JP2001189237A - 容量素子 - Google Patents

容量素子

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JP2001189237A
JP2001189237A JP37169499A JP37169499A JP2001189237A JP 2001189237 A JP2001189237 A JP 2001189237A JP 37169499 A JP37169499 A JP 37169499A JP 37169499 A JP37169499 A JP 37169499A JP 2001189237 A JP2001189237 A JP 2001189237A
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capacitance
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capacitor
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Sachiko Nishimura
祥子 西村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】容量素子の容量値のバラツキを抑えると共に、
小型化に形成することができ、かつ、入出力電極と共通
電極がショートすることがない容量素子を提供する。 【解決手段】矩形状の誘電体基板20の一方主面に、2
つの容量電極22−1,22−1を互いに対向して形成
し、また、他方主面に、前記2つの容量電極22−1,
22−1が誘電体基板20を介して対向する共通電極2
4とを形成してなる容量素子において、共通電極24
は、その長さ方向で前記各2つの容量電極22−1,2
2−1の双方と重なり、かつ、該重なり部からさらに長
さ方向に延出させている。

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、特に容量
内蔵型圧電共振子に用いられる容量素子に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、機器の小型化及び薄肉化に伴いそ
れに搭載される電子部品も小型化及び省スペース化が要
求されている。これに伴い、圧電共振子においては容量
を外付けするタイプから容量がパッケージ等に内蔵する
容量内蔵型圧電共振子が主流となってきている。このよ
うな容量内蔵型圧電共振子の構造の一例を図9に示す。
容量内蔵型圧電共振子100は、回路基板300上に搭
載されており、容量素子200上に圧電共振素子101
が接合されている。この容量素子200は誘電体基板2
01の一方主面には、図7に示すように2つの容量電極
210,220が互いに対向して形成されており、各容
量電極210,220が端面方向に向けて延出されてい
る。また、他方主面には、図8に示すように一方主面に
形成された各容量電極210,220の一部と誘電体基
板201を介して対向する共通電極240が形成されて
おり、誘電体基板201の対向する各容量電極210と
共通電極240とが、また、誘電体基板201の対向す
る各容量電極220と共通電極240とが重なる部分に
よって2つの容量成分が形成されていた。なお、誘電体
基板201の他方主面に形成される端面の近くには外部
入出力電極230,240が形成されており、この外部
入出力電極230,240が容量電極210,230か
ら端面を通じて他方主面に形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
電極構造では、加工のバラツキによって誘電体基板20
1の容量電極210,220や共通電極240が印刷等
による位置ズレが発生すると、容量を形成する電極同士
の重なり部分の面積が容量電極210,220の左右で
異なり、2つの容量値にバラツキが生じるという問題が
あった。
【0004】また、容量素子の小型化が進み、加工バラ
ツキによる所望の容量値のズレを無視できなくなってき
た。即ち、容量値のずれた容量内蔵型圧電共振子を発振
回路により発振させた場合、発振の立ち上がりの遅れや
発振周波数の周波数飛びなどの異常発振がおこるという
問題があった。
【0005】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、本発明の目的は、容量素子の容量値のバラ
ツキを抑えると共に、小型化に形成することができる容
量素子を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、矩形状の誘電体基板の一方主面に、2つ
の容量電極を互いに対向させて形成し、他方主面に、前
記2つの容量電極と対向する共通電極を形成してなる容
量素子において、前記共通電極は、その長さ方向で前記
各2つの容量電極の双方と重なり、かつ、該重なり部か
ら、さらに長さ方向に延出していることを特徴とする容
量素子を提供する。
【0007】本発明の構成によれば、共通電極が、その
長さ方向で前記各2つの容量電極の双方と重なり、か
つ、該重なり部から、さらに長さ方向に延出させている
ために、容量電極又は共通電極の印刷ズレ等によって誘
電体基板の長さ方向の相対的なズレが生じても容量電極
と共通電極の重なる面積がほとんど異なることがないた
めに、これにより、容量素子における容量のバラツキを
軽減することができる。
【0008】また、前記容量電極の幅方向よりも長さ方
向の距離を短く形成しても良い。これにより、容量電極
と共通電極の重なる面積が同じでも、その重なり部の長
さ方向の距離を短く形成することができるため、容量素
子の小型化を達成することができる。
【0009】また、前記容量電極及び共通電極のうち、
何れかの電極の幅方向の距離は他の電極よりも短く形成
すると良い。これによっても幅方向の印刷ズレ等が生じ
たとしても、容量電極と共通電極の重なる面積がほとん
ど異なることがないために、これにより、容量素子にお
ける容量のバラツキを無くすることができる。
【0010】
【発明の実施形態】本発明の容量内蔵型圧電共振子を図
面に基づいて詳説する。
【0011】図1は本発明の容量内蔵型圧電共振子の外
観斜視図であり、図2はその縦断面図であり、図3は図
2のA−A線断面図であり、図4は分解斜視図である。
【0012】図において、1は圧電共振素子、2は容量
素子、3は圧電共振素子1と容量素子2とを積層してな
る容量内蔵型圧電共振子である。
【0013】圧電共振素子1は、PT(チタン酸鉛)、
PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)などの圧電セラミック
材料、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、
四硼酸リチウムなどの単結晶材料からなる短冊状の圧電
基板10と、振動電極11、12とから構成されてい
る。振動電極11及び12は、PTなどの圧電基板10
の、両主面の中央部付近で互いに対向するように形成さ
れている。振動電極11は圧電基板10の一方主面側主
面に形成され、一方端部にまで延出されている。尚、他
方端部には引出電極14が形成されている。また、振動
電極12は圧電基板10の他方主面側主面に形成され、
他方端部にまで延出されている。尚、一方端部には引出
電極13が形成されている。振動電極11は圧電基板1
0の一方側の端面に形成された導電膜を介して引き出し
電極13に接続している。
【0014】振動電極11,12、引出電極13,14
は例えばAg系材料を主成分とする薄膜入出力電極によ
って形成され、入出力電極は例えばAg系材料を主成分
とする導電性ペーストの印刷、加熱硬化によって形成さ
れている。
【0015】容量素子2は、PT(チタン酸鉛)、PZ
T(チタン酸ジルコン酸鉛)、BaTiO3(チタン酸
バリウム)などの誘電体セラミック材料からなる短冊状
の誘電体基板20と、該誘電体基板20の表裏両主面に
2つの容量成分を形成するための複数の容量電極とから
構成されている。尚、誘電体基板の平面形状は、上述の
圧電基板10の平面形状と同一形状となっている。
【0016】また、図5、図6に示すように誘電体基板
20の一方主面である一方主面側に2つの容量電極2
1,22が形成されており、誘電体基板20の他方主面
である他方主面側に容量成分を形成すると同時に、容量
電極21,22は誘電体基板20の端面を介して外部と
の接続を達成するための入出力電極(単に電極という)
23,25が形成されている。即ち、一方主面側の容量
電極21と他方主面側の電極23とは、誘電体基板20
の一方端面の入出力電極(不図示)を介して接続されて
おり、一方主面側の容量電極22と他方主面側の電極2
5とは誘電体基板20の他方端面の入出力電極(不図
示)を介して接続されている。
【0017】さらに、誘電体基板20の一方主面側の容
量電極21,22はその一部が誘電体基板20の他方主
面側に形成したグランド電極(単に電極という)24
(共通電極)に対向している。
【0018】一方主面側の容量電極21は3つの部分か
ら構成されている。即ち、第1に他方主面側の電極24と
対向して容量を形成する容量形成電極21−1(容量電
極)、第2に側面を経由して他方主面の電極23と接続
するための端子電極21−3、第3に容量形成電極21
−1と端子電極21−3を電気的につなぐ帯状電極21
−2とからなる。容量形成電極21−1と端子電極21
−3は誘電体基板20の幅寸法と同じにパターン形成さ
れ、帯状電極21−2は幅寸法に比べて十分細く形成さ
れる。なお、他端の一方主面側容量電極22も同じ構成
で3つの部分から成るため省略する。
【0019】誘電体基板20の他方主面側には、中央に
大きな電極24とその両側の電極23、25が形成され
る。電極24は容量形成電極21−1,22−1の幅より
少し短く形成される。なお、本発明では電極24の幅を
容量形成電極21−1,22−1の幅より少し短く形成
したが、これに限定されることはなく、容量形成電極2
1−1,22−1及び電極24のうち、何れかの電極の
幅方向の距離は他の電極よりも短く形成すれば良い。な
お電極24の左右の幅はちょうど容量形成電極21−1と
端子電極21−3、容量形成電極22−1と端子電極2
2−3のそれぞれ中間にくるように設計される。
【0020】以上の構成により、誘電体基板20の他方
主面側の電極24を中心にみた場合、誘電体基板20の厚
みを介して一方主面側の容量形成電極21-1との間で所
定容量成分が形成され、さらに、誘電体基板20の他方
主面の平面方向で電極23との間で所定容量が形成さ
れ、両容量成分が合成されて第1の容量成分(図10の
1に相当)となる。また、誘電体基板20の他方主面
側電極24を中心にみた場合、誘電体基板20の厚みを介
して一方主面側の容量形成電極22-1との間で所定容量
成分が形成され、さらに、誘電体基板20の他方主面の
平面方向で電極25との間で所定容量が形成され、両容
量成分が合成されて第2の容量成分(図10のC2に相
当)となる。
【0021】このような構成により、電極24は、誘電
体基板2の長さ方向で各2つの容量形成電極21−1,22
−1の双方と重なり、かつ、その重なり部から、さらに
長さ方向の距離Lまで延出させている。従って、電極2
4は容量形成電極21−1,22−1の双方と重なるだけで
なく帯状電極21−2,22−2まで重なるようになっ
ている。
【0022】また、長さ方向の距離を小さくするために
容量形成電極21-1、22‐1の幅方向よりも長さ方向
の距離を短く形成している。さらに、容量形成電極21
-1、22‐1及び電極24のうち、何れかの電極の幅方向
の距離は他の電極よりも短く形成している。例えば、図
5に示す一方主面側の容量形成電極21-1の幅方向におけ
る距離を誘電体基板20の略全面に形成されるのに対し
て、電極24は容量形成電極21-1に比べて短く形成され
ている。
【0023】従って、電極24は容量形成電極21−1と
十字状に重ね合わされており、表裏電極パターンの形成
バラツキで容量形成電極21−1が左右にずれても、電
極24が上下にずれても交差面積が変わらず、容量値はほ
とんど変わらない。同様のことが、容量電極22−1と
電極24の間でも言える。
【0024】図6に示すように、誘電体基板20の他方
主面における端面から中央にかけて絶縁性樹脂30が印
刷・焼き付けされている。即ち、電極24の中央部に
は、絶縁性樹脂30で覆われていない電極露出部24a
が形成されており、さらに、絶縁性樹脂30上には、電
極23、25から延出した入出力電極28,29が形成
されている。これにより、電極露出部24aと、電極2
3、25の3つの入出力電極が形成されて、筺体状ケー
スの3つの端子電極に接続される。
【0025】このように電極24の左右端を絶縁性樹脂3
0で覆っているため、電極23、25との電極24とのシ
ョートのおそれが無く、電極24を十分大きくとることが
でき、容量電極21,22との交差面積を従来より大き
くとることができ、小型で高容量の容量素子を達成でき
る。
【0026】また、絶縁性樹脂30上に入出力電極2
8、29を形成することにより接続位置を、実装上容易
な中心寄りの3点にとることができ、組立が容易で信頼
性の高い製品にすることができる。
【0027】このような容量電極21〜25は、誘電体
基板20の表面にAgなどを主成分とする導電性ペース
トの選択的な印刷、焼き付けによって、また入出力電極
28,29は誘電体基板20の端面にAgなどを含む導
電性樹脂ペーストの塗布、熱硬化によって形成される厚
膜入出力電極である。
【0028】上述の圧電共振素子1と容量素子2とは、
両基板の両端部付近に介在された導電性接合部材15,
16によって、両者の間に所定間隔をもって機械的に接
合され、且つ電気的に接続される。これにより、積層体
が構成される。
【0029】この導電性接合部材15,16は、所定厚
みの導電性接着シートや導電性樹脂ペーストから構成さ
れる。この導電性接着シートの厚み、積層するシートの
枚数、または導電性ペーストの印刷量、重ね印刷回数に
よって、導電性接合部材15,16の厚みを制御するこ
とができ、これによって積層体3全体の厚みを制御する
ことができる。
【0030】この導電性接合部材16は、例えば、圧電
共振素子1の振動電極11から圧電基板10の他方主面
側に延出した引出電極13と誘電体基板20の一方主面
側の容量電極22とを電気的に接続する。また、この導
電性接合部材15は、例えば、圧電共振素子1の振動電
極12と容量素子2の誘電体基板20との一方主面側の
容量電極21とを電気的に接続する。
【0031】尚、圧電基板10の両端面に形成された入
出力電極及び誘電体基板20の両端面に形成された入出
力電極26,27は、製造工程の簡略化のために、圧電
基板10と誘電体基板20を導電性接合部材15,16
を介して一体化した後に、両基板10,20の両端面に
導電性樹脂ペーストの印刷、加熱硬化によって共通的に
形成してもよい。
【0032】かくして、本発明の構成によれば、矩形状
の誘電体基板20の一方主面に、2つの容量電極21−
1,22−1を互いに対向して形成し、また、他方主面
に、前記2つの容量電極21−1,22−1が誘電体基
板20を介して対向する共通電極24とを形成してなる
容量素子において、共通電極24は、その長さ方向で前
記各2つの容量電極21−1,22−1の双方と重な
り、かつ、該重なり部からさらに長さ方向に延出させて
いるために、容量電極21−1,22−1又は共通電極
24の印刷ズレ等によって誘電体基板20の長さ方向の
相対的なズレが生じても容量電極21−1,22−1と
共通電極24の重なる面積がほとんど異なることがないた
めに、これにより、容量素子における容量のバラツキを
軽減することができる。
【0033】また、前記容量電極21−1,22−1の
幅方向よりも長さ方向の距離を短く形成することで、容
量電極21−1,22−1と共通電極24の重なる面積が
同じでも、その重なり部の長さ方向の距離を短く形成す
ることができるため、容量素子の小型化を達成すること
ができる。
【0034】また、容量電極21−1,22−1及び共
通電極24のうち、何れかの電極の幅方向の距離は他の電
極よりも短く形成すると良い。これによっても幅方向の
印刷ズレ等が生じたとしても、容量電極21−1,22
−1及び共通電極24の重なる面積がほとんど異なること
がないために、これにより、容量素子における容量のバ
ラツキを無くすることができる。
【0035】また、容量素子は他方主面の共通電極24の
一部を除いて絶縁層30で覆うとともに、絶縁層30上
に前記一方主面に形成した帯状電極から接続された入出
力電極28、29を形成したために、他の電子部品や外部と
の接続においても各電極間のマイグレーションや、導電
性接続部材の拡がりによる入出力電極と共通電極24間
のショートが起こることが軽減される。
【0036】さらに、絶縁層30上に帯状電極から接続
された入出力電極を重ねて形成したために、誘電体基板
に入出力電極やグランド電極を形成するためのエリアを
小さくすることができ、これにより、容量素子を小型化
することができる。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば共通電極が、その長さ方
向で前記各2つの容量電極の双方と重なり、かつ、該重
なり部からさらに長さ方向に延出させているために、容
量電極又は共通電極の印刷ズレ等によって誘電体基板の
長さ方向の相対的なズレが生じても容量電極と共通電極
の重なる面積がほとんど異なることがないために、これ
により、容量素子における容量のバラツキを軽減するこ
とができる。
【0038】また、前記容量電極の幅方向よりも長さ方
向の距離を短く形成しても良い。これにより、容量電極
と共通電極の重なる面積が同じでも、その重なり部の長
さ方向の距離を短く形成することができるため、容量素
子の小型化を達成することができる。
【0039】また、前記容量電極及び共通電極のうち、
何れかの電極の幅方向の距離は他の電極よりも短く形成
すると良い。これによっても幅方向の印刷ズレ等が生じ
たとしても、容量電極と共通電極の重なる面積がほとん
ど異なることがないために、これにより、容量素子にお
ける容量のバラツキを無くすることができる。
【0040】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の容量内蔵型圧電共振子の外観斜視図
【図2】本発明の容量内蔵型圧電共振子の縦断面図
【図3】本発明の容量内蔵型圧電共振子のA−A線断面
【図4】本発明の容量内蔵型圧電共振子の分解斜視図で
ある。
【図5】本発明の容量素子の上面図である。
【図6】本発明の容量素子の下面図である。
【図7】従来の容量素子の一方主面図である。
【図8】従来の容量素子の他方主面図である。
【図9】従来の容量内蔵型圧電共振子の縦断面図であ
る。
【図10】本発明の容量内蔵型圧電共振子を含む発振回
路の等価回路図である。
【符号の説明】
1・・・圧電共振素子 2・・・容量素子 3・・・容量内蔵型圧電共振子 10・・・圧電基板 11,12・・・振動電極 13,14・・・引出電極 15,16・・・導電性接合部材 20・・・誘電体基板 21−1・・・容量電極(容量形成電極) 21−2・・・容量電極(帯状電極) 21−3・・・容量電極(端子部) 22−1・・・容量電極(容量形成電極) 22−2・・・容量電極(帯状電極) 22−3・・・容量電極(端子部) 23,25・・・電極(入出力電極) 24・・・電極 28,29・・・入出力電極 30・・・絶縁性樹脂

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 矩形状の誘電体基板の一方主面に、2つ
    の容量電極を互いに対向させて形成し、他方主面に、前
    記2つの容量電極と対向する共通電極を形成してなる容
    量素子において、 前記共通電極は、その長さ方向で前記各2つの容量電極
    の双方と重なり、かつ、該重なり部から、さらに長さ方
    向に延出していることを特徴とする容量素子。
  2. 【請求項2】 前記容量電極の幅方向よりも長さ方向の
    距離を短く形成したことを特徴とする請求項1記載の容
    量素子。
  3. 【請求項3】 前記容量電極及び共通電極のうち、何れ
    かの電極の幅方向の距離は他の電極よりも短く形成して
    いることを特徴とする請求項1記載の容量素子。
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