JPH11274888A

JPH11274888A - 表面実装型圧電発振子

Info

Publication number: JPH11274888A
Application number: JP7627998A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Fukuoka; 修一福岡; Hitoshi Nakakubo; 仁中久保
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化が可能で、圧電振動子の保持によるＰ／
Ｖ値の減衰が小さく、特性変動がなく、さらには、圧電
振動子とリード端子との接続の安定性が確保でき、ヒー
トサイクルの長期信頼性に優れた表面実装型圧電発振子
を提供する。【解決手段】筐体状ケース３と、該筐体状ケース３内に
収容され、矩形状圧電板１０の両面に振動電極１１、１
２を形成してなる圧電振動子１と、圧電振動子１を筐体
状ケース３の内壁面側に押圧固定し、圧電振動子１の振
動電極１１、１２に接続する押圧部材７１、７２と、筐
体状ケース３に形成された導電用貫通孔１９内に設けら
れ、押圧部材７１、７２と接続される導電体３３と、筐
体状ケース３の外面に設けられ、導電体３３に接続され
るリード端子３１１、３１２と、筐体状ケース３の開口
部を封止する封止部材４とからなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、表面実装型圧電発
振子に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来より、通信機器、電子機器にはマイク
ロコンピュータなどが多用されており、このようなマイ
クロコンピュータにはクロック発振回路などが接続され
ていた。

【０００３】この発振回路は、図１２に示す等価回路の
ように、圧電振動子１の両端と接地電位との間に２つの
負荷容量成分Ｃ₁、Ｃ₂が接続され、さらに、圧電振動
子１の両端間に帰還抵抗５、インバータ６がそれぞれ接
続されていた。

【０００４】そして、この発振回路によりクロック信号
を発生するには、インバータ６と帰還抵抗５からなる増
幅器における増幅率をα、移相量をθ₁とし、また、圧
電振動子１と負荷容量成分Ｃ₁、Ｃ₂からなる帰還回路
における帰還率をβ、移相量をθ₂としたとき、ループ
ゲインがα×β≧１であり、かつ、移相量がθ₁＋θ₂
＝３６０°×ｎ（但しｎ＝１，２，…）であることが必
要である。

【０００５】一般的に帰還抵抗５及びインバータ６から
なる増幅器は、マイコンに内蔵されている。不発振や発
振停止を起さない、安定した発振を得るためにはループ
ゲインを大きくしなければならない。ループゲインを大
きくするには、帰還率βのゲインを決定する圧電振動子
のＰ／Ｖ値を大きくする事が必要となる。

【０００６】従来、圧電振動子を用いたセラミック発振
子には、負荷容量成分を外付けとする負荷容量非内蔵型
タイプと２つの容量成分を形成したコンデンサ素子内蔵
の負荷容量内蔵型タイプとがあり、使用目的や使用方法
などによって使い分けがなされている。さらに、実装形
態としては、リードピン型と表面実装型の２つに大別さ
れる。現在では、プリント配線基板への高密度自動実装
技術から、プリント配線基板に他の電子部品と共にリフ
ロー半田接合が可能な表面実装型が主流となっている。

【０００７】そして、表面実装型のセラミック発振子に
おいては、圧電振動子の振動動作を妨げないように外装
ケースで被覆し、圧電振動子のＰ／Ｖ値を大きく保ちな
がらいかに小型化を達成するかが重要になる。尚、Ｐ／
Ｖ値は２０ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｂ）で表されるもので、Ｒ
ａは反共振インピーダンス、Ｒｂは共振インピーダンス
として定義される。

【０００８】従来の表面実装型セラミック発振子は、誘
電体基板に２つの容量成分を形成する容量電極と端子電
極とを兼ね備えた導電膜を形成しておき、この誘電体基
板の上面に圧電振動子を導電性ペーストを介して接合
し、さらに、圧電発振子を被覆する絶縁性の蓋体を誘電
体基板に接合していた（例えば実開昭６２−７０４５３
号公報参照）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の表面実装型セラミック発振子では、その誘
電体基板上に導電性ペーストで接続・固定した圧電振動
子を被覆する蓋体が必要となる。しかも、導電性ペース
トの拡がりを避けて蓋体を被覆するため、圧電振動子の
周辺と蓋体との間の間隙を充分に確保しなくてはなら
ず、全体として非常に大型化してしまうという問題があ
った。

【００１０】一方、圧電振動子においては、例えば、約
２〜２０ＭＨｚの周波数帯域に適用される厚み滑りの基
本波振動や、また、約１２〜７０ＭＨｚの周波数帯域に
適用される厚み縦振動の３次オーバートーンなど各周波
数帯域に応じた振動モードが用いられているが、特に、
厚み滑りの基本波振動を用いた２〜２０ＭＨｚの周波数
帯域に適応される圧電振動子においては、圧電振動子の
導電性ペーストによる保持固定により、保持によるダン
ピング効果でＰ／Ｖ値が大幅に低下してしまい帰還率β
のゲインが小さくなり、安定した発振が得られなくなる
という問題があった。そのため、保持によるダンピング
効果を少なくし、充分に大きなＰ／Ｖ値を確保するため
には圧電振動子の寸法を長くしなければならず、小型化
ができないなどの問題があった。

【００１１】さらに、厚み滑りの基本波振動を用いた圧
電振動子の場合、素子の長手方向に分極を施すため、温
度上昇に伴い分極軸方向の素子の長手寸法が短くなる熱
収縮を示す。また、圧電振動子を保持固定する基板は温
度上昇に伴い熱膨張することから、温度上昇に伴い圧電
振動子と基板とを接続する導電性ペースト等の部材には
大きな応力が生じ、最悪の場合には破断する虞があっ
た。

【００１２】そのため、熱の昇温と降温とが繰り返し加
わるヒートサイクルにおいて、圧電振動子と圧電振動子
を保持固定する基板とを接続する部材に劣化が生じ、発
振周波数の変化や、断線による発振停止などヒートサイ
クルにおける長期信頼性が得られないなどの問題があっ
た。

【００１３】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、小型化が可能で、圧電振動子
の保持によるＰ／Ｖ値の減衰が小さく、特性変動がな
く、さらには、圧電振動子とリード端子との接続の安定
性が確保でき、ヒートサイクルの長期信頼性に優れた表
面実装型圧電発振子を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の表面実装型圧電
発振子は、一端が開口する筐体状ケースと、該筐体状ケ
ース内に収容されるとともに、矩形状圧電板の両面に振
動電極を形成してなる圧電振動子と、該圧電振動子を前
記筐体状ケースの一方の内壁面側に押圧して固定すると
ともに、前記圧電振動子の振動電極にそれぞれ電気的に
接続する一対の押圧部材と、前記筐体状ケースに形成さ
れた一対の導通用貫通孔内に設けられるとともに、前記
一対の押圧部材とそれぞれ電気的に接続される導電体
と、前記筐体状ケースの外面に設けられるとともに、前
記筐体状ケースの導通用貫通孔内の導電体にそれぞれ電
気的に接続される一対のリード端子と、前記筐体状ケー
スの開口部を封止する封止部材とを具備してなるもので
ある。

【００１５】ここで、押圧部材が導通用貫通孔の筐体状
ケース内壁面側を封止していることが望ましい。また、
筐体状ケースの外面に設けられるリード端子は、頂部に
貫通孔を有し導通用貫通孔内に挿入される円錐台状突起
を有しており、この円錐台状突起の貫通孔から導体材料
を充填して導電体が形成されることが望ましい。さら
に、圧電振動子は厚み滑り振動モードで振動することが
望ましい。

【００１６】また、筐体状ケース外面の導通用貫通孔間
に凹部を形成するとともに、該凹部にコンデンサ素子を
収容固定してなり、該コンデンサ素子が、誘電体基板
と、該誘電体基板の圧電振動子側主面の両端部に形成さ
れた一対の容量電極と、前記誘電体基板の外側面に前記
一対の容量電極と対向して形成された共通電極とから構
成され、かつ前記一対の容量電極をそれぞれ前記導通用
貫通孔内の導電体にそれぞれ電気的に接続し、前記共通
電極に、前記筐体状ケース外面に設けられた共通電極用
リード端子を電気的に接続しても良い。

【００１７】

【作用】本発明の表面実装型圧電発振子によれば、一対
の押圧部材により、圧電振動子を筐体状ケースの内壁面
側に押圧して固定したため、圧電振動子の両端部を機械
的圧力で保持固定でき、ケースの内部空間と押圧部材の
形状によって圧電振動子の周囲の振動空間を形成でき、
圧電振動子の振動を妨げることがない。

【００１８】また、圧電振動子の両端面を接着剤や銀ペ
ースト等により固着しないことから、Ｐ／Ｖ値の保持に
よるダンピング効果が著しく小さくなり、圧電振動子の
長さ寸法を長くすることなく、短くても大きなＰ／Ｖ値
を得ることができる。そのため、圧電振動子の小型化と
ともに、全体として小型な表面実装型圧電発振子を得る
ことができる。

【００１９】さらに特に厚み滑り振動を用いた場合にお
いては、圧電振動子の両端を接着剤や銀ペーストにより
固着しないことから、ヒートサイクルがもたらす接着剤
や銀ペーストの劣化による破断等がなくなり、長期信頼
性を飛躍的に向上できる。

【００２０】また、押圧部材が導通用貫通孔の筐体状ケ
ース内壁面側を封止することにより、導通用貫通孔に導
電性ペースト等を充填して導電体を形成した場合であっ
ても、導電性ペーストのケース内への流入が押圧部材に
より阻止され、短絡を防止でき、また、圧電振動子にペ
ーストが付着することによる振動抑制などを完全に無く
すことができる。

【００２１】さらに、筐体状ケースの外面に設けられる
リード端子に、導通用貫通孔内に挿入され頂部に貫通孔
を有する円錐台状突起を形成し、この円錐台状突起の貫
通孔から導体材料を充填して導電体を形成することによ
り、リード端子のケースへの固定と、リード端子と押圧
部材との電気的接合を確実に行なうことができ、また、
導通用貫通孔が導電材料で充填されるため、ケースの封
止信頼性が向上し、ケース内の耐湿性が向上する。

【００２２】また、筐体状ケースの大きな開口部が側面
のみであるため、封止部材による封止作業が簡略化し、
また、封止の信頼性が向上し、ケース内の耐湿性の向上
が図れる。また、ケースの内部に完全に圧電振動子が収
納されていることから、経時的に特性の安定が図れる。

【００２３】また、一対の導通用貫通孔間に該当するケ
ースに凹部を形成するとともに、該凹部にコンデンサ素
子を収容することにより、負荷容量成分を内蔵した小型
の表面実装型圧電発振子を得ることができる。そして、
コンデンサ素子を、誘電体基板と、該誘電体基板の圧電
振動子側主面の両端部に形成された一対の容量電極と、
誘電体基板の外側面に一対の容量電極と対向して形成さ
れた共通電極とから構成し、導通用貫通孔に導電性ペー
スト等を充填して導電体を形成することにより、一対の
容量電極をそれぞれ導通用貫通孔内の導電体にそれぞれ
電気的に接続し、共通電極に共通電極用リード端子を電
気的に接続することが可能となり、押圧部材とリード端
子とコンデンサ素子の容量電極とが安定した状態で電気
的な接続が達成され、しかも、導通用貫通孔が完全に充
填されるため、封止信頼性が向上し、耐湿性が向上す
る。

【００２４】さらに、発振周波数は圧電振動子の固定状
態やあるいは負荷容量を形成するコンデンサ素子の容量
値によって変化する。本発明では、コンデンサ素子をケ
ース外部での接続とすることから、圧電振動子をケース
に内蔵させ、固定した状態での発振周波数を確認しなが
ら、コンデンサ素子の容量値を最適な容量値に設定でき
る。また、コンデンサ素子の共通電極が外部に露出して
いるため、この共通電極をレーザ等によりトリミング加
工して容量調整が可能になり、発振周波数の周波数公差
の狭い、高精度な表面実装型圧電発振子を得ることがで
きる。

【００２５】従って、小型で、封止信頼性が高い、耐湿
性に優れた、しかも発振周波数の周波数公差の狭い高精
度な周波数精度を有する負荷容量内蔵タイプの表面実装
型圧電発振子を得ることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】形態１以下、本発明の表面実装型圧電発振子を図面に基づいて
詳説する。図１は本発明の表面実装型圧電発振子の外観
斜視図であり、図２はその縦断面図であり、図３はその
横断面図であり、図４はリード端子の斜視図、図５は分
解斜視図である。図において、符号１は圧電振動子、７
１、７２は押圧部材、３は筐体状ケースであり、３１１
〜３１２はリード端子であり、４は封止部材である。

【００２７】本発明の表面実装型圧電発振子は、図１、
図２に示すように、両側側面が開口する筐体状ケース３
の開口部を封止部材４により封止しており、筐体状ケー
ス３の底面には２つのリード端子３１１、３１２が固定
されている。

【００２８】筐体状ケース３には、図２に示すように、
矩形状圧電板１０の上下面に振動電極１１、１２を形成
してなる圧電振動子１が収容されており、これらの振動
電極１１、１２は、矩形状圧電板１０の中央部において
対向している。

【００２９】矩形状圧電板１０は、ＰＴ（チタン酸
鉛）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電セラミ
ックス材料、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチ
ウム、四棚酸リチウムなどの単結晶材料から形成されて
いる。

【００３０】圧電板１０の上面側主面には、その中央部
から左端まで形成された振動電極１１が、圧電板１０の
左側面を介して下面側主面端部にまで延設されて、下面
側主面左端部に引出電極１１ａが形成されている。圧電
板１０の下面側主面には、その中央部から右端まで形成
された振動電極１２が、圧電板１０の右側面を介して上
面側主面端部にまで延設されて、上面側主面右端部に引
出電極１２ａが形成されている。即ち、振動電極１１
は、圧電板１０の左側面に形成された導体膜１３を介し
て引出電極１１ａに接続され、振動電極１２は、圧電板
１０の右側面に形成された導体膜１４を介して引出電極
１２ａに接続されている。

【００３１】これら、振動電極１１、１２、引出電極１
１ａ、１２ａは例えばＡｇ系材料を主成分とする薄膜導
体膜によって形成され、導体膜１３、１４は例えばＡｇ
系材料を主成分とする導電性ペーストの印刷、熱硬化、
もしくはスパッタ等により形成されるＡｇ系薄膜からな
る導体膜などによって形成される。

【００３２】上述の圧電振動子１は、筐体状ケース３の
下面に設けられた押圧部材７１、７２により、筐体状ケ
ース３の一方の内壁面側に押圧して固定され、押圧部材
７１は振動電極１２に当接して電気的に導通しており、
また押圧部材７２は、引出電極１１ａに当接して振動電
極１１と電気的に導通している。

【００３３】押圧部材７１、７２は、図３および図５に
示すように、筐体状ケース３の下面に固定される固定部
１５と、この固定部１５の両端から上方に円弧状に延設
されたバネ性を有する付勢部材１６とから構成されてい
る。これらの押圧部材７１、７２は、その固定部１５が
筐体状ケース３の下側内壁に形成された係止部１８に係
合されて固定されている。

【００３４】押圧部材７１、７２の固定部１５が当接す
る筐体状ケース３には一対の導通用貫通孔１９が形成さ
れており、これらの導通用貫通孔１９内には、押圧部材
７１、７２の固定部１５とそれぞれ電気的に接続される
導電体３３が形成されている。

【００３５】筐体状ケース３は液晶ポリマーなどの耐熱
性に優れた樹脂材などからなり、その内部には圧電振動
子の収納領域（内部空間）が形成されており、その両側
の側面は開口している。開口部の内側周囲は外部に向か
って広がるテーパ面となっており、このテーパ状の開口
部によって、圧電振動子１の収納配置がスムーズに行わ
れるようになっている。

【００３６】また、筐体状ケース３の下側外面には、洋
白、リン青銅などの金属部材からなる２つのリード端子
３１１、３１２が一体的に設けられ、これらのリード端
子３１１、３１２は、図４に示すように、頂部に貫通孔
３１を有し、導通用貫通孔１９内に挿入される円錐台状
突起３２を有しており、この円錐台状突起３２の貫通孔
３１から導体材料が充填されて導電体３３が形成されて
いる。リード端子３１１、３１２は底面から延設され、
筐体状ケース３の両側面に沿って立ち上がって形成され
ている。尚、リード端子３１１、３１２には、筐体状ケ
ース３への固定を確実に行なうため、アンカー部Ａが形
成されている。

【００３７】筐体状ケース３の内部空間は、実質的に圧
電振動子１の外形寸法に比較して、若干大きな形状とな
っており、この形状の差異による間隔が、圧電振動子１
の振動動作を確保するための隙間となる。即ち、圧電振
動子１の上面側には所定間隔Ｄ₁が形成され、長手方向
の側面側には所定間隔Ｄ₂が形成され、下面側には押圧
部材７１、７２に相当する隙間Ｄ₃が形成されることに
なる。各隙間Ｄ₁、Ｄ₂、Ｄ₃は筐体状ケース３の内壁
面が内方に突出した突出部、スペーサー３５及び押圧部
材７１、７２によって形成されている。

【００３８】また、筐体状ケース３の開口部は封止部材
４によって気密的に封止されている。封止部材４は、筐
体状ケース３の開口部を封止する厚み２０〜１００μｍ
程度のステンレス板からなる封止板４２と、封止板４２
の外部側に充填・硬化された外部側封止樹脂部材４１か
ら構成されている。尚、外部側封止樹脂部材４１が封止
板４２と筐体状ケース３の隙間から内部空間に侵入しな
いように、筐体状ケース３の内面の周囲の隙間に内部側
封止樹脂部材を充填しても構わない。封止板４２と、矩
形状圧電板１０の側面に形成された導体膜１３、１４と
の間には、上記したように、所定間隔Ｄ₂が形成されて
いる。

【００３９】このような表面実装型圧電共振子では、リ
ード端子３１１、３１２、漏斗状の導通用貫通孔１９及
び押圧部材７１、７２の固定部１５の設置固定のための
隙間等は筐体状ケース３を成形する際の樹脂のインサー
トモールドによって形成される。即ち、内金型と、導通
用貫通孔１９と固定部１５の設置固定のための隙間の形
成を決定する突起が形成された外金型との間に、リード
端子３１１、３１２となる所定の金属フープ材を挟持し
た状態で、筐体状ケース３の樹脂材料をインサート・硬
化して、両金型を離脱させることによって形成する。つ
まり、筐体状ケース３を作製する際に、リード端子３１
１、３１２は筐体状ケース３に一体的に形成され固定さ
れる。

【００４０】この状態を、図５に示す。この図５では、
リード端子３１１、３１２が一体となった枠体が筐体状
ケース３に一体的に形成されており、この後、枠体の鎖
線部分を切断し、筐体状ケース３の側面に沿って折曲す
ることにより、リード端子３１１、３１２が形成され
る。

【００４１】次に、図５に示すように、押圧部材７１、
７２の固定部１５を、筐体状ケース３の下側内壁に形成
された係止部１８に係止させるようにして、押圧部材７
１、７２を挿入固定する。

【００４２】この後、圧電振動子１の筐体状ケース３内
への挿入を行なう。筐体状ケース３内に設置固定した押
圧部材７１、７２の付勢部材１６を変形させた状態で挿
入する。例えば、形状記憶合金からなる押圧部材７１、
７２の場合においては、一旦、応力により平坦に変形さ
せておき、圧電振動子１を挿入後、熱を加えることによ
り、形状記憶効果に基づく形状復帰により、筐体状ケー
ス３と押圧部材７１、７２の付勢部材１６により、圧電
振動子１を保持固定できる。

【００４３】この後、導通用貫通孔１９内にはＡｇなど
の導電性金属粉末をエポシキ系接着剤に混合した導電性
樹脂ペーストを供給、硬化して、導電体３３を形成す
る。この導電体３３により導通用貫通孔１９が気密的に
封止されるとともに、リード端子３１１、３１２と押圧
部材７１、７２の固定部１５と、さらには圧電振動子１
の振動電極１１、１２との電気的な接続が達成できる。

【００４４】その後、筐体状ケース３の開口部に封止板
４２を配置し、その後、開口部に樹脂を充填・硬化して
外部側封止樹脂部材４１を形成して、本発明の表面実装
型圧電発振子が作製される。

【００４５】以上のように構成された表面実装型圧電発
振子では、一対の押圧部材７１、７２により、圧電振動
子１を筐体状ケース３の内壁面側に押圧して固定したた
め、圧電振動子１の両端部を機械的圧力で保持固定で
き、筐体状ケース３の内部空間と押圧部材７１、７２の
形状によって圧電振動子１の周囲の振動空間を形成で
き、圧電振動子１の振動を妨げることがない。

【００４６】また、圧電振動子１の両端面を従来のよう
に接着剤や銀ペースト等により固着しないことから、Ｐ
／Ｖ値の保持によるダンピング効果が著しく小さくな
り、圧電振動子１の長さ寸法を長くすることなく、長さ
寸法が短くても大きなＰ／Ｖ値を得ることができる。そ
のため、圧電振動子１の小型化とともに、全体として小
型な表面実装型圧電発振子を得ることができる。

【００４７】さらに、厚み滑り振動を用いた場合におい
ては、圧電振動子１の両端を接着剤や銀ペーストにより
固着しないことから、ヒートサイクルがもたらす接着剤
や銀ペーストの劣化による破断等がなくなり、長期信頼
性が飛躍的に向上する。

【００４８】また、押圧部材７１、７２が導通用貫通孔
１９の筐体状ケース３内壁面側を封止することにより、
導通用貫通孔１９に導電性ペースト等を充填して導電体
３３を形成した場合であっても、導電性ペーストの筐体
状ケース３内への流入が押圧部材７１、７２により阻止
され、絶縁性を確保できる。

【００４９】さらに、筐体状ケース３の外面に固定され
るリード端子３１１、３１２に、貫通孔３１を有する円
錐台状突起３２を形成し、この円錐台状突起３２の貫通
孔３１から導体材料を充填して導電体３３を形成するこ
とにより、リード端子３１１、３１２と押圧部材７１、
７２との電気的接合を確実に行なうことができ、また、
導通用貫通孔１９が導電材料で充填されるため、筐体状
ケース３の封止信頼性が向上し、耐湿性が向上する。

【００５０】また、筐体状ケース３の大きな開口部が側
面のみであるため、封止部材４による封止作業が簡略化
し、また、封止の信頼性が向上し、筐体状ケース３内の
耐湿性の向上が図れる。また、筐体状ケース３の内部に
完全に圧電振動子１が収納されていることから、経時的
に特性の安定が図れる。

【００５１】特に、２つのリード端子３１１、３１２が
ケース３の底面に一体的に形成されており、このリード
端子３１１、３１２と押圧部材７１、７２との電気的な
接続が、リード端子３１１、３１２の円錐台状突起３２
先端部に形成された貫通孔３１及びその内部に充填され
た導電体３３によって達成されるため、押圧部材７１、
７２上に設置された圧電振動子１とリード端子３１１、
３１２との安定した電気的な接続が達成できる。そのた
め、小型でＰ／Ｖ値が高く、封止信頼性が高く、耐湿性
に優れた負荷容量非内蔵タイプの表面実装型圧電発振子
を得ることができる。

【００５２】形態２図６は、本発明の負荷容量内蔵タイプの表面実装型圧電
発振子の外観斜視図であり、図７はその縦断面図であ
り、図８は横断面図であり、図９はリード端子の斜視
図、図１０は分解斜視図である。図において、符号１は
圧電振動子、２はコンデンサ素子、３は筐体状ケース、
７１と７２は押圧部材、３１３〜３１６はリード端子で
あり、４は封止部材である。

【００５３】上記形態１の表面実装型圧電発振子との相
違点は、負荷容量を形成するコンデンサ素子２を内蔵化
するため、筐体状ケース３に凹部３５が形成されてお
り、且つ、凹部３５に２つの容量成分を形成したコンデ
ンサ素子２が固着され、コンデンサ素子２の２つの容量
成分の共通電極と接続するためのリード端子３１４、３
１５を設けた点にある。

【００５４】コンデンサ素子２は、例えば、ＰＴ（チタ
ン酸鉛）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＢａＴｉ
Ｏ₃（チタン酸バリウム）あるいはＡｌ₂Ｏ₃（アルミ
ナ）などを主成分とした誘電体セラミックス材料からな
る誘電体基板２０と、２つの容量成分を形成するための
一対の容量電極２１、２３、共通電極２２とから構成さ
れている。

【００５５】即ち、コンデンサ素子２が、誘電体基板２
０と、該誘電体基板２０の筐体状ケース３側主面の両端
部に形成された一対の容量電極２１、２３と、誘電体基
板２０の外側面に一対の容量電極２１、２３と対向して
形成された共通電極２２とから構成されている。容量電
極２１と共通電極２２により、第１の容量成分（図１２
のＣ₁に相当）、容量電極２３と共通電極２２により、
第２の容量成分（図１２のＣ₂に相当）が形成され、１
つの誘電体基板２０内に２つの容量成分が形成されるこ
とになる。コンデンサ素子２は、筐体状ケース３底面の
凹部３５にエポキシ系などの接合部材を介して固着され
る。

【００５６】容量電極２１、２３は、それぞれ誘電体基
板２０の側面まで延設され、導体膜２１ａ、２３ａが形
成され、導通用貫通孔１９の導電体３３と接合してい
る。また共通電極２２は、導体膜２１ａ、２３ａが形成
されていない誘電体基板２０の側面に延設され、導体膜
２２ａ、２２ｂが形成され、導体膜２１ａ、２３ａが導
通用貫通孔１９の導電体３３と接合している。

【００５７】また、リード端子３１４、３１５の端部
は、図９に示すように、凹部３５に沿って折曲され、誘
電体基板２０の共通電極２２と導通する導体膜２２ａ、
２２ｂとの間には、導電体３４が充填され、導体膜２２
ａ、２２ｂとリード端子３１４、３１５が電気的に接続
されている。

【００５８】このような電極２１〜２３は、誘電体基板
２０の表面にＡｇなどを主成分とする導電性ペーストの
選択的な印刷、焼き付けによって、または、導体膜２１
ａ、２３ａ、２２ａ、２２ｂは、誘電体基板２０の端面
にＡｇなどを含む導電性樹脂ペーストの塗布、熱硬化に
よって形成される厚膜導体膜、もしくはスパッタ等によ
り形成されるＡｇ等を含む薄膜導体膜である。

【００５９】従って、図１２の等価回路に示すように、
第１のリード端子３１３は、導電体３３と押圧部材７１
を介して圧電振動子１の振動電極１２と電気的に接続さ
れるとともに、導体膜２１ａを介して容量電極２１と接
続され、容量成分Ｃ₁を導出するための端子として動作
し、第２のリード端子３１４、３１５は導電体３４と導
体膜２２ａ、２２ｂを介して共通電極２２と電気的に接
続され、２つの容量成分の接地電位側の電極端子として
動作し、第３のリード端子３１６は、導電体３３と押圧
部材７２を介して圧電振動子１の振動電極１１と電気的
に接続されるとともに、導体膜２３ａを介して容量電極
２３と接続され、容量成分Ｃ₂を導出するための端子と
して動作する。

【００６０】以上のように構成された表面実装型圧電発
振子では、圧電振動子１を押圧部材７１、７２上に配
置、固定後、コンデンサ素子２との接続が可能になるこ
とから、コンデンサの負荷容量値の最適な組み合わせが
可能になり、発振周波数の周波数公差を狭くした高精度
なセラミック発振子が得られる。これによって、図１２
に示す圧電振動子１と第１の容量成分Ｃ₁と第２の容量
成分Ｃ₂からなる負荷容量内蔵タイプの表面実装型セラ
ミック発振子を得ることができる。

【００６１】即ち、発振周波数は圧電振動子の固定状態
やあるいは負荷容量を形成するコンデンサ素子２の容量
値によって変化するが、コンデンサ素子２をケース外部
での接続とすることから、圧電振動子１をケース３に内
蔵させ、固定した状態での発振周波数を確認しながら、
コンデンサ素子２の容量値を最適な容量値に設定でき
る。また、コンデンサ素子２の共通電極２２が外部に露
出しているため、この共通電極２２をレーザ等によりト
リミング加工して容量調整が可能になり、発振周波数の
周波数公差の狭い、高精度な表面実装型圧電発振子が得
られる。

【００６２】また、コンデンサ素子２を、誘電体基板２
０と、該誘電体基板２０の筐体状ケース３側主面の両端
部に形成された一対の容量電極２１、２３と、誘電体基
板２０の外側面に形成された共通電極２２とから構成
し、導通用貫通孔１９に導電性ペースト等を充填して導
電体３３を形成することにより、一対の容量電極２１、
２３をそれぞれ導通用貫通孔１９内の導電体３３にそれ
ぞれ電気的に接続し、共通電極２２に共通電極用リード
端子３１４、３１５を電気的に接続することが可能とな
り、押圧部材７１、７２とリード端子３１３、３１６と
コンデンサ素子２の容量電極２１、２３とが安定した状
態で電気的に接続が達成され、しかも、導通用貫通孔１
９が完全に充填されるため、封止信頼性および耐湿性を
向上できる。

【００６３】

【実施例】図１１に示すような厚み滑り基本波振動に用
いる矩形状の圧電振動子を用いて、従来のように、両端
部をＡｇペーストによりベース基板上に固着した圧電共
振子を作製した。圧電共振子としては、形状寸法をＬ＝
４．５ｍｍ、Ｗ＝１．０ｍｍ、ｔ＝０．２ｍｍ（発振周
波数８ＭＨｚ）でＰＴ系圧電磁器を用いたとき、Ｐ／Ｖ
値は７３ｄＢであり、Ｌ寸法を３．８ｍｍまで小型化を
図った場合においては、Ｐ／Ｖ値は５７ｄＢと著しく小
さくなった。

【００６４】これに対し、図１乃至図５に示すような表
面実装型圧電発振子を作製した場合には、Ｌ寸法が４．
５ｍｍのときＰ／Ｖ＝８５ｄＢであり、また、Ｌ寸法を
２．８ｍｍまで小型化を図った場合においてもＰ／Ｖ＝
８２ｄＢと著しく大きく安定した特性が得られた。よっ
て、圧電振動子の小型化に伴いケースの小型化が可能に
なり、全体として小型なセラミック発振子を得ることが
できることが判る。

【００６５】

【発明の効果】本発明の表面実装型圧電発振子によれ
ば、保持固定によるダンピング効果でのＰ／Ｖ値の減衰
を著しく少なくすることができ、これにより圧電振動子
の小型化が図れることから、全体として小型化を促進で
きる。

【００６６】さらに、特に厚み滑り振動を用いた場合で
は、圧電振動子の両端を接着剤や銀ペーストにより固着
しないことから、ヒートサイクルがもたらす接着剤や銀
ペーストの劣化による断線等がなくなり、長期信頼性を
飛躍的に向上できる。

【００６７】また、押圧部材が導通用貫通孔の筐体状ケ
ース内壁面側を封止することにより、導通用貫通孔に導
電性ペースト等を充填して導電体を形成した場合であっ
ても、導電性ペーストのケース内への流入が押圧部材に
より阻止され、短絡防止や圧電振動子へペーストが付着
することによる振動抑制などを完全に無くすことがで
き、絶縁性を確保できる。

【００６８】さらに、筐体状ケースの外面に配置される
リード端子に、貫通孔を有する円錐台状突起を形成し、
この円錐台状突起の貫通孔から導体材料を充填して導電
体を形成することにより、リード端子と押圧部材との電
気的接合を確実に行なうことができ、また、導通用貫通
孔が導電材料で充填されるため、ケースの封止信頼性が
向上し、耐湿性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面実装型圧電発振子を示す外観斜視
図である。

【図２】図１のａ−ａ線に沿った縦断面図である。

【図３】図１のｂ−ｂ線に沿った横断面図である。

【図４】図１のリード端子を示す斜視図である。

【図５】図１の表面実装型圧電発振子の製造方法を説明
する分解斜視図である。

【図６】本発明の負荷容量内蔵タイプの表面実装型圧電
発振子を示す外観斜視図である。

【図７】図６のａ−ａ線に沿った縦断面図である。

【図８】図６のｂ−ｂ線に沿った横断面図である。

【図９】リード端子を示す斜視図である。

【図１０】図６の表面実装型圧電発振子の製造方法を説
明する分解斜視図である。

【図１１】厚み滑り基本波振動を用いた圧電振動子の外
観斜視図である。

【図１２】表面実装型圧電発振子の発振回路図である。

【符号の説明】

１・・・圧電振動子２・・・コンデンサ素子３・・・筐体状ケース４・・・封止部材１０・・・圧電板１１、１２・・・振動電極１１ａ、１２ａ・・・引出電極１９・・・導通用貫通孔２０・・・誘電体基板２１、２３・・・容量電極２２・・・共通電極３３・・・導電体７１、７２・・・押圧部材３１１〜３１６・・・リード端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端が開口する筐体状ケースと、該筐体状
ケース内に収容されるとともに、矩形状圧電板の両面に
振動電極を形成してなる圧電振動子と、該圧電振動子を
前記筐体状ケースの一方の内壁面側に押圧して固定する
とともに、前記圧電振動子の振動電極にそれぞれ電気的
に接続する一対の押圧部材と、前記筐体状ケースに形成
された一対の導通用貫通孔内に設けられるとともに、前
記一対の押圧部材とそれぞれ電気的に接続される導電体
と、前記筐体状ケースの外面に設けられるとともに、前
記筐体状ケースの導通用貫通孔内の導電体にそれぞれ電
気的に接続される一対のリード端子と、前記筐体状ケー
スの開口部を封止する封止部材とを具備してなることを
特徴とする表面実装型圧電発振子。
【請求項２】押圧部材が導通用貫通孔の筐体状ケース内
壁面側を封止していることを特徴とする請求項１記載の
表面実装型圧電発振子。
【請求項３】筐体状ケースの外面に設けられるリード端
子は、頂部に貫通孔を有し導通用貫通孔内に挿入される
円錐台状突起を有しており、この円錐台状突起の貫通孔
から導体材料を充填して導電体が形成されることを特徴
とする請求項１または２記載の表面実装型圧電発振子。
【請求項４】圧電振動子は厚み滑り振動モードで振動す
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
表面実装型圧電発振子。
【請求項５】筐体状ケース外面の導通用貫通孔間に凹部
を形成するとともに、該凹部にコンデンサ素子を収容固
定してなり、該コンデンサ素子が、誘電体基板と、該誘
電体基板の圧電振動子側主面の両端部に形成された一対
の容量電極と、前記誘電体基板の外側面に前記一対の容
量電極と対向して形成された共通電極とから構成され、
かつ前記一対の容量電極をそれぞれ前記導通用貫通孔内
の導電体にそれぞれ電気的に接続し、前記共通電極に、
前記筐体状ケース外面に設けられた共通電極用リード端
子を電気的に接続してなることを特徴とする請求項１乃
至４のいずれかに記載の表面実装型圧電発振子。