JPH04135017U - 圧電共振子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 封止部材の振動空間形成側面に設けた容量電
極によって形成される容量をアップさせても、入出力容
量間の結合容量が大きくならない容量内蔵タイプの圧電
共振子を得る。 【構成】 封止基板５の振動空間形成側面に容量電極
９，１０とシールド電極１１を設ける。圧電共振子の左
右の端部及び中央部にそれぞれ入力電極（Ａ）、出力電
極（Ｂ）並びに共通電極（Ｃ）を形成する。シールド電
極１１は共通電極（Ｃ）に接続し、容量電極９，１０は
電気的にどこにも接続されていない。圧電共振子の内蔵
容量をアップさせるために容量電極９，１０の面積を大
きくして電極（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に重なる部分を広
くすると、容量電極９と１０の間のギャップが狭くなる
が、シールド電極１１によってシールドされているの
で、容量電極９と１０の間に結合容量は殆ど生じない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、発振回路やフィルタ回路等に使用される容量内蔵タイプの圧電共振 子に関する。

【０００２】

【従来の技術と課題】

従来、この種の容量内蔵タイプの圧電共振子として、例えば図８に示すものが 知られている。この圧電共振子は１枚の圧電体基板５１と２枚の封止基板５４， ５５とからなる。圧電体基板５１の表裏面には振動電極５２，５３が設けられて いる。封止基板５４の振動空間形成側の面には一対の容量電極５６，５７が設け られている。圧電体基板５１と、板厚方向に重ねられた封止基板５４，５５とが 接着剤５８によって固着され、接着層の厚みによって密閉された振動空間を形成 している。

【０００３】 圧電共振子の外表面左右端部には入力電極（Ａ）及び出力電極（Ｂ）がそれぞ れ振動電極５２，５３に電気的に接続された状態で形成され、共通電極（Ｃ）が 圧電共振子の中央部に帯状に形成されている。これらの電極（Ａ），（Ｂ），（ Ｃ）は印刷配線板等への取付け用電極として使用されると共に、容量電極として の機能をも有している。即ち、電極（Ａ）−（Ｃ）間及び電極（Ｂ）−（Ｃ）間 に静電容量Ｃ１１，Ｃ１２が形成され、容量電極５６−電極（Ａ）間及び容量電 極５６−電極（Ｃ）間に静電容量Ｃ１３，Ｃ１５が形成され、容量電極５７−電 極（Ｂ）間及び容量電極５７−電極（Ｃ）間に静電容量Ｃ１４，Ｃ１６が形成さ れる。さらに、容量電極５６と５７の間には結合容量Ｃｓが形成される。図９は 図８に示した圧電共振子の電気等価回路図である。静電容量Ｃ１１，Ｃ１３，Ｃ １５が入力側容量となり、静電容量Ｃ１２，Ｃ１４，Ｃ１６が出力側容量となっ ている。

【０００４】 ところで、この圧電共振子の内蔵容量をアップさせる方法として封止基板５４ に設けた容量電極５６，５７の面積を大きくして電極（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に 重なる部分の面積を広くする方法が考えられる。しかしながら、容量電極５６， ５７の面積を大きくして、容量電極５６と５７の間のギャップが狭くなると、容 量電極５６と５７の間に形成される結合容量Ｃｓが大きくなり、入力側容量と出 力側容量が結合容量Ｃｓによって電気的に結合され、圧電共振子の電気特性を悪 化させるという問題が生じる。

【０００５】 そこで、本考案の課題は、封止部材の振動空間形成側面に設けた容量電極によ って形成される容量をアップさせても、入出力容量間の結合容量が大きくならな い容量内蔵タイプの圧電共振子を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

以上の課題を解決するため、本考案に係る圧電共振子は、振動電極を設けた圧 電体基板と該圧電体基板を封止して振動空間を形成する封止部材とで積層体を形 成し、前記積層体の外側表面に入力電極、出力電極及び共通電極を設け、前記封 止部材の振動空間形成側面に、少なくとも前記入力電極又は出力電極又は共通電 極のいずれかの電極と組み合って入力側又は出力側のいずれか一方の容量を形成 する容量電極を設けると共に、前記共通電極に電気的に接続され、かつ、前記入 力側容量と出力側容量をシールドするシールド電極を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

以上の構成により、圧電共振子の内蔵容量をアップさせるために封止部材の振 動空間形成側面に設けた容量電極の面積を大きくしても、共通電極に電気的に接 続されたシールド電極が入力側容量と出力側容量をシールドするため、入出力容 量間に大きな結合容量が生じない。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案に係る圧電共振子の実施例を添付図面を参照して説明する。各実 施例において同一部品、同一部分には同じ符号を付した。 ［第１実施例、図１〜図４］ 図１は、圧電共振子の分解斜視図である。この共振子は１枚の圧電体基板１と ２枚の誘電体封止基板５，１５から構成されている。圧電体基板１は表裏面に振 動電極２，３が形成されている。振動電極２，３の一部はそれぞれ基板１の左辺 及び右辺に引き出して引出し部２ａ，３ａとされている。圧電体基板１にはPb(Z rTi)O₃，PbTiO₃のセラミックス基板等が使用される。

【０００９】 封止基板５，１５はBaTiO₃等の誘電体基板が使用される。封止基板５の外側表 面には左右に外部電極６，７、中央部に外部電極８が形成され、振動空間形成側 面には左右に容量電極９，１０、中央部にシールド電極１１が形成されている。 容量電極９，１０は基板５の縁部を残して形成されている。シールド電極１１の 一方の端部は基板５の手前側の辺に露出し、他方の端部は基板５の奥側の辺に露 出している。封止基板１５の外側表面には左右に外部電極１６，１７、中央部に 外部電極１８が形成されている。

【００１０】 こうして準備された基板１，５，１５は塗布された接着剤２０によって相互に 直接接触しないように距離を保って固着され、密閉された振動空間を形成する（ 図３参照）。圧電体基板１と封止基板５，１５とが形成する密閉された振動空間 形成側に容量電極９，１０とシールド電極１１が設けられている。 図２に圧電共振子の外観を示す。共振子の左右の端部及び中央部にそれぞれ入 力電極（Ａ）、出力電極（Ｂ）並びに共通電極（Ｃ）が形成されている。電極（ Ａ）は電極６，１６を被覆し、振動電極２の引出し部２ａに接続している。電極 （Ｂ）は電極７，１７を被覆し、振動電極３の引出し部３ａに接続している。さ らに、電極（Ｃ）は電極８，１８を被覆し、シールド電極１１に接続している。 なお、容量電極９，１０は電気的にどこにも接続されていない。

【００１１】 これらの電極（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、印刷配線板等への取付け用電極とし て使用されると共に、容量電極としての機能をも有している。即ち、図３に示す ように、電極（Ａ）−（Ｃ）間及び電極（Ｂ）−（Ｃ）間に静電容量Ｃ１，Ｃ２ が形成され、容量電極９−電極（Ａ）間及び容量電極９−電極（Ｃ）間に静電容 量Ｃ３，Ｃ５が形成され、容量電極１０−電極（Ｂ）間及び容量電極１０−電極 （Ｃ）間に静電容量Ｃ４，Ｃ６が形成される。

【００１２】 さらに、容量電極９とシールド電極１１の間及び容量電極１０とシールド電極 １１の間に静電容量Ｃ７，Ｃ８が形成される。図４は図３に示した圧電共振子の 電気等価回路図である。静電容量Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７が入力側容量となり、 静電容量Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８が出力側容量となっている。この圧電共振子の 内蔵容量をアップさせるためには、容量電極９，１０の面積を大きくして電極（ Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に重なる部分の面積を広くすればよい。この場合、容量電 極９と１０の間のギャップが狭くなるが、シールド電極１１によってシールドさ れているので、容量電極９と１０の間に結合容量は殆ど生じない。この結果、内 蔵容量をアップさせても、電気特性が悪化しない圧電共振子が得られる。

【００１３】 ［第２実施例、図５］ 図５は第２実施例の圧電共振子の垂直断面図である。封止基板５の振動空間形 成側面には左右に容量電極２２，２４、中央部にシールド電極１１が形成されて いる。容量電極２２の一端は基板５の左縁に露出し、容量電極２４の一端は基板 ５の右縁に露出している。電極（Ａ）は振動電極２の引出し部２ａ及び容量電極 ２２に接続している。電極（Ｂ）は振動電極３の引出し部３ａ及び容量電極２４ に接続している。電極（Ｃ）はシールド電極１１に接続している。

【００１４】 従って、圧電共振子は電極（Ａ）−（Ｃ）間及び電極（Ｂ）−（Ｃ）間に静電 容量Ｃ１，Ｃ２が形成され、容量電極２２−電極（Ｃ）間に静電容量Ｃ５が形成 され、容量電極２４−電極（Ｃ）間に静電容量Ｃ６が形成される。さらに、容量 電極２２とシールド電極１１の間及び容量電極２４とシールド電極１１の間に静 電容量Ｃ７，Ｃ８が形成される。従って、静電容量Ｃ１，Ｃ５，Ｃ７が入力側容 量となり、静電容量Ｃ２，Ｃ６，Ｃ８が出力側容量となっている。この圧電共振 子の内蔵容量をアップさせるために、容量電極２２，２４の面積を大きくして容 量電極２２と２４間のギャップを狭くしても、シールド電極１１によってシール ドされているため容量電極２２−２４間に結合容量は殆ど生じない。

【００１５】 ［第３実施例、図６］ 図６は第３実施例の圧電共振子の垂直断面図である。封止基板５の振動空間形 成側面には右側に容量電極２６、中央部左寄りにシールド電極２８が形成されて いる。容量電極２６の一端は基板５の右縁に露出し、シールド電極２８の一方の 端部は基板５の手前側の辺に露出し、他方の端部は奥側の辺に露出している。電 極（Ａ）は振動電極２の引出し部２ａに接続している。電極（Ｂ）は振動電極３ の引出し部３ａ及び容量電極２６に接続している。電極（Ｃ）はシールド電極２ ８に接続している。

【００１６】 従って、圧電共振子は電極（Ａ）−（Ｃ）間及び電極（Ｂ）−（Ｃ）間に静電 容量Ｃ１，Ｃ２が形成され、容量電極２６−電極（Ｃ）間に静電容量Ｃ６が形成 される。さらに、容量電極２６とシールド電極２８の間に静電容量Ｃ８が形成さ れる。従って、静電容量Ｃ１が入力側容量となり、静電容量Ｃ２，Ｃ６，Ｃ８が 出力側容量となっている。この圧電共振子の内蔵容量をアップさせるために、容 量電極２６の面積を大きくして容量電極２６と電極（Ａ）間のギャップを狭くし ても、シールド電極２８によってシールドされているため容量電極２６−電極（ Ａ）間に結合容量は殆ど生じない。

【００１７】 ［第４実施例、図７］ 図７は第４実施例の圧電共振子の垂直断面図である。圧電体基板３１は表裏面 に振動電極３２ａ，３２ｂが形成されている。振動電極３２ａ，３２ｂの一方の 端は反対面に回り込んでいる。誘電体ケース３３は収納容器３４と封止蓋４０と に２分割されている。収納容器３４は凹部３４ａを有し、この凹部３４ａの左右 の両側壁面に切込み３５，３５が設けられ、この切込み３５，３５をガイドにし て圧電体基板３１が横長の状態で水平に収納される。凹部３４ａの底面の左右両 側には段差３６，３６が設けられ、圧電体基板３１の両端部を支持して振動電極 ３２ａ，３２ｂの振動部分が内壁面に接触しないようにしている。収納容器３４ の左右両側及び切込み３５，３５の部分にはスパッタ、あるいは蒸着等の方法に より導電パターン３７，３８が形成されている。振動電極３２ａ，３２ｂは半田 を介して導電パターン３７，３８に接続している。封止蓋４０は収納容器３４の 開口端に接着剤によって固着され、圧電体基板３１は収納容器３４と封止蓋４０ によって密閉された振動空間に収納された状態となっている。

【００１８】 封止蓋４０の振動空間形成側面には左右に容量電極４２，４４、中央部にシー ルド電極４６が形成されている。容量電極４２の一端は封止蓋４０の左縁に露出 し、容量電極４４の一端は封止蓋４０の右縁に露出している。シールド電極４６ の一端は封止蓋４０の手前側の辺に露出し、他端は封止蓋４０の奥側の辺に露出 している。電極（Ａ）は導体パターン３７及び容量電極４２に接続している。電 極（Ｂ）は導体パターン３８及び容量電極４４に接続している。電極（Ｃ）はシ ールド電極４６に接続している。

【００１９】 従って、圧電共振子は電極（Ａ）−（Ｃ）間及び電極（Ｂ）−（Ｃ）間に静電 容量Ｃ１，Ｃ２が形成され、容量電極４２−電極（Ｃ）間に静電容量Ｃ５が形成 され、容量電極４４−電極（Ｃ）間に静電容量Ｃ６が形成される。さらに、容量 電極４２とシールド電極４６の間及び容量電極４４とシールド電極４６の間に静 電容量Ｃ７，Ｃ８が形成される。従って、静電容量Ｃ１，Ｃ５，Ｃ７が入力側容 量となり、静電容量Ｃ２，Ｃ６，Ｃ８が出力側容量となっている。この圧電共振 子の内蔵容量をアップさせるために、容量電極４２，４４の面積を大きくして容 量電極４２と４４間のギャップを狭くしても、シールド電極４６によってシール ドされているため容量電極４２−４４間に結合容量は殆ど生じない。

【００２０】 ［他の実施例］ なお、本考案に係る圧電共振子は前記実施例に限定するものではなく、その要 旨の範囲内で種々に変形することができる。 前記第１〜第３実施例では、２枚の封止基板のうち一方の基板の振動空間形成 側面に容量電極やシールド電極を形成した圧電共振子を示したが、必要な容量を 得るために、２枚の封止基板の両方に容量電極やシールド電極を形成するもので もよい。

【００２１】 また、封止部材に形成されるシールド電極の配置、形状は任意である。

【００２２】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように、本考案によれば、封止部材の振動空間形成側面 に入力側容量と出力側容量をシールドするシールド電極を設けたので、内蔵容量 をアップさせるために容量電極の面積を大きくしても、シールド電極によって入 力側容量と出力側容量がシールドされているので、両者間に大きな結合容量が生 じない。この結果、内蔵容量をアップさせても、電気特性が悪化しない圧電共振 子が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る圧電共振子の第１実施例を示す分
解斜視図。

【図２】図１に示した圧電共振子の外観を示す斜視図。

【図３】図２のＸ−Ｘ’の垂直断面図。

【図４】図１に示した圧電共振子の電気等価回路図。

【図５】本考案に係る圧電共振子の第２実施例を示す垂
直断面図。

【図６】本考案に係る圧電共振子の第３実施例を示す垂
直断面図。

【図７】本考案に係る圧電共振子の第４実施例を示す垂
直断面図。

【図８】従来例を示す垂直断面図。

【図９】図８に示した圧電共振子の電気等価回路図。

【符号の説明】

１…圧電体基板 ２，３…振動電極 ５，１５…封止基板 ９，１０…容量電極 １１…シールド電極 ２２，２４，２６…容量電極 ２８…シールド電極 ３１…圧電体基板 ３２ａ，３２ｂ…振動電極 ３３…誘電体ケース ３４…収納容器 ４０…封止蓋 ４２，４４…容量電極 ４６…シールド電極 （Ａ）…入力電極 （Ｂ）…出力電極 （Ｃ）…共通電極 Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７…入力側容量 Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８…出力側容量

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力側容量と出力側容量を内蔵した圧電
   共振子において、振動電極を設けた圧電体基板と該圧電
   体基板を封止して振動空間を形成する封止部材とで積層
   体を形成し、前記積層体の外側表面に入力電極、出力電
   極及び共通電極を設け、前記封止部材の振動空間形成側
   面に、少なくとも前記入力電極又は出力電極又は共通電
   極のいずれかの電極と組み合って入力側又は出力側のい
   ずれか一方の容量を形成する容量電極を設けると共に、
   前記共通電極に電気的に接続され、かつ、前記入力側容
   量と出力側容量をシールドするシールド電極を設けたこ
   とを特徴とする圧電共振子。