JPH0998049A - 圧電部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 拡がり振動モードを利用した圧電部品の場
合、組み立てが困難で、コストが高くつき易く、圧電共
振子の位置ずれが発生し易く、また小型化が困難であ
る。 【解決手段】 圧電基板１１ａの両面に電極１１ｂが設
けられた圧電共振子１１と、圧電共振子１１を収納する
ケース１４とを有し、ケース１４の両内主面１４ａの中
央部を含む一部に内部電極１２が形成される一方、ケー
ス１４の外面１４ｂに外部電極１３が形成され、内部電
極１２と外部電極１３とが電気的に接続されると共に、
圧電共振子１１と内部電極１２とが圧電共振子１１の略
中央部において導電性接着剤１５により接続されている
ことを特徴とする圧電部品１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電部品に関し、よ
り詳細にはコードレス電話やラジオをはじめとする通信
機器、家庭用マイコン、情報周辺機器であるプリンタ、
及び赤外線リモコン等における基準信号発生用圧電レゾ
ネータ（発振子）として用いられる圧電部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電部品の振動モードには様々な種類が
あり、これらの振動モードにはそれぞれに適する周波数
の範囲がある。例えば１９０〜２０００ｋＨｚ程度の周
波数の場合には拡がり振動モードが利用され、８００ｋ
Ｈｚ〜１０ＭＨｚ程度の周波数の場合には厚み滑り振動
モードが利用され、２．５〜３０ＭＨｚ程度の周波数の
場合にはエネルギー閉じ込め型厚み縦振動モードがよく
利用される。

【０００３】一般に、利用する振動モードによらず発振
子は図１２に示すように表記される。セラミック発振子
や水晶発振子を用いて図１３に示すような正帰還のコル
ピッツ形発振回路が構成され、セラミック発振子を利用
したコルピッツ形発振回路では図１４、図１５に示すよ
うにインバータを用いた構成が最も一般的である。実際
の発振回路における利用方法を図１６に示す。図１６に
おいては発振子Ｘの外部に２つ１組のコンデンサＣＬ
₁ 、ＣＬ₂ と２つの抵抗Ｒｔ、Ｒｄとが接続された状態
でＩＮＶ．１及びＩＮＶ．２に接続されている。ＩＮ
Ｖ．１は発振回路の反転増幅器として作用し、ＩＮＶ．
２はバッファ及び波形整形回路として作用する。

【０００４】図１７（ａ）は厚み滑り振動モードを利用
した圧電部品を示した模式的斜視図であり、（ｂ）はそ
の分解斜視図、（ｃ）は圧電共振子取り付け部を説明す
るためのカバー体を除いた部分の模式的部分分解斜視図
をそれぞれ示している。

【０００５】圧電部品７０はカバー体７１、基板７２及
び基板７２上に配置される圧電共振子７３を含んで構成
されており、圧電共振子７３は圧電基板７３ａと、その
両主面の一部に形成された電極７３ｂとを含んで構成さ
れている。基板７２上の所定の２箇所には帯状の（入出
力用）端子電極７４が形成されており、圧電共振子７３
の両端部において電極７３ｂとの導通が図られている。
また基板７２上の端子電極７４、７４間の中間位置には
アース電極７５が端子電極７４と平行に電極７３ｂに接
触しないように形成されている。

【０００６】このように構成された圧電部品７０におい
ては、厚み滑り振動モードにより圧電共振子７３全体が
振動する。またカバー体７１には電極を形成する必要が
なく、全体的に単純な構造となっている。

【０００７】また、圧電部品７０では、アース電極７５
と端子電極７４との間で容量が形成されており、外付け
容量が内部に取り込まれた構成となっている。これは必
要な容量値が数十（ｐＦ）と小さいために実現可能とな
っている。この等価回路を図１８に示す。

【０００８】図１９（ａ）はエネルギー閉じ込め型厚み
縦振動モードを利用した圧電部品を示した模式的斜視図
であり、（ｂ）はその分解斜視図を示している。

【０００９】圧電部品９０は第１のカバー体９１ａ、第
２のカバー体９１ｂ、圧電基板９２を含んで構成されて
おり、圧電基板９２の両主面の略中央部には円形状の振
動電極９３が形成されている。また、第１のカバー体９
１ａ、第２のカバー体９１ｂ、圧電基板９２のそれぞれ
両端部には端子電極９４が形成されており、圧電基板９
２に形成された端子電極９４はそれぞれ円形状の振動電
極９３と接続されている。

【００１０】第１のカバー体９１ａ及び第２のカバー体
９１ｂはそれぞれ凹部９６を有する形態となっており、
圧電基板９２の振動電極９３における振動が妨げられな
いようになっている。

【００１１】また、第１のカバー体９１ａの略中央部を
帯状に端子電極９４と平行に、及び完成後において前記
帯状部と接続される第２のカバー体９１ｂ、圧電基板９
２の側面部及び底面部にはアース電極９５が形成されて
いる。

【００１２】このように、圧電部品９０は対称的な上下
のカバー体９１ａ、９１ｂの間に、円形状の振動電極９
３を有した圧電基板９２を挟み込んだ構造になってい
る。

【００１３】圧電部品９０においては圧電基板９２の略
中央部に形成された振動電極９３間にて共振する厚み縦
振動モードのエネルギーが振動電極９３外へ漏れ出るこ
となく閉じ込められるため、圧電基板９２全体をカバー
体９１ａ、９１ｂ内空間に収納する必要はない。

【００１４】圧電部品９０の場合も、圧電部品７０の場
合と同様にアース電極９５と端子電極９４との間に容量
が形成されている。

【００１５】図２０は拡がり振動モードを利用した圧電
部品を示した模式的分解斜視図である。

【００１６】図中１０１は圧電共振子を示しており、圧
電共振子１０１は面に対して垂直方向に分極処理が施さ
れた圧電基板１０１ａの両主面に電極１０１ｂが形成さ
れて構成されている。この圧電共振子１０１は、中央部
にそれぞれ突起１０２ａ、１０３ａを有し、角部にそれ
ぞれ引き出しリード１０２ｂ、１０３ｂを有する金属製
電極１０２、１０３により圧電共振子１０１の中央付近
で押圧挟持された状態で樹脂製のケース１０４に収納さ
れ、樹脂製のカバー体１０５にて密閉される。

【００１７】このように構成された圧電部品１００にお
いては、圧電共振子１０１の変位はその周辺部で最大と
なるため、最も変位が小さい中央部にて振動が阻害され
ないように圧電共振子１０１は保持されていなければな
らない。また、最も変位が小さい中央部にて保持する場
合においても、保持面積を最小にしつつ非固定で挟持す
る構造が採用されているため、金属製電極１０２、１０
３に設けられた突起１０２ａ、１０３ａは、小さな半球
形状で、しかもその表面はほぼ平面となっている。更に
挟持圧を確保するために金属製電極１０２は円弧状に反
った形状となっており、バネ機能が付加された構成とな
っている。また、ケース１０４の内壁１０４ａに圧電共
振子１０１の周囲が接触すると、同様に共振が阻害され
るため、挟持位置を精度良く中央にするだけでなく、回
転ずれが最小になるように配慮して組み立てられてい
る。さらに圧電共振子１０１を金属製電極１０２、１０
３により挟持した状態でケース１０４及びカバー体１０
５に収納しているので、ケース１０４及びカバー体１０
５には挟持力の反作用が作用し、その接着部１０４ｂは
強度確保のために十分な面積が確保されると共に、ケー
ス１０４及びカバー体１０５は全体的に肉厚に頑丈に設
計されている必要がある。

【００１８】このように、拡がり振動モードを利用した
圧電部品の外付け容量としては一般に数十〜数百（ｐ
Ｆ）が要求され、実際の発振回路としてはコンデンサと
抵抗及びＩＣが接続されて機能する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記した
拡がり振動モードの圧電部品１００では、他の振動モー
ド（厚み滑り振動モード、エネルギー閉じ込め型厚み縦
振動モード）を利用した圧電部品にみられる圧電共振子
の安定的強固な支持構造が実現できないために次の課題
が生じている。

【００２０】（１）組立時に圧電共振子１０１と金属製
電極１０２、１０３とを固定しておくことが出来ないの
で、圧電共振子１０１のＸＹ位置及び回転位置を同時に
精度良く合わせて組み立てることが困難である。

【００２１】（２）構成部品として圧電共振子１０１、
金属製電極１０２、１０３、ケース１０４、カバー体１
０５の最低５点必要であると共に、金属製電極１０２、
１０３同士やケース１０４とカバー体１０５との対称性
がないため最低５種類の部品が必要であり、部品点数、
部品種類が多くコスト高となり、また組み立てが面倒で
ある。

【００２２】（３）表面実装用にするためには引き出し
リード１０２ｂ、１０３ｂを折り曲げ加工する必要があ
る。

【００２３】（４）圧電共振子１０１が金属製電極１０
２、１０３によるばね性押圧力によってのみ保持されて
いるため、落下をはじめとする衝撃により位置ずれが発
生しやすい。

【００２４】（５）ケース１０４、カバー体１０５の強
度を確保するためには、それぞれの肉厚を大きくしてお
く必要があり、部品面積及び部品高さが大きくなって小
型化が困難である。

【００２５】（６）圧電部品１００において安定した発
振を可能とするためには、外付け容量をおおよそ１００
ｐＦ〜３００ｐＦほどにする必要があるが、樹脂製のケ
ース１０４では容量をケース１０４に内蔵させることが
できない。

【００２６】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、組立時に圧電共振子位置精度を容易に高めることが
可能で、部品点数及び部品種類が少なく、表面実装に容
易に対応でき、衝撃に対して安定した特性を発現するだ
けでなく、部品高さの低い小型の容量内蔵型圧電部品を
提供することを目的としている。

【００２７】

【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するために本発明に係る圧電部品（１）は、圧電基
板の両面に電極が設けられた圧電共振子と、該圧電共振
子を収納するケースとを有し、該ケースの両内主面の中
央部を含む一部に内部電極が形成される一方、前記ケー
スの外面に外部電極が形成され、前記内部電極と前記外
部電極とが電気的に接続されると共に、前記圧電共振子
と前記内部電極とが前記圧電共振子の略中央部において
導電性接着剤により接続されていることを特徴としてい
る。

【００２８】上記した圧電部品（１）によれば、圧電共
振子を支持するのに従来の突起部に代わって導電性接着
剤が用いられており、保持による圧電共振子の振動の抑
制を最小限に抑えつつ位置ずれを確実に防止することが
できると共に、組み立てが容易になる。また、ケース自
体に内部電極と外部電極の両方が形成され、従来の外部
引き出し電極（リード）と内部端子（金属性電極）との
機能が付加されているため、該金属性電極を別個に設け
る必要がなく部品点数を低減できる。また、組み立てら
れた圧電部品はケース自体に設けられている前記外部電
極によりそのままの形態で表面実装に対応することがで
きる。さらに、圧電共振子を押圧挟持する必要がないた
め、ケースの肉厚は最小限に薄くすることができると共
に、ケースの接着固定に要する面積も低減でき、小型化
を図ることができる。

【００２９】また、本発明に係る圧電部品（２）は、上
記（１）記載の圧電部品において、前記ケースが、平板
状の第１のカバー体、第２のカバー体及び枠状のスぺー
サからなり、前記第１のカバー体及び前記第２のカバー
体の前記圧電共振子との接続面の中央部を含む一部に前
記内部電極が形成され、前記第１のカバー体及び前記第
２のカバー体の側面の一部または、側面の一部及び前記
接続面と対向する面の一部に前記外部電極が形成されて
いることを特徴としている。

【００３０】上記した圧電部品（２）によれば、前記第
１のカバー体と第２のカバー体とを対称構造のものとで
きるため、組み立て前のそれぞれの部品としては同一形
状のものを使用することができ、部品種類を低減するこ
とができる。また、前記枠状のスぺーサにより、その枠
内部に圧電共振子を収容した状態で前記第１のカバー体
又は第２のカバー体と接着固定することにより容易に密
封構造を完成することができる。さらに前記外部電極の
形成位置が前記第１及び第２のカバー体の側面の一部ま
たは、側面の一部及び前記接続面と対向する面の一部、
すなわち完成体の側面の一部または側面の一部及び外主
面の一部であるため、容易に外部との導通を図ることが
できる。

【００３１】また、本発明に係る圧電部品（３）は、上
記（２）記載の圧電部品であって、前記スペーサの外表
面の一部に、前記第１のカバー体に形成された前記外部
電極と前記第２のカバー体に形成された前記外部電極と
を電気的に接続する外部電極が形成されていることを特
徴としている。

【００３２】上記した圧電部品（３）によれば、前記第
１のカバー体に形成された前記外部電極と前記第２のカ
バー体に形成された前記外部電極と前記スペーサの外表
面の一部に形成された前記外部電極との間の導通を図る
ことができるため、半田の接着位置が実装時に上方に位
置するカバー体に形成された外部電極まで到達していな
くとも基板側との確実な導通を図ることができる。

【００３３】また、本発明に係る圧電部品（４）は、上
記（１）又は（２）記載の圧電部品において、前記ケー
スの外部に金属製電極端子が設けられていることを特徴
としている。

【００３４】上記した圧電部品（４）によれば、前記金
属製電極端子を設けることにより、前記第１のカバー体
及び第２のカバー体に形成される外部電極のうち、内部
電極との導通が図られていない片方の外部電極を形成す
る必要がなくなり、片方のカバー体に構成された電極を
反対側にもリード可能である。よって外部電極材料であ
る高価な銀ペースト等の使用量を減少させることがで
き、コストを削減することができる。また、金属性であ
ることから、半田濡れ性が良好で、実装の信頼性を向上
させることができる。また、リン青銅等のバネ材料を用
いることにより、挟み込み固定により確実に固定及び導
通を図ることができる。

【００３５】また、本発明に係る圧電部品（５）は、上
記（１）〜（３）のいずれかに記載の圧電部品におい
て、前記ケースの両外主面の中央部を含み、かつ、前記
外部電極が存在する部分を除く一部に電極が形成され、
該電極と前記内部電極とその間に存在する前記ケースの
一部とでコンデンサが形成されていることを特徴として
いる。

【００３６】上記した圧電部品（５）によれば、前記ケ
ースに、保護機能及び外部への接続端子機能に加えてコ
ンデンサ機能が付加されるため、別個にコンデンサを設
置する必要がなくなり、容量をケースに内蔵しながら装
置全体の小型化を図ることができる。

【００３７】また、本発明に係る圧電部品（６）は、上
記（４）記載の圧電部品において、前記ケースの両外主
面の中央部を含み、かつ、前記外部電極と前記金属製電
極端子が存在する部分とを除く一部に電極が形成され、
該電極と前記内部電極とその間に存在する前記ケースの
一部とでコンデンサが形成されていることを特徴として
いる。

【００３８】上記した圧電部品（６）によれば、上記
（４）及び（５）記載の圧電部品の双方の作用効果を得
ることができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る圧電部品の実
施の形態を図面に基づいて説明する。

【００４０】＜実施の形態１＞図１は実施の形態１に係
る圧電部品を示した図であり、（ａ）は模式的縦断面
図、（ｂ）は模式的分解斜視図、（ｃ）は模式的部分平
面図及びその側面図である。

【００４１】図中１１は平板形状の圧電共振子を示して
おり、圧電共振子１１は圧電基板１１ａ及びその両主面
に形成された電極１１ｂを含んで構成されている。圧電
共振子１１はケース１４中に密閉されて保持されてお
り、このケース１４は第１のカバー体１４Ａ、第２のカ
バー体１４Ｂ及び枠状のスペーサ１４Ｃを含んで構成さ
れている。

【００４２】第１のカバー体１４Ａ及び第２のカバー体
１４Ｂは平板形状をしており、第１のカバー体１４Ａ及
び第２のカバー体１４Ｂの内主面１４ａであって圧電共
振子１１との接続面となる中央部を含む一部には内部電
極１２が形成され、第１のカバー体１４Ａ及び第２のカ
バー体１４Ｂの側面の一部及び前記接続面と対向する面
である外主面１４ｂの一部には外部電極１３が形成され
ている。内部電極１２と外部電極１３とは電気的に接続
されており、圧電共振子１１と、第１のカバー体１４Ａ
及び第２のカバー体１４Ｂの双方に形成された内部電極
１２とは圧電共振子１１の略中央部において円形状で所
定の厚み及び接着部面積を有する導電性接着剤１５によ
り接続されている。第１のカバー体１４Ａと第２のカバ
ー体１４Ｂとの間には、中央部に圧電共振子１１を収容
し得る広さの空隙部１４ｃを有した枠状スペーサ１４Ｃ
が配置されており、第１のカバー体１４Ａ、第２のカバ
ー体１４Ｂと枠状スペーサ１４Ｃとは空隙部１４ｃ中に
圧電共振子１１が収容された状態で、接着強度の高いエ
ポキシ系などの非導電性の接着剤で強固に接着されてい
る。また、導電性接着剤１５は弾性を有していることが
望ましく、第１のカバー体１４Ａ及び第２のカバー体１
４Ｂの双方の内部電極１２からの押圧力が導電性接着剤
１５によりやや吸収された状態で圧電共振子１１が押圧
保持されているのが望ましい。

【００４３】このように、実施の形態１に係る圧電部品
１０では、圧電共振子１１に設けられた電極１１ｂと内
部電極１２との導通及び圧電共振子１１の保持固定は導
電性接着剤１５によって確保されている。また、圧電共
振子１１はその周辺がケース１４の内壁に接触して共振
の乱れや抑制が発生することがないように、第１のカバ
ー体１４Ａ及び第２のカバー体１４Ｂと平行に、かつ圧
電共振子１１の各辺が枠状スペーサ１４Ｃの各辺と平行
になるよう配置されている。また導電性接着剤１５の塗
布位置及び塗布量は、圧電共振子１１の共振乱れや抑制
を防止し得るように圧電共振子１１の中央付近に適量塗
布されるのが望ましい。塗布量が適量より少ない場合は
圧電共振子１１の保持強度が不十分となり、脱落等が発
生する場合がある一方、適量より多い場合には圧電共振
子１１の共振が抑制されて望みの共振特性が得られない
場合が生じる。

【００４４】また、枠状のスペーサ１４Ｃの一辺の外寸
法Ｌ₁ と内寸法Ｌ₂ との差が大きい程カバー体との接着
面積が広くなるので、寸法が許す限りスペーサ１４Ｃの
外寸法Ｌ₁ を大きくし、接着面積を広く取ることが望ま
しい。一般的には内寸法Ｌ₂と外寸法Ｌ₁ との差は０．
５〜１．５ｍｍ程度であるのが適当である。

【００４５】上記構成の圧電部品１０を製造するにあた
っては、まず例えばアルミナ製の第１（第２）のカバー
体１４Ａ（１４Ｂ）の内主面１４ａの中央部に所定サイ
ズの導電性接着剤１５を製版印刷し、圧電共振子１１を
所定位置に接着した後、圧電共振子１１が第１（第２）
のカバー体１４Ａ（１４Ｂ）に接触することがないよう
所定の間隙を保ったまま導電性接着剤１５を硬化させ
る。次に、同様に導電性接着剤１５を印刷したもう一つ
のカバー体１４Ｂ（１４Ａ）と両面に非導電性接着剤を
印刷した、例えばアルミナ製の枠状のスペーサ１４Ｃと
を図１（ａ）に示す状態となるように組立て、加圧状態
で前記非導電性接着剤を硬化させる。

【００４６】枠状のスペーサ１４Ｃは、本焼成前のグリ
ーンシート時に金型打ち抜き加工やレーザによる切断加
工にて空隙部１４ｃを形成するとともに外周も切断し、
本焼成した後、反りを取るためにラップ処理を施して平
面性を確保しておく。

【００４７】このように構成された圧電部品１０におい
ては、圧電共振子１１を保持するのに従来の突起１０２
ａ、１０３ａ（図２０）に代わって導電性接着剤１５が
用いられるため、保持による圧電共振子１１の振動特性
の抑制を最小限に抑えつつ接着固定により位置ずれが生
ずるのを確実に防止することができると共に、組み立て
が容易となる。

【００４８】また、枠状のスぺーサ１４Ｃにより、その
枠内部（空隙部１４ｃ）に圧電共振子１１を収容させた
状態で枠状のスぺーサ１４Ｃと第１のカバー体１４Ａ又
は第２のカバー体１４Ｂとを接着固定することにより容
易に密封構造を完成することができる。

【００４９】また、ケース１４自体に内部電極１２と外
部電極１３の両方が形成され、従来の引き出しリード１
０２ｂ、１０３ｂと金属性電極１０２、１０３（図２
０）との機能が付加されているため、金属性電極１０
２、１０３を別個に設ける必要がなく、部品点数削減を
実現できる。

【００５０】また、第１のカバー体１４Ａと第２のカバ
ー体１４Ｂとが対称構造となっているため、それぞれの
部品としては同一形状のものを作製しておけばよく、部
品種類を低減することができる。

【００５１】さらに外部電極１３の形成位置が圧電部品
１０の側面の一部または側面の一部及び両主面の一部で
あるため、そのままの形態で容易に外部との導通を図っ
て表面実装することができ、リード等を配設して折り曲
げ加工する必要がない。

【００５２】導電性接着剤１５のバインダの種類として
は、変性ウレタン系、シリコン系、合成ゴム系の他にエ
ポキシ系等が考えられ、硬化後に弾性を有する材料が望
ましい。

【００５３】導電性接着剤１５の導電フィラーとしては
銀、白金、カーボン等の安定した導体が考えられ、安価
で低抵抗な材料としては銀が挙げられる。

【００５４】硬化前の導電性接着剤１５の粘性は約1,00
0 ｃＰ〜300,000 ｃＰの範囲で検討したが、導電性接着
剤１５の塗布方法として製版印刷を用いる場合は、塗布
後から硬化までの時間中に安定した形状を維持させるた
めに100,000 ｃＰ〜200,000ｃＰの粘性が適当であっ
た。但し、これよりも粘性の低い材料であっても、少し
硬化させながら形状を整えれば形状を維持安定させるこ
とができる。

【００５５】圧電共振子１１の形状としては、共振周波
数近傍でのインピーダンス挙動を滑らかにするために対
称性の良い正方形板形状が望ましい。但し、周波数を調
整する目的で前記正方形のコーナーを対称性良く僅かに
カットしたり、辺中央部に対称性良くスリットを設けた
りしても良い。

【００５６】第１のカバー体１４Ａ、第２のカバー体１
４Ｂの形状は正方形板形状に限定されるものでなく、長
方形板形状であってもよい。カバー体１４Ａ、１４Ｂに
は電極取り出し方向とそうでない方向とで異方性がある
ため、製造上容易に方向を判別するためにはむしろ長方
形板形状を採用し、電極取り出し方向を少し長くして例
えば８×７ｍｍとすると自動組立時に形状による部品の
整列が容易となって都合良い。なお、その場合には枠状
のスペーサ１４Ｃの外形も同様に例えば８×７ｍｍとす
るのが望ましい。

【００５７】第１のカバー体１４Ａ、第２のカバー体１
４Ｂは必ずしも平板形状とする必要はなく、導電性接着
剤１５を設ける箇所に突起（図示せず）を有する形状と
してもよい。該形状とすることにより第１のカバー体１
４Ａ、第２のカバー体１４Ｂそのものの製造は困難にな
るものの、部品組立時に圧電共振子１１と第１のカバー
体１４Ａ、第２のカバー体１４Ｂとの間隔を前記突起の
高さ分だけ確保することが可能になり、組立の効率化が
図られる。

【００５８】実施の形態１ではケース１４の材料として
アルミナを用いたが、何らこれに限定されるものでな
く、別の実施の形態では、例えば電気回路基板に多用さ
れるガラスエポキシ樹脂に銅シート張り電極を設けた構
成としても良いし、他の材質のセラミックや紙エポキ
シ、ベークライト等も選択可能である。その場合、セラ
ミックス等により製造した場合の焼成時の反りや製造歩
留の低下等の問題が生じず、量産時にはむしろ有利であ
ると考えられる。

【００５９】実施の形態１では枠状のスペーサ１４Ｃの
形成方法として金型打ち抜き加工やレーザによる切断加
工を採用したが、何らこれに限定されるものでなく、別
の実施の形態で樹脂を用いる場合には、射出成形または
機械加工により形成してもよい。

【００６０】実施の形態１では圧電共振子１１の両面全
面に導電ペーストが塗布されることにより電極１１ｂが
形成されているが、何らこれに限定されるものでなく、
別の実施の形態では、電極１１ｂの形成面は全面ではな
く、中央部や周辺部に部分的に形成されていても良く、
また、金、銀、銅、ニッケル、クロム、半田、錫、鉛、
などの単層または多層メッキやスパッタによる電極形成
でも良い。電極１１ｂはむしろ部分的に形成されている
方がメッキによる電極形成時においては電極材料の使用
量を低減することができ、メッキによる場合には高温処
理を必要としないなど製造上のメリットが得られ、共振
強度を調整したり圧電共振子１１そのものの静電容量を
調整する場合に有効である。

【００６１】実施の形態１では、内部電極１２、外部電
極１３の電極材料として信頼性の高い銀ペーストを用い
たが、何らこれに限定されるものでなく、別の実施の形
態では、他の電極材料でもよく、特に内部電極１２は水
分にさらされる可能性も低く、衝撃が加わる可能性も低
いので樹脂フリット含有の低温硬化型銀ペーストやカー
ボンペースト、メッキなどを用いてもよい。

【００６２】実施の形態１では第１のカバー体１４Ａ及
び第２のカバー体１４Ｂと枠状スペーサ１４Ｃとをエポ
キシ系の非導電性接着剤により接着したが、何らこれに
限定されるものでなく、別の実施の形態では水分の部品
内侵入を抑制する目的のもとにシリコーン系接着剤を単
独あるいはエポキシ系接着剤などと組み合わせて用いて
もよい。

【００６３】実施の形態１では導電性接着剤１５の塗布
方法として製版印刷を用いたが、何らこれに限定される
ものでなく、別の実施の形態ではディスペンサにより微
量を置く方法や刷毛や尖端のとがった器具を用いて塗布
する方法等を採用しても良い。その際の導電性接着剤１
５の粘性はその塗布方法に適したものを選べばよく、経
験的には例えばディスペンサ等を用いる方法の場合には
10,000ｃＰ〜20,000ｃＰの粘性の導電性接着剤を用いた
方が塗布し易い。なお、量産時に適切な量を一定量安定
して塗布するには、製版印刷に依る方法が効果的であ
る。

【００６４】実施の形態１ではケース１４を第１のカバ
ー体１４Ａ、第２のカバー体１４Ｂ、枠状のスペーサ１
４Ｃの３点の部品により構成しているが、何らこれに限
定されるものでなく、別の実施の形態では、部品点数を
より削減し、かつ枠状のスペーサ１４Ｃの製造を容易に
するために第１（第２）のカバー体１４Ａ（１４Ｂ）と
枠状のスペーサ１４Ｃとを張り合せた形状のカバー体部
材を用い、このカバー体部材と残りのカバー体１４Ｂ
（１４Ａ）との２点の部品によりケース１４を構成して
も良い。その際、例えばアルミナ等により前記カバー体
部材を製造する場合は、あらかじめ内部電極１２、外部
電極１３を印刷したグリーンシートと、枠状のスペーサ
１４Ｃと同様に空隙部１４ｃを有するグリーンシートと
を貼り合わせた後、外周部を切断して本焼成する。焼成
する部材厚は枠状のスペーサ１４Ｃだけの場合の厚みと
比較して第１（第２）のカバー体１４Ａ（１４Ｂ）の厚
み分増加するので、焼成時の反りを低減し、ラップ工程
の省略が可能となる。また、部品点数が１点減少するこ
とによる製造の効率化を図ることができる。

【００６５】＜実施の形態２＞図２（ａ）は実施の形態
２に係る圧電部品を示した模式的縦断面図であり、
（ｂ）は該圧電部品をマザーボード等に実装した状態を
示した模式的縦断面図である。なお、実施の形態１と同
一の機能を有する構成部品には同一の符号を付すことと
する。

【００６６】図中１６はスペーサ１４Ｃの外表面の一部
に形成された外部電極を示しており、外部電極１６は第
１のカバー体１４Ａに形成された外部電極１３と第２の
カバー体１４Ｂに形成された外部電極１３とを電気的に
接続する形態で形成されている。その他の構成に関して
は実施の形態１の場合と同様である。

【００６７】また、図２（ｂ）において２１は半田を示
しており、２２はマザーボードを示している。半田２１
により上記構成の圧電部品２０はマザーボード２２に固
定されて実装される。

【００６８】このように、圧電部品２０によれば、マザ
ーボード２２等に表面実装する際の半田付け部分のう
ち、半田濡れ性の良好な部分の面積が外部電極１６の分
多く形成されているため、実装の信頼性を向上させるこ
とができると共に、第１のカバー体１４Ａに形成された
外部電極１３と第２のカバー体１４Ｂに形成された外部
電極１３とスペーサ１４Ｃの外表面の一部に形成された
外部電極１６との導通が図られているため、半田の接着
位置が上方に位置する第１のカバー体１４Ａに形成され
た外部電極１３まで到達していなくともマザーボード２
２との確実な導通を図ることができる。

【００６９】なお、本実施の形態２では、第１のカバー
体１４Ａ、第２のカバー体１４Ｂの外部電極１３及びス
ペーサ１４Ｃの外部電極１６が圧電部品２０の一対の側
面に形成されている場合（図３（ａ）にその要部の拡大
斜視図を示す）について示しているが、何らこれに限定
されるものでなく、別の実施の形態では図３（ａ）に示
した外部電極１３、１６と直行する面に別途外部電極３
１が形成されていてもよく、この場合より確実な導通が
図られた構造（図３（ｂ）にその要部の拡大斜視図を示
す）となる。

【００７０】＜実施の形態３＞図４は実施の形態３に係
る圧電部品を示した図であり、（ａ）は模式的縦断面
図、（ｂ）は要部の拡大断面図、（ｃ）はマザーボード
に実装した場合の模式的縦断面図である。

【００７１】第１のカバー体１４Ａ、第２のカバー体１
４Ｂの一側面及び外主面１４ｂの一部には外部電極１３
が連続的に形成されており、内主面１４ａの一部には内
部電極１２が形成されている。

【００７２】図中４１は断面視略コの字形状の金属製電
極端子を示しており、金属製電極端子４１の所定箇所に
は略長方形状の切り欠き部４１ａが形成され、切り欠き
部４１ａは内側に９０°以内の角度をもって折り込まれ
ており、このことによりケース１４への引っ掛け爪部と
しての機能を有している。切り欠き部４１ａはいずれも
第１のカバー体１４Ａ又は第２のカバー体１４Ｂと接触
するようその角度及び長さが設定されており、また金属
製電極端子４１自体がバネ性を有し、ケース１４を挟み
付ける機能をも有している。

【００７３】このように構成された金属製電極端子４１
により、圧電共振子１１を内部に密閉したケース１４が
挟み込まれて圧電部品４０は構成されている。その他の
構成は実施の形態１の場合と同様である。

【００７４】このように構成された圧電部品４０におい
ては、金属製電極端子４１が設けられていることによ
り、片方のカバー体１４Ａ（１４Ｂ）に形成された外部
電極１３を電気的にもう片方のカバー体１４Ｂ（１４
Ａ）にリードできている。よってケース１４に形成され
た外部電極１３のうち、内部電極１２との導通が図られ
ていない片方の外部電極１３を形成する必要がなく、外
部電極材料である高価な銀ペースト等の使用量を減少さ
せることができ、コストを削減することができる。ま
た、金属製電極端子４１は金属性であることから、半田
濡れ性が良好で、実装の信頼性を向上させることができ
る。また、構成材料としてリン青銅等のバネ材料を用い
ることにより、挟み込み固定による確実な固定及び導通
を図ることができる。

【００７５】図４に示したように、金属性電極端子４１
の形状としては平板やアングルのように９０度に折り曲
げたものよりも圧電部品４０の向かい合う両端に構成さ
れた外部電極１３を挟むことが出来るように断面視略
“コ”の字状に折り曲げられた形状が望ましい。

【００７６】前記バネ材料としてはリン青銅の他にベリ
リウム銅などであってもよく、また金属性電極端子４１
の半田濡れ性の向上や酸化防止のため、その表面に錫メ
ッキや銀メッキなどの単層または成分を組み合わせた多
層メッキなどを施しても良い。

【００７７】実施の形態３では挟持信頼性と導通信頼性
の確保のための構造として金属性電極端子４１に切り欠
き部４１ａを形成し、引っ掛け爪部としたが、何らこれ
に限定されるものでなく、別の実施の形態では金属性電
極端子４１は製造容易な平面形状であってもよく、また
切り欠き部４１ａの代わりに突起等を設けてもよい。ま
た、先端の尖った鋭い返り爪などを設けて外部電極１３
及び第１、第２のカバー体１４Ａ（１４Ｂ）に食い込ま
せて導通を確実にしてもよい。これにより、金属性電極
端子４１の第１のカバー体１４Ａ、第２のカバー体１４
Ｂへの挿入は容易に出来る一方で取り外しは困難な構造
とすることができる。

【００７８】またケース１４と金属製電極端子４１との
固定及び確実な接触のためには、図５に示すように、切
り欠き部４１ａを形成するのみならず、ケース１４と金
属製電極端子４１間に接着剤５１を充填して強固に固定
する構成としてもよく、かかる構成となすことにより更
に信頼性を向上させることが可能になる。

【００７９】また、図６（ａ）は樹脂モールドされた圧
電部品４０を示した模式的平面図であり、（ｂ）はリー
ドタイプのものが樹脂モールドされた状態を示した模式
的正面図である。図６（ｂ）中の６２は外部電極１３の
所定部に接続されたリードを示している。図６に示した
ように圧電部品４０を全芳香族ポリエステル、ポリエー
テルエーテルケトン、ポリエーテルサルホン等の樹脂６
１にて樹脂モールドすると耐湿性の向上を図ることがで
きる。リード６２は折り曲げ加工により断面形状を例え
ば概“Ｖ”字形として補強されているため、薄い金属板
材料を用いた場合であっても十分な強度を得ることがで
きる。

【００８０】図７（ａ）は熱収縮性樹脂６３による被覆
前の状態を、（ｂ）は熱収縮性樹脂６３による被覆後の
状態をそれぞれ示した模式的斜視図である。図中６３ａ
は熱収縮後の熱収縮性樹脂を示している。このように熱
収縮性樹脂６３にて圧電部品４０の全周を覆う構成とし
てもよい。この場合においても、接着剤を組み合わせて
用いれば金属電極端子４１の固定は更に確実になる。こ
の熱収縮性樹脂６３用の接着剤としては半田付け時にお
いて直接半田に接触するわけではないので、耐熱性に優
れた材料である例えばエポキシ系接着剤などを用いれば
特に問題はない。

【００８１】金属製電極端子４１の長辺長さＬ₃ （図
６）は、圧電部品４０を表面実装タイプにする場合（図
４（ｃ）、図５）には圧電部品４０の一辺の長さ程度が
良いと考えられるが、リードタイプにする場合は更にリ
ード端子６２としてその長さを延長すると良い。図８
（ａ）は、ケース１４の対向する位置にリードが引き出
されたリードタイプの圧電部品４０をマザーボード２２
等に実装した状態を示した模式的斜視図であり、（ｂ）
は表面実装タイプの圧電部品４０を示した模式的平面
図、（ｃ）は並列的にリードが引き出されたリードタイ
プの圧電部品４０を示した模式的平面図である。図６に
おいても説明したようにリード６２の形状は平面的であ
るよりも折り曲げ加工により断面視例えば概“Ｖ”字形
とした方が強度を高めることができる。拡がり振動モー
ドが利用される圧電部品は数百ＫＨｚ〜数ＭＨｚの周波
数帯域で使用されることが多く、こうした圧電部品は必
ずしもリード６２のないチップ部品等のような表面実装
ではなく、リード６２を回路基板の孔に通して回路基板
裏側で半田付けする装着方法が好まれる場合が多い。こ
うしたリード６２付き部品への対応も金属製電極端子４
１を少し変更するだけですみ、大変有利である。リード
６２の引出方向は一般的に並列的（図８（ｃ））である
が、目的により金属製電極端子４１を圧電部品４０に対
して対向する任意の位置関係に取り付けることができる
（図８（ａ））。

【００８２】リード６２の供給においては図９に示すよ
うに、リード６２が連結された金属性電極端子４１を個
々の部品で供給するのではなく、リード６２を有するリ
ール状で供給して組み立て、最後に図８に示す形状に切
断する方法をとると組み立て上効率が良い。

【００８３】このように実施の形態３によれば価格の低
減、製造工数の低減、信頼性の向上、部品装着方法の柔
軟な対応が可能になる。

【００８４】＜実施の形態４＞図１０は実施の形態４に
係る圧電部品を示した図であり、（ａ）は模式的縦断面
図、（ｂ）は模式的分解斜視図、（ｃ）は第１（第２）
のカバー体の表裏の模式的平面図、裏面図及び側面図で
ある。

【００８５】ケース１４の両外主面１４ｂの中央部を含
み、かつ、外部電極１３が存在する部分を除く一部に電
極８３が形成されており、電極８３と内部電極１２とそ
の間に存在するケース１４の一部とでコンデンサが形成
されている。その他の構成は図２に示した実施の形態２
に係る圧電部品２０と略同様である。

【００８６】このように構成された圧電部品５０におい
ては、第１のカバー体１４Ａもしくは第２のカバー体１
４Ｂにおいて所望の容量を得ることができる。

【００８７】一般に、拡がり振動モードを応用した圧電
部品は周波数によって圧電共振子そのものの寸法や材料
が異なるために圧電共振子の電気的特性が異なり、圧電
共振子に応じた外付け容量値を数十から数百ｐＦ、場合
によっては千数百ｐＦの範囲で各種取りそろえる必要が
ある。これに対しては電極８３の面積、各々のカバー体
１４Ａ、１４Ｂの厚さ、あるいはカバー体１４Ａ、１４
Ｂの形成に用いる誘電体材料の比誘電率を変えることで
柔軟に対応可能である。

【００８８】実施の形態４においては枠状のスペーサ１
４Ｃに外部電極１６が形成されている場合を示したが、
何らこれに限定されるものでなく、別の実施の形態では
外部電極１６が形成されていなくとも同様の効果を得る
ことができる。

【００８９】この圧電部品５０によれば、容量内蔵タイ
プの圧電部品を小型で実現し、耐衝撃性に優れ、表面実
装が可能で、製造コストも低くできる、例えばマイコン
内蔵のカード型製品などの圧電部品として有効である。

【００９０】＜実施の形態５＞図１１は実施の形態５に
係る圧電部品を示した模式的縦断面図である。

【００９１】ケース１４の両外主面１４ｂの中央部を含
み、かつ、外部電極１３と金属製電極端子４１が存在す
る部分とを除く一部に電極８３が形成されており、電極
８３と内部電極１２とその間に存在するケース１４の一
部とでコンデンサが形成されている。その他の構成は図
４に示した実施の形態３に係る圧電部品４０と略同様で
ある。

【００９２】上記した圧電部品６０においても圧電部品
４０の効果に合わせて実施の形態４に係る圧電部品５０
と同様の効果が得られる。

【００９３】

【実施例】

＜実施例１＞図１に示した圧電部品１０を以下に示す条
件により製造した。 第１、第２のカバー体１４Ａ（１４Ｂ）：縦×横×厚み
＝７ｍｍ×７ｍｍ×０．５ｍｍのアルミナ平板 スペーサ１４Ｃ：外形が縦×横×厚み＝７ｍｍ×７ｍｍ
×０．８ｍｍのアルミナ平板で、内側に５ｍｍ×５ｍｍ
×０．８ｍｍの空隙を有する 圧電共振子１１：縦×横×厚み＝４．６５ｍｍ×４．６
５ｍｍ×０．４ｍｍ 圧電基板１１ａの形成材料：チタニウム酸ジルコニウム
酸鉛系 圧電共振子１１の製造方法：圧電基板１１ａに電極１１
ｂを印刷製版後，オイルバス中にて分極処理を施し、所
定寸法の正方形板形状に切断 電極１１ｂ、内部電極１２、外部電極１３の材質：ガラ
スフリット含有の高温焼き付けタイプ銀ペースト 導電性接着剤１５：ウレタン系樹脂で導電材として銀を
含んだ接着剤、直径１．５ｍｍの略円形、厚さ約３００
μｍ できあがった圧電部品１０の寸法は７×７×１．８ｍｍ
で、一般的な従来の圧電部品の寸法が７×８．５×３．
５ｍｍであったのに比較すると小型低背化が達成され、
しかも表面実装対応を実現することができた。１ｍから
の落下試験でも圧電共振子位置ずれは発生せず、安定し
た特性が得られた。

【００９４】＜実施例２＞図２に示した圧電部品２０を
以下に示す条件により製造した。

【００９５】外部電極１６：ガラスフリット含有の高温
焼き付けタイプ銀ペースト その他の条件は実施例１の場合と同様。

【００９６】＜実施例３＞図４に示した圧電部品４０を
以下に示す条件により製造した。 金属性電極端子４１：厚さ１５０μｍ、リン青銅銀メッ
キ材 導電性接着剤１５：ビニル系樹脂で導電材として銀を含
んだ接着剤、直径２．０ｍｍの略円形、厚さ約３００μ
ｍ その他の条件は実施例１の場合と同様。

【００９７】＜実施例４＞図１０に示した圧電部品５０
を以下に示す条件により製造した。 電極８３：ガラスフリット含有の高温焼き付けタイプ銀
ペースト 内部電極１２：縦×横＝４ｍｍ×４ｍｍ その他の条件は実施例１の場合と同様。

【００９８】これにより片方のカバー体１４Ａ（１４
Ｂ）に約３３０（ｐＦ）の容量を形成することができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る圧電部品を示した
図であり、（ａ）は模式的縦断面図、（ｂ）は模式的分
解斜視図、（ｃ）はカバー体及びスペーサの模式的部分
平面図及び側面図である。

【図２】（ａ）は実施の形態２に係る圧電部品を示した
模式的縦断面図であり、（ｂ）は該圧電部品をマザーボ
ード等に実装した状態を示した模式的縦断面図である。

【図３】（ａ）は外部電極が圧電部品の一対の側面に形
成されている場合を示した要部の拡大斜視図であり、
（ｂ）は外部電極と直行する面に別途外部電極が形成さ
れ、より確実な導通が図られた構造を示した要部の拡大
斜視図である。

【図４】実施の形態３に係る圧電部品を示した図であ
り、（ａ）は模式的縦断面図、（ｂ）は要部の拡大断面
図、（ｃ）はマザーボードに実装した場合の模式的縦断
面図である。

【図５】ケースと金属製電極端子との間に接着剤を充填
して強固に固定した状態を示した模式的縦断面図であ
る。

【図６】（ａ）は樹脂モールドされた圧電部品を示した
模式的平面図であり、（ｂ）はリードタイプの模式的側
面図である。

【図７】（ａ）は熱収縮性樹脂による被覆前の状態を
（ｂ）は熱収縮性樹脂による被覆後の状態をそれぞれ示
した模式的斜視図である。

【図８】（ａ）は対向する面にリードが引き出されたリ
ードタイプの圧電部品をマザーボード等に実装した状態
を示した模式的斜視図であり、（ｂ）は表面実装タイプ
の圧電部品を示した模式的平面図、（ｃ）は並列的にリ
ードが引き出されたリードタイプの圧電部品を示した模
式的平面図である。

【図９】リードを有する端子をリール状で供給するシス
テムを説明するための模式的平面図である。

【図１０】実施の形態４に係る圧電部品を示した図であ
り、（ａ）は模式的縦断面図、（ｂ）は模式的分解斜視
図、（ｃ）は第１（第２）のカバー体の模式的平面図、
裏面図及びその側面図である。

【図１１】実施の形態５に係る圧電部品を示した模式的
縦断面図である。

【図１２】共振子の等価回路図である。

【図１３】正帰還のコルピッツ形発振回路図である。

【図１４】セラミック発振子を利用したコルピッツ形発
振回路でインバータを用いた場合の回路図である。

【図１５】セラミック発振子を利用したコルピッツ形発
振回路でインバータを用いた場合の回路図である。

【図１６】実際の発振回路における利用方法を示した回
路図である。

【図１７】（ａ）は厚み滑り振動モードを利用した圧電
部品を示した模式的斜視図であり、（ｂ）はその分解斜
視図、（ｃ）は圧電共振子取り付け部を説明するための
模式的部分分解斜視図をそれぞれ示している。

【図１８】厚み滑り振動モードを利用した圧電部品の等
価回路図である。

【図１９】（ａ）はエネルギー閉じ込め型厚み縦振動モ
ードを利用した圧電部品を示した模式的斜視図であり、
（ｂ）はその分解斜視図である。

【図２０】拡がり振動モードを利用した圧電部品を示し
た模式的分解斜視図である。

【符号の説明】

１０ 圧電部品 １１ 圧電共振子 １１ａ圧電基板 １１ｂ電極 １２ 内部電極 １３ 外部電極 １４ ケース １４ａ内主面 １４ｂ外主面 １５ 導電性接着剤

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年１月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板の両面に電極が設けられた圧電
   共振子と、該圧電共振子を収納するケースとを有し、 該ケースの両内主面の中央部を含む一部に内部電極が形
   成される一方、前記ケースの外面に外部電極が形成さ
   れ、前記内部電極と前記外部電極とが電気的に接続され
   ると共に、前記圧電共振子と前記内部電極とが前記圧電
   共振子の略中央部において導電性接着剤により接続され
   ていることを特徴とする圧電部品。
2. 【請求項２】 前記ケースが、平板状の第１のカバー
   体、第２のカバー体及び枠状のスぺーサからなり、 前記第１のカバー体及び前記第２のカバー体の前記圧電
   共振子との接続面の中央部を含む一部に前記内部電極が
   形成され、 前記第１のカバー体及び前記第２のカバー体の側面の一
   部または、側面の一部及び前記接続面と対向する面の一
   部に前記外部電極が形成されていることを特徴とする請
   求項１記載の圧電部品。
3. 【請求項３】 前記スペーサの外表面の一部に、前記第
   １のカバー体に形成された前記外部電極と前記第２のカ
   バー体に形成された前記外部電極とを電気的に接続する
   外部電極が形成されていることを特徴とする請求項２記
   載の圧電部品。
4. 【請求項４】 前記ケースの外部に金属製電極端子が設
   けられていることを特徴とする請求項１または請求項２
   記載の圧電部品。
5. 【請求項５】 前記ケースの両外主面の中央部を含み、
   かつ、前記外部電極が存在する部分を除く一部に電極が
   形成され、該電極と前記内部電極とその間に存在する前
   記ケースの一部とでコンデンサが形成されていることを
   特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の圧電部
   品。
6. 【請求項６】 前記ケースの両外主面の中央部を含み、
   かつ、前記外部電極と前記金属製電極端子が存在する部
   分とを除く一部に電極が形成され、該電極と前記内部電
   極とその間に存在する前記ケースの一部とでコンデンサ
   が形成されていることを特徴とする請求項４記載の圧電
   部品。