JPH11136074A - Laminated piezo-electric resonator and ladder filter - Google Patents

Laminated piezo-electric resonator and ladder filter

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JPH11136074A
JPH11136074A JP29523297A JP29523297A JPH11136074A JP H11136074 A JPH11136074 A JP H11136074A JP 29523297 A JP29523297 A JP 29523297A JP 29523297 A JP29523297 A JP 29523297A JP H11136074 A JPH11136074 A JP H11136074A
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JP
Japan
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resonator
internal electrode
input
external electrode
output
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JP29523297A
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Japanese (ja)
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Kenichi Yoshimura
健一 吉村
Michiaki Nishimura
道明 西村
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To be small, also to enable adjustment of the electric coupling coefficient and capacity of a resonator, to guarantee the long-term reliability of the resonator, further to easily assemble it and to enable automation and miniaturization of assembly. SOLUTION: This resonator alternately laminates a piezo-electric layer 10 and internal electrode layers 11a and 11b and consists of a resonator body 12 where edge parts of the internal electrode layer 11a for input and the internal electrode layer 11b for output expose on sides that face each other, a belt-like external electrode 15a for input and external electrode 15b for output which connect the end parts of the electrodes 11a to each other and the end parts of the electrodes 11b to each other respectively. Here, the electrodes 15a and 15b are constituted of a flexible conductive member and also the layer 10 performs stretching vibration in the direction of lamination.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、積層方向の伸縮振
動モードを利用した積層型圧電共振子、およびこの積層
型圧電共振子を用いたラダー型フィルタに関するもの
で、例えば、携帯用移動無線機、コードレス電話、ペー
ジャ、カーステレオ等の移動体通信機に内蔵される、フ
ィルタ、発振子その他種々の用途に用いられる積層型圧
電共振子およびラダー型フィルタに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laminated piezoelectric resonator utilizing a stretching vibration mode in a laminating direction, and a ladder filter using the laminated piezoelectric resonator. The present invention relates to a multilayer piezoelectric resonator and a ladder filter used in filters, oscillators, and various other applications incorporated in mobile communication devices such as cordless telephones, pagers, and car stereos.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、集積回路の発達に伴い、フィルタ、
発振子その他の分野で、圧電体を用いた種々の圧電共振
子が用いられている。中でも、100kHzから1MH
zまでに使用される圧電共振子としては、従来、径方向
の拡がり振動モードを用いた円板状圧電共振子、対角線
方向の拡がり振動モードを用いた正方形板状圧電共振
子、さらには長さ方向の伸縮振動モードを用いた矩形板
状圧電共振子が知られていた。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of integrated circuits, filters,
2. Description of the Related Art In an oscillator and other fields, various piezoelectric resonators using a piezoelectric body are used. Above all, from 100kHz to 1MH
Conventional piezoelectric resonators used up to z include a disk-shaped piezoelectric resonator using a radially expanding vibration mode, a square plate-shaped piezoelectric resonator using a diagonal expanding vibration mode, and a length. A rectangular plate-shaped piezoelectric resonator using a stretching vibration mode in a direction has been known.

【0003】そして、これらの圧電共振子を用いたラダ
ー型フィルタは、使用する圧電共振子の素子数により、
4素子、6素子、8素子など様々なタイプのものが知ら
れている。図3に6素子タイプのラダー型フィルタの回
路図を示す。ラダー型フィルタは図3に示すように、直
列共振子S1、S2、S3の片側電極を入力側と接続
し、並列共振子P1、P2、P3の片側電極をアース側
と接続し、更に直列共振子S1、S2、S3の他側電極
と並列共振子P1、P2、P3の他側電極とを出力側に
接続して構成されている。
A ladder-type filter using these piezoelectric resonators depends on the number of piezoelectric resonator elements used.
Various types such as four elements, six elements, and eight elements are known. FIG. 3 shows a circuit diagram of a six-element ladder filter. As shown in FIG. 3, the ladder-type filter connects one side electrode of the series resonators S1, S2, S3 to the input side, connects one side electrode of the parallel resonators P1, P2, P3 to the ground side, and further connects the series resonator. The other side electrodes of the daughters S1, S2, S3 and the other side electrodes of the parallel resonators P1, P2, P3 are connected to the output side.

【0004】この種のラダー型フィルタでは、直列共振
子の寸法と並列共振子の寸法とを調整して、直列共振子
の共振周波数Frと並列共振子の反共振周波数Faを一
致させて通過帯域を構成し、かつその両側に減衰極を構
成しており、通過帯域は圧電共振子の反共振周波数と共
振周波数の差(ΔF=Fa−Fr)によって決まってい
た。
In this type of ladder type filter, the pass band is adjusted by adjusting the size of the series resonator and the size of the parallel resonator so that the resonance frequency Fr of the series resonator matches the anti-resonance frequency Fa of the parallel resonator. And the attenuation poles are formed on both sides thereof, and the pass band is determined by the difference between the anti-resonance frequency and the resonance frequency of the piezoelectric resonator (ΔF = Fa−Fr).

【0005】従来のラダー型フィルタの構造の一例を図
11に示す。このラダー型フィルタは、4素子タイプの
フィルタで樹脂性のケース本体内に正方形板の対角方向
拡がり振動モードを利用した2個の直列共振子42a
(S1、S2)及び、2個の並列共振子42b(P1、
P2)を収容して構成される。これらの直列共振子42
aおよび並列共振子42bは、所望のフィルタ特性を得
るために、各共振子の面積、厚みが一定の寸法に制限さ
れる。
FIG. 11 shows an example of the structure of a conventional ladder filter. This ladder-type filter is a four-element type filter in which two series resonators 42a utilizing a diagonally expanding vibration mode of a square plate are provided in a resin case body.
(S1, S2) and two parallel resonators 42b (P1,
P2). These series resonators 42
The area and thickness of each of the resonators a and the parallel resonators 42b are limited to certain dimensions in order to obtain desired filter characteristics.

【0006】これら圧電共振子42a、42bの間には
電極板41が配置され、入力または出力側の電極として
コ字状の電極板43が配置されている。ラダー型フィル
タを駆動する場合、圧電共振子42a、42bがフィル
タケース本体44に収容された状態で、所望の状態で振
動し得ることが必要であるため、フィルタケース本体4
4に収容された状態で圧電共振子42a、42bの振動
が妨げられてはならない。そこで、従来、電極板41と
してバネ性を有する、いわゆるバネ端子が用いられてい
る。
An electrode plate 41 is disposed between the piezoelectric resonators 42a and 42b, and a U-shaped electrode plate 43 is disposed as an input or output side electrode. When the ladder-type filter is driven, it is necessary that the piezoelectric resonators 42a and 42b can vibrate in a desired state in a state of being housed in the filter case main body 44.
The vibration of the piezoelectric resonators 42a and 42b in the state where the piezoelectric resonators 42a and 42b are housed in the housing 4 must not be prevented. Therefore, conventionally, a so-called spring terminal having a spring property is used as the electrode plate 41.

【0007】図12には、この電極板41(バネ端子)
を用いて従来の拡がり振動子を保持固定した状態を示
す。従来の共振子では、共振子の駆動用電極が共振子の
2つの対向した主面にあり、電気的な接続及び共振子の
保持固定が共振子を両側から電極板41(バネ端子)を
用いて挟み込むような形で行われていた。
FIG. 12 shows this electrode plate 41 (spring terminal).
5 shows a state in which a conventional spreading vibrator is held and fixed using the above-mentioned method. In the conventional resonator, the driving electrodes of the resonator are provided on two opposing main surfaces of the resonator, and the electrical connection and the holding and fixing of the resonator are performed by using the electrode plate 41 (spring terminal) from both sides of the resonator. It was done in such a way as to pinch it.

【0008】一方、近年においては、例えば、特開昭6
1−133715号公報に開示されるように、圧電体層
と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電共振子
が知られている。
On the other hand, in recent years, for example,
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-133715, there is known a laminated piezoelectric resonator in which piezoelectric layers and internal electrode layers are alternately laminated.

【0009】この積層型圧電共振子は、圧電体層と内部
電極層とを交互に積層してなる共振子本体と、積層方向
に形成された一対の外部電極とから構成されている。内
部電極層の端部は交互に共振子本体の両側面に露出して
おり、露出した部分に外部電極がそれぞれ接続されてい
る。これらの外部電極は、共振子本体の両側面に切欠を
形成し、この切欠に銀ペーストを焼き付けることにより
形成されている。
This laminated piezoelectric resonator is composed of a resonator main body in which piezoelectric layers and internal electrode layers are alternately laminated, and a pair of external electrodes formed in the laminating direction. End portions of the internal electrode layers are alternately exposed on both side surfaces of the resonator body, and external electrodes are respectively connected to the exposed portions. These external electrodes are formed by forming notches on both side surfaces of the resonator main body and baking silver paste in the notches.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
61−133715号公報に開示された積層型圧電共振
子は、拡がり振動モードを利用し、正方形板の対角方向
拡がり振動モードを用いるため、例えば、455フィル
タに用いる場合は、正方形の一辺が約5mmとなり、厚
みは0.3〜1.0mmとなり、これ以上の小型化は不
可能であった。
However, the laminated piezoelectric resonator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. S61-133715 uses a spread vibration mode and uses a diagonal spread vibration mode of a square plate. For example, when used for a 455 filter, one side of the square is about 5 mm, and the thickness is 0.3 to 1.0 mm, so that further miniaturization was impossible.

【0011】また、ラダー型フィルタのような電子部品
において、圧電共振子は振動の共振周波数で使用される
ため、長期に渡って使用していると、共振子に形成され
た外部電極に発生する引張応力により外部電極が断線し
易いという問題があった。
In an electronic component such as a ladder-type filter, a piezoelectric resonator is used at a resonance frequency of vibration. Therefore, if the piezoelectric resonator is used for a long time, it is generated on an external electrode formed on the resonator. There has been a problem that the external electrode is easily disconnected due to tensile stress.

【0012】特に、圧電体層と内部電極層とを交互に積
層して積層方向の伸縮振動を利用する共振子(この共振
子については未だ公知ではない)においては、積層方向
伸縮振動により入力用外部電極および出力用外部電極の
断線が発生し、信頼性が損なわれるという問題がある。
In particular, in a resonator that uses a stretching vibration in the laminating direction by alternately laminating piezoelectric layers and internal electrode layers (this resonator is not yet known), an input signal is generated by the stretching vibration in the laminating direction. There is a problem that the disconnection of the external electrode and the output external electrode occurs, and the reliability is impaired.

【0013】本発明は、より小型でかつ電気機械結合係
数、および容量の調整が可能であり高い信頼性を得るこ
とができる積層型圧電共振子、並びに容易に組み立てる
ことができ、組立の自動化および小型化が可能で、従来
と同等以上の特性を有し、しかも高い信頼性を保証でき
るラダー型フィルタを提供することを目的とする。
The present invention provides a laminated piezoelectric resonator which is smaller in size, can adjust the electromechanical coupling coefficient and the capacitance, and can obtain high reliability, and can be easily assembled, and can be assembled automatically. It is an object of the present invention to provide a ladder-type filter that can be miniaturized, has characteristics equal to or higher than conventional ones, and can guarantee high reliability.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の積層型圧電共振
子は、圧電体層と内部電極層とを交互に積層してなり、
該内部電極層が交互に入力用内部電極層または出力用内
部電極層とされ、該入力用内部電極層および出力用内部
電極層の端部が対向する側面に交互に露出した共振子本
体と、該共振子本体の両側面にそれぞれ形成され、かつ
前記入力用内部電極の端部同士および前記出力用内部電
極の端部同士をそれぞれ接続する帯状の入力用外部電極
および出力用外部電極とを具備してなり、該入力用外部
電極および出力用外部電極を可撓性の導電部材により形
成するとともに、前記圧電体層が積層方向の伸縮振動を
行うものである。
A laminated piezoelectric resonator according to the present invention comprises piezoelectric layers and internal electrode layers alternately laminated,
A resonator body in which the internal electrode layers are alternately formed as input internal electrode layers or output internal electrode layers, and ends of the input internal electrode layer and the output internal electrode layer are alternately exposed on side surfaces facing each other; A band-shaped input external electrode and an output external electrode are respectively formed on both side surfaces of the resonator main body, and connect the ends of the input internal electrodes and the ends of the output internal electrodes. The input external electrode and the output external electrode are formed of a flexible conductive member, and the piezoelectric layer performs stretching vibration in the laminating direction.

【0015】また、本発明の積層型圧電共振子は、圧電
体層と内部電極層とを交互に積層してなり、該内部電極
層が交互に入力用内部電極層または出力用内部電極層と
され、該入力用内部電極層および出力用内部電極層の端
部が同一側面に露出した共振子本体と、該共振子本体の
同一側面に形成され、かつ前記入力用内部電極の端部同
士および前記出力用内部電極の端部同士をそれぞれ接続
する入力用外部電極および出力用外部電極とを具備して
なり、該入力用外部電極および出力用外部電極を可撓性
の導電部材により形成するとともに、前記圧電体層が積
層方向の伸縮振動を行うものである。ここで、入力用外
部電極および出力用外部電極の形成された側面と対向す
る側面に、可撓性の絶縁部材を設けてなることが望まし
い。
Further, the laminated piezoelectric resonator of the present invention is formed by alternately laminating piezoelectric layers and internal electrode layers, and the internal electrode layers are alternately formed with the input internal electrode layers or the output internal electrode layers. And a resonator main body in which ends of the input internal electrode layer and the output internal electrode layer are exposed on the same side surface, and are formed on the same side surface of the resonator main body, and end portions of the input internal electrode and An input external electrode and an output external electrode for connecting the ends of the output internal electrode to each other, and the input external electrode and the output external electrode are formed of a flexible conductive member. The piezoelectric layer performs stretching vibration in the laminating direction. Here, it is preferable that a flexible insulating member is provided on a side surface facing the side surface on which the input external electrode and the output external electrode are formed.

【0016】さらに、本発明のラダー型フィルタは、複
数の直列共振子と複数の並列共振子とからなるラダー型
フィルタにおいて、前記直列共振子および前記並列共振
子が、上記積層型圧電共振子からなるものである。
Further, the ladder-type filter according to the present invention is a ladder-type filter comprising a plurality of series resonators and a plurality of parallel resonators, wherein the series resonator and the parallel resonator are different from the laminated piezoelectric resonator. It becomes.

【0017】[0017]

【作用】本発明の積層型圧電共振子は、分極方向の伸び
振動の電気機械結合係数の大きな材料を用いることで、
積層方向の伸び振動の電気機械結合係数K33が十分に大
きい圧電共振子を得ることができる。
The laminated piezoelectric resonator of the present invention uses a material having a large electromechanical coupling coefficient for elongational vibration in the polarization direction.
It can stretch vibration of the electromechanical coupling coefficient K 33 in the stacking direction to obtain a sufficiently large piezoelectric resonator.

【0018】PZT系の材料の電気機械結合係数は、振
動モードにより大きく異なり、従来の横効果の電気機械
結合係数K31に比べて、厚み方向の伸び振動(縦効果)
の電気機械結合係数K33が大きいことから、特に、圧電
体層としてPZT系の材料を用いた場合においてはその
効果が大きい。PZT系の材料の電気機械結合係数K33
は50%以上、70%程度である。
The electromechanical coupling coefficient of the PZT-based material differs greatly by the vibration mode, as compared with the electromechanical coupling coefficient K 31 of conventional transverse effect, elongation vibration in the thickness direction (longitudinal effect)
Since the electromechanical coupling coefficient K 33 is large, in particular, it is large the effect in case of using PZT-based materials as the piezoelectric layer. Electric PZT-based material coupling coefficient K 33
Is about 50% or more and about 70%.

【0019】また、この様な積層構造の共振子において
は、対向電極の数や、電極間厚みを調整することによ
り、様々な容量の共振子を得ることができる。このよう
な構成にすることで、共振子の形状を小型化することが
でき、しかも大容量の共振子を得ることができる。
In the resonator having such a laminated structure, it is possible to obtain resonators having various capacitances by adjusting the number of opposing electrodes and the thickness between the electrodes. With such a configuration, the shape of the resonator can be reduced in size, and a large-capacity resonator can be obtained.

【0020】さらに、入力用外部電極および出力用外部
電極を可撓性の導電部材で形成することにより、共振子
の伸縮振動によって発生する引張応力による外部電極の
断線を防止することができる。本発明者等は、小型化を
達成し、電気機械結合係数、および容量の調整が可能な
圧電共振子として、圧電体層と内部電極層とを交互に積
層し、積層方向の伸縮振動を利用した積層型圧電共振子
を出願しており(特願平9−140145号)、この場
合には特に伸縮振動による外部電極の引張応力が大きく
なるが、外部電極を可撓性の導電部材により構成するこ
とにより、外部電極に発生する引張応力を最小限に抑制
できる。
Further, by forming the input external electrode and the output external electrode with flexible conductive members, disconnection of the external electrodes due to tensile stress generated by expansion and contraction vibration of the resonator can be prevented. The present inventors have realized a miniaturization, and as a piezoelectric resonator capable of adjusting the electromechanical coupling coefficient and the capacity, alternately stack piezoelectric layers and internal electrode layers, and use stretching vibration in the stacking direction. (Japanese Patent Application No. 9-140145). In this case, the tensile stress of the external electrode is particularly increased due to stretching vibration, but the external electrode is formed of a flexible conductive member. By doing so, it is possible to minimize the tensile stress generated in the external electrodes.

【0021】また、共振子をラダーフィルタ回路に保持
接続する場合は、共振子の外部電極で接続保持を行う。
この時、外部電極が可撓性の導電部材で形成されている
ため、強固に保持しても可撓性の導電部材に圧縮応力が
かかり、保持により共振子の伸縮振動は妨げられること
がない。
When the resonator is held and connected to the ladder filter circuit, the connection is held by the external electrodes of the resonator.
At this time, since the external electrode is formed of a flexible conductive member, compressive stress is applied to the flexible conductive member even if the external electrode is firmly held, and the holding does not hinder the expansion and contraction vibration of the resonator. .

【0022】さらに、本発明の共振子を搭載した、例え
ば移動体通信器に落下等の衝撃が生じた場合でも、その
衝撃を外部電極により吸収し、衝撃を緩和し、破損を防
止することができる。
Further, even when a shock such as a drop occurs in a mobile communication device equipped with the resonator of the present invention, the shock can be absorbed by an external electrode to reduce the shock and prevent breakage. it can.

【0023】また、入力用外部電極および出力用外部電
極を共振子本体の同一側面に形成した積層型圧電共振子
についても、本発明者等は先に出願しており(特願平9
−231220号)、この場合においても、伸縮振動に
よる外部電極の引張応力が大きくなるが、外部電極を可
撓性の導電部材により構成することにより、外部電極に
発生する引張応力を最小限に抑制でき、伸縮振動により
外部電極の断線が防止できるとともに、積層型圧電共振
子をラダー型回路に接続する場合、入力用外部電極およ
び出力用外部電極を接続する端子等に配置するだけで電
気的接続が可能となる。
The inventors of the present invention have also applied for a laminated piezoelectric resonator in which an external electrode for input and an external electrode for output are formed on the same side surface of the resonator body (Japanese Patent Application No. Hei 9 (1994) -209).
In this case as well, the tensile stress of the external electrode due to the stretching vibration increases, but the tensile stress generated in the external electrode is minimized by forming the external electrode with a flexible conductive member. It is possible to prevent disconnection of external electrodes due to expansion and contraction vibration, and when connecting a laminated piezoelectric resonator to a ladder type circuit, simply connect it to the terminal that connects the external input electrode and external output electrode and make electrical connection Becomes possible.

【0024】さらに、外部電極の形成された面に対向す
る側面に、可撓性の絶縁部材を設けることにより、この
部分を上から抑えることによって積層型圧電共振子の位
置を固定できる。この場合、共振子はフィルタのケース
等と可撓性の絶縁部材を介して接しているために、保持
によって振動が阻止されることはない。従って、積層型
圧電共振子とラダー型回路との電気的な接続が容易とな
り、また組み立ても容易となる。
Further, by providing a flexible insulating member on the side surface opposite to the surface on which the external electrodes are formed, the position of the laminated piezoelectric resonator can be fixed by suppressing this portion from above. In this case, since the resonator is in contact with the case of the filter or the like via the flexible insulating member, the vibration is not prevented by the holding. Therefore, electrical connection between the laminated piezoelectric resonator and the ladder-type circuit is facilitated, and assembly is facilitated.

【0025】さらにまた、入力用外部電極と出力用外部
電極の間の共振子本体に凹部を形成することにより、入
力用外部電極と出力用外部電極とを確実に離間すること
ができ、共振子の組立における絶縁不良の発生を防止す
ることができる。
Further, by forming a concave portion in the resonator main body between the input external electrode and the output external electrode, the input external electrode and the output external electrode can be reliably separated from each other. Insufficient insulation can be prevented during the assembly of the device.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

態様1 図1は本発明の積層型圧電共振子を示すもので、図1に
おいて、符号10はPb(Zr,Ti)O3 を主成分と
する圧電体層を示している。この圧電体層10として
は、例えば、Pb(Zr,Ti)O3 のPb、Zr、T
iの一部をBa等のアルカリ土類金属、Nb等の周期律
表第5a族元素、Y等の希土類元素、Cr等の周期律表
第6a族元素、Co等の周期律表第8族元素等で置換し
たものが用いられる。
Embodiment 1 FIG. 1 shows a laminated piezoelectric resonator of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a piezoelectric layer mainly composed of Pb (Zr, Ti) O 3 . Examples of the piezoelectric layer 10 include Pb, Zr, and Tb of Pb (Zr, Ti) O 3.
Part of i is an alkaline earth metal such as Ba, a group 5a element in the periodic table such as Nb, a rare earth element such as Y, a group 6a element in the periodic table such as Cr, and a group VIII in the periodic table such as Co. Those substituted with elements or the like are used.

【0027】そして、5層の圧電体層10と、4層のA
g−Pd等の導電材料からなる電極層11が交互に積層
され、交互に入力用内部電極11a、出力用内部電極1
1bとされ、共振子本体12が形成されている。内部電
極層11は、その端部が交互に共振子本体12の側面に
露出しており、これらの内部電極層11の端部が、共振
子本体12の両側面に形成された帯状の入力用外部電極
15aおよび出力用外部電極15bにより接続されてい
る。
The five piezoelectric layers 10 and the four A layers
The electrode layers 11 made of a conductive material such as g-Pd are alternately laminated, and the input internal electrodes 11a and the output internal electrodes 1 are alternately arranged.
1b, and the resonator main body 12 is formed. The ends of the internal electrode layers 11 are alternately exposed on the side surfaces of the resonator body 12, and the end portions of the internal electrode layers 11 are formed on both sides of the resonator body 12 in the form of a band-like input. They are connected by an external electrode 15a and an output external electrode 15b.

【0028】これらの外部電極15a、15bは、図1
に示すように、その幅Bを0.1〜0.3mmとするこ
とが望ましい。外部電極15a、15bの幅が0.1m
mよりも細い場合には断線する場合があり、0.3mm
よりも大きくなると、対向した外部電極15a、15b
間や、外部電極15a、15bと内部電極層11間に不
要な容量が発生し、通過帯域幅ΔFが狭くなり、さらに
共振子の振動を制限することになるからである。
These external electrodes 15a and 15b are
It is desirable that the width B be 0.1 to 0.3 mm as shown in FIG. External electrodes 15a and 15b have a width of 0.1 m
If it is thinner than m, it may be broken, 0.3mm
When the external electrodes 15a, 15b
Unnecessary capacitance is generated between the electrodes and between the external electrodes 15a and 15b and the internal electrode layer 11, so that the pass band width ΔF is narrowed and the vibration of the resonator is further restricted.

【0029】そして、外部電極15a、15bは、可撓
性の導電部材、例えば、導電性のシリコンゴムにより形
成されている。
The external electrodes 15a and 15b are formed of a flexible conductive member, for example, conductive silicon rubber.

【0030】圧電体層10は積層方向Xに分極されてお
り、振動方向は圧電体層10の積層方向Xとされてい
る。また、振動の節は、圧電体層10の積層方向Xにお
ける共振子本体12の長さの1/2付近である。
The piezoelectric layer 10 is polarized in the laminating direction X, and the vibration direction is the laminating direction X of the piezoelectric layer 10. The node of the vibration is about 1/2 of the length of the resonator main body 12 in the stacking direction X of the piezoelectric layer 10.

【0031】本発明の積層型圧電共振子は、図2に示す
ように、Pb(Zr,Ti)O3 を主成分とする圧電セ
ラミックスのグリーンシート16を用意し、下の4枚の
グリーンシート16の上面には、スクリーン印刷等によ
り電極パターンを形成し、最上面のグリーンシート16
には電極パターンを形成しない。このような同じ厚みの
グリーンシートを電極パターンの位置が所定の位置にく
るように積み重ねた後、圧着し、同時に焼成することに
より、内部電極層を介して圧電体層が積層された焼結体
を得ることができる。
As shown in FIG. 2, the laminated piezoelectric resonator of the present invention has a green sheet 16 of a piezoelectric ceramic containing Pb (Zr, Ti) O 3 as a main component, and the lower four green sheets. An electrode pattern is formed on the upper surface of the green sheet 16 by screen printing or the like.
No electrode pattern is formed. After stacking such green sheets of the same thickness such that the position of the electrode pattern is at a predetermined position, by pressing and firing simultaneously, a sintered body in which a piezoelectric layer is laminated via an internal electrode layer Can be obtained.

【0032】つぎに、このようにして得られた焼結体
を、製品形状の大きさになるように切断する。切断後、
電極層の露呈部に、可撓性の導電性ペーストを塗布し、
乾燥して帯状の外部電極を形成する。その後、この外部
電極間に直流電圧を印加して分極処理して圧電性を付与
する。
Next, the sintered body obtained as described above is cut into a product shape. After cutting,
A flexible conductive paste is applied to the exposed portion of the electrode layer,
Dry to form a strip-shaped external electrode. Thereafter, a DC voltage is applied between the external electrodes to perform a polarization process to impart piezoelectricity.

【0033】尚、積層する前に、厚さが均一で平坦な圧
電セラミックスの薄板を焼成し、その圧電セラミックス
の薄板に内部電極層用の導電性ペーストを塗布し、乾燥
し、各薄板の電極パターンの位置を正確に合わせた形で
積層し、焼付けによって、電極を介して圧電セラミック
スを接合しても良い。
Prior to lamination, a thin plate of piezoelectric ceramic having a uniform and flat thickness is fired, a conductive paste for an internal electrode layer is applied to the thin plate of piezoelectric ceramic, dried, and the electrode of each thin plate is dried. The piezoelectric ceramics may be bonded via electrodes by laminating the patterns in a form in which the positions of the patterns are accurately adjusted.

【0034】本発明の積層型圧電共振子では、PZT系
の材料の結合係数は、横効果の電気機械結合係数K31
比べて、厚み方向の伸び振動(縦効果)の電気機械結合
係数K33は大きいことから、積層方向の伸び振動の電気
機械結合係数K33が十分に大きい圧電共振子を得ること
ができる。また、対向電極層の数や、電極層間の厚みを
調整することにより、様々な容量の共振子を得ることが
できる。よって、本発明の積層型圧電共振子では、共振
子の形状を小型化することができ、しかも大容量の共振
子を得ることができる。
[0034] In the multilayer piezoelectric resonator of the present invention, the coupling coefficient of the PZT-based material, as compared with the electromechanical coupling coefficient K 31 of transverse effect, the electromechanical coupling coefficient K of the elongation vibration in the thickness direction (longitudinal effect) Since 33 is large, it is possible to obtain a piezoelectric resonator having a sufficiently large electromechanical coupling coefficient K 33 for elongational vibration in the stacking direction. Resonators with various capacitances can be obtained by adjusting the number of opposing electrode layers and the thickness between the electrode layers. Therefore, in the multilayer piezoelectric resonator of the present invention, the size of the resonator can be reduced, and a large-capacity resonator can be obtained.

【0035】即ち、圧電体層の積層方向Xにおける共振
子本体の長さをL、圧電体層の積層数をn、電極層の間
隔をt(L/n)、コンデンサを形成する面積(電極層
の重なった部分の面積)をa×bとすると、全容量Cは
C=ε0 εr 2 ab/Lで表される。共振子本体の長
さLは使用する共振周波数fr、反共振周波数faによ
って決定されるものであり、例えば、共振周波数frが
400kHzの場合にはLは4mmとされる。積層数n
は要求される容量値から決定される。さらに、上記a、
bの値は使用するデバイスの形状により決定される。
That is, the length of the resonator body in the stacking direction X of the piezoelectric layers is L, the number of stacked piezoelectric layers is n, the interval between the electrode layers is t (L / n), and the area for forming the capacitor (electrode Assuming that the area where the layers overlap is a × b, the total capacitance C is represented by C = ε 0 ε rn 2 ab / L. The length L of the resonator body is determined by the used resonance frequency fr and the antiresonance frequency fa. For example, when the resonance frequency fr is 400 kHz, L is 4 mm. Number of layers n
Is determined from the required capacitance value. Further, the above a,
The value of b is determined by the shape of the device used.

【0036】図3は、ラダー型フィルタの回路図を示す
もので、この図には、共振周波数と反共振周波数の差Δ
Fが同一の直列共振子S1、S2、S3と並列共振子P
1、P2、P3とをL型に接続してなる基本単位回路を
3段接続してなるラダー型フィルタが開示されている。
FIG. 3 is a circuit diagram of a ladder-type filter, which shows a difference Δ between the resonance frequency and the anti-resonance frequency.
F is the same as series resonators S1, S2, S3 and parallel resonator P
A ladder-type filter is disclosed in which three basic unit circuits, each having an L-type connection of P1, P2, and P3, are connected.

【0037】そして、共振子S1、S2、S3、P1、
P2、P3として、本発明の積層型圧電共振子が用られ
ている。積層型圧電共振子を組み込む場合には、振動の
節は、圧電体層10の積層方向Xにおける共振子本体1
2の中央部付近であるため、この部分が保持される。つ
まり、図1に示す符号20が保持部材であり、この保持
部材20を介してデバイス回路と接続される。
Then, the resonators S1, S2, S3, P1,
The laminated piezoelectric resonator of the present invention is used as P2 and P3. When a laminated piezoelectric resonator is incorporated, the node of vibration is the resonator body 1 in the laminating direction X of the piezoelectric layer 10.
Since this is near the center of 2, this portion is held. In other words, reference numeral 20 shown in FIG. 1 is a holding member, and is connected to a device circuit via the holding member 20.

【0038】尚、外部電極15a、15bの幅Bは0.
1〜0.3mmとすることが望ましいが、その形成位置
は、図1の例では、図4に示すように、共振子本体12
の中央部の対向する位置に形成した例について説明した
が、図5に示すように、共振子本体12の端部の対向す
る位置に形成しても良く、図6に示すように対向しない
ように形成しても良い。特には、図6に示すように対向
しないように形成することが、不要な容量を発生させな
いためには良い。
Note that the width B of the external electrodes 15a and 15b is equal to 0.1.
1 to 0.3 mm is desirable, but in the example of FIG. 1, as shown in FIG.
Although the example in which it is formed at the position where the center portion of the resonator opposes has been described, as shown in FIG. 5, it may be formed at the position where the end portion of the resonator main body 12 opposes, and as shown in FIG. May be formed. In particular, as shown in FIG. 6, it is preferable to form them so as not to face each other so as not to generate unnecessary capacitance.

【0039】また、図1では内部電極層が4層形成され
ている積層型圧電共振子について説明したが、本発明で
は上記例に限定されるものではなく、内部電極層を5層
以上形成しても良いことは勿論である。
Although FIG. 1 illustrates a laminated piezoelectric resonator in which four internal electrode layers are formed, the present invention is not limited to the above example, and five or more internal electrode layers may be formed. Of course, it may be possible.

【0040】尚、圧電体層10の材料としては、上記し
たPb(Zr,Ti)O3 系以外の圧電体、例えばPb
TiO3 等でもよく、必要とされる圧電特性としては、
電気機械結合係数K33が50%以上となる材料であれば
よい。
The material of the piezoelectric layer 10 is a piezoelectric material other than the above-mentioned Pb (Zr, Ti) O 3 type, for example, Pb
TiO 3 or the like may be used.
Electromechanical coupling coefficient K 33 may be a material of 50% or more.

【0041】態様2 本発明の他の積層型圧電共振子について説明する。圧電
体層としては、上記態様1と同様なものが使用される。
そして、図7に示すように、このような圧電体層31を
27層と、26層のAg−Pd等の導電材料からなる内
部電極層32が交互に積層され、共振子本体33が形成
されている。内部電極層32は交互に入力用内部電極層
32aまたは出力用内部電極層32bとされ、これらの
入力用内部電極層32aおよび出力用内部電極層32b
の端部は、図8(a)に示すように、共振子本体33の
側面の異なる領域に露出している。
Embodiment 2 Another laminated piezoelectric resonator of the present invention will be described. As the piezoelectric layer, the same as in the first embodiment is used.
Then, as shown in FIG. 7, 27 such piezoelectric layers 31 and 26 internal electrode layers 32 made of a conductive material such as Ag-Pd are alternately laminated to form a resonator main body 33. ing. The internal electrode layers 32 are alternately formed as input internal electrode layers 32a or output internal electrode layers 32b, and these input internal electrode layers 32a and output internal electrode layers 32b are formed.
Are exposed in different regions on the side surface of the resonator main body 33 as shown in FIG.

【0042】即ち、入力用内部電極層32aの端部は、
図8に示された共振子本体33側面の手前側に、出力用
内部電極層32bの端部は、共振子本体33側面の奥側
に露出している。入力用内部電極層32aおよび出力用
内部電極層32bは、図8(b)、(c)に示したよう
な形状をなしている。
That is, the end of the input internal electrode layer 32a is
The end of the output internal electrode layer 32b is exposed on the near side of the side face of the resonator main body 33 shown in FIG. The input internal electrode layer 32a and the output internal electrode layer 32b have shapes as shown in FIGS. 8B and 8C.

【0043】これらの入力用内部電極層32aの端部
は、図7に示したように、共振子本体33側面の手前側
に形成された入力用外部電極34aにより相互に接続さ
れており、出力用内部電極層32bの端部は、共振子本
体33側面の奥側に形成された出力用外部電極34bに
より相互に接続されている。つまり、入力用外部電極3
4aおよび出力用外部電極34bは、共振子本体33の
同一側面に、圧電体層31の積層方向に並設されてい
る。
As shown in FIG. 7, the ends of the input internal electrode layers 32a are connected to each other by input external electrodes 34a formed on the front side of the side surface of the resonator main body 33, and The ends of the internal electrode layers 32b are connected to each other by external output electrodes 34b formed on the inner side of the resonator body 33. That is, the input external electrode 3
The external electrodes 4 a and the output external electrodes 34 b are juxtaposed on the same side surface of the resonator main body 33 in the direction in which the piezoelectric layers 31 are stacked.

【0044】また、入力用外部電極34aおよび出力用
外部電極34bの間には、凹部35が形成されている。
さらに入力用外部電極34aおよび出力用外部電極34
bが形成された面と対向する側面には、可撓性の絶縁部
材37が形成されている。
A recess 35 is formed between the input external electrode 34a and the output external electrode 34b.
Further, the input external electrode 34a and the output external electrode 34
A flexible insulating member 37 is formed on a side surface opposite to the surface on which b is formed.

【0045】また、圧電体層31は積層方向Xに分極さ
れており、隣接する圧電体層31での分極方向zは逆向
きとなっている。振動方向は圧電体層31の積層方向X
とされている。また、振動の節は、圧電体層31の積層
方向Xにおける共振子本体33の長さの1/2付近であ
る。
The piezoelectric layer 31 is polarized in the stacking direction X, and the polarization direction z in the adjacent piezoelectric layer 31 is opposite. The vibration direction is the stacking direction X of the piezoelectric layer 31.
It has been. The node of the vibration is about half the length of the resonator body 33 in the stacking direction X of the piezoelectric layer 31.

【0046】次に、7層の圧電体層31を積層した場合
の積層型圧電共振子の作製方法を図9に示す。先ず、P
b(Zr,Ti)O3 を主成分とする圧電セラミックス
のグリーンシート36を用意し、6枚のグリーンシート
36の上面には、スクリーン印刷等により図8の
(b)、(c)のような電極パターンを形成し、最上面
のグリーンシート36には電極パターンを形成しない。
このような同じ厚みのグリーンシートを電極パターンの
位置が所定の位置に来るように積み重ねた後、圧着し、
同時に焼成することにより、図8に示したような、内部
電極層32を介して圧電体層31が積層された焼結体を
得ることができる。
Next, FIG. 9 shows a method of manufacturing a laminated piezoelectric resonator in the case where seven piezoelectric layers 31 are laminated. First, P
A green sheet 36 of piezoelectric ceramics containing b (Zr, Ti) O 3 as a main component is prepared, and the upper surfaces of the six green sheets 36 are screen-printed or the like as shown in FIGS. 8B and 8C. An electrode pattern is formed, and no electrode pattern is formed on the uppermost green sheet 36.
After stacking such green sheets of the same thickness so that the position of the electrode pattern is at a predetermined position, crimped,
By sintering at the same time, a sintered body in which the piezoelectric layer 31 is laminated via the internal electrode layer 32 as shown in FIG. 8 can be obtained.

【0047】つぎに、内部電極層32の露呈部に、可撓
性の導電部材、例えば導電性のゴムシートを貼り付けて
入力用外部電極34aおよび出力用外部電極34bを形
成する。また、外部電極の形成された側面に対向した側
面には、例えば、絶縁性のゴムシートを貼り付けて可撓
性の絶縁部材37を形成する。可撓性の導電部材および
絶縁部材としてゴムシートを用いた例について説明した
が、形状としては、シート状の物に限らず、ペースト状
の物を塗布し乾燥固着した物でも良く、乾燥固着した状
態での弾性定数が圧電体の弾性定数よりも1桁以上小さ
く振動を阻害せず、破断しない物であればよい。
Next, a flexible conductive member, for example, a conductive rubber sheet is attached to the exposed portion of the internal electrode layer 32 to form the input external electrode 34a and the output external electrode 34b. In addition, a flexible insulating member 37 is formed on a side surface opposite to the side surface on which the external electrodes are formed, for example, by attaching an insulating rubber sheet. Although an example in which a rubber sheet is used as the flexible conductive member and the insulating member has been described, the shape is not limited to a sheet-like material, and a paste-like material that is applied and dried and fixed may be used. Any material may be used as long as the elastic constant in the state is at least one order of magnitude smaller than the elastic constant of the piezoelectric body and does not hinder vibration and does not break.

【0048】次に、入力用外部電極34aおよび出力用
外部電極34bの間の共振子本体33に、これらの外部
電極34の絶縁の為の溝をダイシングソー等により加工
する。
Next, grooves for insulating these external electrodes 34 are formed in the resonator body 33 between the input external electrode 34a and the output external electrode 34b by a dicing saw or the like.

【0049】この後、入力用外部電極34aおよび出力
用外部電極34bの間に直流電圧を印加して分極処理
し、圧電性を付与する。その後、所定の共振子の形状に
切断して、本発明の積層型圧電共振子が得られる。
Thereafter, a DC voltage is applied between the input external electrode 34a and the output external electrode 34b to perform a polarization process to impart piezoelectricity. Thereafter, the laminate is cut into a predetermined resonator shape to obtain the multilayer piezoelectric resonator of the present invention.

【0050】尚、積層する前に、厚さが均一で平坦な圧
電セラミックス焼成板を作製し、その圧電セラミックス
板に内部電極層用の導電性ペーストを塗布し、乾燥し、
各薄板の電極パターンの位置を正確に合わせた形で積層
し、焼き付けることにより、内部電極層を介して圧電体
層を接合してもよい。
Before lamination, a flat and flat piezoelectric ceramics plate having a uniform thickness is prepared, a conductive paste for an internal electrode layer is applied to the piezoelectric ceramics plate, and dried.
The piezoelectric layers may be joined via the internal electrode layers by laminating and baking the thin plates in such a manner that the positions of the electrode patterns are accurately matched.

【0051】この態様の積層型圧電共振子でも、PZT
系の材料の結合係数は、横効果の電気機械結合係数K31
に比べて、厚み方向の伸び振動(縦効果)の電気機械結
合係数K33が大きいことから、積層方向の伸び振動の電
気機械結合係数K33が十分に大きい圧電共振子を得るこ
とができる。また、対向電極層の数や、電極層間の厚み
を調整することにより、様々な容量の共振子を得ること
ができる。よって、本発明の積層型圧電共振子では、共
振子の形状を小型化することができ、しかも大容量の共
振子を得ることができる。
In the laminated piezoelectric resonator of this embodiment, the PZT
The coupling coefficient of the system material is the electromechanical coupling coefficient K 31 of the transverse effect.
Compared to, since the electromechanical coupling coefficient K 33 of stretch vibration in the thickness direction (longitudinal effect) is larger, it is possible to electro-mechanical coupling coefficient K 33 of stretch vibration in the stacking direction to obtain a sufficiently large piezoelectric resonator. Resonators with various capacitances can be obtained by adjusting the number of opposing electrode layers and the thickness between the electrode layers. Therefore, in the multilayer piezoelectric resonator of the present invention, the size of the resonator can be reduced, and a large-capacity resonator can be obtained.

【0052】この態様の積層型圧電共振子も、態様1と
同様に、図3に示したようなラダー型フィルタの共振子
S1、S2、S3、P1、P2、P3として用られてい
る。
The laminated piezoelectric resonator of this embodiment is also used as the resonators S1, S2, S3, P1, P2, and P3 of the ladder-type filter as shown in FIG.

【0053】積層型圧電共振子を組み込む場合には、振
動の節は圧電体層31の積層方向Xにおける共振子本体
33の中央部付近であるため、この部分でラダー型フィ
ルタの回路が印刷されたような基板に接続固定される。
When a laminated piezoelectric resonator is incorporated, the node of vibration is near the center of the resonator main body 33 in the laminating direction X of the piezoelectric layer 31, so that the ladder filter circuit is printed at this portion. It is connected and fixed to such a substrate.

【0054】つまり、積層型圧電共振子は、図7で一点
鎖線で示す部分が基板に接続されることが望ましい。電
気的な接続は、印刷された回路電極面に外部電極を圧接
して行う。また、可撓性の導電性ゴムからなるペースト
で接着固定しても良い。図10に、積層型圧電共振子を
基板に接着した状態を示す。図10において、符号38
は導電性のゴム状の弾性を持つペーストであり、符号3
9はラダー型フィルタの回路が印刷された基板である。
That is, in the laminated piezoelectric resonator, it is desirable that a portion indicated by a dashed line in FIG. 7 is connected to the substrate. Electrical connection is made by pressing an external electrode against the printed circuit electrode surface. Further, the adhesive may be fixed with a paste made of flexible conductive rubber. FIG. 10 shows a state in which the laminated piezoelectric resonator is bonded to a substrate. In FIG.
Is a conductive rubber-like paste having elasticity.
Reference numeral 9 denotes a substrate on which a ladder-type filter circuit is printed.

【0055】従って、本発明のラダー型フィルタでは、
入力用外部電極34aおよび出力用外部電極34bを共
振子本体33の同一側面に形成したため、積層型圧電共
振子をラダー型回路に接続する場合、基板39の端子上
に配置し、入力用外部電極34aおよび出力用外部電極
34bを弾性を持つペーストで接着固定するだけで接続
することができ、積層型圧電共振子とラダー型回路との
電気的な接続が容易であり、ラダー型フィルタの組み立
てが容易となる。
Therefore, in the ladder type filter of the present invention,
Since the input external electrode 34a and the output external electrode 34b are formed on the same side surface of the resonator main body 33, when connecting the laminated piezoelectric resonator to a ladder type circuit, it is arranged on the terminal of the substrate 39, and the input external electrode 34a and the output external electrode 34b can be connected only by bonding and fixing with an elastic paste, and the electrical connection between the laminated piezoelectric resonator and the ladder-type circuit is easy, so that the ladder-type filter can be assembled. It will be easier.

【0056】また、入力用外部電極34aと出力用外部
電極34bの間の共振子本体33に凹部35を形成した
ので、入力用外部電極34aと出力用外部電極34bと
を確実に離間することができ、共振子の組立における絶
縁不良の発生を防止することができる。さらに、可撓性
の絶縁部材37を上から抑えることにより、振動を阻害
することなく積層型圧電共振子を固定できる。
Since the concave portion 35 is formed in the resonator body 33 between the input external electrode 34a and the output external electrode 34b, the input external electrode 34a and the output external electrode 34b can be reliably separated. Thus, occurrence of insulation failure in assembling the resonator can be prevented. Further, by suppressing the flexible insulating member 37 from above, the laminated piezoelectric resonator can be fixed without inhibiting vibration.

【0057】尚、図7では圧電体層31が27層、図9
では圧電体層31が7層形成されている積層型圧電共振
子について説明したが、本発明では上記例に限定される
ものではなく、圧電体層を31を3層以上したものなら
ば良いことは勿論である。
In FIG. 7, there are 27 piezoelectric layers 31 and FIG.
In the above, the laminated piezoelectric resonator in which seven piezoelectric layers 31 are formed has been described. However, the present invention is not limited to the above-described example, and it is sufficient that the piezoelectric layer 31 has three or more piezoelectric layers. Of course.

【0058】[0058]

【実施例】【Example】

実施例1 先ず、出発原料として、純度99.5%以上、平均粒径
が1.0〜3.0μmの市販のPbO、TiO2 、Zr
2 、Nb2 5 、Y2 3 、Cr2 3 、Co
3 4 、La2 3 およびSrCO3 の各粉末を所定量
秤量し、組成式(Pb0.96Sr0.03La0.01) 1.00 (N
0.50Cr0.400.07Co0.03)0.10 Ti0.45 9 Zr
0.4413 で表される5枚のグリーンシートを作製し
た。4枚のグリーンシートの上面には、スクリーン印刷
により電極パターンを形成し、1枚のグリーンシートに
は電極パターンを形成しなかった。
Example 1 First, as a starting material, commercially available PbO, TiO 2 , Zr having a purity of 99.5% or more and an average particle size of 1.0 to 3.0 μm.
O 2 , Nb 2 O 5 , Y 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Co
A predetermined amount of each powder of 3 O 4 , La 2 O 3 and SrCO 3 was weighed, and the composition formula (Pb 0.96 Sr 0.03 La 0.01 ) 1.00 (N
b 0.50 Cr 0.40 Y 0.07 Co 0.03 ) 0.10 Ti 0.45 9 Zr
Five green sheets represented by 0.441 O 3 were produced. An electrode pattern was formed on the upper surface of the four green sheets by screen printing, and no electrode pattern was formed on one green sheet.

【0059】このような同じ厚みのグリーンシートを、
図1および図2に示すように電極パターンの位置が所定
の位置に来るように積み重ねた後、圧着し、大気中で1
150℃で同時に焼成し、圧電体層一層の厚みが0.8
mmの焼結体を得た。
The green sheet having the same thickness as described above is
As shown in FIGS. 1 and 2, the electrode patterns are stacked so that the positions of the electrode patterns are located at predetermined positions, and then pressure-bonded.
Simultaneously firing at 150 ° C, the thickness of one piezoelectric layer is 0.8
mm was obtained.

【0060】つぎに、このようにして得られた焼結体を
切断し、製品形状の大きさを図1において、a1 =1m
m、b1 =0.5mm、L=4mmの共振子本体を作製
した。この後、内部電極層の露呈部に、導電性のシリコ
ンゴムペーストを塗布し、乾燥して幅0.2mmの入出
力用外部電極を形成した。
Next, the sintered body obtained in this manner was cut, and the size of the product shape was changed to a 1 = 1 m in FIG.
A resonator main body with m, b 1 = 0.5 mm and L = 4 mm was manufactured. Thereafter, a conductive silicon rubber paste was applied to the exposed portions of the internal electrode layers and dried to form input / output external electrodes having a width of 0.2 mm.

【0061】これを80℃の絶縁油中に浸漬し、両端面
に3kV/mmの直流電圧を30分印加して分極処理し
た。この後、分極状態の安定化のため、220℃、1時
間の熱処理を行い、図1に示すような積層型圧電共振子
を得た。
This was immersed in insulating oil at 80 ° C., and polarized by applying a DC voltage of 3 kV / mm to both end surfaces for 30 minutes. Thereafter, in order to stabilize the polarization state, heat treatment was performed at 220 ° C. for one hour to obtain a laminated piezoelectric resonator as shown in FIG.

【0062】この積層型圧電共振子の帯域幅△Fを、イ
ンピーダンスアナライザーで測定した共振周波数Frと
反共振周波数Faの値から求め、さらに容量を測定し
た。
The bandwidth ΔF of the laminated piezoelectric resonator was determined from the values of the resonance frequency Fr and the anti-resonance frequency Fa measured by an impedance analyzer, and the capacitance was further measured.

【0063】尚、導電性のシリコンゴムペーストの代わ
りに、Agとガラスからなるペーストを塗布して乾燥
し、520℃で焼き付けて外部電極を形成し、共振周波
数Fr、反共振周波数Fa、帯域幅△F、容量を求め
た。この結果、本発明品およびAgとガラスからなる外
部電極の場合も容量が73.5pF、帯域幅△Fが37
kHzであった。
Instead of the conductive silicon rubber paste, a paste made of Ag and glass is applied, dried, and baked at 520 ° C. to form external electrodes, and the resonance frequency Fr, anti-resonance frequency Fa, and bandwidth ΔF, the capacity was determined. As a result, also in the case of the product of the present invention and the external electrode made of Ag and glass, the capacitance was 73.5 pF and the bandwidth ΔF was 37.
kHz.

【0064】さらに、導電性のシリコンゴムペーストか
らなる外部電極の本発明の積層型圧電共振子と、Agと
ガラスからなる外部電極の積層型圧電共振子とについ
て、±10V、450kHzの交流電圧を印加して10
00時間の加速試験を行ない、100時間毎に動作を確
認した結果、本発明の共振子は1000時間経過後でも
動作を確認したが、Agとガラスからなる外部電極の共
振子は500時間経過後に動作しなくなった。この共振
子を金属顕微鏡で観察したところ、外部電極の断線を確
認した。
Further, an AC voltage of ± 10 V and 450 kHz was applied to the laminated piezoelectric resonator of the present invention having external electrodes made of conductive silicon rubber paste and the laminated piezoelectric resonator having external electrodes made of Ag and glass. Apply 10
As a result of performing an acceleration test for 00 hours and confirming the operation every 100 hours, the resonator of the present invention was confirmed to operate even after 1000 hours had elapsed. Stopped working. When this resonator was observed with a metallographic microscope, disconnection of the external electrode was confirmed.

【0065】実施例2 先ず、出発原料として、純度99.5%以上、平均粒径
が1.0〜3.0μmの市販のPbO、TiO2 、Zr
2 、Nb2 5 、Y2 3 、Cr2 3 、Co
3 4 、La2 3 およびSrCO3 の各粉末を所定量
秤量し、組成式(Pb0.96Sr0.03La0.01) 1.00 (N
0.50Cr0.400.07Co0.03)0.10 Ti0.45 9 Zr
0.4413 で表される7枚のグリーンシートを作製し
た。6枚のグリーンシートの上面には、スクリーン印刷
により電極パターンを形成し、1枚のグリーンシートに
は電極パターンを形成しなかった。
Example 2 First, commercially available PbO, TiO 2 , Zr having a purity of 99.5% or more and an average particle size of 1.0 to 3.0 μm were used as starting materials.
O 2 , Nb 2 O 5 , Y 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Co
A predetermined amount of each powder of 3 O 4 , La 2 O 3 and SrCO 3 was weighed, and the composition formula (Pb 0.96 Sr 0.03 La 0.01 ) 1.00 (N
b 0.50 Cr 0.40 Y 0.07 Co 0.03 ) 0.10 Ti 0.45 9 Zr
Seven green sheets represented by 0.441 O 3 were produced. Electrode patterns were formed on the upper surfaces of the six green sheets by screen printing, and no electrode patterns were formed on one green sheet.

【0066】このような同じ厚みのグリーンシートを、
図9に示すように電極パターンの位置が所定の位置に来
るように積み重ねた後、圧着し、大気中で1150℃で
同時に焼成し、圧電体層一層の厚みが0.57mmの焼
結体を得た。
The green sheets having the same thickness as described above are
As shown in FIG. 9, after the electrodes are stacked so that the positions of the electrode patterns are at predetermined positions, they are pressed and baked simultaneously at 1150 ° C. in the air to form a sintered body having a piezoelectric layer having a thickness of 0.57 mm. Obtained.

【0067】つぎに、このようにして得られた焼結体の
表面(外部電極を形成する面)に導電性のシリコンゴム
ペーストを塗布し、乾燥して、入力用外部電極と出力用
外部電極を形成した。また、焼結体の反対側の表面に
は、絶縁性のシリコンゴムペーストを塗布乾燥した。次
に、入力用外部電極と出力用外部電極の間に幅0.1m
m、深さ0.05mmの溝をダイシングソーを用いて形
成した。これを80℃の絶縁油中に浸漬し、両端面に3
kV/mmの直流電圧を30分間印加して分極処理し
た。この後、分極状態の安定化のため、220℃、1時
間の熱処理を行った、最後にダイシングソーを用いて切
断し、製品形状の大きさが1mm×0.5mm×4mm
の積層型圧電共振子を作製した。
Next, a conductive silicon rubber paste is applied to the surface of the sintered body thus obtained (the surface on which the external electrodes are to be formed), dried, and the input external electrode and the output external electrode are applied. Was formed. An insulating silicon rubber paste was applied to the surface on the opposite side of the sintered body and dried. Next, a width of 0.1 m is provided between the input external electrode and the output external electrode.
A groove having a depth of m and a depth of 0.05 mm was formed using a dicing saw. This is immersed in insulating oil at 80 ° C.
Polarization treatment was performed by applying a DC voltage of kV / mm for 30 minutes. Thereafter, in order to stabilize the polarization state, heat treatment was performed at 220 ° C. for 1 hour. Finally, the product was cut using a dicing saw, and the size of the product shape was 1 mm × 0.5 mm × 4 mm.
Was manufactured.

【0068】この積層型圧電共振子の帯域幅△Fを、イ
ンピーダンスアナライザーで測定した共振周波数Frと
反共振周波数Faの値から求め、さらに容量を測定し
た。尚、導電性のシリコンゴムペーストの代わりに、A
gとガラスからなるペーストを塗布して乾燥し、520
℃で焼き付けて外部電極を形成したものについても、共
振周波数Fr、反共振周波数Fa、帯域幅△F、容量を
求めた。この結果、本発明品およびAgとガラスからな
る外部電極の場合も容量が130pF、帯域幅△Fが3
7kHzであった。これより、優れた特性を有すること
が判る。
The bandwidth ΔF of the laminated piezoelectric resonator was determined from the values of the resonance frequency Fr and the antiresonance frequency Fa measured by an impedance analyzer, and the capacitance was further measured. In place of the conductive silicone rubber paste, A
g and a paste consisting of glass, and then dried.
Regarding the device formed by baking at an external electrode at ℃, the resonance frequency Fr, the anti-resonance frequency Fa, the bandwidth ΔF, and the capacitance were obtained. As a result, in the case of the product of the present invention and the external electrode made of Ag and glass, the capacitance was 130 pF and the bandwidth ΔF was 3
It was 7 kHz. From this, it can be seen that it has excellent characteristics.

【0069】さらに、この共振子についても、上記実施
例1と同様に、加速試験を行なった結果、本発明の共振
子は1000時間経過後でも動作を確認したが、Agと
ガラスからなる外部電極の共振子は500時間経過後に
動作しなくなった。この共振子を金属顕微鏡で観察した
ところ、外部電極の断線を確認した。
Further, as for this resonator, an acceleration test was carried out in the same manner as in the first embodiment, and as a result, the operation of the resonator of the present invention was confirmed after 1000 hours. The resonator no longer operates after 500 hours. When this resonator was observed with a metallographic microscope, disconnection of the external electrode was confirmed.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の積層型圧電
共振子では、より小型でかつ共振子の電気結合係数、お
よび容量の調整が可能であり、従来とほぼ同等の特性あ
るいはそれ以上の特性を有するとともに、デバイスとし
てこの共振子を使用する場合、電気的な接続を簡単に取
ることが可能となり、入出力用の外部電極を可撓性の導
電部材、例えば、導電性のゴムで形成したために外部電
極の断線が防止でき、また、入出力用電極間に絶縁用の
溝を設けたことにより入出力間の短絡も防ぐことがで
き、フィルタ、発振子等のデバイス用の共振子として用
いる場合、組立工程が簡略化でき、また、デバイスの小
型化を達成できる。
As described in detail above, the multilayer piezoelectric resonator of the present invention is smaller in size, and the electric coupling coefficient and the capacitance of the resonator can be adjusted. When this resonator is used as a device, the electrical connection can be easily made, and the external electrodes for input and output are made of a flexible conductive member, for example, a conductive rubber. Because of the formation, disconnection of the external electrode can be prevented, and a short circuit between the input and output can be prevented by providing an insulating groove between the input and output electrodes, and a resonator for a device such as a filter or an oscillator. When used, the assembly process can be simplified and the size of the device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の積層型圧電共振子を示す斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing a laminated piezoelectric resonator of the present invention.

【図2】本発明の圧電共振子の製造方法を説明するため
の斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating a method for manufacturing a piezoelectric resonator according to the present invention.

【図3】ラダー型フィルタの回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a ladder-type filter.

【図4】図1の平面図である。FIG. 4 is a plan view of FIG. 1;

【図5】共振子本体の端部に帯状の外部電極を対向形成
した例を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing an example in which a strip-shaped external electrode is formed facing an end of a resonator main body.

【図6】外部電極を対向しないように形成した例を示す
平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing an example in which external electrodes are formed so as not to face each other.

【図7】本発明の他の積層型圧電共振子を示す斜視図で
ある。
FIG. 7 is a perspective view showing another laminated piezoelectric resonator of the present invention.

【図8】入力用外部電極と出力用外部電極を形成する前
の積層型圧電共振子の共振子本体を示す斜視図および内
部電極形状を示す平面図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a resonator main body of the laminated piezoelectric resonator before forming an input external electrode and an output external electrode, and a plan view showing the shape of internal electrodes.

【図9】本発明の積層型圧電共振子の製造方法を説明す
るための斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view for explaining the method for manufacturing the multilayer piezoelectric resonator of the present invention.

【図10】本発明の積層型圧電共振子を基板に接着した
状態を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which the multilayer piezoelectric resonator of the present invention is bonded to a substrate.

【図11】従来のラダー型フィルタを示す断面図であ
る。
FIG. 11 is a sectional view showing a conventional ladder-type filter.

【図12】従来の圧電共振子の保持状態を示す断面図で
ある。
FIG. 12 is a sectional view showing a holding state of a conventional piezoelectric resonator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、31・・・圧電体層 11、32・・・内部電極層 11a、32a・・・入力用内部電極層 11b、32b・・・出力用内部電極層 12、33・・・共振子本体 15、34・・・外部電極 15a、34a・・・入力用外部電極 15b、34b・・・出力用外部電極 35・・・凹部 37・・・可撓性の絶縁部材 10, 31 ... piezoelectric layer 11, 32 ... internal electrode layer 11a, 32a ... input internal electrode layer 11b, 32b ... output internal electrode layer 12, 33 ... resonator body 15 , 34 ... external electrodes 15a, 34a ... input external electrodes 15b, 34b ... output external electrodes 35 ... recesses 37 ... flexible insulating members

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧電体層と内部電極層とを交互に積層して
なり、該内部電極層が交互に入力用内部電極層または出
力用内部電極層とされ、該入力用内部電極層および出力
用内部電極層の端部が対向する側面に交互に露出した共
振子本体と、該共振子本体の両側面にそれぞれ形成さ
れ、かつ前記入力用内部電極の端部同士および前記出力
用内部電極の端部同士をそれぞれ接続する帯状の入力用
外部電極および出力用外部電極とを具備してなり、該入
力用外部電極および出力用外部電極を可撓性の導電部材
により形成するとともに、前記圧電体層が積層方向の伸
縮振動を行うことを特徴とする積層型圧電共振子。
A piezoelectric layer and an internal electrode layer are alternately laminated, and said internal electrode layers are alternately used as an input internal electrode layer or an output internal electrode layer. End portions of the internal electrode layers are alternately exposed to the side surfaces facing each other, and the end portions of the input internal electrodes are formed on both side surfaces of the resonator main body, and the end portions of the input internal electrodes and the output internal electrode A belt-shaped input external electrode and an output external electrode for connecting the end portions to each other, the input external electrode and the output external electrode being formed of a flexible conductive member, A laminated piezoelectric resonator, wherein the layers perform stretching vibration in the laminating direction.
【請求項2】圧電体層と内部電極層とを交互に積層して
なり、該内部電極層が交互に入力用内部電極層または出
力用内部電極層とされ、該入力用内部電極層および出力
用内部電極層の端部が同一側面に露出した共振子本体
と、該共振子本体の同一側面に形成され、かつ前記入力
用内部電極の端部同士および前記出力用内部電極の端部
同士をそれぞれ接続する入力用外部電極および出力用外
部電極とを具備してなり、該入力用外部電極および出力
用外部電極を可撓性の導電部材により形成するととも
に、前記圧電体層が積層方向の伸縮振動を行うことを特
徴とする積層型圧電共振子。
2. The method according to claim 1, wherein the piezoelectric layers and the internal electrode layers are alternately laminated, and the internal electrode layers are alternately used as input internal electrode layers or output internal electrode layers. The end of the internal electrode layer for the resonator body is exposed on the same side, the end of the input internal electrode and the end of the output internal electrode are formed on the same side of the resonator main body. An external electrode for input and an external electrode for output connected to each other, the external electrode for input and the external electrode for output are formed of a flexible conductive member, and the piezoelectric layer expands and contracts in the laminating direction. A laminated piezoelectric resonator that vibrates.
【請求項3】入力用外部電極および出力用外部電極の形
成された側面と対向する側面に、可撓性の絶縁部材を設
けてなることを特徴とする請求項2記載の積層型圧電共
振子。
3. A laminated piezoelectric resonator according to claim 2, wherein a flexible insulating member is provided on a side surface opposite to the side surface on which the input external electrode and the output external electrode are formed. .
【請求項4】複数の直列共振子と複数の並列共振子とか
らなるラダー型フィルタにおいて、前記直列共振子およ
び前記並列共振子が、請求項1または2記載の積層型圧
電共振子からなることを特徴とするラダー型フィルタ。
4. A ladder-type filter comprising a plurality of series resonators and a plurality of parallel resonators, wherein the series resonator and the parallel resonator comprise the laminated piezoelectric resonator according to claim 1 or 2. A ladder-type filter characterized by the following.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011109681A (en) * 2000-12-12 2011-06-02 Epson Toyocom Corp Surface mounted piezoelectric device
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