JP2000269774A - 圧電振動素子及び圧電共振部品 - Google Patents
圧電振動素子及び圧電共振部品Info
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- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギー閉じ込め性に優れ、長さモードや
輪郭モードに起因するスプリアスを抑制し得るだけでな
く、高次モードに起因するスプリアスを効果的に抑圧し
得るエネルギー閉じ込め型の圧電振動素子を得る。 【解決手段】 圧電体２の長さ方向端部近傍において、
長さ方向端部に向かうにつれて厚みが小さくなるように
ベベル面２ｃ，２ｄが形成されており、圧電体２の長さ
方向中央において圧電体を介して表裏対向するように第
１，第２の振動電極３，４が形成されており、ベベル面
２ｃ，２ｄの表面粗さが、振動電極３，４が対向してい
る部分における振動電極３，４直下の圧電体表面の表面
粗さよりも大きくされている、圧電振動素子。
輪郭モードに起因するスプリアスを抑制し得るだけでな
く、高次モードに起因するスプリアスを効果的に抑圧し
得るエネルギー閉じ込め型の圧電振動素子を得る。 【解決手段】 圧電体２の長さ方向端部近傍において、
長さ方向端部に向かうにつれて厚みが小さくなるように
ベベル面２ｃ，２ｄが形成されており、圧電体２の長さ
方向中央において圧電体を介して表裏対向するように第
１，第２の振動電極３，４が形成されており、ベベル面
２ｃ，２ｄの表面粗さが、振動電極３，４が対向してい
る部分における振動電極３，４直下の圧電体表面の表面
粗さよりも大きくされている、圧電振動素子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電共振子や圧電
フィルタなどに用いられる圧電振動素子及び圧電共振部
品に関し、より詳細には、圧電体の両端近傍にベベル加
工によりベベル面が形成されている圧電振動素子及び圧
電共振部品に関する。
フィルタなどに用いられる圧電振動素子及び圧電共振部
品に関し、より詳細には、圧電体の両端近傍にベベル加
工によりベベル面が形成されている圧電振動素子及び圧
電共振部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、エネルギー閉じ込め型の圧電素子
が、共振子や帯域フィルタなどに広く用いられている。
特開昭５６−１６５４１３号公報には、この種の圧電素
子の一例が開示されている。図７は、この先行技術に記
載の圧電素子を示す斜視図である。圧電素子５１は、圧
電基板５２を用いて構成されている。圧電基板５２は、
矢印Ｐ方向に沿って、すなわち主面と平行な方向に分極
処理されている。圧電基板５２の上面及び下面中央に
は、振動電極５３，５４が圧電基板５２を介して表裏対
向するように形成されている。振動電極５３は、圧電基
板５２の一方端部側に形成された端子電極５５に電気的
に接続されている。圧電基板５２の下面においても、振
動電極５４が、圧電基板５２の他方端部側に形成された
端子電極５６に接続されている。
が、共振子や帯域フィルタなどに広く用いられている。
特開昭５６−１６５４１３号公報には、この種の圧電素
子の一例が開示されている。図７は、この先行技術に記
載の圧電素子を示す斜視図である。圧電素子５１は、圧
電基板５２を用いて構成されている。圧電基板５２は、
矢印Ｐ方向に沿って、すなわち主面と平行な方向に分極
処理されている。圧電基板５２の上面及び下面中央に
は、振動電極５３，５４が圧電基板５２を介して表裏対
向するように形成されている。振動電極５３は、圧電基
板５２の一方端部側に形成された端子電極５５に電気的
に接続されている。圧電基板５２の下面においても、振
動電極５４が、圧電基板５２の他方端部側に形成された
端子電極５６に接続されている。
【０００３】圧電素子５１では、圧電基板５２の長さ方
向両端の４つの稜線部分の少なくとも一つが圧電基板５
２の幅方向に沿って切断されている。すなわち、ベベル
加工によりベベル面５２ａ，５２ｂが形成されている。
圧電素子５１では、ベベル面５２ａ，５２ｂの寸法を適
当に設定することにより、長さモードによるスプリアス
を抑制することができるとされている。
向両端の４つの稜線部分の少なくとも一つが圧電基板５
２の幅方向に沿って切断されている。すなわち、ベベル
加工によりベベル面５２ａ，５２ｂが形成されている。
圧電素子５１では、ベベル面５２ａ，５２ｂの寸法を適
当に設定することにより、長さモードによるスプリアス
を抑制することができるとされている。
【０００４】また、実開平１−４０９２０号公報にも、
同様に、厚み滑り振動を利用した圧電共振子において、
圧電基板の両端をベベル加工した構造が開示されてい
る。ここでは、ベベル加工によりベベル面を形成するこ
とにより、エネルギー閉じ込め効率が高められ、フィル
タ特性が向上するとされている。また、輪郭モードに起
因するスプリアスの抑制を図ることができると共に、小
型化が容易となる旨が記載されている。
同様に、厚み滑り振動を利用した圧電共振子において、
圧電基板の両端をベベル加工した構造が開示されてい
る。ここでは、ベベル加工によりベベル面を形成するこ
とにより、エネルギー閉じ込め効率が高められ、フィル
タ特性が向上するとされている。また、輪郭モードに起
因するスプリアスの抑制を図ることができると共に、小
型化が容易となる旨が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した先行技術に記
載されているように、厚み滑り振動を利用したエネルギ
ー閉じ込め型の圧電素子において、圧電基板にベベル面
を形成することにより、長さモードや輪郭モードに起因
するスプリアスを抑制し得ること、並びにエネルギー閉
じ込め性が高められることが知られている。
載されているように、厚み滑り振動を利用したエネルギ
ー閉じ込め型の圧電素子において、圧電基板にベベル面
を形成することにより、長さモードや輪郭モードに起因
するスプリアスを抑制し得ること、並びにエネルギー閉
じ込め性が高められることが知られている。
【０００６】しかしながら、ベベル面を形成した従来の
エネルギー閉じ込め型圧電素子では、エネルギー閉じ込
め効率が高めれらることにより、スプリアスとなる高次
モードの振動のレスポンスが大きくなるという問題があ
った。
エネルギー閉じ込め型圧電素子では、エネルギー閉じ込
め効率が高めれらることにより、スプリアスとなる高次
モードの振動のレスポンスが大きくなるという問題があ
った。
【０００７】厚み滑りモードのエネルギー閉じ込め型圧
電素子を発振子として利用する場合、基本振動の奇数倍
の周波数で発生する高次モードの抑制は不可欠である。
この高次モードの抑制が不十分である場合には、発信周
波数の３倍や５倍などの奇数倍の周波数で発振するおそ
れがある。
電素子を発振子として利用する場合、基本振動の奇数倍
の周波数で発生する高次モードの抑制は不可欠である。
この高次モードの抑制が不十分である場合には、発信周
波数の３倍や５倍などの奇数倍の周波数で発振するおそ
れがある。
【０００８】本発明の目的は、厚み滑りモードを利用し
たエネルギー閉じ込め型圧電振動素子において、長さ方
向モードや輪郭モードのスプリアスを抑制し得るだけで
なく、高次モードの振動に起因するスプリアスを効果的
に抑圧することができ、従って、良好な共振特性やフィ
ルタ特性を得ることができる圧電振動素子及び圧電共振
部品を提供することにある。
たエネルギー閉じ込め型圧電振動素子において、長さ方
向モードや輪郭モードのスプリアスを抑制し得るだけで
なく、高次モードの振動に起因するスプリアスを効果的
に抑圧することができ、従って、良好な共振特性やフィ
ルタ特性を得ることができる圧電振動素子及び圧電共振
部品を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る圧電振動素
子は、長手方向端部近傍において、長手方向端部に向か
うにつれて厚みが小さくなるようにベベル面が形成され
ている圧電体と、前記圧電体の長さ方向中央において、
圧電体を介して表裏対向するように圧電体の上面及び下
面に形成された第１，第２の振動電極とを備え、第１，
第２の振動電極が対向されている部分が振動部を構成し
ており、前記ベベル面の表面粗さが、前記第１，第２の
振動電極が対向している部分における振動電極直下の圧
電体表面の表面粗さよりも大きいことを特徴とする。
子は、長手方向端部近傍において、長手方向端部に向か
うにつれて厚みが小さくなるようにベベル面が形成され
ている圧電体と、前記圧電体の長さ方向中央において、
圧電体を介して表裏対向するように圧電体の上面及び下
面に形成された第１，第２の振動電極とを備え、第１，
第２の振動電極が対向されている部分が振動部を構成し
ており、前記ベベル面の表面粗さが、前記第１，第２の
振動電極が対向している部分における振動電極直下の圧
電体表面の表面粗さよりも大きいことを特徴とする。
【００１０】本発明に係る圧電振動素子では、好ましく
は、前記ベベル面のＪＩＳ Ｂ０６０１における中心線
平均粗さＲａ1 が、前記第１，第２の振動電極直下の圧
電体表面の中心線平均粗さＲａ2 に対し、Ｒａ1 −Ｒａ
2 ＞０．３μｍの範囲とされている。
は、前記ベベル面のＪＩＳ Ｂ０６０１における中心線
平均粗さＲａ1 が、前記第１，第２の振動電極直下の圧
電体表面の中心線平均粗さＲａ2 に対し、Ｒａ1 −Ｒａ
2 ＞０．３μｍの範囲とされている。
【００１１】また、本発明に係る圧電振動素子の特定の
局面では、圧電体の上面において、長さ方向両端近傍に
一対のベベル面が形成され、圧電体の下面にはベベル面
は形成されない。
局面では、圧電体の上面において、長さ方向両端近傍に
一対のベベル面が形成され、圧電体の下面にはベベル面
は形成されない。
【００１２】本発明の圧電振動素子の別の特定の局面で
は、圧電体の上面及び下面のいずれにおいても圧電体の
長さ方向両端近傍に一対のベベル面が形成される。本発
明に係る圧電振動素子では、好ましくは、圧電体が圧電
セラミックスを用いて構成される。
は、圧電体の上面及び下面のいずれにおいても圧電体の
長さ方向両端近傍に一対のベベル面が形成される。本発
明に係る圧電振動素子では、好ましくは、圧電体が圧電
セラミックスを用いて構成される。
【００１３】本発明に係る圧電共振部品は、ケース基板
と、前記ケース基板上に実装された本発明に係る圧電振
動素子と、前記圧電振動素子を囲繞するように前記ケー
ス基板に取り付けられたケース材とを備えることを特徴
とする。
と、前記ケース基板上に実装された本発明に係る圧電振
動素子と、前記圧電振動素子を囲繞するように前記ケー
ス基板に取り付けられたケース材とを備えることを特徴
とする。
【００１４】本発明に係る圧電共振部品では、好ましく
は、ケース基板上に実装されたコンデンサ素子をさらに
備え、前記圧電振動素子が、前記コンデンサ素子上に固
定されており、該コンデンサ素子を介して前記ケース基
板上に実装されており、前記圧電振動素子及びコンデン
サ素子により負荷容量内蔵型発振子が構成される。
は、ケース基板上に実装されたコンデンサ素子をさらに
備え、前記圧電振動素子が、前記コンデンサ素子上に固
定されており、該コンデンサ素子を介して前記ケース基
板上に実装されており、前記圧電振動素子及びコンデン
サ素子により負荷容量内蔵型発振子が構成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施例を
挙げることにより、本発明を明らかにする。図１は、本
発明の第１の実施例に係る圧電振動素子を示す斜視図で
ある。
挙げることにより、本発明を明らかにする。図１は、本
発明の第１の実施例に係る圧電振動素子を示す斜視図で
ある。
【００１６】圧電振動素子１は、厚み滑り振動モードを
利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子である。圧
電振動素子１は、細長い圧電基板２を用いて構成されて
いる。圧電基板２は、本実施例では、チタン酸ジルコン
酸鉛系圧電セラミックスにより構成されており、図示の
矢印Ｐ方向に分極処理されている。すなわち、圧電基板
２の上面２ａ及び下面２ｂと平行な方向であって、圧電
基板２の長さ方向に沿って分極処理されている。
利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子である。圧
電振動素子１は、細長い圧電基板２を用いて構成されて
いる。圧電基板２は、本実施例では、チタン酸ジルコン
酸鉛系圧電セラミックスにより構成されており、図示の
矢印Ｐ方向に分極処理されている。すなわち、圧電基板
２の上面２ａ及び下面２ｂと平行な方向であって、圧電
基板２の長さ方向に沿って分極処理されている。
【００１７】圧電基板２は、チタン酸ジルコン酸鉛系セ
ラミックス以外の他の圧電セラミックスにより構成され
ていてもよく、あるいは水晶などの圧電単結晶により構
成されていてもよい。また、圧電基板２に代えて、板状
ではなく棒状の圧電体を用いてもよい。
ラミックス以外の他の圧電セラミックスにより構成され
ていてもよく、あるいは水晶などの圧電単結晶により構
成されていてもよい。また、圧電基板２に代えて、板状
ではなく棒状の圧電体を用いてもよい。
【００１８】圧電基板２の上面２ａ側においては、圧電
基板２の長さ方向両端近傍において、ベベル加工により
ベベル面２ｃ，２ｄが形成されている。すなわち、圧電
基板２の上面２ａと、側面２ｅ，２ｆとの稜線部分を幅
方向に切断することにより、ベベル面２ｃ，２ｄが形成
されている。ベベル面２ｃ，２ｄでは、圧電基板２の長
さ方向端部側に向かうにつれて圧電基板２の厚みが薄く
なるように構成されている。すなわち、ベベル面２ｃ，
２ｄは、圧電基板２の長さ方向端部に向かうにつれて、
下面２ｂ側に近づく平面的な傾斜面とされている。もっ
とも、ベベル面２ｃ，２ｄは、曲面状であってもよい。
基板２の長さ方向両端近傍において、ベベル加工により
ベベル面２ｃ，２ｄが形成されている。すなわち、圧電
基板２の上面２ａと、側面２ｅ，２ｆとの稜線部分を幅
方向に切断することにより、ベベル面２ｃ，２ｄが形成
されている。ベベル面２ｃ，２ｄでは、圧電基板２の長
さ方向端部側に向かうにつれて圧電基板２の厚みが薄く
なるように構成されている。すなわち、ベベル面２ｃ，
２ｄは、圧電基板２の長さ方向端部に向かうにつれて、
下面２ｂ側に近づく平面的な傾斜面とされている。もっ
とも、ベベル面２ｃ，２ｄは、曲面状であってもよい。
【００１９】他方、圧電基板２の上面２ａの中央には、
第１の振動電極３が形成されている。また、圧電基板２
の下面２ｂの中央には、第２の振動電極４が形成されて
いる。第１，第２の振動電極３，４は、圧電基板２の長
さ方向中央において圧電基板２を介して表裏対向するよ
うに形成されている。この振動電極３，４が表裏対向さ
れている部分が圧電振動部を構成している。
第１の振動電極３が形成されている。また、圧電基板２
の下面２ｂの中央には、第２の振動電極４が形成されて
いる。第１，第２の振動電極３，４は、圧電基板２の長
さ方向中央において圧電基板２を介して表裏対向するよ
うに形成されている。この振動電極３，４が表裏対向さ
れている部分が圧電振動部を構成している。
【００２０】なお、振動電極３には、引き出し電極５が
連ねられている。引き出し電極５は、上記圧電振動部か
らベベル面２ｃ及び側面２ｅを経て下面２ｂに至るよう
に伸ばされている。もっとも、振動電極３と引き出し電
極５とは同じ材料により同時に形成されている。すなわ
ち、引き出し電極５は、振動電極３に連ねられている。
従って、振動電極３と引き出し電極５との境界を明確に
するために、両者の境界を図１に破線Ａで示す。
連ねられている。引き出し電極５は、上記圧電振動部か
らベベル面２ｃ及び側面２ｅを経て下面２ｂに至るよう
に伸ばされている。もっとも、振動電極３と引き出し電
極５とは同じ材料により同時に形成されている。すなわ
ち、引き出し電極５は、振動電極３に連ねられている。
従って、振動電極３と引き出し電極５との境界を明確に
するために、両者の境界を図１に破線Ａで示す。
【００２１】他方、圧電基板２の下面２ｂ上に形成され
た振動電極４には、引き出し電極６が連ねられている。
引き出し電極６は、圧電振動部から圧電基板２の下面２
ｂと側面２ｆとの稜線に至るように形成されている。
た振動電極４には、引き出し電極６が連ねられている。
引き出し電極６は、圧電振動部から圧電基板２の下面２
ｂと側面２ｆとの稜線に至るように形成されている。
【００２２】本実施例の圧電振動素子１では、圧電基板
２のベベル面２ｃ，２ｄの表面粗さが、圧電基板２の上
面２ａ及び下面２ｂの表面粗さよりも大きくされてい
る。すなわち、ベベル面２ｃ，２ｄの表面粗さが、振動
電極３，４の直下の圧電基板２の表面部分の表面粗さよ
りも大きくされている。
２のベベル面２ｃ，２ｄの表面粗さが、圧電基板２の上
面２ａ及び下面２ｂの表面粗さよりも大きくされてい
る。すなわち、ベベル面２ｃ，２ｄの表面粗さが、振動
電極３，４の直下の圧電基板２の表面部分の表面粗さよ
りも大きくされている。
【００２３】本実施例の圧電振動素子１では、圧電基板
２が矢印Ｐ方向に分極処理されているので、振動電極
３，４間に交流電圧を印加することにより、厚み滑り振
動モードを利用した圧電共振子として動作させることが
できる。この場合、前述した先行技術の場合と同様に、
ベベル面２ｃ，２ｄが形成されているので、長さモード
や輪郭モードの振動に起因するスプリアスを効果的に抑
圧することができると共に、エネルギー閉じ込め性を高
めることができる。
２が矢印Ｐ方向に分極処理されているので、振動電極
３，４間に交流電圧を印加することにより、厚み滑り振
動モードを利用した圧電共振子として動作させることが
できる。この場合、前述した先行技術の場合と同様に、
ベベル面２ｃ，２ｄが形成されているので、長さモード
や輪郭モードの振動に起因するスプリアスを効果的に抑
圧することができると共に、エネルギー閉じ込め性を高
めることができる。
【００２４】加えて、ベベル面２ｃ，２ｄの表面粗さ
が、振動電極３，４の直下の圧電基板面の表面粗さより
も大きくされているので、高次モードのスプリアスを効
果的に抑圧することができる。
が、振動電極３，４の直下の圧電基板面の表面粗さより
も大きくされているので、高次モードのスプリアスを効
果的に抑圧することができる。
【００２５】好ましくは、ベベル面のＪＩＳ Ｂ０６０
１に基づく中心線平均粗さをＲａ1、振動電極３，４の
直下の圧電基板表面の中心線平均粗さをＲａ2 としたと
き、Ｒａ1 −Ｒａ2 ＞０．３μｍとされる。これを、図
２を参照して説明する。
１に基づく中心線平均粗さをＲａ1、振動電極３，４の
直下の圧電基板表面の中心線平均粗さをＲａ2 としたと
き、Ｒａ1 −Ｒａ2 ＞０．３μｍとされる。これを、図
２を参照して説明する。
【００２６】図２は、本実施例の圧電振動素子１とし
て、ベベル面２ｃ，２ｄの表面粗さを種々異ならせたも
のを作製し、得られた圧電振動素子における３倍波のレ
スポンスの大きさと、上記Ｒａ1 −Ｒａ2 との関係を求
めた結果を示す図である。
て、ベベル面２ｃ，２ｄの表面粗さを種々異ならせたも
のを作製し、得られた圧電振動素子における３倍波のレ
スポンスの大きさと、上記Ｒａ1 −Ｒａ2 との関係を求
めた結果を示す図である。
【００２７】なお、この実験に際しては、圧電振動素子
１として、ＰＺＴからなり、長さ５．４ｍｍ、幅０．５
ｍｍ×厚み０．６ｍｍであって、ベベル面２ｃ，２ｄの
長さ方向寸法及びベベル面２ｃ，２ｄの下端の圧電基板
上面との間の距離をそれぞれ１．２ｍｍ及び０．２３ｍ
ｍとしたものを用い、振動電極３，４の対向面積は１．
２５ｍｍ2 とした。
１として、ＰＺＴからなり、長さ５．４ｍｍ、幅０．５
ｍｍ×厚み０．６ｍｍであって、ベベル面２ｃ，２ｄの
長さ方向寸法及びベベル面２ｃ，２ｄの下端の圧電基板
上面との間の距離をそれぞれ１．２ｍｍ及び０．２３ｍ
ｍとしたものを用い、振動電極３，４の対向面積は１．
２５ｍｍ2 とした。
【００２８】図２から明らかなように、Ｒａ1 −Ｒａ2
が正の場合、Ｒａ1 −Ｒａ2 が大きくなるほど、すなわ
ちベベル面２ｃ，２ｄの相対的な表面粗さが粗くなるほ
ど３倍波の応答が小さくなることがわかる。特に、Ｒａ
1 −Ｒａ2 が０．３μｍよりも大きくなるほど、３倍波
の応答によるスプリアスを効果的に抑制し得ることがわ
かる。
が正の場合、Ｒａ1 −Ｒａ2 が大きくなるほど、すなわ
ちベベル面２ｃ，２ｄの相対的な表面粗さが粗くなるほ
ど３倍波の応答が小さくなることがわかる。特に、Ｒａ
1 −Ｒａ2 が０．３μｍよりも大きくなるほど、３倍波
の応答によるスプリアスを効果的に抑制し得ることがわ
かる。
【００２９】なお、ベベル面２ｃ，２ｄの形成及びベベ
ル面２ｃ，２ｄの表面を荒らす方法については、特に限
定されない。すなわち、回転砥石を用いて、圧電基板２
の上面２ａの両端近傍部分を研削すると共に、所定の表
面粗さのベベル面２ｃ，２ｄを形成してもよい。また、
切断刃等を用いてベベル面２ｃ，２ｄを形成した後、さ
らに回転砥石やサンドブラストなどを用い、ベベル面２
ｃ，２ｄの表面を荒らしてもよい。
ル面２ｃ，２ｄの表面を荒らす方法については、特に限
定されない。すなわち、回転砥石を用いて、圧電基板２
の上面２ａの両端近傍部分を研削すると共に、所定の表
面粗さのベベル面２ｃ，２ｄを形成してもよい。また、
切断刃等を用いてベベル面２ｃ，２ｄを形成した後、さ
らに回転砥石やサンドブラストなどを用い、ベベル面２
ｃ，２ｄの表面を荒らしてもよい。
【００３０】さらに、圧電基板２の上面２ａ及び下面２
ｂについては、特に研磨する必要はないが、ベベル面２
ｃ，２ｄとの相対的な表面粗さを実現するには、例えば
ラップ研磨を用いて表面２ａ，２ｂをより平滑化しても
よい。
ｂについては、特に研磨する必要はないが、ベベル面２
ｃ，２ｄとの相対的な表面粗さを実現するには、例えば
ラップ研磨を用いて表面２ａ，２ｂをより平滑化しても
よい。
【００３１】また、ベベル面２ｃ，２ｄは、上記のよう
に上面２ａ及び下面２ｂよりも表面粗さが大きければよ
く、ベベル面２ｃ，２ｄの表面に研削痕が存在していて
もよい。
に上面２ａ及び下面２ｂよりも表面粗さが大きければよ
く、ベベル面２ｃ，２ｄの表面に研削痕が存在していて
もよい。
【００３２】本実施例では、圧電基板２の上面２ａ及び
下面２ｂの全体がベベル面２ｃ，２ｄ全体の表面粗さ
が、ベベル面２ｃ，２ｄの表面粗さよりも小さくされて
いたが、少なくとも振動電極，３，４の直下の圧電基板
面部分のみの表面あらさが、ベベル面２ｃ，２ｄの表面
粗さよりも小さければよい。
下面２ｂの全体がベベル面２ｃ，２ｄ全体の表面粗さ
が、ベベル面２ｃ，２ｄの表面粗さよりも小さくされて
いたが、少なくとも振動電極，３，４の直下の圧電基板
面部分のみの表面あらさが、ベベル面２ｃ，２ｄの表面
粗さよりも小さければよい。
【００３３】第１の実施例に係る圧電振動素子では、輪
郭モードや長さモードに起因するスプリアスだけでな
く、ベベル面２ｃ，２ｄの表面粗さが圧電基板２の上面
及び下面２ｂの表面粗さよりも大きいので、高次モード
に起因するスプリアスを抑圧することができ、それによ
って良好な共振特性を得ることができる。
郭モードや長さモードに起因するスプリアスだけでな
く、ベベル面２ｃ，２ｄの表面粗さが圧電基板２の上面
及び下面２ｂの表面粗さよりも大きいので、高次モード
に起因するスプリアスを抑圧することができ、それによ
って良好な共振特性を得ることができる。
【００３４】加えて、ベベル面２ｃ，２ｄが、上面２ａ
の両端近傍に形成されており、下面２ｂ側にはベベル面
が形成されていない。すなわち、側面視した場合、圧電
振動素子１は、台形の形状を有する。よって、プリント
回路基板などに圧電振動素子１を下面２ｂ側から安定に
載置し、実装することができる。
の両端近傍に形成されており、下面２ｂ側にはベベル面
が形成されていない。すなわち、側面視した場合、圧電
振動素子１は、台形の形状を有する。よって、プリント
回路基板などに圧電振動素子１を下面２ｂ側から安定に
載置し、実装することができる。
【００３５】なお、引き出し電極５，６は、それぞれ、
側面２ｅ，２ｆ上に至るように形成されているので、プ
リント回路基板などに実装した際に、容易に半田フィレ
ットを形成することができ、実装の信頼性を高め得る。
側面２ｅ，２ｆ上に至るように形成されているので、プ
リント回路基板などに実装した際に、容易に半田フィレ
ットを形成することができ、実装の信頼性を高め得る。
【００３６】図３及び図４は、第１の実施例に係る圧電
振動素子１を用いた圧電共振部品を示す分解斜視図及び
部分切欠斜視図である。圧電共振部品１１では、ケース
基板１２と、ケース材としての金属キャップ１３により
パッケージが構成される。ケース基板１２は、アルミナ
などの絶縁性材料からなり、一方側面に切欠１２ａ〜１
２ｃを有し、他方側面に切欠１２ｄ〜１２ｆを有する。
切欠１２ａ〜１２ｃと、切欠１２ｄ〜１２ｆは、それぞ
れ、互いに対向されている。圧電基板１２の上面には、
端子電極１４ａ〜１４ｃがそれぞれ圧電基板１２の幅方
向に伸びるように形成されている。端子電極１４ａ〜１
４ｃは、上面１２ｇだけでなく、上記切欠１２ａ，１２
ｄ，１２ｂ，１２ｅ，１２ｃ，１２ｆ内にそれぞれ至る
ように形成されている。
振動素子１を用いた圧電共振部品を示す分解斜視図及び
部分切欠斜視図である。圧電共振部品１１では、ケース
基板１２と、ケース材としての金属キャップ１３により
パッケージが構成される。ケース基板１２は、アルミナ
などの絶縁性材料からなり、一方側面に切欠１２ａ〜１
２ｃを有し、他方側面に切欠１２ｄ〜１２ｆを有する。
切欠１２ａ〜１２ｃと、切欠１２ｄ〜１２ｆは、それぞ
れ、互いに対向されている。圧電基板１２の上面には、
端子電極１４ａ〜１４ｃがそれぞれ圧電基板１２の幅方
向に伸びるように形成されている。端子電極１４ａ〜１
４ｃは、上面１２ｇだけでなく、上記切欠１２ａ，１２
ｄ，１２ｂ，１２ｅ，１２ｃ，１２ｆ内にそれぞれ至る
ように形成されている。
【００３７】また、ケース基板１２上には、コンデンサ
素子１５及び圧電振動素子１が実装されている。コンデ
ンサ素子１５は、誘電体基板１５ａを用いて構成されて
いる。誘電体基板１５ａの上面には、中央において所定
のギャップを隔ててコンデンサ電極１５ｂ，１５ｃが形
成されている。コンデンサ電極１５ｂ，１５ｃは、誘電
体基板１５ａの長さ方向両端の端面を経て下面に至るよ
うにそれぞれ形成されている。また、コンデンサ素子１
５においては、誘電体基板１５ａの下面中央にコンデン
サ電極１５ｄが形成されている。
素子１５及び圧電振動素子１が実装されている。コンデ
ンサ素子１５は、誘電体基板１５ａを用いて構成されて
いる。誘電体基板１５ａの上面には、中央において所定
のギャップを隔ててコンデンサ電極１５ｂ，１５ｃが形
成されている。コンデンサ電極１５ｂ，１５ｃは、誘電
体基板１５ａの長さ方向両端の端面を経て下面に至るよ
うにそれぞれ形成されている。また、コンデンサ素子１
５においては、誘電体基板１５ａの下面中央にコンデン
サ電極１５ｄが形成されている。
【００３８】コンデンサ１５ｂの誘電体基板１５ａの下
面に至っている部分が、導電性接着剤１６ａにより端子
電極１４ａに電気的に接続される。また、コンデンサ電
極１６ｄが、導電性接着剤１６ｂにより端子電極１４ｂ
に電気的に接続されている。コンデンサ電極１５ｃの誘
電体基板の下面に至っている部分が、導電性接着剤１６
ｃにより端子電極１４ｃに電気的に接続される。
面に至っている部分が、導電性接着剤１６ａにより端子
電極１４ａに電気的に接続される。また、コンデンサ電
極１６ｄが、導電性接着剤１６ｂにより端子電極１４ｂ
に電気的に接続されている。コンデンサ電極１５ｃの誘
電体基板の下面に至っている部分が、導電性接着剤１６
ｃにより端子電極１４ｃに電気的に接続される。
【００３９】上記のようにして、コンデンサ素子１５
が、端子電極１４ａ〜１４ｃに電気的に接続されると共
に、ケース基板１２上に固定される。また、コンデンサ
素子１５の上面には、導電性接着剤１７ａ，１７ｂを介
して圧電振動素子１が接合される。この導電性接着剤１
７ａにより、圧電振動素子１の引き出し電極５がコンデ
ンサ電極１４ｂに電気的に接続され、引き出し電極６が
導電性接着剤１７ｂによりコンデンサ電極１５ｃに電気
的に接続される。
が、端子電極１４ａ〜１４ｃに電気的に接続されると共
に、ケース基板１２上に固定される。また、コンデンサ
素子１５の上面には、導電性接着剤１７ａ，１７ｂを介
して圧電振動素子１が接合される。この導電性接着剤１
７ａにより、圧電振動素子１の引き出し電極５がコンデ
ンサ電極１４ｂに電気的に接続され、引き出し電極６が
導電性接着剤１７ｂによりコンデンサ電極１５ｃに電気
的に接続される。
【００４０】しかる後、金属キャップ１３が絶縁性ペー
スト１８及び接着剤１９を介してケース基板１２に接合
される。従って、本実施例の圧電共振部品１１では、ケ
ース基板１２と金属キャップ１３からなるパッケージ内
に、圧電振動素子１とコンデンサ素子１５とから構成さ
れた３端子型の負荷容量内蔵型圧電発振子が構成される
ことになる。
スト１８及び接着剤１９を介してケース基板１２に接合
される。従って、本実施例の圧電共振部品１１では、ケ
ース基板１２と金属キャップ１３からなるパッケージ内
に、圧電振動素子１とコンデンサ素子１５とから構成さ
れた３端子型の負荷容量内蔵型圧電発振子が構成される
ことになる。
【００４１】図５は、本発明の第２の実施例に係る圧電
振動素子を示す斜視図である。圧電振動素子２１では、
圧電基板２の下面２ｂにおいても、その長さ方向両端近
傍にベベル面２ｈ，２ｉが形成されている。すなわち、
圧電基板２の上面２ａ側にベベル面２ｃ，２ｄが形成さ
れているだけでなく、下面側においてもベベル面２ｈ，
２ｉが形成されている。
振動素子を示す斜視図である。圧電振動素子２１では、
圧電基板２の下面２ｂにおいても、その長さ方向両端近
傍にベベル面２ｈ，２ｉが形成されている。すなわち、
圧電基板２の上面２ａ側にベベル面２ｃ，２ｄが形成さ
れているだけでなく、下面側においてもベベル面２ｈ，
２ｉが形成されている。
【００４２】ベベル面２ｈ，２ｉは、ベベル面２ｃ，２
ｄと圧電基板２の厚み方向中心を含む水平面に対して対
称に形成されている。また、引き出し電極５は、ベベル
面２ｃから側面２ｅを経て、下方のベベル面２ｈの途中
に至るように形成されている。また、引き出し電極６
は、圧電基板２の下面２ｂからベベル面２ｉに至るよう
に形成されている。
ｄと圧電基板２の厚み方向中心を含む水平面に対して対
称に形成されている。また、引き出し電極５は、ベベル
面２ｃから側面２ｅを経て、下方のベベル面２ｈの途中
に至るように形成されている。また、引き出し電極６
は、圧電基板２の下面２ｂからベベル面２ｉに至るよう
に形成されている。
【００４３】本実施例の圧電振動素子２のように、圧電
基板２の下面２ｂ側においても一対のベベル面２ｈ，２
ｉを形成してもよい。この場合においても、ベベル面２
ｈ，２ｉの表面粗さは、振動電極３，４の直下の圧電基
板面よりも粗くされている。従って、第１の実施例の場
合と同様に、第２の実施例においても、高次モードに起
因するスプリアスを効果的に抑圧することができる。
基板２の下面２ｂ側においても一対のベベル面２ｈ，２
ｉを形成してもよい。この場合においても、ベベル面２
ｈ，２ｉの表面粗さは、振動電極３，４の直下の圧電基
板面よりも粗くされている。従って、第１の実施例の場
合と同様に、第２の実施例においても、高次モードに起
因するスプリアスを効果的に抑圧することができる。
【００４４】加えて、第２の実施例の圧電振動素子２１
では、圧電基板２の上面側及び下面側の形状がほぼ同様
とされており、対称性を有する。従って、自動挿入機な
どに方向性を選別することなく供給することができ、プ
リント回路基板やケース基板などへの実装の自動化及び
実装に際しての作業性の向上を図ることができる。
では、圧電基板２の上面側及び下面側の形状がほぼ同様
とされており、対称性を有する。従って、自動挿入機な
どに方向性を選別することなく供給することができ、プ
リント回路基板やケース基板などへの実装の自動化及び
実装に際しての作業性の向上を図ることができる。
【００４５】図６は、本発明の第３の実施例に係る圧電
振動素子を示す斜視図である。圧電振動素子３１では、
圧電基板２の上面２ａ側においては、一方の長さ方向端
部側の側面２ｆ近傍にベベル面２ｄが形成されており、
下面２ｂにおいては、側面２ｅ側側にベベル面２ｈが形
成されている。この場合においても、ベベル面２ｄ，２
ｈの表面粗さを、振動電極３，４の直下の圧電基板表面
の表面粗さよりも大きくすることにより、第１，第２の
実施例の場合と同様に、高次モードに起因するスプリア
スを効果的に抑圧することができる。
振動素子を示す斜視図である。圧電振動素子３１では、
圧電基板２の上面２ａ側においては、一方の長さ方向端
部側の側面２ｆ近傍にベベル面２ｄが形成されており、
下面２ｂにおいては、側面２ｅ側側にベベル面２ｈが形
成されている。この場合においても、ベベル面２ｄ，２
ｈの表面粗さを、振動電極３，４の直下の圧電基板表面
の表面粗さよりも大きくすることにより、第１，第２の
実施例の場合と同様に、高次モードに起因するスプリア
スを効果的に抑圧することができる。
【００４６】第３の実施例の圧電振動素子３１では、引
き出し電極５は、圧電基板２の上面２ａにのみ形成され
ており、引き出し電極６についても圧電基板２の平坦な
下面２ｂにのみ形成されている。従って、ベベル面に引
き出し電極を形成する必要がないため、引き出し電極
５，６の形成を容易に行うことができる。また、第３の
実施例に係る圧電振動素子３１においても、表面側及び
裏面側の構造が同一であるため、自動機に方向を選別す
ることなく、挿入することができ、実装の自動化を容易
に行い得る。
き出し電極５は、圧電基板２の上面２ａにのみ形成され
ており、引き出し電極６についても圧電基板２の平坦な
下面２ｂにのみ形成されている。従って、ベベル面に引
き出し電極を形成する必要がないため、引き出し電極
５，６の形成を容易に行うことができる。また、第３の
実施例に係る圧電振動素子３１においても、表面側及び
裏面側の構造が同一であるため、自動機に方向を選別す
ることなく、挿入することができ、実装の自動化を容易
に行い得る。
【００４７】なお、第１〜第３の実施例に係る圧電振動
素子では、圧電基板の両主面にそれぞれ第１，第２の振
動電極が形成されて圧電共振子が構成されていたが、本
発明は、圧電基板の少なくとも一方主面に複数の振動電
極が形成されて圧電フィルタが構成されていてもよい。
素子では、圧電基板の両主面にそれぞれ第１，第２の振
動電極が形成されて圧電共振子が構成されていたが、本
発明は、圧電基板の少なくとも一方主面に複数の振動電
極が形成されて圧電フィルタが構成されていてもよい。
【００４８】
【発明の効果】本発明に係る圧電振動素子では、エネル
ギー閉じ込め型の圧電振動部が構成されている圧電体に
ベベル面が形成されているので、長さモードや輪郭モー
ドに起因するスプリアスを抑圧することができ、さらに
ベベル面の表面粗さが振動電極が対向している部分にお
ける振動電極直下の圧電体表面の表面粗さよりも大きく
されているので、高次モードに起因するスプリアスを効
果的に抑圧することができる。従って、エネルギー閉じ
込め性に優れ、かつ不要スプリアスの影響が少ない、共
振特性やフィルタ特性に優れた圧電振動素子を提供する
ことができる。
ギー閉じ込め型の圧電振動部が構成されている圧電体に
ベベル面が形成されているので、長さモードや輪郭モー
ドに起因するスプリアスを抑圧することができ、さらに
ベベル面の表面粗さが振動電極が対向している部分にお
ける振動電極直下の圧電体表面の表面粗さよりも大きく
されているので、高次モードに起因するスプリアスを効
果的に抑圧することができる。従って、エネルギー閉じ
込め性に優れ、かつ不要スプリアスの影響が少ない、共
振特性やフィルタ特性に優れた圧電振動素子を提供する
ことができる。
【００４９】本発明においてベベル面の中心線平均粗さ
がＲａ1 及び振動電極直下の圧電体表面の中心線平均粗
さＲａ2 が、Ｒａ1 −Ｒａ2 ＞０．３μｍの関係にある
場合には、より一層効果的に高次モードに起因するスプ
リアスを抑圧することができる。
がＲａ1 及び振動電極直下の圧電体表面の中心線平均粗
さＲａ2 が、Ｒａ1 −Ｒａ2 ＞０．３μｍの関係にある
場合には、より一層効果的に高次モードに起因するスプ
リアスを抑圧することができる。
【００５０】また、圧電体の上面において、長さ方向両
端近傍に一対のベベル面が形成されており、圧電体の下
面にベベル面が形成されていない構造の場合には、下面
側から安定にケース基板やプリント回路基板などに実装
することができる。
端近傍に一対のベベル面が形成されており、圧電体の下
面にベベル面が形成されていない構造の場合には、下面
側から安定にケース基板やプリント回路基板などに実装
することができる。
【００５１】他方、圧電体の上面及び下面のいずれにお
いても圧電体の長さ方向両端近傍に一対のベベル面が形
成されている場合には、圧電体の上面及び下面の構造が
対称性を有するため、煩雑な方向選別作業を行うことな
く、自動機によりケース基板などへの実装を容易に行う
ことができる。
いても圧電体の長さ方向両端近傍に一対のベベル面が形
成されている場合には、圧電体の上面及び下面の構造が
対称性を有するため、煩雑な方向選別作業を行うことな
く、自動機によりケース基板などへの実装を容易に行う
ことができる。
【００５２】本発明に係る圧電振動素子では、圧電体と
して、圧電セラミックスや圧電単結晶を用いることがで
きるが、種々の圧電セラミックスを用いたには、圧電セ
ラミックスの組成を制御することにより、様々な共振特
性やフィルタ特性を容易に実現することができる。
して、圧電セラミックスや圧電単結晶を用いることがで
きるが、種々の圧電セラミックスを用いたには、圧電セ
ラミックスの組成を制御することにより、様々な共振特
性やフィルタ特性を容易に実現することができる。
【００５３】本発明に係る圧電共振部品では、ケース基
板上に本発明に係る圧電振動素子が実装され、かつ圧電
振動素子を囲繞するようにケース基板にケース材が取り
付けられているので、不要スプリアスが抑圧された良好
な共振特性やフィルタ特性を有する圧電共振部品であっ
て、プリント回路基板などに容易に実装可能な圧電共振
部品を提供することができる。
板上に本発明に係る圧電振動素子が実装され、かつ圧電
振動素子を囲繞するようにケース基板にケース材が取り
付けられているので、不要スプリアスが抑圧された良好
な共振特性やフィルタ特性を有する圧電共振部品であっ
て、プリント回路基板などに容易に実装可能な圧電共振
部品を提供することができる。
【００５４】また、本発明に係る圧電共振部品におい
て、ケース基板上に実装されたコンデンサ素子をさらに
備え、圧電振動素子がコンデンサ素子上に固定されてお
り、圧電振動素子及びコンデンサ素子により負荷容量内
蔵型圧電発振子を構成した場合には、単一の圧電共振部
品で負荷容量内蔵型圧電発振子を構成することができ、
かつ本発明に係る圧電振動素子を用いているので、所望
の周波数で確実に発振し、異常発振等が生じない圧電共
振部品を提供することができる。
て、ケース基板上に実装されたコンデンサ素子をさらに
備え、圧電振動素子がコンデンサ素子上に固定されてお
り、圧電振動素子及びコンデンサ素子により負荷容量内
蔵型圧電発振子を構成した場合には、単一の圧電共振部
品で負荷容量内蔵型圧電発振子を構成することができ、
かつ本発明に係る圧電振動素子を用いているので、所望
の周波数で確実に発振し、異常発振等が生じない圧電共
振部品を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る圧電振動素子を示
す斜視図。
す斜視図。
【図２】第１の実施例の圧電振動素子において、ベベル
面の表面粗さＲａ1 −振動電極直下の圧電基板表面の表
面粗さＲａ2 と、３倍波に起因するスプリアスの応答と
の関係を示す。
面の表面粗さＲａ1 −振動電極直下の圧電基板表面の表
面粗さＲａ2 と、３倍波に起因するスプリアスの応答と
の関係を示す。
【図３】本発明の一実施例に係る圧電共振部品を示す分
解斜視図。
解斜視図。
【図４】本発明の一実施例に係る圧電共振部品を説明す
るための部分切欠斜視図。
るための部分切欠斜視図。
【図５】本発明の第２の実施例に係る圧電振動素子を示
す斜視図。
す斜視図。
【図６】年発明の第３の実施例に係る圧電振動素子を示
す斜視図。
す斜視図。
【図７】従来の圧電振動素子の一例を示す斜視図。
１…圧電振動素子 ２…圧電体としての圧電基板 ２ａ…上面 ２ｂ…下面 ２ｃ，２ｄ，２ｈ，２ｉ…ベベル面 ２ｅ，２ｆ…側面 ３，４…第１，第２の振動電極 ５，６…引き出し電極 １１…圧電共振部品 １２…ケース基板 １３…ケース材としての金属キャップ １５…コンデンサ素子 ２１…圧電振動素子 ３１…圧電振動素子
Claims (7)
- 【請求項１】 長手方向端部近傍において、長手方向端
部に向かうにつれて厚みが小さくなるようにベベル面が
形成されている圧電体と、 前記圧電体の長さ方向中央において、圧電体を介して表
裏対向するように圧電体の上面及び下面に形成された第
１，第２の振動電極とを備え、第１，第２の振動電極が
対向されている部分が振動部を構成しており、 前記ベベル面の表面粗さが、前記第１，第２の振動電極
が対向している部分における振動電極直下の圧電体表面
の表面粗さよりも大きいことを特徴とする、圧電振動素
子。 - 【請求項２】 前記ベベル面のＪＩＳ Ｂ０６０１にお
ける中心線平均粗さＲａ1 が、前記第１，第２の振動電
極直下の圧電体表面の中心線平均粗さＲａ2に対し、Ｒ
ａ1 −Ｒａ2 ＞０．３μｍの範囲にあることを特徴とす
る請求項１に記載の圧電振動素子。 - 【請求項３】 前記圧電体の上面において、長さ方向両
端近傍に一対のベベル面が形成されており、圧電体の下
面にはベベル面が形成されていない、請求項１または２
に記載の圧電振動素子。 - 【請求項４】 前記圧電体の上面及び下面のいずれにお
いても圧電体の長さ方向両端近傍に一対のベベル面が形
成されている、請求項１または２に記載の圧電振動素
子。 - 【請求項５】 前記圧電体が圧電セラミックスである、
請求項１〜４のいずれかに記載の圧電素振動子。 - 【請求項６】 ケース基板と、 前記ケース基板上に実装された請求項１〜５のいずれか
に記載の圧電振動素子と、 前記圧電振動素子を囲繞するように前記ケース基板に取
り付けられたケース材とを備えることを特徴とする、圧
電共振部品。 - 【請求項７】 ケース基板上に実装されたコンデンサ素
子をさらに備え、 前記圧電振動素子が、前記コンデンサ素子上に固定され
ており、該コンデンサ素子を介して前記ケース基板上に
実装されており、前記圧電振動素子及びコンデンサ素子
により負荷容量内蔵型発振子が構成されている、請求項
６に記載の圧電共振部品。
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