JP3395665B2 - 圧電部品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発振子などの長さ振
動モードの圧電共振子を用いた圧電部品に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、長さ振動モードを利用した圧電共
振子として、特開平９−１６２６７４号公報のように、
圧電セラミック基板の表側主面に設けた電極を長さ方向
に延びる直線状の溝によって２分割し、これら分割電極
をノード部に形成された導電部材によって電気的に接続
するとともに、裏側主面に全面電極を設けたものが知ら
れている。この圧電共振子を取付基板に搭載するに際
し、圧電共振子の側面を取付基板の主面に対して対向さ
せ、圧電共振子の表裏主面の電極を取付基板上のパター
ン電極に対して導電ペーストを用いて固着している。

【０００３】上記のように圧電共振子を取付基板に搭載
すれば、従来のように裏面側の全面電極を取付基板のパ
ターン電極に接続するために金属ワイヤを用いる必要が
なくなり、接続作業が簡単になるとともに、取付基板の
面積を小さくできる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の場合、圧電共振子の表裏主面の電極を取付基板上の
パターン電極に対して導電ペーストを用いて固着してい
るため、隣合う導電ペースト間の距離が圧電共振子の厚
み以下になり、導電ペースト間が短絡する可能性があ
る。例えば共振周波数が４５０ｋＨｚの長さ振動モード
の共振子の場合、その厚みは０．４ｍｍ程度であるか
ら、この間隔内に導電ペーストを絶縁状態でかつ近接し
て形成することは難しく、この導電ペーストに対して圧
電共振子を押し付けた際に短絡しやすい。また、圧電共
振子と取付基板との間に隙間を確保するのが難しく、圧
電共振子の両端部（振動部）が取付基板に接触して振動
が阻害される恐れがあった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、圧電共振子の表
裏の主面電極を取付基板のパターン電極に対して接続す
る作業が簡単で、短絡が起こりにくく、圧電共振子の振
動が阻害されにくい圧電部品を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、長方形の圧電基板を有
し、その両主面に電極が形成された長さ振動モードを利
用した圧電共振子と、圧電共振子の両主面のノード部に
導電ペーストを塗布・硬化させて形成された第１と第２
の導電性支持部材と、一主面が圧電共振子の長辺方向の
一側面に対向し、この主面に圧電共振子の上記側面より
大きな開口面積を有し、圧電共振子の厚みより大きくか
つ圧電共振子の厚みと第１，第２の導電性支持部材の厚
みとの和より小さい幅寸法を有する開口部が形成される
とともに、この開口部の両側の主面上に第１と第２のパ
ターン電極が形成された取付基板とを備え、上記圧電共
振子の上記側面が取付基板の開口部上に位置するよう
に、上記第１と第２の導電性支持部材が上記第１と第２
のパターン電極の上にそれぞれ載置され、かつ導電性接
合材料により個別に接続固定されており、上記圧電共振
子は取付基板に対して圧電共振子の主面が取付基板の主
面に対して垂直でかつ圧電共振子が上記開口部に対して
非接触状態となるように支持されていることを特徴とす
る圧電部品を提供する。

【０００７】圧電共振子の両面のノード部には第１と第
２の導電性支持部材が導電ペーストを塗布・硬化させる
ことにより形成され、この支持部材を取付基板の開口部
を跨ぐように配置し、パターン電極に接続固定している
ので、パターン電極の間には開口部によって圧電共振子
の厚み以上の絶縁距離を確保でき、短絡しにくい。しか
も、圧電共振子とパターン電極とは支持部材を介して接
続されるので、圧電共振子を取付基板に対して導電性接
着剤などを用いて接続する場合、導電性接着剤などが圧
電共振子の電極面に付着しにくい。また、圧電共振子は
開口部によって取付基板に対して非接触状態で支持され
るので、圧電共振子の振動が阻害されることがない。

【０００８】また、請求項２のように、支持部材を圧電
共振子の幅寸法より短く形成するのが望ましい。この場
合には、支持部材の幅と圧電共振子の幅との比によっ
て、共振周波数を調整することが可能である。

【０００９】請求項３のように、取付基板上に圧電共振
子を覆うカバーを固着すれば、圧電共振子が保護される
ので、望ましい。特に、表面実装部品として用いる場
合、リフロー半田付けされるので、カバーを設けること
で、圧電共振子を保護できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１，図２は本発明にかかる長さ
振動モードを利用した圧電共振子の一例を示す。この共
振子１は厚み方向に分極された長方形の圧電セラミック
基板２を備えており、この圧電基板２の両主面にはほぼ
全面に電極３，４が形成されている。共振子１の電極
３，４上であって、かつ共振子１のノード部（長さ方向
中央部）には、それぞれ導電性の支持部材５，６が固定
されている。支持部材５，６は共振子１の表裏対称位置
に固定されており、支持部材５，６の一端面は共振子１
の側面まで延びている。この実施例の支持部材５，６
は、導電ペーストを電極３，４上に塗布したうえ硬化さ
せたものであるが、半田バンプ、金バンプなどを用いて
もよい。

【００１１】この実施例では、長さＬ×幅Ｗ×厚みＴ＝
４．１×０．９×０．４ｍｍの共振子１に対し、長さＬ
１×幅Ｗ１×厚みＴ１＝０．８×０．３×０．１５ｍｍ
の支持部材５，６を固着することにより、共振周波数Ｆ
ｒ＝４５０ｋＨｚの長さ振動モードの圧電共振子を得
た。なお、長さ振動をできるだけ阻害しないようにする
には、Ｌ１／Ｌ≦０．２とするのが望ましい。

【００１２】共振子１の共振周波数は、図３に示すよう
に、支持部材５，６の幅Ｗ１と共振子１の幅Ｗとの比と
比例関係にある。すなわち、Ｗ１／Ｗが１に近づくに従
い、共振周波数は増加している。したがって、Ｗ１を調
整することで、共振周波数を微調整することができる。
なお、***振周波数も共振周波数と同様にＷ１／Ｗによ
って比例的に変化する。

【００１３】支持部材５，６の幅Ｗ１の調整方法として
は、図１に破線で示すように、支持部材５，６を共振子
１と同一幅寸法に形成しておき、ダイサーによる切削や
レーザによる焼失などの方法で一部を切除することによ
り、幅Ｗ１を自在に調整できる。

【００１４】図４は圧電共振子の他の実施例を示す。こ
の実施例の共振子１’の一方の主面には、長さ方向に延
びる直線状の溝７によって分割された２個の電極３ａ，
３ｂが形成され、他方の主面には全面電極４が形成され
ている。上記溝７を設けたのは、長さ振動を励振する共
振子１’の幅振動によるスプリアスを抑制するためであ
る。分割電極３ａ，３ｂのノード部には、溝７を跨ぐよ
うに導電性の支持部材５が固着され、分割電極３ａ，３
ｂは短絡されている。支持部材５の一端面は共振子１’
の側面まで延びている。裏面電極４のノード部にも支持
部材６（図示せず）が固着されているが、この支持部材
６の幅は支持部材５と同一幅Ｗ１である必要はなく、支
持部材５の幅Ｗ１より小さくしてもよい。

【００１５】図５，図６は本発明にかかる圧電部品の一
例を示し、図１に示す圧電共振子１を用いた表面実装型
の発振子の例を示す。この発振子は、圧電共振子１と、
取付基板１０と、カバー２０とで構成されている。

【００１６】取付基板１０はアルミナセラミックス，ガ
ラスセラミック，ガラスエポキシ樹脂等からなる長方形
の絶縁性薄板であり、取付基板１０の上面中央部には、
圧電共振子１の側面より大きな開口面積を有する凹部
（開口部）１１が形成されている。凹部１１の幅Ｄは、
共振子１の厚みＴより大きく、共振子１と支持部材５，
６との厚みの和（Ｔ＋２Ｔ１）より小さい。 Ｔ＜Ｄ＜Ｔ＋２Ｔ１

【００１７】取付基板１０の長さ方向中央部には、凹部
１１の両側縁から取付基板１０の側面を介して裏面側へ
延設された入力側と出力側のパターン電極１２，１３が
スパッタリング，蒸着，印刷などの公知の手法で形成さ
れている。凹部１１によって、パターン電極１２，１３
の間には所定の絶縁距離が確保される。

【００１８】共振子１は、その側面が取付基板１０の上
面に対向するように縦向きに取り付けられる。つまり、
共振子１の両主面に固着された支持部材５，６が凹部１
１を跨ぐように配置され、支持部材５，６の下面はパタ
ーン電極１２，１３上に当接する。この状態で、導電性
接着剤あるいは半田などの導電性接合材料１４によって
支持部材５，６とパターン電極１２，１３とが接続固定
される。

【００１９】取付基板１０上には共振子１を非接触状態
で覆うカバー２０が接着剤などにより接着され、共振子
１の周囲が封止される。カバー２０は樹脂製カバーでも
よいし、金属製カバーでもよい。

【００２０】上記のように共振子１を支持部材５，６を
介してパターン電極１２，１３と接続したので、共振子
１の電極３，４に導電性接合材料１４が付着せず、共振
子１の振動を阻害する恐れがない。また、パターン電極
１２，１３の間には凹部１１によって共振子１の厚み以
上の絶縁距離を確保できるので、パターン電極１２，１
３間で短絡が起こりにくい。また、共振子１は凹部１１
によって取付基板１０に対して非接触状態で支持される
ので、共振子１の良好な振動特性を得ることができる。

【００２１】図７は本発明にかかる圧電部品の他の例を
示し、図５に示した圧電部品と同一部分には同一符号を
付して説明を省略する。この実施例の圧電部品では、取
付基板１０の中央部に凹部に代えて貫通穴１５を設け、
取付基板１０の下面に裏蓋３０を接着固定することで、
密封性を確保したものである。

【００２２】本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。図５〜図７の圧電部品では、図１に示す圧電共振
子１を用いたが、図４に示す圧電共振子１’を用いても
よい。また、１枚の取付基板に複数個の圧電共振子を搭
載してもよい。この場合、取付基板に適切なパターン電
極を形成することで、ラダー型フィルタやコルピッツ型
発振回路を構成することもできる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、圧電共振子の両主面のノード部に固定した導電
性支持部材を、取付基板の開口部を跨ぐようにパターン
電極に個別に接続固定したので、パターン電極の間には
開口部によって圧電共振子の厚み以上の距離を確保で
き、短絡の恐れがない。また、圧電共振子は開口部によ
って取付基板に対して非接触状態で支持され、しかも圧
電共振子を支持部材を介してパターン電極と接続したの
で、圧電共振子の電極に導電性接合材料が付着せず、共
振子の振動が阻害される恐れがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる圧電共振子の一例の斜視図であ
る。

【図２】図１に示す圧電共振子の側面図である。

【図３】支持部材と圧電共振子との幅寸法比と周波数と
の関係を示す図である。

【図４】圧電共振子の他の例の斜視図である。

【図５】本発明にかかる圧電部品の一例の分解斜視図で
ある。

【図６】図５の圧電部品の断面図である。

【図７】本発明にかかる圧電部品の他の例の分解斜視図
である。

【符号の説明】 １ 圧電共振子 ２ 圧電基板 ３，４ 電極 ５，６ 支持部材 １０ 取付基板 １１ 凹部（開口部） １２，１３ パターン電極 ２０ カバー

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長方形の圧電基板を有し、その両主面に電
   極が形成された長さ振動モードを利用した圧電共振子
   と、 圧電共振子の両主面のノード部に導電ペーストを塗布・
   硬化させて形成された第１と第２の導電性支持部材と、 一主面が圧電共振子の長辺方向の一側面に対向し、この
   主面に圧電共振子の上記側面より大きな開口面積を有
   し、圧電共振子の厚みより大きくかつ圧電共振子の厚み
   と第１，第２の導電性支持部材の厚みとの和より小さい
   幅寸法を有する開口部が形成されるとともに、この開口
   部の両側の主面上に第１と第２のパターン電極が形成さ
   れた取付基板とを備え、 上記圧電共振子の上記側面が取付基板の開口部上に位置
   するように、上記第１と第２の導電性支持部材が上記第
   １と第２のパターン電極の上にそれぞれ載置され、かつ
   導電性接合材料により個別に接続固定されており、 上記 圧電共振子は取付基板に対して圧電共振子の主面が
   取付基板の主面に対して垂直でかつ圧電共振子が上記開
   口部に対して非接触状態となるように支持されているこ
   とを特徴とする圧電部品。
2. 【請求項２】上記第１と第２の導電性支持部材は、圧電
   共振子の幅寸法より短く形成されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の圧電部品。
3. 【請求項３】上記取付基板上には、圧電共振子を覆うカ
   バーが固着されていることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の圧電部品。