JPH06120764A - 圧電共振子およびコルピッツ型回路に用いる圧電共振子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 共振特性が悪化するのを防ぐとともに、負荷
容量値の設計が容易で、信頼性の高い圧電共振子を提供
することを目的としている。 【構成】 圧電性のセラミックスからなる圧電基板の表
裏の両主面に振動電極と該振動電極に導通する端子電極
を設けた圧電素子と、該圧電素子の表裏面に、前記振動
電極に対応する部分に振動空間を形成してそれぞれ積
層、接着する第１および第２の封止基板と、前記端子電
極と導通する少なくとも前記第１および第２の封止基板
の表面の両端部にそれぞれ形成した第１および第２の外
部電極と、前記第１の外部電極と前記第２の外部電極の
略中間部において前記第１および第２の封止基板に配設
された第３の外部電極とを備えた圧電共振子において、
前記第１の封止基板の内面において第１の外部電極と導
通し、前記第３の外部電極と対向する第１の対向電極を
形成し、前記第２の封止基板の内面において第２の外部
電極と導通し、前記第３の外部電極と対向する第２の対
向電極を形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容量を内蔵した圧電共
振子に関し、特に、大きな容量を形成できるので、容量
の設計が容易なコルピッツ型発振回路等に用いるように
したチップ状の圧電共振子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、容量を内蔵した圧電共振子と
して、図５に示す圧電共振子１が知られている。この圧
電共振子１は、図６及び図７に示すように構成してい
る。圧電素子２は、圧電性のセラミックスからなる圧電
基板８の上下（表裏）の２主面に互いに対向した振動電
極９，９及びこれにそれぞれ導通して端子電極１０，１
０を設けて形成している。この圧電素子２の表裏面の振
動電極９の部分に振動用の振動空間を形成して、表裏面
にそれぞれ封止基板３，４を積層し、接着材１１，１１
で接着して一体化してチップ状の圧電共振子素子５を形
成している。誘電体の封止基板３の裏面には、対向電極
１２，１２を設けている。第１および第２の外部電極
６，６は、それぞれ各端子電極１０に導通して圧電共振
子素子５の表面の端部から側面を経て裏面の端部に延ば
して設け、第３の外部電極７は圧電共振子素子５の中央
部の周囲をまいて設けている。そして、この圧電共振子
１は、所定の負荷容量Ｃ_1,Ｃ₂ を、図６に示すように、
第３の外部電極７に対向して封止基板３の裏面に設けた
対向電極１２，１２と第３の外部電極７との間でそれぞ
れ得るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の圧電共振
子の容量Ｃ_1,Ｃ₂ は、負荷容量を大きく取るために、対
向面積を大きくしようとすると、第３の外部電極７を大
きくしなければならず、第３の外部電極７と第１又は第
２の外部電極６の間隔および対向電極１２と対向電極１
２間の間隔が小さくなり、図８に示すように、ストレー
容量Ｃ₃ ，Ｃ₄ およびＣ₅ が発生し、特にＣ₅ により共
振特性が悪化する。このため負荷容量の大きさに限界が
あった。また、第１又は第２の外部電極と第３の外部電
極間及び対向電極１２と対向電極１２間のように電極の
間隔が小さくなりマイグレーションが発生しやすくな
り、信頼性が低かった。

【０００４】本発明は、上記従来技術の実情に鑑みてな
されたもので、共振特性が悪化するのを防ぐとともに、
負荷容量値の設計が容易で、信頼性の高い圧電共振子を
提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る圧電共振子
は、圧電性のセラミックスからなる圧電基板の表裏の両
主面に振動電極と該振動電極に導通する端子電極を設け
た圧電素子と、該圧電素子の表裏面に、振動電極に対応
する部分に振動空間を形成してそれぞれ積層、接着する
第１および第２の封止基板と、前記端子電極と導通する
少なくとも前記第１および第２の封止基板の表面の両端
部にそれぞれ形成した第１および第２の外部電極と、前
記第１の外部電極と前記第２の外部電極の略中間部にお
いて前記第１および第２の封止基板にそれぞれ配設され
た第３の外部電極とを備えた圧電共振子において、前記
第１の封止基板の内面において第１の外部電極と導通
し、前記第３の外部電極と対向する第１の対向電極を形
成し、前記第２の封止基板の内面において第２の外部電
極と導通し、前記第３の外部電極と対向する第２の対向
電極を形成したことを特徴とする。上記圧電共振子にお
いて、第１の外部電極と第３の外部電極および第３の外
部電極と第１の対向電極で第１のコンデンサを形成し、
第２の外部電極と第３の外部電極および第３の外部電極
と第２の対向電極で第２のコンデンサを形成してコルピ
ッツ型回路に用いるように構成した。

【０００６】

【作用】上記のように本発明の圧電共振子は、圧電素子
の表裏に積層する第１および第２の封止基板の内面に、
それぞれ第１および第２の封止基板に分割して一部が第
３の外部電極と対向した第１および第２の対向電極を設
けている。それゆえ、第１又は第２の外部電極と第３の
外部電極との間隔を小さくしなくても、第３の外部電極
と対向電極との対向面積を所定の大きさに容易に取るこ
とができ、内蔵容量の設計が容易になるとともに、大き
くすることができる。また、第１の外部電極と第３の外
部電極および第３の外部電極と第１の対向電極で第１の
コンデンサを形成し、第２の外部電極と第３の外部電極
および第３の外部電極と第２の対向電極で第２のコンデ
ンサを形成してコルピッツ型回路に適するようにする。
上記のように構成するので、第３の外部電極と第１又は
第２の外部電極との間隔が大きくでき、ストレー容量、
マイグレーションの発生を防ぎ、ショートが起こらない
ようにし、信頼性を向上できる。

【０００７】

【実施例】以下、エネルギー閉じ込め形厚み縦振動を利
用した圧電共振子を例にして、本発明の実施例を図面に
基づいて説明する。図１ないし図３は、本発明に係る圧
電共振子の第１実施例を説明するための図である。本発
明に係る圧電共振子１３は、図１に示すように、圧電素
子２の表裏面に振動電極の部分に振動用の振動空間を形
成して、誘電体の第１の封止基板３ａ、第２の封止基板
３ｂをそれぞれ積層し、接着材により接着して一体化し
て圧電共振子素子１４を形成し、この圧電共振子素子１
４の両端部にこの表面の左右の端部から側面を経て裏面
の端部に延ばして第１の外部電極６ａ、第２の外部電極
６ｂを設け、第１および第２の外部電極６ａ，６ｂ間の
略中央部に第３の外部電極７を設けて構成している。第
１の封止基板３ａおよび第２の封止基板３ｂの内面側に
は、第１の対向電極１５及び第２の対向電極１６をそれ
ぞれ設けている。

【０００８】圧電素子２は、図６に示すものと同様に圧
電基板８の表裏面に互いに対向した振動電極９，９及び
これにそれぞれ導通して端子電極１０，１０を表裏面で
対向した端部に延ばして設けて形成している。圧電共振
子素子１４は、圧電素子２の表裏面の振動電極９の部分
に振動用の振動空間を形成して、表裏面にそれぞれ誘電
体からなる第１の封止基板３ａおよび第２の封止基板３
ｂを積層し、接着材１１，１１で接着して一体化して形
成している。それぞれ第１の封止基板３ａの裏面および
第２の封止基板３ｂの表面には、それぞれ第１の対向電
極１５及び第２の対向電極１６を設けている。第１の外
部電極６ａおよび第２の外部電極６ｂは、それぞれ左右
の端子電極１０に導通して圧電共振子素子１４の表面の
端部から側面を経て裏面の端部に延ばして設け、第３の
外部電極７は圧電共振子素子１４の略中央部、第１の外
部電極６ａおよび第２の外部電極６ｂ間の略中央部の周
囲を巻くようにして設けている。そして、この圧電共振
子１３は、図３に示すような所定の負荷容量Ｃ_1,Ｃ
₂ を、第３の外部電極７と第１の対向電極１５及び第２
の外部電極７と第２の対向電極１６間でそれぞれ得るよ
うにしている。

【０００９】上記の誘電体からなる第１の封止基板３ａ
および第２の封止基板３ｂとしては、チタン酸カルシウ
ム（ＣａＴｉＯ₃ ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴ
ｉＯ₃ ）、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ₃ ）等の
誘電体セラミックスからなるものが使用される。また、
第１、第２の外部電極６ａ，６ｂ及び第１、第２の各対
向電極１５，１６は蒸着、スパッタリング、導電ペース
トの塗布及び焼付け等の方法によって設け、第１、第２
の外部電極６ａ，６ｂ及び第３の外部電極７はさらには
んだディップ又はめっき等の処理を行ってはんだぬれ性
をよくする。上記接着剤１１により圧電素子２と第１お
よび第２の封止基板３ａ，３ｂとの接着は、それぞれ接
着剤１１を塗布して行ってもよいし、シート状の接着剤
１１を積層して行ってもよい。又、振動用の振動空間を
形成するには、接着剤１１の厚みを利用して行ってもよ
いし、第１および第２の封止基板３ａ，３ｂの振動電極
９に対向する部分に凹部をそれぞれ設けることにより行
ってもよい。

【００１０】本実施例の圧電共振子１３によれば、第１
および第２の複数の対向電極１５，１６と第３の外部電
極７間の対向面積は第３の外部電極７の面積と同じにま
でとることができる。しかも、第１および第２の各外部
電極６ａ，６ｂと第３の外部電極７間の距離は大きくと
れ、ストレー容量が生じないようにできる。この圧電共
振子１４の等価回路は図３に示すようになり、ストレー
容量が生じておらず、コルピッツ型発振回路によく適用
できる。

【００１１】図４は、本発明に係る圧電共振子の他の封
止基板の例を説明する図である。本実施例では、封止基
板に設ける対向電極の設けかたが上記実施例とは異なっ
ている。この図４に示す第１の対向電極１６（第２の対
向電極１７）は、誘電体の封止基板３ａ（３ｂ）の一方
の側縁から中央部の第３の外部電極７の対向位置まで幅
を狭くして設けている。このように対向面積を容易に変
えることができるので所要の負荷容量のものを容易に製
造できる。また、対向電極１６（１７）の端部の面積を
大きくして第１（第２）の外部電極６ａ（６ｂ）との対
向面積を大きくとり、第１の外部電極６ａと第３の外部
電極７および第３の外部電極７と第１の対向電極１６で
第１のコンデンサを形成し、第２の外部電極６ｂと第３
の外部電極７および第３の外部電極７と第２の対向電極
１７で第２のコンデンサを形成する。

【００１２】上記のように、本発明に係る圧電共振子に
よれば、容量電極は単独に任意の位置、形状、寸法に設
定できると同時に、大きな負荷容量に形成できるので、
その設計が容易である。しかも、容量を形成する電極同
士が完全に分離できるため、ストレー容量が生じにくく
なり共振特性が悪化しないようにでき、コルピッツ型発
振回路によく適用できるとともに、マイグレーション等
も発生しにくくできるので、ショートが起こらなくな
り、信頼性を高めることができる。なお、上記説明にお
いて、エネルギー閉じ込め形厚み縦振動を利用した圧電
共振子を例にして説明したが、本発明は上記実施例に限
られず、他の振動モード、振動電極の構成のものでもよ
い。また、圧電共振子の対向電極等の形成方法も上記実
施例に限られない。要は、容量内蔵型であれば適用可能
である。

【００１３】

【発明の効果】本発明に係る圧電共振子は、容量電極は
単独に任意の位置、形状、寸法に設定できると同時に、
大きな負荷容量に形成できるので、その設計が容易であ
る。しかも、容量を形成する電極同士が完全に分離でき
るため、ストレー容量が生じにくくなり共振特性が悪化
しないようにできる。マイグレーション等も発生しにく
くでき、ショートが起こらなくなり、信頼性を高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による圧電共振子の１実施例を説明する
斜視図である。

【図２】上記実施例の断面図である。

【図３】上記実施例の圧電共振子の等価回路図である。

【図４】本発明による圧電共振子の他の実施例の一部を
説明する斜視図である。

【図５】従来例の圧電共振子を示す斜視図である。

【図６】上記従来例の断面図である。

【図７】上記従来例を説明する構成の一部の分解斜視図
である。

【図８】上記従来例の等価回路図である。

【符号の簡単な説明】

２ 圧電素子 ３ａ 第１の封止基板 ３
ｂ 第２の封止基板 ６ａ 第１の外部電極 ６ｂ 第２の外部電極
７ 第３の外部電極 ８ 圧電基板 ９ 振動電極 １
０ 端子電極 １１ 接着剤 １３ 圧電共振子
１４ 圧電共振子素子 １５，１７ 第１の対向電極 １６，１８ 第２の対
向電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電性のセラミックスからなる圧電基板
   の表裏の両主面に振動電極と該振動電極に導通する端子
   電極を設けた圧電素子と、該圧電素子の表裏面に、前記
   振動電極に対応する部分に振動空間を形成してそれぞれ
   積層、接着する第１および第２の封止基板と、前記端子
   電極と導通する少なくとも前記第１および第２の封止基
   板の表面の両端部にそれぞれ形成した第１および第２の
   外部電極と、前記第１の外部電極と前記第２の外部電極
   の略中間部において前記第１および第２の封止基板に配
   設された第３の外部電極とを備えた圧電共振子におい
   て、前記第１の封止基板の内面において第１の外部電極
   と導通し、前記第３の外部電極と対向する第１の対向電
   極を形成し、前記第２の封止基板の内面において第２の
   外部電極と導通し、前記第３の外部電極と対向する第２
   の対向電極を形成したことを特徴とする圧電共振子。
2. 【請求項２】 請求項１の圧電共振子において、第１の
   外部電極と第３の外部電極および第３の外部電極と第１
   の対向電極で第１のコンデンサを形成し、第２の外部電
   極と第３の外部電極および第３の外部電極と第２の対向
   電極で第２のコンデンサを形成したことを特徴とするコ
   ルピッツ型回路に用いる圧電共振子。