JPH0779219B2

JPH0779219B2 - 圧電発振子

Info

Publication number: JPH0779219B2
Application number: JP2166095A
Authority: JP
Inventors: 隆山本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1995-08-23
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPH0456406A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、負荷容量内蔵型の圧電発振子に関し、特に、
組み合わされるコンデンサが改良された圧電発振子に関
する。

〔従来の技術〕

エネルギ閉込め型の圧電共振素子と、コンデンサ素子と
を組み合わせてなる負荷容量内蔵型圧電発振子が公知で
ある。このような負荷容量内蔵型の圧電発振子の従来例
を第５図〜第７図を参照して説明する。第５図を参照し
て、圧電発振子１は、エネルギ閉込め型圧電共振素子２
とコンデンサ素子３とを組み合わせることにより構成さ
れている。圧電共振素子２は、第６図に斜視図で示すよ
うに、矩形の圧電基板４の両主面に振動電極5,6を形成
した構造を有する。振動電極5,6は、圧電基板４の長手
方向両端部の各端縁4a,4bから他方端縁側に向かって延
ばされており、圧電基板４の中央領域で圧電基板４を介
して対向するように形成されている。

コンデンサ素子３は、第７図に示すように、誘電体基板
７の一方主面に第１の電極８を、他方主面に第2,第３の
電極9,10を形成した構造を有する。第１の電極８は、第
2,第３の電極9,10と誘電体基板７を介して対向するよう
に形成されている。

第５図に戻り、圧電発振子１では、上記構造を有する圧
電共振素子２の両端部に、金属よりなるＵ字状接続端子
11,12が固着されている。この接続端子11,12は、図示し
ないはんだにより、圧電共振素子２の振動電極5,6に接
合されている。また、各接続端子11,12には、はんだ13
a,13bにより、コンデンサ素子３の第2,第３の電極9,10
が接続されて一体化されている。なお、14はアース端子
を示し、第１の電極８に接合されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第５図の圧電発振子１を製造するに際し、圧電共振素子
２は、表裏の方向性がないため、振動電極5,6が形成さ
れている表裏主面の方向を揃えることなく組み立てるこ
とができる。

これに対して、コンデンサ素子３は、一方主面に第１の
電極８が、他方主面に第2,第３の電極9,10が形成されて
おり、表裏方向に方向性を有する。従って、コンデンサ
素子３を接続端子11,12に接合するに際し、コンデンサ
素子３を第５図に示した向きに揃えることによって、始
めて組み立てが可能となる。従って、上記のような方向
性を揃える作業が必要であるため、組み立て工程が非常
に煩雑であった。

よって、本発明の目的は、負荷容量内蔵型圧電発振子に
おいて、コンデンサ素子の方向性を揃える煩雑な作業を
解消し得る構造を備えたものを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の圧電発振子は、圧電共振素子と、一対の接続端
子と、コンデンサ素子とを少なくとも備える。圧電共振
素子は、圧電基板の両主面に振動電極を設けた構造を有
する。また、この各振動電極に、一対の接続端子が接続
されている。

コンデンサ素子は、誘電体基板の一方主面に第１〜第３
の電極を設け、他方主面に第１〜第３の電極と対向する
領域に第４〜第６の電極を設けた構造を有する。

この第１〜第３の電極と、第４〜第６の電極とは、誘電
体基板の表裏の方向性を無くすように等価に形成されて
いる。さらに、誘電体基板の厚み方向中央部において、
上記誘電体基板の主面と平行に、かつ第１〜第3,第４〜
第６の電極と誘電体基板層を介して対向するように内部
電極が形成されている。

上記構造を有するコンデンサ素子は、第1,第３の電極ま
たは第4,第６の電極が上記一対の接続端子に接続されて
一体化されている。

〔作用〕

本発明の圧電発振子に用いられるコンデンサ素子では、
第１〜第３の電極及び第４〜第６の電極は誘電体基板の
表裏方向に方向性がないように形成されている。従っ
て、誘電体基板の一方主面に形成された第1,第３の電極
または第4,第６の電極と、第２の電極または第５の電極
とを利用することにより三端子型のコンデンサが構成さ
れる。すなわち、第1,第３及び第５の電極を利用すると
きには、第2,第4,第６の電極がダミーの使用されない電
極となり、同様に、第2,第４及び第６の電極を使用する
場合には、残りの電極がダミーの電極として使用されな
いことになる。よって、コンデンサ素子が表裏方向に方
向性を有しないように構成されている。

従って、負荷容量内蔵型の圧電発振子を製造するに際
し、圧電共振素子を一対の接続端子に接続した後、コン
デンサ素子の表裏方向の方向性を揃えることなく該コン
デンサ素子を接続端子に接続することができる。

〔本発明の前提となったコンデンサ素子〕

本願発明者は、負荷容量内蔵型の圧電発振子を組み立て
る際の効率を高めるために、第８図に示すコンデンサ素
子21を先に提案した。コンデンサ素子21は、誘電体基板
22の一方主面に第１〜第３の電極23〜25が、他方主面に
第４〜第６の電極26〜28が形成された構造を有する。

電極23〜25は、それぞれ、電極26〜28と誘電体基板22を
介して対向するように、かつ誘電体基板22の表裏方向に
方向性を有しないように構成されている。従って、コン
デンサ素子21を、第５図に示した圧電発振子１に用いれ
ば、例えば電極23,25あるいは電極26,28を接続端子11,1
2に接続するのに用いれば、コンデンサ素子の表裏方向
の方向性を揃えずとも負荷容量内蔵型圧電発振子を組み
立てることができる。

しかしながら、第８図に示したコンデンサ素子21では、
小さな容量を得ることはできるが、より大きな容量を得
ようとする場合には難があった。

よって、本願発明者は、コンデンサ素子の表裏の方向性
を解消するだけでなく、より大きな容量をも達成し得る
構造を備えたコンデンサ素子を得るべく検討した結果、
上述した本願発明の特定の構造を備えた圧電発振子を創
案したものである。

〔実施例の説明〕

以下、本発明の一実施例にかかる圧電発振子を図面を参
照して説明する。

第１図及び第２図を参照して、本実施例の圧電発振子31
は、エネルギ閉込め型圧電共振素子32とコンデンサ素子
33とを組み合わせて構成されている。なお、34,35は一
対の接続端子を示す。

圧電共振素子32は、第６図に示した圧電共振素子２と同
様の構造を有する。すなわち、矩形の圧電基板36の両主
面に振動電極37,38を形成した構造を有する。そして、
振動電極37,38は、圧電基板36の中央領域で圧電基板36
を介して対向するように配置されている。

圧電共振素子32は、接続端子34,35のＵ字状カップ部34
a,35a内に挿入されており、かつ図示しないはんだによ
り接合されている。なお、第２図において、34b,35b
は、Ｕ字状カップ部34a,35aから下方に引出された端子
引出し部を示す。また、47はアース端子を示し、後述の
コンデンサ素子33の第４の電極44に接続されている。

本実施例の圧電発振子31の特徴は、コンデンサ素子33の
構造にある。コンデンサ素子33は、第３図に側面図で示
すように、誘電体基板39の一方主面に第１〜第３の電極
40〜42を、他方主面に電極40〜42と誘電体基板39を介し
て、それぞれ対向するように第４〜第６の電極43〜45を
形成した構造を有する。また、誘電体基板39の厚み方向
中央部には、誘電体基板39の両主面に平行に延びるよう
に内部電極46が形成されている。

内部電極46は、誘電体基板39の両主面の全面と誘電体基
板層39a,39bを介して対向するように全面電極の形態に
構成されている。

第１〜第３の電極40〜42は、第４〜第６の電極43〜45
と、誘電体基板39の表裏の方向性を無くするように等価
形成されている。従って、本実施例のコンデンサ素子33
では、第８図に示したコンデンサ素子21の場合と同様
に、コンデンサ素子の表裏の方向性を気にすることな
く、接続端子34,35に接続することができる。すなわ
ち、本実施例の圧電発振子31においても、コンデンサ素
子33の方向性を揃える必要がないため、組み立てを効率
よく行い得る。

のみならず、コンデンサ素子33は、第８図のコンデンサ
素子21に比べて大きな容量を構成することができる。こ
れを、電極40〜42及び43〜45の関係を模式的に示す第４
図を参照して説明する。

第４図においては、第１の電極40,第３の電極42及び他
方主面側に形成された第５の電極44を用いて三端子型の
コンデンサ素子として使用する場合を想定する。この場
合、電極40,42と電極44との間の容量はC₀は、となる。

これに対して、第８図のコンデンサ素子では、第９図に
各電極間の容量を模式的に示すように、電極23,25,27を
電極として用いた場合、コンデンサ素子21の容量C₀′
は、C₁,C₂の直列容量と、C₂及びC₃の直列容量との並列
回路で構成されることになる。従って、となる。

式（２）における容量C₁は他の容量C₂〜C₅に比べて極端
に小さい値しかとれない。従って、式（１）及び（２）
の比較から明らかなように、C₀＞＞C₀′となることは明
らかである。事実、本願発明者の実験によれば、第８図
のコンデンサ素子として容量が３〜30pFのものを試作
し、それと同一材料を用いて外径寸法が同一の第３図の
コンデンサ素子33を試作したところ、その容量は30〜15
0pFと大幅に高められた。よって、コンデンサ素子33を
用いることにより、大きな負荷容量を内蔵させた圧電発
振子を構成することが可能となる。

なお、上記式（１）及び（２）における計算の具体的な
数値は、誘電体基板39を構成する材料の比誘電率ε、誘
電体基板の厚み及び電極面積等によっても変わるが、何
れにおいても、上記のとおりC₀′＜＜C₀の関係は成立す
ることが明らかである。

また、図示の実施例では、第１〜第３の電極40〜42と、
第４〜第６の電極43〜45は、それぞれ、誘電体基板39の
一方主面上において等間隔に形成されるように図示され
ていたが、誘電体基板39の両主面において等価に形成さ
れる限り、図示のように等しい面積の電極を等間隔に形
成する必要は必ずしもない。例えば、誘電体基板39の各
主面上において中央領域に形成される第２の電極41及び
第５の電極44は、両側の第1,第３の電極40,42及び第4,
第６の電極43,45と異なる大きさに形成してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明では、誘電体基板の両主面に形成
された第１〜第３の電極及び第４〜第６の電極が誘電体
基板を介して表裏方向に方向性を有しないように形成さ
れているため、コンデンサ素子の表裏方向の方向性を揃
えることなく接続端子に接合することができる。よっ
て、圧電発振子の製造工程を簡略化することができ、負
荷容量内蔵型圧電発振子を能率よく生産することが可能
となる。

しかも、本発明では、誘電体基板の厚み方向中央部に第
１〜第３の電極及び第４〜第６の電極と誘電体基板層を
介して対向する内部電極が備えられているため、表裏の
方向性を解消し得るだけでなく、従来より大きな負荷容
量を圧電共振素子に組み合わせることができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例にかかる圧電発振子の平面
図、第２図は第１図実施例の圧電発振子の側面図、第３
図は実施例に用いられるコンデンサ素子の側面図、第４
図は第３図のコンデンサ素子の電極間の容量を説明する
ための模式的断面図、第５図は従来の圧電発振子の一例
を示す平面図、第６図は圧電共振素子を示す斜視図、第
７図はコンデンサ素子を示す斜視図、第８図は未だ公知
ではないが本発明をなす契機となったコンデンサ素子を
示す側面図、第９図は第８図のコンデンサ素子の電極間
の容量を説明するための模式的断面図である。図において、31は圧電発振子、32は圧電共振素子、33は
コンデンサ素子、34,35は接続端子、36は圧電基板、37,
38は振動電極、39は誘電体基板、39a,39bは誘電体基板
層、40〜45は第１〜第６の電極、46は内部電極を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電基板と、該圧電基板の両主面に設けら
れた振動電極とを有する圧電共振素子と、前記圧電共振素子の各振動電極に接続された一対の接続
端子とを備え、誘電体基板と、前記誘電体基板の一方面に設けられた第１〜第３の電極
と、前記誘電体基板の他方面において第１〜第３の電極と対
向する領域に、表裏の方向性を無くすように第１〜第３
の電極と等価に設けられた第４〜第６の電極と、前記誘電体基板の厚み方向中央部において、誘電体基板
の主面と平行にかつ第１〜第３の電極及び第４〜第６の
電極と誘電体層を介して対向するように形成された内部
電極とを有するコンデンサ素子をさらに備え、前記コンデンサ素子の第1,第３の電極または第4,第６の
電極が前記一対の接続端子に接続されていることを特徴
とする圧電発振子。