JP3317219B2 - Piezoelectric resonance components with built-in capacitance - Google Patents

Piezoelectric resonance components with built-in capacitance

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JP3317219B2
JP3317219B2 JP33057697A JP33057697A JP3317219B2 JP 3317219 B2 JP3317219 B2 JP 3317219B2 JP 33057697 A JP33057697 A JP 33057697A JP 33057697 A JP33057697 A JP 33057697A JP 3317219 B2 JP3317219 B2 JP 3317219B2
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば圧電発振子
として用いられる容量内蔵型圧電共振部品に関し、より
詳細には、圧電共振素子と容量素子との積層構造が改良
された容量内蔵型圧電共振部品に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a built-in capacitive type piezoelectric resonance component used as, for example, a piezoelectric oscillator, and more particularly to a built-in capacitive type piezoelectric resonance device having an improved laminated structure of a piezoelectric resonant element and a capacitive element. Related to parts.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、圧電共振素子と容量素子とを組み
合わせてなる容量内蔵型の圧電発振子が知られている。
また、この容量内蔵型圧電発振子を、下方に開口を有す
るキャップ材を該開口側からケース基板に接合すること
により構成されたケース内に収納してなるチップ型圧電
発振子も知られている。
2. Description of the Related Art Hitherto, there has been known a piezoelectric oscillator having a built-in capacitor formed by combining a piezoelectric resonance element and a capacitor.
There is also known a chip type piezoelectric oscillator in which the built-in capacitance type piezoelectric oscillator is housed in a case configured by joining a cap material having an opening below to a case substrate from the opening side. .

【0003】上記チップ型圧電発振子では、アルミナな
どの絶縁性材料からなるケース基板上に、外部との接続
のための複数の端子電極が形成されている。また、該ケ
ース基板上に、誘電体基板の両主面に複数の容量取り出
し電極を形成することにより構成された3端子型容量素
子が導電性接合材を介して接合されている。さらに、上
記矩形板状の容量素子の上方に、導電性接合材、例えば
半田や導電ペーストを介して、圧電共振素子が接合さ
れ、積層されている。上記ケース基板上に、キャップ材
を該キャップ材の下方開口側から接合することにより、
ケース基板とキャップ材とにより構成される内部空間に
上記容量素子及び圧電共振素子からなる積層構造が密閉
されている。
In the above-mentioned chip type piezoelectric oscillator, a plurality of terminal electrodes for connection to the outside are formed on a case substrate made of an insulating material such as alumina. Further, on the case substrate, a three-terminal capacitance element formed by forming a plurality of capacitance extraction electrodes on both main surfaces of the dielectric substrate is bonded via a conductive bonding material. Further, a piezoelectric resonance element is bonded and laminated above the rectangular plate-shaped capacitance element via a conductive bonding material, for example, solder or conductive paste. By joining the cap material to the case substrate from the lower opening side of the cap material,
A laminated structure composed of the above-mentioned capacitive element and piezoelectric resonance element is hermetically sealed in an internal space formed by a case substrate and a cap material.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の上記容量内蔵型
圧電共振部品では、ケース基板上に積層されている矩形
板状の容量素子と、該容量素子に積層される矩形板状の
圧電共振素子として、同じ寸法のもの、特に幅寸法が同
じものが用いられていた。そのため、圧電共振素子を駆
動した際に発生する幅モードの周波数と、容量素子の幅
方向の固有振動数とが略一致し、両素子が幅モードで互
いに共振し、幅モードに起因するスプリアス応答が大き
くなるという問題があった。
In the above-described conventional piezoelectric resonator component with a built-in capacitor, a rectangular plate-shaped capacitor laminated on a case substrate and a rectangular plate-shaped piezoelectric resonator laminated on the capacitor are provided. , Those having the same dimensions, particularly those having the same width dimension, have been used. Therefore, the frequency of the width mode generated when the piezoelectric resonance element is driven substantially matches the natural frequency in the width direction of the capacitive element, and both elements resonate with each other in the width mode, and a spurious response caused by the width mode is generated. There was a problem that it became large.

【0005】従って、目的とする周波数で確実に発振さ
せ難いことがあり、特に、幅モードに起因するスプリア
スが大きくなりすぎ、該スプリアス応答の周波数におい
て異常発振が生じることもあった。
Therefore, it is sometimes difficult to reliably oscillate at a target frequency. In particular, spurious due to the width mode becomes too large, and abnormal oscillation may occur at the frequency of the spurious response.

【0006】本発明の目的は、上述した従来の容量内蔵
型圧電共振部品の欠点を解消し、幅モードに起因する不
要スプリアスを効果的に抑圧することができ、従って、
目的とする周波数で安定に発振させ得る、容量内蔵型圧
電共振部品を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional piezoelectric resonator component with a built-in capacitor and effectively suppress unnecessary spurious components due to the width mode.
An object of the present invention is to provide a built-in capacitance type piezoelectric resonance component that can stably oscillate at a target frequency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
係る容量内蔵型圧電共振部品は、矩形板状の圧電共振素
子と、前記圧電共振素子に導電材を介して接合されて積
層されている矩形板状の容量素子とを備え、前記容量素
子の幅寸法をWc、幅方向の周波数定数をNc、前記圧
電共振素子の幅寸法をWe、幅方向の周波数定数をNe
としたときに、1.3≦(Ne/We)/(Nc/W
c)とされていることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric resonance component having a built-in capacitor, wherein the piezoelectric resonance component has a rectangular plate shape, and is laminated to the piezoelectric resonance element via a conductive material. A rectangular plate-shaped capacitance element, wherein the width dimension of the capacitance element is Wc, the frequency constant in the width direction is Nc, the width dimension of the piezoelectric resonance element is We, and the frequency constant in the width direction is Ne.
1.3 ≦ (Ne / We) / (Nc / W
c).

【0008】請求項2に記載の発明では、上記容量素子
及び圧電共振素子からなる積層構造が容量素子側から導
電材を介して上面に接合され、かつ積層されているケー
ス基板がさらに備えられる。
In the invention according to the second aspect, a case substrate is further provided in which the laminated structure including the capacitive element and the piezoelectric resonance element is joined to the upper surface from the capacitive element side via a conductive material and laminated.

【0009】請求項3に記載の発明では、上記容量素子
及び圧電共振素子からなる積層構造を囲繞するように、
ケース基板に固定されたキャップ材がさらに備えられ
る。
According to the third aspect of the present invention, the laminated structure including the capacitive element and the piezoelectric resonance element is surrounded by
A cap material fixed to the case substrate is further provided.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
非限定的な実施例を説明することにより、本発明を明ら
かにする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be clarified by describing non-limiting embodiments of the present invention with reference to the drawings.

【0011】図1は、本発明の一実施例に係る容量内蔵
型圧電共振部品の分解斜視図である。本実施例の容量内
蔵型圧電共振部品では、ケース基板1とキャップ材2と
によりケースが構成されている。このケース内に、容量
素子3及び圧電共振素子4が収納されている。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a built-in capacitance type piezoelectric resonance component according to an embodiment of the present invention. In the built-in capacitance type piezoelectric resonance component of the present embodiment, a case is constituted by the case substrate 1 and the cap material 2. The capacitor 3 and the piezoelectric resonance element 4 are housed in this case.

【0012】ケース基板1は、平面形状が略矩形の板状
の絶縁性材料で構成されている。絶縁材料としては、ア
ルミナなどの絶縁性セラミックスや合成樹脂などを用い
ることができる。
The case substrate 1 is made of a plate-like insulating material having a substantially rectangular planar shape. As the insulating material, an insulating ceramic such as alumina, a synthetic resin, or the like can be used.

【0013】ケース基板1の対向し合っている長辺側の
側面1a,1bには、それぞれ、複数の切欠が形成され
ている。また、ケース基板1の上面1cにおいては、図
2に平面図で示すように、端子電極5a〜5cが形成さ
れている。各端子電極5a〜5cは、ケース基板1の上
面1cにおいて、幅方向両端に至るように形成されてお
り、さらに側面1a,1bに形成されている切欠内に延
ばされている。
A plurality of cutouts are formed in the opposing long side surfaces 1a and 1b of the case substrate 1, respectively. Terminal electrodes 5a to 5c are formed on the upper surface 1c of the case substrate 1, as shown in a plan view in FIG. Each of the terminal electrodes 5a to 5c is formed on the upper surface 1c of the case substrate 1 so as to reach both ends in the width direction, and further extends into cutouts formed on the side surfaces 1a and 1b.

【0014】上記端子電極5a〜5cは、ケース基板1
に導電性材料として、例えば、Ag、Cu、Ag−Pd
などからなる導電膜を形成することにより構成されてい
る。導電膜の形成方法については、特に限定されず、導
電ペーストの塗布・焼付け、蒸着、メッキ、スパッタリ
ングなどの適宜の方法を用いることができる。
The terminal electrodes 5a to 5c are connected to the case substrate 1
As a conductive material, for example, Ag, Cu, Ag-Pd
And the like. The method for forming the conductive film is not particularly limited, and an appropriate method such as application and baking of a conductive paste, evaporation, plating, and sputtering can be used.

【0015】図1に戻り、ケース基板1上には、導電性
接合材6a,6b,6cを介して容量素子3が接合され
る。導電性接合材6a〜6cとしては、公知の導電性接
着剤を用いることができる。
Returning to FIG. 1, the capacitive element 3 is bonded on the case substrate 1 via conductive bonding materials 6a, 6b, 6c. A known conductive adhesive can be used as the conductive bonding materials 6a to 6c.

【0016】容量素子3は、矩形板状の誘電体基板3a
の下面に、図1に想像線で示すように容量取り出し電極
3bを、上面に一対の容量取り出し電極3c,3dを形
成することにより構成されている。容量取り出し電極3
c,3dは、誘電体基板3aの上面中央において所定距
離を隔てて対向されている。また、容量取り出し電極3
bは、容量取り出し電極3c,3dと誘電体基板3aを
介して部分的に対向するように形成されている。
The capacitive element 3 is a rectangular plate-shaped dielectric substrate 3a.
1 is formed by forming a capacitance extracting electrode 3b on the lower surface as shown by an imaginary line in FIG. 1 and a pair of capacitance extracting electrodes 3c and 3d on the upper surface. Capacitance extraction electrode 3
c and 3d face each other at a predetermined distance in the center of the upper surface of the dielectric substrate 3a. In addition, the capacitance extraction electrode 3
b is formed so as to partially oppose the capacitance extraction electrodes 3c and 3d via the dielectric substrate 3a.

【0017】また、容量取り出し電極3c,3dの各端
部は、誘電体基板3の端面を経て下面に至るように延長
されている。従って、誘電体基板3の下面においては、
容量取り出し電極3bと、電極延長部3c1 ,3d1
が形成されている。
Each end of each of the capacitance extracting electrodes 3c and 3d is extended to reach the lower surface through the end surface of the dielectric substrate 3. Therefore, on the lower surface of the dielectric substrate 3,
The capacitance extraction electrode 3b and the electrode extension portions 3c 1 and 3d 1 are formed.

【0018】誘電体基板3aとしては、適宜の誘電体セ
ラミックスまたは合成樹脂などからなる矩形板状の材料
を用いることができる。また、容量取り出し電極3b,
3c,3dについては、前述した端子電極5a〜5cと
同様の金属材料により構成することができる。
As the dielectric substrate 3a, a rectangular plate-shaped material made of an appropriate dielectric ceramic or synthetic resin can be used. Further, the capacitance extraction electrodes 3b,
3c and 3d can be made of the same metal material as the terminal electrodes 5a to 5c described above.

【0019】容量素子3は、3端子型コンデンサを構成
しており、導電性接合材6a,6b,6cは、それぞ
れ、電極延長部3c1 、容量取り出し電極3d及び電極
延長部3d1 に接合され、かつこれらと電気的に接続さ
れる。また、導電性接合材6a〜6cは、下面において
は、それぞれ、端子電極5a〜5cに接合される。
The capacitive element 3 constitutes a three-terminal capacitor, and the conductive bonding materials 6a, 6b and 6c are respectively bonded to the electrode extension 3c 1 , the capacitance extraction electrode 3d and the electrode extension 3d 1. And are electrically connected to these. The conductive bonding materials 6a to 6c are bonded to the terminal electrodes 5a to 5c on the lower surfaces, respectively.

【0020】また、ケース基板1の上面には、図1にハ
ッチングを付して示すように、絶縁性接着剤7が塗布さ
れる。絶縁性接着剤7は、導電性接合材6a〜6cが付
与される部分を除いて、すなわち、矩形の領域7a,7
b,7cを除いて塗布されている。この絶縁性接着剤7
は、容量素子3をケース基板1に接合すると共に、後述
のキャップ材2をケース基板1に接合するために塗布さ
れている。絶縁性接着剤7としては、エポキシ系接着剤
やシリコーン系接着剤などの適宜の絶縁性接着剤を用い
ることができる。
An insulating adhesive 7 is applied to the upper surface of the case substrate 1 as shown by hatching in FIG. The insulating adhesive 7 is provided except for the portions to which the conductive bonding materials 6a to 6c are applied, that is, the rectangular regions 7a and 7c.
It is applied except for b and 7c. This insulating adhesive 7
Is applied to join the capacitive element 3 to the case substrate 1 and to join a cap material 2 described later to the case substrate 1. As the insulating adhesive 7, an appropriate insulating adhesive such as an epoxy adhesive or a silicone adhesive can be used.

【0021】圧電共振子4は、厚み縦振動モードの高調
波を利用したエネルギー閉じ込め型圧電共振子であり、
矩形板状の圧電板4aを有する。圧電板4aは、チタン
酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような圧電セラミック
ス、あるいは水晶、LiNbO3 などの圧電単結晶によ
り構成することができる。圧電板4aは、圧電セラミッ
クスにより構成されている場合には厚み方向に分極処理
されている。
The piezoelectric resonator 4 is an energy-trap type piezoelectric resonator utilizing harmonics in the thickness longitudinal vibration mode,
It has a rectangular plate-shaped piezoelectric plate 4a. The piezoelectric plate 4a can be made of a piezoelectric ceramic such as a lead zirconate titanate-based ceramic, or a piezoelectric single crystal such as quartz or LiNbO 3 . When the piezoelectric plate 4a is made of piezoelectric ceramics, it is polarized in the thickness direction.

【0022】圧電板4aの上面には、第1の励振電極4
bが形成されている。第1の励振電極4bは、圧電板4
aの上面中央から一方端部に向かって延ばされている。
また、圧電板4aの下面には、第2の励振電極4cが形
成されている。第2の励振電極4cは、圧電板4aの下
面中央から圧電板4aの一方端に延ばされている。励振
電極4b,4cは、圧電板4aの一方端面上において導
電膜4dにより電気的に接続されている。
The first excitation electrode 4 is provided on the upper surface of the piezoelectric plate 4a.
b is formed. The first excitation electrode 4b is a piezoelectric plate 4
a extends from the center of the upper surface toward one end.
Further, a second excitation electrode 4c is formed on the lower surface of the piezoelectric plate 4a. The second excitation electrode 4c extends from the center of the lower surface of the piezoelectric plate 4a to one end of the piezoelectric plate 4a. The excitation electrodes 4b and 4c are electrically connected by a conductive film 4d on one end surface of the piezoelectric plate 4a.

【0023】他方、圧電板4a内には、中間高さ位置に
内部電極4eが形成されている。内部4eは、圧電体層
を介して励振電極4b,4cに重なり合うように配置さ
れており、かつ圧電板4aの他方端部に引き出されてい
る。圧電板4aの他方端部においては、端面を覆い、か
つ上面及び下面に至るように引出し電極4fが形成され
ている。
On the other hand, inside the piezoelectric plate 4a, an internal electrode 4e is formed at an intermediate height position. The inside 4e is arranged so as to overlap the excitation electrodes 4b and 4c via the piezoelectric layer, and is drawn out to the other end of the piezoelectric plate 4a. At the other end of the piezoelectric plate 4a, an extraction electrode 4f is formed so as to cover the end surface and reach the upper and lower surfaces.

【0024】第1,第2の励振電極4b,4cと、内部
電極4eとの間に交流電圧を印加することにより、圧電
共振子4は、厚み縦振動モードで励振し、該厚み縦振動
モードの高調波を利用した共振特性を得ることができ
る。
By applying an AC voltage between the first and second excitation electrodes 4b and 4c and the internal electrode 4e, the piezoelectric resonator 4 is excited in the thickness longitudinal vibration mode, Resonance characteristics utilizing the higher harmonics can be obtained.

【0025】また、圧電共振素子4は、導電性接合材8
a,8bを介して容量素子3に接合されると共に、電気
的に接続される。すなわち、導電性接合材8aは、容量
取り出し電極3cと、圧電共振素子4に形成された引出
し電極4fとを電気的に接続し、導電性接合材8bは、
容量取り出し電極3dと第2の励振電極4cとを電気的
に接続している。
The piezoelectric resonance element 4 is made of a conductive bonding material 8.
a and 8b, and are electrically connected to the capacitive element 3. That is, the conductive bonding material 8a electrically connects the capacitance extraction electrode 3c and the extraction electrode 4f formed on the piezoelectric resonance element 4, and the conductive bonding material 8b
The capacitance extraction electrode 3d and the second excitation electrode 4c are electrically connected.

【0026】また、上記導電性接合材8a,8bによ
り、圧電共振素子4が容量素子3に機械的にも接合され
ている。本実施例の特徴は、上記圧電共振素子4の幅寸
法をWe、幅方向の周波数定数をNe、容量素子3の幅
寸法をWc、幅方向の周波数定数をNcとしたときに、
1.3≦(Ne/We)/(Nc/Wc)の関係を満た
すように、容量素子3及び圧電共振素子4の寸法が定め
られていることにある。
Further, the piezoelectric resonance element 4 is mechanically joined to the capacitance element 3 by the conductive joining materials 8a and 8b. The feature of this embodiment is that when the width of the piezoelectric resonance element 4 is We, the frequency constant in the width direction is Ne, the width of the capacitive element 3 is Wc, and the frequency constant in the width direction is Nc,
That is, the dimensions of the capacitive element 3 and the piezoelectric resonance element 4 are determined so as to satisfy the relationship of 1.3 ≦ (Ne / We) / (Nc / Wc).

【0027】本実施例の圧電共振素子4では、上記式を
満たすように圧電共振素子4及び容量素子3の寸法が定
められているため、後述の実験例から明らかなように、
幅モードに起因する不要スプリアスを効果的に抑圧する
ことができ、厚み縦振動の高調波を安定に発振すること
が可能とされている。
In the piezoelectric resonance element 4 of the present embodiment, the dimensions of the piezoelectric resonance element 4 and the capacitance element 3 are determined so as to satisfy the above equation.
Unnecessary spurious due to the width mode can be effectively suppressed, and it is possible to stably oscillate harmonics of the thickness longitudinal vibration.

【0028】なお、図1において、2はキャップ材を示
し、例えばステンレスやアルミニウムなどの金属材料あ
るいは適宜の合成樹脂により構成されている。キャップ
材2は、下方に開口を有し、該開口周縁部が絶縁性接着
剤7を介してケース基板1に接合されている。従って、
ケース基板1とキャップ材2とで密閉空間が構成され、
この密閉空間内に、上述した容量素子3及び圧電共振素
子4の積層構造が収納されており、かつ外部に対して密
閉されている。
In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a cap material, which is made of, for example, a metal material such as stainless steel or aluminum or an appropriate synthetic resin. The cap member 2 has an opening at the bottom, and the peripheral edge of the opening is joined to the case substrate 1 via an insulating adhesive 7. Therefore,
A closed space is constituted by the case substrate 1 and the cap material 2,
The above-described laminated structure of the capacitive element 3 and the piezoelectric resonance element 4 is housed in the sealed space, and is sealed from the outside.

【0029】図3は、上記のようにして得られた本実施
例に係る容量内蔵型圧電共振部品9の外観を示す斜視図
である。圧電共振部品9においては、端子電極5a,5
c間に圧電共振素子4が接続され、端子電極5bと端子
電極5a,5cとの間に、それぞれ、コンデンサが挿入
されることになる。すなわち、図4に回路図で示す回路
構成が圧電共振部品9により実現されている。
FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the built-in capacitance type piezoelectric resonance component 9 according to the present embodiment obtained as described above. In the piezoelectric resonance component 9, the terminal electrodes 5a, 5
The piezoelectric resonance element 4 is connected between the terminals c and c, and a capacitor is inserted between the terminal electrode 5b and the terminal electrodes 5a and 5c. That is, the circuit configuration shown in the circuit diagram of FIG.

【0030】また、本実施例の容量内蔵型圧電共振部品
9では、上記端子電極5a〜5cがケース基板1の側面
1a,1bに形成された切欠に至るように延ばされてい
る。従って、他のチップ型電子部品と同様に、例えばプ
リント回路基板上に自動機を用いて容易に表面実装する
ことができる。
In the built-in capacitance type piezoelectric resonance component 9 of this embodiment, the terminal electrodes 5a to 5c are extended so as to reach the notches formed in the side surfaces 1a and 1b of the case substrate 1. Therefore, like other chip-type electronic components, surface mounting can be easily performed on, for example, a printed circuit board using an automatic machine.

【0031】次に、容量内蔵型圧電共振部品9におい
て、幅モードに起因する不要スプリアスを抑制し得るこ
とを、具体的な実験例に基づいて説明する。いま、上記
実施例に係る容量内蔵型圧電共振部品9を、以下の仕様
で作製した。すなわち、容量素子3として、長さ2.2
×厚み0.15mm(幅寸法Wは後述のように変化させ
た。)のチタン酸ジルコン酸鉛よりなる誘電体基板3a
の上面に、0.8×Wmm2 の面積の容量取り出し電極
3c,3dを形成し、下面に容量取り出し電極3c,3
dのそれぞれと0.1×Wmm2 の領域で対向するよう
に容量取り出し電極3bを形成したものを用いた。ま
た、圧電共振素子4としては、チタン酸鉛よりなり、長
さ2.2×厚み0.3mm(幅寸法は後述のように変化
させた。)の厚み縦振動モードよりなる圧電板4aを用
い、該圧電板4aの中央領域において、第1,第2の励
振電極4d,4c及び内部電極4eが圧電体層を介して
0.24mm2 の領域で対向しているものを用意した。
Next, the fact that unnecessary spurious due to the width mode can be suppressed in the piezoelectric resonator component 9 with a built-in capacitor will be described based on specific experimental examples. Now, the built-in capacitance type piezoelectric resonance component 9 according to the above-described embodiment was manufactured with the following specifications. That is, the capacitance element 3 has a length of 2.2.
X Dielectric substrate 3a made of lead zirconate titanate having a thickness of 0.15 mm (the width W was changed as described later).
Are formed on the upper surface of the capacitor, and the capacitance extracting electrodes 3c and 3d having an area of 0.8 × Wmm 2 are formed on the lower surface.
A capacitor extraction electrode 3b was formed so as to face each of the electrodes d in a region of 0.1 × Wmm 2 . As the piezoelectric resonance element 4, a piezoelectric plate 4a made of lead titanate and having a thickness longitudinal vibration mode of 2.2 × 0.3 mm (the width was changed as described later) is used. In the central region of the piezoelectric plate 4a, a plate was prepared in which the first and second excitation electrodes 4d and 4c and the internal electrode 4e faced each other in a region of 0.24 mm 2 via the piezoelectric layer.

【0032】上記容量素子3及び圧電共振素子を、導電
性接合材6a〜6c,8a,8bとしてエポキシ系導電
性接着剤を用いてケース基板1に順に積層し、ニッケル
・鉄合金よりなるキャップ材2をケース基板1に接合し
た。このようして、実施例の容量内蔵型圧電共振部品9
を作製した。
The capacitive element 3 and the piezoelectric resonance element are sequentially laminated on the case substrate 1 using an epoxy-based conductive adhesive as conductive bonding materials 6a to 6c, 8a, 8b, and a cap material made of a nickel-iron alloy 2 was joined to the case substrate 1. In this way, the built-in capacitance type piezoelectric resonance component 9 of the embodiment
Was prepared.

【0033】上記圧電共振部品9において、容量素子3
及び圧電共振素子4の幅寸法を変化させ、すなわち(N
e/We)/(Nc/Wc)を種々変化させ、幅モード
に起因するスプリアス応答の位相の大きさを測定した。
結果を図5に示す。
In the piezoelectric resonance component 9, the capacitive element 3
And the width dimension of the piezoelectric resonance element 4 is changed, that is, (N
e / We) / (Nc / Wc) were variously changed, and the magnitude of the phase of the spurious response caused by the width mode was measured.
FIG. 5 shows the results.

【0034】図5から明らかなように、上記比(Ne/
We)/(Nc/Wc)が1.3以上であれば、幅モー
ドに起因するスプリアスの位相が60°以下であること
がわかる。通常、厚み縦モードの高調波を利用した圧電
発振子では、幅モードに起因するスプリアス応答の位相
が60°を超えると異常発振を招き、実使用上問題とさ
れている。従って、図5から明らかなように、上記比を
1.3以上とすれば、異常発振を生じさせずに、厚み縦
振動の高調波を安定に発振させ得る負荷容量内蔵型圧電
共振部品を提供し得ることがわかる。
As apparent from FIG. 5, the above ratio (Ne /
If We) / (Nc / Wc) is 1.3 or more, it is understood that the spurious phase caused by the width mode is 60 ° or less. Normally, in a piezoelectric resonator using harmonics in the thickness longitudinal mode, when the phase of the spurious response due to the width mode exceeds 60 °, abnormal oscillation is caused, which is a problem in practical use. Therefore, as is apparent from FIG. 5, when the above ratio is set to 1.3 or more, a piezoelectric resonator component with a built-in load capacitance capable of stably oscillating harmonics of the thickness longitudinal vibration without causing abnormal oscillation is provided. It can be understood that it can be done.

【0035】なお、図6及び図7は、上記幅モードに起
因するスプリアスを説明するための比較例及び実施例の
インピーダンス−周波数特性を示す図である。図6に示
す比較例では、Ne=2200Hz・m、We=0.4
mm、Nc=1800Hz・m、Wc=0.4mm、す
なわち上記比(Ne/We)/(Nc/Wc)=1.2
2としたことを除いては、実施例と同様に構成された負
荷容量内蔵型圧電共振部品の特性を示す。図6におい
て、矢印Aが、厚み縦振動の3倍波の応答を示し、他
方、矢印Bが幅モードに起因するスプリアス応答を示し
ている。図6から明らかなように、厚み縦振動モード高
調波の応答Aの近傍に比較的に大きな幅モードに起因す
る応答Bが生じていることがわかる。
FIGS. 6 and 7 are diagrams showing impedance-frequency characteristics of a comparative example and an example for explaining spuriousness caused by the width mode. In the comparative example shown in FIG. 6, Ne = 2200 Hz · m and We = 0.4
mm, Nc = 1800 Hz · m, Wc = 0.4 mm, that is, the above ratio (Ne / We) / (Nc / Wc) = 1.2
The characteristics of a piezoelectric resonance component with a built-in load capacitance configured in the same manner as in the example, except that it is set to 2, are shown. In FIG. 6, the arrow A indicates the response of the third harmonic of the thickness longitudinal vibration, and the arrow B indicates the spurious response caused by the width mode. As is apparent from FIG. 6, a response B caused by a relatively large width mode occurs near the response A of the thickness longitudinal vibration mode harmonic.

【0036】これに対して、図7は、上記実施例におい
て、Ne=2200Hz・m、We=0.4mm、Nc
=1800Hz・m、Wc=0.6mm、すなわち上記
比(Ne/We)/(Nc/Wc)=1.83とした場
合のインピーダンス−周波数特性を示す。図8から明ら
かなように、本実施例では、矢印Cで示す、幅モードに
起因するレスポンスが非常に小さくされていることがわ
かる。
On the other hand, FIG. 7 shows that in the above embodiment, Ne = 2200 Hz.m, We = 0.4 mm, Nc
= 1800 Hz · m, Wc = 0.6 mm, that is, impedance-frequency characteristics when the ratio (Ne / We) / (Nc / Wc) = 1.83 is shown. As is clear from FIG. 8, in the present embodiment, it is understood that the response due to the width mode indicated by the arrow C is extremely small.

【0037】上述した実施例の容量内蔵型圧電共振部品
9では、ケース基板1とキャップ材2とによりケースを
構成したが、キャップ材2は必ずしも用いられずともよ
い。また、キャップ材2に代えて、圧電共振素子4の上
方に、該導電性接着剤や絶縁性接着剤を介してケース基
板1と同様の平板状のケース基板を積層してもよい。
In the above-described embodiment, the case is constituted by the case substrate 1 and the cap member 2, but the cap member 2 is not necessarily used. Further, instead of the cap member 2, a flat case substrate similar to the case substrate 1 may be laminated above the piezoelectric resonance element 4 via the conductive adhesive or the insulating adhesive.

【0038】さらに、ケース基板1として、平板状の部
材ではなく、底面上に容量素子3及び圧電共振素子4を
積層し、かつこれらが積層されている部分の周囲に圧電
共振素子4の上面よりも上方に延ばされた側壁を有す
る、上方に開いた開口を有する有底のケース基板を用い
てもよい。この場合には、上方開口を閉成するように平
板状の蓋材等を用いることにより、圧電共振素子4及び
容量素子3を内部に密閉し得るケースを構成することが
できる。
Further, as the case substrate 1, the capacitive element 3 and the piezoelectric resonance element 4 are laminated on the bottom surface instead of the plate-like member, and the periphery of the portion where these elements are laminated is located from the upper surface of the piezoelectric resonance element 4. Alternatively, a bottomed case substrate having an opening that opens upward, which has a side wall that extends upward, may be used. In this case, by using a flat cover material or the like so as to close the upper opening, it is possible to configure a case in which the piezoelectric resonance element 4 and the capacitance element 3 can be hermetically sealed.

【0039】圧電共振素子4についても、上述した厚み
縦振動の高調波を利用するものに限らず、厚み縦振動の
基本波を用いたものであってもよく、あるいは厚み縦振
動モードや幅モード以外の振動モードを利用するもので
あってもよい。
The piezoelectric resonance element 4 is not limited to the one using the harmonics of the thickness longitudinal vibration described above, but may be a device using a fundamental wave of the thickness longitudinal vibration, or a thickness longitudinal vibration mode or a width mode. A vibration mode other than the above may be used.

【0040】容量素子3についても、上述したように、
単一の誘電体基板3aの両面に容量取り出し電極3b,
3c,3dを形成したものに限定されず、矩形板状の形
状を有する限り、内部電極を有する積層コンデンサなど
の他の構造のものであってもよい。
As described above, the capacitance element 3 is also
Capacitance extraction electrodes 3b on both surfaces of a single dielectric substrate 3a,
The structure is not limited to the one having the 3c and 3d formed therein, and may have another structure such as a multilayer capacitor having internal electrodes as long as it has a rectangular plate shape.

【0041】[0041]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、矩形板
状の圧電共振素子と、矩形板状の容量素子とを導電材を
介して接合した構造を有する圧電共振部品において、比
(Ne/We)/(Nc/Wc)が1.3以上とされて
いるため、幅モードに起因する不要スプリアスを効果的
に抑圧することができ、従って、所望の周波数で安定に
発振し得る容量内蔵型圧電共振部品を提供することが可
能となる。
According to the first aspect of the present invention, in a piezoelectric resonance component having a structure in which a rectangular plate-shaped piezoelectric resonance element and a rectangular plate-shaped capacitance element are joined via a conductive material, Since Ne / We) / (Nc / Wc) is equal to or greater than 1.3, unnecessary spurious due to the width mode can be effectively suppressed, and therefore, a capacitor capable of stably oscillating at a desired frequency. It is possible to provide a built-in piezoelectric resonance component.

【0042】請求項2に記載の発明では、容量素子及び
圧電共振素子からなる積層構造が、容量素子側からケー
ス基板の上面に導電材を介して接合されかつ積層されて
いるので、ケース基板に端子電極を設け、該端子電極を
導電材により容量素子と電気的に接続することにより、
ケース基板側からプリント回路基板などに表面実装可能
な圧電共振部品とすることができる。
According to the second aspect of the present invention, since the laminated structure including the capacitive element and the piezoelectric resonance element is joined and laminated from the capacitive element side to the upper surface of the case substrate via a conductive material, the laminated structure is formed on the case substrate. By providing a terminal electrode and electrically connecting the terminal electrode to a capacitor with a conductive material,
A piezoelectric resonance component that can be surface-mounted on a printed circuit board or the like from the case substrate side can be provided.

【0043】請求項3に記載の発明によれば、容量素子
及び圧電共振素子からなる積層体を囲繞するように、ケ
ース基板にキャップ材が固定されているので、容量素子
及び圧電共振素子からなる積層体が密封され、従って、
耐環境特性や耐衝撃性等に優れた圧電共振部品とするこ
とができる。
According to the third aspect of the present invention, since the cap member is fixed to the case substrate so as to surround the laminated body composed of the capacitive element and the piezoelectric resonance element, the cap material is fixed to the case substrate. The laminate is sealed, thus
A piezoelectric resonance component having excellent environmental resistance, impact resistance, and the like can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る容量内蔵型圧電共振部
品を説明するための分解斜視図。
FIG. 1 is an exploded perspective view for explaining a built-in capacitance type piezoelectric resonance component according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した圧電共振部品に用いられているケ
ース基板の平面図。
FIG. 2 is a plan view of a case substrate used in the piezoelectric resonance component shown in FIG.

【図3】図1に示した実施例の容量内蔵型圧電共振部品
の外観を示す斜視図。
FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the built-in capacitance type piezoelectric resonance component of the embodiment shown in FIG. 1;

【図4】図3に示した容量内蔵型圧電共振部品の回路構
成を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of the built-in capacitance type piezoelectric resonance component shown in FIG. 3;

【図5】実施例の容量内蔵型圧電共振部品において、比
(Ne/We)/(Nc/Wc)を変化させた場合の幅
モードに起因する応答の位相の変化を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a change in the phase of the response caused by the width mode when the ratio (Ne / We) / (Nc / Wc) is changed in the piezoelectric resonator component with a built-in capacitor according to the embodiment.

【図6】比較のために用意した容量内蔵型圧電共振部品
のインピーダンス−周波数特性を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing impedance-frequency characteristics of a built-in capacitance type piezoelectric resonance component prepared for comparison.

【図7】実施例の容量内蔵型圧電共振部品のインピーダ
ンス−周波数特性を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing impedance-frequency characteristics of the piezoelectric resonator component with a built-in capacitor according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ケース基板 2…キャップ材 3…容量素子 4…圧電共振素子 6a〜6c…導電性接合材 8a,8b…導電性接合材 9…容量内蔵型圧電共振部品 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Case board 2 ... Cap material 3 ... Capacitance element 4 ... Piezoelectric resonance element 6a-6c ... Conductive joining material 8a, 8b ... Conductive joining material 9 ... Capacitance built-in type piezoelectric resonance component

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 矩形板状の圧電共振素子と、 前記圧電共振素子に導電材を介して接合されて積層され
ている矩形板状の容量素子とを備え、 前記容量素子の幅寸法をWc、幅方向の周波数定数をN
c、前記圧電共振素子の幅寸法をWe、幅方向の周波数
定数をNeとしたときに、1.3≦(Ne/We)/
(Nc/Wc)とされていることを特徴とする、容量内
蔵型圧電共振部品。
1. A rectangular plate-shaped piezoelectric resonance element, and a rectangular plate-shaped capacitance element bonded and laminated to the piezoelectric resonance element via a conductive material, wherein the width dimension of the capacitance element is Wc. The frequency constant in the width direction is N
c, when the width dimension of the piezoelectric resonance element is We and the frequency constant in the width direction is Ne, 1.3 ≦ (Ne / We) /
(Nc / Wc). A piezoelectric resonance component with a built-in capacitor.
【請求項2】 前記容量素子及び圧電共振素子からなる
積層構造が容量素子側から導電材を介して上面に接合さ
れかつ積層されているケース基板をさらに備えることを
特徴とする、請求項1に記載の容量内蔵型圧電共振部
品。
2. The case according to claim 1, further comprising a case substrate in which the laminated structure including the capacitive element and the piezoelectric resonance element is joined and laminated on the upper surface from the capacitive element side via a conductive material. A piezoelectric resonance component with a built-in capacitor as described.
【請求項3】 前記容量素子及び圧電共振素子からなる
積層構造を囲繞するように、前記ケース基板に固定され
たキャップ材をさらに備えることを特徴とする、請求項
2に記載の容量内蔵型圧電共振部品。
3. The piezoelectric device with a built-in capacitor according to claim 2, further comprising a cap material fixed to the case substrate so as to surround a laminated structure including the capacitor element and the piezoelectric resonance element. Resonant components.
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