WO2017126228A1 - 圧電部品 - Google Patents

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二郎 香山
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京セラ株式会社
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    • H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/176—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of ceramic material

Definitions

  • the present disclosure relates to a piezoelectric component that is suitably used as, for example, a resonator.
  • a piezoelectric component as a resonator is generally composed of a support substrate, a piezoelectric element, and a lid.
  • input / output electrodes for electrically connecting an external circuit board and a piezoelectric element are provided on the support substrate in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the support substrate so as to cross the lateral direction of the support substrate.
  • the piezoelectric component of the present disclosure includes a rectangular plate-shaped substrate having a longitudinal direction and a width direction, a pair of electrodes provided on the first surface of the substrate with a space in the center of the longitudinal direction,
  • the pair of electrodes includes a piezoelectric element having both ends fixed thereto, and the pair of electrodes are provided with notches in the longitudinal direction from the central portion side.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the external appearance of the piezoelectric component of this embodiment.
  • FIG. 1 (a) is a partially omitted schematic plan view, (b) is a sectional view taken along line AA, and (c) is a bottom view.
  • FIG. 4 (a) is a partially omitted schematic plan view, (b) is a cross-sectional view taken along line BB, and (c) is a bottom view.
  • FIG. It is a schematic plan view which shows the electrode in the piezoelectric component shown in FIG. It is a schematic plan view which shows the electrode in the other example of the piezoelectric component of this embodiment. It is a schematic plan view which shows the electrode in the other example of the piezoelectric component of this embodiment. It is a schematic plan view which shows the electrode in the other example of the piezoelectric component of this embodiment. It is a schematic plan view which shows the electrode in the other example of the piezoelectric component of this embodiment. It is a schematic plan view which shows the electrode in the other example of the piezoelectric component of this embodiment.
  • any direction of the piezoelectric component 1 may be a vertical direction or a horizontal direction, and the z-axis direction may be referred to as a vertical direction, a height direction, or a thickness direction. Further, when the piezoelectric component 1 is simply referred to as a plan view, it refers to viewing in the z-axis direction. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.
  • 1 to 3 includes a rectangular plate-like substrate 2 having a longitudinal direction and a width direction, and a first surface 2a of the substrate 2 with a gap in the center in the longitudinal direction.
  • a pair of electrodes 3 provided and a piezoelectric element 4 having both ends fixed to the pair of electrodes 3 are provided.
  • a lid 10 is provided on the first surface 2 a of the substrate 2 so as to cover the piezoelectric element 4.
  • the substrate 2 includes a dielectric formed as a rectangular flat plate having a length of 2.5 mm to 7.5 mm, a width of 1.0 mm to 3.0 mm, and a thickness of 0.1 mm to 1 mm, for example.
  • a dielectric formed as a rectangular flat plate having a length of 2.5 mm to 7.5 mm, a width of 1.0 mm to 3.0 mm, and a thickness of 0.1 mm to 1 mm, for example.
  • ceramic materials such as alumina and barium titanate, and resin materials such as glass epoxy can be used.
  • a pair of electrodes 3 are provided on the first surface 2 a (upper surface in this example) of the dielectric material constituting the substrate 2.
  • the pair of electrodes 3 are electrodes for mechanically fixing both end portions of the piezoelectric element 4 and electrically connecting to the surface electrode 42 (vibration electrode) of the piezoelectric element 4.
  • the electrode 3 is provided from one end in the width direction of the substrate 2 to the other end, and the shape in plan view is rectangular.
  • the pair of electrodes 3 are arranged at a distance from the longitudinal center of the first surface 2 a of the substrate 2. This interval is set by the length of the piezoelectric element 4, and the electrodes 3 are arranged on both end sides in the length direction of the first surface 2 a of the substrate 2.
  • a pair of external electrodes 7 are provided on the second surface 2b opposite to the first surface 2a.
  • the external electrode 7 is an electrode for electrically and mechanically connecting the piezoelectric component 1 to an external circuit.
  • the external electrode 7 is provided from one end in the width direction of the substrate 2 to the other end, and the shape in plan view is rectangular.
  • the pair of external electrodes 7 are electrically connected to the electrodes 3 and the side electrodes 8 provided on the side surfaces of the substrate 2, respectively.
  • the surface electrode 42 (vibration electrode) of the piezoelectric element 4 and the external circuit are electrically connected, and signal input / output is performed. That is, the pair of electrodes 3, the pair of side electrodes 8, and the pair of external electrodes 7 provided on the substrate 2 constitute an input / output electrode.
  • side electrodes 8 are respectively provided on both side surfaces located in the width direction of the substrate 2.
  • the pair of electrodes 3 are provided with notches 31 from the center side of the first surface 2 a of the substrate 2 toward the direction along the longitudinal direction of the substrate 2. ing. It can also be said that there is a recess on the side of the center side of the electrode 3. In other words, the notch 31 is provided in the part of the pair of electrodes 3 facing each other. As a result, a portion in which the distance (distance) between the pair of electrodes 3 which are a part of the input / output electrodes becomes longer is formed.
  • the stray capacitance generated between the input and output electrodes is reduced, and the fluctuation of the oscillation frequency due to the stray capacitance can be suppressed, so that the piezoelectric component 1 serving as a highly accurate resonator is obtained.
  • the notch 31 is provided on the electrode 3 where the piezoelectric element 4 is mounted, on the outer side of the central part in the width direction of the substrate 2 and on the side surface side of the substrate 2. Thereby, stray capacitance can be reduced while ensuring a bonding area between the electrode 3 and the piezoelectric element 4.
  • the substrate 2 has a ground electrode 9 at the center of the second surface 2b opposite to the first surface 2a. It has.
  • the pair of electrodes 3 includes a first region 32 extending in the width direction of the substrate 2, a longitudinal direction extending from the first region 32 toward the center portion, and the ground electrode 9 sandwiching the substrate 2 (dielectric). And a second region 33 having a portion facing each other. And the notch 31 is provided in the longitudinal direction from the center part side of each 1st area
  • the ground electrode 9 is provided from one end in the width direction to the other end in the central portion in the longitudinal direction of the second surface 2b of the substrate 2, and the shape in plan view is rectangular. This is for forming a capacitor between the second region 33 of the electrode 3 on the first surface 2a of the substrate 2, and is electrically connected to a ground potential of an external circuit substrate or the like.
  • the side electrode 8 electrically connected to the ground electrode 9 is provided on the side surface of the substrate 2. Since the ground electrode 9 is not electrically connected to the electrode on the first surface 2a of the substrate 2, it is not always necessary.
  • a bonding material such as solder can be bonded from the lower surface to the side surface of the piezoelectric component 1. Strength can be improved and electrical and mechanical connection reliability can be increased. In addition, since it is for the improvement of joining strength, the electrical connection with the ground electrode 9 is not necessarily required.
  • the first region 32 is the same portion as the electrode 3 in the example shown in FIGS. That is, the first region 32 is a region for mainly mechanically fixing both end portions of the piezoelectric element 4 and electrically connecting to the surface electrode 42 (vibration electrode) of the piezoelectric element 4.
  • the first region 32 is provided from one end (side surface) in the width direction of the substrate 2 to the other end (side surface), and has a rectangular shape in plan view.
  • the first region 32 is electrically connected to the pair of external electrodes 7 via the side electrodes 8 provided on the side surfaces of the substrate 2.
  • the first region 32 of the pair of electrodes 3, the pair of side electrodes 8, and the pair of external electrodes 7 constitute an input / output electrode.
  • the second region 33 is a region extending in the longitudinal direction from the first region 32 toward the center of the substrate 2.
  • the first region 32 is provided to a position overlapping the ground electrode 9 in plan view in the central portion in the longitudinal direction of the substrate 2, and the shape in plan view is rectangular.
  • the overall shape of the electrode 3 having the first region 32 and the second region 33 is T-shaped.
  • the second region 33 has a portion facing the ground electrode 9 with the substrate 2 interposed therebetween.
  • the tip portion extending from the first region 32 in the longitudinal direction of the substrate 2 overlaps the ground electrode 9 in a plan view.
  • a capacitor is formed by sandwiching the substrate 2, which is a dielectric, between the ground electrode 9 and the second region 33 of the electrode 3.
  • the load capacity necessary for the oscillation circuit is built in the piezoelectric component 1.
  • the size of the load capacitance can be set by the area where the ground electrode 9 and the second region 33 overlap in a plan view.
  • the magnitude of this load capacity is set by the characteristics of the amplifier circuit element that is connected to the piezoelectric component 1 and constitutes an oscillation circuit.
  • each of the pair of electrodes 3 is provided with a notch 31 in the longitudinal direction from the center portion side of the substrate 2 in each first region 32.
  • the piezoelectric component 1 serving as a highly accurate resonator is obtained.
  • the ground electrode 9 is disposed between the pair of external electrodes 8 which are a part of the input / output electrodes, the stray capacitance generated between the external electrodes 8 can be reduced, which is more effective.
  • the notch 31 is provided in the first region 32 where the second region 33 is connected and the piezoelectric element 4 is mounted, that is, outside the central portion in the width direction of the substrate 2 and on the side surface side of the substrate 2. Yes.
  • the stray capacitance can be reduced while ensuring the bonding area between the electrode 3 and the piezoelectric element 4.
  • the shape of the notch 31 in plan view is a triangular shape in the examples shown in FIGS. 2 and 3 and a rectangular shape in the examples shown in FIGS. 5 and 6.
  • the shape of the notch 31 is preferably rectangular.
  • the trapezoidal shape in which the upper base is located on the center side of the substrate 2 and the lower base is located on the side far from the central part, that is, the width increases as the distance from the center part increases. It is good also as a shape which becomes large.
  • the stray capacitance generated between the inner part (the part extending in the longitudinal direction) of the notch 31 of one electrode 3 and the other electrode 3 can be reduced.
  • the distance between the inner part of the notch 31 of one electrode 3 and the other electrode 3 is a distance in a direction inclined with respect to the longitudinal direction of the substrate 2 (x-axis direction in the drawing), and this is lengthened. Because it can.
  • the length of the electrode 3 along the width direction of the substrate 2 is 1.0 mm to 3.0 mm, which is the same as the width of the substrate 2.
  • the length along the length direction of 2 is 0.1 mm to 1.5 mm.
  • the size of the first region 32 is, for example, 1.0 mm to 3.0 mm
  • the length along the width direction of the substrate 2 is the same as the width of the substrate 2.
  • the length along the length direction of the substrate 2 is 0.1 mm to 1.5 mm.
  • the size of the second region 33 is, for example, a length along the width direction of the substrate 2 of 0.3 mm to 1.2 mm, and a length along the length direction of the substrate 2 of 0.5 mm to 1.8 mm. It is.
  • the width of the notch 31 (the length in the width direction of the substrate 2) may be 10% or more of the length of the electrode 3 in the direction along the width direction of the substrate 2, for example.
  • the central portion of the electrode 3 is a portion on which the piezoelectric element 4 is mounted, notches 31 are formed in both outer portions sandwiching the central portion, and this portion is a signal input / output path. . As the input / output path becomes narrower, the resistance increases and the oscillation circuit may be affected. Therefore, it is preferable to provide the notch 31 only on one side of both outer sides of the central portion.
  • the width of the notch 31 (the length in the direction along the width direction of the substrate 2) is set to 10 to 30% of the length of the electrode 3 in the width direction of the substrate 2, for example.
  • the width of the notch 31 in the width direction of the substrate 2 is the width of the side of the electrode 3 on the center side of the substrate 2, in other words, the opening width.
  • the length of the notch 31 (the length in the direction along the longitudinal direction of the substrate 2) may be, for example, 30% or more of the length of the electrode 3 in the direction along the longitudinal direction of the substrate 2.
  • the electrode 3, the external electrode 7, the side electrode 8, and the ground electrode 9 are mainly composed of a metal such as gold, silver, copper, aluminum, or tungsten.
  • a metal such as gold, silver, copper, aluminum, or tungsten.
  • the substrate 2 is made of a ceramic material, a so-called thick film conductor can be used.
  • the surface may be formed with a plating film such as Ni / Au or Ni / Sn.
  • the piezoelectric element 4 is for generating piezoelectric vibration of thickness longitudinal vibration or thickness shear vibration at a specific frequency in the piezoelectric component 1.
  • the piezoelectric element 4 is provided, for example, on a long plate-like piezoelectric body 41, a surface electrode 42 provided on both main surfaces (one main surface and the other main surface) of the piezoelectric body 41, and an end surface of the piezoelectric body 41. And an end face electrode 43.
  • the piezoelectric body 41 can be, for example, a flat plate having a length of 1.0 mm to 4.0 mm, a width of 0.2 mm to 2 mm, and a thickness of 40 ⁇ m to 1 mm.
  • the piezoelectric body 41 is formed using, for example, piezoelectric ceramics based on lead titanate, lead zirconate titanate, lithium tantalate, lithium niobate, sodium niobate, potassium niobate, a bismuth layered compound, or the like. Can do.
  • the surface electrode 42 is a vibrating electrode for applying a voltage to the piezoelectric body 41 to vibrate.
  • the surface electrode 42 is disposed on the one main surface and the other main surface of the piezoelectric body 41 so as to have regions (intersection regions) facing each other.
  • On one main surface (upper surface) of the piezoelectric body 41 it is provided so as to extend from one end portion in the longitudinal direction of the piezoelectric body 41 toward the other end portion, and on the other main surface (lower surface) of the piezoelectric body 41, the piezoelectric body 41 is piezoelectric.
  • the body 41 is provided so as to extend from the other end portion in the longitudinal direction toward the one end portion side, and each has a region facing each other with the piezoelectric body 41 interposed therebetween.
  • the surface electrode 42 can be made of metal such as gold, silver, copper, aluminum, chromium, nickel, and has a thickness of 0.1 ⁇ m to 3 ⁇ m.
  • the surface electrode 42 is connected to the end face electrode 43 at the end of the piezoelectric body 41.
  • the end face electrode 43 is provided in order to improve the mountability and bonding strength when the piezoelectric element 4 is mounted on the substrate 2.
  • the end surface electrode 43 is formed with the same material and thickness as the surface electrode 42.
  • a piezoelectric element 4 when a voltage is applied between the surface electrodes 42 (vibration electrodes), thickness longitudinal vibration or thickness slip occurs at a specific frequency in a region (cross region) where the surface electrodes 42 (vibration electrodes) face each other. Generates piezoelectric vibration.
  • the surface electrode 42 and the end face electrode 43 of the piezoelectric element 4 and the electrode 3 on the substrate 2 are electrically connected via the conductive bonding material 6.
  • the support portions 5 are provided on the electrodes 3 of the substrate 2.
  • the piezoelectric element 4 is mounted on the support portion 5 so as to vibrate.
  • the support portions 5 provided on the pair of electrodes 3 are mounted so as to support both ends of the piezoelectric element 4 in the longitudinal direction. Thereby, a space is formed between the central portion of the piezoelectric element 4 and the substrate 2, and the piezoelectric element 4 is mounted so as to be able to vibrate.
  • the support part 5 has conductivity, for example, and is a columnar body formed by dispersing metal powder such as gold, silver, copper, aluminum, tungsten, or the like in a resin.
  • the length (diameter) in the vertical and horizontal directions in a plan view is 0.1 mm to 1.0 mm
  • the thickness is 10 ⁇ m to 100 ⁇ m
  • a prismatic shape or a cylindrical shape is a prismatic shape or a cylindrical shape.
  • the conductive bonding material 6 is provided on the electrode 3 and the support portion 5, and both ends of the piezoelectric element 4 in the longitudinal direction are mechanically bonded to the electrode 3 and the support portion 5. Further, the surface electrode 42 (vibration electrode) and the end surface electrode 43 of the piezoelectric element 4 and the electrode 3 are electrically connected through the support portion 5 and the conductive bonding material 6.
  • the conductive bonding material 6 for example, solder, a conductive adhesive, or the like is used, and if it is a solder, for example, a lead-free material made of copper, tin, silver, or the like can be used. If so, an epoxy-based conductive resin or a silicone-based resin containing 75 to 95% by mass of conductive particles such as silver, copper, and nickel can be used.
  • a lid 10 may be provided on the substrate 2 so as to cover the piezoelectric element 4 as in the example shown in FIGS. 2B and 5B.
  • the lid body 10 is bonded to the peripheral edge of the upper surface of the substrate 2 with an adhesive or the like, so that the piezoelectric element 4 accommodated in the internal space formed together with the substrate 2 can be physically influenced from the outside. It has a function of protecting from chemical influences and a hermetic sealing function for preventing entry of foreign matters such as water into the space formed together with the substrate 2.
  • a material of the lid body 10 for example, a metal such as stainless steel, a ceramic such as alumina, a resin, glass, or the like can be used.
  • an insulating resin material such as an epoxy resin may contain an inorganic filler in a proportion of 25 to 80% by mass so as to reduce the difference in thermal expansion coefficient with the substrate 2.
  • the notches 31 provided in each of the pair of electrodes 3 may be provided at positions facing each other across the central portion of the substrate 2 as in the example shown in FIG. With such a configuration, the stray capacitance generated between the input and output electrodes is further reduced, and fluctuations in oscillation frequency associated with the stray capacitance can be further suppressed, so that a highly accurate resonator can be provided.
  • the notch 31 of one electrode 3 is translated in the longitudinal direction of the substrate 2, it is only necessary that the opening portions of the notches 31 of both electrodes 3 overlap each other, but the two opening portions coincide with each other. Better.
  • the notch 31 may divide the electrode 3 in the width direction of the substrate 2 as in the example shown in FIG.
  • the length of the notch 31 may be the same as the length of the electrode 3 (first region 32) in the direction along the longitudinal direction of the substrate 2.
  • the width of the notch 31 at this time may be from the center of the electrode 3 to the end in the width direction of the substrate 2 as in the example shown in FIG.
  • the example shown in FIG. 10 is a case where the electrode 3 has a first region 32 and a second region 33, and the shape of the electrode 3 in plan view is L-shaped.
  • the notch 31 is not formed up to the end in the width direction of the substrate 2, but a portion connected to the side electrode 9 is left. Thereby, especially when the electrode 3 and the side electrode 8 are formed of thick film conductors, the bonding strength between the side electrode 8 and the substrate 2 can be improved.
  • a portion similar to this portion is provided as the reinforcing conductor 11 connected to the side electrode 8 connected to the ground electrode 9.
  • the width of the notch 31 extends from the central portion of the electrode 3 to the end in the width direction of the substrate 2, and the notch 31 provided in each of the pair of electrodes 3 has the central portion of the substrate 2. It arrange
  • Two L-shaped electrodes 3 are arranged at point-symmetrical positions with the center of the first surface 2a of the substrate 2 as the symmetry point. With such a configuration, since there is no portion where the first regions 3a of the respective electrodes 3 face each other, the stray capacitance generated between the input / output electrodes is further reduced.
  • the electrode 3 (first region 32) is partly divided or not provided up to the end in the width direction of the substrate 2. Included in the notch.
  • Piezoelectric component 2 Substrate 2a: First surface 2b: Second surface 3: Electrode 31: Notch 32: First region 33: Second region 4: Piezoelectric element 41: Piezoelectric element 42: Surface electrode 43: End face electrode 5: Support part 6: Conductive bonding material 7: External electrode 8: Side electrode 9: Ground electrode 10: Lid 11: Reinforcing conductor

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Abstract

本開示の圧電部品１は、長手方向と幅方向とを有する矩形板状の基板２と、前記長手方向の中央部に間隔をあけて前記基板２の第１の面２ａ上に設けられた一対の電極３と、該一対の電極３に両端部がそれぞれ固定された圧電素子４とを備え、前記一対の電極３には、前記中央部側から前記長手方向に切欠き３１が設けられている。

Description

圧電部品
　
　本開示は、例えばレゾネータとして好適に用いられる圧電部品に関するものである。
　レゾネータとしての圧電部品は、一般的に支持基板と、圧電素子と、蓋体とから構成されている。一般的に支持基板には、外部回路基板と圧電素子とを電気的に接続するための入出力電極が支持基板長手方向の両端部近傍に、支持基板短手方向を横断するように設けられる。（例えば、特許文献１を参照。）
　
特開２０００－０９１８７５号公報
　本開示の圧電部品は、長手方向と幅方向とを有する矩形板状の基板と、前記長手方向の中央部に間隔をあけて前記基板の第１の面上に設けられた一対の電極と、該一対の電極に両端部がそれぞれ固定された圧電素子とを備え、前記一対の電極には、前記中央部側から前記長手方向に切欠きが設けられていることを特徴とする。
本実施形態の圧電部品の外観を示す斜視図である。 図１に示す圧電部品における、（ａ）は一部省略概略平面図、（ｂ）はＡ－Ａ線で切断した断面図、（ｃ）は底面図である。 図２に示す圧電部品における電極を示す概略平面図である。 本実施形態の圧電部品の他の例の外観を示す斜視図である。 図４に示す圧電部品における、（ａ）は一部省略概略平面図、（ｂ）はＢ－Ｂ線で切断した断面図、（ｃ）は底面図である。 図５に示す圧電部品における電極を示す概略平面図である。 本実施形態の圧電部品の他の例における電極を示す概略平面図である。 本実施形態の圧電部品の他の例における電極を示す概略平面図である。 本実施形態の圧電部品の他の例における電極を示す概略平面図である。 本実施形態の圧電部品の他の例における電極を示す概略平面図である。
　以下、添付図面を参照して、本開示の圧電部品の実施形態の一例を詳細に説明する。図１等においては、圧電部品１に対して固定して定義した直交座標系ｘｙｚを付している。以下の説明では、この座標系を参照して方向を説明することがある。圧電部品１は、いずれの方向が鉛直方向乃至水平方向とされてもよく、また、ｚ軸方向を上下方向又は高さ方向あるいは厚み方向ということがある。また、圧電部品１について単に平面視という場合、ｚ軸方向に見ることを指すものとする。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
　図１～図３に示す例の圧電部品１は、長手方向と幅方向とを有する矩形板状の基板２と、長手方向の中央部に間隔をあけて基板２の第１の面２ａ上に設けられた一対の電極３と、一対の電極３に両端部がそれぞれ固定された圧電素子４とを備えている。図１に示す例では、圧電素子４を覆うように基板２の第１の面２ａ上に蓋体１０を設けている。
　基板２は、例えば、長さが２．５ｍｍ～７．５ｍｍ、幅が１．０ｍｍ～３．０ｍｍ、厚みが０．１ｍｍ～１ｍｍの長方形状の平板として形成された誘電体を含んでいる。誘電体としては、アルミナやチタン酸バリウム等のセラミック材料、及びガラスエポキシ等の樹脂系材料を用いることができる。
　基板２を構成する誘電体の第１の面２ａ（本例では上面）には一対の電極３が設けられている。この一対の電極３は、圧電素子４の両端部を機械的に固定するとともに、圧電素子４の表面電極４２（振動電極）と電気的に接続するための電極である。電極３は基板２の幅方向の一方の端から他方の端にかけて設けられており、平面視の形状は矩形状である。また、一対の電極３は、基板２の第１の面２ａにおける長手方向の中央部に間隔をあけて配置されている。この間隔は圧電素子４の長さにより設定され、基板２の第１の面２ａの長さ方向の両端部側にそれぞれ電極３が配置される構成となる。これにより、圧電素子４の大きさに対して基板１が大きくなりすぎず、より小型の圧電部品１となる。
　また、第１の面２ａとは反対側の第２の面２ｂには一対の外部電極７が設けられている。外部電極７は、圧電部品１を外部回路に電気的および機械的に接続するための電極である。外部電極７は基板２の幅方向の一方の端から他方の端にかけて設けられており、平面視の形状は矩形状である。一対の外部電極７は、電極３と基板２の側面に設けられた側面電極８によってそれぞれ電気的に接続されている。これにより、圧電素子４の表面電極４２（振動電極）と外部回路とが電気的に接続され、信号の入出力が行なわれる。すなわち、基板２に設けられた一対の電極３、一対の側面電極８、および一対の外部電極７によって入出力電極が構成されている。なお、本実施形態においては、基板２の幅方向に位置する両側面に側面電極８がそれぞれ設けられている。
　そして、本実施形態の圧電部品１においては、一対の電極３には、基板２の第１の面２ａの中央部側から基板２の長手方向に沿った方向に向けて切欠き３１が設けられている。電極３の中央部側の辺に凹部があるともいえる。また、言い換えれば、一対の電極３の互いに向き合う部分に切欠き３１が設けられている。これにより、入出力電極の一部である一対の電極３間において、その間隔（距離）が長くなる部分が形成される。そのため、入出力電極間に発生する浮遊容量が低減され、浮遊容量に伴う発振周波数の変動の抑制が可能となるため、高精度なレゾネータとなる圧電部品１となる。
　切欠き３１は、電極３において圧電素子４が搭載される部分、基板２の幅方向における中央部分より外側、基板２の側面側に設けられている。これにより、電極３と圧電素子４との接合面積を確保しつつ浮遊容量を低減させることができる。
　図１～図３に示した例に対して、図４～図６に示す例においては、基板２は、第１の面２ａとは反対側の第２の面２ｂの中央部にグランド電極９を備えている。また、一対の電極３は、基板２の幅方向に延びる第１領域３２と、この第１領域３２から中央部に向かって長手方向に延びるとともに、基板２（誘電体）を挟んでグランド電極９と対向する部分を有する第２領域３３とをそれぞれ有している。そして、それぞれの第１領域３２の中央部側から長手方向に切欠き３１が設けられている。
　グランド電極９は、基板２の第２の面２ｂにおける長手方向の中央部において、幅方向の一方の端から他方の端にかけて設けられており、平面視の形状は矩形状である。基板２の第１の面２ａ上の電極３の第２領域３３との間でコンデンサを形成するためのものであり、外部回路基板等のグランド電位に電気的に接続される。
　なお、図４～図６に示す例では、グランド電極９に電気的に接続される側面電極８が基板２の側面に設けられている。グランド電極９は基板２の第１の面２ａ上の電極等とは電気的に接続されないので必ずしも必要ではない。グランド電極９の側方にも側面電極８を設けると、圧電部品１を外部回路基板へ実装する際に、はんだ等の接合材を圧電部品１の下面から側面にかけて接合させることができるので、接合強度が向上し、電気的および機械的な接続信頼性の高いものとすることができる。なお、接合強度の向上のためであるので、グランド電極９との電気的な接続は必ずしも必要ではない。
　第１領域３２は、図１～図３に示した例における電極３と同様の部分である。すなわち、第１領域３２は、主に圧電素子４の両端部を機械的に固定するとともに、圧電素子４の表面電極４２（振動電極）と電気的に接続するための領域である。第１領域３２は、基板２の幅方向の一方の端（側面）から他方の端（側面）にかけて設けられており、平面視の形状は矩形状である。そして、第１領域３２は、基板２の側面に設けられた側面電極８を介して一対の外部電極７にそれぞれ電気的に接続されている。一対の電極３の第１領域３２、一対の側面電極８、および一対の外部電極７によって入出力電極が構成されている。
　第２領域３３は、第１領域３２から基板２の中央部に向かって長手方向に延びる領域である。基板２の幅方向の中央部において、第１領域３２から、基板２の長手方向の中央部における、平面透視でグランド電極９と重なる位置まで設けられており、平面視の形状は矩形状である。このような第１領域３２と第２領域３３とを有する電極３の全体の形状はＴ字形となっている。
　第２領域３３は、基板２を挟んでグランド電極９と対向する部分を有している。図６に示す例のように、第１領域３２から基板２の長手方向に延びた先端部分が、平面透視でグランド電極９と重なっている。誘電体である基板２をグランド電極９と電極３の第２領域３３で挟むことによってコンデンサが形成される。これにより、発振回路として必要な負荷容量が圧電部品１に内蔵されることになる。このような圧電部品１を用いると、別にチップコンデンサ等を外部回路基板等に搭載する必要がなくなるので、部品点数が少なくなり、圧電部品１を用いた発振回路モジュールを小型化することができる。
　なお、平面透視でグランド電極９と第２領域３３とが重なる面積によって負荷容量の大きさを設定することができる。この負荷容量の大きさは、圧電部品１が接続されてともに発振回路を構成する増幅回路素子の特性によって設定される。
　このとき、一対の電極３は、それぞれの第１領域３２の基板２の中央部側から長手方向に切欠き３１が設けられている。上記と同様に、浮遊容量が低減され、浮遊容量に伴う発振周波数の変動の抑制が可能となるため、高精度なレゾネータとなる圧電部品１となる。また、入出力電極の一部である一対の外部電極８間にグランド電極９が配置されていることから、外部電極８間に発生する浮遊容量も低減することができ、より効果的である。
　切欠き３１は、第１領域３２における、第２領域３３が接続されるとともに圧電素子４が搭載される部分、すなわち基板２の幅方向における中央部分より外側、基板２の側面側に設けられている。電極３と圧電素子４との接合面積を確保しつつ浮遊容量を低減させることができる。
　切欠き３１の平面視の形状は、図２および図３に示す例では三角形状であり、図５および図６に示す例では矩形状である。入出力電極の一部である一対の電極３間において、その間隔（距離）をより長くして、浮遊容量をより低減するには切欠き３１の形状を矩形状とするとよい。また、図７に示す例のように、上底が基板２の中央部側に位置し、下底が中央部から遠い側に位置するような台形状、すなわち、中央部側から離れるに従って幅が大きくなる形状としてもよい。一方の電極３の切欠き３１の内側部分（長手方向にのびる部分）と他方の電極３との間において発生する浮遊容量を低減することができる。一方の電極３の切欠き３１の内側部分と他方の電極３との間の距離は、基板２の長手方向（図面のｘ軸方向）に対して傾斜した方向の距離であり、これを長くすることができるからである。
　電極３の大きさは、図１～図３に示す例の場合であれば、例えば、基板２の幅方向に沿った長さは基板２の幅と同じく１．０ｍｍ～３．０ｍｍで、基板２の長さ方向に沿った長さは０．１ｍｍ～１．５ｍｍである。図４～図６に示す例の場合であれば、第１領域３２の大きさは、例えば、基板２の幅方向に沿った長さは基板２の幅と同じく１．０ｍｍ～３．０ｍｍで、基板２の長さ方向に沿った長さは０．１ｍｍ～１．５ｍｍである。第２領域３３の大きさは、例えば、基板２の幅方向に沿った長さは０．３ｍｍ～１．２ｍｍで、基板２の長さ方向に沿った長さは０．５ｍｍ～１．８ｍｍである。
　切欠き３１の幅（基板２の幅方向の長さ）は、例えば、電極３の基板２の幅方向に沿った方向の長さの１０％以上にすればよい。上述したように、電極３の中央部分は圧電素子４が搭載される部分であるので、中央部分を挟む両外側部分に切欠き３１が形成されるが、この部分は信号の入出力経路である。入出力経路が細くなると抵抗が大きくなり、発振回路への影響が出る可能性があるので、中央部分の両外側のうち片側だけに切欠き３１を設けるのが好ましい。そのため、切欠き３１の幅（基板２の幅方向に沿った方向の長さ）は、例えば、電極３の基板２の幅方向の長さの１０～３０％に設定される。基板２の幅方向の切欠き３１の幅は、電極３の基板２の中央部側の辺部における幅、言い換えると開口幅のことである。切欠き３１の長さ（基板２の長手方向に沿った方向の長さ）は、例えば、電極３の基板２の長手方向に沿った方向の長さの３０％以上にすればよい。
　電極３、外部電極７、側面電極８およびグランド電極９は、例えば、金，銀，銅，アルミニウム，タングステン等の金属を主成分とするものである。例えば、基板２がセラミック材料から成る場合であれば、いわゆる厚膜導体を用いることができる。必要に応じて、表面にＮｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｓｎ等のめっき被膜を形成したものでもよい。
　圧電素子４は、圧電部品１において特定の周波数で厚み縦振動もしくは厚みすべり振動の圧電振動を発生させるためのものである。圧電素子４は、例えば、長尺板状の圧電体４１と、圧電体４１の両主面（一方主面および他方主面）に設けられた表面電極４２と、圧電体４１の端面に設けられた端面電極４３とを備えている。圧電体４１は、例えば、長さが１．０ｍｍ～４．０ｍｍ、幅が０．２ｍｍ～２ｍｍ、厚みが４０μｍ～１ｍｍの平板状とすることができる。この圧電体４１は、例えばチタン酸鉛，チタン酸ジルコン酸鉛，タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸ナトリウム，ニオブ酸カリウム，ビスマス層状化合物等を基材とする圧電セラミックスを用いて形成することができる。
　表面電極４２は、圧電体４１に電圧を印加して振動させるための振動電極である。表面電極４２は、圧電体４１の一方主面および他方主面にそれぞれ互いに対向する領域（交差領域）を有するように配置されている。圧電体４１の一方主面（上面）において圧電体４１の長手方向の一方の端部から他方の端部側に向けて延びるように設けられ、圧電体４１の他方主面（下面）においては圧電体４１の長手方向の他方の端部から一方の端部側に向けて延びるように設けられ、それぞれが互いに圧電体４１を挟んで対向する領域を有している。この表面電極４２は、例えば、金，銀，銅，アルミニウム，クロム，ニッケル等の金属を用いることができ、０．１μｍ～３μｍの厚みである。表面電極４２は圧電体４１の端部においてそれぞれ端面電極４３に接続されている。端面電極４３は、圧電素子４を基板２に実装する際の実装性、接合強度を向上させるために設けられる。端面電極４３は、表面電極４２と同様の材料、厚みで形成される。
　このような圧電素子４は、表面電極４２（振動電極）間に電圧を印加したとき、表面電極４２（振動電極）が対向する領域（交差領域）において、特定の周波数で厚み縦振動もしくは厚みすべり振動の圧電振動を発生させる。圧電素子４に電圧を印加するために、圧電素子４の表面電極４２および端面電極４３と基板２上の電極３とが、導電性接合材６を介して電気的に接続されている。また、図２（ｂ）および図５（ｂ）に示す例のように、基板２の電極３の上にはそれぞれ支持部５が設けられている。支持部５の上に圧電素子４が振動可能に搭載されている。具体的には、一対の電極３の上に設けられた支持部５が、圧電素子４の長手方向の両端部をそれぞれ支持するようにして搭載されている。これにより、圧電素子４の中央部と基板２との間に空間が形成され、圧電素子４が振動可能に搭載される。支持部５は、例えば導電性を有しており、例えば金，銀，銅，アルミニウム，タングステン等の金属粉末を樹脂中に分散させてなる柱状体である。例えば、平面視での縦、横方向の長さ（径）が０．１ｍｍ～１．０ｍｍ、厚みが１０μｍ～１００μｍで、角柱状、円柱状である。
　電極３および支持部５の上に導電性接合材６が設けられ、圧電素子４の長手方向の両端部と電極３および支持部５とが機械的に接合されている。また、圧電素子４の表面電極４２（振動電極）および端面電極４３と電極３とが支持部５および導電性接合材６を介して電気的に接続されている。導電性接合材６としては、例えばはんだや導電性接着剤等が用いられ、はんだであれば、例えば銅，錫，銀からなる鉛を含まない材料等を用いることができ、導電性接着剤であれば、銀，銅，ニッケル等の導電性粒子を７５～９５質量％含有したエポキシ系の導電性樹脂またはシリコーン系の樹脂を用いることができる。
　なお、図２（ｂ）および図５（ｂ）に示す例のように、基板２の上には圧電素子４を覆うように蓋体１０が設けられていてもよい。この蓋体１０は、基板２の上面の周縁部に接着剤などで接合されていて、これにより、基板２とともに形成した内部空間に収容されている圧電素子４を外部からの物理的な影響や化学的な影響から保護する機能と、基板２とともに形成した空間内への水等の異物の浸入を防ぐための気密封止機能を有している。なお、蓋体１０の材料として、例えば、ステンレス鋼などの金属、アルミナなどのセラミックス，樹脂，ガラス等を用いることができる。また、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂材料に無機フィラーを２５～８０質量％の割合で含有させて基板２との熱膨張係数の差を小さくするようにしたものでもよい。
　一対の電極３のそれぞれに設けられた切欠き３１は、図８に示す例のように、基板２の中央部を挟んで互いに対向する位置に設けてもよい。このような構成とすることで入出力電極間に発生する浮遊容量がさらに低減され、浮遊容量に伴う発振周波数変動がさらに抑制できるため、高精度なレゾネータを提供できる。一方の電極３の切欠き３１を基板２の長手方向に平行移動させた場合に、両方の電極３の切欠き３１の開口部分が互いに重なる部分があればよいが、２つの開口部が一致するのがよりよい。
　また、切欠き３１は、図９に示す例のように、電極３を基板２の幅方向に分断していてもよい。言い換えれば、切欠き３１の長さが、電極３（第１領域３２）の基板２の長手方向に沿った方向の長さと同じであってもよい。このような構成とすることで切欠き３１を設けた部分では、一対の電極３が基板２の中央部を挟んで対向しないので、この部分で発生する浮遊容量をなくすことができ、入出力電極間に発生する浮遊容量がさらに低減される。このとき、切欠き３１は、上述したように電極３の中央部分を挟む両側のうち片側だけに設けられているので、切欠き３１を設けていない側で側面電極８との接続がなされており、入出力電極としての機能が損なわれることはない。
　このときの切欠き３１の幅は、図１０に示す例のように、電極３の中央部から基板２の幅方向の端部までとしても構わない。図１０に示す例は、電極３が第１領域３２と第２領域３３とを有している場合であり、電極３の平面視の形状はＬ字形となっている。これに対して、図９に示す例では、切欠き３１を基板２の幅方向の端部まで形成せずに、側面電極９に接続する部分を残している。これにより、特に、電極３および側面電極８が厚膜導体で形成される場合などは、側面電極８の基板２との接合強度を向上させることができる。図９に示す例では、この部分と同様のものを、グランド電極９に接続された側面電極８と接続している補強導体１１として設けている。
　また、図１０に示す例では、切欠き３１の幅を電極３の中央部から基板２の幅方向の端部までとして、一対の電極３のそれぞれに設けた切欠き３１が基板２の中央部を挟んで互いに対向しないように配置している。２つのＬ字形の電極３が基板２の第１の面２ａの中心を対称点とする点対称の位置に配置している。このような構成とすると、それぞれの電極３の第１領域３ａ同士が互いに対向する部分がないので、入出力電極間に発生する浮遊容量がさらに低減される。
　なお、図９および図１０に示すような形状のように、電極３（第１領域３２）の一部が分断されたり、基板２の幅方向の端部まで設けられなかったりする形状も、本願における切欠きに含まれる。
　　１：圧電部品
　　２：基板
　　　２ａ：第１の面
　　　２ｂ：第２の面
　　３：電極
　　　３１：切欠き
　　　３２：第１領域
　　　３３：第２領域
　　４：圧電素子
　　　４１：圧電体
　　　４２：表面電極
　　　４３：端面電極
　　５：支持部
　　６：導電性接合材
　　７：外部電極
　　８：側面電極
　　９：グランド電極
　　１０：蓋体
　　１１：補強導体

Claims (4)

  1. 　長手方向と幅方向とを有する矩形板状の基板と、前記長手方向の中央部に間隔をあけて前記基板の第１の面上に設けられた一対の電極と、該一対の電極に両端部がそれぞれ固定された圧電素子とを備え、前記一対の電極には、前記中央部側から前記長手方向に切欠きが設けられている圧電部品。
  2. 　前記基板は、前記第１の面とは反対側の第２の面の中央部にグランド電極を備えており、前記一対の電極は、前記基板の幅方向に延びる第１領域と、該第１領域から前記中央部に向かって前記長手方向に延びるとともに、前記基板を挟んで前記グランド電極と対向する部分を有する第２領域とをそれぞれ有しており、それぞれの前記第１領域の前記中央部側から前記長手方向に前記切欠きが設けられている請求項１に記載の圧電部品。
  3. 　前記一対の電極に設けられた前記切欠きは、前記中央部を挟んで互いに対向する位置に設けられている請求項１または請求項２に記載の圧電部品。
  4. 　前記切欠きは、前記電極を前記幅方向に分断している請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電部品。
     
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