JPS6236342Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、周囲の温度環境、熱的環境の変化
に対して安定な特性を示すバルク波圧電共振子お
よびその応用部品（以下圧電共振子装置と略称す
る）の構造に関する。

圧電共振子は、圧電効果を有するセラミツク材
料で構成される。その代表的な材料としては、チ
タン酸バリウム系、チタン酸鉛系、チタン酸ジル
コン酸鉛系などのセラミツクスが用いられてい
る。

最近では、圧電共振子は、各種フイルタ、トラ
ツプ素子、FMデイスクリミネータ素子、発振子
等に応用されており、これら各種の圧電共振子装
置として、高信頼性のものが要求され、外部環境
等に温度環境や熱的環境に対して安定した特性が
要求されている。

しかしながら、従来のものは、完成品を厳しい
温度環境、熱的環境に置いたとき、その圧電特性
が低下するという現象がしばしば生じる。このこ
とは、たとえば高温放置試験や熱衝撃試験などの
特殊試験とよばれる試験を行うと立証できる。そ
のために、従来より種々の改良案が試みられてい
るが、いまだにこれといつた最善のものが見出さ
れていないのが現状である。

圧電共振子装置に用いられる強誘電性基板とし
ては、(1)温度変化によつて挿入損失や中心周波数
などが変化しないこと、(2)電気機械結合係数が大
きいこと、などが重要な特性として要求される。
たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛系のセラミツク
ス主成分に対して種々の添加物を加え、その材料
それ自体で特性の改善を計ることが行われてい
る。しかしながらこのように材料それ自体を変え
る場合には、高温放置試験や熱衝撃試験について
はある程度改善され得て、上述の(1)の特性は満足
することはできるかもしれないが、逆に上述の(2)
の特性が低下するという現象が見られた。

また、この他、焼成条件を種々検討することに
より、上述の(1)の特性についての改善も試みられ
ているが、やはり上述の(2)の特性にばらつきが生
じたり、それが低下したりするという欠点が見ら
れ、しかもその焼成条件のコントロールを難しい
という面があり、工業的生産には適したものでは
ない。

それゆえに、この考案の主たる目的は、効率良
く生産し得て、しかも厳しい温度環境や熱的環境
に対して特性の変化の少ない構造をもつバルク波
圧電共振子装置を提供することである。

この考案は、要約すれば、樹脂層で封入された
圧電ユニツトが金属ケース内に収納されており、
その金属ケース内にさらに充填材料が充填されて
いるような圧電共振子装置であつて、充填材料が
抵抗体ペーストで形成されており、それによつて
複数の引出端子相互間を抵抗体ペーストから成る
充填材料で電気的に接続されているようにしたバ
ルク波圧電共振子装置である。

この考案の上述の目的およびその他の目的と特
徴は図面を参照して行う以下の詳細な説明から一
層明らかとなろう。

第１図ないし第６図は、この考案の一実施例の
圧電共振子装置を説明するためにその製造工程を
順次に示す図解図である。

まず、第１図を参照して、圧電ユニツト１を作
る。この圧電ユニツト１は、たとえばチタン酸ジ
ルコン酸鉛系の強誘電性セラミツク基板１１を含
む。そして、この基板１１上には、振動電極１２
および１３がそれぞれ互いに対向して形成され
る。振動電極１２はリード電極１２ａによつて、
引出電極１４に接続される。また、裏面の振動電
極１３はリード電極１３ａによつて、引出電極１
５に接続される。これら引出電極１４，１５に
は、それぞれ、引出端子１６，１７がたとえばは
んだ付けによつて接続される。そしてこのような
状態で、たとえば特公昭45−22384号公報等で公
知な方法を用いて、このエレメントを絶縁性樹脂
２で被覆することによつて圧電ユニツト１が完成
する。

第４図はこの考案に用いられ得る金属ケースの
一例を示す図解図である。この金属ケース３は、
第２図に示すような状態の圧電ユニツト１が十分
収納できるだけの穴３１を有する。この金属ケー
スは、たとえば耐湿性や磁気シールド性を高めま
た製品に高級感を与えるために用いられるもので
ある。

続いて、第５図に示すように、金属ケース３の
穴３１に、樹脂層２によつて被覆された圧電ユニ
ツト１を図示の方向で入れる。

そして、第６図に示すように、金属ケース３と
樹脂層２との間および各引出端子間に、充填剤４
を充填する。この充填剤４は圧電ユニツト１を金
属ケース３に対して固定するためのものである。
このとき、充填剤４としては抵抗体ペーストが用
いられ、この抵抗値は充填剤４を充填しない前
の、端子間にあらわれるユニツト（強誘電性セラ
ミツク基板１１）の抵抗値よりも低い抵抗値が端
子間に並列接続されるように選ばれている。な
お、ここでいう端子間とは、後述するように強誘
電性セラミツク基板の温度変化によつて正および
負電荷が蓄積される端子間をいう。そして、その
ような充填剤４としては、たとえばエポキシ系樹
脂にカーボンを分散させたものや、フエノール系
樹脂に金属酸化物を分散させたものや、フエノー
ル系樹脂に半導体粉末を分散させたものや、シリ
コン系樹脂に金属粉末を分散させたものあるいは
これらを適宜組合せたものなどが用いられ得る。
この第６図からも分かるように、充填剤４によつ
て、各引出端子１６，１７は、この充填剤４（抵
抗体ペースト）で電気的に接続されることにな
る。

このような構成をとると、熱衝撃に対して、挿
入損失が中心周波数が変化しなくなるが、このよ
うに安定した特性が得られるのは、次のような理
由によるものと推察される。

すなわち、チタン酸バリウム系、チタン酸ジル
コン酸鉛系、チタン酸鉛系など強誘電性セラミツ
クからなる圧電共振子装置等においては、周囲温
度が変化したとき、その電極部分に自発分極の変
化によるパイロ（焦電）効果が生まれて、その電
極上に電荷が発生する。そして、この電荷は分極
処理時の直流電解方向とは逆向きの、分極をとる
ような反電界として働き、その結果基板の圧電特
性が劣化するものと考えられる。しかしながら、
上述の実施例のように、基板の表面に形成された
導電部材に接続される引出端子相互間を、抵抗体
ペーストのような充填材料だ電気的接続すると、
パイロ効果により発生した電荷は、この抵抗体ペ
ーストを介して放電され、その結果反電界が生じ
ず、基板の圧電特性の劣化を防止することができ
るのであろう。したがつて、このときに用いられ
る抵抗体ペーストとしては、基板それ自体の抵抗
値よりも低い抵抗値を有するものとする必要があ
ろう。

なお、上述の実施例では、基板１１の両主表面
上に形成する電極として、導電部材で形成した例
を示したが、これはたとえば抵抗体ペーストのよ
うな抵抗膜ないし半導電膜で形成してもよい。こ
のときには、充填材料としての抵抗体ペーストの
抵抗値を、電極の抵抗値との関係で選ぶ必要があ
ろう。

以上の実施例はエネルギーとじこめ型二端子型
圧電共振子についてであるが、この考案はこれ以
外に、エネルギーとじめこ形二重モードフイルタ
や、非エネルギーとじこめ形の共振子やフイルタ
にも適用できる。また、圧電ユニツトの外装は絶
縁性樹脂で被覆した構造のみならず、あらかじめ
成型した絶縁性樹脂からなるケースであつてもよ
い。要はこれらの絶縁性樹脂からなる外装外へ、
強誘電性セラミツク基板の温度変化によつて正お
よび負電荷が蓄積される端子が導出されるように
したもの（圧電ユニツトの元来の構造から当然な
るもの、あるいは意識的に電荷が蓄積される端子
を増設して外装外へ導出されれるよにしたもの）
はすべて本考案が適用できることはあきらかであ
る。

以上のように、この考案によれば、従来の金属
ケースと、絶縁性樹脂で封入された圧電ユニツト
との間に充填される充填材料を抵抗ペーストのよ
うな抵抗性樹脂で形成し、それによつて引出端子
相互間をある抵抗値を有して電気的に接続するよ
うにしたので、比較的簡単な構成によつて、厳し
い温度環境や熱的環境下でも圧電特性の安定なバ
ルク波圧電共振子装置を得ることができる。ま
た、そのようなバルク波圧電共振子装置が、良品
率良くしかも何等の追加の工程をなく、効率的に
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの考案の一実施例であ
るエネルギーとじこめ形二端子共振の一例を製造
工程順次に示す図である。 図において、１は圧電ユニツト、１１は強誘電
性基板、１２，１３は振動電極、１６，１７は引
出端子、２は絶縁性樹脂層、３は金属ケース、４
は充填剤を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 分極処理を施した強誘電性セラミツク基板が用
   いられ、かつ絶縁性樹脂で封入され、強誘電性セ
   ラミツク基板の温度変化によつて正および負電荷
   が蓄積される端子が絶縁樹脂外装外へ導出された
   バルク波圧電共振子装置が金属ケースに収容され
   ており、金属ケースと絶縁樹脂間の隙間に抵抗性
   樹脂が充填されており、正および負電荷がこの抵
   抗性樹脂を通じて放電されるようにしたバルク波
   圧電共振子装置。