JPH0456406A

JPH0456406A - 圧電発振子

Info

Publication number: JPH0456406A
Application number: JP16609590A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamamoto; 隆山本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1992-02-24
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPH0779219B2

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、負荷容量内蔵型の圧電発振子に関し、特に、
組み合わされるコンデンサが改良された圧電発振子に関
する。

〔従来の技術〕

エネルギ閉込め型の圧電共振素子と、コンデンサ素子と
を組み合わせてなる負荷容量内蔵型圧電発振子が公知で
ある。このような負荷容量内蔵型の圧電発振子の従来例
を第５図〜第７図を参照して説明する。第５図を参照し
て、圧電発振子１は、エネルギ閉込め型圧電共振素子２
とコンデンサ素子３とを組み合わせることにより構成さ
れている。

圧電共振素子２は、第６図に斜視図で示すように、矩形
の圧電基板４の両主面に振動電極５．６を形成した構造
を有する。振動電極５．６は、圧電基板４の長手方向両
端部の各端縁４ａ、４ｂがら他方端縁側に向かって延ば
されており、圧電基板４の中央領域で圧電基板４を介し
て対向するように形成されている。

コンデンサ素子３は、第７図に示すように、誘電体基板
７の一方主面に第１の電極８を、他方主面に第２．第３
の電極９．１０を形成した構造を有する。第１の電極８
は、第２．第３の電極９１０と誘電体基板７を介して対
向するように形成されている。

第５図に戻り、圧電発振子１では、上記構造を有する圧
電共振素子２の両端部に、金属よりなるＵ字状接続端子
１１．１２が固着されている。この接続端子１１．１２
は、図示しないはんだにより、圧電共振素子２の振動電
極５，６に接合されている。また、各接続端子１１．１
２には、はんだ１３ａ、１３ｂにより、コンデンサ素子
３の第２、第３の電極９．１０が接合されて一体化され
ている。なお、１４はアース端子を示し、第１の電極８
に接合されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第５図の圧電発振子１を製造するに際し、圧電共振素子
２は、表裏の方向性がないため、振動電極５．６が形成
されている表裏主面の方向を揃えることなく組み立てる
ことができる。

これに対して、コンデンサ素子３は、一方主面に第１の
電極８が、他方主面に第２．第３の電極９．１０が形成
されており、表裏方向に方向性を有する。従って、コン
デンサ素子３を接続端子１１．１２に接合するに際し、
コンデンサ素子３を第５図に示した向きに揃えることに
よって、始めて組み立てが可能となる。従って、上記の
ような方向性を揃える作業が必要であるため、組み立て
工程が非常に煩雑であった。

よって、本発明の目的は、負荷容量内蔵型圧電発振子に
おいて、コンデンサ素子の方向性を揃える煩雑な作業を
解消し得る構造を備えたものを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の圧電発振子は、圧電共振素子と、一対の接続端
子と、コンデンサ素子とを少なくとも備える。圧電共振
素子は、圧電基板の両生面に振動電極を設けた構造を存
する。また、この各振動電極に、一対の接続端子が接続
されている。

コンデンサ素子は、誘電体基板の一方主面に第１〜第３
の電極を設け、他方主面に第１〜第３の電極と対向する
領域に第４〜第６の電極を設けた構造を有する。

この第１〜第３の電極と、第４〜第６の電極とは、誘電
体基板の表裏の方向性を無くすように等価に形成されて
いる。さらに、誘電体基板の厚み方向中央部において、
上記誘電体基板の主面と平行に、かつ第１〜第３．第４
〜第６の電極と誘電体基板層を介して対向するように内
部電極が形成されている。

上記構造を有するコンデンサ素子は、第１．第３の電極
または第４．第６の電極が上記一対の接続端子に接続さ
れて一体化されている。

〔作用〕

本発明の圧電発振子に用いられるコンデンサ素子では、
第１〜第３の電極及び第４〜第６の電極は誘電体基板の
表裏方向に方向性がないように形成されている。従って
、誘電体基板の一方主面に形成された第１．第３の電極
または第４．第６の電極と、第２の電極または第５の電
極とを利用することにより三端子型のコンデンサが構成
される。

すなわち、第１．第３及び第５の電極を利用するときに
は、第２．第４．第６の電極がダミーの使用されない電
極となり、同様に、第２．第４及び第６の電極を使用す
る場合には、残りの電極がダミーの電極として使用され
ないことになる。よって、コンデンサ素子が表裏方向に
方向性を有しないように構成されている。

従って、負荷容量内蔵型の圧電発振子を製造するに際し
、圧電共振素子を一対の接続端子に接続した後、コンデ
ンサ素子の表裏方向の方向性を揃えることなく該コンデ
ンサ素子を接続端子に接続することができる。

〔本発明の前提となったコンデンサ素子〕本願発明者は
、負荷容量内蔵型の圧電発振子を組み立てる際の効率を
高めるために、第８図に示すコンデンサ素子２１を先に
提案した。コンデンサ素子２１は、誘電体基板２２の一
方主面に第１〜第３の電極２３〜２５が、他方主面に第
４〜第６の電極２６〜２８が形成された構造を有する。

電極２３〜２５は、それぞれ、電極２６〜２８と誘電体
基板２２を介して対向するように、かつ誘電体基板２２
０表裏方向に方向性を有しないように構成されている。

従って、コンデンサ素子２１を、第５図に示した圧電発
振子１に用いれば、例えば電極２３．２５あるいは電極
２６．２８を接続端子１１．１２に接続するのに用いれ
ば、コンデンサ素子の表裏方向の方向性を揃えずとも負
荷容量内蔵型圧電発振子を組み立てることができる。

しかしながら、第８図に示したコンデンサ素子２１では
、小さな容量を得ることはできるが、より大きな容量を
得ようとする場合には難があった。

よって、本願発明者は、コンデンサ素子の表裏の方向性
を解消するだけでなく、より大きな容量をも達成し得る
構造を備えたコンデンサ素子を得るべく検討した結果、
上述した本願発明の特定の構造を備えた圧電発振子を創
案したものである。

〔実施例の説明〕

以下、本発明の一実施例にかかる圧電発振子を図面を参
照して説明する。

第１図及び第２図を参照して、本実施例の圧電発振子３
１は、エネルギ閉込め型圧電共振素子３２とコンデンサ
素子３３とを組み合わせて構成されている。なお、３４
．３５は一対の接続端子を示す。

圧電共振素子３２は、第６図に示した圧電共振素子２と
同様の構造を有する。すなわち、矩形の圧電基板３６の
両主面に振動電極３７．３８を形成した構造を存する。

そして、振動ｔ８ｉ３７，３８は、圧電基板３６の中央
領域で圧電基板３６を介して対向するように配置されて
いる。

圧電共振素子３２は、接続端子３４．３５のＵ字状カッ
プ部３４ａ、３５ａ内に挿入されており、かつ図示しな
いはんだにより接合されている。なお、第２図において
、３４ｂ、３５ｂは、Ｕ字状カンプ部３４ａ、３５ａか
ら下方に引出された端子引出し部を示す。また、４７は
アース端子を示し、後述のコンデンサ素子３３の第４の
電極４４に接合されている。

本実施例の圧電発振子３１の特徴は、コンデンサ素子３
３の構造にある。コンデンサ素子３３は、第３図に側面
図で示すように、誘電体基板３９の一方主面に第１〜第
３の電極４０〜４２を、他方主面に電極４０〜４２と誘
電体基板３９を介して、それぞれ対向するように第４〜
第６の電極４３〜４５を形成した構造を有する。また、
誘電体基板３９の厚み方向中央部には、誘電体基板３９
の両主面に平行に延びるように内部電極４６が形成され
ている。

内部電極４６は、誘電体基板３９の両主面の全面と誘電
体基板層３９ａ、３９ｂを介して対向するように全面電
極の形態に構成されている。

第１〜第３の電極４０〜４２は、第４〜第６の電極４３
〜４５と、誘電体基板３９の表裏の方向性を無くするよ
うに等個形成されている。従って、本実施例のコンデン
サ素子３３では、第８図に示したコンデンサ素子２１の
場合と同様に、コンデンサ素子の表裏の方向性を気にす
ることなく、接続端子３４．３５に接続することができ
る。すなわち、本実施例の圧電発振子３１においても、
コンデンサ素子３３の方向性を揃える必要がないため、
組み立てを効率よく行い得る。

のみならず、コンデンサ素子３３は、第８図のコンデン
サ素子２１に比べて大きな容量を構成することができる
。これを、電極４０〜４２及び４３〜４５の関係を模式
的に示す第４図を参照して説明する。

第４図においては、第１の電極４０．第３の電極４２及
び他方主面側に形成された第５の電極４４を用いて三端
子型のコンデンサ素子として使用する場合を想定する。

この場合、電極４０．４２と電極４４との間の容量はＣ
０は、Ｃ４＋　Ｃ５１＋　Ｃ５／　Ｃ４となる。

これに対して、第８図のコンデンサ素子では、第９図に
各電極間の容量を模式的に示すように、電極２３，２５
．２７を電極として用いた場合、コンデンサ素子２１の
容量Ｃ０′は、Ｃ，、Ｃ，の直列容量と、Ｃ２及びＣ８
の直列容量との並列回路で構成されることになる。従っ
て、となる。

式（２）における容量Ｃ１は他の容量Ｃｔ　−Ｃ１に比
べて極端に小さい値しかとれない、従って、式（１）及
び（２）の比較から明らかなように、Ｃａ　＞　＞　Ｃ
ｏ　’となることは明らかである。事実、本願発明者の
実験によれば、第８図のコンデンサ素子として容量が３
〜３０ｐＦのものを試作し、それと同一材料を用いて外
形寸法が同一の第３図のコンデンサ素子３３を試作した
ところ、その容量は３Ｏ−１５０ｐＦと大幅に高められ
た。よって、コンデンサ素子３３を用いることにより、
大きな負荷容量を内蔵させた圧電発振子を構成すること
が可能となる。

なお、上記式（１）及び（２）における計算の具体的な
数値は、誘電体基板３９を構成する材料の比誘電率ε、
誘電体基板の厚み及び電極面積等によっても変わるが、
何れにおいても、上記のとおりｃ、’　＜＜Ｃ，の関係
は成立することが明らかである。

また、図示の実施例では、第１〜第３の電極４０〜４２
と、第４〜第６の電極４３〜４５は、それぞれ、誘電体
基板３９の一方主面上において等間隔に形成されるよう
に図示されていたが、誘電体基板３９の両生面において
等価に形成される限り、図示のように等しい面積の電極
を等間隔に形成する必要は必ずしもない。例えば、誘電
体基板３９の各主面上において中央領域に形成される第
２の電極４１及び第５の電極４４は、両側の第１゜第３
の電極４０．４２及び第４．第６の電極４３゜４５と異
なる大きさに形成してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明では、誘電体基板の両生面に形成
された第１〜第３の電極及び第４〜第６の電極が誘電体
基板を介して表裏方向に方向性を有しないように形成さ
れているため、コンデンサ素子の表裏方向の方向性を揃
えることなく接続端子に接合することができる。よって
、圧電発振子の製造工程を簡略化することができ、負荷
容量内蔵型圧電発振子を能率よく生産することが可能と
なる。

しかも、本発明では、誘電体基板の厚み方向中央部に第
１〜第３の電極及び第４〜第６の電極と誘電体基板層を
介して対向する内部電極が備えられているため、表裏の
方向性を解消し得るだけでなく、従来より大きな負荷容
量を圧電共振素子に組み合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる圧電発振子の平面図
、第２図は第１図実施例の圧電発振子の側面図、第３図
は実施例に用いられるコンデンサ素子の側面図、第４図
は第３図のコンデンサ素子の電極間の容量を説明するた
めの模式的断面図、第５図は従来の圧電発振子の一例を
示す平面図、第６図は圧電共振素子を示す斜視図、第７
図はコンデンサ素子を示す斜視図、第８図は未だ公知で
はないが本発明をなす契機となったコンデンサ素子を示
す側面図、第９図は第８図のコンデンサ素子の電極間の
容量を説明するための模式的断面図である。図において、３１は圧電発振子、３２は圧電共振素子、
３３はコンデンサ素子、３４．３５は接続端子、３６は
圧電基板、３７．３８は振動電極、３９は誘電体基板、
３９ａ、３９ｂは誘電体基板層、４０〜４５は第１〜第
６のＷ極、４６は内部電極を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧電基板と、該圧電基板の両主面に設けられた振
動電極とを有する圧電共振素子と、前記圧電共振素子の各振動電極に接続された一対の接続
端子とを備え、誘電体基板と、前記誘電体基板の一方面に設けられた第１〜第３の電極
と、前記誘電体基板の他方面において第１〜第３の電極と対
向する領域に、表裏の方向性を無くすように第１〜第３
の電極と等価に設けられた第４〜第６の電極と、前記誘電体基板の厚み方向中央部において、誘電体基板
の主面と平行にかつ第１〜第３の電極及び第４〜第６の
電極と誘電体層を介して対向するように形成された内部
電極とを有するコンデンサ素子をさらに備え、前記コンデンサ素子の第１、第３の電極または第４、第
６の電極が前記一対の接続端子に接続されていることを
特徴とする圧電発振子。