JP2001223555A

JP2001223555A - 圧電部品

Info

Publication number: JP2001223555A
Application number: JP2000030063A
Authority: JP
Inventors: Tomohisa Azuma; 智久東; Amele Latour; アメールラトール
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2001-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】小型圧電部品において、特性を確保したまま、
空洞形成層のベース板や天板との十分な貼りつけ面積が
確保できる構造のものを提供する。【解決手段】平面形状が長方形をなす圧電基板１の表裏
面に電極２、３を形成して圧電素子４を構成する。圧電
素子の表裏面に振動電極２ａ、３ａを囲むように空洞形
成層５、６を設ける。空洞形成層５、６は、振動電極２
ａ、３ａを囲むように形成されてベース板９および天板
７に固着されることにより、内部に密封された振動空間
である空洞を形成する。振動電極２ａ、３ａと空洞の形
状を、圧電基板１の長手方向の幅である横幅が縦幅より
長い形状にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばフィルタ、
共振子または発振子として使用される圧電部品に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の圧電部品は、圧電基板の表裏面の
各中央部に、互いに対向する振動電極を設け、また、各
振動電極を圧電部品の側面に設ける端子電極に接続する
ためのリード電極および端部電極を設け、振動電極の回
りには密閉された振動空間を樹脂により形成して構成さ
れる。従来の圧電部品においては、前記振動電極は円形
に構成されている。また、特開平１０−１７８３２９号
公報に開示されているように、振動電極を、リード電極
の引き出し方向に対して直角の方向に長い楕円形状に形
成した例もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記円形の振動電極と
その振動空間の形成方法の一例として、本出願人は既に
図８（Ａ）に示す構造のものを開発している。これは、
圧電基板３０の表裏面に振動電極３１とリード電極３２
と端部電極３３とを、振動電極３１どうしが圧電基板３
０を挟んで互いに対向するように形成する。そして振動
電極３１を囲むように樹脂でなる空洞形成層３４を形成
し、ベース板３５と天板３６とを、樹脂でなる封止層
（接着層）３７を介して空洞形成層３４に重ねて固着す
る。これにより、振動電極３１の周囲には、振動空間と
なる空洞が形成される。

【０００４】このような構成の圧電部品は、圧電基板の
表裏面に空洞形成層を形成し、硬化させた後に天板やベ
ース板を固着することで、空洞位置や空洞の周囲の壁の
厚み精度が高く、気密性の優れたものとすることができ
る。気密性の確保は、異物の混入を防ぎ、特性を維持す
る上で重要である。

【０００５】このような圧電部品において、従来技術を
踏襲して、振動電極３１を円形に構成した場合、図８
（Ｂ）に示すように、振動電極３１と空洞形成層３４の
壁３４ａの間の間隔Ｗ１は特性を確保する上で所定値以
上に設定する必要がある。一方、小型化の要求に応え、
振動電極３１の面積を確保しながら、前記間隔Ｗ１を所
定値以上に設定しようとすると、空洞形成層３４の壁幅
Ｗ２を狭くせざるを得なくなる。しかし、壁幅Ｗ２を狭
くすると、空洞形成層３４の十分な貼りつけ面積が確保
できず、気密性の破綻を生じやすくなる。

【０００６】一方、特開平１０−１７８３２９号公報に
おいて開示された図８（Ｃ）に示す構造、すなわち振動
電極３９をリード電極３２の引き出し方向（圧電基板３
０の長手方向）に直角をなす方向、すなわち縦方向に長
い楕円形にしたものを、図８（Ｂ）に示すように前記空
洞形成層３４による空洞形成構造の圧電部品に適用した
場合、振動電極３９と壁３４ａとの間隔Ｗ１がさらに確
保しにくくなり、同時に壁幅Ｗ２もさらに確保しにくく
なり、所望のＱ特性が得がたくなる。

【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
小型圧電部品において、特性を確保したまま、空洞形成
層のベース板や天板との十分な貼りつけ面積が確保でき
る構造のものを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の圧電部品は、
平面形状が長方形をなす圧電基板の表裏面に電極を形成
した圧電素子と、該圧電素子の表裏面に固着した空洞形
成層と、天板およびベース板とを備え、前記電極は、圧
電基板の表裏面において圧電基板を挟んで互いに対向す
るように形成された振動電極と、各振動電極から互いに
反対方向に、かつ圧電基板の長手方向に形成されたリー
ド電極と、各リード電極に接続されると共に、圧電基板
の端部に設けられた接続用端部電極とを含み、前記空洞
形成層は、前記振動電極を囲むように形成されて前記ベ
ース板および前記天板に固着されることにより、内部に
密封された振動空間である空洞を形成し、前記振動電極
と前記空洞の形状を、前記圧電基板の長手方向の幅であ
る横幅が縦幅より長い形状にしたことを特徴とする。

【０００９】このように、前記空洞、前記振動電極の形
状を、縦幅より横幅が長い形状とすることにより、長方
形の圧電基板において、振動電極の所定の面積を得よう
とした場合、振動電極とその周囲の空洞形成層の壁との
間隔を確保しやすくなり、Ｑ特性が確保しやすくなる。
また、振動電極とその周囲の空洞形成層の壁との間の間
隔が確保し易いということは、空洞形成層の壁幅を広く
確保しやすくなるということであり、したがって空洞形
成層のベース板や天板に対する貼りつけ面積が確保しや
すくなり、気密性が向上する。

【００１０】請求項２の圧電部品は、請求項１におい
て、前記振動電極の横幅をＸ１、その縦幅をＹ１、圧電
基板の横幅をＸ２、その縦幅をＹ２とし、前記振動電極
の横幅対縦幅比をｒ１＝Ｘ１／Ｙ１、圧電基板の横幅対
縦幅の比をｒ２＝Ｘ２／Ｙ２として、１＜ｒ１≦１．５×ｒ２に設定したことを特徴とする。

【００１１】空洞形成層により空洞を形成する場合、振
動電極の横幅対縦幅比ｒ１が、圧電基板の外形寸法の横
幅対縦幅比ｒ２の１．５倍より大きいと、十分な振動電
極の確保ができない場合や、振動電極の先端が空洞の周
囲の壁に近づいてＱ特性が確保できない場合が生じる。

【００１２】請求項３の圧電部品は、請求項１または２
において、前記空洞の横幅をＸ３、その縦幅をＹ３、そ
の横幅対縦幅の比をｒ３＝Ｘ３／Ｙ３、前記圧電基板の
幅Ｘ２、Ｙ２の単位をｍｍとして、１＜ｒ３≦１．２×（Ｘ２−０．５）／（Ｙ２−０．
５）に設定したことを特徴とする。

【００１３】空洞形成層により空洞を形成する場合、空
洞形成層をベース板や天板に貼りつけるための強度を確
保するため、圧電部品のサイズにもよるが、例えば３．
１ｍｍ×３．７ｍｍのサイズのものでは、壁幅は少なく
とも０．２５ｍｍ以上に形成することが好ましい。従っ
て、この場合、空洞の横幅Ｘ３、縦幅Ｙ３はそれぞれ好
ましくは、Ｘ３＝Ｘ２−０．２５×２＝Ｘ２−０．５Ｙ３＝Ｙ２−０．２５×２＝Ｙ２−０．５である。ただし、横方向の両端における壁すなわち端部
の壁は、圧電基板の端部の電極上に形成され、側部の幅
に比較して広幅に形成されるため、前記横幅Ｘ３はＸ２
−０．５以下に設定することが好ましい。このため、前
記比ｒ３は（Ｘ２−０．５）／（Ｙ２−０．５）以下に
することが好ましい。さらに空洞形成層５、６の端部、
側部の幅を考慮して（Ｘ２−０．５）／（Ｙ２−０．
５）に１．２を乗じた値をｒ３の上限値とすることが好
ましい。

【００１４】請求項４の圧電部品は、請求項１から３ま
でのいずれかにおいて、前記振動電極および空洞の形状
を、長方形、長円または角丸長方形のいずれかとしたこ
とを特徴とする。

【００１５】ここで、長円とは、長方形の短辺部の代わ
りに、外側に膨出した弧状部を有する形状である。ま
た、角丸長方形とは、長方形のコーナ−部が弧状をなす
形状である。いずれの形状にしても、振動電極の側辺
（長辺）が、空洞形成層の側壁に平行となり、振動電極
の側辺と空洞形成層の側壁との間隔の確保が容易とな
り、振動電極の面積の確保が容易となり、Ｑ値の向上が
図れる。

【００１６】請求項５の圧電部品は、請求項１から４ま
でのいずれかにおいて、前記空洞形成層が、熱硬化性樹
脂を印刷または転写により塗布し硬化したものであるこ
とを特徴とする。

【００１７】このように、空洞形成層を熱硬化性樹脂の
印刷、転写により塗布し、硬化させたものを用いること
により、空洞の位置や厚み精度が高く、圧電部品の実装
の際の熱に耐え得る圧電部品が得やすくなる。

【００１８】請求項６の圧電部品は、請求項１から５ま
でのいずれかにおいて、前記圧電基板の両裏面の空洞形
成層と前記天板またはベース板との間に封止層を有し、
該封止層が、熱半硬化性樹脂を印刷または転写により塗
布し半硬化したものであることを特徴とする。

【００１９】このように、空洞形成層を熱半硬化性樹脂
でなる封止層により天板やベース板に固着させる構成と
すれば、空洞形成層の印刷等による形成後に空洞形成層
を硬化させておき、その後、半硬化させた封止層を介し
て圧電基板に天板、ベース板を熱圧着させて封止層を硬
化させ、全体を一体化する工程をとることができる。こ
のような工程を採用すれば、空洞形成層を熱圧着する際
には、空洞形成層は既に硬化しているので、空洞形成層
の圧力による拡がりもなく、正確な位置、面積に空洞を
形成することができる。このような封止層は、空洞とな
る部分を覆うように、天板やベース板の全面に施しても
よいが、形成層空洞形成層と同じ形状に印刷または転写
することが、封止層の熱圧着の際の封止層の空洞内への
漏れの可能性が減少する上で好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明による圧電部品の一
実施の形態を示す分解斜視図、図２（Ａ）はその製品の
側面図、図２（Ｂ）はその断面図、図３（Ａ）はその圧
電基板の表面に形成される電極形状を示す平面図、図３
（Ｂ）はさらにその上に空洞形成層を形成した状態を示
す平面図である。

【００２１】図１、図２（Ａ）、（Ｂ）において、１は
セラミック製の圧電基板、２、３はそれぞれその表面、
裏面に形成された電極である。圧電基板１と電極２、３
により圧電素子４を構成する。本実施の形態の圧電素子
４は、厚み縦の３倍波を利用するもので、インダクタと
して利用するものである。前記電極２、３は、圧電基板
１を挟んで互いに対向するように形成された振動電極２
ａ、３ａと、圧電基板１の表面、裏面の各端部に後述の
端子電極１１、１２との接続のために形成された端部電
極２ｂ、３ｂと、それぞれ振動電極２ａ、３ａと端部電
極２ｂ、３ｂとの間を接続するリード電極２ｃ、３ｃと
からなる。図３（Ａ）に示すように、本実施の形態にお
いては、振動電極２ａ、３ａは長円形に形成される。

【００２２】５、６はそれぞれ前記振動電極２ａ、３ａ
を間隔を有して囲むように、圧電基板１の表面、裏面に
形成された樹脂でなる空洞形成層である。図３（Ｂ）に
示すように、本実施の形態においては、空洞形成層５、
６の開口部５ａ、６ａ（図１参照）により形成される空
洞２０は角丸長方形に形成される。その他、図３（Ｃ）
に示すように、振動電極２ａ、３ａを長方形に形成した
り、図３（Ｄ）に示すように、振動電極２ａ、３ａを角
丸長方形に形成することができる。また、空洞２０は、
図３（Ｃ）に示すように、長方形に形成したり、長円に
形成することが可能である。

【００２３】７はセラミック製の天板であり、該天板７
は圧電基板１の表面の空洞形成層５に樹脂でなる封止層
８を介して固着される。９はセラミック製のベース板で
あり、該ベース板９は圧電基板１の裏面の空洞形成層６
に樹脂でなる封止層１０を介して固着される。

【００２４】本実施の形態においては、前記ベース板９
はプリント回路基板への実装部材として利用するのみで
なく、コンデンサを構成するものとしても兼用される。
このため、ベース板９の下面には、コンデンサ電極１
３、１４と、これらの間に介在せるコンデンサ電極であ
るグランド電極１５とを有している。コンデンサ電極１
３、１４は、それぞれ前記電極２、３に圧電部品の側面
の端子電極１１、１２を介して接続される。１６は圧電
部品の側面に設けられたグランド電極であり、ベース板
９の下面の前記グランド電極１５に接続される。

【００２５】図１において、１７、１８、１９はそれぞ
れ側面の端子電極１１、１２、１６の固着強度を増大さ
せるために設けられた電極である。なお、ベース板９に
設ける電極１３〜１５は天板７上の電極１７〜１９のよ
うに、縦幅方向に分散して形成してもよい。また、天板
７上の電極１７〜１９もベース板９上の電極１３〜１５
のように縦幅方向の全幅にわたって形成してもよい。

【００２６】前記圧電基板１としては、ＳｒＢｉ_４Ｔｉ
_４Ｏ_１５を主成分とするビスマス層状化合物、チタン酸
ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸鉛（ＰＴ）、水晶、
ランガサイト構造を有する化合物、タンタル酸化合物、
タングステン−ブロンズ化合物あるいは（Ｂｉ_１／２Ｎ
ａ_１／２）ＴｉＯ_３構造を有する化合物のいずれかを分
極させて用いることができる。

【００２７】前記電極２、３としては、Ａｇ、Ｃｕ、Ａ
ｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、
Ｃのいずれかからなる単体、または２種以上のものから
なる合金、あるいは前記単体または合金を複数層に積層
したもの等が用いられる。これらの電極２、３は、圧電
基板１の素材であるウェハー上に均等な間隔で配置す
る。また、電極２、３の形成方法として、例えばスパッ
タリング、蒸着、めっき等の薄膜法を用いることができ
る。

【００２８】天板７は未分極のＳｒＢｉ_４Ｔｉ_４Ｏ_１５
を主成分とするビスマス層状化合物やその他の未分極の
圧電基板、フォルステライト、ステアライト、ＢａＴｉ
Ｏ_３系セラミックや、アラミド樹脂等を用いることがで
きる。また、ベース板９としては天板７と同様の材質の
ものを用いることができる。コンデンサを構成する場合
は、前記ＳｒＢｉ_４Ｔｉ_４Ｏ_１５や、ＢａＴｉＯ_３その
他の誘電体材料を用いることができる。

【００２９】前記空洞形成層５、６は例えばエポキシ樹
脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。空洞形成層５、６は
圧電基板１の表裏面に、振動電極２ａ、３ａの振動を妨
げない厚みに形成される。具体的には、印刷、硬化によ
り、好ましくは１０μｍ〜８０μｍの厚みに形成され
る。前記封止層８、１０には熱半硬化性樹脂であるエポ
キシ樹脂が用いられる。該封止層８、１０は空洞形成層
５、６上もしくは天板７やベース板９上に、印刷後半硬
化させた後、空洞形成層５、６と天板７やベース板９と
の間で熱圧着、硬化されて内部に空洞を形成する。該封
止層８、１０は好ましくは３μｍ〜５０μｍの厚みに形
成される。本実施の形態においては、封止層８、１０と
して、空洞形成層５、６の空洞形成用の開口部５ａ、６
ａに合致する開口部８ａ、１０ａを有しているが、これ
らの開口部８ａ、１０ａを有しない構造も採用できる。
ただし、空洞形成層５、６と同じく開口部８ａ、１０ａ
を有する形状に印刷または転写することが、封止層の熱
圧着の際の封止層の空洞内への漏れの可能性が減少する
上で好ましい。

【００３０】

【実施例】圧電基板１としてＳｒＢｉ_４Ｔｉ_４Ｏ_１５を
主成分とするビスマス層状化合物でなるセラミックを用
いた。圧電基板１の分極は、シリコンオイル中で９ｋＶ
／ｍｍの条件で行い、０．４１０ｍｍの厚みに研磨し
た。また、電極２、３の下地層として、圧電基板１のウ
ェハー上に、スパッタリングによりＣｒを１０ｎｍの厚
みに形成し、その上にＡｇをスパッタリングにより１．
６μｍの厚みとなるように形成した。

【００３１】天板７およびベース板９としてＳｒＢｉ_４
Ｔｉ_４Ｏ_１５を主成分とするビスマス層状化合物のセラ
ミックを用いた。また、ベース板９に設ける電極１３〜
１５と、天板７に設ける電極１７〜１９は、銀ペースト
の印刷、焼成により形成した。

【００３２】前記空洞形成層５、６は、エポキシ樹脂を
印刷し、封止層８、１０により貼りつける前に硬化させ
た。また、封止層８、１０は、熱半硬化性のエポキシ樹
脂を用い、天板７およびベース板９の片面に印刷（転写
でもよい）により塗布し、貼り合わせ前に半硬化させ
た。

【００３３】電極２、３の形状や厚みは、表１に示すよ
うに設定した。振動は、３倍波モードを利用し、厚み縦
基本波を抑圧できるように設計した。貼り合わせは、封
止層８形成後の天板７の上に空洞形成層５、６を形成硬
化させた圧電基板１を重ね、その上に封止層１０を設け
たベース板９を重ね、熱プレスを用いて熱圧着すること
により行った。

【００３４】

【表１】

【００３５】その後、ウェハーを切断して３．１ｍｍ×
３．７ｍｍ角のチップを得、バレル研磨を行った。そし
て、端子電極１１、１２、１６を、スパッタリング等の
薄膜法により、Ｃｒを１０ｎｍ、その上のＣｕを１．５
μｍの厚みに形成した。試作品の抵抗Ｒやリアクタンス
Ｘの測定はインピーダンスアナライザを用いて行い、３
倍波、基本波のＱ値を、Ｑ＝｜Ｘ｜／Ｒにより求めた。

【００３６】表１において、振動電極の横幅とは、図３
（Ａ）におけるリード電極２ｃの引き出し方向の長さＸ
１である。また、振動縦幅とはリード電極２ｃの引き出
し方向に直角をなす方向の長さＹ１である。またＲと
は、円形の場合は直径、長円の場合は振動電極２ａ、３
ａの端部の弧状部の直径、空洞の角丸長方形のＲはコー
ナー部の弧状部の直径である。

【００３７】また、電極の縦横比とは、振動電極２ａ、
３ａの前記横幅Ｘ１と、前記縦幅Ｙ１との比ｒ１＝Ｘ１
／Ｙ１である。また、対外形縦横比とは、図３（Ａ）の
圧電基板１の横幅Ｘ２対縦幅Ｙ２の比ｒ２＝Ｘ２／Ｙ２
により、前記比ｒ１を除算した値（＝ｒ１／ｒ２）であ
る。また、空洞における縦横比とは、図３（Ｂ）におけ
る空洞２０の横幅Ｘ３と縦幅Ｙ３との比ｒ３＝Ｘ３／Ｙ
３である。

【００３８】また、最小壁幅とは、図３（Ｂ）における
空洞形成層５、６の壁の幅の最小値であり、実質的に
は、空洞形成層５、６の側壁の幅Ｗ２である。また、空
洞形成層５（または６）と封止層８（または１０）との
厚みの合計は、試料Ｎｏ．３１以外はすべて０．０５０
ｍｍとした。

【００３９】表２は、表１の各試料について測定した３
倍波のＱの最大値をＱ_{ｍａｘ３ｒｄ}、基本波のＱの最大
値Ｑ_{ｍａｘ１ｓｔ}で示す。また、Ｑ値の可否について、
Ｑ_ｍ _{ａｘ３ｒｄ}が４以上である場合は〇、４未満の場合
は×で示す。また、基本波の抑圧程度は、Ｑ
_{ｍａｘ１ｓｔ}が２以下である場合は〇、２を超える場合
は×で示す。また、空洞形成層５、６の壁幅Ｗ２が０．
２５以上の場合は〇、０．２５未満の場合は×で示す。

【００４０】Ｎｏ．１〜１１の試料は、比較例であっ
て、表１に示すように、振動電極２ａ、３ａが円形であ
り、空洞２０が円形であるものである。これらの比較例
の試料１〜６は、振動電極２ａ、３ａが円形で直径φが
１．４２ｍｍである場合であり、空洞２０の直径は２．
９０ｍｍ〜２．４０ｍｍと１ｍｍずつ変化させ、これに
伴い、壁幅Ｗ２を０．１０ｍｍ〜０．３５ｍｍの範囲で
変化させて特性を測定した。また比較例の試料７〜１１
は、振動電極２ａ、３ａが円形で直径φが１．６５ｍｍ
である場合であり、空洞２０の直径は２．９０ｍｍ〜
２．４０ｍｍと１ｍｍずつ変化させ、これに伴い、壁幅
Ｗ２を０．１０ｍｍ〜０．３５ｍｍの範囲で変化させて
特性を測定した。

【００４１】表１に示すように、試料Ｎｏ．１〜４の場
合、空洞２０の直径が２．６０ｍｍ以上であれば、３倍
波のＱの最大値は４以上となり、３倍波については良好
な特性が得られるものの、基本波のＱの最大値が２以上
となるので、基本波の抑圧が十分でなく、良好な特性が
得られない。また、試料Ｎｏ．１〜３は壁幅Ｗ２が０．
２５ｍｍ未満であるため、貼りつけ面積も不十分であ
る。

【００４２】一方、試料Ｎｏ．５、６の場合、基本波の
Ｑの最大値が２以下となるものの、３倍波のＱの最大値
は４未満となるので、特性の面で不十分である。

【００４３】また、振動電極２ａ、３ａの直径が１．６
２ｍｍである場合、試料Ｎｏ．７〜９においては、３倍
波のＱの最大値、基本波のＱの最大値共に満足できる値
となるものの、壁幅Ｗ２が０．２５ｍｍ未満であるた
め、貼りつけ面積が不十分である。

【００４４】

【表２】

【００４５】一方、振動電極２ａ、３ａの直径が１．６
２ｍｍであって、試料Ｎｏ．１０、１１のように、壁幅
Ｗ２が０．２５ｍｍ以上になると、貼りつけ面積は十分
となるが、３倍波のＱの最大値、基本波のＱの最大値共
に不満足な値となってしまう。

【００４６】前記振動電極２ａ、３ａを長円または長方
形とし、空洞を長方形または角丸長方形とした試料１２
〜３１（グループＩ〜VIII）の試料においては、３倍波
のＱの最大値はすべて４以上となり、基本波のＱの最大
値は２以下となった。各グループＩ〜VIIIの試料と、前
記比較例である円形の振動電極を有する場合の３倍波の
Ｑの最大値を図４に示す。図４から、本発明によるグル
ープＩ〜VIIIの試料の場合、高い３倍波のＱの最大値が
得られることが分かる。

【００４７】また、グループＩ〜VIIIの試料と、前記比
較例である円形の振動電極を有する場合の基本波のＱの
最大値を図５に示す。図５から、本発明によるグループ
Ｉ〜VIIIの試料の場合、基本波のＱ値が良好に抑制され
ることが分かる。

【００４８】図６（Ａ）は振動電極２ａ、３ａの形成位
置をリード電極２ｃ、３ｃの引き出し方向について変化
させることにより、図３（Ｂ）における振動電極２ａ、
３ａの先端と空洞形成層５、６の壁との間の間隔Ｗ３を
変化させ、３倍波のＱの最大値を求めた結果を示す。ま
た、図６（Ｂ）は同様に、振動電極２ａ、３ａと空洞形
成層５、６の壁との間の間隔Ｗ３と、３倍波のＱの最大
値との関係を示す。ただし比較例の場合は、空洞形成層
５、６の内部の円形の空洞２０のサイズを変えることに
より、振動電極と壁との間隔を変えた場合について示
す。

【００４９】図６（Ａ）から分かるように、振動電極２
ａ、３ａが円形の場合、振動電極と壁との間の間隔Ｗ３
が狭くなるほど３倍波のＱの最大値が小さくなるが、本
発明によるグループの場合、この間隔Ｗ３が狭くなって
も３倍波のＱの最大値の変化の度合いが小さくなる。

【００５０】また、図６（Ｂ）から分かるように、振動
電極が円形の場合、振動電極と壁との間の間隔Ｗ３が大
きくなるほど基本波のＱの最大値が大きくなるが、本発
明によるグループの場合、この間隔が大きくなっても基
本波のＱの最大値は殆ど増大しない。

【００５１】図７（Ａ）は振動電極がφ１．６５の円形
である場合における電極とその近傍における厚み縦３倍
波の共振点（１６．８７ＭＨｚ）付近の振動分布図であ
り、破線は振動電極の外形を示す。また、図７（Ｂ）は
１．３ｍｍ×１．９ｍｍの長円形状の振動電極における
前記共振点（１６．８７ＭＨｚ）付近の振動分布図であ
り、前記同様に破線は振動電極の外形を示す。図７
（Ａ）、（Ｂ）の対比から分かるように、振動分布は振
動電極の外形に依存し、（Ｂ）の場合、空洞壁との距離
が確保しやすいため、良好なＱ値が得られる。一方
（Ａ）の場合は、振動分布が円形となるため、空洞壁と
の距離が十分保てないので、良好なＱ値が得られない。

【００５２】前述のように、振動電極２ａ、３ａの横幅
対縦幅比ｒ１は、小型でかつ最大限の振動電極面積を得
る上で、圧電基板１の縦横比ｒ２＝Ｘ２／Ｙ２により制
限を受ける。表１における比ｒ１の最大値は１．６２で
あり、また、ｒ２は３．７ｍｍ／３．１ｍｍ＝１．１９
であり、ｋ＝ｒ１／ｒ２＝１．３６である。このｋの値
は、１．５以下とすべきである。なぜならば、ｋの値が
１．５より大きいと、振動電極２ａ、３ａの縦幅Ｙ１が
狭くなり、十分な振動電極の面積が得がたくなるからで
ある。また、振動電極の面積を得ようとすると、振動電
極の端部が空洞形成層５、６の端部の壁に近づき過ぎる
からである。

【００５３】また、空洞２０の縦横比ｒ３＝Ｘ３／Ｙ３
について考慮すると、圧電基板１の空洞形成層５、６の
壁の幅Ｗ２を０．２５ｍｍ以上確保することが好まし
く、１＜ｒ３≦ｍ（Ｘ２−０．２５×２）／（Ｙ２−０．２
５×２）＝ｍ（Ｘ２−０．５）／（Ｙ２−０．５）である。ここで、ｍは空洞形成層５、６の端部、側部の
幅を考慮して設定される値であり、ｍ＝１．２程度に設
定することが好ましい。また、理想的な壁幅を考えた場
合、ｍ＝１とすることがさらに好ましい。

【００５４】なお、圧電基板１がさらに小型化され、
２．５ｍｍ×２．０ｍｍ、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ等の
圧電部品も製造されるから、それに応じて前記幅Ｗ２の
設定は変化させてもよい。

【００５５】

【発明の効果】請求項１によれば、空洞および振動電極
の形状を、縦幅より横幅の長い形状としたので、振動電
極の所定の面積を得ようとした場合、振動電極とその周
囲の空洞形成層の壁との間隔を確保しやすくなり、Ｑ特
性が確保しやすくなる。また、ベース板や天板との固着
部である空洞形成層の壁幅を広く確保しやすくなり、気
密性が確保される。

【００５６】請求項２によれば、振動電極の前記比ｒ１
を１．５×（圧電基板の横幅／縦幅）以下にしたので、
十分な振動電極の確保が可能である。また、振動電極が
空洞に近づいてＱ特性が劣化することを防止することが
できる。

【００５７】請求項３によれば、空洞の前記比ｒ３を
１．２×（圧電基板の横幅（ｍｍ）−０．５）／（圧電
基板の縦幅（ｍｍ）−０．５）以下にしたので、圧電基
板の形状に応じた空洞形成層の壁幅の設定が可能とな
り、壁幅の確保が容易となる。

【００５８】請求項４によれば、前記振動電極および空
洞の形状を、長方形、長円または角丸長方形のいずれか
としたので、振動電極の側辺が、空洞形成層の側壁に平
行となり、振動電極の側辺と空洞形成層の側壁との間隔
の確保が容易となり、振動電極の面積の確保が容易とな
り、Ｑ値の向上が図れる。

【００５９】請求項５によれば、前記空洞形成層が、熱
硬化性樹脂を印刷または転写により塗布し硬化したの
で、空洞の位置や厚み精度が高く、圧電部品の実装の際
の熱に耐え得る圧電部品が得やすくなる。

【００６０】請求項６によれば、前記圧電基板の両裏面
の空洞形成層と前記天板またはベース板との間に封止層
を有し、該封止層が、熱半硬化性樹脂を印刷または転写
により塗布し半硬化したので、空洞形成層を封止層を介
して天板やベース板に熱圧着する際には、空洞形成層は
既に硬化しているので、空洞形成層の圧力による拡がり
もなく、正確な位置、面積に空洞を形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による圧電部品の一実施の形態を示す分
解斜視図である。

【図２】（Ａ）は本実施の形態の圧電部品の側面図、
（Ｂ）はその断面図である。

【図３】（Ａ）は本実施の形態の電極形状を示す圧電基
板の平面図、（Ｂ）は同じく電極と空洞とを示す圧電基
板の平面図、（Ｃ）、（Ｄ）は本発明による電極および
空洞形成層の別の例を示す圧電基板の平面図である。

【図４】本発明による圧電部品と比較例の圧電部品の共
振点付近における３倍波のＱの最大値を、空洞形成層の
壁幅との関係において示すグラフである。

【図５】本発明による圧電部品と比較例の圧電部品の共
振点付近における基本波のＱの最大値を、空洞形成層の
壁幅との関係において示すグラフである。

【図６】（Ａ）は比較例および本発明による各試料にお
いて、振動電極と空洞形成層の壁との間隔を変化させ、
共振点付近の３倍波のＱの最大値を求めた結果を示すグ
ラフ、（Ｂ）は同様に、前記間隔を変化させて基本波の
Ｑの最大値を求めた結果を示すグラフである。

【図７】（Ａ）は比較例の共振点付近における振動分布
図、（Ｂ）は本発明の一実施の形態における共振点付近
における振動分布図である。

【図８】（Ａ）は空洞形成層および封止層を有する圧電
部品の分解斜視図、（Ｂ）は円形の振動電極を有する圧
電部品の平面図、（Ｃ）はリード電極の引き出し方向に
対して直角をなす方向に長い楕円形に振動電極を形成し
た従来例を示す平面図である。

【符号の説明】

１：圧電基板、２、３：電極、２ａ、３ａ：振動電極、
２ｂ、３ｂ：端部電極、２ｃ、３ｃ：リード電極、４：
圧電素子、５、６：空洞形成層、７：天板、８、１０：
封止層、１１、１２：端子電極、１３、１４：電極、１
５、１６：グランド電極、１７〜１９：電極、２０：空
洞

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面形状が長方形をなす圧電基板の表裏面
に電極を形成した圧電素子と、該圧電素子の表裏面に固着した空洞形成層と、天板およびベース板とを備え、前記電極は、圧電基板の表裏面において圧電基板を挟ん
で互いに対向するように形成された振動電極と、各振動
電極から互いに反対方向に、かつ圧電基板の長手方向に
形成されたリード電極と、各リード電極に接続されると
共に、圧電基板の端部に設けられた接続用端部電極とを
含み、前記空洞形成層は、前記振動電極を囲むように形成され
て前記ベース板および前記天板に固着されることによ
り、内部に密封された振動空間である空洞を形成し、前記振動電極と前記空洞の形状を、前記圧電基板の長手
方向の幅である横幅が縦幅より長い形状にしたことを特
徴とする圧電部品。
【請求項２】請求項１において、前記振動電極の横幅をＸ１、その縦幅をＹ１、圧電基板
の横幅をＸ２、その縦幅をＹ２とし、前記振動電極の横
幅対縦幅比をｒ１＝Ｘ１／Ｙ１、圧電基板の横幅対縦幅
の比をｒ２＝Ｘ２／Ｙ２として、１＜ｒ１≦１．５×
ｒ２に設定したことを特徴とする圧電部品。
【請求項３】請求項１または２において、前記空洞の横幅をＸ３、その縦幅をＹ３、その横幅対縦
幅の比ｒ３＝Ｘ３／Ｙ３、前記圧電基板の幅Ｘ２、Ｙ２
の単位をｍｍとして、１＜ｒ３≦１．２×（Ｘ２−０．５）／（Ｙ２−０．
５）に設定したことを特徴とする圧電部品。
【請求項４】請求項１から３までのいずれかにおいて、前記振動電極および空洞の形状を、長方形、長円または
角丸長方形のいずれかとしたことを特徴とする圧電部
品。
【請求項５】請求項１から４までのいずれかにおいて、前記空洞形成層が、熱硬化性樹脂を印刷または転写によ
り塗布し硬化したものであることを特徴とする圧電部
品。
【請求項６】請求項１から５までのいずれかにおいて、前記圧電基板の両裏面の空洞形成層と前記天板またはベ
ース板との間に封止層を有し、該封止層が、熱半硬化性
樹脂を印刷または転写により塗布し半硬化したものであ
ることを特徴とする圧電部品。