JPH10341124A - 圧電部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】構造が簡単で組立工程が少なく、かつ小型化が
可能な圧電部品を提供する。 【解決手段】本圧電部品は、基板１０とカバー２０と圧
電素子３０とで構成される。基板１０の中央部表面に導
電性の突起部１４が形成され、その周囲に形成された段
部１２にカバー２０の下端開口部２１が嵌合固定され
る。カバー２０の天井部内面には基板の突起部１４と対
向する導電性の突起部２４が形成され、これら突起部１
４，２４の間に圧電素子３０が圧接保持される。圧電素
子３０の裏側電極３３は基板１０の第１電極１５と導通
し、表側電極３２はカバー２０の第３電極２５と導通し
ている。第１電極１５は基板１０の外部へ引き出され、
第３電極２５は嵌合部に設けられた基板１０の電極１６
と導通接触し、外部へ引き出されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電部品、特に内部
に圧電素子を収納した表面実装型の圧電部品に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】表面実装型の圧電部品として、図１に示
されるような圧電部品が提案されている。この圧電部品
は、長さ振動や拡がり振動などの面積振動モードを利用
した圧電素子４を含んでおり、表裏面に電極４ａ，４ｂ
が形成されている。圧電素子４が搭載される基板１には
電極２，３がパターン形成されており、一方の電極２上
に圧電素子４の裏側電極４ｂが導電性接着剤５によって
接続固定されている。圧電素子４の表側電極４ａはワイ
ヤー６によって他方の電極３と接続されている。基板１
上には圧電素子４を覆う金属キャップ７が接着剤８によ
って接着封止されており、電極２，３とキャップ７とが
導通しないように基板１の上面には絶縁層９が形成され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような圧電部品
の場合、基板１の電極２と圧電素子４を導電性接着剤５
で接着し、圧電素子４と電極３とをワイヤーボンディン
グによって接続し、さらに基板１にキャップ７を接着し
なければならないため、作業工程が多く、コスト上昇を
招く欠点があった。また、基板１およびキャップ７にワ
イヤー６の配線スペースを確保する必要があるので、基
板１およびキャップ７が大型となり、圧電部品全体とし
て大型になるという欠点があった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、構造が簡単で組
立工程が少なくて済み、かつ小型化が可能な圧電部品を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は請求項１に記
載の発明によって達成される。すなわち、中央部表面に
導電性の突起部を有し、外周部に係合部を形成した絶縁
性の基板と、下端開口部が上記基板の係合部に嵌合固定
され、天井部内面に基板の突起部と対向する導電性の突
起部を形成した絶縁性のカバーと、表裏面に電極が形成
され、上記基板の突起部とカバーの突起部との間で圧接
保持された圧電素子と、上記基板の突起部から係合部を
経て外部へ引き出された第１の電極と、上記基板の係合
部から外部へ引き出された第２の電極と、上記カバーの
突起部から下端開口部の上記基板の第２の電極と対応す
る位置まで引き出された第３の電極とを備え、上記第１
の電極が突起部を介して圧電素子の裏側の電極と導通
し、第３の電極が突起部を介して圧電素子の表側の電極
と導通するとともに、第２の電極とも導通していること
を特徴とする。

【０００６】本発明では、基本的に基板とカバーと圧電
素子の３部品で構成されるので、構造が非常に簡単で部
品点数が少なく、組立作業が簡単になるとともに、小型
化が容易である。基板とカバーとが嵌合する構造のた
め、両者の位置決めが簡単であり、嵌合によって圧電素
子が基板とカバーとで圧接保持されるとともに、電気的
接続も同時に行なわれる。したがって、圧電素子の接着
やワイヤーボンディングなどの煩雑な作業を省略でき、
作業効率が向上する。

【０００７】基板とカバーとの係合部は、基板の外周面
に設けてもよいし、基板の表面に設けてもよい。ただ、
請求項２に記載のように、基板の表面に突起部の周囲を
取り囲む環状の段部を形成し、カバーの下端開口部をこ
の段部に嵌合固定した場合には、圧電部品をプリント基
板などに実装した際、半田付けの熱やフラックスの侵入
が基板の周縁部で阻止されるので、内部に収納された圧
電素子に悪影響を及ぼしにくいという効果がある。

【０００８】カバーの導電性突起部としては、基板の突
起部と対向する突起部を有する導電性板ばねを天井部内
面に配置してもよい。この場合には、一部品（導電性板
ばね）だけ部品数が増えることになるが、板ばねの良好
なばね性によって、圧電素子に無理な荷重を与えずに安
定に保持できるとともに、確実な電気的接続が可能であ
る。

【０００９】また、基板の裏面に座ぐり部を形成し、突
起部周辺に薄肉な弾性部を形成してもよい。この場合に
は、基板が弾性を持つので、圧電素子を安定かつ確実に
保持できる。

【００１０】本発明に適用される圧電素子は、面積振動
モード（例えば長さ振動モードや拡がり振動モード等）
の素子が望ましい。この種の素子では、その表裏面の中
央部にノード点を有しているため、圧電素子のノード点
近傍を基板の突起部とカバーの突起部（または板ばねの
突起部）とで圧接保持すれば、保持部がノード点近傍つ
まり無振動部となるので、圧電素子の振動が阻害され
ず、その電気的特性を損なうことがない。

【００１１】

【発明の実施の形態】図２，図３は本発明にかかる電子
部品の一例を示す。この実施例は、基板１０とカバー２
０と圧電素子３０とで構成されている。

【００１２】上記基板１０はアルミナセラミックス，Ｐ
ＰＳやＬＣＰなどの耐熱性樹脂等の絶縁材料からなる方
形の薄板であり、基板１０の上面には、外周フランジ部
１１と相似形の方形の段部１２が突設され、段部１２の
対向する２側面には係合溝１３が形成されている。な
お、係合溝１３を段部１２の全周に設けてもよい。そし
て、段部１２の中央部上面には円錐台形状の突起部１４
が突設されている。基板１０には、突起部１４から段部
１２の一方の係合溝１３を経て裏面の一端側まで引き出
された第１電極１５と、基板１０の段部１２の他方の係
合溝１３を経て裏面の他端側まで引き出された第２電極
１６とが、スパッタリング，蒸着，メッキ，印刷などの
公知の手法で形成されている。そのうち、第１電極１５
の外部接続部１５ａが基板１０の一辺に沿って帯状に形
成され、他方の電極１６の外部接続部１６ａは基板１０
の対向する辺に沿って帯状に形成されている。なお、基
板１０の第１，第２の電極１５，１６は公知の手法で形
成された膜状電極としたが、リード端子をインサート成
形したものでもよい。

【００１３】カバー２０は基板１０に素子３０を覆うよ
うに嵌合固定されている。カバー２０は基板１０と同様
な絶縁材料で基板１０のフランジ部１１とほぼ同一の輪
郭形状に形成されている。カバー２０の下端開口部２１
は基板１０の段部１２に嵌合可能であり、下端開口部２
１の内側には基板１０の係合溝１３と嵌合する係合突起
２２が形成されている。また、カバー２０の天井部２３
の中央部内面には、基板１０の突起部１４と対向する突
起部２４が突設されている。カバー２０の内面には、突
起部２４から下端開口部２１の基板１０の第２電極１６
と対応する位置まで延びる第３電極２５（図３参照）が
スパッタリング，蒸着，印刷などの公知の手法で形成さ
れている。

【００１４】圧電素子３０は、例えば拡がり振動モード
を利用した圧電フィルターもしくは圧電発振子であり、
基板１０の段部１２より小さな略正方形に形成されてい
る。圧電素子３０は圧電セラミック基板３１の表裏面全
面に電極３２，３３を形成したものであり、その表裏面
の中央部、つまりノード点付近が基板１０とカバー２０
の突起部１４，２４によって圧接保持されている。つま
り、基板１０またはカバー２０の弾性によって保持され
ている。これにより、圧電素子３０の表面電極３２はカ
バー２０の第３電極２５と導通し、裏面電極３３は基板
１０の第１電極１５と導通している。

【００１５】ここで、上記圧電部品の組立方法について
説明する。まず圧電素子３０を基板１０の中央部に載置
し、カバー２０の下端開口部２１を基板１０の段部１２
に嵌合すると、カバー２０の係合突起２２が基板１０の
係合溝１３と係合し、抜け止め固定される。このとき、
圧電素子３０が基板１０の突起部１４とカバー２０の突
起部２４とで圧接保持され、圧電素子３０の表面電極３
２がカバー２０の第３電極２５と、裏面電極３３が基板
１０の第１電極１５とそれぞれ導通する。同時に、カバ
ー２０の内面に形成された第３電極２５は基板１０の第
２電極１６とも電気的に導通する。このようにして、外
部に引き出された電極１６ａ，１５ａはそれぞれ圧電素
子３０の表裏の電極３２，３３と導通し、表面実装型の
圧電部品が完成する。

【００１６】上記実施例では、基板１０とカバー２０と
の間が封止されていないが、必要に応じてカバー２０を
基板１０に嵌合する前に、基板１０の段部１２またはカ
バー２０の下端開口部２１に接着剤を塗布しておき、両
者の間を封止してもよい。

【００１７】図４は本発明の第２実施例を示し、圧電素
子３０に対する圧接保持力を確保するため、基板１０の
底面に座ぐり部１７を設け、突起部１４付近に弾性を有
する薄肉部１８を設けたものである。この場合には、基
板１０の弾性とカバー２０の弾性との相乗作用によっ
て、圧電素子３０に対する負荷を軽減できる。また、こ
の実施例では、基板１０とカバー２０との間にＯリング
のようなシール材１９をはめ込み、気密性を高めてあ
る。なお、シール材１９を配置する場所は、カバー２０
の開口面に限らず、基板１０の段部側面でもよいし、そ
の他の箇所でもよい。この実施例では、基板１０のフラ
ンジ部１１がカバー２０より大形の例を示したが、これ
に限るものではない。

【００１８】図５は本発明の第３実施例を示し、カバー
２０の天井部内面に突起部を一体形成するのに代えて、
突起部４１を有する金属製板ばね４０を配置したもので
ある。この板ばね４０はカバー２０の内面に形成された
第３電極２５と導通している。この実施例では、ばね４
０が十分な弾性を有するので、圧電素子３０をより安定
にかつ過大な負荷をかけずに保持できる。

【００１９】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、種々変更可能である。例えば、基板，カバーおよ
び圧電素子の形状は実施例のようなほぼ正方形状である
必要はなく、長方形状であってもよいし、円形であって
もよい。基板とカバーとの係合部は、基板に係合溝を、
カバーの開口部に係合突起を形成したものに限らず、逆
の構成でもよい。圧電素子は、拡がり振動モードのほ
か、長さ振動モードの素子であってもよい。要するに、
表裏両面に電極を有し、そのノード点を基板とカバー
（または板ばね）で保持できるものであればよい。基板
およびカバーの突起部は、実施例のように絶縁性材料で
突起部を形成した後、その上に電極を形成するものに限
らず、半田などの導電性材料で突起部を形成してもよ
い。さらに、第１〜第３実施例の特徴部分を相互に組み
合わせて新たな実施例を構成することもできる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、基本的に基板とカバーと圧電素子の３部品で構
成するようにしたので、構造が非常に簡単で、部品点数
が少なく、小型化が容易である。基板とカバーとが嵌合
する構造のため、両者の位置決めが簡単であり、嵌合に
よって圧電素子が基板とカバーとで圧接保持されるとと
もに、電気的接続も同時に行なわれる。したがって、圧
電素子の接着やワイヤーボンディングなどの煩雑な作業
を省略でき、組立作業が簡単となり、コスト低減を実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の圧電部品の一例の斜視図である。

【図２】本発明にかかる圧電部品の一例の分解斜視図で
ある。

【図３】図２に示された圧電部品の断面図である。

【図４】本発明にかかる圧電部品の第２実施例の断面図
である。

【図５】本発明にかかる圧電部品の第３実施例の断面図
である。

【符号の説明】

１０ 基板 １２ 段部 １３ 係合溝 １４ 突起部 １５ 第１電極 １６ 第２電極 ２０ カバー ２１ 下端開口部 ２２ 係合突起 ２３ 天井部 ２４ 突起部 ２５ 第３電極 ３０ 圧電素子 ３２，３３ 電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央部表面に導電性の突起部を有し、外周
   部に係合部を形成した絶縁性の基板と、 下端開口部が上記基板の係合部に嵌合固定され、天井部
   内面に基板の突起部と対向する導電性の突起部を形成し
   た絶縁性のカバーと、 表裏面に電極が形成され、上記基板の突起部とカバーの
   突起部との間で圧接保持された圧電素子と、 上記基板の突起部から係合部を経て外部へ引き出された
   第１の電極と、 上記基板の係合部から外部へ引き出された第２の電極
   と、 上記カバーの突起部から下端開口部の上記基板の第２の
   電極と対応する位置まで引き出された第３の電極とを備
   え、 上記第１の電極が突起部を介して圧電素子の裏側の電極
   と導通し、第３の電極が突起部を介して圧電素子の表側
   の電極と導通するとともに、第２の電極とも導通してい
   ることを特徴とする圧電部品。
2. 【請求項２】上記基板の表面には、突起部の周囲を取り
   囲む環状の段部が形成され、上記カバーの下端開口部は
   上記基板の段部に嵌合固定されることを特徴とする請求
   項１に記載の圧電部品。
3. 【請求項３】上記カバーの導電性突起部は、天井部内面
   に配置され、かつ基板の突起部と対向する突起部を形成
   した導電性板ばねで形成されていることを特徴とする請
   求項１または２に記載の圧電部品。
4. 【請求項４】上記基板の裏面には座ぐり部が形成され、
   突起部周辺に薄肉な弾性部が形成されていることを特徴
   とする請求項１ないし３の何れかに記載の圧電部品。