JPH11112266A

JPH11112266A - 圧電磁器発振子

Info

Publication number: JPH11112266A
Application number: JP26758097A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tsuneno; 宏常野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】発振子に対する気密性が向上し、さらに小型化
できる。さらに製造コストを低減させる。【解決手段】圧電磁器板１４と、圧電磁器板１４の両主
面上に設けた一対の振動電極１５、１６と、双方の振動
電極１５、１６上にそれぞれ配した封止用基板２０、２
１とが、それぞれ振動電極１５、１６を気密封止せしめ
るエアギャップ２２、２３が形成されるように、同時に
一体焼成されてなる圧電磁器発振子１３。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子機器のクロック
源に用いられる圧電磁器発振子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の表面実装型圧電磁器発振子は、特
公平７−７０９４１号に記載されているとおりであっ
て、図１の圧電磁器発振子１において、圧電体基板２の
両主面側に封止基板３、４が接着剤５、６を介して固
着される。また、圧電体基板２の両主面に振動電極７、
８および引出し電極９、１０が一体的に設けられて、発
振子をなす振動電極７、８を封止している。そして、接
着剤５、６の厚みによって振動空間を形成する。このよ
うな圧電磁器発振子１の両端には外部電極１１、１２が
設けられ、両電極間に電圧を印加することで、振動電極
７、８間で振動を発生させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の圧電磁器発振子１においては、封止強度を満たすた
めに、その封止エリア（接着剤５、６の塗布面積）を大
きくする必要がある。さらに封止した際に接着剤５、６
が流動し、発振子としてのアクティブエリアにまで到達
する場合がある。そこで、このアクティブエリアと封止
エリアとの間のクリアランスを大きくして、所望の振動
を達成しているが、その反面、圧電磁器発振子１自体の
寸法が大きくなっていた。

【０００４】また、圧電体基板２を構成する圧電磁器に
ついては、その分極特性を維持するために低温封止ガラ
スなどが注目されているが、この低温封止ガラスでは、
圧電磁器のキュリー点を大幅に越える封止温度となり、
上記接着剤５、６としていまだ満足し得るような気密封
止材になっていない。

【０００５】したがって、封止温度が圧電磁器のキュリ
ー点よりも低い接着剤として樹脂系材料を封止材に使用
することが提案されているが、これによって得られた圧
電磁器発振子は、完全なる気密性がいまだ達成されず、
信頼性が要求される用途には不向きであった。

【０００６】また、このように接着剤を用いて気密封止
する圧電磁器発振子の組立においては、接着剤を塗布す
るなどの工程があり、工程数が増大し、製造コストが上
昇するという問題点がある。

【０００７】本発明は叙上に鑑みて完成されたものであ
り、その目的は小型にして市場ニーズに適用させ、たと
えば梱包を容易にした圧電磁器発振子を提供することに
ある。

【０００８】また、本発明の他の目的は発振子に対する
気密性を向上した圧電磁器発振子を提供することにあ
る。

【０００９】さらにまた、本発明の他の目的は接着剤塗
布工程を不要にして、製造工程数を減少させ、これによ
って製造コストを低減した圧電磁器発振子を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の圧電磁器発振子
は、両主面上に一対の振動電極を備えた圧電磁器板の双
方の振動電極上にそれぞれエアギャップを設けた状態で
封止用基板を積層して、同時に一体焼成されていること
を特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の圧電磁器発振子の構成本発明の圧電磁器発振子を図２〜図５により説明する。
図２は本発明の圧電磁器発振子の斜視図あって、図３は
その正面図、図４は上面図、また、図５は図２の圧電磁
器発振子において切断面線Ａ−Ａによる断面図である。

【００１２】本発明の圧電磁器発振子１３において、１
４はＰｂＴｉＯ₃系などのセラミックスからなる圧電磁
器板、１５、１６は圧電磁器板１４の両主面に設けた振
動電極であり、これら振動電極１５、１６をそれぞれ互
い違いの方向から延在させてアクティブエリアを形成す
るとともに、これら圧電磁器体１４と振動電極１５、１
６とによって圧電発振子１７を構成する。

【００１３】このような圧電発振子１７の両主面に対
し、アクティブエリア以外の領域にて介在体１８、１９
を配し、さらに封止用基板２０、２１を密着固定させる
ことで、振動電極１５、１６のアクティブエリア上にエ
アギャップ２２、２３を設ける。また、介在体１８およ
び封止用基板２０にはビアホール導体２４が、他方の介
在体１９および封止用基板２１にはビアホール導体２５
が形成されている。これらビアホール導体２４、２５は
金系、銀系、銅系の導電性の金属材料（たとえば、Ａｇ
−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ）からなる。

【００１４】そして、本発明の圧電磁器発振子１３の両
端には外部電極２６、２７が設けられ、両外部電極２
６、２７間に電圧を印加することで、振動電極１５、１
６間（圧電発振子１７）で振動を発生させる。そして、
圧電発振子１７の両端が封止用基板２０、２１の各両端
と一体的に固定されているので、それが振動の支点とな
り、圧電発振子１７がエアギャップ２２、２３内で振動
する。

【００１５】また、本発明の圧電磁器発振子１３におい
ては、封止用基板２１の外側面上にグランド端子電極２
８が形成され、その内側面に電極２９、３０を形成し、
これら電極２９、３０とグランド端子電極２８との間で
コンデンサａ、ｂが形成される。すなわち、封止用基板
２１を介して対向するようにグランド端子電極２８と電
極２９、３０を形成して、双方の間に対向面積を設定す
るとともに、電極２９と電極３０との間に一定のギャッ
プを設ける。そして、これら電極２９、３０はビアホー
ル導体２５と通電され、さらに外部電極２６、２７にも
通電され、これによってグランド端子電極２８と電極２
９、３０との間に一対のコンデンサａ、ｂが形成され
る。そして、このようなコンデンサａ、ｂはコンパクト
かつ安価なものとしてセラミックレゾネータを駆動する
ＣＭＯＳ発振回路に適用される。

【００１６】上記封止用基板２０、２１および介在体１
８、１９も圧電磁器体１４と同一組成の材料（ＰｂＴｉ
Ｏ₃系）で構成し、その他、圧電発振子として同一焼成
が可能な材料系（たとえばコンデンサ温特補償に向いた
ＰｂＴｉＯ₃系）に添加剤を加えたものでもよい。

【００１７】また、振動電極１５、１６、グランド端子
電極２８、電極２９、３０、ならびに外部電極２６、２
７は、ビアホール導体２４、２５と同一材料（たとえ
ば、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ）で構成するか、もしくは
同一材料系（金系、銀系、銅系の導電性の金属材料）に
よりなす。

【００１８】そして、本発明の圧電磁器発振子１３にお
いては、同時に一体的に焼成することで、振動電極１
５、１６がエアギャップ２２、２３内に気密封止され、
従来のような接着剤の塗布領域が不要となり、これによ
って超小型かつ超薄型であって、さらに完全なる気密性
が達成された。また、封止用基板２１にコンデンサ機能
をもたせることで、そのための別の構成を付加する必要
もなく、超小型かつ超薄型が得られるとともに、コンデ
ンサ付き圧電磁器発振子が実現できた。なお、外部電極
２６、２７については、焼成後もしくは焼成前のいずれ
の時点にて形成してもよい。

【００１９】本発明の圧電磁器発振子の製造方法つぎに本発明の圧電磁器発振子１３を複数個同時に作製
するための工程を図６により説明する。

【００２０】まずポリエチレンテレフタレート樹脂（Ｐ
ＥＴ）からなる発泡剥離シート３１上にグランド端子電
極２８をスクリーン印刷にて形成する（図６ａ参照）。

【００２１】つぎに発泡剥離シート３１上に封止用基板
２１用として感光性スラリーをドクターブレード法で塗
布形成し、乾燥させる。この感光性スラリーはセラミッ
ク材料、ガラス材料、光硬化性モノマ−、有機バインダ
−と、有機溶剤または水とを均質混練してなるスリップ
材である。つづけて所定の位置を露光現像（エッチン
グ）してビアホ−ルを形成し、このビアホ−ルにメタラ
イズペーストを充填してビアホール導体２５となし、さ
らに電極２９、３０をスクリーン印刷にて形成する（図
６ｂ参照）。

【００２２】つぎに介在体１９として感光性スラリーを
ドクターブレード法で塗布形成し、さらに所定の領域を
露光現像してエアギャップ２３用のキャビティ３２を形
成する（図６ｃ参照）。

【００２３】ついで、このキャビティ３２に熱揮散性の
よいアクリル系のバインダーを充填し、その後、振動電
極１６を印刷にて形成し、さらに圧電磁器体１４として
感光性スラリーをドクターブレード法で塗布形成する。
さらにこの感光性スラリーの上に振動電極１５を印刷に
て形成する。そして、介在体１８として感光性スラリー
をドクターブレード法で塗布形成し、その後、所定の位
置を露光現像してビアホ−ルとエアギャップ２２用のキ
ャビティ３３を形成し、このビアホ−ルにメタライズペ
ーストを充填してビアホール導体２４となす（図６ｄ参
照）。

【００２４】つづけて、このキャビティ３３にアクリル
系のバインダーを充填し、その上に封止用基板２０とし
て感光性スラリーをドクターブレード法で塗布形成し、
その後、所定の位置に対し露光現像してビアホールを形
成し、そのビアホールにメタライズペーストを充填して
ビアホール導体２４となす（図６ｅ参照）。

【００２５】しかる後に各圧電磁器発振子１２ごとに切
断部３４でカットする（図６ｆ参照）。

【００２６】ついで、個々の両端面を片側ずつメタライ
ズペーストにディップして所定の厚さに形成し、ビアホ
ール導体２４、２５と接続し、外部電極２６、２７とな
す。なお、このような外部電極２６、２７の形成工程は
焼成後に設けてもよい。

【００２７】その後、このような生の（未焼成状態の）
圧電磁器発振子より発泡剥離シート３１を除外し、所定
の温度雰囲気下で焼成し、これによってキャビティ３
２、３３のバインダーを焼失してエアギャップ２２、２
３をなすとともに、同時にメタライズペーストとの一体
同時焼成をおこなって、圧電磁器発振子１２を作製す
る。この焼成には、脱バインダー工程と、本焼成工程か
らなり、脱バインダー工程では有機バインダー、光硬化
可能なモノマーおよびアクリル系のバインダーを焼失さ
せる。

【００２８】他の実施形態例つぎに他の実施形態例を図７と図８により説明する。図
７と図８において、図５に示す圧電磁器発振子１３と同
一箇所には同一符号を付す。

【００２９】前記本発明の圧電磁器発振子１３について
は、裏・表の方向に対して、方向性があるが、これに対
して方向性をださないようにするために、図７の圧電磁
器発振子１３ａのようにさらに封止用基板２０にも封止
用基板２１と同様に外側面上にグランド端子電極２８ａ
が形成し、その内側面に電極２９ａ、３０ａを形成し、
これら電極２９ａ、３０ａとグランド端子電極２８ａと
の間でコンデンサａ、ｂを形成する。さらにコンデンサ
を備えた本発明の圧電磁器発振子１３に対し、図８のよ
うなコンデンサを備えない圧電磁器発振子１３ｂであっ
てもよく、この構成であれば、裏・表に方向性がなくな
る。このような圧電磁器発振子１３ａ、１３ｂであれ
ば、裏表の判別が不要となり、これらの梱包の際に、あ
るいはユーザーの使用において、煩雑さがなくなる。

【００３０】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の圧電磁器発振子
によれば、圧電磁器板と、この圧電磁器板の両主面上に
設けた一対の振動電極と、双方の振動電極上にそれぞれ
配した封止用基板とが、両封止用基板と圧電磁器板との
間にそれぞれ振動電極を気密封止せしめるエアギャップ
が形成されるように、同時に一体焼成されてなること
で、従来のように接着剤を使用しなくなり、発振子に対
する気密性が向上し、さらに小型化できて、梱包などが
容易となり、その結果、製造コストを低減させ、高信頼
性の市場ニーズに適用した圧電磁器発振子が提供でき
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の圧電磁器発振子の断面図である。

【図２】本発明の圧電磁器発振子の斜視図である。

【図３】本発明の圧電磁器発振子の正面図である。

【図４】本発明の圧電磁器発振子の上面図である。

【図５】図２の圧電磁器発振子において切断面線Ａ−Ａ
による断面図である。

【図６】ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは本発明の圧電磁器発
振子の工程図である。

【図７】本発明の他の圧電磁器発振子の断面図である。

【図８】本発明の他の圧電磁器発振子の断面図である。

【符号の説明】

１３、１３ａ、１３ｂ圧電磁器発振子１４圧電磁器板１５、１６振動電極１７圧電発振子１８、１９介在体２０、２１封止用基板２２、２３エアギャップ２４、２５ビアホール導体２６、２７外部電極２８、２８ａグランド端子電極２９、３０、２９ａ、３０ａ電極ａ、ｂコンデンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両主面上に一対の振動電極を備えた圧電磁
器板の双方の振動電極上にそれぞれエアギャップを設け
た状態で封止用基板を積層して、同時に一体焼成されて
いることを特徴とする圧電磁器発振子。