JP2000307375A

JP2000307375A - 圧電部品

Info

Publication number: JP2000307375A
Application number: JP11117224A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamamoto; 隆山本; Yuko Yokoi; 雄行横井
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【発明の目的】組立て性が良好で、表面実装に適し
た、広がり振動モードの圧電部品を提供する【解決手段】基板２の上に枠部３を重ね、枠部３内に
金属スプリング端子４と圧電共振子５を納める。枠部３
を覆うように基板２に重ねた金属製のキャップ６の内面
には突起１３が設けられており、圧電共振子５はスプリ
ング端子４と突起１３によって保持される。スプリング
端子４は基板２の電極パターン８に電気的に接触し、キ
ャップ６は基板２の電極パターン９に導電性接着剤１９
で接着され、その結果、圧電共振子５の両面電極は、基
板２の下面に設けられた外部電極１２，１３に導通す
る。

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、特
に、広がり振動モードを利用した圧電共振子を納めた圧
電部品に関する。

【従来の技術とその問題点】図４は従来の圧電部品３１
の構造を示す断面図である。この圧電部品３１にあって
は、正方形状をした広がり振動モードの圧電共振子３２
を金属スプリング端子３３の電極板３４で挟持し、その
状態で箱状の樹脂ケース３５内に納め、樹脂ケース３５
の開口部に薄紙製の仕切板３６を入れ、その上に封止用
樹脂３７を充填し硬化させて圧電共振子３２を樹脂ケー
ス３５内に封止している。

【０００２】このような構造の圧電部品３１では、薄紙
製の仕切板３６を用いているが、仕切板３６の挿入は自
動化が困難であるので、組立て性が悪かった。そこで、
図５に示す圧電部品３８では、広がり振動モードの圧電
共振子３２を金属スプリング端子３３の電極板３４で挟
持し、その状態で内ケース３９内に納め、内ケース３９
の開口を箱状の樹脂ケース３５の内側に向けて内ケース
３９を樹脂ケース３５に入れ、樹脂ケース３５の開口部
を封止用樹脂３７で封止している。

【０００３】しかし、図４に示した圧電部品３１では、
圧電共振子３２を２枚のスプリング端子３３で挟んだ状
態で樹脂ケース３５に挿入しなければならず、その自動
組立てが困難であった。同様に、図５に示した圧電部品
３８でも、圧電共振子３２を２枚のスプリング端子３３
で挟んだ状態で内ケース３９に挿入しなければならず、
その自動組立てが困難であった。この場合、いずれの構
造でも、圧電部品の組立て後に圧電共振子３２がスプリ
ング端子３３から受ける力を弱くすると、組立てが容易
になるが、スプリング端子３３間に保持されている圧電
共振子３２の安定性が悪くなり、圧電部品の信頼性が低
下する。逆に、スプリング端子３３の弾性力を強くする
と、それだけ樹脂ケース３５や内ケース３９への挿入が
困難になり、圧電部品の組立てが困難になるという問題
があった。

【０００４】また、広がり振動を利用した圧電共振子３
２の共振周波数ｆｒは、ｆｒ＝Ｖ／（２Ｌ）で決まる。ここで、Ｖは圧電体中を伝搬する音の速さ、
Ｌは正方形の圧電共振子３２の１辺の長さである。従っ
て、従来のような構造の圧電部品３１、３８では、圧電
部品の使用周波数が異なると、周波数毎に異なる大きさ
の圧電共振子３２を用いる必要があり、それに応じて種
々のサイズの樹脂ケース３５や内ケース３９を用意しな
ければならなかった。すなわち、広がり振動モードの圧
電共振子３２では、中央の節点をスプリング端子３３で
保持する必要があるが、圧電共振子３２に比べて樹脂ケ
ース３５や内ケース３９が大きいと圧電共振子３２が動
いて節点で保持できなくなるので、圧電共振子３２のサ
イズに応じた樹脂ケース３５や内ケース３９を必要とす
る。そのため、従来のような構造の圧電部品３１、３８
では、サイズの異なる圧電共振子３２毎に異なるサイズ
の樹脂ケース３５や内ケース３９を成形しなければなら
ず、金型コストが非常に高くついていた。

【０００５】また、上記のような圧電部品３１、３８で
は、樹脂ケース３５から突出している金属スプリング端
子３３をプリント配線基板のスルーホールなどに挿入し
て実装する構造となっているので、自動実装が難しく、
表面実装可能な圧電部品が望まれている。そこで、図４
又は図５のような構造の圧電部品３１、３８において、
スプリング端子３３のリード部４０を左右にずらせてお
き、このリード部４０を図６（ａ）（ｂ）に示すように
コ字状に折り曲げることにより、疑似ＳＭＤ（表面実装
部品）化した圧電部品４１も提案されている。

【０００６】しかし、このような疑似ＳＭＤ化した圧電
部品４１では、図６（ａ）（ｂ）に示されているように
片側からしかリード部４０を出すことができないので、
表面実装時の安定性が悪く、半田付け時にプリント配線
基板上で位置ずれするという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の技術的
問題点を解決するためになされたものであり、その目的
とするところは、組立て性の良好な、広がり振動を利用
した圧電部品を提供することにある。また、本発明の別
な目的は、表面実装に適した、広がり振動を利用した圧
電部品を提供することにある。本発明のさらに別な目的
は、金型コストを増大させることなく、サイズの異なる
広がり振動モードの圧電共振子を収容することができる
圧電部品を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段と作用】請求項１に記載の
圧電部品は、基板本体の上に金属スプリング端子を載置
し、基板本体の上に被せたキャップと前記スプリング端
子によって広がり振動を利用した圧電共振子を弾性的に
挟持させたことを特徴としている。

【０００９】請求項１に記載の圧電部品にあっては、基
板本体、スプリング端子、圧電共振子、キャップを順次
下から重ねて一体化することで組立てられるので、組立
て作業が簡単になり、自動組立てにも適した圧電部品を
提供することができる。

【００１０】請求項２に記載の圧電部品は、請求項１に
記載した圧電部品において、前記基板本体の下面又は外
周面の少なくとも一方に、前記圧電共振子の両面電極と
導通した外部電極が設けられていることを特徴としてい
る。

【００１１】請求項２に記載の圧電部品にあっては、基
板本体の下面又は外周面の少なくとも一方に外部電極を
設けているので、広がり振動を利用したリードレスの表
面実装用圧電部品を製作することができ、プリント配線
基板などに安定に実装することができる。

【００１２】請求項３に記載の圧電部品は、請求項１又
は２に記載の圧電部品において、前記キャップを金属キ
ャップとし、金属キャップに設けた突起と前記スプリン
グ端子に設けた突起とで前記圧電共振子を挟持させたこ
とを特徴としている。

【００１３】請求項３に記載の圧電部品は、キャップと
して突起を有する金属キャップを用い、その突起とスプ
リング端子に設けた突起とで圧電共振子を挟持させるよ
うにしているから、スプリング端子と反対側で圧電共振
子に接触する端子をキャップが兼ねることができ、部品
点数を削減することができる。

【００１４】請求項４に記載の圧電部品は、請求項１、
２又は３に記載した圧電部品において、前記基板本体に
圧電共振子を囲むようにして枠部を設け、枠部の内周面
から圧電共振子に向けて長さ変更可能な凸部を突出させ
ていることを特徴としている。ここで、凸部を長さ変更
可能にするとは、凸部を切断することによって凸部の長
さを変える場合と、長さの異なる凸部を接着することに
よって凸部の長さを変える場合とを含んでいる。

【００１５】請求項４に記載の圧電部品は、圧電共振子
を囲んでいる枠部の内周面から圧電共振子に向けて長さ
変更可能な凸部を突出させているから、圧電共振子のサ
イズに応じて枠部内面の凸部の長さを変更することによ
り、大きさの異なる圧電共振子を同じ基板本体に納める
ことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態による
圧電部品１の構造を示す断面図、図２はその分解斜視図
である。この圧電部品１は、図２に示されているよう
に、基板２、枠部３、スプリング端子４、圧電共振子
５、キャップ６から構成されている。基板２は、ガラス
・エポキシ樹脂基板やセラミック基板等の基板本体７に
電極を形成したものであり、基板本体７の上面には二つ
の領域の電極パターン８，９が形成され、裏面にも図３
に示すような二つの領域の外部電極１０，１１が形成さ
れており、上面の電極パターン８，９と下面の外部電極
１０，１１とはそれぞれ２分割されたスルーホール１
２，１３を介して接続されている。

【００１７】枠部３は樹脂成形品（例えば、射出成形
品）であって、スプリング端子４と圧電共振子５を納め
ることができるだけの深さ（高さ）を有している。枠部
３の内周寸法は、最も大きな圧電共振子５の寸法と等し
いか、あるいはそれよりも大きくなっている。また、枠
部３の内周面の４ヵ所には、凸部１４が突出している。
これらの凸部１４の長さは、最も小さな圧電共振子５を
枠部３内に納めたとき、その圧電共振子５の外周面の各
辺の中央部（節点）を押さえ、圧電共振子５を動かない
ように位置決めし、また回転止めすることができるよう
なものとなっている。

【００１８】また、最小の圧電共振子５よりも大きな圧
電共振子５を納める場合には、枠部３内で圧電共振子５
を保持できるように、その圧電共振子５の寸法に応じて
枠部３の凸部１４をカットする。従って、寸法の異なる
圧電共振子５、すなわち使用周波数の異なる圧電共振子
５に対して枠部３を共用化することができ、部品の種類
を減らすことによってコストを安価にすることができ
る。特に、樹脂成形品の場合には、金型が１種類で済む
ので、金型投資を最低限に抑制できる。こうして、カッ
トにより凸部１４の長さを調整された枠部３は、その下
面に塗布された接着剤１５により基板２の上面外周部に
接着して基板２と一体化する。

【００１９】なお、この実施形態では、互いに別体とな
った基板２と枠部３によって基板本体を構成している
が、この基板２と枠部３とは一体構造としてもよい。基
板本体を一体構造とすれば、部品点数を減らすことがで
き、また、この実施形態のように基板２と枠部３を別個
にすれば、ガラス・エポキシ樹脂基板やセラミック基板
等を用いて電極パターン８，９や外部電極１０，１１を
容易に形成できる。

【００２０】金属製のスプリング端子４は、中央部上面
に設けられた突起１６と、四方に放射状に延びた足１７
を有している。スプリング端子４の足１７は、いずれも
下方へ略くの字状に屈曲することによって弾性を付与さ
れており、対角方向に位置する足１７の先端どうしの距
離は、枠部３内空間の対角距離とほぼ等しくなってい
る。従って、枠部３内にスプリング端子４を入れると、
スプリング端子４は凸部１４と干渉することなく枠部３
内に納められ、スプリング端子４の各足１７の先端が枠
部３内周の隅に位置決めされる。この隅には、電極パタ
ーン９が位置しているので、スプリング端子４は、基板
２の電極パターン９のみに電気的に接触する。

【００２１】圧電共振子５は、厚み方向に分極処理を施
された正方形の圧電基板の両面に電極を設けたものであ
り、両主面の中央部が節点となっている。この圧電共振
子５を枠部３内に納めると、スプリング端子４の突起１
６は、圧電共振子５の中央部（節点）付近に当たって圧
電共振子５を支持する。また、枠部３の凸部１４が圧電
共振子５の各辺の中央部（節点）に当接または近接して
圧電共振子５を位置決めする。

【００２２】キャップ６はアルミニウムや銅等の金属材
料によって形成されており、枠部３に覆い被さるように
して基板２上に載置できるような形状及び寸法となって
いる。キャップ６の内面中央部には突起１８が設けられ
ている。枠部３内にスプリング端子４と圧電共振子５を
納めた後、キャップ６の下面に絶縁性接着剤１９を塗布
し、枠部３の外周を覆うようにして基板２上にキャップ
６を被せてキャップ６を基板２に押し付けながら絶縁性
接着剤１９を硬化させ、絶縁性接着剤１９によってキャ
ップ６を基板２に接着し、これによって圧電共振子５を
基板２とキャップ６の間に封止する。なお、このキャッ
プ６の接着位置には、電極パターン８が設けられている
ので、この部分においては絶縁性接着剤１９に代えて導
電性接着剤２０を用いることにより、キャップ６は電極
パターン８のみに電気的に接触する。また、キャップ６
の内面と圧電共振子５の上面との間には、突起１８によ
り０.２ｍｍ程度のクリアランスが確保される。

【００２３】こうしてキャップ６を基板２に押圧して接
着一体化すると、スプリング端子４の弾性によって圧電
共振子５の両面中央部にスプリング端子４の突起１６と
キャップ６の突起１８が押し付けられ、圧電共振子５は
中央部の節点で両側から挟持されると共にスプリング端
子４とキャップ６に電気的に導通させられる。スプリン
グ端子４は、電極パターン９とスルーホール１３を介し
て外部電極１１に導通させられており、キャップ６は、
導電性接着剤２０、電極パターン８及びスルーホール１
２を介して外部電極１０に導通させられているので、圧
電共振子５の両面電極は外部電極１０，１１へ引き出さ
れる。この外部電極１０，１１は、基板２下面に金属箔
のパターンや導体薄膜（蒸着膜など）、導体厚膜（導電
ペーストの焼付け膜など）によって平坦に形成すること
ができるので、この圧電部品１はプリント配線基板など
にも安定に実装することができ、表面実装用部品として
用いることができる。また、図６に示した圧電部品のよ
うにリード部を折り曲げたりする必要がないので、容易
に製造することができる。

【００２４】また、上記のように、この圧電部品１の組
立てにあたっては、下から基板２、枠部３またはスプリ
ング端子４、圧電共振子５、キャップ６という順序で積
んでいくことによって製造することができるので、製造
工程を簡略にでき、特に自動組立てにも適している。さ
らに、凸部１４の長さを調整することにより、寸法の異
なる広がり振動モードの圧電共振子５を納めることがで
きるので、使用周波数の異なる圧電部品１の外形を同一
サイズに揃えることが可能になる。

【００２５】なお、キャップ６は樹脂やセラミック等に
よって製作し、その内面及び下面にだけメッキ等によっ
て導電膜を形成するようにしてもよい。あるいは、合成
樹脂やセラミック等によって製作したキャップ６と圧電
共振子５の間に、突起を備えた端子板を挟み込み、端子
板のリード部を基板２の電極パターン８へ導くようにし
てもよい。

【００２６】

【発明の効果】請求項１に記載の圧電部品にあっては、
基板本体、スプリング端子、圧電共振子、キャップを順
次下から重ねて一体化することで組立てられるので、組
立て作業が簡単になる。従って、広がり振動を利用した
圧電部品の自動組立てが容易に行なえる。

【００２７】請求項２に記載の圧電部品にあっては、基
板本体の下面又は外周面の少なくとも一方に外部電極を
設けているので、広がり振動を利用したリードレスの表
面実装用圧電部品を製作することができ、プリント配線
基板などに安定に実装することができる。

【００２８】請求項３に記載の圧電部品は、キャップと
して突起を有する金属キャップを用い、その突起とスプ
リング端子に設けた突起とで圧電共振子を挟持させるよ
うにしているから、スプリング端子と反対側で圧電共振
子に接触する端子をキャップが兼ねることができ、部品
点数を削減することができる。従って、部品点数の削減
によって組立て工程が簡略化される。また、部品コスト
も安価になる。

【００２９】請求項４に記載の圧電部品は、圧電共振子
を囲んでいる枠部の内周面から圧電共振子に向けて長さ
変更可能な凸部１４を突出させているから、圧電共振子
のサイズに応じて枠部内面の凸部１４の長さを変更する
ことにより、大きさの異なる圧電共振子を同じ基板本体
に納めることができる。従って、基板本体やキャップ等
の部品の共用化によって圧電部品を安価にすることがで
きる。特に、樹脂成形品を用いている部分では、部品の
共通化によって金型コストを安価にできるので、大幅な
コストの削減効果を見込むことができる。さらに、部品
の共通化により、サイズの異なる圧電共振子を用いた圧
電部品、すなわち使用周波数の異なる圧電部品の外形寸
法を統一することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による圧電部品を示す断面
図である。

【図２】図１の圧電部品の分解斜視図である。

【図３】図２に示されている基板の裏面側からの斜視図
である。

【図４】従来の圧電部品の構造を示す断面図である。

【図５】従来の別な構造の圧電部品を示す断面図であ
る。

【図６】疑似ＳＭＤ型の圧電部品を示す斜視図及び側面
図である。

【符号の説明】

２基板３枠部４スプリング端子５圧電共振子６キャップ８，９電極パターン１４凸部１６スプリング端子の突起１８キャップの突起

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板本体の上に金属スプリング端子を載
置し、基板本体の上に被せたキャップと前記スプリング
端子によって広がり振動を利用した圧電共振子を弾性的
に挟持させたことを特徴とする圧電部品。
【請求項２】前記基板本体の下面又は外周面の少なく
とも一方に、前記圧電共振子の両面電極と導通した外部
電極が設けられていることを特徴とする、請求項１に記
載の圧電部品。
【請求項３】前記キャップを金属キャップとし、金属
キャップに設けた突起と前記スプリング端子に設けた突
起とで前記圧電共振子を挟持させたことを特徴とする、
請求項１又は２に記載の圧電部品。
【請求項４】前記基板本体に圧電共振子を囲むように
して枠部を設け、枠部の内周面から圧電共振子に向けて
長さ変更可能な凸部を突出させていることを特徴とす
る、請求項１、２又は３に記載の圧電部品。