JP4650298B2 - 複合電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、例えばレゾネータ等、圧電素子及び容量素子を備える複合電子部品に関する。

従来における上記技術分野の複合電子部品として、圧電素子と、容量素子と、それらと接続部において電気的に接続されたリード端子群と、圧電素子、容量素子及びリード端子群の接続部を被覆する被覆部材とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
実公平６―３３７０４号

しかしながら、上述したような複合電子部品は、圧電素子の振動領域を内包する振動空間が被覆部材に設けられているため、被覆部材に対する容量素子の固定が不十分であり、耐衝撃性が低いという問題があった。

そこで、本発明は、耐衝撃性が高い複合電子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、本発明に係る複合電子部品は、振動領域を有する圧電素子と、所定の方向において圧電素子の一方の側に並設された容量素子と、圧電素子及び容量素子と接続部において電気的に接続されたリード端子群と、を備え、リード端子群は、所定の方向と略直交する方向における圧電素子の一端部を保持する板状の第１の保持部が形成された第１のリード端子と、所定の方向と略直交する方向における圧電素子の他端部を保持する板状の第２の保持部が形成された第２のリード端子と、を有し、第１の保持部は、圧電素子の一端部と接触する第１の受け部と、第１の受け部から圧電素子の他端部に向かって圧電素子から遠ざかり、容量素子と接触する第１の片部と、を含み、第２の保持部は、圧電素子の他端部と接触する第２の受け部と、第２の受け部から圧電素子の一端部に向かって圧電素子から遠ざかり、容量素子と接触する第２の片部と、を含むことを特徴とする。

この複合電子部品では、板状の第１及び第２の保持部が含む第１及び第２の受け部により圧電素子が支持され、第１及び第２の保持部が含む第１及び第２の片部が容量素子と接触させられている。これにより、圧電素子と容量素子との間隔が一定に保たれることになる。更に、複合電子部品が衝撃を受けても板状の第１及び第２の保持部により衝撃が吸収されることになる。従って、複合電子部品の耐衝撃性を向上させることができる。

また、本発明に係る複合電子部品においては、圧電素子は、振動領域を含む圧電体部と、圧電体部の一方の面に形成され、所定の方向に沿って振動領域と対向する第１の圧電素子電極と、圧電体部の他方の面に形成され、所定の方向に沿って振動領域と対向する第２の圧電素子電極と、を有し、容量素子は、誘電体部と、誘電体部の一方の面に形成された第１の容量素子電極と、誘電体部の他方の面に形成さえた第２の容量素子電極と、誘電体部の他方の面に形成された第３の容量素子電極と、を有し、リード端子群は、第１の圧電素子電極及び第２の容量素子電極と電気的に接続された第１のリード端子と、第２の圧電素子電極及び第３の容量素子電極と電気的に接続された第２のリード端子と、第１の容量素子電極と電気的に接続された第３のリード端子と、を有していることが好ましい。

このような構成により、十分な耐衝撃性を確保したレゾネータを提供することが可能となる。

また、本発明に係る複合電子部品においては、振動領域を内包する振動空間を有し、圧電素子、容量素子及びリード端子群の接続部を被覆する被覆部材を更に備えることが好ましい。

このような構成によれば、圧電素子の振動領域の振動を阻害することなく、圧電素子及び容量素子が被覆部材によって固定されることになり、複合電子部品の耐衝撃性をより一層向上させることが可能となる。

また、本発明に係る複合電子部品においては、第１の受け部は、圧電素子の一端部を挟むように湾曲しており、第２の受け部は、圧電素子の他端部を挟むように湾曲していることが好ましい。

このような構成によれば、第１及び第２の保持部の緩衝効果を一段と向上させることができる。しかも、第１及び第２の受け部が圧電素子側の両端部を挟むように湾曲しているため、圧電素子の厚さが変わっても、圧電素子を所定の位置で支持することができる。

本発明によれば、複合電子部品の耐衝撃性を向上させることができる。

以下、本発明に係る複合電子部品の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示されるように、レゾネータ（複合電子部品）１は、振動モードが厚みすべり振動である振動領域２ａを有する長方形板状の圧電素子２と、圧電素子２の厚さ方向（所定の方向）（以下、単に「厚さ方向」という）において圧電素子２の一方の側に並設された長方形板状の容量素子３と、圧電素子２及び容量素子３と接続部４ａにおいて電気的に接続されたリード端子群４とを備えている。

更に、レゾネータ１は、圧電素子２、容量素子３及びリード端子群４の接続部４ａを被覆するモールド樹脂（被覆部材）５を備えている。モールド樹脂５には、振動領域２ａを内包する振動空間５ａが設けられている。

図２に示されるように、圧電素子２は、振動領域２ａを含む長方形板状の圧電体部２１と、圧電体部２１の一方の面２１ａに形成され、厚さ方向に沿って振動領域２ａと対向する電極（第１の圧電素子電極）２２と、圧電体部２１の他方の面２１ｂに形成され、厚さ方向に沿って振動領域２ａと対向する電極（第２の圧電素子電極）２３とを有している。つまり、圧電体部２１において電極２２と電極２３とで厚さ方向に沿って挟まれた領域が振動領域２ａとなる。

図３に示されるように、容量素子３は、長方形板状の誘電体部３１と、誘電体部３１の一方の面３１ａに形成された電極（第１の容量素子電極）３２と、誘電体部３１の他方の面３１ｂにおいて長手方向における端部３１ｃ側に形成された電極（第２の容量素子電極）３３と、誘電体部３１の他方の面３１ｂにおいて長手方向における端部３１ｄ側に形成された電極（第３の容量素子電極）３４とを有している。

図１及び図４に示されるように、リード端子群４は、圧電素子２の電極２２及び容量素子３の電極３３と半田６により電気的且つ物理的に接続されたリード端子（第１のリード端子）７と、圧電素子２の電極２３及び容量素子３の電極３４と半田６により電気的且つ物理的に接続されたリード端子（第２のリード端子）８と、容量素子３の電極３２と半田６により電気的且つ物理的に接続されたリード端子（第３のリード端子）９とを有している。

図４〜図６に示されるように、リード端子７は、圧電素子２の長手方向と略直交する方向に延在するリード部７１と、リード部７１の接続部４ａ側の端部に形成され、圧電素子２の長手方向における一端部２ｃを保持する板状の保持部（第１の保持部）７２と、リード部７１と保持部７２との間に形成され、圧電素子２の一端部２ｃが載置される載置部７６と、リード部７１に形成された曲げ部７７とを有している。

保持部７２は、圧電素子２の一端部２ｃを挟むように湾曲した受け部（第１の受け部）７３を有しており、受け部７３は、圧電素子２の一端部２ｃの角部において電極２２と接触している。更に、保持部７２は、受け部７３から圧電素子２の長手方向における他端部２ｄに向かって圧電素子２から遠ざかる片部（第１の片部）７４ａ及び片部７４ｂを有しており、片部７４ａは、容量素子３の電極３３と接触している。受け部７３と電極２２とが接触する部分、及び片部７４ａと電極３３とが接触する部分は、半田６により固定されている。このようにして、リード端子７と電極２２及び電極３３とが電気的且つ物理的に接続されている。

載置部７６は、圧電素子２の長手方向と略直交する方向において圧電素子２を位置決めする。曲げ部７７は、リード部７１が外側へ略Ｕ字形状に曲げられることにより形成されている。曲げ部７７は、リード部７１を回路基板の取付孔に差し込む際のストッパとなり、圧電素子２及び容量素子３を水平に保つ。

リード端子８は、圧電素子２の長手方向と略直交する方向に延在するリード部８１と、リード部８１の接続部４ａ側の端部に形成され、圧電素子２の他端部２ｄを保持する板状の保持部（第２の保持部）８２と、リード部８１と保持部８２との間に形成され、圧電素子２の他端部２ｄが載置される載置部８６と、リード部８１に形成された曲げ部８７とを有している。

保持部８２は、圧電素子２の他端部２ｄを挟むように湾曲した受け部（第２の受け部）８３を有しており、受け部８３は、圧電素子２の他端部２ｄの角部において電極２３と接触している。更に、保持部８２は、受け部８３から圧電素子２の一端部２ｃに向かって圧電素子２から遠ざかる片部（第２の片部）８４ａ及び片部８４ｂを有しており、片部８４ａは、容量素子３の電極３４と接触している。受け部８３と電極３４とが接触する部分、及び片部８４ａと電極３４とが接触する部分は、半田６により固定されている。このようにして、リード端子８と電極２３及び電極３４とが電気的且つ物理的に接続されている。

載置部８６は、圧電素子２の長手方向と略直交する方向において圧電素子２を位置決めする。曲げ部８７は、リード部８１が外側へ略Ｕ字形状に曲げられることにより形成されている。曲げ部８７は、リード部８１を回路基板の取付孔に差し込む際のストッパとなり、圧電素子２及び容量素子３を水平に保つ。

リード端子９は、容量素子３の長手方向と略直交する方向に延在するリード部９１と、リード部９１の接続部４ａ側の端部に形成された板状の保持部９２と、リード部９１に形成された曲げ部９３とを有している。

保持部９２は、容量素子３の電極３２と接触しており、保持部９２と電極３２とが接触する部分は半田６により固定されている。このようにして、リード端子９と電極３２とが電気的且つ物理的に接続されている。

曲げ部９３は、リード部７１が外側にクランク形状に曲げられることにより形成されている。

図５に示されるように、容量素子３は、厚さ方向から見た場合に、容量素子３において圧電素子２の振動領域２ａと重なる部分から、圧電素子２より外側に突出する突出部３７を有している。突出部３７は、容量素子３の長手方向と略直交する方向において容量素子３の両側に設けられている。

上述したレゾネータ１の製造方法について説明する。

リード端子７〜９のリード部７１，８１，９１をそれぞれ等間隔となるようにテーピングにて固定する。テーピングに固定した状態で、リード端子７の保持部７２、載置部７６及び曲げ部７７、リード端子８の保持部８２、載置部８６及び曲げ部８７、並びにリード端子８の保持部９２及び曲げ部９３を成型する。そして、保持部７２，８２，９２にクリームハンダを転写する。

続いて、圧電素子２を保持部７２と保持部８２との間に挿入し、載置部７６，８６上に載置する。更に、容量素子３を保持部７２の片部７４ａ及び保持部８２の片部８４ａと、保持部９２との間に挿入する。このとき、容量素子３の長手方向と略直交する方向において容量素子３の両側に突出部３７が設けられるように、圧電素子2に対して容量素子３を配置する。そして、保持部７２，８２，９２に転写したクリームハンダを加熱することにより溶融させる。これにより、圧電素子２とリード端子７，８とが電気的且つ物理的に接続され、容量素子３とリード端子７〜９とが電気的且つ物理的に接続されることとなる。なお、この時点でのレゾネータ１の中間体は、圧電素子２が上側、容量素子３が下側となるように設置されている。

続いて、振動空間５ａを形成するためのワックスＷを上方から圧電端子２の振動領域２ａの周辺部分にコテにより塗布する。ここで、図７（ａ）に示されるように、圧電素子２及び容量素子３の長手方向と略直交する方向における幅が略等しい圧電素子２と容量素子３とが上下方向に並設されていると、ワックスＷが容量素子３の下側の面に回り込んでしまう場合がある、更に、ワックスＷが容量素子３の下側の面に回り込んだことに起因して、振動領域２ａの周辺部分に塗布されるべきワックスＷが不十分となってしまう場合もある。しかしながら、図７（ｂ）に示されるように、容量素子３に突出部３７が設けられていれば、突出部３７がワックスＷを受け止め、ワックスＷが容量素子３の下側の面に回り込むことを防止すると共に、圧電素子２と容量素子３との間にワックスＷが入り込み易くする。このように塗布したワックスＷが確実に受け止められるので、ワックス塗布工程の作業効率も向上させることができる。また、突出部３７の先端部にワックスＷが塗布されないようにすることもできる。

続いて、圧電素子２、容量素子３及びリード端子群４の接続部４ａを被覆するようにモールド樹脂５を塗布する。そして、この時点でのレゾネータ１を加熱することにより、振動領域２ａの周辺部分に塗布されたワックスＷを蒸発させて、モールド樹脂５に振動空間５ａを形成する。なお、容量素子３においてワックスＷが塗布されなかった突出部３７の先端部はモールド樹脂５に食い込むこととなる。

図６に示されるように、圧電素子２の寸法Ａと容量素子３の寸法Ｂとで寸法差を設けた共振周波数４ＭＨｚのレゾネータ１を製造し、その共振抵抗のばらつきを測定する。なお、容量素子３の長手方向と略直交する方向において容量素子３の両側に設けられた突出部３７の突出量は、それぞれ同等とする。

図８に示されるように、寸法差（寸法Ｂ−寸法Ａ）が増加するにつれて共振抵抗のばらつきが小さくなる。すなわち、突出部３７の突出量を十分確保すると、ワックスが安定して塗布されることとなり、レゾネータ１の特性が安定することが確認された。なお、寸法差（寸法Ｂ−寸法Ａ）は０．１５ｍｍ以上とすることが好ましい。このとき圧電素子２の寸法は、０．６５ｍｍ（寸法Ａ）×６．５ｍｍ（寸法Ｃ）×０．３１３ｍｍ（厚み）であり、容量素子３の寸法は、０．８ｍｍ（寸法Ｂ）×７．０ｍｍ（寸法Ｄ）×０．３５ｍｍ（厚み）である。

上述したレゾネータ１の作用効果について説明する。

このレゾネータ１では、板状の保持部７２，８２が含む受け部７３，８３により圧電素子２が支持され、保持部７２，８２が含む片部７４ａ，８４ａが容量素子３と接触させられている。これにより、圧電素子２と容量素子３との間隔が一定に保たれることになる。更に、レゾネータ１が衝撃を受けても板状の保持部７２，８２により衝撃が吸収されることになる。従って、レゾネータ１の耐衝撃性を向上させることができる。

また、受け部７３は、圧電素子２の一端部２１ｃを挟むように湾曲しており、受け部８３は、圧電素子２の他端部２１ｄを挟むように湾曲しているため、保持部７２，８２の緩衝効果を一段と向上させることができる。しかも、受け部７３，８３が圧電素子２側の両端部を挟むように湾曲しているため、圧電素子２の厚さが変わっても、圧電素子２を所定の位置で支持することができる。そのような効果は、受け部７３，８３を略Ｖ字状にしたときも得ることができるが、受け部７３，８３を湾曲させることで、より小さいスペースで同様の効果を得ることが可能となる。

なお、このレゾネータ１では、容量素子３は、容量素子３において振動領域２ａと重なる部分から、圧電素子２より外側に突出する突出部３７を有している。突出部３７は容量素子３の長手方向と略直交する方向において容量素子３の両側に設けられている。これにより、容量素子３の突出部３７がモールド樹脂５に食い込むため、圧電素子２の振動領域２ａを内包する振動空間５ａがモールド樹脂５に設けられていても、モールド樹脂５に対して容量素子３が十分に固定されることになる。従って、レゾネータ１の耐衝撃性を向上させることができる。

また、図９（ａ）に示されるように、突出部３７を、圧電素子２に対して容量素子３を厚さ方向と略直交する方向に偏倚させて配置することにより設けてもよい。これにより、容量素子３の突出部３７を広く、且つ容易に設けることが可能となる。しかも、圧電素子２に対して容量素子３を偏倚させて配置することにより、容量素子３より外側に突出する突出部２５を圧電素子２が有することになる場合がある。このような場合には、容量素子３の突出部３７がモールド樹脂５に食い込むと共に圧電素子２の突出部２５もモールド樹脂５に食い込むため、容量素子３のみならず圧電素子２もモールド樹脂５に十分に固定されることになり、レゾネータ１の耐衝撃性をより一層向上させることができる。図９（ｂ）に示されるように、容量素子３の片側のみに突出部３７が設けられていてもよい。

本発明に係る複合電子部品の一実施形態であるレゾネータの斜視図である。 図１に示されたレゾネータの圧電素子の斜視図である。 図１に示されたレゾネータの容量素子の斜視図である。 図１に示されたIV−IV線に沿っての断面図である。 図１に示されたレゾネータの正面図である。 図１に示されたレゾネータの側面図である。 ワックス塗布時に圧電素子及び容量素子を側方から見た図であり、（ａ）に従来のレゾネータのワックス塗布時の様子を示し、（ｂ）に図１に示されたレゾネータのワックス塗布時の様子を示す。 図１に示されたレゾネータの共振抵抗のばらつきを示す特性図である。 変形例に係るレゾネータにおいてワックス塗布時に圧電素子及び容量素子を側方から見た図であり、（ａ）に圧電素子と容量素子とに突出部を設けた様子を示し、（ｂ）に容量素子の片側のみに突出部を設けた様子を示す。

符号の説明

１…レゾネータ（複合電子部品）、２…圧電素子、２ａ…振動領域、３…容量素子、４…リード端子群、５…モールド樹脂（被覆部材）、５ａ…振動空間、７…リード端子（第１のリード端子）、８…リード端子（第２のリード端子）、９…リード端子（第３のリード端子）、２１…圧電体部、２１ａ…面（圧電体部の一方の面）、２１ｂ…面（圧電体部の他方の面）、２１ｃ…一端部、２１ｄ…他端部、２２…電極（第１の圧電素子電極）、２３…電極（第２の圧電素子電極）、３１…誘電体部、３１ａ…面（誘電体部の一方の面）、３１ｂ…面（誘電体部の他方の面）、３２…電極（第１の容量素子電極）、３３…電極（第２の容量素子電極）、３４…電極（第３の容量素子電極）、７２…保持部（第１の保持部）、７３…受け部（第１の受け部）、７４ａ，７４ｂ…片部（第１の受け部）、８２…保持部（第２の保持部）、８３…受け部（第３の受け部）、８４ａ，８４ｂ…片部（第２の受け部）。

Claims (3)

1. 振動領域を有する圧電素子と、
   所定の方向において前記圧電素子の一方の側に並設された容量素子と、
   前記圧電素子及び前記容量素子と接続部において電気的に接続されたリード端子群と、を備え、
   前記リード端子群は、前記所定の方向と略直交する方向における前記圧電素子の一端部を保持する板状の第１の保持部が形成された第１のリード端子と、前記所定の方向と略直交する方向における前記圧電素子の他端部を保持する板状の第２の保持部が形成された第２のリード端子と、を有し、
   前記第１の保持部は、前記圧電素子の一端部と接触する第１の受け部と、前記第１の受け部から前記圧電素子の他端部に向かって前記圧電素子から遠ざかり、前記容量素子と接触する第１の片部と、を含み、
   前記第２の保持部は、前記圧電素子の他端部と接触する第２の受け部と、前記第２の受け部から前記圧電素子の一端部に向かって前記圧電素子から遠ざかり、前記容量素子と接触する第２の片部と、を含み、
   前記第１の受け部は、前記圧電素子の一端部を挟むように湾曲しており、前記第２の受け部は、前記圧電素子の他端部を挟むように湾曲しており、
   前記第１のリード端子は、前記圧電素子の長手方向と略直交する方向に延在する第１のリード部と、前記圧電素子の前記一端部が載置される第１の載置部と、を有し、
   前記第２のリード端子は、前記圧電素子の長手方向と略直交する方向に延在する第２のリード部と、前記圧電素子の前記他端部が載置される第２の載置部と、を有し、
   前記第１の載置部は、前記第１のリード部の終端面によって構成されており、
   前記第２の載置部は、前記第２のリード部の終端面によって構成されていることを特徴とする複合電子部品。
2. 前記圧電素子は、前記振動領域を含む圧電体部と、前記圧電体部の一方の面に形成され、前記所定の方向に沿って前記振動領域と対向する第１の圧電素子電極と、前記圧電体部の他方の面に形成され、前記所定の方向に沿って前記振動領域と対向する第２の圧電素子電極と、を有し、
   前記容量素子は、誘電体部と、前記誘電体部の一方の面に形成された第１の容量素子電極と、前記誘電体部の他方の面に形成さえた第２の容量素子電極と、前記誘電体部の他方の面に形成された第３の容量素子電極と、を有し、
   前記リード端子群は、前記第１の圧電素子電極及び前記第２の容量素子電極と電気的に接続された前記第１のリード端子と、前記第２の圧電素子電極及び前記第３の容量素子電極と電気的に接続された前記第２のリード端子と、前記第１の容量素子電極と電気的に接続された第３のリード端子と、を有していることを特徴とする請求項１記載の複合電子部品。
3. 前記振動領域を内包する振動空間を有し、前記圧電素子、前記容量素子及び前記リード端子群の前記接続部を被覆する被覆部材を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の複合電子部品。
   

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