JP2006270548A - 圧電共振部品 - Google Patents

Abstract

【課題】振動電極と容量電極との接触によるショートを防止し、信頼性を向上させた容量内蔵型圧電共振部品を提供する。
【解決手段】保護カバー３は、容量素子２の第２容量主面２２側に配置され、絶縁性のエポキシ樹脂からなり、細長い板状をなしている。保護カバー３の長手方向の長さ及び短手方向の幅は、容量素子２の長手方向の長さ及び短手方向の幅とほぼ等しく構成されている。保護カバー３は、容量素子２に熱圧着され、第２容量電極２６の全体を覆っている。圧電共振子６と保護カバー３との間には、第１接着層４及び第１空間形成層５によって空間が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、共振子として使用される容量内蔵型圧電共振部品に関する。

従来から圧電共振部品の様々な構造が提案されている。例えば、容量素子で構成された板状のベース板の短手方向の全周囲にわたって、３本の容量電極をほぼ等間隔に形成し、圧電共振子と容量素子との間に空間を形成して距離を保ちつつ、ベース板を発振回路に必要なコンデンサとして機能させ、圧電共振子の共振部を共振させているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２８６６６６号公報

しかし、従来の圧電共振部品では、圧電共振子の振動によって、圧電共振子の振動電極がベース板の容量電極に接触し、ショートを引起すことがあった。

そこで、本発明は、振動電極と容量電極との接触によるショートを防止し、信頼性を向上させた容量内蔵型圧電共振部品を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、板状の圧電素子と、第１振動電極と、第１引出し電極と、第２振動電極と、第２引き出し電極とを有する圧電共振子と、板状の容量素子と、容量電極と、容量電極保護カバーと、カバーとを備える容量内蔵型圧電共振部品を提供している。ここで、第１振動電極は、圧電素子の一方の主面の一部の領域に配置されている。第１引出し電極は、第１振動電極に接続され、圧電素子の一方の端部まで導出されている。第２振動電極は、圧電素子の他方の主面上に、第１振動電極と対向配置されている。第２引き出し電極は、第２振動電極に接続され、圧電素子の他方の端部まで導出されている。
容量素子は、圧電素子の一方の主面側に設けられている。容量電極は、容量素子の圧電共振子側の主面上に形成されている。容量電極保護カバーは、絶縁材料からなり、容量電極の少なくとも、第１振動電極及び第１引出し電極と対向する部分に配置されている。カバーは、少なくとも一部が圧電素子の他方の主面側に位置している。容量電極保護カバーと、圧電共振子との間には、空間が形成されている。
かかる構成によれば、第１振動電極と第２振動電極とに挟まれた圧電素子（共振部）が第１振動電極と第２振動電極とが対向する方向に振動したとしても、容量電極保護カバーが第１振動電極及び第１引出し電極と対向する部分に配置されているので、第１振動電極及び第１引出し電極と容量電極とが接触することはない。よって、第１振動電極及び第１引出し電極と容量電極との接触によるショートを防止することができ、容量内蔵型圧電共振部品の信頼性を向上させることができる。また、容量内蔵型圧電共振部品の組立て工程中に、空間に金属粉やめっき液などが混入した場合であっても、容量電極保護カバーにより第１振動電極及び第１引出し電極と容量電極との絶縁を図ることができる。

本発明の容量内蔵型圧電共振部品によれば、振動電極と容量電極との接触によるショートを防止し、信頼性を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態による容量内蔵型圧電共振部品について図１〜図３に基づき説明する。図１は、容量内蔵型圧電共振部品１の斜視図、図２は容量内蔵型圧電共振部品１の分解斜視図である。第１の実施の形態による容量内蔵型圧電共振部品１はエネルギー閉じ込め型の容量内蔵型圧電共振部品であり、容量素子２と、圧電共振子６と、カバー９とを有し、更に、保護カバー３と、第１接着層４と、第１空間形成層５と、第２空間形成層７と、第２接着層８と、６個の端部電極１０〜１５とを有している。

容量素子２は、ＰＺＴ系誘電体からなり、細長い板状をなし、実装面となる略長方形状の第１容量主面２１と、実装面と反対側に位置する略長方形状の第２容量主面２２とを有している。第１容量主面２１には、３本の第１容量電極２３、２４、２５が印刷・焼付けされている。第１容量電極２３、２４、２５は、それぞれ第１容量主面２１の短手方向に延び、第１容量主面２１の短手方向の一端から他端にわたって、ほぼ等間隔に設けられている。

第２容量主面２２には、第２容量電極２６が印刷・焼付けされている。第２容量電極２６は、十字状をなし、第２容量主面２２の長手方向に延びる長手部２６Ａと、第２容量主面２２の短手方向に延びる短手部２６Ｂとを有している。長手部２６Ａの一端は、容量素子２の厚さ方向において、容量素子２を挟んで第１容量電極２３に対向し、他端は、同様に第１容量電極２５に対向している。短手部２６Ｂは、容量素子２の厚さ方向において第１容量電極２４に対向し、第１容量主面２１の短手方向の一端から他端にわたって設けられている。第１容量電極２４及び第２容量電極２６を接地して、第１容量電極２３、２５に電圧を加えれば、容量素子２は誘電体により構成されているので、設置電極と電圧印加電極間はコンデンサとして機能する。

保護カバー３は、容量素子２の第２容量主面２２側に配置され、絶縁性のエポキシ樹脂からなり、細長い板状をなしている。保護カバー３の長手方向の長さ及び短手方向の幅は、容量素子２の長手方向の長さ及び短手方向の幅とほぼ等しく構成されている。保護カバー３は、容量素子２に熱圧着され、第２容量電極２６の全体を覆っている。第１接着層４は、保護カバー３の反容量素子２側に位置しており、接着用樹脂からなり、細長い略ロの字状をなしている。第１接着層４の長手方向の長さ及び短手方向の幅は、容量素子２の長手方向の長さ及び短手方向の幅とほぼ等しく構成されている。

第１空間形成層５は、第１接着層４の反保護カバー３側に位置しており、エポキシ樹脂からなり、細長い略ロの字状をなしている。第１空間形成層５の長手方向の長さ及び短手方向の幅は、容量素子２の長手方向の長さ及び短手方向の幅とほぼ等しく構成されている。保護カバー３と第１空間形成層５とは、第１接着層４によって接着されている。

圧電共振子６は、第１空間形成層５の反第１接着層４側に位置している。圧電共振子６は、圧電素子６Ａと第１振動電極６３と第２振動電極６４とを備えている。圧電素子６Ａは、ＰＺＴ系圧電セラミックスからなり、細長い板状をなしている。更に圧電素子６Ａは、長手方向に沿って分極され、厚さ方向に電圧をかけると厚みすべり振動モードで振動する。また、圧電素子６Ａは、第１空間形成層５側に位置する第１主面６１と、その反対側に位置する第２主面６２とを有している。第１主面６１と第１空間形成層５とは、熱圧着されている。よって、図３に示すように、第１主面６１と保護カバー３との間には、第１接着層４及び第１空間形成層５によって空間Ｃ１が形成されている。

第１主面６１は、長手方向を規定する第１長辺６１Ａと、第１長辺６１Ａに略平行に延びる第２長辺６１Ｂと、第１長辺６１Ａに略垂直に延びる第１短辺６１Ｃと、第１短辺に略平行に延びる第２短辺６１Ｄとによって略長方形状をなしている。第２主面６２も、第１主面６１と同様に、第１長辺６２Ａ、第２長辺６２Ｂ、第１短辺６２Ｃ及び第２短辺６２Ｄによって略長方形状をなしている。

第１振動電極６３は、第１主面６１の略中央に印刷・焼付けされている。第１振動電極６３は、Ａｇからなり、細長状をなしている。第１振動電極６３は、第１長辺６１Ａに略平行に延びる第３長辺６３Ａと、第２長辺６１Ｂに略平行に延びる第４長辺６３Ｂと、第１短辺６１Ｃに略平行に延びる第３短辺６３Ｃと、第２短辺６１Ｄに略平行に延びる第４短辺６３Ｄとを有している。第１振動電極６３の第３短辺６３Ｃには、第１引出し電極６５が接続され、第１主面６１に印刷・焼付けされている。第１引出し電極６５は、第３短辺６３Ｃから第１短辺６１Ｃ側の第１長辺６１Ａ及び第２長辺６１Ｂまで引出されている。

第２振動電極６４は、第１振動電極６３と略同一形状であり、第２主面６２の第１振動電極６３と対向する位置に印刷・焼付けされている。第２振動電極６４は、第１振動電極６３と同様にＡｇからなり、細長状をなしている。また第２振動電極６４も、第１振動電極６３と同様に第３長辺６４Ａ、第４長辺６４Ｂ、第３短辺６４Ｃ及び第４短辺６４Ｄを有している。第１振動電極６３と第２振動電極６４とに挟まれた圧電素子６Ａは、第１振動電極６３と第２振動電極６４とに電位差が生じると、厚みすべり振動モードで振動し、共振部として機能する。第２振動電極６４の第４短辺６４Ｄには、第２引出し電極６６が接続され、第２主面６２に印刷・焼付けされている。第２引出し電極６６は、第４短辺６４Ｄから第１長辺６１Ａ及び第２長辺６２Ｂまで引出されている。

第２空間形成層７は、圧電素子６Ａの第２主面６２側に位置しており、エポキシ樹脂からなり、第１空間形成層５と略同一の形状をなしている。第２主面６２と第２空間形成層７とは、熱圧着されている。第２接着層８は、第２空間形成層７の反圧電素子６Ａ側に位置しており、接着用樹脂ならなり、第１接着層４と略同一形状をなしている。カバー９は、第２接着層８の反第２空間形成層７側に位置している。

カバー９と第２空間形成層７とは、第２接着層８によって接着されている。よって、図３に示すように第２主面６２とカバー９との間には、第２空間形成層７と第２接着層８とによって空間Ｃ２が形成されている。カバー９は、ＰＴ系素子からなり、細長い板状をなし、第２空間形成層７側に位置する第１カバー主面９１と、第１カバー主面９１の反対側に位置する第２カバー主面９２とを有している。第２カバー主面９２の短手方向両端であって、第１容量電極２３、２４、２５に対向する位置には、それぞれ端子電極９３Ａ〜９３Ｆが形成されている。

端部電極１０〜１５は、容量内蔵型圧電共振部品１を構成する三つの外面に跨って設けられ、スパッタ等の成膜技術により形成されている。端部電極１０、１１は、互いに対向配置され、第１容量電極２３、第２引出し電極６６及び端子電極９３Ａ又は端子電極９３Ｂに接続されている。端部電極１２、１３は、第１容量電極２４、短手部２６Ｂ、及び端子電極９３Ｃ又は端子電極９３Ｄに接続されている。端部電極１４、１５は、第１容量電極２５、第１引出し電極６５及び端子電極９３Ｅ又は端子電極９３Ｆに接続されている。

そして、端部電極１０、１１を発振の一方の出力側に接続し、端部電極１２、１３を接地し、端部電極１４、１５を発振の他方の出力側に接続することによって、容量素子２、第１容量電極２３、２４、２５及び第２容量電極２６は、上述のように発振回路に必要なコンデンサとして機能する。更に、第１振動電極６３と第２振動電極６４とに挟まれた圧電素子６Ａ（共振部）は、厚みすべり振動モードで振動する。この振動により、圧電共振子６は、第１振動電極６３と第２振動電極６４とが対向する方向に振動する。この振動が大きくても、本実施の形態では保護カバー３が第２容量電極２６の全体を覆っているので、第１振動電極６３及び第１引出し電極６５と第２容量電極２６とが接触することはない。よって、第１振動電極６３及び第１引出し電極６５と第２容量電極２６との接触によるショートを防止することができ、容量内蔵型圧電共振部品１の信頼性を向上させることができる。また、容量内蔵型圧電共振部品１の組立て工程中に、空間Ｃ２に金属粉やめっき液などが混入した場合であっても、保護カバー３により第１振動電極６３及び第１引出し電極６５と第２容量電極２６との絶縁を図ることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態による容量内蔵型圧電共振部品について図４に基づき説明する。第２の実施の形態による容量内蔵型圧電共振部品１０１は、容量素子１０２と、圧電共振子１０６と、カバー１０９とを有し、更に、ベース板１０４と、保護カバー１０３と、搭載部電極１０５と、３個の外部電極１１０、１１１、１１２とを有している。

ベース板１０４は、図の紙面に対し左右方向に延びる細長い板状をなし、実装面となる略長方形状の第１容量主面１２１と、実装面と反対側に位置する略長方形状の第２容量主面１２２とを有している。第１容量主面１２１には、３個の外部電極１１０、１１１、１１２が印刷・焼付けされている。外部電極１１０、１１１、１１２は、それぞれ第１容量主面１２１の短手方向に延び、ほぼ等間隔に設けられている。

第２容量主面１２２には、第１容量電極１２３、１２４、１２５が、配置されている。第１容量電極１２３、１２５は、それぞれ外部電極１１０、１１２に対向し、かつ図示せぬ位置においてそれぞれ外部電極１１０、１１２と接続されている。第１容量電極１２４は、第１容量電極１２３と第１容量電極１２５との間に配置されており、図示せぬ位置において外部電極１１１に接続されている。また、第２基板主面１２２上には、第１容量電極１２３、１２４、１２５を覆うように容量素子１０２が配置されている。容量素子１０２は、ＰＺＴ系誘電体からなり、薄いシート状をなしている。容量素子１０２の第１容量電極１２３、１２５に対向する位置には、それぞれ電極接続穴１０２ａが形成されている。

また、容量素子１０２には、ベース板１０４の長手方向に沿って延びる第２容量電極１２６、１２７が印刷・焼付けされている。第２容量電極１２６の一端は、電極接続穴１０２ａを介して第１容量電極１２３に接続され、他端は、ベース板１０４の長手方向の略中央まで延びている。第２容量電極１２７の一端は、電極接続穴１０２ａを介して第１容量電極１２５に接続され、他端は、ベース板１０４の長手方向の略中央まで延びている。外部電極１１１を接地して、外部電極１１０、１１２に電圧を加えれば、容量素子１０２は誘電体により構成されているので、設置電極と電圧印加電極間はコンデンサとして機能する。

第２容量電極１２６及び第２容量電極１２７の一端には、それぞれ搭載部電極１０５が配置されている。また、第２容量電極１２６及び第２容量電極１２７上には、絶縁性のエポキシ樹脂からなる保護カバー１０３が配置されている。保護カバー１０３は、一方の搭載部電極１０５から他方の搭載部電極１０５まで延びて、第２容量電極１２６及び第２容量電極１２７を覆っている。搭載部電極１０５上には、圧電共振子１０６が配置されている。圧電共振子１０６の両端は、それぞれ搭載部電極１０５上において、導電ペースト１０７により接着されている。圧電共振子１０６は、圧電素子１０６Ａと第１振動電極１６３と第２振動電極１６４とを備えている。

圧電素子１０６Ａは、ＰＺＴ系圧電セラミックスからなり、細長い直方体状をなしている。更に圧電素子１０６Ａは、長手方向に沿って分極され、厚さ方向に電圧をかけると厚みすべり振動モードで振動する。また、圧電素子１０６Ａは、保護カバー１０３側に位置する第１主面１６１と、その反対側に位置する第２主面１６２とを有している。搭載部電極１０５によって、第１主面１６１と保護カバー１０３との間には、空間Ｃ３が形成されている。

第１振動電極１６３は、Ａｇからなり、第１主面１６１に印刷・焼付けされている。第１振動電極１６３の一端には、第１引出し電極１６５が接続され、第１主面１６１に印刷・焼付けされている。第１引出し電極１６５は、第１振動電極１６３の一端から圧電素子１０６Ａの長手方向の一端まで引出されている。第２振動電極１６４は、Ａｇからなり、第１振動電極１６３と略同一形状であり、第２主面１６２の第１振動電極１６３と対向する位置に印刷・焼付けされている。第２振動電極１６４の一端には、第２引出し電極１６６が接続され、第１主面１６１に印刷・焼付けされ、圧電素子１０６Ａの長手方向の他端まで引出されている。第１振動電極１６３と第２振動電極１６４とに挟まれた圧電素子１０６Ａは、第１振動電極１６３と第２振動電極１６４とに電位差が生じると、厚みすべり振動モードで振動し、共振部として機能する。

カバー１０９は、凹部１０９ａを有しており、凹部１０９ａ内に、第２容量電極１２６、保護カバー１０３、及び圧電共振子１０６を収容するように、容量素子１０２上に配置されている。カバー１０９と、容量素子１０２とは、封止接着剤１０８により接着されている。そして、外部電極１１０を発振の一方の出力側に接続し、外部電極１１１を接地し、外部電極１１２を発振の他方の出力側に接続することによって、容量素子１０２、第１容量電極１２３、１２４、１２５及び第２容量電極１２６、１２７は、上述のように発振回路に必要なコンデンサとして機能する。

更に、第１振動電極１６３と第２振動電極１６４とに挟まれた圧電素子１０６Ａ（共振部）は、厚みすべり振動モードで振動する。この振動により、圧電共振子１０６は、第１振動電極１６３と第２振動電極１６４とが対向する方向に振動する。この振動が大きくても、本実施の形態では保護カバー１０３が第２容量電極１２６を覆っているので、第１振動電極１６３及び第１引出し電極１６５と第２容量電極１２６とが接触することはない。よって、第１振動電極１６３及び第１引出し電極１６５と第２容量電極１２６との接触によるショートを防止することができ、容量内蔵型圧電共振部品１０１の信頼性を向上させることができる。また、容量内蔵型圧電共振部品１０１の組立て工程中に、空間Ｃ３に金属粉やめっき液などが混入した場合であっても、保護カバー１０３により第１振動電極１６３及び第１引出し電極１６５と第２容量電極１２６との絶縁を図ることができる。

尚、本発明による容量内蔵型圧電共振部品は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、厚みすべり振動モードでなくても良く、他の振動モードであっても良い。また、第１の実施の形態において、保護カバー３は、第２容量電極２６の全体を覆っていたが、これに限られず、少なくとも第２容量電極２６の第１振動電極６３及び第１引出し電極６５に対向する部分を覆っていれば良い。

同様に第２の実施の形態において、保護カバー１０３は、一方の搭載部電極１０５から他方の搭載部電極１０５まで延びて、第２容量電極１２６及び第２容量電極１２７を覆っていたが、少なくとも第１振動電極１６３及び第１引出し電極１６５に対向する部分を覆っていれば良い。また、保護カバー１０３は、エポキシ樹脂からなっていたが、絶縁を図れる物質であれば何でも良い。

本発明の第１の実施の形態における容量内蔵型圧電共振部品の斜視図。 本発明の第１の実施の形態における容量内蔵型圧電共振部品の分解斜視図。 本発明の第１の実施の形態における容量内蔵型圧電共振部品の長手方向に沿った断面図。 本発明の第２の実施の形態における容量内蔵型圧電共振部品の長手方向に沿った断面図。

符号の説明

１、１０１ 容量内蔵型圧電共振部品
２、１０２ 容量素子
３、１０３ 保護カバー
６、１０６ 圧電共振子
６Ａ、１０６Ａ 圧電素子
９、１０９ カバー
６１、１６１ 第１主面
６２、１６２ 第２主面
６３、１６３ 第１振動電極
６４、１６４ 第２振動電極
６５、１６５ 第１引出し電極
６６、１６６ 第２引出し電極

Claims (1)

1. 板状の圧電素子と、前記圧電素子の一方の主面の一部の領域に配置された第１振動電極と、前記第１振動電極に接続され、前記圧電素子の一方の端部まで導出された第１引出し電極と、前記圧電素子の他方の主面上に、前記第１振動電極と対向配置された第２振動電極と、前記第２振動電極に接続され、前記圧電素子の他方の端部まで導出された第２引き出し電極と、を有する圧電共振子と、
   前記圧電素子の前記一方の主面側に設けられた板状の容量素子と、
   前記容量素子の前記圧電共振子側の主面上に形成された容量電極と、
   絶縁材料からなり、前記容量電極の少なくとも、前記第１振動電極及び前記第１引出し電極と対向する部分に配置された容量電極保護カバーと、
   少なくとも一部が前記圧電素子の前記他方の主面側に位置するカバーと、を備え、
   前記容量電極保護カバーと、前記圧電共振子との間には、空間が形成されたことを特徴とする容量内蔵型圧電共振部品。

Images