WO2007026428A1

WO2007026428A1 - 圧電共振子

Info

Publication number: WO2007026428A1
Application number: PCT/JP2005/015932
Authority: WO
Inventors: Junji Furue; Masato Murahashi; Yuuji Hata
Original assignee: Kyocera Corporation
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-03-08
Also published as: CN101253684A; CN101253684B; US7893600B2; US20090045695A1

Abstract

　圧電基板の両主面に一対の振動電極を形成し、一方の振動電極上に、枠体を介して、セラミック材料からなり静電容量を形成する封止基板を接合し、他方の振動電極上に、枠体を介して、樹脂材料からなる封止基板を接合してなり、薄型・小型で信頼性に優れた容量内蔵型圧電共振子である。

Description

明細書

圧電共振子

技術分野

[0001] 本発明は、発振回路やフィルタ回路などに用いられる圧電共振子に関する。

背景技術

[0002] 従来の圧電共振子としては、例えば、図 8に示す容量内蔵型圧電共振子が知られている（例えば、下記特許文献 1参照)。図 8に示す容量内蔵型圧電共振子は、圧電基板 101の両主面に振動電極 102を設け、各振動電極 102を取り囲むように一対の榭脂材カゝらなる枠体 104を介して、圧電基板 101に一対の封止基板 103を接合した構造を有している。

[0003] 圧電基板 101は、圧電体セラミック材料から成り、両主面に振動電極 102を設けることにより圧電共振素子を構成するものである。また、封止基板 103はセラミック材料力も成り、その上下面に設けた電極により静電容量を形成するようになっている。具体的には、封止基板 103の外表面に設けられた外部端子電極 109と内部電極 106 との間、外部端子電極 109と外部端子電極 107の封止基板 103の主面への延出部との間、外部端子電極 109と外部端子電極 108の封止基板 103の主面への延出部との間などに封止基板 103を介して静電容量が発生するようになっている。

[0004] このような容量内蔵型圧電共振子は、未硬化の榭脂から成る枠体 104を、圧電基板 101の上下面に振動電極 102の振動領域を取り囲むように塗布し、その後、枠体 104上に封止基板 103を載置し、し力る後、枠体 104を硬化させることにより製作される。この容量内蔵型圧電共振子では、振動空間 105の高さを枠体 104の厚みとすることで薄型化を図って、る。

特許文献 1：特開平 3 - 247010号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、枠体 104を薄くするほど振動電極 102と封止基板 103との間隔が狭まることになるため、封止基板 103ゃ圧電基板 101などのわずかな変形によって、振動電極 102と封止基板 103とが接触しやすくなつてしまう。したがって、枠体 104は、必要以上に薄くすることができない。

[0006] そこで、圧電共振子の更なる薄型化を実現するためには、封止基板 103の厚みを薄くする方法が考えられる。し力しながら、従来の容量内蔵型圧電共振子では、一対の封止基板 103がセラミック材料カゝら成っているため、平板状の封止基板 103を形成する際や容量内蔵型圧電共振子を実装する際などに、封止基板 103にヮレゃクラックが生じやすいという問題があった。特に、封止基板 103の厚みを薄くするほど、上記問題が発生しやすくなるため、歩留まり良く薄い封止基板 103を生産するのには限界があり、容量内蔵型圧電共振子の薄型化の大きな妨げとなっていた。

[0007] 本発明は、上記課題に鑑み案出されたものであり、その主たる目的は、薄型化に適した圧電共振子を提供することにある。

[0008] 上記の目的を達成するための、本発明の圧電共振子は、第 1、第 2の主面を有する圧電基板と、前記圧電基板の第 1の主面に形成される第 1の振動電極と、前記圧電基板の第 2の主面に形成される第 2の振動電極と、前記圧電基板の第 1の主面側に第 1の振動空間が形成されるように、第 1の枠体を介して前記圧電基板と接合される第 1の封止基板と、前記圧電基板の第 2の主面側に第 2の振動空間が形成されるように、第 2の枠体を介して前記圧電基板と接合される第 2の封止基板と、を備えた圧電共振子であって、前記第 1の封止基板がセラミック材料力成り、前記第 2の封止基板が榭脂材料力成ることを特徴とするものである。

[0009] また、本発明の圧電共振子は、前記第 2の封止基板が、ガラス繊維を含有して!/、ることを特徴とするものである。

また、本発明の圧電共振子は、前記第 2の枠体が、前記第 2の封止基板を形成する榭脂材料と同系の榭脂材料カゝら成ることを特徴とするものである。

また、本発明の圧電共振子は、前記第 1の封止基板を形成するセラミック材料の比誘電率が 200〜 5000であり、前記第 1の封止基板の外表面には容量形成用の外部端子電極が設けられて、ることを特徴とするものである。

[0010] また、本発明の圧電共振子は、前記第 1の封止基板と前記第 1の枠体との間に榭脂層が介在されていることを特徴とすることを特徴とするものである。また、本発明の圧電共振子は、前記榭脂層が前記第 2の封止基板を形成する榭脂材料から成り、且つ前記第 2の封止基板の厚みと前記榭脂層の厚みとが略等しいことを特徴とするものである。

また、本発明の圧電共振子は、前記第 2の封止基板側が、実装面とされていることを特徴とするものである。

発明の効果

[0011] 本発明の圧電共振子によれば、第 2の封止基板を榭脂材料で形成したことにより、セラミック材料力なる封止基板に比べて、薄型化した際にヮレゃクラックが発生するのを有効に防止することができるため、機械的強度に優れ、且つ薄型化に適した圧電共振子とすることができる。

[0012] また、本発明の圧電共振子においては、第 2の封止基板にガラス繊維を含有させておくことが好ましい。ガラス材料は、数百度の比較的高い温度まで流動性を有しないため、榭脂材料のガラス転移温度では変形を発生しない。したがって、第 2の封止基板にガラス繊維を含有させておくことにより、ガラス繊維が硬い骨格の役割となって第 2の封止基板の熱変形を抑制することが可能となる。このように、第 2の封止基板の熱変形を抑制できるため、第 2の封止基板と圧電基板との接触を有効に防止できる。

[0013] また、本発明の圧電共振子においては、前記第 2の枠体を、前記第 2の封止基板を形成する榭脂材料と同系の榭脂材料によって形成することが好ましい。この場合、前記第 2の封止基板と前記第 2の枠体との接着性がよくなり、両者の接合強度を向上させることが可能となる。

[0014] また、本発明の圧電共振子においては、前記第 1の封止基板を形成するセラミック材料の比誘電率が 200〜5000であり、前記第 1の封止基板の外表面には容量形成用の外部端子電極を設けておくことが好ましい。このように、第 1の封止基板の材料として強誘電体セラミック材料を用いることにより、比較的大きな静電容量を容易に形成することができる。また、第 1の封止基板の材料としてセラミック材料を用いることにより、外部からの応力等に対する強度を向上させて圧電基板に加わる応力を低減することができる。これにより、外部力の衝撃等による応力が圧電共振子に加わっても、圧電基板の破損が有効に防止され、信頼性に優れた圧電共振子とすることもできる。

[0015] また、本発明の圧電共振子においては、前記第 1の封止基板と前記第 1の枠体との間に榭脂層を介在させてもよい。この場合、前記第 1の封止基板と前記第 1の枠体とが榭脂層により強固に接着されることになり、圧電共振子の機械的強度を向上させることができる。

また本発明の圧電共振子においては、前記榭脂層を前記第 2の封止基板を形成する榭脂材料で形成するとともに、前記第 2の封止基板の厚みと前記榭脂層の厚みとを略等しくなしておくことが好ましい。これによつて、榭脂層と第 2の封止基板とで、外部からの応力の吸収度合いが近似するため、圧電基板の上下面に加わる応力が略均一となる。その結果、圧電基板に不要な歪みが生じるのを抑え、圧電共振子の電気的特性を良好な状態に維持することができる。

[0016] また、本発明の圧電共振子においては、前記第 2の封止基板側が、実装面とされていてもよい。この場合、セラミック材料カゝらなる封止基板に比べ、柔らかくて変形しやすい榭脂材料カゝらなる第 2の封止基板側で外部の配線基板に実装されることになるので、実装時に配線基板との熱膨張係数や弾性率の違いによって発生する応力を第 2の封止基板の変形によって吸収し、実装面付近のクラック等の発生を有効に抑帘 Uすることができる。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]図 1は、本発明の圧電共振子の一例を模式的に示す斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1の A— A'線断面図である。

[図 3]図 3は、本発明の圧電共振子を模式的に示す分解斜視図である。

[図 4]図 4は、本発明の圧電共振子の等価回路を示す図である。

[図 5]図 5は、本発明の別の形態の圧電共振子を模式的に示す分解斜視図である。

[図 6]図 6は、本発明の圧電共振子の変形例を模式的に示す外観斜視図である。

[図 7]図 7は、図 6の B— B'線断面図である。

[図 8]図 8は、従来の圧電共振子を模式的に示す断面図である。

符号の説明

[0018] 1 圧電共振子 21 圧電基板

22a 第 1の振動電極

22b 第 2の振動電極

31 第 1の封止基板

41 第 2の封止基板

32a, 32b 内部電極

33a, 33b、 33c 外部端子電極

51a 第 1の枠体

51b 第 2の枠体

61a 第 1の振動空間

61b 第 2の振動空間

71a, 71b、 71c 外部接続電極

81 榭脂層

発明の実施形態

[0019] 以下、本発明の圧電共振子を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図 1は、本発明の圧電共振子の一例を模式的に示す外観斜視図であり、図 2は、その A— A'線断面図であり、図 3は分解斜視図である。

なお、本実施形態においては、静電容量を内蔵したタイプの圧電共振子について説明する。

[0020] 同図に示す圧電共振子 1は、 1枚の圧電基板 21と 2枚の封止基板 31、 41とから主に形成されている。より具体的には、図 2に示す如ぐ圧電基板 21の第 1の主面 10側に第 1の振動空間 61aが形成されるように第 1の枠体 51aを介して第 1の封止基板 31 を圧電基板 21に接合させるとともに、圧電基板 21の第 2の主面 11側に第 2の振動空間 61bが形成されるように第 2の枠体 51bを介して第 2の封止基板 41を圧電基板 21 に接合させた構造を有して!/ヽる。

[0021] 圧電基板 21は、チタン酸ジルコン酸鉛 (PZT)やチタン酸鉛 (PT)等の圧電セラミツク材料や、水晶（SiO )やニオブ酸リチウム (LiNbO )等の圧電単結晶材料から成る

2 3

、縦 ·横の長さが数 mm X数 mm、厚みが数 10 m〜数 mmの四角形状の基板である。尚、圧電基板 21がセラミック材料カゝら成る場合は、原料粉末にバインダを加えてプレスする方法、或いは、原料粉末を水，分散剤とともにボールミルを用いて混合後に乾燥し、バインダ、溶剤、可塑剤等を加えてドクターブレード法により成型する方法などによってシートとし、 1100〜1400°Cのピーク温度で数 10分〜数時間焼成して基板を形成した後、例えば、厚み方向に 60〜150°Cの温度にて 3〜15kV/mmの電圧をかけて分極処理を施すことによって所望の圧電特性を付与する。また、圧電基板 21が圧電単結晶材料から成る場合は、圧電基板 21となる圧電単結晶材料のィンゴット (母材)を所定の結晶方向となるように切断することにより、所望の圧電特性を有する圧電基板 21を得ることができる。

[0022] このような圧電基板 21の両主面には第 1、第 2の振動電極 22a, 22bが被着 '形成されている。より具体的には、圧電基板 21の第 1の主面 10に、第 1の振動電極 22a が形成され、圧電基板 21の第 2の主面 11には、第 2の振動電極 22bが形成されている。第 1の振動電極 22aと第 2の振動電極 22bとは、圧電基板 21を挟んで互いに略平行に配置されており、これら圧電基板 21、第 1の振動電極 22a及び第 2の振動電極 22bにより、特定の周波数で共振する圧電共振素子 20が構成されている。

[0023] 第 1、第 2の振動電極 22a, 22bは、金、銀、銅、クロム、ニッケル、錫、鉛、アルミ- ゥム等の良導電性の金属力なり、真空蒸着などの PVD法やスパッタリング法、或いは厚膜印刷法による塗布及び焼き付けなどにより形成される。尚、圧電基板 21にセラミック材料と密着性のょ、クロム (Cr)等の金属をあら力じめ被着させておき、その上に上記金属を被着させてもよヽ。

[0024] 第 1、第 2の振動電極 22a、 22bは、円形状や四角形状など所定の形状に加工され、円形状の場合、その直径は例えば 50 /z m以上で、かつ、圧電基板の縦'横のうち短辺方向の長さ以下、四角形状の場合、縦 ·横方向の長さは例えば 50 /ζ πι〜2πιπι に設定される。また、第 1、第 2の振動電極 22a、 22bの厚みは、例えば 0. 5 m〜3 0 mに設定される。なお、各振動電極 22a、 22bの大きさや配置、厚みなどは、共振特性や共振周波数等、所望の電気特性によって適宜決定される。

[0025] 第 1の振動電極 22aは、図 3に示すように、圧電基板 21の第 1の主面 10の中央領域に形成され、中央領域力も圧電基板 21の左側側面 12に向力つて引き出された上、圧電基板 21の左側の側面 12と第 1の主面 10とのなす端縁に沿うようにして形成された引出部 23aと接続されている。

引出部 23aは圧電基板 21の手前側側面 14及び手前側側面 14と反対側の側面 1 5に露出されている。そして、図 1に示すように、引出部 23aの露出部分が外部接続電極 71aに接続されるようになって、る。

[0026] また、第 2の振動電極 22bは、第 1の振動電極 22aと圧電基板 21を介して、前記圧電基板 21の主面 10、 11の方向において互いに重なるように、圧電基板 21の第 2の主面 11の中央領域に形成され、中央領域から圧電基板 21の右側側面 13に向かつて引き出された上、圧電基板 21の右側側面 13と第 2の主面 11とのなす端縁に沿うようにして形成された引出部 23bと接続されて、る。

引出部 23bは圧電基板 21の手前側側面 14及び手前側側面 14と反対側の側面 1 5に露出されている。そして、図 1に示すように、引出部 23bの露出部分が外部接続電極 71bに接続されるようになっている。

[0027] なお、第 1、第 2の振動電極 22a、 22bは、圧電基板 21の両主面 10、 11に複数の電極が形成されて成る分割電極であってもよ、。

そして、圧電基板 21の第 1の主面 10側には、第 1の振動空間 61aが形成されるようにして、第 1の枠体 51aを介して第 1の封止基板 31が接合されている。一方、圧電基板 21の第 2の主面 11側には、第 2の振動空間 61bが形成されるようにして、第 2の枠体 51bを介して第 2の封止基板 41が接合されている。

[0028] 第 1の封止基板 31は、第 1の枠体 51aとともに振動空間 61aを形成し、外力から圧電基板 21を保護する機能を有している。力かる第 1の封止基板 31は、チタン酸ジルコン酸鉛 (PZT)やチタン酸鉛 (PT)、チタン酸バリウム (BT)などの強誘電体セラミツク材料力成り、縦'横の長さが、圧電基板 21の縦'横の長さと略同一であり、厚みが数 10 m〜 lmmの直方体力もなる基板である。この第 1の封止基板 31は、原料粉末にバインダを加えてプレスする方法、或いは、原料粉末を水，分散剤とともにボールミルを用いて混合後に乾燥し、バインダ、溶剤、可塑剤等を加えてドクターブレード法により成型する方法などによってシートを作成し、そのシートを 1100〜1400°Cのピーク温度で数 10分〜数時間焼成することにより形成される。ここで、第 1の封止基板 31の材料をチタン酸ジルコン酸鉛 (PZT)やチタン酸鉛 (PT)、チタン酸バリウム（ BT)などの強誘電体セラミック材料とすることで、第 1の封止基板 31の比誘電率を大きくできるため、充分な大きさの静電容量を有するコンデンサ素子 30を構成できる。尚、第 1の封止基板 31の比誘電率としては 200〜5000とすることが望ましい。

[0029] また、第 1の封止基板 31の材料としてセラミック材料を用いることにより、外部からの応力等に対する強度を向上させて圧電基板 21に加わる応力を低減することができる。これにより、外部からの衝撃等による応力が圧電共振子 1に加わっても、圧電基板 2 1の破損が有効に防止され、信頼性に優れた圧電共振子とすることができる。

[0030] 第 1の封止基板 31の上面には内部電極 32a、 32bが、第 1の封止基板 31の下面には外部端子電極 33a、 33b、 33cが、それぞれ形成されている。内部電極 32a、 32b 及び外部端子電極 33a、 33b、 33cは、第 1の封止基板 31とともに、コンデンサ素子 30を構成している。具体的には、外部端子電極 33aと 33cとの間に静電容量 clが、外部端子電極 33bと 33cとの間に静電容量 c2がそれぞれ形成されている（図 4)。

[0031] かかる内部電極 32a、 32b及び外部端子電極 33a、 33b、 33cは、振動電極 22と同様の材料及び方法で形成される。外部端子電極 33a、 33b、 33cは、更に圧電共振子 1が搭載される外部の実装基板との機械的接続及び電気的接続に利用され、その表面には Ni— Snメツキが施されて!/、る。

[0032] 一方、第 2の封止基板 41は、第 2の枠体 51bとともに第 2の振動空間 61bを形成し、圧電基板 21の上面側の振動領域を保護する機能を有している。

第 2の封止基板 41の縦'横の長さは圧電基板 21の縦'横の長さと略同一であり、厚みは材料により異なるが数 10 μ m〜数 mmである。このような第 2の封止基板 41の材料としてはポリブチレンテレフタレート（PBT)、液晶ポリマー等のエンジニアリングプラスチックや、ポリイミド系榭脂、エポキシ系榭脂等の耐熱性榭脂が使用できる。第 2の封止基板 41を榭脂材料で形成したことにより、第 2の封止基板 41をセラミック材料力もなる封止基板よりもさらに薄型化することができる。し力も、セラミック材料からなる封止基板に比べて、薄型化した際にヮレゃクラックが発生するのを有効に防止することができるため、機械的強度に優れ、且つ薄型化に適した圧電共振子 1とすることができる。 [0033] 第 2の封止基板 41には、ガラス繊維を含有させておくことが好ま、。ガラス繊維を含有させた榭脂材料を用いることにより、封止基板 41の熱変形を抑制し、容易に振動空間 61a、 61bを形成することができる。

第 2の封止基板 41を第 1の封止基板 31と同様のセラミック基板としていたときには、セラミックの構造欠陥等の強度的問題によって、その厚みは 150 mが限界であった力第 2の封止基板 41をガラス繊維を含有した榭脂材料により形成することによって、その厚みを 28 mまで薄型化することができ、その分だけ圧電共振子 1を薄型化することができた。

[0034] また第 2の封止基板 41を形成する榭脂材料としては、エポキシ系榭脂又はポリイミド系榭脂が好ましい。ポリイミド系榭脂シートまたはエポキシ系榭脂シートに、例えば、 30〜80%のガラス繊維を含有させた場合、 lOOPa以下の真空中にて 0. 2MPa〜 5MPaの圧力を加えながら 180°C〜200°Cの温度で 40分〜 90分保持して硬化させて形成した第 2の封止基板 41は、圧電基板 21との間に第 2の枠体 51bを挟んでカロ熱して枠体 51bを硬化させることで、加熱接着により圧電基板 21と良好に接合することができる。発明者の実験によれば、ガラス繊維の含有量が 32%のポリイミド系榭脂を使用した場合、前記接合時における、加熱による変形 (たわみ）の大きさを、ガラス繊維を含有しないポリイミド系榭脂から成る第 2の封止基板 41と比し、約 40%に抑えることがでさた。

[0035] このように第 2の封止基板 41の変形を抑えることにより、第 2の封止基板 41を圧電基板 21に第 2の枠体 51bを介して加熱接着により接合する際、第 2の封止基板 41が圧電基板 21側に倒れ込んで第 2の振動電極 22bに接触するのを有効に防止できる。これによつて、第 2の枠体 51bの厚みをより薄くすることができ、結果として圧電共振子全体の厚みをより薄くすることができる。なお、硬化前の榭脂シートを第 2の枠体 51 b上に積層して両者を同時に硬化させることで第 2の封止基板 41を形成するとともに、第 2の枠体 51bを介して、加熱接着によって圧電基板 21と接合してもよい。

[0036] 次に上述した第 1の封止基板 31、第 2の封止基板 41を圧電基板 21に接合するとともに第 1、第 2の振動空間 61a、 61bを形成するための第 1の枠体 51a及び第 2の枠体 51bについて説明する。かかる第 1、第 2の枠体 51a、 51bは、エポキシ系榭脂等の熱硬化性榭脂など力もなり、例えば、厚膜印刷により塗布し、その上に第 1、第 2の封止基板 31、 41を重ねて 80°C〜200°Cで乾燥硬化することによって形成されるとともに、加熱接着により、第 1、第 2の封止基板 31、 41を圧電基板 21に接合する。硬化後のエポキシ系榭脂は緻密な 3次元網目構造を有していることから気密性に優れており、振動空間 61a、 6 lbを長期にわたって気密に密閉することができる。

[0037] また、第 1、第 2の枠体 51a、 51bには、酸ィ匕珪素等のセラミックス力も成るフィラーを含有させてもよい。これにより、第 1、第 2の枠体 51a、 5 lbの粘度や熱膨張係数を調節することができる。この第 1、第 2の枠体 51の高さを調整することにより、第 1の振動電極 22aと第 1の封止基板 31との間隔、あるいは、第 2の振動電極 22bと第 2の封止基板 41との間隔を調整することができる。振動電極 22a、 22bと封止基板 31、 41との間隔は、 5 m〜100 mとなるように設定するのが好ましぐさらに好ましくは、 20 μ m〜60 μ mである。振動電極 22a、 22bと封止基板 31、 41との間隔力 ^20 μ m未満となると、圧電共振子 1に不要な外力が加わった際に封止基板 31、 41が橈んで振動電極 22a、 22bと接触しやすくなり、圧電共振素子 20の振動をダンピングする危険性が高くなる。一方、振動電極 22a、 22bと封止基板 31、 41との間隔が 60 mを超えると圧電共振子 1の厚みが不要に厚いものとなってしま!/、、薄型化することが困難となる傾向がある。

[0038] 第 2の枠体 51bは、第 2の封止基板 41と同系の榭脂材料により形成することが好ましい。第 2の枠体 51bを第 2の封止基板 41と同系の榭脂材料により形成することにより、第 2の封止基板 41と第 2の枠体 51bとの接着性がよくなり、両者の接合強度を向上させることが可能となる。より具体的には、第 2の封止基板 41と第 2の枠体 51bとを、エポキシ系榭脂またはポリイミド系榭脂により形成することが好ましい。

[0039] 尚、第 1、第 2の枠体 51a、 5 lbが同一材料力も成る場合は、それぞれの枠体 51a、 51bを塗布する工程を統一できるので工数が削減でき、生産性向上に供することができる。また、各振動空間 61a、 6 lbの形成を真空中で行ない、振動電極 22a、 22b を真空封入してもよぐその場合は、振動電極 22a、 22bの酸化腐食が防止され、より信頼性の優れた圧電共振子 1とすることができる。

[0040] そして、圧電共振子 1の側面には、第 1の振動電極 22aと内部電極 32aと外部端子電極 33aとを電気的に接続する外部接続電極 71a、第 2の振動電極 22bと内部電極 32bと外部端子電極 33bとを電気的に接続する外部接続電極 71b、及び、外部端子電極 33cと接続される外部接続電極 71cが形成されている。

[0041] そして、外部端子電極 33aと 33cとの間に静電容量 clが、外部端子電極 33bと 33c との間に静電容量 c2がそれぞれ形成されている。また、第 1の振動電極 22aと内部電極 32aと外部端子電極 33aとが外部接続電極 71aによって接続され、第 2の振動電極 22bと内部電極 32bと外部端子電極 33bとが外部接続電極 71bによって接続され、更に、外部端子電極 33cが外部接続電極 71cに接続されることによって、圧電共振素子 20とコンデンサ素子 30とが電気的に接続されて、図 4に示す等価回路が構成されている。

[0042] これらの外部接続電極 71a、 71b、 71cは、金、銀、銅、クロム、ニッケル、錫、鉛、ァルミ-ゥム等の良導電性の金属を、真空蒸着などの PVD法やスパッタリング法で被着させるか、或いは、導電性エポキシ系榭脂を厚膜印刷などによって塗布し、 80°C 〜250°Cで硬化させて形成させて形成し、所望により、その表面に Ni— Snなどのメッキが施される。

[0043] 上述した実施形態においては、セラミック力もなる第 1の封止基板 31側で外部の実装基板に接続 ·固定されることになるため、実装強度が確保され、実装後の衝撃や振動に対しても充分な信頼性が確保される。

また更に、上述した実施形態においては、封止基板 31の外部端子電極 33aと 33c との間に静電容量 clを、外部端子電極 33bと 33cとの間に静電容量 c2をそれぞれ形成している。これにより、発振回路などで使用される 2つの静電容量は圧電基板 21 と外部の実装基板との間に形成されることになり、余分な配線を介することなく外部端子電極 33a、 33b、 33cに接続される結果、不要な浮遊容量の発生がなく安定した発振を実現できる。

[0044] 図 5は本発明の別の実施形態に係る圧電共振子を模式的に示す分解斜視図である。

本実施形態の特徴は、第 1の枠体 51aと第 1の封止基板 31との間に榭脂層 81が挿入されていることである。第 1の枠体 51aの厚みが薄い場合、圧電基板 21及び第 1の封止基板 31の表面の平坦度が不足すると、それを第 1の枠体 51の厚みで補うことが困難となり、圧電基板 21と第 1の封止基板 31との接着強度が低下する問題が発生する場合があるが、変形し易く適度な厚みを有する榭脂層 81を第 1の枠体 51aと第 1 の封止基板 31との間に挿入することによって、前記の問題が発生するのを有効に防止することができる。

[0045] 榭脂層 81は平板形状であり、縦'横の長さは圧電基板 21及び第 1の封止基板 31 の縦'横の長さと略同一である。また、榭脂層 81の厚みは材料により異なるが数 10 m〜数 mmである。材料としては第 2の封止基板 41と同様に、ポリイミド系榭脂ゃェポキシ系榭脂等の耐熱性榭脂が使用できる。この榭脂層 81には、ガラス繊維を含有させておくことが好ま、。ガラス繊維を含有したポリイミド系榭脂やエポキシ系榭脂を用いることによって熱変形を抑制し、容易に振動空間 61a、 61bを形成することができ、例えば、ガラス繊維の含有量が 30〜80%のポリイミド系榭脂シートやエポキシ系榭脂シートなどが好適に使用される。

[0046] ここで、榭脂層 81を第 2の封止基板 41と同一の榭脂材料で形成するとともに、第 2 の封止基板 41の厚みと榭脂層 81の厚みとを略等しくしておくことが好ましい。これによって、榭脂層 81と第 2の封止基板 41とで、外部からの応力の吸収度合いが近似するため、圧電基板 21の上下面に加わる応力が略均一となる。その結果、圧電基板 2 1に不要な歪みが生じるのを抑え、圧電共振子 1の電気的特性を良好な状態に維持することができる。

[0047] 尚、本発明は上述の実施例に限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更，改良が可能である。

例えば、上述した実施例においては、枠体 51a、 5 lbをエポキシ系榭脂等の熱硬化性榭脂により形成し、これを厚膜印刷により塗布するようにしたが、第 1の封止基板 41や榭脂層 81と同様に、ガラス繊維を含有したポリイミド系榭脂やエポキシ系榭脂などとしても良い。その場合は、ガラス繊維を含有した榭脂シートの中央部に振動空間 61a、 61bを確保するための開口を形成したものを使用して加熱圧着すれば良ぐ例えば、 lOOPa以下の真空中にて 0. 2MPa〜5MPaの圧力をカ卩えながら 180°C〜 200°Cの温度で 40分〜 90分保持して硬化させると良好に接合できる。ここで、第 2の枠体 51bと封止基板 41とを同系の榭脂材料とすることにより、両者のなじみが良くなり接合強度を向上させることが可能となる。

[0048] また、上述した実施形態の圧電共振子においては、セラミック力なる第 1の封止基板 31側にて外部の実装基板に接続 ·固定されるようにした力図 6及び図 7に示すように、榭脂材料カゝらなる第 2の封止基板 41側を実装基板に接続'固定される実装面としても構わない。なお、図 6は、本発明の圧電共振子の変形例を示す外観斜視図であり、図 7はその B— B'線断面図である。

[0049] 図 6、図 7に示す圧電共振子 1においては、第 2の封止基板 41の下面に、外部の実装基板への接続'固定に使用する第 2外部端子電極 91a、 91b、 91cを形成している。そして、第 2外部端子電極 91aは外部接続電極 71aによって振動電極 22aと内部電極 32aと外部端子電極 33aとに接続され、また、第 2外部端子電極 9 lbは外部接続電極 71bによって振動電極 22bと内部電極 32bと外部端子電極 33bとに接続され、更に、外部接続電極 91cは外部接続電極 71cによって外部端子電極 33cと接続されている。

尚、第 2外部端子電極 91a、 91b、 91cは、外部端子電極 31a、 31b、 31cと同様の材料及び形成法にて形成される。

[0050] 図 6、図 7に示す圧電共振子 1においては、柔らかくて変形しやすい榭脂材料からなる第 2の封止基板 41側を外部の実装基板へ実装する実装面とすることによって、実装時に実装基板との熱膨張係数や弾性率の違いによって発生する応力を第 2の封止基板 41の変形によって吸収し、実装面付近のクラック等の発生を有効に抑制することがでさる。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1、第 2の主面を有する圧電基板と、

前記圧電基板の第 1の主面に形成される第 1の振動電極と、

前記圧電基板の第 2の主面に形成される第 2の振動電極と、

前記圧電基板の第 1の主面側に第 1の振動空間が形成されるように、第 1の枠体を介して前記圧電基板と接合される第 1の封止基板と、

前記圧電基板の第 2の主面側に第 2の振動空間が形成されるように、第 2の枠体を介して前記圧電基板と接合される第 2の封止基板と、

を備えた圧電共振子であって、

前記第 1の封止基板がセラミック材料から成り、前記第 2の封止基板が榭脂材料から成ることを特徴とする圧電共振子。

[2] 前記第 2の封止基板が、ガラス繊維を含有して、ることを特徴とする請求項 1に記載の圧電共振子。

[3] 前記第 2の枠体が、前記第 2の封止基板を形成する榭脂材料と同系の榭脂材料から成ることを特徴とする請求項 1に記載の圧電共振子。

[4] 前記第 1の封止基板を形成するセラミック材料の比誘電率が 200〜5000であり、前記第 1の封止基板の外表面には容量形成用の外部端子電極が設けられていることを特徴とする請求項 1に記載の圧電共振子。

[5] 前記第 1の封止基板と前記第 1の枠体との間に榭脂層が介在されていることを特徴とすることを特徴とする請求項 1に記載の圧電共振子。

[6] 前記榭脂層が前記第 2の封止基板を形成する榭脂材料から成り、且つ前記第 2の封止基板の厚みと前記榭脂層の厚みとが略等しいことを特徴とする請求項 5に記載の圧電共振子。

[7] 前記第 2の封止基板側が、実装面とされていることを特徴とする請求項 1に記載の圧電共振子。