JPH0525829U - チツプ型圧電共振部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 面実装に適しており、量産性に優れ、かつ共
振特性においても優れた数ＭＨｚ帯のチップ型圧電共振
部品を得る。 【構成】 圧電基板１１の両主面に共振電極１２，１３
を形成し、両端縁１１ａ，１１ｂにスリット３１ａ〜３
１ｄを形成して成る幅縦振動モードを利用した圧電共振
素子１６の側方に、間隙１７ａ，１７ｂを隔ててダミー
基板１８，１９を接着し、枠材２１，２２を介して上下
に封止基板２３，２４を貼り合わせてなるチップ型圧電
共振部品。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、チップ型圧電共振部品に関し、特に、幅縦振動モードを利用した圧 電共振素子を用いて構成されており、かつ表面実装に適したチップ型圧電共振部 品に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、数ＭＨｚの共振周波数を有する圧電共振素子としては、厚みすべり振動 モードを利用したものが用いられていた。他方、他の電子部品と同様に、圧電共 振素子においても、面実装可能なチップ型の部品として構成することが求められ ている。そこで、数ＭＨｚ程度の周波数帯で使用するチップ型圧電共振部品とし て、図２あるいは図３に示す構造のものが提案されている。

【０００３】 図２のチップ型圧電共振部品は、厚みすべり振動モードを利用した圧電共振素 子１を利用して構成されている。圧電共振素子１は、図示の矢印Ｐ方向に分極処 理された細長い矩形板状の圧電基板２の両主面に圧電基板２を介して表裏対向す くように共振電極３（裏面側は図示されず。）を形成した構造を有する。図２の 構造では、絶縁性セラミックス等の絶縁性材料よりなる円筒状のケース４内に、 上記圧電共振素子１が挿入され、かつキャップ５，６により封止することにより 、円筒チップ型の圧電共振部品が構成される。なお、図２では明らかではないが 、キャップ５、６の外表面には、それぞれ、共振電極３に電気的に接続される端 子電極が形成される。 他方、図３の構造では、厚みすべり振動モードを利用した圧電共振素子１を、 ケース基板７上の端子電極８ａ，８ｂに導電性接着剤９，９により接着し、下方 に開いた開口部１０ａを有するケース蓋１０をケース基板７に接合することによ りチップ型部品として構成されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、図２及び図３に示したチップ型の共振部品は、面実装型の電子 部品として用いることは現実には困難であり、かつ円筒状のケース４にキャップ ５，６を接合したり、下方に開口を有するケース蓋１０をケース基板７に接合し たりするといった工程を必要とするため、量産性が十分でないという問題があっ た。 そこで、本願考案者らは、先に、面実装に適し、かつ量産性に優れたチップ型 の圧電共振部品として、幅縦振動モードを利用した圧電共振素子を用いて構成さ れたものを考案した。この幅縦振動モードを利用した圧電共振素子及び該圧電共 振素子を用いて構成されたチップ型圧電共振部品を、図４及び図５を参照して説 明する。 幅縦振動モードとは、図４（ａ）に平面図で示すように、細長い矩形板状の圧 電基板１１が、その幅方向に伸縮振動するものであり、図４（ａ）の一点鎖線Ａ 及び破線Ｂで示す振動姿態の間で振動するものである。

【０００５】 上記のような幅縦振動モードを励振するには、図４（ｂ），（ｃ）に示すよう に、細長い矩形板状の圧電基板１１の上面に一方の共振電極１２を形成し、下面 に共振電極１２と圧電基板１１を介して表裏対向するように共振電極１３を形成 し、両共振電極１２，１３間に交流電圧を印加すればよい。なお、図４（ｂ）及 び（ｃ）において、１５ａ，１５ｂは引出し電極を示し、接続導電部１４ｂ，１ ４ｂを介して共振電極１２，１３に電気的に接続されている。 図５は、上記のような幅縦振動モードを利用した圧電共振素子１６を用いて構 成されたチップ型圧電共振部品の分解斜視図である。圧電共振素子１６の両側方 に、間隙１７ａ，１７ｂを隔てて、一対のダミー基板１８，１９が絶縁性接着剤 ２０により固定されている。間隙１７ａ，１７ｂの幅は、圧電共振素子１６の幅 縦振動モードによる振動を妨げない限り、任意の幅とすることができる。

【０００６】 圧電共振素子１６及びダミー基板１８，１９の上下に、矩形枠状の枠材２１， ２２を介して、封止基板２３，２４が貼り合わされる。この貼り合わせは、絶縁 性接着剤を用いて行い得る。なお、図５において、上方の封止基板２３の上面に は、一対の外部電極２５ａ，２５ｂが、端縁２３ａ，２３ｂに沿って形成されて いる。他方の封止基板２４の下面にも、端縁２４ａ，２４ｂに沿って、同様に一 対の外部電極が形成されている。 図５に示した各部材を積層することにより、積層体を得、この積層体の両端面 に導電性材料をスパッタリングし、好ましくは更にその上にはんだコーティング を実施することにより、圧電共振素子１６の引出し電極１５ａ，１５ｂ（図４参 照）に電気的に接続されるように端子電極が形成される。

【０００７】 上記のようにして、得られるチップ型圧電共振部品では、積層体内において、 幅縦振動モードを利用した圧電共振素子１６が強固に封入され、しかも積層体の 外表面に端子電極が露出するように形成されているため、回路基板上に容易に面 実装することができる。 ところが、上述した幅縦振動モードを利用した圧電共振素子１６を用いて構成 された圧電共振部品のインピーダンス−周波数特性を測定したところ、図６に示 すように、かなりの不要スプリアス振動が発生し、充分な共振特性を得ることが できないことがわかった。

【０００８】 よって、本考案の目的は、面実装に適し、量産性に優れ、更に共振特性におい ても優れた数ＭＨｚ帯で用いるのに適したチップ型圧電共振部品を提供すること にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、面実装に適したチップ型圧電共振部品を提供するものであり、幅縦 振動モードを利用した圧電共振素子を用いることによりこれを可能とし、更に共 振特性を高めるために、以下の特定の構造が備えられている。 すなわち、本考案のチップ型圧電共振部品は、厚み方向に分極処理された細長 い矩形板状の圧電基板と、前記圧電基板の長さ方向中央領域において、圧電基板 を介して表裏対向するように形成された一対の励振電極とを備え、前記一対の励 振電極が対向されている領域を挟むように、該領域の両外側において圧電基板の 両端縁にスリットが形成されている幅縦振動モードを利用した圧電共振素子と、 前記圧電共振素子の両側方に、前記共振電極が形成された圧電共振素子の振動領 域の振動を妨げないための間隙を形成するように配置された一対のダミー基板と 、前記圧電共振素子の振動領域の振動を妨げないための空間を振動領域上に形成 するようにして、前記圧電共振素子及び一対のダミー基板の両主面に貼り合わさ れて積層体を構成する一対の封止基板と、前記積層体の外表面に形成されており 、かつ所定の前記共振電極に電気的に接続された一対の端子電極とを備える、チ ップ型圧電共振部品である。

【００１０】

【作用】

幅縦振動モードを利用した圧電共振素子を用い、上記のように一対のダミー基 板及び一対の封止基板を組み合わせて積層体を構成し、該積層体の外表面に端子 電極を形成した構造を有するため、圧電共振素子が強固に封入固定されており、 かつ面実装に適したチップ型圧電共振部品が得られる。

【００１１】 また、本考案の圧電共振部品に用いられている圧電共振素子では、上記のよう に圧電基板の両端縁に励振電極が対向されている領域を挟むようにスリットが形 成されているため、該スリットの形成により、振動領域の振動がスリット間の圧 電基板部分に効果的に閉じ込められ、従って共振特性が改善される。 また、上記スリットは、圧電基板の両側にダミー基板を接着剤で貼り合わせる 際には、余分な接着剤がスリット内に埋め込まれることになるため、接着剤の振 動領域側への流れ込みを防止するように作用し、更に、スリットに接着剤を積極 的に埋め込んだ場合には、埋め込まれた接着剤によりダンピング効果を発揮させ ることも可能である。

【００１２】

【実施例の説明】

図１は、本考案の一実施例にかかるチップ型圧電共振部品を構成するための各 部材を示す分解斜視図である。 本実施例のチップ型圧電共振部品の特徴は、スリット３１ａ，３１ｂ，３１ｃ ，３１ｄを、圧電基板１１の両端縁１１ａ，１１ｂに形成した圧電共振素子１６ を用いて構成されていることにある。すなわち、本実施例のチップ型圧電共振部 品の圧電共振素子１６では、圧電基板１１の端縁１１ａ，１１ｂにおいて、共振 電極１２，１３が対向しあっている領域を挟むように、内側に向かって延びるよ うにＵ字状の溝を形成することにより、上記スリット３１ａ〜３１ｄが形成され ている。その他の点については、図５に示した未だ公知ではないチップ型圧電共 振部品の各部材と全く同様に構成されている。従って、その他の部材については 、図１において図５に示した参照番号を使用することにより、図５に示した各部 材の説明を援用することにより、詳細な説明は省略する。

【００１３】 上記圧電共振素子では、上述したスリット３１ａ〜３１ｄが形成されているた め、後述のように最終的に得られる圧電共振部品の共振特性が改善される。のみ ならず、スリット３１ａ〜３１ｄは、絶縁性接着剤２０を用いてダミー基板１８ ，１９を圧電共振素子１６の両側方に貼り合わせるに際し、過剰の絶縁性接着剤 ２０が振動領域側に流れ込むことを防止する機能をも果たす。すなわち、絶縁性 接着剤２０を過剰に塗布したとしても、該絶縁性接着剤２０はスリット３１ａ〜 ３１ｄに内に侵入し、振動領域側への流れ込みが確実に防止される。 また、上記スリット３１ａ〜３１ｄに、故意に絶縁性接着剤あるいは他の接着 剤を流し込み硬化させれば、該接着剤のダンピング効果を利用して、共振部分の 共振特性を改善することも可能である。 図１に示したチップ型圧電共振部品を得るにあたり、ダミー基板１８，１９は 任意の剛性材料により構成され得るが、通常、圧電基板１１と同様にセラミック スにより構成される。また、ダミー基板１８，１９の上面及び下面に、ダミー電 極を形成し、圧電基板１１の両主面に電極が形成されている圧電共振素子と、厚 みを揃えてもよい。

【００１４】 図１から明らかなように、本実施例のチップ型圧電共振部品においても、上記 した圧電共振素子１６及びダミー基板１８，１９の両面に矩形枠状の枠材２１， ２２を介して、封止基板２３，２４が貼り合わされて、積層体が構成される。そ して、このようにして構成された積層体の両端面に一対の端子電極を形成するこ とにより、図７に示す実施例のチップ型圧電共振部品が得られる。 図７から明らかなように、本実施例では、各部材が積層することにより構成さ れた積層体に２６の両端面にスパッタリング及びはんだコーティングを実施例す ることにより、端子電極２７ａ，２７ｂが形成されている。端子電極２７ａ，２ ７ｂは、前述した圧電共振素子１６の引出し電極１４ａ，１５ａ（図５参照）に 電気的に接続されるように形成されている。なお、端子電極２７ａ，２７ｂは、 上述した封止基板２３，２４に形成された外部電極２５ａ，２５ｂに電気的に接 続されるように形成されている。このようにして、図７に示すチップ型圧電共振 部品２８が得られる。

【００１５】 チップ型圧電共振部品２８では、端子電極２７ａ，２７ｂが、積層体２６の外 表面に露出するように形成されているため、回路基板上に容易に面実装すること ができる。 更に、上記実施例のチップ型圧電共振部品２８のインピーダンス−周波数特性 を測定したところ、図８に示す結果が得られた。これを、スリット３１ａ〜３１ ｄが形成されていないことを除いては全く同様に構成されたチップ型圧電共振部 品のインピーダンス−周波数特性図である図６と比較すれば明らかなように、本 実施例のチップ型圧電共振部品では、上記スリット３１ａ〜３１ｄの形成より不 要スプリアス振動が発生しておらず、従って共振特性が効果的に改善されること がわかる。

【００１６】 図９は、本考案の他の実施例にかかるチップ型圧電共振部品を説明するための 分解斜視図であり、前述した実施例について示した図１に相当の図である。第２ の実施例のチップ型圧電共振部品では、幅縦振動モードを利用した圧電共振素子 １６の振動領域の振動を妨げないための間隙が、ダミー基板４８，４９に切欠５ ０，５１を形成することにより構成されている。すなわち、切欠５０，５１を有 する側を圧電共振素子１６側に向けてダミー基板４８，４９を圧電共振素子１６ に貼り合わせることにより間隙１７ａ，１７ｂが構成されている。 また、第２の実施例のチップ型圧電共振部品では、上下に積層される封止基板 ５３，５４が、それぞれ、下面及び上面に、圧電共振素子１６の振動を妨げない ための凹部５４ａ（封止基板５３側については図示されず）が形成されている。 従って、圧電共振素子１６及びダミー基板４８，４９の両主面に枠材を介するこ となく封止基板５３，５４を貼り合わせることにより、チップ型圧電共振部品を 構成することができる。

【００１７】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、幅縦振動モードを利用した圧電共振素子を用 いて、該圧電共振素子が強固に封入されており、表面実装に適した数ＭＨｚ帯の チップ型圧電共振部品を提供することができる。 また、本考案のチップ型圧電共振部品では、上記のように圧電基板の両端縁に 振動領域を挟むようにスリットが形成されているため、該スリットの作用により 圧電共振部品の共振特性を改善することが可能となる。のみならず、上記スリッ トが設けられているため、ダミー基板を圧電基板の側方に絶縁性接着剤を用いて 貼り合わせる場合には、該接着剤の振動領域側への流れ込みをスリットにより防 止することができるとともに、場合によっては、スリットに接着剤を充填し、硬 化させ、該接着剤のダンピング作用を利用することにより、共振特性を一層改善 することも可能となる。

【００１８】 本考案のチップ型圧電共振部品は、圧電共振素子及びダミー基板の両主面に封 止基板を貼り合わせて構成された積層体を用いるものであるため、ケース内に圧 電共振素子を封入したり、複雑な形状のケース部材を用意する必要がない。よっ て、圧電共振素子の量産性を高めることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のチップ型圧電共振部品の分解斜
視図。

【図２】従来のチップ型圧電共振部品を説明するための
斜視図。

【図３】従来のチップ型圧電共振部品の他の例を説明す
るための側面図。

【図４】（ａ）は幅縦振動モードを説明するための模式
的平面図、（ｂ）及び（ｃ）は幅縦振動モードを利用し
た圧電共振素子の平面図及び底面図。

【図５】本考案を成す契機となった公知ではないチップ
型圧電共振部品を説明するための斜視図。

【図６】図５に示した部材を用いて構成されたチップ型
圧電共振部品のインピーダンス−周波数特性を示す図。

【図７】第１の実施例のチップ型圧電共振部品を示す外
観斜視図。

【図８】第１の実施例のチップ型圧電共振部品のインピ
ーダンス−周波数特性を示す図。

【図９】第２の実施例のチップ型圧電共振部品の分解斜
視図。

【符号の説明】

１１…圧電基板 １２，１３…共振電極 １６…圧電共振素子 １７ａ，１７ｂ…間隙 １８，１９…ダミー基板 ２３，２４…封止基板 ３１ａ〜３１ｄ…スリット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚み方向に分極処理された細長い矩形板
   状の圧電基板と、前記圧電基板の長さ方向中央領域にお
   いて圧電基板を介して表裏対向するように形成された一
   対の励振電極とを備え、前記一対の励振電極が対向され
   ている領域を間に挟むように、該領域の両外側において
   圧電基板の両端縁にスリットが形成されている、幅縦振
   動モードを利用した圧電共振素子と、 前記圧電共振素子の両側方に、前記共振電極が形成され
   た圧電共振素子の振動領域の振動を妨げないための間隙
   を形成するように配置された一対のダミー基板と、 前記圧電共振素子の振動領域の振動を妨げないための空
   間を振動領域上に形成するようにして、前記圧電共振素
   子及び一対のダミー基板の両主面に貼り合わされて積層
   体を構成する一対の封止基板と、 前記積層体の外表面に形成されており、かつ所定の前記
   共振電極に電気的に接続された一対の端子電極とを備え
   ることを特徴とする、チップ型圧電共振部品。