JPH11340776A - 圧電部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダンピングの影響が小さく、かつ、確実に安
定して圧電共振子を保持することができる保持端子を備
えた圧電部品を得る。 【解決手段】 圧電部品１は、ケース１１の内部にて、
圧電基板１４の上下面に振動電極１２，１３を有して面
積振動する圧電共振子１５を、一対の保持端子２１，２
２にて挟持している。保持端子２１，２２は、それぞれ
電極部２１ａ，２２ａと外部接続部２１ｂ，２２ｂとで
構成されている。電極部２１ａ，２２ａと振動電極１
２，１３との間には、それぞれ微小でかつ導電性の略球
状体３２が３個以上介在している。球状体３２は、Ｃｕ
やＡｇ等の金属やカーボン、あるいは、略球状のガラ
ス、セラミック、樹脂等の表面にメッキやコーティング
等で導電材を付与したものからなる。球状体３２の径
は、振動電極１２，１３の表面粗さ（Ｒｍａｘ）より大
きい。

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、
フィルタや発振子、ディスクリミネータ等として使用さ
れる圧電部品及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の圧電部品の一例を図５に示す。こ
の圧電部品８０は、ケース８１の内部にて、圧電基板８
２の上下面に振動電極８３，８４を有して面積振動する
圧電共振子８５を、一対の保持端子９１，９２にて挟持
したものである。ケース８１は、内ケース８１ａとその
内蓋８１ｂ及び外ケース８１ｃからなっている。保持端
子９１，９２の外部接続部９１ｂ、９２ｂは、内ケース
８１ａの側壁を通して外ケース８１ｃの外へ引き出さ
れ、外ケース８１ｃの開口はシール樹脂８６とその流入
防止シート８７により封止されている。

【０００３】保持端子９１，９２の電極部９１ａ，９２
ａは圧電共振子８５に向かって湾曲しており、この電極
部９１ａ，９２ａのストロークによって良好なばね性を
発揮する。電極部９１ａ，９２ａのそれぞれは、その中
央部に突起９３，９４を有し、これら突起９３，９４の
平滑な圧接面９３ａ，９４ａが圧電共振子８５の上下面
に設けられた振動電極８３，８４にそれぞれ弾性的に圧
接する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の面積
振動を行う圧電部品８０では、突起９３，９４の圧接面
９３ａ，９４ａの面積をできるだけ小さくして、圧電共
振子８５をノード点で支持し、ダンピングを防止する必
要がある。しかしながら、圧接面９３ａ，９４ａを小さ
くすると、圧接力が圧電共振子８５の局部に集中するた
め、圧電共振子８５が破損し易く、耐衝撃性が弱いとい
う問題があった。また、振動電極８３，８４が突起９
３，９４によって削り取られ、導通不良が生じるおそれ
もあった。さらに、圧接面９３ａ，９４ａが平滑面であ
るため、圧電共振子８５が回転したり、傾いたり、ある
いは所定位置からズレ易く、圧電部品８０の電気特性が
不安定になり易かった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、ダンピングの影
響が小さく、かつ、確実に安定して圧電共振子を保持す
ることができる保持端子を備えた圧電部品を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段と作用】以上の目的を達成
するため、本発明に係る圧電部品は、（ａ）振動電極を
表面に設けた圧電共振子と、（ｂ）前記圧電共振子を挟
持する一対の保持端子と、（ｃ）前記保持端子のうちの
少なくとも一つの保持端子の電極部と前記圧電共振子の
振動電極との間に介在した、前記圧電共振子の振動電極
の表面粗さより大きい径を有する３個以上の導電性かつ
微小な略球状体と、を備えたことを特徴とする。

【０００７】以上の構成により、保持端子の電極部と圧
電共振子の振動電極とは、振動電極の表面粗さより大き
い径を有する３個以上の導電性かつ微小な略球状体を介
して点接触するため、電極部と振動電極の接触面積が小
さく、電極部と振動電極が密着しない。従って、圧電共
振子にて発生した振動がダンピングされにくくなる。ま
た、電極部と振動電極との略球状体を介しての接触状態
は、従来の単一箇所での面接触から複数箇所での点接触
に変わるため、電極部を圧電共振子のノード点以外に接
触させても、ダンピングの影響を殆ど無視できる。この
ため、電極部を圧電共振子の広い範囲に渡って点接触さ
せることができ、圧電共振子が確実に安定して支持され
る。

【０００８】また、本発明に係る圧電部品は、略球状体
の表面が低融点金属で覆われていることを特徴とする。
保持端子の電極部と圧電共振子の振動電極との間に介在
された略球状体を加熱して低融点金属を一度溶融した
後、冷却して固化することによって、低融点金属は接着
剤として機能する。これにより、電極部と振動電極と略
球状体とが低融点金属で固定され、圧電共振子が保持端
子によって確実に支持され、圧電共振子の位置ズレがよ
り抑えられる。さらに、電極部と振動電極との間にあっ
て、電極部と振動電極の両方に接するだけのサイズに足
らなかった不要な略球状体が、電極部又は振動電極のい
ずれか一方に低融点金属を利用して固着される。これに
より、不要な略球状体が電極部と振動電極間の空隙を移
動せず、圧電部品の圧電特性がより安定化する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る圧電部品の実
施形態について添付図面を参照して説明する。各実施形
態において、同一部品及び同一部分には同じ符号を付し
た。

【００１０】［第１実施形態、図１］図１に示すよう
に、第１実施形態の圧電部品１は、ケース１１の内部に
て、圧電基板１４の上下面に振動電極１２，１３を有し
て面積振動する圧電共振子１５を、一対の燐青銅等から
なる保持端子２１，２２にて適宜の圧接力で挟持したも
のである。

【００１１】保持端子２１，２２は、それぞれ電極部２
１ａ，２２ａと外部接続部２１ｂ，２２ｂとで構成され
ている。電極部２１ａと圧電共振子１５の振動電極１２
との間には、微小でかつ導電性の球状体３２が３個以上
介在している。同様に、電極部２２ａと圧電共振子１５
の振動電極１３との間にも、球状体３２が３個以上介在
している。３個以上としているのは、圧電共振子１５の
両面をそれぞれ少なくとも３点支持することにより、保
持端子２１，２２によって圧電共振子を安定して挟持す
るためである。これらの球状体３２は、振動電極１２，
１３と広範囲に点接触するように分散して配置されてい
ることが好ましい。

【００１２】電極部２１ａ，２２ａと振動電極１２，１
３との間に球状体３２を配設する方法としては、例えば
以下の方法がある。すなわち、保持端子２２の電極部２
２ａの上面に球状体３２を適当に撒いた後、振動電極１
３が電極部２２ａに対向するように圧電共振子１５を電
極部２２ａの上に載置する。このとき、球状体３２は方
向性を有さないので、取り扱いが容易である。次に、振
動電極１２の上面に球状体３２を適当に撒いた後、保持
端子２１の電極２１ａを振動電極１２の上に載置する。
次に、保持端子２１と２２とで圧電共振子１５を挟んだ
状態で振動を加え、電極部２１ａ，２２ａと振動電極１
２，１３の両者に接するだけのサイズに足らなかった不
要な球状体３２を振り落とす。こうして、不要な球状体
３２が容易に取り除かれ、電極部２１ａ，２２ａと振動
電極１２，１３との間に、それぞれ３個以上の有要な球
状体３２を介在させることができる。

【００１３】球状体３２は、ＣｕやＡｇ等の金属やカー
ボン、あるいは、略球状のガラス、セラミック、樹脂等
の表面にメッキやコーティング等で導電材を付与したも
のからなる。球状体３２の径は、振動電極１２，１３の
表面粗さ（Ｒｍａｘ）より大きい。球状体３２の径の上
限は、振動電極１２，１３の表面粗さ（Ｒｍａｘ）と振
動電極１２，１３の厚みの１０倍とを加えた寸法とされ
る。具体的には、球状体３２の径の上限は１００μｍ程
度である。球状体３２の径が１００μｍを越えるように
なると、球状体３２と振動電極１２，１３との接触面積
が大きくなり、圧電共振子１５にて発生した振動のダン
ピングが大きくなるからである。

【００１４】ケース１１は、内ケース１１ａとその内蓋
１１ｂ及び外ケース１１ｃからなっている。そして、圧
電共振子１５は内ケース１１ａ内に収容され、内蓋１１
ｂで閉じられ、さらに外ケース１１ｃで覆われている。
保持端子２１，２２の外部接続部２１ｂ，２２ｂは、内
ケース１１ａの側壁を通して外ケース１１ｃの外に引き
出され、外ケース１１ｃの開口はシール樹脂１６とその
流入防止シート１７により封止されている。

【００１５】以上の構成の圧電部品１において、球状体
３２の径を振動電極１２，１３の表面粗さより大きい径
としているので、圧電共振子１５の振動電極１２，１３
は、球状体３２を介してそれぞれ保持端子２１，２２の
電極部２１ａ，２２ａに点接触する。このため、電極部
２１ａ，２２ａと振動電極１２，１３のそれぞれの接触
面積が小さく、電極部２１ａ，２２ａと振動電極１２，
１３が密着しない。従って、圧電共振子１５で発生した
振動がダンピングされにくくなる。また、電極部２１
ａ，２２ａと振動電極１２，１３は従来の単一箇所での
面接触から球状体３２を介しての複数箇所での点接触に
変わるため、電極部２１ａ，２２ａを圧電共振子１５の
ノード点以外に接触させてもダンピングの影響を殆ど無
視できる。このため、電極部２１ａ，２２ａを圧電共振
子１５の広い範囲に渡って点接触させることができ、圧
電共振子１５を回転させたり、位置ずれを発生させるこ
となく、確実に安定して支持することができる。また、
球状体３２は微小なものでよいので、圧電部品１の小型
化を図ることができる。

【００１６】［第２実施形態、図２及び図３］第２実施
形態の圧電部品は、前記第１実施形態の圧電部品１にお
いて、図２に示すように、低融点金属３３で表面を覆っ
た球状体３２を用いたものである。低融点金属３３は、
その融点が圧電部品が使用される温度（約１５０℃）よ
り高く、かつ、圧電基板１４のキュリー温度（約３５０
℃）を越えない範囲である。

【００１７】以上の構成により、保持端子２１，２２の
電極部２１ａ，２２ａと圧電共振子１５の振動電極１
２，１３との間にそれぞれ介在された低融点金属被覆球
状体３２を、約１５０〜３５０℃の範囲内の任意の温度
で加熱して低融点金属３３を一度溶融した後、冷却して
固化することによって、低融点金属３３は接着剤として
機能する。これにより、図３に示すように、電極部２１
ａ，２２ａと振動電極１２，１３と球状体３２とが低融
点金属３３で固定され、圧電共振子１５が保持端子２
１，２２によって確実に支持され、圧電共振子１５の位
置ズレをより抑えることができる。

【００１８】さらに、電極部２１ａ，２２ａと振動電極
１２，１３との間にあって、電極部２１ａ，２２ａと振
動電極１２，１３の両方に接するだけのサイズに足らな
かった不要な球状体３２が、電極部２１ａ，２２ａ又は
振動電極１２，１３のいずれか一方に低融点金属３３を
利用して固着される。これにより、不要な球状体３２が
電極部２１ａ，２２ａと振動電極１２，１３間の空隙を
移動せず、圧電部品の圧電特性をより安定させることが
できる。

【００１９】［第３実施形態、図４］図４に示すよう
に、第３実施形態の圧電部品５１は、ケース６１の壁面
に沿って保持端子５３がスパッタリングや蒸着等の方法
によって設けられており、この保持端子５３の外部接続
部５３ｂが外部との接続を可能としている。保持端子５
３の電極部５３ａと圧電共振子１５の振動電極１２との
間には、微小でかつ導電性の球状体３２が３個以上介在
している。ケース６１の開口部は、圧電共振子１５を収
容した状態で、シール樹脂６２とその流入防止シート６
３により封止されている。

【００２０】この保持端子５３は、ばね性を有する保持
端子５４と共に圧電共振子１５を挟持している。保持端
子５４は、圧電共振子１５に向かって湾曲している電極
部５４ａと、電極部５４ａから引き出されている外部接
続部５４ｂと、電極部５４ａの中央部に設けられた突起
５４ｃとで構成されている。以上の構成からなる圧電部
品５１は、前記第１実施形態の圧電部品１と同様の作用
効果を奏する。

【００２１】［他の実施形態］なお、本発明に係る圧電
部品は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨
の範囲内で種々に変更することができる。特に、球状体
の形状は真球である必要はなく、楕円体や多面体であっ
てもよいし、星形であってもよい。

【００２２】

【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、保持端子の電極部と圧電共振子の振動電極と
は、振動電極の表面粗さより大きい径を有する３個以上
の導電性かつ微小な略球状体を介して点接触するため、
電極部と振動電極の接触面積が小さく、電極部と振動電
極が密着しない。従って、圧電共振子にて発生した振動
がダンピングされにくくなる。また、電極部と振動電極
との略球状体を介しての接触状態は、従来の単一箇所で
の面接触から複数箇所での点接触に変わるため、電極部
を圧電共振子のノード点以外に接触させても、ダンピン
グの影響を殆ど無視できる。このため、電極部を圧電共
振子の広い範囲に渡って点接触させることができ、圧電
共振子を確実に安定して支持することができる。

【００２３】また、略球状体の表面を低融点金属で覆う
ことにより、保持端子の電極部と圧電共振子の振動電極
との間に介在された略球状体を加熱して低融点金属を一
度溶融した後、冷却して固化することによって、低融点
金属は接着剤として機能する。これにより、電極部と振
動電極と略球状体とが低融点金属で固定され、圧電共振
子が保持端子によって確実に支持され、圧電共振子の位
置ズレをより抑えることができる。さらに、電極部と振
動電極との間にあって、電極部と振動電極の両方に接す
るだけのサイズに足らなかった不要な略球状体が、電極
部又は振動電極のいずれか一方に低融点金属を利用して
固着される。これにより、不要な略球状体が電極部と振
動電極間の空隙を移動せず、圧電部品の圧電特性をより
安定にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧電部品の第１実施形態を示す断
面図。

【図２】本発明に係る圧電部品の第２実施形態に用いら
れる低融点金属で覆われた略球状体の断面図。

【図３】本発明に係る圧電部品の第２実施形態を示すも
ので、略球状体を介しての保持端子と圧電共振子の接触
部分の拡大断面図。

【図４】本発明に係る圧電共振子の第３実施形態を示す
断面図。

【図５】従来の圧電部品を示す断面図。

【符号の説明】

１，５１…圧電部品 １２，１３…振動電極 １５…圧電共振子 ２１，２２，５３，５４…保持端子 ２１ａ，２２ａ，５３ａ，５４ａ…電極部 ３２…球状体 ３３…低融点金属

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動電極を表面に設けた圧電共振子と、 前記圧電共振子を挟持する一対の保持端子と、 前記保持端子のうちの少なくとも一つの保持端子の電極
   部と前記圧電共振子の振動電極との間に介在した、前記
   圧電共振子の振動電極の表面粗さより大きい径を有する
   ３個以上の導電性かつ微小な略球状体と、 を備えたことを特徴とする圧電部品。
2. 【請求項２】 前記略球状体の表面が低融点金属で覆わ
   れていることを特徴とする請求項１記載の圧電部品。