JPS63107307A - チツプ状圧電部品とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は各種の電子回路において、−例として発振子や
フィルタ素子として使用されるチップ状圧電部品とその
製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、マイクロコンビュユータのクロックパルス発生回
路として、水晶振動子よりも安価な圧電磁器発振子が広
く使用されている。

この種の圧電磁器発振子を使用したクロックパルス発生
回路としては、たとえば第８図に示すように、インバー
タｌの入出力端子間に圧電磁器発振子２と抵抗Ｒとを並
列に接続するとともに、入力端子とアースとの間および
出力端子とアースとの間に夫々負荷容量ＣＡおよびＣＢ
を接続してなり、上記インバータｌの出力端子に接続さ
れた端子３からクロックパルスを出力するものが周知で
ある。

ところで、電子回路で用いられる部品は、いわゆるチッ
プ部品化されたものが多く圧電磁器発振子も信頼性が高
く、しかもできる限り小形で、しかも安価なチップ部品
化されたものが求められている。

（発明の目的） 本発明の目的は、このような要望に応えることである。

（発明の構成） このため、本願の第１の発明は、エネルギ閉じ込め形の
圧電共振子と、少なくとも二分割された構造から一体化
されたケースとを有し、このケースは、前記圧電共振子
に接続される電極が少なくとも形成されてなるセラミッ
クシートよりなるベース部分と、外形寸法が上記ベース
にほぼ等しく、上記圧電共振子を囲繞する一定厚を有す
るフタ部分とからなることを特徴とするチップ状圧電部
品である。

また、本願の第２の発明は、エネルギ閉じ込め形の圧電
共振子と、少なくともこの圧電共振子に接続される電極
の組が縦横に所定の間隔をおいてマトリックス状に形成
されてなるベース用セラミックグリーンシートと、上記
圧電共振子を収容する穴がマトリックス状に打ち抜かれ
てなる枠体用セラミックグリーンシートと、フタ部材用
の絶縁体シートとを用意し、上記各穴を上記電極の組に
夫々一致させて上記枠体用セラミックグリーンシートを
ベース用セラミックグリーンシートの上に積層し、上記
枠体用セラミックグリーンシートとベース用セラミック
グリーンシートとを一体に焼成し、上記枠体用セラミッ
クグリーンシートの各穴に夫々上記圧電共振子を収容し
てその電極の引出し部分を上記ベース用セラミックグリ
ーンシートに形成された接続電極に電気的に接続し、上
記枠体用セラミックグリーンシート上にフタ部材用の上
記絶縁体シートを接着した後、上記枠体用セラミックグ
リーンシートの穴を含んで全体をチップ状に切断するこ
とを特徴とするチップ状圧電部品の製造方法である。

（発明の効果） 本願の第１の発明によれば、少なくとも二分割された構
造から一体化されたケースを用いるからケース各部分を
たとえば同一セラミック材料ないしは同一ないし実質同
一の熱膨張率をもつ材料で形成すると二分割構造ケース
を一体化するときの接着封止部の熱的な安定性、信頼性
が非常に高くなる。この場合ケース部分のみならず、圧
電共振子基板らケースと同一材料ないしは同一ないし実
質的同一の熱膨張率をもつ材料で形成すると圧電共振子
基板と、ケースのベース部分との接続部の熱的な安定性
、信頼性が非常に高くなる。またこの場合、ベース部分
に負荷容量を形成して本発明品を発振回路で用いるとき
などはベース部分の温度−誘電率゛温度係数も圧電共振
子基板のそれと同一ないし実質同一の材料にすると発振
周波数の温度補償がやり易くなりさらに好ましい。

また本願の第１の発明によればケースのベース部分に圧
電共振子と組合せる回路網もしくは回路素子を構成しよ
うとすれば容易に可能であるから、小形になるし、圧電
共振子だけを内蔵したデツプ状電子部品と圧電共振子の
みならずこれと組合せる回路網もしくは回路素子ら内蔵
したチップ状電子部品とをパーツを共有して製造でき、
コストダウンを構成できる。

本願の第２の発明によれば、本願の第１の発明品を大全
に生産できて能率がよい。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明に係るチップ状圧電部品の一実施例の一部破断斜
視図および分解斜視図を夫々第１図および第２図に示す
。

上記チップ状圧電部品は、第８図のクロック源において
、二点１１ｔｔ１１ｔにより囲んで示す圧電磁器発振子
２と負荷容量ＣおよびＣＢを１つのチップ状圧電部品４
として構成するようにしたものである。

上記チップ状圧電部品４は、圧電磁器発振子２と、この
圧電磁器発振子２に接続される負荷容量ＣおよびＣＦ３
が形成されるセラミックシートよりなるベース５と、こ
のベース５に焼成により一体に接着されるようベース５
と同一材料よりなるセラミックシートの打抜きにより形
成される枠体６と、ベース５、枠体６と同一セラミック
材料で形成されたフタ部材７とからなる。

上記圧？Ｉ！磁器発振子２は、長方形状の圧電磁器基板
８のエネルギ閉じ込め厚みすべり振動を利用するもので
、圧電磁器基板８の対向する両生表面には夫々電極９お
よび１０が形成されている。これらの電極９および１０
のうち、一方の電極９は圧電磁器基板８の一つの主表面
のほぼ中央部からこの圧電磁器基板８の一端面を経てい
ま一つの主表面の端部まで引き出されている。また、他
方の電極ＩＯは゛上記圧電磁器基板８のいま一つの主表
面のほぼ中央部からこの圧電磁器基板８の他端面を経て
上記一つの主表面の端部まで引き出されている。

一方、上記圧電磁器発振子２のベース５は、同一材料か
らなるセラミックグリーンシートを焼成してなる第１セ
ラミツクシートｌ！と第２セラミツクシート１２とを積
層してなるものである。

上記第１セラミツクシートｌｌは、その４つのコーナ部
に夫々円弧状の切欠き１３ａを有するとともに、対向す
る一対の辺の各中央部に半円状の切欠１４ａを有する。

これら切欠き１３ａ、１４ａの内壁面には電極膜が形成
されている。上記第１セラミツクシート１１の一つの主
表面には、次に説明する第２セラミツクシート１２に形
成された電極１５および１６に夫々対向して負荷容量Ｃ
ＡおよびＣＢ（第８図参照）を形成するための共通電極
Ｉ７が形成されている。この共通電極１７は引出し部１
７ａにより、第１セラミツクシートｌｌの上記各切欠き
１４ａの内壁面に形成された電極膜に引き出される。上
記セラミックシート１１のいま一つの主表面には、第３
図に示すように、切欠き１４ａ、１４ａをブリッジする
ように、アース端子電極１８が形成されるとともに、こ
のアース端子電極１８の両側にも、隣り合う切欠き１３
ａ。

１３ａの内壁面に形成された電極膜をブリッジするよう
に、端子電極１９および２１が夫々形成されている。

一方、第２セラミツクシート１２は、上記第１セラミツ
クシート１１と同様に、その４つのコーナ部に夫々円弧
状の切欠き１３ｂを有するとともに、対向する一対の辺
の各中央部に半円状の切欠き１１１ｂを有する。これら
切欠き１３ｂ、１４ｂの内壁面には電極膜が形成されて
いる。上記第２セラミツクシート１２には、第１セラミ
ツクシート１１とは反対側の主表面の両端部に、上記第
２セラミツクシート１２を間にして共通電極１７と対向
し、負荷容量ＣおよびＣＢ（第８図参照）を形成する電
極１５および１６が夫々、短辺に沿って隣り合う切欠き
１３ｂ、１３ｂの内壁面に形成された電極膜をブリッジ
するように夫々形成されている。

上記第１セラミツクシート１１の上には第２セラミツク
シー）１２が、また、第２セラミツクシー）１２の上に
は枠体６が夫々積層されて、これら三者は、焼成により
、一体に接着される。

上記枠体６は圧電磁器発振子２の厚みよりもやや大きな
厚みを有し、その内側に上記圧？ｆｉ磁器発振子２の外
形寸法よりも大きな穴６ａを有する。

上記圧電磁器発振子２は枠体２の穴６ａ内に収容され、
その電極９および１０の圧電磁器基板８の端部への引出
し部分９ａおよびＩＯａが夫々第２セラミツクシー）１
２の電１ｆｉ１５および１６に半田や導電ペースト２２
等により電気的・機械的に接続している。

一方、第１セラミツクシート１１の共通電極！７の引出
し部１７ａとアース端子電極１８は、切欠き１４ａの内
壁面に形成された電極膜２３により、電気的に相互に接
続される。

また、上記第１セラミツクシート１１の端子電極」９と
第２セラミツクシート１２の電極」５とは、切欠き１３
ａ、１３ｂの内壁面に形成された電極膜２３により、電
気的に相互に接続される。

第１セラミツクシート１１の端子ｍＩ？ｊｐ＝　２１と
第２セラミツクシー小１２の電極１６についても、上記
と同様に、他の切欠き１３ａ、１３ｂの内壁面に形成さ
れた電極膜２３により、電気的に相互に接続される。

上記のように、枠体６の穴６ａの内部にて、圧電磁器発
振子２が収容された状態で、上記枠体６の上には、セラ
ミックシートよりなるフタ部材７が接着される。

なお、上記枠体６には、ベース５の第１セラミツクシー
ト１１の切欠き１３ａおよび１４ａに夫々対応して切欠
き１３ｃおよび１４ｃが形成されている。これら切欠き
１３ｃ、＋４ｃの内壁面には電極膜が形成されている。

また、上記フタ部材７にも、上記と同様の切欠き１３ｄ
および１４ｄが必要に応じ形成され、切欠きが形成され
たときは、これら切欠き１３ｄ、１４ｄの内壁面にも電
極膜が形成されセいる。

各切欠き１３ａ＝Ｉ　３ｄ、　　１４ａ−１４ｄの内壁
面に設けた電極同士は電極膜により電気的に相互に確実
に接続される。

このような構成であれば、ベース５の第２セラミツクシ
ート１２に形成された電極１５および１６が、この第２
セラミツクシート１２を間にして、第１セラミツクシー
ト１１の共通電極１７と対向し、この共通電極１７と上
記１Ｆｉ極１６との間には静電容量ＣＡが形成され、ま
た、共通電極１７と上記電極１５との間には静電容量Ｃ
Ｂが形成される。しかも、上記静電容量ＣＡは圧電磁器
発振子２の電極ｌＯとアース端子電極Ｉ８との間に接続
され、いま一つの上記静電容量ＣＢは圧電磁器発振子２
の電極９とアース端子電極１８との間に接続される。従
って、第１図のチップ状圧電部品４は、静電容量ＣＡ、
ＣＢと圧電磁器発振子２とが第８図において二点鎖線で
囲んで示す１つの回路ブロックを構成する。これにより
、第４図に示すように、上記チップ状圧電部品４のアー
ス端子電極１８をアースに接続し、端子電極１９および
２１を夫々インバータ１の出力端子および入力端子に接
続するとともに、上記端子電極１９と２１との間に抵抗
Ｒを接続すれば、３つの部品を使用して、第８図の回路
構成を有するクロックパルス発生回路を構成することが
できる。

なお、上記抵抗Ｒを、第５図に示すように、印刷等によ
り、第２セラミツクシート１２上に電極１５と電極１６
とを結ぶように形成すれば、上記抵抗Ｒもチップ状圧電
部品４に内蔵させることができる。

逆に、前記構成において、共通電極１７、アース端子電
極１８を設けなければ、圧電磁器発振子２の引出し電極
部分９ａ、１０ａが端子電極１９．２１に導通された二
端子型デツプ状圧電部品が実現でき、発振子としての用
途だけでなく他の用途にも使える。もちろん、前記の静
電容量ｃＡ、ＣＢさらには抵抗Ｒも内蔵したチップ状圧
電部品の用途が発振回路用に限定されないことはいうま
でもない。

また、前゛記実施例において、ケースの枠体部分とフタ
部分を一体形成したらのをケースのベース部分に接着す
る構造であってもよい。

ベース５の部分に形成される静電容量を大きくするため
にはベース５を多層化して積層コンデンサと同様な構成
として静電容量を大きくすればよい。従ってベース５の
セラミックグリーンシートは２層に限定されるものでは
ない。

次に、以上に構成を説明したチップ状圧電部品の製造方
法を説明する。

先ず、第６図に示すように、必要に応じ共通電極１７．
アース端子電極１８および端子？ｌｉト第１９゜２１の
組が多数組、マトリックス状に印刷されてなる第１セラ
ミツクグリーンシート２６と、電極１５および１６の組
が多数組、マトリックス状に印刷されてなる第２セラミ
ツクグリーンシート２７を積層し、ベース用セラミック
グリーンシート２８を形成する。

一方、セラミックグリーンシートにマトリックス状に多
数の穴６ａを打ち抜きにより形成した枠体用セラミック
グリーンシート２９と、第１図および第２図において説
明した圧電磁器発振子２を多数個用意する。

各切欠きないし孔１３．１４には電極膜２３が形成され
ており、所定の電極と導通している。

先ず、上記ベース用セラミックグリーンシート２８に枠
体用セラミックグリーンシート２つを、その各穴６ａが
上記ベース用セラミックグリーンシート２８の共通電極
１７、アース端子電極１８および端子電極１９．２１等
の各組に一致させて積層、圧着する。

次いで、この状態で、ベース用セラミックグリーンシー
ト２８と枠体用セラミックグリーンシート２９を焼成し
、両者を一体に接着させる。

その後、枠体用セラミックグリーンシート２９の各穴６
ａに予め用意した上記圧電磁器発振子２を夫々収容し、
第１図において説明したように、上記各圧電磁器発振子
２の電極９の引出し部分９ａおよび電極ｌＯの引出し部
分１０ａを夫々第２セラミツクグリーンシート２７に印
刷された電極１５およびＩ６に半田又は導通ペースト２
２等により電気的・機械的に接続する。

この発振子２を装着した焼成済ベースユニット３２の上
に、第７図に示すように、セラミックからなる絶縁体シ
ート３１を接着剤らしくは低融点ガラス等で接着した後
、上記枠体２９の穴６ａを含んで、全体を図中の破線に
沿ってチップ状に切断すれば、第１図において説明した
構造を有するチップ状圧電部品４を得ることができる。

このようにすれば、一度に、大量のチップ状圧電部品４
を効率よく製造することができる。

本発明は、ベース５に形成される回路網を変更すること
により、クロックパルス発生回路用のチップ状圧電部品
４に限定されず、圧電共振子を使用する他の回路にも使
用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るチップ状圧電部品の一実施例の一
部破断斜視図、 第２図は第１図のチップ状圧電部品の分解斜視図、 第３図は第１図のチップ状圧電部品の第１セラミツクシ
ートの下面側から見た斜視図、第４図は第１図のチップ
状圧電部品を使用したクロックパルス発生回路の説明図
、 第５図は第４図のクロックパルス発生回路の抵抗を形成
した第２セラミツクシートの斜視図、第６図および第７
図は夫々第１図のチップ状圧電部品の製造方法の説明図
、 第８図はクロックパルス発生回路の回路図である。 ２・・・圧電磁器発振子、４・・チップ状圧電部品、５
・・ベース、　７・・・フタ部材、 １１・・・第１セラミツクシート、 １２・・・第２セラミツクシート、 ２２・・・半田又は導電ペースト、２３・・・電極、２
６・・・第１セラミツクグリーンシート、２７・・・第
２セラミツクグリーンシート、２８・・・ベース用セラ
ミックグリーンシート、２９・・・枠体用セラミックグ
リーンシート、３１・・・絶縁体シート、　３２・・・
ベースユニット。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　青　山　　葆ばか２名第２ｇ ｊ 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エネルギ閉じ込め形の圧電共振子と、少なくとも
   二分割された構造から一体化されたケースとを有し、こ
   のケースは、 前記圧電共振子に接続される電極が少なくとも形成され
   てなるセラミックシートよりなるベース部分と、 外形寸法が上記ベースにほぼ等しく、上記圧電共振子を
   囲繞する一定厚を有する枠体部分と、上記ベースとほぼ
   等しい寸法を有するフタ部分とからなることを特徴とす
   るチップ状圧電部品。
2. （２）エネルギ閉じ込め形の圧電共振子と、少なくとも
   この圧電共振子に接続される電極の組が縦横に所定の間
   隔をおいてマトリックス状に形成されてなるベース用セ
   ラミックグリーンシートと、上記圧電共振子を収容する
   穴がマトリックス状に打ち抜かれてなる枠体用セラミッ
   クグリーンシートと、 フタ部材用の絶縁体シートとを用意し、 上記各穴を上記電極の組に夫々一致させて上記枠体用セ
   ラミックグリーンシートをベース用セラミックグリーン
   シートの上に積層し、 上記枠体用セラミックグリーンシートとベース用セラミ
   ックグリーンシートとを一体に焼成し、上記枠体用セラ
   ミックグリーンシートの各穴に夫々上記圧電共振子を収
   容してその電極の引出し部分を上記ベース用セラミック
   グリーンシートに形成された接続電極に電気的に接続し
   、 上記枠体用セラミックグリーンシート上にフタ部材用の
   上記絶縁体シートを接着した後、 上記枠体用セラミックグリーンシートの穴を含んで全体
   をチップ状に切断することを特徴とするチップ状圧電部
   品の製造方法。