JP2563132Y2 - 共振子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、共振子、特に、圧電素子を備えた共振子に
関する。

〔従来の技術〕

たとえばマイクロコンピュータのクロックパルス発振
器用の共振子として、電極を有する基板と、基板に固定
された圧電素子と、圧電素子を覆うケースとを備えたも
のがある。この種の共振子では、基板の電極上に導電性
樹脂製のバンプが配置されており、圧電素子は基板と平
行に（すなわち主面が基板と対向するよう）両バンプ上
に固定されている。ここで、圧電素子とバンプとは導電
性樹脂により固定されており、これにより圧電素子と基
板の電極とが導通されている。この基板と圧電素子との
組立体は、たとえば所定パターンのプリント配線基板上
に搭載される。

なお、圧電素子と基板の電極との接続性を改善するた
めに、圧電素子の両端面に蒸着による電極を設けた共振
子もある。

〔考案が解決しようとする課題〕

前記従来の共振子では、基板上に圧電素子を配置して
いるため、小型化が困難である。圧電素子を固定するた
めの導電性樹脂の液垂れによる基板とケースとの気密不
良を防ぎ、良好な電気特性を実現するために、基板とケ
ースとを大型に構成する必要があるからである。

また、前記従来の共振子は、圧電素子の位置ずれが起
こり易く、圧電素子と基板の電極との接続不良が起こり
やすい。圧電素子の接続不良が起これば、クロックパル
ス発振器の発振が不安定になったり、停止してしまうこ
とになる。両端面に電極を有する圧電素子を用いれば、
接続不良は改善されるが、圧電素子の製造が煩雑とな
り、コスト高となる。

本考案の目的は、安定した特性が維持でき、かつ小型
で安価な共振子を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る共振子は、圧電素子と絶縁基板と導電性
樹脂とを備えている。圧電素子は、表面に第１電極が設
けられた第１主面と表面に第２電極が設けられた第２主
面とを有する略直方体形状に形成されている。絶縁基板
は、前記圧電素子の厚みよりも大なる開口幅と圧電素子
の長さよりも長い開口長を有し、且つ開口両端部近傍の
素子固定部と素子振動空間部とを仕切る突起部を有し、
前記圧電素子が前記第１及び第２の電極の設けられてい
ない長手方向の側面を底面にして収納された凹部を表面
に有するとともに、前記凹部の各開口端部を含んで基板
の両側面、両主面に周回する入力電極及び出力電極と、
前記入力電極と出力電極間に、前記開口によって分断さ
れて基板の両側面、両主面に周回するアース電極が夫々
形成され、前記入力電極とアース電極との間、前記出力
電極とアース電極との間で夫々コンデンサ成分を構成さ
れている。導電性樹脂は、前記素子固定部内に充填さ
れ、前記圧電素子の第１の電極を前記開口の一方端部に
配された入力電極に、前記圧電素子の第２の電極を前記
開口の他方端部に配された出力電極に接続固定する。

〔作用〕

本考案の共振子では、圧電素子が基板の凹部内に配置
されている。また、圧電素子が凹部内に固定されている
ため、従来例のように圧電素子を固定するための導電性
樹脂の液垂れを考慮して、基板等を大型化する必要がな
い。このため、本考案の共振子は、小型に構成できる。

また、本考案の共振子は、圧電素子が基板の凹部内に
配置されているため、マウントずれによる接続不良が起
こりにくく、安定した特性が維持できる。

〔実施例〕

本考案の一実施例に係る共振子１を第１図及び第２図
に示す。図において、共振子１は、基板２と、圧電素子
３と、ケース４とから主に構成されている。

基板２は、チタン酸バリウム、チタン酸ランタン、チ
タン酸カルシウムまたはアルミナ等の誘電体磁器材料か
らなる直方体状である。基板２の中央部には、長手方向
に延びる凹部５が設けられている。凹部５は、図の上面
が開口しており、その開口幅は圧電素子３の厚みよりも
大なる幅であり、開口長さは圧電素子３の長さよりも長
く設定されている。また、凹部５は、両端に筒状の固定
部6,6を有している。両固定部6,6に挟まれた凹部５の底
面には段部5a（第２図）が形成されており、これにより
固定部6,6は一段浅くなっている。また、凹部５と両固
定部6,6との境目には、凹部５の幅を狭めるように突起
部5bが形成されている。なお、固定部6,6の深さは、圧
電素子３の幅の半分程度である。両固定部6,6の開口部
周縁には、第３図に示すように、傾斜部７が設けられて
いる。この傾斜部７は、両固定部6,6から離れるにつれ
上がる方向に傾斜している。

基板２の長手方向両端近傍には、幅方向に延びる１対
の入出力用電極8,8が配置されている。入力出力用電極
８は、基板２の上面から側面を経由して底面まで連続的
に配置された帯状の層であり、基板２の上面では両固定
部6,6の傾斜部７を覆っている。また、入出力用電極8,8
の間には、それらと平行に延びるアース電極９が配置さ
れている。アース電極９は、凹部５の開口部分を除い
て、基板２の上面から側面を経由して底面まで連続して
いる。ここでは、両入出力用電極８とアース電極９との
間にコンデンサが構成されていることになる。

圧電素子３は、直方体状の圧電セラミック基板14と、
その両主面にそれぞれ配置された電極10,11とから構成
されている。圧電セラミック基板14の長さは、基板２の
凹部５の長さよりも若干短く設定されている。また、圧
電セラミック基板14の厚みは、対向する突起部5b間の幅
よりも若干小さく設定されている。電極10,11は、圧電
セラミック基板14の異なる端部から中央部側にそれぞれ
延びている。両電極10,11は、先端部分が圧電セラミッ
ク基板14の中央部を介して対向している。この圧電素子
３は、エネルギー閉じ込め型厚み滑り振動モードの共振
器を構成している。

圧電素子３は、幅方向を縦にして基板２の凹部５内に
配置されており、両端部がそれぞれ固定部6,6内で導電
性樹脂12,12により固定されている（第２図）。圧電素
子３の固定に際しては、第３図に一点鎖線で示すよう
に、両固定部6,6内に導電性樹脂12を注入しておく。そ
して、圧電素子３を凹部５内に挿入すると、第４図に示
すように圧電素子３の両主面の電極10,11に導電性樹脂1
2が均等に付着する。導電性樹脂12は、150℃程度で加熱
処理されて硬化する。ここで、導電性樹脂12は、両固定
部6,6の傾斜部７で入出力用電極8,8と接続される。これ
により、両電極10,11は、入出力用電極8,8と接続され
る。なお、凹部５内に配置された圧電素子３と凹部５の
壁面及び底面との間には隙間が生じる。このため、圧電
素子３の振動は、凹部５の壁面等で邪魔されない。

ケース４は、図の下側が開口した箱状の部材である。
ケース４は、圧電素子３を覆うように基板２上に配置さ
れ、接着剤13により基板２に固定されている。

前記共振子１の等価回路を第５図に示す。図に付され
た番号は、第１図及び第２図の共振子１の対応する部分
の番号である。なお、コンデンサＣは、入出力用電極８
とアース電極９とにより構成されたコンデンサである。

前記共振子１は、たとえば所定の回路が構成された回
路基板上に実装される。たとえば、回路基板において、
共振子１の入出力用電極8,8間に帰還抵抗及び増幅器が
それぞれ並列に接続されると、コルピッツ型発振回路が
構成される。

本実施例の共振子１によれば、次の効果が期待でき
る。

（ａ） 本実施例の共振子１は、上述のように基板２の
凹部５内に圧電素子３が配置されているため、従来の共
振子に比べて基板の幅方向及び高さ方向ともにコンパク
トとなり、小型に構成できる。

（ｂ） 本実施例の共振子１では、基板２が従来例に比
べて小さくできるため、実装面積が小さい。このため、
本実施例の共振子１を用いれば、回路基板上で要求され
る実装面積が小さくなる。

（ｃ） 本実施例の共振子１では、圧電素子３が基板２
の凹部５内に配置されているため、製造時に圧電素子３
の位置ずれが起こりにくく、不良品が発生しにくい。

（ｄ） 圧電素子３の両電極10,11は、固定部6,6内で硬
化した導電性樹脂12を介して入出力用電極８と接続され
ているため、圧電素子３と入出力用電極8,8は接続不良
を起こしにくい。このため、本実施例の共振子１では、
圧電素子３の接続不良を改善するために従来例のように
特殊な電極を備えた高価な圧電素子を用いる必要がな
く、安価に提供され得る。

（ｅ） 本実施例の共振子１では、圧電素子３を固定す
るための導電性樹脂12を固定部6,6内に配置しているた
め、従来例のように導電性樹脂12の液垂れは生じない。
したがって、導電性樹脂12の液垂れを考慮して基板等を
大型化する必要はない。また、従来例よりも基板２上に
ケース４を気密に固定しやすいため、圧電素子３の電気
的特性が安定しやすい。

〔考案の効果〕

本考案の共振子では、圧電素子が基板の凹部内に配置
されている。このため、本考案によれば、電気特性が良
好であり、かつ小型で安価な共振子が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の分解斜視図、第２図は前記
実施例の縦断正面図、第３図は第１図の基板部分のIII-
III断面で圧電素子を挿入する前の図であり、第４図は
圧電素子を挿入した場合の第３図に該当する図、第５図
は前記実施例の等価回路図である。 １……共振子、２……基板、３……圧電素子、５……凹
部。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に第１電極が設けられた第１主面と表
   面に第２電極が設けられた第２主面とを有する略直方体
   形状の圧電素子と、 前記圧電素子の厚みよりも大なる開口幅と圧電素子の長
   さよりも長い開口長を有し、且つ開口両端部近傍に素子
   固定部と素子振動空間部とを仕切る突起部を有し、前記
   圧電素子が前記第１及び第２の電極の設けられていない
   長手方向の側面を底面にして収納される凹部を表面に有
   するとともに、前記凹部の各開口端部を含んで基板の両
   側面、両主面に周回する入力電極及び出力電極と、前記
   入力電極と出力電極間に、前記開口によって分断されて
   基板の両側面、両主面に周回するアース電極が夫々形成
   され、前記入力電極とアース電極との間、前記出力電極
   とアース電極との間で夫々コンデンサ成分を構成した絶
   縁基板と、 前記素子固定部内に充填され、前記圧電素子の第１の電
   極を前記開口の一方端部に配された入力電極に、前記圧
   電素子の第２の電極を前記開口の他方端部に配された出
   力電極に接続固定する導電性樹脂と、 を備えた共振子。