JP2005020702A - 圧電共振部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 塗膜やダンピング材などの付加的な部材を設ける必要がなく、製造工程の簡略化及びコストの低減を図ることができ、厚み縦振動の３倍波を利用するに際し、厚み縦振動の基本波による影響を抑圧し得る圧電共振部品を提供する。
【解決手段】 厚み方向に分極されている圧電基板３と、圧電基板３の第１，第２の主面に部分的に形成された第１，第２の振動電極４，５とを有し、厚み縦振動の３倍波を利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子２と、圧電共振子２の振動部の振動を妨げないための空洞Ｈを有するように、圧電共振子２に積層された第１，第２のケース基板８，１０とを備え、第１，第２の振動電極４，５の寸法が、厚み縦振動の基本波のＳ０モードとＳ１モードとの位相のピーク値の差が±５度以下となるように構成されている、圧電共振部品１。
【選択図】 図１

Description

本発明は、厚み縦振動の３倍波を利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振部品に関し、より詳細には、スプリアスとなる厚み縦振動の基本波の影響を抑制することが可能とされている構造を備えた圧電共振部品に関する。

従来、発振子としてエネルギー閉じ込め型の圧電共振子が広く用いられている。この種のエネルギー閉じ込め型の圧電共振子では、目的とする周波数帯域に応じて様々な振動モードが利用されている。

下記の特許文献１には、厚み縦振動の基本波を利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子が開示されている。図９に斜視図で示すように、この先行技術に記載のエネルギー閉じ込め型の圧電共振子１０１は、矩形板状の圧電基板１０２を有する。圧電基板１０２は、圧電セラミックスからなり、厚み方向に分極処理されている。圧電基板１０２の上面に、円形の振動電極１０３が形成されており、振動電極１０３に連なるように引出電極１０４が形成されている。また、圧電基板１０２の下面にも、振動電極１０３と対向するように振動電極が形成されており、該振動電極に連なるように引出電極が形成されている。

圧電共振子１０１では、上面の振動電極１０３と下面の振動電極との間に交流電界を印加することにより、厚み縦振動が励振される。しかしながら、厚み縦振動の基本波の共振周波数と、反共振周波数との間に寄生振動による大きなスプリアスが発生するという問題があった。そこで、圧電共振子１０１では、このようなスプリアスを抑制するために、圧電基板１０２の少なくとも一方主面にセラミック粉末粒子を含む有機高分子材料からなる塗膜１０５，１０６が形成されている。圧電共振子１０１では、塗膜１０５，１０６の形成により、圧電共振子１０１の面内方向において質量が付加され、それによって寄生振動を抑圧することができ、スプリアスを低減することができるとされている。

他方、下記の特許文献２には、厚み縦振動の３倍波を利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子が開示されている。ここでは、矩形の圧電基板の両主面に円形の振動電極が圧電基板を介して表裏対向するように配置されており、該振動電極が対向している部分よりも外側において、ダンピング材を配置した構造が開示されている。特許文献２に記載の圧電共振子では、振動電極の外周縁からダンピング材までの距離Ｌを圧電基板の厚みｔ以上とすることにより、ダンピング材の質量付加効果により、厚み縦振動の３倍波を励振させつつ、スプリアスとなる基本波を抑制することができる。
特開平８−１４８９６７号公報 特開２００３−８７０７７号公報

特許文献１に記載の圧電共振子では、厚み縦振動の基本波を利用するに際し、塗膜１０５，１０６の形成による質量付加効果により寄生振動の抑圧が果たされている。従って、この方法では、塗膜１０５，１０６を形成しなければならず、製造工程が増加し、コストが高く付かざるを得なかった。また、圧電共振子１０１の上下にケース基板を積層した構造とした場合、セラミック粉末粒子を含む塗膜１０５，１０６が形成されている部分において封止性が低下するという問題もあった。さらに、塗膜１０５，１０６の厚みにより、上述した積層構造の圧電共振部品を構成した場合、低背化が困難であった。のみならず、塗膜１０５，１０６がセラミック粉末粒子を含んでいるため、塗膜１０５，１０６を均一に塗布することができず、従って、スプリアスを安定に低減することができなかった。

他方、特許文献２に記載の圧電共振部品では、厚み縦振動の３倍波を利用するにあたり、厚み縦振動の基本波を抑圧するためにダンピング材が設けられている。従って、特許文献２に記載の構成においても、ダンピング材の質量付加効果を利用するものであるため、製造工程が増加し、コストが高く付かざるを得なかった。

また、ダンピング材の付けられる位置のばらつきにより、質量付加効果がばらつき、スプリアスを安定に低減することが困難であった。

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、塗膜やダンピング材などの付加的な部材を設ける必要がなく、従って、製造工程の簡略化及びコストの低減を図ることができ、しかも、厚み縦振動の３倍波を利用するに際し、厚み縦振動の基本波による影響を効果的にかつ確実に抑圧し得る構造を備えた圧電共振部品を提供することにある。

本発明に係る圧電共振部品は、第１，第２の主面を有し、第１，第２の主面を結ぶ厚み方向に分極処理されている圧電基板と、該圧電基板の第１，第２の主面に部分的に形成されており、かつ圧電基板を介して対向されている第１，第２の振動電極とを有し、厚み縦振動の３倍波を利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子と、前記圧電共振子の第１，第２の振動電極が対向している振動部の振動を妨げないための空洞を有するように、前記圧電共振子の第１，第２の主面に積層された第１，第２のケース材とを備える圧電共振部品であって、前記第１，第２の振動電極の寸法が、厚み縦振動の基本波のＳ０モードとＳ１モードの位相のピーク値の差が±５度以下となるように構成されていることを特徴とする。

本発明に係る圧電共振部品のある特定の局面では、前記第１，第２の振動電極が円形の電極からなり、前記空洞の平面形状が正方形であり、前記振動電極の平面形状である円の直径をＲ（ｍｍ）、前記空洞の平面形状である正方形の一辺の寸法をＡ（ｍｍ）、及び前記圧電基板の厚みをｔ（ｍｍ）としたときに、Ｒ／ｔ＝０．４０×Ａ／ｔ＋１．４０〜０．３３×Ａ／ｔ＋１．９５とされている。

本発明に係る圧電共振部品のさらに他の特定の局面では、前記第１，第２の振動電極の平面形状が楕円であり、前記空洞の平面形状が正方形であり、前記第１，第２の振動電極の平面形状である楕円の面積をＳ（ｍｍ²）、電極寸法Ｒ_a＝２×（Ｓ／π）^1/2、空洞を構成する正方形の一辺の寸法をＡ（ｍｍ）、前記圧電基板の厚みをｔ（ｍｍ）としたときに、Ｒ_a／ｔ＝０．４０×Ａ／ｔ＋１．４０〜０．３３×Ａ／ｔ＋１．９５とされている。

本発明に係る圧電共振部品のさらに別の特定の局面では、前記第１，第２の振動電極の平面形状が円若しくは楕円であり、前記空洞の平面形状が長方形であり、前記第１，第２の振動電極の平面形状である円若しくは楕円の面積をＳ（ｍｍ²）、電極寸法Ｒ_a＝２×Ｓ^1/2とし、空洞を構成する長方形の面積をＳ_r（ｍｍ²）、空洞寸法Ａ_a＝Ｓ_r ^1/2、前記圧電基板の厚みをｔ（ｍｍ）としたときに、Ｒ_a／ｔ＝０．４０×Ａ_a／ｔ＋１．４０〜０．３３×Ａ_a／ｔ＋１．９５とされている。

本発明に係る圧電共振部品のさらに別の特定の局面では、第１，第２のケース基板の前記エネルギー閉じ込め型の圧電共振子に接合される面に凹部が形成されており、該凹部により前記空洞が形成されている。

本発明に係る圧電共振部品さらに他の特定の局面では、前記第１，第２のケース基板が平板状部材からなり、第１，第２のケース基板と前記圧電共振子とが、空洞を有するように接着剤により接着されている。

以上のように、本発明に係る圧電共振部品では、厚み縦振動の３倍波を利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子に対し、第１，第２の振動電極が対向している振動部の振動を妨げないための空洞を有するように第１，第２のケース材が積層されている構造において、第１，第２の振動電極の寸法が、厚み縦振動の基本波のＳ０モードとＳ１モードの位相のピーク値の差が±５度以下となるように構成されているため、厚み縦振動の基本波を抑圧することができる。従って、ダンピング材や塗膜などの付加的な部材を必要とすることなく、厚み縦振動の３倍波に影響を与えずに、厚み縦振動の基本波を効果的に抑圧することが可能とされている。また、ダンピング材や塗膜を必要としないため、小型化及び薄型化を進めることができ、かつ圧電共振部品のコストの低減を果たすことが可能となる。

第１，第２の振動電極が円形であり、空洞の平面形状が正方形であり、振動電極の平面形状である円の直径をＲ、空洞の平面形状である正方形の一辺の寸法をＡ、圧電基板の厚みをｔとしたときに、Ｒ／ｔ＝０．４０×Ａ／ｔ＋１．４０〜０．３３×Ａ／ｔ＋１．９５とされている場合には、厚み縦振動の基本波のＳ０モードとＳ１モードの位相のピーク値の差を確実に±５度以下とすることができ、本発明に従って厚み縦振動の基本波を効果的に抑圧することができる。

第１，第２の振動電極の平面形状が円若しくは楕円であり、空洞の平面形状が正方形である場合には、楕円の面積の寸法Ｒ_a＝２×（Ｓ／π）^1/2を、Ｒ_a／ｔ＝０．４０×Ａ／ｔ＋１．４０〜０．３３×Ａ／ｔ＋１．９５の範囲とすることにより、同様に、厚み縦振動モードの基本波のＳ０モードとＳ１モードの位相のピーク値の差を±５度以下と確実することができ、厚み縦振動の基本波を効果的に抑圧することができる。

また、第１，第２の振動電極の平面形状が円若しくは楕円であり、空洞の平面形状が長方形である場合には、平面形状が円若しくは楕円の振動電極の寸法Ｒ_a＝２×Ｓ^1/2、平面形状が長方形の空洞寸法Ａ_a＝Ｓ_r ^1/2と圧電基板の厚みｔとの比Ｒ_a／ｔを上記と同様の範囲とすることにより、厚み縦振動の基本波を確実に効果的に抑圧することができる。

第１，第２のケース基板のエネルギー閉じ込め型の圧電共振子に接合される面に凹部が形成されており、該凹部により上記空洞が構成されている場合には、ケース基板における凹部の寸法を制御することにより、本発明に従って厚み縦振動の基本波が効果的に抑圧された厚み縦振動モードの高調波を利用した圧電共振部品を提供することができる。もっとも、第１，第２のケース基板は平板状部材から構成されていてもよく、その場合には、第１，第２のケース基板と圧電共振子とが空洞を有するように接着剤により接着すればよく、該接着剤により構成される空洞の寸法を上記のように制御すればよい。

以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電共振部品の正面断面図及びその要部を示す斜視図である。

圧電共振部品１は、エネルギー閉じ込め型の圧電共振子２を有する。圧電共振子２は、矩形板状の圧電基板３を用いて構成されている。圧電基板３は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスあるいはチタン酸鉛系セラミックスなどの圧電セラミックスにより構成されており、厚み方向に分極されている。

圧電基板３の上面中央には、平面形状が円形の第１の振動電極４が形成されており、圧電基板３の下面には、振動電極４と圧電基板３を介して対向するように配置された第２の振動電極５が形成されている。

圧電共振子２においては、振動電極４に連ねられて、第１の引出電極６が形成されている。また、圧電基板３の下面においても、第２の振動電極５に連ねられて同様に第２の引出電極７が形成されている。第１，第２の引出電極６，７は、圧電基板３の対向し合う端面３ａ，３ｂに引き出されている。

圧電共振子２では、第１，第２の振動電極４，５間に交流電界を印加することにより、厚み縦振動モードが励振され、本実施形態では、厚み縦振動モードの３倍波が利用される。

図１（ａ）に示すように、板状の圧電共振子２の上面には、第１のケース基板８が接着剤層９により接合されている。第１のケース基板８は、例えばアルミナなどの絶縁性セラミックスにより構成されており、下面に凹部８ａを有する。凹部８ａにより、振動電極４，５が対向している振動部の振動を妨げないための空洞Ｈが構成されている。

同様に、圧電共振子２の下面には、第２のケース基板１０が接着剤層１１を介して貼り合わされている。第２のケース基板１０の上面にも、凹部１０ａが形成されている。凹部１０ａは、振動部の振動を妨げないための空洞Ｈを振動部の下方に形成するために設けられている。

第２のケース基板１０もまた、第１のケース基板８と同様の材料で構成され得る。

図１（ｂ）では、上記圧電共振部品１において、第１，第２のケース基板８，１０及び下面側の接着剤層１１を除去した状態が斜視図で示されている。

本実施形態の圧電共振部品１の特徴は、上記第１，第２の振動電極４，５の寸法が、厚み縦振動の基本波のＳ０モードの位相のピーク値とＳ１モードの位相のピーク値との差が±５度以下となるように、第１，第２の振動電極４，５が構成されていることにあり、それによって後述の実験例から明らかなように、厚み縦振動の３倍波に影響を与えることなく、厚み縦振動の基本波を効果的に抑圧することができる。これを具体的な実験例に基づき説明する。

厚み縦振動の基本波には、Ｓ０モードと、Ｓ１モードの２つのモードが存在する。Ｓ０モード及びＳ１モードの位相のピーク値は、振動電極４，５の寸法と、凹部８ａ，１０ａで構成される空洞Ｈの寸法によって変化する。

図２は、Ｓ０モードの位相のピーク値と、Ｓ１モードの位相のピーク値が、振動電極４，５の寸法によって変化することを示す図である。ここでは、圧電共振子２は、共振周波数が２０ＭＨｚとなるように構成されており、圧電基板３の寸法は、長さ３．７ｍｍ×幅３．１ｍｍ×厚み０．３８ｍｍとされており、振動電極４，５の直径Ｒ（ｍｍ）を、変化させた場合の結果が示されている。また、図２では、圧電基板３の厚みをｔ（ｍｍ）としたとき空洞Ｈの一辺の寸法が４．２ｔ，４．４７ｔ及び４．７ｔとされた３種類の圧電共振子２についての結果がそれぞれ破線，一点鎖線，実線で示されている。図２において、右下がりの直線がＳ０モードを、右上がりの直線がＳ１モードの結果を示す。

図２から明らかなように、振動電極の直径Ｒ（ｍｍ）が増加するに連れて、Ｓ０モードの位相のピーク値は、直線的に低下し、逆に、Ｓ１モードの位相のピーク値は直線的に増加することがわかる。また、空洞Ｈの寸法が変化した場合でも、同じ傾向となることがわかる。従って、Ｓ０モードの位相のピーク値及びＳ１モードの位相のピーク値が等しい場合に、厚み縦振動の基本波の応答が最も小さくなることがわかる。

図３は、Ｓ０モードの位相のピーク値が、Ｓ１モードの位相のピーク値よりも大きい場合の圧電共振子２の代表的な周波数−位相波形を示す図である。また、図４は、Ｓ１モードの位相のピーク値が、Ｓ０モードの位相のピーク値よりも大きい場合の代表的な波形例を示す周波数−位相図である。なお、図２に示したように、Ｓ０モードの位相のピーク値＝Ｓ１モードの位相のピーク値となる場合に、厚み縦基本モードの応答を最も小さくすることができるが、Ｓ０モードの位相のピーク値及びＳ１モードの位相のピーク値は、それぞれ巾で５度程度の誤差が存在する。従って、本発明では、Ｓ０モードの位相のピーク値と、Ｓ１モードの位相のピーク値の差を±５度以下とすれば、厚み縦振動の基本波を十分に抑圧することができる。

上記のように、Ｓ０モードとＳ１モードの位相のピーク値の変化が逆方向となる理由は、Ｓ０モードの振動領域と、Ｓ１モードの振動領域とに違いがあるためである。振動のピークの位置から変位を見た場合、Ｓ０モードに比べて、Ｓ１モードの方が振動領域が広くなる。従って、Ｓ１モードの方が、パッケージ構造によって抑圧され易いことがわかる。

すなわち、圧電共振子２の段階では、Ｓ０モードを小さくし、Ｓ１モードを大きくしておき、パッケージの構造によってＳ１モードを抑圧し、それによって、Ｓ０モードの位相のピーク値＝Ｓ１モードの位相のピーク値となるように構成すれば、厚み縦振動モードの基本波を効果的に抑圧し得ることがわかる。

上記のように、圧電共振子２の段階で、Ｓ０モード位相のピーク値を大きくしておき、パッケージ構造によってＳ１モードを抑圧し、結果としてＳ０モードの位相のピーク値と、Ｓ１モードの位相のピーク値がほぼ等しくなるように、振動電極の寸法Ｒと、パッケージ構造における空洞Ｈの寸法を選択すればよいことがわかる。

そこで、振動電極の直径Ｒ（ｍｍ）及び平面形状が正方形の空洞Ｈの一辺の寸法Ａ（ｍｍ）を種々変化させ、様々な共振周波数の圧電共振部品を作製した。圧電共振部品の共振周波数は１６、１８、２０、２４ＭＨｚの４種類とした。そして、これらの圧電共振部品について、厚み縦振動の基本波のＳ０モードの位相のピーク値と、Ｓ１モードの位相のピーク値との差が±５度以下である範囲を求めた。結果を図５に示す。図５中の４つの曲線は左から順に共振周波数が１６、１８、２０、２４ＭＨｚの場合を示し、各数値は厚み縦振動の基本波のＳ０モード、Ｓ１モードの位相のピーク値を表し、（ ）内の数値は３倍波の位相のピーク値を表す。

図５は、本実施形態の圧電共振部品１における空洞Ｈの寸法と、振動電極の直径Ｒとを変化させた場合に、厚み縦振動の基本波が抑圧され、かつ３倍波が十分に励振される領域を示す図である。なお、厚み縦振動の基本波が抑圧される領域とは、上記のように、圧電共振部品全体として、Ｓ０モードの位相のピーク値と、Ｓ１モードの位相のピーク値との差が±５度以下の範囲である。

図５の実線Ａ１で示される直線は、空洞Ｈの寸法、この場合正方形の一辺Ａ（ｍｍ）をｘ、振動電極の直径Ｒ（ｍｍ）をｙとし、圧電基板３の厚みをｔ（ｍｍ）とした場合に、ｙ＝０．３３ｘ＋１．９５ｔで表される直線であり、実線Ａ２は、ｙ＝０．４０ｘ＋１．４０ｔで表される直線である。この直線Ａ１，Ａ２間の領域において、Ｓ０モードの位相ピーク値と、Ｓ１モードの位相のピーク値の差が±５度以下となり、厚み縦振動の基本波が効果的に抑圧され、かつ３倍波が十分に励振される。つまり、実線Ａ１よりも上方の領域では、３倍波の位相のピーク値が８３°以下のために厚み縦振動の３倍波がダンピングされる領域であり、実線Ａ２よりも下方の領域は、Ｓ０モード、Ｓ１モードの位相のピーク値が５２°以上のために厚み縦振動の基本波の抑圧が不十分な領域である。

すなわち、本発明においては、好ましくは、振動電極の直径をＲ（ｍｍ）、空洞Ｈの平面形状である正方形の一辺の寸法をＡ（ｍｍ）、圧電基板３の厚みをｔ（ｍｍ）としたときに、Ｒ／ｔ＝０．４０×Ａ／ｔ＋１．４０〜０．３３×Ａ／ｔ＋１．９５の範囲とすれば、圧電共振部品１において厚み縦振動の３倍波を良好に励振し、かつ厚み縦振動の基本波を十分に抑圧することができる。

上記のように、本実施形態の圧電共振部品１では、厚み縦振動の３倍波を利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子２においては、厚み縦振動の基本波のＳ０モードの位相のピーク値が小さくされ、Ｓ１モードの位相のピーク値が相対的に大きくされており、パッケージ構造、すなわち空洞Ｈの一辺の寸法を変化させることによりＳ１モードの位相のピーク値が小さくされている。それによって、圧電共振部品１では、Ｓ０モードの位相のピーク値とＳ１モードの位相のピーク値とが±５度以内とされている。従って、厚み縦振動の基本波を効果的に抑圧することがあり、厚み縦振動の３倍波の共振特性を良好に利用することができる。

図６及び図７は、本発明の第２の実施形態に係る圧電共振部品を説明するための正面断面図及び要部を示す斜視図である。第２の実施形態に係る圧電共振部品２１では、第１，２の振動電極２４，２５が、図７に示されているように、楕円の平面形状を有すること、及び空洞Ｈ２が長方形であることを除いては、第１の実施形態の圧電共振部品１と同様に構成されている。従って、他の部分については同一の参照番号を付することにより、その説明を省略する。

本発明に係る圧電共振部品では、圧電共振部品２１のように、振動電極２４，２５が楕円の形状及び空洞Ｈ２が長方形を有するように構成されていてもよい。この場合には、振動電極の寸法Ｒ_a（ｍｍ）として、２×（Ｓ／π）^1/2を用いればよい。ここで、Ｓ（ｍｍ²）は、振動電極の面積を示す。また、空洞Ｈ２の平面形状が長方形であるため、空洞の寸法Ａ_a（ｍｍ）については、Ａ_a＝Ｓ_r ^1/2とすればよい。ここで、Ｓ_r（ｍｍ²）は空洞Ｈ２の平面形状の面積を示す。

図８は、圧電共振部品２１で用いられているエネルギー閉じ込め型の圧電共振子における電極の寸法Ｒ_aと、Ｓ０モード及びＳ１モードの位相のピーク値との関係を示す図である。図８から明らかなように、平面形状が楕円の振動電極２４，２５及び平面形状が長方形の空洞Ｈ２とした場合においても、Ｓ０モードの位相のピーク値の変化と、Ｓ１モードの位相のピーク値の変化は逆方向となっている。また、図８を図２と比較すれば明らかなように、楕円の振動電極２４，２５及び平面形状が長方形の空洞Ｈ２を用いた場合、Ｓ０モードの位相のピーク値の変化を示す直線と、Ｓ１モードの位相のピーク値の変化を示す直線の交点における位相の大きさが、図２における対応の交点における位相に比べて低くなっていることがわかる。すなわち、平面形状が楕円の振動電極２４，２５及び平面形状が長方形の空洞Ｈ２を用いた場合には、厚み縦振動の基本波をより効果的に抑圧し得ることがわかる。

第２の実施形態においても、Ｓ０モードの位相のピーク値の変化及びＳ１モードの位相のピーク値の変化が電極寸法の変化に対して逆方向となっているため、第１の実施形態と同様に、Ｓ０モードを圧電共振子２２の段階で小さくしておき、Ｓ１モードをパッケージ構造により抑圧して小さくし、Ｓ０モードの位相のピーク値と、Ｓ１モードの位相のピーク値との差を±５度以内とすることにより、第１の実施形態と同様に、厚み縦振動の３倍波に殆ど影響を与えることなく、厚み縦振動の基本波を効果的に抑圧することができる。

なお、第２の実施形態において空洞Ｈ２の平面形状が正方形の場合には、空洞の寸法Ａ_aは一辺の長さとすればよい。また、第２の実施形態において、振動電極２４，２５が円の場合には、電極の寸法Ｒ_aは直径Ｒにすればよい。

この第２の実施形態においても、Ｒ_a／ｔ＝０．４０×Ａ_a／ｔ＋１．４０〜０．３３×Ａ_a／ｔ＋１．９５の範囲とすることにより、第２の実施形態と同様に、厚み縦振動の基本波のＳ０モード及びＳ１モードの位相のピーク値の差を±５以下とすることができる。

なお、第１，第２の実施形態の圧電共振部品では、空洞は、ケース基板に設けられた凹部により構成されていたが、接着剤層９，１１の厚みを厚くし、該接着剤層９，１１の凹部により空洞を形成してもよい。この場合には、ケース基板として平板状のケース基板を用いることができる。

（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電共振部品の正面断面図及びその要部を示す斜視図。 第１の実施形態の圧電共振部品におけるエネルギー閉じ込め型の圧電共振子の厚み縦振動のＳ０モードとＳ１モードの位相のピーク値と、振動電極の寸法との関係を示す図。 Ｓ０モードの位相のピーク値がＳ１モードの位相のピーク値よりも大きい場合の代表的な圧電共振子の波形の例を示す図。 Ｓ１モードの位相のピーク値がＳ０モードの位相のピーク値よりも大きい場合の代表的な圧電共振子の波形の例を示す図。 圧電共振部品における空洞の寸法Ａと、振動電極の直径Ｒとを変化させた場合のＳ０モードの位相ピーク値と、Ｓ１モードの位相ピーク値との差が±５度以内に入る領域を説明するための図。 第２の実施形態に係る圧電共振部品の正面断面図。 第２の実施形態の圧電共振部品の要部を示す斜視図。 第２の実施形態の圧電共振部品に用いられる圧電共振子における厚み縦振動のＳ０モード及びＳ１モードの位相のピーク値と、振動電極の寸法との関係を示す図。 従来のエネルギー閉じ込め型の圧電共振子の一例を示す斜視図。

符号の説明

１…圧電共振部品
２…圧電共振子
３…圧電基板
３ａ，３ｂ…端面
４，５…第１，第２の振動電極
６，７…第１，第２の引出電極
８，１０…第１，第２のケース基板
９，１１…接着剤層
２１…圧電共振部品
２４，２５…振動電極
３４…振動電極
Ｈ，Ｈ２…空洞

Claims (6)

1. 第１，第２の主面を有し、第１，第２の主面を結ぶ厚み方向に分極処理されている圧電基板と、該圧電基板の第１，第２の主面に部分的に形成されており、かつ圧電基板を介して対向されている第１，第２の振動電極とを有し、厚み縦振動の３倍波を利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子と、
   前記圧電共振子の第１，第２の振動電極が対向している振動部の振動を妨げないための空洞を有するように、前記圧電共振子の第１，第２の主面に積層された第１，第２のケース材とを備える圧電共振部品であって、
   前記第１，第２の振動電極の寸法が、厚み縦振動の基本波のＳ０モードとＳ１モードの位相のピーク値の差が±５度以下となるように構成されていることを特徴とする、圧電共振部品。
2. 前記第１，第２の振動電極が円形の電極からなり、前記空洞の平面形状が正方形であり、前記振動電極の平面形状である円の直径をＲ（ｍｍ）、前記空洞の平面形状である正方形の一辺の寸法をＡ（ｍｍ）、及び前記圧電基板の厚みをｔ（ｍｍ）としたときに、Ｒ／ｔ＝０．４０×Ａ／ｔ＋１．４０〜０．３３×Ａ／ｔ＋１．９５とされていることを特徴とする請求項１に記載の圧電共振部品。
3. 前記第１，第２の振動電極の平面形状が楕円であり、前記空洞の平面形状が正方形であり、前記第１，第２の振動電極の平面形状である楕円の面積をＳ（ｍｍ²）、電極寸法Ｒ_a＝２×（Ｓ／π）^1/2、空洞を構成する正方形の一辺の寸法をＡ（ｍｍ）、前記圧電基板の厚みをｔ（ｍｍ）としたときに、Ｒ_a／ｔ＝０．４０×Ａ／ｔ＋１．４０〜０．３３×Ａ／ｔ＋１．９５とされていることを特徴とする、請求項１に記載の圧電共振部品。
4. 前記第１，第２の振動電極の平面形状が円若しくは楕円であり、前記空洞の平面形状が長方形であり、前記第１，第２の振動電極の平面形状である円若しくは楕円の面積をＳ（ｍｍ²）、電極寸法Ｒ_a＝２×Ｓ^1/2とし、空洞を構成する長方形の面積をＳ_r（ｍｍ²）、空洞寸法Ａ_a＝Ｓ_r ^1/2、前記圧電基板の厚みをｔ（ｍｍ）としたときに、Ｒ_a／ｔ＝０．４０×Ａ_a／ｔ＋１．４０〜０．３３×Ａ_a／ｔ＋１．９５とされていることを特徴とする、請求項１に記載の圧電共振部品。
5. 第１，第２のケース基板の前記エネルギー閉じ込め型の圧電共振子に接合される面に凹部が形成されており、該凹部により前記空洞が形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧電共振部品。
6. 前記第１，第２のケース基板が平板状部材からなり、第１，第２のケース基板と前記圧電共振子とが、空洞を有するように接着剤により接着されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧電共振部品。
   
   

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