JPH0389708A - 圧電共振子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エネルギ閉込め型圧電共振子を用いたチップ
型の圧電共振子に関し、特に、共振電極及び該共振電極
の引出し構造が改良されたものに関する。

〔従来の技術〕

圧電発振子を用いたコルピッツ型発振回路として、第２
図に示す回路が公知である。第２図において、ｌはイン
バータ、２は帰還抵抗、３は圧電共振子、４及び５は外
付はコンデンサを示す。

上記外付はコンデンサ４，５の容量値を調整することに
より、発振電圧を適当な値にコントロールし、安定な発
振が得られる。

しかしながら、上記の構成では外付はコンデンサを必要
とするため、部品点数が増大する。そこで、外付はコン
デンサ４．５を省略し得る構成が、提案されている（例
えば特開昭５５−９５４１７号）、第３図に示すように
、ここでは、三端子型圧電発振子６において、一方主面
に形成された共振電極６ａ、６ｂと他方主面に形成され
た共通電極６ｃとの間で、２個の共振ユニットが構成さ
れている。そして、２個の共振ユニットが構成されてい
る領域において、圧電板の分極方向は、図示の矢印で示
すように逆方向とされている。

また、第４図に示す四端子型圧電発振子を用いた構造も
提案されている。ここでは、圧電発振子７の一方主面に
共振電極？ａ、７ｂが、他方主面に共振電極７ｃ、７ｄ
が形成されて、四端子型圧電発振子が構成されている。

圧電発振子７では、圧電板は図示の矢印の方向で示すよ
うに一様に分極されている。この圧電発振子では、実際
には、各共振電極７ａ〜７ｄからリード端子が引出され
ており、プリント回路基板に実装した状態で、共振電極
７ｃと共振電極７ｂとに接続されたリード端子同士がプ
リント回路基板上の導電パターンにより電気的に接続さ
れている。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕第３図の圧電発
振子６では、共振ユニツト量で圧電板の分極方向を逆と
しなければならない。従って、煩雑な分極処理を必要と
し、かつ安定な特性の発振子を得ることが困難であった
。

他方、第４図に示した圧電発振子７では、分極方向は一
様であるため、分極処理は容易である。

しかしながら、４本のリード端子が引出された四端子型
の圧電部品であり、プリント回路基板上において導電パ
ターンを用いてリード端子間を配線しなければならない
、すなわち、複雑な配線作業を必要とし、また実装密度
も低下するため、現実には商品化されていない。

よって、本発明の目的は、複雑な分極処理や外部配線作
業を必要とせず、かつ小型・安価な負荷容量内蔵型圧電
共振子を提供することにある。

〔技術的ｉ１題を解決するための手段〕本発明は、エネ
ルギ閉込め型圧電共振子を用いたチップ型の圧電共振子
であり、ここでは圧電板は一様に分極処理されている。

圧電板の一方主面には、第１．第２の共振電極が、他方
主面には第３、第４の共振電極が形成されている。第３
．第４の共振電極は、第１．第２の共振電極と圧電板を
介して少なくとも部分的に表裏対向するように形成され
ている。

第１〜第４の共振電極は、圧電板の外周側面のうち、異
なる第１〜第４の領域に引出されている。

他方、圧電板の側面には、上記第１〜第４の共振電極と
電気的に接続されるように、第１〜第４の端子電極がそ
れぞれ形成されており、第３の共振電極に電気的に接続
された第３の端子電極と、第４の共振電極と対向するよ
うに形成された第２の共振電極に電気的に接続された第
２の端子電極とが、部品外周面を利用して電気的に接続
されている。

圧電板に形成される共振電極としては、一方主面上に４
分割された共振電極が形成されているものであってもよ
い。すなわち、圧電基板の一方主面上に、第１．第２の
共振電極に加えて、第５゜第６の共振電極が、他方主面
上に第５．第６の共振電極と圧電板を介して表裏対向す
るように第７゜第８の共振電極が形成された構造を用い
ることも可能である。この場合には、第５〜第８の共振
電極は、外周側面の第５〜第８の領域に引出されており
、かつ第５〜第８の領域に形成された第５〜第８の端子
電極に電気的に接続されている。そして、第４の端子電
極と第５の端子電極とが、並びに第６の端子電極と第７
の端子電極とが、部品外周面を利用して互いに電気的に
接続される。

〔作用〕

分極方向が一様な圧電板を用いるものであるため、複雑
な分極処理を必要としない、また、第２゜第３の共振電
極が部品内において予め結線されているため、プリント
回路基板等に実装するに際し回路基板上に配線パターン
を形成する必要がなく、また実装スペースを低減するこ
とも可能である。

〔実施例の説明〕

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につき説明する
。

第１図（ａ）は、本発明の一実施例としての圧電発振子
に用いられる圧電板及びその上に形成される共振電極を
説明するための平面図であり、第１図（ｂ）は圧電板を
透かして見た下面側の共振電極の形状を示す平面図であ
る。圧電板１１は、厚み方向に一様に分極処理された圧
電セラｌ　７クスよりなる。圧電板１１の上面中央には
、円を二分割した形状の略半円形の第１の共振電極１２
ａ及び第２の共振電極１２ｂが形成されている。第１の
共振電極１２ａ及び第２の共振電極１２ｂは、それぞれ
、圧電板１１の第１の側面１１ａ及び第２の側面１１ｂ
まで引出し電極１３ａ、１３ｂにより引出されている。

他方、第１図（ｂ）に圧電板１１を透かして図示されて
いるように、圧電板１１の下面には、略半円形の第３の
共振電極１２ｃ及び第４の共振電極１２ｄが形成されて
いる。第３の共振電極１２Ｃは、第１の共振電極１２ａ
と圧電板１１を介して表裏対向するように、同様に、第
４の共振電極１２ｄは圧電板１１を介して第２の共振電
極１２ｂと表裏対向するように形成されている。第３゜
第４の共振電極１２ｃ、１２ｄは、それぞれ、引出し電
極１３ｃ、１３ｄにより、圧電板１１の第３の側面１１
ｃ及び第４の側面ｌｉｄに引出されている。

上記圧電板１１の製造に際しては、厚み方向に一様に分
極処理された圧電板を用意するだけでよいため、煩雑な
分極処理を必要としない、しかも、第１．第３の共振電
極１２ａ、１２ｃで構成される共振ユニントと、第２．
第４の共振電極１２ｂ。

１２ｄで構成される共振ユニットとの共振特性の差も生
じ難い。

次に、上記圧電板１１の上面及び下面に、第５図に示す
絶縁性セラミックスよりなる保護基板１４ａ、１４ｂを
接着剤を介して貼り合わせる。このようにして、共振部
分を封止することができる。

なお、保護基板１４ａ、１４ｂの上面あるいは下面には
、特に図示はしないが、共振ユニットが形成されている
部分の共振を妨げないための空間を設けるために、凹部
が形成されている。

保護基板１４ａ、１４ｂは、絶縁性セラ藁ツクスのほか
、ガラスやはんだ付けあるいは電極形成時の熱に耐え得
る高融点＃Ａ脂等により構成してもよく、さらには金属
板を絶縁被覆したもので構成してもよい。

次に、保護基板１４ａ、１４ｂが積層された圧電板１１
の側面の第１〜第４の領域に、第１〜第４の端子電極１
５ａ〜１５ｄが形成される。端子１ｆｉ１５ａ〜１５ｄ
は、導電ペーストを塗布・焼付けることにより、あるい
はめつきまたは蒸着等の公知の電極形成方法により形成
される。

第１の端子電極１５ａは、第１の共振電極１２ａ（第１
図）に電気的に接続されており、入出力端子電極として
使用される。また、第４の端子電極１５ｄは、第４の共
振電極１２ｄに電気的に接続されており、同じく入出力
側端子電極として使用される。

他方、第２．第３の端子電極１５ｂ、１５ｃは、それぞ
れ、第２．第３の共振電極１２ｂ、１２ｃに電気的に接
続されており、かつ接続電極１６により相互に電気的に
接続されている。

従って、上記圧電発振子では、端子電極１５ａ。

１５ｄを入出力端とし、端子１を極１５ｂ、１５ｃをア
ース端とする、第６図に等価回路で示す負荷容量内蔵型
圧電発振子が構成されていることがわかる。しかも、第
４図に示した従来の圧電発振子７の場合のように、圧電
発振子外で複雑な結線作業を行わすともよいため、実装
作業性において優れており、かつ実装スペースを低減す
ることも可能である。

なお、上述した圧ｔｉｌｌの形成、保護基板１４ａ、１
４ｂの積層等の工程は、マザー基板の状態で行うことが
でき、従って上記実施例の圧電部品は量産性においても
優れているものである。また、上記実施例では、第２．
第３の共振電極に接続される端子電極１５ｂ、１５ｃは
、保護基板１４ａ上に形成された接続電極１６により電
気的に接続されていたが、第２．第３の共振電極の電気
的接続は、圧電板１１の側面や保護基板１４ｂの下面等
の任意の′部分で行ってもよい。

第７図（ａ）及び（ｂ）は、本発明に用い得る共ｉｔ極
形状の他の例を説明するための平面図及び圧電板を透か
して見た下面側の共振電極形状を説明するための図であ
る。

ここでは、圧電板１１の上面に形成された第１゜第２の
共振電極１２ａ、１２ｂは円形の電極材を斜方に分割し
た形状とされている。圧電板１１の下面側においては、
第３．第４の共振ｉ極１２ｃ。

１２ｄが、それぞれ、第１．第２の共振電極１２ａ、１
２ｂに重なり合うように形成されている。

第１図に示した実施例と異なる第２の点は、弓出し電極
１３ｂ、１３ｃは同一側面１１ｂに引出されていること
にある。第７図の圧電板１１の上面及び下面に保護基板
１４ａ、１４ｂを積層し、端子電極を形成することによ
り、第８図の圧電発振子を得ることができる。ここでは
、第１〜第３の端子電極１６ａ〜１６ｃが、公知の外部
電極形成方法により形成されており、端子電極１６ａ。

１６ｃが、それぞれ、入出力端子電極をｆ＃Ｉ戒してい
る。そして、端子電極１６ｂにより、第７図の第２の共
１ｉ１ｔｆｉ　１２　ｂと第３の共振電極１２ｃとが電
気的に接続されている。引出し電極１３　ｂ。

１３Ｃ（第７図）が同一側面１１ｂに引出されていたの
で、本実施例では、上下に延びる端子電極１６ｂを形成
するだけで、第２．第３の共振電極が接続されている。

上述した実施例では、厚み方向に分極処理された圧電板
の両主面に共振電極を形成した厚み縦振動モードを利用
したエネルギ閉込め型圧電共振子を用いた圧電発振子を
説明した。しかしながら、他の振動モードを利用した圧
電共振子を用いることも可能である。

第９図（ａ）及び（ｂ）は、厚みすべり振動モードを利
用したエネルギ閉込め型圧電共振子に適用した実施例を
示す。

圧電共振子２１では、図示の矢印方向に一様に分極処理
された短冊型の圧電板２２が用いられている。圧電板２
２の上面には、長手方向に延びる第１．第２の共振電極
２３ａ、２３ｂが圧電板２２の側面２２ａから中央側に
向かって延びるように形成されている。他方、圧電板２
２の下面には、他方側の側面２２ｂから中央側に向かっ
て延びる第３．第４の共振電極２３ｃ、２３ｄが形成さ
れている。すなわち、本実施例の圧電共振子２１におい
ても、圧電板２２は一様に分極処理されており、かつ両
主面において２個に分割された共振電極がそれぞれ形成
されていることがわかる。従って、圧電板２２の外周側
面のうち互いに短絡しない４個の領域を選定して第１〜
第４の端子電極を形成し、第２．第３の端子電極を部品
外周面で電気的に接続することにより、第１の実施例と
同様の負荷容量内蔵型圧電発振子を構成することができ
る。

第１０図は本発明に用い得る厚みすべり振動モードを利
用したエネルギ閉込め型圧電共振子の他・の例を示す斜
視図及び下面側の共振電極を示す図である。

圧電共振子３１では、圧電板３２の上面中央から側面３
２ａ、３２ｂ側に向かって延びる第１゜第２共振電極３
３ａ、３３ｂが形成されている。

他方、第１０図（ｂ）に示すように、下面側には、上面
側の共振電極３３ａ、３３ｂ間のスペース３４ａよりも
広いスペース３４ｂを開けて、第３第４の共振電極３３
ｃ、３３ｄが形成されている。

なお、第１〜第４の共振電極３３ａ〜３３ｄは、それぞ
れ、引出し電極３５ａ〜３５ｄにより圧電部３２の側面
３２ａ、３２ｂに引出されている。

第１０図の圧電共振子３１は、第９図に示した圧電共振
子２１における２個の圧電共振ユニットを圧電板の長手
方向に継いだ構造に相当する。従って、上記した引出し
電極３５ａ〜３５ｄが引出されている圧電板３２の側面
部分に、第１〜第４の端子電極を形成することにより、
上記の実施例と同様の圧電型発振子を構成し得ることが
わかる。

第１１図（ａ）及び（ｂ）は、本発明のさらに他の実施
例を説明するための平面図である。本実施例の圧電共振
子４１では、圧電板４２の上面に、第１．第２の共振電
極１２ａ、１２ｂに加えて、第５．第６の共振電極４３
ａ、４３ｂが形成されている。また、圧電板４２の他方
主面には、第５゜第６の共振電極４３ａ、４３ｂと圧電
板４２を介して表裏対向する位置に、第７．第８の共振
電極４３ｃ、４３ｄが形成されている。

すなわち、圧電共振子４１では、円形の電極材を４分割
した形状の共振電極が圧電板４２の両主面に形成されて
いる。

第１〜第８の共振電極１２ａ〜１２ｄ、４３ａ〜４３ｄ
は、それぞれ、引出し電極Ｌ３ａ−１３ｄ、４４ａ　〜
４４ｄにより圧ｔｔ板４２の外周側面の第１〜第８の領
域に引出されている。

但し、上記引出し電極のうち、第２の共振電極１２ｂに
接続された引出し電極１３ｂと、第３の共振電極１２ｃ
に接続された引出し電極１３ｃとが圧電板４２の同一側
面４２ａの中央領域に引出されている。すなわち、上記
第２．第３の領域は同−Ｎ域とされている。同様に、引
出し電極４４ａ及び引出し電極１３ｄが同一側面４２ｂ
に引出されており、引出し電極４４ｂ及び引出し電極４
４ｃが同一の側面４２ｃの中央領域に引出されている。

よって、第１図実施例のように、圧電板４２の側面４２
ａに圧電板４２の厚み方向に延びる端子電極を形成すれ
ば、引出し電極１３ｂと引出し電極１３ｃとを電気的に
接続することができ、それによって第２の共振電極１２
ｂと第３の共振電極１２ｃとを電気的に接続し得る。

同様に、圧電板４２の他の側面４２ｂ、４２ｃにおいて
も、同様に端子ｉｓを形成することにより、それぞれ、
第５の共振電極４３ａと第４の共振電極１２ｄ、並びに
第６の共振電極４３ｂと第７の共振電極４３ｃとを相互
に電気的に接続することができる。このように、第１１
図に示した圧電共振子４１を用いれば、第６図に示した
等価回路で示す構造を複数個電気的に接続した構造の共
振装置を容易に得ることができる。

本発明の圧電共振子は、上述した圧電発振回路をＩ威す
るためのものに限らず、フィルタや種々の共振装置に適
用し得るものであることを指摘しておく。

〔発明の効果］ 以上のように、本発明では、圧電板は一様に分極処理さ
れているだけであるため、部分的に逆方向に分極処理す
るといった複雑な分極方法を実施する必要がない。また
、外付はコンデンサ等を必要とせずに負荷容量を構成し
得るので、圧電発振回路の構成を簡略にかつ小型にし得
る。そして、第１〜第４の端子電極を用い、素子の外周
面を利用して適宜結線することが可能とされたチップ型
の部品として構成されているため、プリント回路基板等
における煩雑な回線作業を省略することができると共に
、実装スペースの低減も果たし得る。

また、圧電板の一方主面に第５．第６の共振電極を、他
方主面に第７．第８の共振電極をさらに形成し、それぞ
れ圧電板の外周側面に引出し、第２〜第７の共振電極間
を、第１〜第４の共振電極のみを形成した例における第
３の端子電極と第２の端子電極と同様に部品外周面を利
用して電気的に接続することにより、より複雑な圧電共
振回路のｆ＃威を小型のチップ部品で実現することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の第１の
実施例に用いる圧電板及び共振電極の形状を説明するた
めの平面図及び圧電板を透かして見た下面側の共振電極
形状を示す図、第２図は発振回路を示す図、第３図は従
来の圧電発振子を用いた発振回路を示す回路図、第４図
は従来の圧電発振子の他の例を説明するための回路図、
第５図は本発明の第１の実施例の外観斜視図、第６図は
本発明の第１の実施例の等価回路を示す図、第７図（ａ
）及び（ｂ）は本発明の第２の実施例における共振電極
形状を説明するための各平面図、第８図は第２の実施例
の外観斜視図、第９図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、
本発明が適用され得る圧電共振子の他の例を説明するた
めの斜視図及びＢ−Ｂ線に沿う断面図、第１０図（ａ）
及び（ｂ）は、それぞれ、本発明において用い得るさら
に他の圧電共振子を説明するための斜視図及び下面側に
形成される共振電極を示す略図的平面図、第１１図（ａ
）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明のさらに他の例を説
明するための各平面図である図において、１１は圧電板
、ｌｌａ〜ｌｉｄは第１〜第４の側面、１２ａ〜１２ｄ
は第１〜第４の共振’Ｉ１ｇ＋、１５ａ　〜１５ｄは第
１〜第４の端子電極を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エネルギ閉込め型のチップ型圧電共振子であって
   、 一様に分極処理された圧電板と、 前記圧電板の一方主面に形成された第１，第２の共振電
   極と、 前記圧電板の他方主面に、それぞれ、第１及び第２の共
   振電極と圧電板を介して少なくとも部分的に表裏対向す
   るように形成された第３，第４の共振電極とを備え、 前記第１〜第４の共振電極は、前記圧電板の外周側面の
   第１〜第４の領域に引出されており、前記圧電板の外周
   側面のうち第１〜第４の領域に形成されており、第１〜
   第４の共振電極にそれぞれ電気的に接続された第１〜第
   ４の端子電極をさらに備え、第３の端子電極と第２の端
   子電極とが部品外周面を利用して電気的に接続されてい
   る、チップ型の圧電共振子。
2. （２）前記圧電板の一方主面上に、第１，第２の共振電
   極に加えて、第５，第６の共振電極が形成されており、
   他方主面上に、前記第５，第６の共振電極と、それぞれ
   、圧電板を介して表裏対向するように第７，第８の共振
   電極が形成されており、第５〜第８の共振電極は、前記
   圧電板の外周側面の第５〜第８の領域に引出されており
   、 前記圧電板の外周側面のうち第５〜第８の領域に形成さ
   れており、第５〜第８の共振電極にそれぞれ電気的に接
   続された第５〜第８の端子電極をさらに備え、 前記第４の端子電極と第５の端子電極とが、並びに第６
   の端子電極と第７の端子電極とが部品外周面を利用して
   電気的に接続されている、請求項１に記載のチップ型の
   圧電共振子。