般的形成方法包括印刷、蝕刻 等。此后，將壓電基板1切割成例如3.7X3.1 mm的多個段，由此獲得壓電諧振器。
從圖2所示部分B切削出圖1所示的壓電諧振器。
因為切削自圖2所示壓電基板1的中心的壓電諧振器具有不帶梯度的頻率常
數(shù)，所以僅形成下電極2a和2b，而不形成電極3a和3b。
圖7示出了圖1所示壓電基板la的阻抗特性和相位特性。
如根據(jù)與圖14的比較可明白，消除了由于頻率常數(shù)的梯度而產(chǎn)生的非必要帶 內(nèi)振動(非對稱模式)。
圖8示出了厚度梯度比(tl-t2)/L與3rd e min之間的關(guān)系，其中3rd e min表示 其中可使用第三次諧波生成振蕩的頻帶中的最小相位。在圖14所示的頻帶內(nèi)，3rd 0 min是由非必要振動導(dǎo)致的波動R的最小相位。
在梯度比(tl-t2)/I^0的情況下，即在不帶坡度的公知結(jié)構(gòu)的情況下，波動最 小值約為60 deg。相反，當(dāng)梯度比(tl-t2)/L為0.05到0.20時，波動最小值為70 deg 或更大，由此抑制非必要振動。
圖9是示出了厚度梯度比(tl-t2)/L與Fo偏差之間的關(guān)系的示圖，其中Fo偏 差表示壓電基板1的諧振頻率與反諧振頻率之間的中點(diǎn)上的偏差。
在梯度比(tl-t2)/L-0的情況下，F(xiàn)o偏差約為0.20%。相反，當(dāng)(tl-t2)/L為0.05 到0.20時，F(xiàn)o偏差可減小至約0.12%或更小。
上述結(jié)果示出了振動電極的梯度厚度可有益地抑制非必要帶內(nèi)振動并減小頻 率偏差。
實施例2
圖10(a)到(c)示出了根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器的電極結(jié)構(gòu)的另一個實施例。
圖10(a)示出了其中具有梯度厚度的振動電極4和5具有單層結(jié)構(gòu)的情況。作 為在振動電極4和5之下的一層，可使用由Ni、 Cr等制成的合金層來增強(qiáng)對壓電 基板(陶瓷)的粘附性。
圖10(b)示出了其中設(shè)置于前表面上的振動電極4具有梯度厚度，而設(shè)置于后 表面上的振動電極5具有固定厚度的情形。在這種情形下，假定t3為設(shè)置于前表 面上的振動電極4的最厚部分的厚度，t4為振動電極4的最薄部分的厚度，并且L 為振動電極4的長度。則較佳地厚度梯度比(tl-t2)/I^0.10到0.40。艮卩，與其中設(shè) 置于兩個表面上的振動電極具有梯度厚度的情況相比，梯度必須是雙倍的。
圖10(c)示出了其中設(shè)置于前表面上的振動電極4具有包括具有固定厚度的下 電極2a和具有梯度厚度的上電極3a的疊層結(jié)構(gòu)，而設(shè)置于后表面上的振動電極5 具有固定厚度的情形。如圖10(b)所示，在這種情形中，與其中設(shè)置于兩個表面上
的振動電極具有梯度厚度的情況相比，厚度梯度比是雙倍的。
類似于第一實施例中獲得的優(yōu)點(diǎn)可通過這些電極結(jié)構(gòu)的任一種來獲得。 盡管已在上述實施例中描述了厚度膨脹振動模式的壓電諧振器，但是本發(fā)明 并不限于此。例如，本發(fā)明適用于諸如厚度切變振動模式或厚度膨脹振動模式的其 它振動模式的壓電諧振器，只要此壓電諧振器可生成陷獲振動即可。
如圖1和10(a)所示，當(dāng)具有梯度厚度的振動電極形成于壓電基板的兩個主表 面上時，兩個主表面的厚度具有相同的梯度。然而，兩者可彼此不同。因為本發(fā)明 使用電極厚度的質(zhì)量負(fù)載效應(yīng)來補(bǔ)償頻率常數(shù)的梯度，所以設(shè)置于兩個主表面上的 振動電極的總厚度可根據(jù)頻率常數(shù)的梯度具有梯度。
權(quán)利要求
1.一種具有設(shè)置于壓電基板的兩個主表面上的振動電極的壓電諧振器，所述壓電諧振器生成陷獲于所述兩個振動電極之間的振動，其中所述壓電基板具有固定厚度，并且其頻率常數(shù)在一表面方向上具有梯度，以及其中設(shè)置于所述壓電基板的所述主表面的至少之一上的所述振動電極被形成為具有梯度厚度，從而所述厚度隨著所述壓電基板的所述頻率常數(shù)的增加而遞增。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于，具有梯度厚度的振動電極形成于所述壓電基板的所述兩個主表面上。
3. 如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于，設(shè)置于所述壓電基板的所 述主表面的至少之一上的所述振動電極具有疊層結(jié)構(gòu)，包括具有固定厚度的下電極 和設(shè)置于所述下電極上的上電極，以及其中所述上電極具有梯度厚度。
4. 如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于，設(shè)置于所述壓電基板的所 述兩個主表面上的所述振動電極具有疊層結(jié)構(gòu)，包括具有固定厚度的下電極和設(shè)置 于所述下電極上的上電極，以及其中所述上電極具有梯度厚度。
5. 如權(quán)利要求l到4的任一項所述的壓電諧振器，其特征在于，具有梯度厚 度的振動電極設(shè)置于所述壓電基板的所述兩個主表面上，并且tl-t2是各個所述振 動電極的最厚部分與最薄部分之間的厚度差，且L是各個所述振動電極的長度， 則各個所述振動電極的所述厚度梯度比(tl-t2)/L為0.05到0.20。
6. —種壓電諧振器的制造方法，包括以下步驟制備用作極化母基板的壓電基板，所述壓電基板具有固定厚度，其頻率常數(shù) 在實際應(yīng)用中在其中心處固定或大致固定，并且在周邊處向著外周邊遞增； 在用作所述母基板的所述壓電基板的整個兩個主表面上形成電極，從而設(shè)置 于所述壓電基板的所述主表面的至少之一上的所述電極的厚度在其所述中心處固 定，并且在其所述周邊隨著所述壓電基板的頻率常數(shù)的增加而向著所述外周邊遞 增；蝕刻所述電極以形成彼此相對的各個振動電極；以及將用作所述母基板的所述壓電基板切削成具有所述振動電極的各個段，由此 獲得生成陷獲于所述兩個振動電極之間的振動的壓電諧振器。
7. 如權(quán)利要求6所述的壓電諧振器的制造方法，其特征在于，具有梯度厚度 的電極形成于用作所述母基板的所述壓電基板的所述兩個主表面上。
8. 如權(quán)利要求6所述的壓電諧振器的制造方法，其特征在于，設(shè)置于用作所 述母基板的所述壓電基板的所述主表面的至少之一上的所述電極具有疊層結(jié)構(gòu)，包 括具有固定厚度的下電極和設(shè)置于所述下電極上的上電極，以及其中所述上電極具有梯度厚度。
9. 如權(quán)利要求8所述的壓電諧振器的制造方法，其特征在于，用作所述母基 板的所述壓電基板使用其間具有預(yù)定間隙地覆蓋所述壓電基板的所述中心、同時使 所述壓電基板的所述周邊保持敞開的掩模來進(jìn)行濺鍍，由此形成具有所述梯度厚度 的所述上電極。
10. 如權(quán)利要求6到9的任一項所述的壓電諧振器的制造方法，其特征在于， 具有梯度厚度的振動電極設(shè)置于所述壓電基板的所述兩個主表面上，并且tl-t2是各個所述振動電極的最厚部分與最薄部分之間的厚度差，且L是各個所述振動電 極的長度，則各個所述振動電極的所述厚度梯度比(tl-t2)/L為0.05到0.20。
全文摘要
[目的]為了減小由頻率常數(shù)中的變化導(dǎo)致的頻率偏差，并在壓電基板的頻率常數(shù)具有梯度時抑制非必要振動。[解決手段]壓電諧振器包括具有形成于基板(1a)的兩個主表面上的振動電極(4，5)，以便使它們彼此相對并且在兩個振動電極之間生成陷獲振動。壓電基板(1a)具有固定厚度，其頻率常數(shù)在平面方向上具有梯度，并且振動電極(4，5)被形成為在薄膜厚度中具有梯度，從而薄膜厚度向著其中壓電基板的頻率常數(shù)增加的方向遞增。通過在振動電極的薄膜厚度中提供梯度，有可能抑制帶內(nèi)非必要振動并減小頻率偏差。
文檔編號H01L41/09GK101111995SQ20068000338
公開日2008年1月23日 申請日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月1日
發(fā)明者吉尾雅一, 山崎晃一 申請人:株式會社村田制作所