JP2001127577A

JP2001127577A - 圧電振動部品

Info

Publication number: JP2001127577A
Application number: JP30310999A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Sugimoto; 正信杉本; Katsuyuki Takei; 克行武井
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】耐熱衝撃性、及び、耐基板曲げ性等の機械的強
度特性に優れた圧電振動部品を提供する。【解決手段】圧電振動子２０は、圧電基板２００がチタ
ン酸鉛系セラミックスでなる。容量素子２１はベース板
１上に搭載されており、圧電振動子２０は容量素子２１
の上に搭載されている。圧電振動子２０の圧電基板２０
０の線膨張係数をα１とし、容量素子２１の誘電基板２
１０の線膨張係数をα２とし、ベース板１の線膨張係数
をα３としたとき、α３＞α２＞α１を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック発振子
などに用いられる圧電振動部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、２〜１６ＭＨｚの発振周波数
を得る共振子として、厚み辷りモードの圧電振動子を利
用した圧電共振子が知られている。厚み辷りモードの圧
電振動子は、短冊状の圧電基板に、１対の対向電極を付
与した構造を有する。この圧電振動子は、特開昭６０−
１２３１２０号公報等に開示されているように、２個の
負荷容量を形成する容量素子と積層され、発振回路を構
成する。圧電振動子と容量素子との積層組立体は外装ケ
ース内に収納されており、圧電振動子及び容量素子の電
極はリード端子によって外部に導出される。

【０００３】この従来技術の場合、リード端子を有する
ことが必須であるので、平面実装部品（ＳＭＤ部品）と
して用いることができない。

【０００４】平面実装できる圧電振動部品として、例え
ば、特開平１−２３６７１５号公報、特開平８−１１１
６２６号公報または特開平８−３０７１９３号公報等
は、圧電振動子及び容量素子の積層組立体を、ベース板
の一面上に搭載する構造を開示している。ベース板は、
一般には、アルミナ、フォルステライト等の硬質セラミ
ックスが用いられる。ベース板には、予め、必要な数の
端子電極が形成してあって、圧電振動子と容量素子との
積層組立体は端子電極によって前記ベース板に電気的機
械的に接続される。回路基板等への実装に当たっては、
ベース板に設けられた端子電極を、回路基板上の導体パ
ターンにはんだ付け等によって接続固定できるので、平
面実装が可能である。

【０００５】ところで、例えば、６〜１６ＭＨｚの発振
周波数を得るための厚み辷りモードを利用した圧電振動
部品の場合、圧電基板として、材料定数的にチタンジル
コン酸鉛系セラミックスよりも、チタン酸鉛系セラミッ
クスの方が良好な特性を得ることができる。しかも、チ
タン酸鉛系セラミックスを用いた場合、周波数を決定す
るセラミックスの厚みを、より厚く設定できるので、研
磨等の作業性が良く、より高い周波数の圧電振動部品を
容易に作ることができる。即ち、高性能、高信頼性で、
かつ、小型薄型の負荷容量内蔵型圧電振動部品の得るの
に適している。

【０００６】しかし、チタン酸鉛系セラミックスの線膨
張係数が負である（約−８ｐｐｍ）という特徴から、一
般にはアルミナ（線膨張係数約＋８ｐｐｍ）でなるベ一
ス板に直接搭載接合すると、線膨張の大きな不一致のた
め、接合の信頼性が、極めて低いことが知られている。

【０００７】そのため、ベース板に圧電振動子を搭載す
るタイプのチップ型圧電振動部品では、チタン酸鉛系セ
ラミックスを圧電振動子として使用することができなか
った。

【０００８】解決策として、ベース板にチタン酸ジルコ
ン酸鉛（線膨張係数約０ｐｐｍ）を用いて、線膨張係数
差を小さくすることが考えられるが、チタン酸ジルコン
酸鉛の機械的強度が弱く、プリント基板実装後の基板分
割を想定した耐基板曲げ性が十分ではない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高性
能、高信頼性で、かつ、小型薄型の負荷容量内蔵型圧電
振動部品を提供することである。

【００１０】本発明のもう一つの課題は、耐熱衝撃性に
優れた負荷容量内蔵型圧電振動部品を提供することであ
る。

【００１１】本発明の更にもう一つの課題は、耐基板曲
げ性等の機械的強度特性に優れた圧電振動部品を提供す
ることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明に係る圧電振動部品は、ベース板と、圧
電振動子と、容量素子とを含む。前記圧電振動子は、圧
電基板がチタン酸鉛系セラミックスでなる。前記容量素
子は、前記ベース板上に搭載されており、前記圧電振動
子は、前記容量素子の上に搭載されている。

【００１３】上記構造において、前記圧電振動子の前記
圧電基板の線膨張係数をα１とし、前記容量素子の誘電
基板の線膨張係数をα２とし、ベース板の線膨張係数を
α３としたとき、α３＞α２＞α１を満たす。

【００１４】上述したように、本発明に係る圧電振動部
品において、圧電振動子は、圧電基板がチタン酸鉛系セ
ラミックスでなる。チタン酸鉛系セラミックスでなる圧
電振動子は、既に述べたように、例えば、６〜１６ＭＨ
ｚの発振周波数を得るための厚み辷りモードを利用した
圧電振動部品において、材料定数的にチタンジルコン酸
鉛系セラミックスよりも、優れた特性を示す。

【００１５】しかも、圧電振動子の圧電基板を、チタン
酸鉛系セラミックスによって構成した場合、周波数を決
定するセラミックスの厚みを、より厚く設定できるの
で、研磨等の作業性が良く、より高い周波数の圧電振動
部品を容易、かつ、確実に作ることができる。

【００１６】よって、本発明によれば、高性能、高信頼
性で、かつ、小型薄型の負荷容量内蔵型圧電振動部品を
得ることができる。

【００１７】容量素子はベース板上に搭載されており、
圧電振動子は容量素子の上に搭載されている。この構造
によれば、圧電振動子と容量素子との積層組立体を、ベ
ース板に予め設けた端子電極によって、ベース板に電気
的機械的に接続できる。これにより、回路基板等への実
装に当たって、ベース板に設けられた端子電極を、回路
基板上の導体パターンにはんだ付け等によって接続固定
する平面実装タイプの圧電振動部品が得られる。

【００１８】上記構造において、前記圧電振動子の前記
圧電基板の線膨張係数をα１とし、前記容量素子の誘電
基板の線膨張係数をα２とし、ベース板の線膨張係数を
α３としたとき、α３＞α２＞α１を満たす。上述した
構成によれば、ベース板と圧電振動子との間の線膨張係
数の差を、容量素子によって緩和し、容量素子を熱衝撃
緩衝手段として活用することができる。このため、圧電
振動子をチタン酸鉛系セラミックスで構成した場合の熱
衝撃の問題を回避することができる。具体的には、容量
素子を、例えば、ＰＺＴ（線膨張係数約０ｐｐｍ）によ
って構成することにより、アルミナ、フォルステライト
等の硬質セラミックスでなるベース板と、チタン酸鉛系
セラミックスでなる圧電振動子との間の線膨張係数差を
緩和し、熱衝撃を低下させることができる。

【００１９】より具体的には、線膨張係数α１、α２及
びα３に関して、（α２−α１）≦１０ｐｐｍ、及び、（α３−α２）≦１０ｐｐｍを満たすようにする。この範囲であれば、上述した熱衝
撃緩和作用を確実に得ることができる。

【００２０】線膨張係数α１、α２及びα３に関して、
上述した条件を満たす具体的な構成は、ベース板をアル
ミナまたはフォルステライトで構成し、容量素子の誘電
基板をチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスで構成する
ことである。

【００２１】更に、ベース板は硬質セラミックス、具体
的にはアルミナ、フォルステライトで構成できるから、
耐基板曲げ性等の機械的強度特性に優れた圧電振動部品
を得ることができる。

【００２２】本発明の他の目的、構成及び利点は、添付
図面を参照して、更に具体的に説明する。図は単なる例
示に過ぎない。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る圧電振動部品
の分解斜視図、図２は図１に図示された圧電振動部品に
おいて、圧電振動子及び容量素子の積層組立体をベース
に取り付けた状態を示す分解斜視図、図３は図１及び図
２に示した圧電振動部品の組立状態における断面図、図
４は図１〜図３に示した実施例の電気回路である。これ
らの図に図示された圧電振動部品は、圧電振動子２０
と、容量素子２１と、ベース板１とを含む。

【００２４】＜圧電振動子２０＞圧電振動子２０は、圧
電基板２００と、第１の振動電極２０１と、第２の振動
電極２０２とを含んでいる。圧電基板２００は、チタン
酸鉛系セラミックス（以下ＰＴと称する）からなる。第
１の振動電極２０１は、圧電基板２００の厚さ方向の他
面に設けられ、一端が圧電基板２００の長さ方向の一端
側にある一側端面に導出され、他端が圧電基板２００の
長さ方向の中間で終わっている。

【００２５】第２の振動電極２０２は、圧電基板２００
の厚さ方向の一面に設けられ、一端が圧電基板２００の
長さ方向の他端側にある他側端面に導出され、他端が圧
電基板２００の長さ方向の中間で終わっている。

【００２６】圧電基板２００は、第１の振動電極２０１
及び第２の振動電極２０２の間に電圧が印加されたと
き、厚み辷り振動を行うように分極されている。

【００２７】図示実施例では、圧電振動子２０は、第１
のダミー電極６１及び第２のダミー電極６２を含んでい
る。第１のダミー電極６１は、圧電基板２００の厚さ方
向の他面において、圧電基板２００の長さ方向の他端側
に設けられ、第１の振動電極２０１と間隔を隔ててい
る。第２のダミー電極６２は、圧電基板２００の厚さ方
向の一面において、圧電基板２００の長さ方向の一端側
に設けられている。第１及び第２のダミー電極６１、６
２は、振動に影響のない範囲に設ける。

【００２８】＜容量素子２１＞容量素子２１は、圧電振
動子２０の圧電基板２００の線膨張係数をα１とし、容
量素子２１の誘電基板２１０の線膨張係数をα２とした
とき、α２＞α１を満たす。より具体的には、線膨張係
数α１、α２に関して、（α２−α１）≦１０ｐｐｍを
満たすようにする。このような誘電基板２１０の具体例
はチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス（以下ＰＺＴと
称する）である。圧電振動子２０の圧電基板２００をＰ
Ｔによって構成し、容量素子２１の誘電基板２１０をＰ
ＺＴによって構成した場合、α２＞α１を満たし、線膨
張係数の差（α２−α１）は約８ｐｐｍとなる。

【００２９】図示された容量素子２１は、同一の誘電基
板２１０による少なくとも２つの容量Ｃ１、Ｃ２（図４
参照）を有する。２つの容量Ｃ１、Ｃ２は、誘電基板２
１０の一面及び他面に設けられた複数の容量電極２１１
〜２１３によって取得される。図示実施例において、容
量電極は、第１の容量電極２１１と、第２の容量電極２
１２と、第３の容量電極２１３とを含んでいる。第１の
容量電極２１１は、誘電基板２１０の厚さ方向の一面に
設けられ、一端が誘電基板２１０の長さ方向の一端側に
ある一側端面に導出され、他端が誘電基板２１０の長さ
方向の中間で終わっている。

【００３０】第２の容量電極２１２は、誘電基板２１０
の厚さ方向の一面に設けられ、一端が誘電基板２１０の
長さ方向の他端側にある他側端面に導出され、他端が誘
電基板２１０の長さ方向の中間で終わっている。

【００３１】第３の容量電極２１３は、誘電基板２１０
の厚さ方向の他面に設けられ、第１及び第２の容量電極
２１１、２１２に共通に対向し、長さ方向の両端が誘電
基板２１０の長さ方向の中間で終わっている。

【００３２】図示実施例の容量素子２１は、更に、第３
のダミー電極６３及び第４のダミー電極６４を含んでい
る。第３及び第４のダミー電極６３、６４は、誘電基板
２１０の厚さ方向の他面側において、その長さ方向の両
端に備えられている。第３及び第４のダミー電極６３、
６４は、取得されるべき容量に対して、実質的に、影響
を与えないように、第３の容量電極２１３から離して形
成する。

【００３３】容量素子２１を構成する誘電基板２１０
は、圧電振動子２０を構成する圧電基板２００２０と長
さがほぼ同じであって、誘電基板２１０及び圧電基板２
００２０は、長さ方向の両端を揃え、互いの厚さ方向の
一面が、圧電振動子２０の振動に必要な隙間を有して対
向するように、互いに積層されている。

【００３４】＜ベース板１＞ベース板１は、基体１０
が、硬質セラミックスで構成される。容量素子２１の誘
電基板２１０の線膨張係数をα２とし、基体１０の線膨
張係数をα３としたとき、α３＞α２を満たす。より具
体的には、線膨張係数α２及びα３に関して、（α３−
α２）≦１０ｐｐｍを満たす。このような硬質セラミッ
クスの例としては、アルミナまたはフォルステライト等
を挙げることができる。容量素子２１の誘電基板２１０
をＰＺＴによって構成し、ベース板１をアルミナで構成
した場合、α３＞α２であり、線膨張係数の（α３−α
２）は約８ｐｐｍとなる。

【００３５】図示されたベース板１は全体として平板状
であって、複数の端子電極１１〜１３を有する。端子電
極１１〜１３は、互いに間隔を隔て、ベース板１の側面
及び裏面を経て、ベース板１を１周するように形成され
ている。上述した端子電極１１〜１３は、スクリーン印
刷法、蒸着、スパッタリング等の方法を適宜組合わせて
形成することができる。端子電極１１〜１３は、分割ス
ルーホール形状でもよい。

【００３６】＜他の構成部分＞実施例に示された圧電振
動部品は、第１乃至第４の補強層４１〜４４を含んでい
る。補強層４１〜４４は、導電接着剤でも絶縁接着剤で
もよい。第１の補強層４１は、圧電基板２００の厚さ方
向の他面上において、圧電基板２００の長さ方向の一端
側に備えられ、一端が圧電基板２００の長さ方向の一側
端面に導出されている。図示実施例において、第１の補
強層４１は第１の振動電極２０１の上に設けられてい
る。

【００３７】第２の補強層４２は、圧電基板２００の厚
さ方向の他面上において、圧電基板２００の長さ方向の
他端側（第１の補強層４１とは反対側）に設けられ、一
端が圧電基板２００の長さ方向の他側端面に導出されて
いる。図示実施例において、第２の補強層４２は、第１
のダミー電極６１に設けられている。

【００３８】第３の補強層４３は、容量素子２１の厚さ
方向の他面上において、容量素子２１の長さ方向の一端
側に設けられ、一端が容量素子２１の長さ方向の一側端
面に導出されている。

【００３９】第４の補強層４４は、誘電基板２１０の厚
さ方向の他面上において、誘電基板２１０の長さ方向の
他端側に設けられ、一端が容量素子２１の長さ方向の他
側端面に導出されている。実施例において、第３の補強
層４３は、第３のダミー電極６３上に設けられており、
第４の補強層４４は、第４のダミー電極６４上に設けら
れている。

【００４０】また、実施例に示された圧電振動部品は、
第１の端部電極５１と、第２の端部電極５２とを含んで
いる。第１の端部電極５１は、圧電基板２００及び誘電
基板２１０の長さ方向の一側端面に付着され、両端が第
１の補強層４１及び第３の補強層４３に付着されてい
る。第２の端部電極５２は、圧電基板２００及び誘電基
板２１０の長さ方向の他側端面に付着され、両端が第２
の補強層４２及び第４の補強層４４に付着されている。
第１及び第２の端部電極５１、５２は、蒸着、スパッタ
等の薄膜法あるいは、導電接着剤の塗布、印刷等の手法
で形成することができる。さらに、各電極の端面への露
出を確実にするため、バレル研磨を施してから、第１及
び第２の端部電極５１、５２を形成してもよい。

【００４１】＜積層組立体とベース板１との組み合わせ
＞積層組立状態では、圧電振動子２０の圧電基板２００
に設けられた第２のダミー電極６２が、容量素子２１の
誘電基板２１０に設けられた容量電極２１１と、第１の
導電性接着剤７１によって接続され、圧電振動子２０の
第２の振動電極２０２が第２の容量電極２１２と第２の
導電性接着剤７２によって接着されている。

【００４２】積層組立体は、端子電極１１〜１３によっ
てベース板１に電気的機械的に接続されている。具体的
には、端部電極５１が第１の端子電極１１の接続部１１
０に導電性接着剤による接着またははんだ付け等の手段
２８０によって接続固定され、端部電極５２が第３の端
子電極１３にはんだ付け２８０等の手段によって接続固
定される。第２の端子導体１２には、容量素子２１の第
３の容量電極２１３が、導電性接着剤による接着または
はんだ付け等の手段２８０によって接続固定される。

【００４３】更に、実施例の圧電振動部品は、キャップ
３を含んでいる。キャップ３は、アルミナ、フォルステ
ライト等でなり、圧電振動子２０、及び、容量素子２１
を覆い、周辺がベース板１に、接着剤を用いて接合され
る。これにより、圧電振動子２０、及び、容量素子２１
のある内部空間の気密が保たれる。

【００４４】図４の電気回路を参照すると、圧電振動子
２０の両端を端子１１、１３に接続するとともに、圧電
振動子２０の両端に、容量素子２１を構成する容量Ｃ
１、及び、容量Ｃ２の一端を接続し、容量Ｃ１、Ｃ２の
他端を、接地端子１２に共通に接続した回路構成とな
る。

【００４５】図示実施例の圧電振動部品において、圧電
振動子２０は、圧電基板２００がＰＴでなる。圧電基板
２００がＰＴでなる圧電振動子２０は、既に述べたよう
に、例えば、６〜１６ＭＨｚの発振周波数を得るための
厚み辷りモードを利用した圧電振動部品において、材料
定数的にＰＺＴよりも、優れた特性を示す。

【００４６】しかも、圧電振動子２０の圧電基板２００
を、ＰＴによって構成した場合、周波数を決定するセラ
ミックスの厚みを、より厚く設定できるので、研磨等の
作業性が良く、より高い周波数の圧電振動部品を容易、
かつ、確実に作ることができる。

【００４７】よって、本発明によれば、高性能、高信頼
性で、かつ、小型薄型の負荷容量内蔵型圧電振動部品の
得ることができる。

【００４８】容量素子２１はベース板１の上に搭載され
ており、圧電振動子２０は容量素子２１の上に搭載され
ている。この構造によれば、圧電振動子２０と容量素子
２１との積層組立体を、ベース板１に予め設けた端子電
極１１〜１３によって、ベース板１に電気的機械的に接
続できる。これにより、回路基板等への実装に当たっ
て、ベース板１に設けられた端子電極１１〜１３を、回
路基板上の導体パターンにはんだ付け等によって接続固
定する平面実装タイプの圧電振動部品が得られる。

【００４９】本発明に係る圧電振動部品は、上記構造に
おいて、圧電基板２００の線膨張係数α１、容量素子２
１の誘電基板２１０の線膨張係数α２及びベース板１の
線膨張係数α３に関して、α３＞α２＞α１を満たして
いる。上述した構成によれば、ベース板１と圧電振動子
２０との間の線膨張係数の差を、容量素子２１によって
緩和し、容量素子２１を熱衝撃緩衝手段として活用する
ことができる。このため、圧電振動子２０をＰＴで構成
した場合の熱衝撃の問題を回避することができる。具体
的には、容量素子２１を、例えば、ＰＺＴ（線膨張係数
約０ｐｐｍ）によって構成することにより、アルミナ、
フォルステライト等の硬質セラミックスでなるベース板
１と、ＰＴでなる圧電振動子２０との間の線膨張係数差
を緩和し、熱衝撃を低下させることができる。特に、線
膨張係数α１、α２及びα３に関して、（α２−α１）≦１０ｐｐｍ、及び、（α３−α２）≦１０ｐｐｍを満たすことにより、上述した熱衝撃緩和作用を確実に
得ることができる。

【００５０】更に、ベース板１は硬質セラミックス、具
体的にはアルミナ、フォルステライトで構成できるか
ら、耐基板曲げ性等の機械的強度特性に優れた圧電振動
部品を得ることができる。

【００５１】図示実施例において、圧電振動子２０の圧
電基板２００及び容量素子２１の誘電基板２１０は、長
さがほぼ同じであって、長さ方向の両端を揃え、互いの
厚さ方向の一面が、圧電振動子２０の振動に必要な隙間
を有して対向するように、互いに積層されて積層組立体
を構成している。この積層組立体はベース板１に搭載さ
れ、端子電極１１〜１３によって、ベース板１に電気的
機械的に接続されている。この構造によれば、ベース板
１に設けられた端子電極１１〜１３を、回路基板上の導
体パターンにはんだ付け等によって接続固定できるの
で、平面実装の可能な圧電振動部品を提供できる。

【００５２】更に、図示実施例の圧電振動部品は、第１
乃至第４の補強層４１〜４４を含んでいる。第１の補強
層４１は、圧電基板２００の厚さ方向の他面上におい
て、圧電基板２００の長さ方向の一端側に備えられ、一
端が圧電基板２００の長さ方向の一側端面に導出されて
いる。第３の補強層４３は誘電基板２１０の厚さ方向の
他面上において、誘電基板２１０の長さ方向の一端側に
設けられ、一端が誘電基板２１０の長さ方向の一側端面
に導出されている。従って、圧電基板２００及び誘電基
板２１０の両者において、互いに揃えられた長さ方向の
一側端面に第１の端部電極５１を付与し、この第１の端
部電極５１の両端を、第１及び第３の補強層４１、４３
に接続することができる。

【００５３】圧電基板２００及び誘電基板２１０の稜角
部は、第１及び第３の補強層４１、４３の膜厚と、第１
の端部電極５１との接合になるから、圧電基板２００及
び誘電基板２１０の稜角部において、電極膜が薄くなる
ことがない。特に、第１及び第３の補強層４１、４３が
導電性を有する場合は、第１の端部電極５１と接続する
導電部分の膜厚が、第１及び第３の補強層４１、４３に
よって増大するから、接続部分の電気的接続の信頼性
が、一層向上する。

【００５４】しかも、第１及び第３の補強層４１、４３
があるから、圧電基板２００や誘電基板２１０の稜角部
に破損等を生じることがない。このため、第１の端部電
極５１の電気的導通の信頼性が極めて高くなる。

【００５５】更に、第１の端部電極５１は、圧電基板２
００及び誘電基板２１０の長さ方向の一側端面に付着さ
れるものであって、最外側層となるから、個々の圧電振
動部品に分割する直前、または、分割後に付与できる。
より具体的には、第１の端部電極５１は、研磨工程の後
に付与することができる。このため、製造プロセスにお
いて、第１の端部電極５１が損傷を受けるのを、回避す
ることができる。

【００５６】次に、第２の補強層４２は、圧電基板２０
０の厚さ方向の他面上において、圧電基板２００の長さ
方向の他端側に設けられ、一端が圧電基板２００の長さ
方向の他側端面に導出されている。第４の補強層４４は
誘電基板２１０の厚さ方向の他面上において、誘電基板
２１０の長さ方向の他端側に設けられ、一端が誘電基板
２１０の長さ方向の他側端面に導出されている。第２の
端部電極５２は、圧電基板２００及び誘電基板２１０の
長さ方向の他側端面に付着され、両端が第２の補強層４
２及び第４の補強層４４に付着されている。

【００５７】第２の端部電極５２と、第２及び第４の補
強層４２、４４との関係は、第１の端部電極５１と、第
１の補強層４１及び第３の補強層４３との関係と同じで
ある。従って、第２の端部電極５２と、第２及び第４の
補強層４２、４４との間においても、第１の端部電極５
１と、第１の補強層４１及び第３の補強層４３との関係
において述べた上記作用効果が得られる。

【００５８】以上を要するに、図示実施例によれば、高
信頼度の端子構造を有する圧電振動部品を得ることがで
きる。

【００５９】＜他の実施例＞図５は本発明に係る圧電振
動部品の別の実施例を示す分解斜視図、図６は図５に図
示された圧電振動部品において、圧電振動子及び容量素
子の積層組立体をベースに取り付けた状態を示す分解斜
視図、図７は図５及び図６に示した圧電振動部品の断面
図である。図において、図１〜図３に現れた構成部分と
同一の構成部分については、同一の参照符号を付してあ
る。この実施例の場合も、圧電振動子２０がＰＴで構成
されること、容量素子２１がＰＺＴで構成されること、
及び、ベース板１がアルミナ等の硬質セラミックスで構
成されることは、図１〜図３の実施例と同様である。

【００６０】図５〜図７に示された実施例の特徴の一つ
は、ベース板１の一面に凹部１０１を有することであ
る。凹部１０１は容量素子２１の位置決めの働きをする
ものであって、その形状及び深さは、容量素子２１の平
面形状及び厚み等を考慮して定められる。凹部１０１の
の深さは、位置決めの機能を果たすために、最低０．１
ｍｍは必要である。また、位置決めの対象となる容量素
子２１は、最大厚さが０．６ｍｍ程度であり、凹部１０
１へのメタライズの容易さを考慮すると、その深さは、
最大０．５ｍｍである。図示はしていないが、凹部１０
１の内周面は、素子挿入の容易さ、メタライズの信頼性
向上等の観点から、全周もしくは一部分にテーパー部を
設けてもよい。

【００６１】ベース板１の端子電極１１〜１３は、凹部
１０１の内面、側面及び裏面を経て、ベース板１を１周
するように形成されている。凹部１０１の内面には、端
子電極１１〜１３の一部である接続部（メタライズ部）
１１０〜１３０が付着されている。上述したような接続
部１１０〜１３０を含む端子電極１１〜１３は、凹部１
０１が浅い場合は、スクリーン印刷法を適用して形成す
ることができ、凹部１０１が深い場合は、蒸着、スパッ
タリング等の方法を適宜組合わせて形成することができ
る。端子電極１１〜１３は、分割スルーホール形状でも
よい。

【００６２】圧電振動子２０及び容量素子２１の積層組
立体は、ベース板１の凹部１０１内に位置決めされ、端
子電極１１〜１３によってベース板１に電気的機械的に
接続されている。図示実施例では、容量素子２１が凹部
１０１の内部に挿入される。そして、端部電極５１が第
１の端子電極１１の接続部１１０に導電性接着剤による
接着またははんだ付け等の手段２８０によって接続固定
され、端部電極５２が第３の端子電極１３の接続部１３
０に導電性接着剤による接着またははんだ付け等の手段
２８０によって接続固定される。第２の端子導体１２に
は、容量素子２１の第３の容量電極２１３が、導電性接
着剤による接着またははんだ付け等の手段２８０によっ
て接続固定される。

【００６３】容量素子２１の誘電基板２１０は、厚みが
０．６ｍｍ程度であり、凹部１０１は、その深さが、凹
部１０１内に入る容量素子２１の厚さよりも小さい値、
例えば、０．１〜０．５ｍｍである。

【００６４】図５〜図７の実施例の場合も、図１〜図４
に示した実施例による作用効果が得られることは勿論で
ある。更に、ベース板１は、一面に凹部１０１を有して
おり、積層組立体はベース板１の凹部１０１内に位置決
めされているから、凹部１０１によって、ベース板１に
対する積層組立体の搭載接合領域を確定し、機械的位置
ずれをなくすことができる。このため、ベース板１に対
する積層組立体の搭載精度が極めて高くなり、封止用の
キャップ３を接着したとき、積層組立体に含まれる圧電
振動子２０にキャップ内壁が接触することがなくなる。
キャップ封止樹脂が積層組立体に付着することもなくな
るので、キャップ封止樹脂の付着による振動特性の悪化
の問題も回避できる。従って、キャップの接合領域を狭
く設定し、製品を小型化し、また、製造歩留を向上させ
ることができる。

【００６５】ベース板１は、全体として平板状であっ
て、その一面に設けられた凹部１０１は、その深さが凹
部１０１内に入る圧電振動子２０または容量素子２１の
厚さよりも小さい。これは、凹部１０１が極めて浅いこ
とを意味する。具体的には、凹部１０１の深さは０．１
〜０．５ｍｍ程度の浅いものとなる。このため、端子電
極１１〜１３の形成に当たって、凹部１０１の内部への
メタライズも容易である。

【００６６】図８は本発明に係る圧電振動部品の別の実
施例を示す断面図である。この実施例の場合も、圧電振
動子２０がＰＴで構成されること、容量素子２１がＰＺ
Ｔで構成されること、及び、ベース板１がアルミナ等の
硬質セラミックスで構成されることは、図１〜図３の実
施例と同様である。

【００６７】この実施例の特徴は、容量素子２１の容量
電極の配置及び構造の点にある。図示された容量電極
は、第１乃至第６の容量電極２１１〜２１６を含んでい
る。第１の容量電極２１１は、誘電基板２１０の厚さ方
向一面に設けられ、一端が誘電基板２１０の長さ方向の
一端側にある一側端面に導出され、他端が誘電基板２１
０の長さ方向の中間で終わっている。

【００６８】第２の容量電極２１２は、誘電基板２１０
の厚さ方向の一面に設けられ、一端が誘電基板２１０の
長さ方向の他端側にある他側端面に導出され、他端が誘
電基板２１０の長さ方向の中間で終わっている。

【００６９】第３の容量電極２１３は、誘電基板２１０
の厚さ方向の前記一面において、第１の容量電極２１１
と第２の容量電極２１２との間に設けられている。

【００７０】第４の容量電極２１４は、誘電基板２１０
の厚さ方向の他面に設けられ、一端が誘電基板２１０の
長さ方向の一端側にある一側端面に導出され、他端が誘
電基板２１０の長さ方向の中間で終わっている。

【００７１】第５の容量電極２１５は、誘電基板２１０
の厚さ方向の他面に設けられ、一端が誘電基板２１０の
長さ方向の他端側にある他側端面に導出され、他端が誘
電基板２１０の長さ方向の中間で終わっている。

【００７２】第６の容量電極２１６は、誘電基板２１０
の厚さ方向の他面において、第４の容量電極２１４と第
５の容量電極２１５との間に設けられている。

【００７３】第１及び第２の容量電極２１１、２１２
は、圧電振動子２０と、接着層７１、７２を介して接着
されている。

【００７４】第３の補強層４３は、第４の容量電極２１
４上に設けられており、第４の補強層４４は、第５の容
量電極２１５上に設けられている。

【００７５】図８に図示された圧電振動部品は、容量素
子２１の容量電極構造の点を除けば、図１〜図３に示し
た実施例と同様の構造を有しており、同様の作用効果を
奏する。

【００７６】図５〜図８の実施例では、容量素子２１を
凹部１０１の内部に組み込む構造を示したが、圧電振動
子２０を凹部１０１の内部に組み込んでもよい。この場
合には、凹部１０１の底面に段部を設け、必要な振動空
間を確保する。

【００７７】表１は本発明に係る実施例である圧電振動
部品と、本発明に含まれない比較例１、２とについての
熱衝撃試験結果を示している。本発明に係る実施例は図
１〜図４に示した構造を有する。ベース板１としては、
アルミナを用いた。

【００７８】比較例１、２の構造は図９及び図１０に示
す。図９及び図１０において、図１〜図８に現れた構成
部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付
してある。

【００７９】図９の比較例１では、圧電振動子２０の圧
電基板２００をＰＴによって構成し、ベース板１の基体
１０はアルミナによって構成した。容量素子２１は、ベ
ース板１の一面上に厚膜誘電体層２１０を塗布して形成
した。

【００８０】図１０の比較例２では、ベース板１の基体
１０をＰＺＴによって構成し、ベース板１を利用して、
容量素子２１を形成した。熱衝撃試験は、−５５℃で３
０分間保持した後、１２５℃で３０分間保持し、これを
１サイクルとして、１００サイクル、２００サイクル、
５００サイクル及び１０００サイクルの各サイクルで実
行した。

【００８１】表１に示されているように、アルミナでな
るベース板１を用いた比較例１では、１００（サイク
ル）の熱衝撃試験において、接合部にクラックが発生し
た。これは、ＰＴでなる圧電振動子２０と、アルミナで
なるベース板１とでは、線膨張係数の差が大きいため
に、接合部にクラックが発生したものと推測される。

【００８２】これに対して、本発明に係る実施例では、
１０００（サイクル）の熱衝撃試験を受けても、接合部
にクラックが発生せず、良好な接合状態を保っている。

【００８３】表２は本発明に係る実施例である圧電振動
部品と、本発明に含まれない比較例１、２とについての
耐基板曲げ試験結果を示している。本発明に係る実施例
は図１〜図４に示した構造を有する。比較例１、２は図
９及び図１０に示した構造を有する圧電振動部品であ
り、表１の熱衝撃試験に供されたものと同じものであ
る。

【００８４】図１１は耐基板曲げ試験方法を説明する図
である。耐基板曲げ試験に当たっては、実施例、及び、
比較例１、２に示された圧電振動部品Ｄ１を、長さ１１
０ｍｍ、厚さ１．６ｍｍのガラスエポキシ基板ＰＣ１に
はんだ付し、ガラスエポキシ基板ＰＣ１の中間部に、加
圧棒Ｂ１による加圧Ｆ１を加え、ガラスエポキシ基板Ｐ
Ｃ１を変位させた。ガラスエポキシ基板ＰＣ１の両端
は、９０ｍｍ離して直径５ｍｍの支持体Ｓ１、Ｓ２で支
持した。

【００８５】表２に示されているように、ＰＺＴでなる
ベース板１を用いた比較例２では、４ｍｍ以上の変位
で、ベース板１にクラックが発生した。この試験結果
は、ＰＺＴの機械的強度が弱く、プリント基板実装後の
基板分割を想定した耐基板曲げ性が十分ではないことを
示している。表１の試験結果と合わせて見ると、ベース
板１をＰＺＴで構成した場合、耐熱熱衝撃特性は改善で
きるが、耐基板曲げ性が悪くなることが解る。

【００８６】これに対して、本発明に係る実施例では、
６ｍｍ以上の曲げ変位を受けても、ベース板１にクラッ
クが発生することはない。表１の試験結果と合わせる
と、本発明によれば、耐熱衝撃性に優れ、しかも、耐基
板曲げ性等の機械的強度特性に優れた圧電振動部品が得
られることは明らかである。

【００８７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。（ａ）高性能、高信頼性で、かつ、小型薄型の負荷容量
内蔵型圧電振動部品を提供することができる。（ｂ）耐熱衝撃性に優れた負荷容量内蔵型圧電振動部品
を提供することができる。（ｃ）耐基板曲げ性等の機械的強度特性に優れた圧電振
動部品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧電振動部品の分解斜視図であ
る。

【図２】図１に図示された圧電振動部品において、圧電
振動子及び容量素子の積層組立体をベースに取り付けた
状態を示す分解斜視図である。

【図３】図１及び図２に示した圧電振動部品の組立状態
における断面図である。

【図４】図１〜図３に示した実施例の電気回路である。

【図５】本発明に係る圧電振動部品の別の実施例を示す
分解斜視図である。

【図６】図５に図示された圧電振動部品において、圧電
振動子及び容量素子の積層組立体をベースに取り付けた
状態を示す分解斜視図である。

【図７】図５及び図６に示した圧電振動部品の断面図で
ある。

【図８】本発明に係る圧電振動部品の別の実施例を示す
分解斜視図である。

【図９】従来の圧電振動部品に属する比較例１の断面図
である。

【図１０】従来の圧電振動部品に属する比較例２の断面
図である。

【図１１】耐基板曲げ試験方法を説明する図である。

【符号の説明】

１ベース板１１第１の端子電極２０圧電振動子２１容量素子

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０３Ｈ 9/17 Ｈ０１Ｌ 41/18 １０１Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース板と、圧電振動子と、容量素子と
を含む圧電振動部品であって、前記圧電振動子は、圧電基板がチタン酸鉛系セラミック
スでなり、前記容量素子は、前記ベース板上に搭載されており、前記圧電振動子は、前記容量素子の上に搭載されてお
り、前記圧電振動子の前記圧電基板の線膨張係数をα１と
し、前記容量素子の誘電基板の線膨張係数をα２とし、
ベース板の線膨張係数をα３としたとき、 α３＞α２＞α１を満たす圧電振動部品。
【請求項２】請求項１に記載された圧電振動部品であ
って、前記線膨張係数α１、α２及びα３に関して、（α２−α１）≦１０ｐｐｍ、及び、（α３−α２）≦１０ｐｐｍを満たす圧電振動部品。
【請求項３】請求項１または２の何れかに記載された
圧電振動部品であって、前記ベース板は、アルミナまたはフォルステライトでな
り、前記容量素子は、前記誘電基板がチタン酸ジルコン酸鉛
系セラミックスでなる圧電振動部品。
【請求項４】請求項１乃至３の何れかに記載された圧
電振動部品であって、前記圧電振動子は、第１の振動電極と、第２の振動電極
とを含んでおり、前記第１の振動電極は、前記圧電基板の厚さ方向の前記
他面に設けられ、一端が前記圧電基板の長さ方向の一端
側にある一側端面に導出され、他端が前記圧電基板の長
さ方向の中間で終わっており、前記第２の振動電極は、前記圧電基板の厚さ方向の前記
一面に設けられ、一端が前記圧電基板の長さ方向の他端
側にある前記他側端面に導出され、他端が前記圧電基板
の長さ方向の中間で終わっている圧電振動部品。
【請求項５】請求項１乃至４の何れかに記載された圧
電振動部品であって、前記容量素子は、同一の誘電基板による少なくとも２つ
の容量を有し、前記２つの容量は、前記誘電基板の前記一面及び他面に
設けられた複数の容量電極によって取得される圧電振動
部品。
【請求項６】請求項５に記載された圧電振動部品であ
って、前記容量電極は、第１の容量電極と、第２の容量電極
と、第３の容量電極とを含んでおり、前記第１の容量電極は、前記誘電基板の厚さ方向の前記
一面に設けられ、一端が前記誘電基板の長さ方向の一端
側にある一側端面に導出され、他端が前記誘電基板の長
さ方向の中間で終わっており、前記第２の容量電極は、前記誘電基板の厚さ方向の前記
一面に設けられ、一端が前記誘電基板の長さ方向の他端
側にある前記他側端面に導出され、他端が前記誘電基板
の長さ方向の中間で終わっており、前記第３の容量電極は、前記誘電基板の厚さ方向の前記
他面に設けられ、前記第１及び第２の容量電極に共通に
対向し、長さ方向の両端が前記誘電基板の長さ方向の中
間で終わっている圧電振動部品。