JPH0897666A - 圧電振動子及びその製造方法 - Google Patents
圧電振動子及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0897666A JPH0897666A JP22916594A JP22916594A JPH0897666A JP H0897666 A JPH0897666 A JP H0897666A JP 22916594 A JP22916594 A JP 22916594A JP 22916594 A JP22916594 A JP 22916594A JP H0897666 A JPH0897666 A JP H0897666A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric vibrator
- cap
- vibrating element
- piezoelectric
- built
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電振動子及びその製造方法に関し、携帯用
電子機器に用いることのできる全体の厚さが1mm以下
の薄型の圧電振動子を安価に製造する。 【構成】 圧電結晶チップ4を二つのコ状枠体5に挟持
して振動エレメント3を形成すると共に、この振動エレ
メント3を、少なくとも一方が単板のセラミックからな
る二つのキャップ1,7により挟持して圧電振動子を構
成する。
電子機器に用いることのできる全体の厚さが1mm以下
の薄型の圧電振動子を安価に製造する。 【構成】 圧電結晶チップ4を二つのコ状枠体5に挟持
して振動エレメント3を形成すると共に、この振動エレ
メント3を、少なくとも一方が単板のセラミックからな
る二つのキャップ1,7により挟持して圧電振動子を構
成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧電振動子及びその製造
方法に関するものであり、特に、携帯用電子機器に用い
るマイクロコンピュータ用のクロック信号の発生に使用
する薄型の圧電振動子及びその製造方法に関するもので
ある。
方法に関するものであり、特に、携帯用電子機器に用い
るマイクロコンピュータ用のクロック信号の発生に使用
する薄型の圧電振動子及びその製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯用の電子機器の普及に伴い、
電子部品の小型化及び薄型化が要求されるようになり、
特に、ICカード等は1mm以下の厚さが要求されてお
り、それに使用する圧電振動子についても実装高さを1
mm以下にする必要が生じている。
電子部品の小型化及び薄型化が要求されるようになり、
特に、ICカード等は1mm以下の厚さが要求されてお
り、それに使用する圧電振動子についても実装高さを1
mm以下にする必要が生じている。
【0003】従来の表面実装型圧電振動子は、セラミッ
ク一体成形によるパッケージを用いたものが多かった。
図5は、この様な従来の表面実装型圧電振動子の内部構
造が見えるようにキャップの一部を欠くようにした斜視
図である。
ク一体成形によるパッケージを用いたものが多かった。
図5は、この様な従来の表面実装型圧電振動子の内部構
造が見えるようにキャップの一部を欠くようにした斜視
図である。
【0004】図5参照 この表面実装型圧電振動子は、セラミック基板19上に
コンデンサ形成用誘電体20を介して振動エレメント2
1を載置し、電極22、薄膜電極23、及び、スルーホ
ール24を介し振動エレメント21に対する電圧印加手
段をパッケージの外に取り出し、全体を覆うようにセラ
ミック製のプレス一体成形キャップ25を設けて完成す
る。
コンデンサ形成用誘電体20を介して振動エレメント2
1を載置し、電極22、薄膜電極23、及び、スルーホ
ール24を介し振動エレメント21に対する電圧印加手
段をパッケージの外に取り出し、全体を覆うようにセラ
ミック製のプレス一体成形キャップ25を設けて完成す
る。
【0005】この場合、セラミック基板19の厚さは、
現在の基板製造コストとして0.635mmの厚さのセ
ラミック基板が最も安価であるため、実用性を高めるた
めには、0.635mmの基板を用いざるを得ないもの
であり、また、プレス一体成形キャップ25の厚さは、
プレス工程から焼成前の工程における破損を防止するた
めに、0.30mm以上の厚さが必要となるので、プレ
ス一体成形キャップ25の高さはその数倍になり、圧電
振動子全体としての厚さは1mm以上となっていた。
現在の基板製造コストとして0.635mmの厚さのセ
ラミック基板が最も安価であるため、実用性を高めるた
めには、0.635mmの基板を用いざるを得ないもの
であり、また、プレス一体成形キャップ25の厚さは、
プレス工程から焼成前の工程における破損を防止するた
めに、0.30mm以上の厚さが必要となるので、プレ
ス一体成形キャップ25の高さはその数倍になり、圧電
振動子全体としての厚さは1mm以上となっていた。
【0006】また、圧電振動子全体の厚さを薄くする方
法としては、積層セラミックパッケージを用いる方法が
あり、図6に示すように、この積層セラミックパッケー
ジ28は薄いセラミック板を貼り合わせて底板部26及
び枠部27を構成するものである。この場合は、薄いセ
ラミック板を用いることにより圧電振動子全体の厚さを
1mm以下にすることが可能になる。
法としては、積層セラミックパッケージを用いる方法が
あり、図6に示すように、この積層セラミックパッケー
ジ28は薄いセラミック板を貼り合わせて底板部26及
び枠部27を構成するものである。この場合は、薄いセ
ラミック板を用いることにより圧電振動子全体の厚さを
1mm以下にすることが可能になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、プレス
一体成形キャップを用いた表面実装型圧電振動子の場合
には、全体の厚さが1mm以上になるため、薄型の携帯
用電子機器に使用することが困難である欠点があり、ま
た、厚さを1mm以下にしようとして積層セラミックパ
ッケージを用いた場合には、プレス成形により形成した
キャップを用いる場合に比べて製造コストが約10倍に
なるという欠点があった。
一体成形キャップを用いた表面実装型圧電振動子の場合
には、全体の厚さが1mm以上になるため、薄型の携帯
用電子機器に使用することが困難である欠点があり、ま
た、厚さを1mm以下にしようとして積層セラミックパ
ッケージを用いた場合には、プレス成形により形成した
キャップを用いる場合に比べて製造コストが約10倍に
なるという欠点があった。
【0008】したがって、本発明は、携帯用電子機器に
用いることのできる全体の厚さが1mm以下の薄型の圧
電振動子を安価に製造することを目的とする。
用いることのできる全体の厚さが1mm以下の薄型の圧
電振動子を安価に製造することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧電結晶チッ
プ(図1の4)、及び、前記圧電結晶チップ(図1の
4)をその両端部で挟持する1対の枠体(図1の5)か
らなる振動エレメント(図1の3)を、少なくとも一方
が単板のセラミックからなる二つのキャップ(図1の
1,7)により挟持して圧電振動子を構成することを特
徴とするものである。
プ(図1の4)、及び、前記圧電結晶チップ(図1の
4)をその両端部で挟持する1対の枠体(図1の5)か
らなる振動エレメント(図1の3)を、少なくとも一方
が単板のセラミックからなる二つのキャップ(図1の
1,7)により挟持して圧電振動子を構成することを特
徴とするものである。
【0010】また、本発明は、他方のキャップの表面に
導電層を設け内蔵容量を形成したことを特徴とし、さら
に、この他方のキャップ(図2の8)を強誘電体(図2
の9)で構成してその両表面に内蔵容量形成のための導
電層(図2の10,11)を設けること、或いは、上記
他方のキャップ(図3の12)も単板のセラミックで構
成して、厚膜誘電体(図3の13)を利用して内蔵容量
を形成することを特徴とする。
導電層を設け内蔵容量を形成したことを特徴とし、さら
に、この他方のキャップ(図2の8)を強誘電体(図2
の9)で構成してその両表面に内蔵容量形成のための導
電層(図2の10,11)を設けること、或いは、上記
他方のキャップ(図3の12)も単板のセラミックで構
成して、厚膜誘電体(図3の13)を利用して内蔵容量
を形成することを特徴とする。
【0011】また、本発明は、振動エレメントを形成す
る際に、枠体の形状に対応する形状を有する1対の母枠
体(図4の18)と圧電結晶バー(図4の17)を貼り
合わせて振動エレメントバーを形成した後、この貼り合
わせた振動エレメントバーをバーの長手方向と垂直な面
で切断することにより振動エレメント(図4の3)に分
割することを特徴とする。
る際に、枠体の形状に対応する形状を有する1対の母枠
体(図4の18)と圧電結晶バー(図4の17)を貼り
合わせて振動エレメントバーを形成した後、この貼り合
わせた振動エレメントバーをバーの長手方向と垂直な面
で切断することにより振動エレメント(図4の3)に分
割することを特徴とする。
【0012】
【作用】圧電結晶チップの両端部を1対の枠体で挟持す
ることにより、キャップを単板のセラミックで形成する
ことができるので、高価な積層セラミックを用いること
なく薄型の圧電振動子を構成することができる。
ることにより、キャップを単板のセラミックで形成する
ことができるので、高価な積層セラミックを用いること
なく薄型の圧電振動子を構成することができる。
【0013】また、内蔵容量を他方のキャップを利用し
て構成したので、外付け容量素子を必要とせず全体が小
型化・薄型化すると共に、他方のキャップとして強誘電
体を用いた場合には、簡単な構造及び製造工程で内蔵容
量を形成することができ、さらに、厚膜誘電体を用いて
容量を形成することにより内蔵容量を安価に製造するこ
とができる。
て構成したので、外付け容量素子を必要とせず全体が小
型化・薄型化すると共に、他方のキャップとして強誘電
体を用いた場合には、簡単な構造及び製造工程で内蔵容
量を形成することができ、さらに、厚膜誘電体を用いて
容量を形成することにより内蔵容量を安価に製造するこ
とができる。
【0014】また、振動エレメントの製造の際に、1対
の母枠体と圧電結晶バーを貼り合わせることにより予め
形成した振動エレメントバーを切断することにより各振
動エレメントに分割するので、バッチ処理により多数の
振動エレメントを製造することができ、製造コストを低
下させることができる。
の母枠体と圧電結晶バーを貼り合わせることにより予め
形成した振動エレメントバーを切断することにより各振
動エレメントに分割するので、バッチ処理により多数の
振動エレメントを製造することができ、製造コストを低
下させることができる。
【0015】
【実施例】図1乃至図3は、本発明の第1乃至第3の実
施例の説明図であり、この図1乃至図3を用いて第1乃
至第3の実施例の薄膜圧電振動子の構造を説明する。
施例の説明図であり、この図1乃至図3を用いて第1乃
至第3の実施例の薄膜圧電振動子の構造を説明する。
【0016】図1参照 図1(a)は、圧電振動子を構成する各要素を貼り合わ
せ方向に分解して図示したものであり、厚さ0.25m
mのアルミナセラミックからなる1対のコ状枠体5によ
って水晶からなる圧電結晶チップ4を挟持して形成した
振動エレメント3を、厚さ0.05mmのポリイミド系
の耐熱性接着剤からなるスペーサ2,6を介して厚さ
0.20mmの単板のセラミックからなるキャップ1,
7によって挟持する。この構成により、圧電振動子全体
の厚さが0.75mmとなり、1mm以下の厚さの薄型
の圧電振動子が得られる。なお、図1(b)は、この薄
型の圧電振動子の電気的回路構成を記号で表したもので
ある。
せ方向に分解して図示したものであり、厚さ0.25m
mのアルミナセラミックからなる1対のコ状枠体5によ
って水晶からなる圧電結晶チップ4を挟持して形成した
振動エレメント3を、厚さ0.05mmのポリイミド系
の耐熱性接着剤からなるスペーサ2,6を介して厚さ
0.20mmの単板のセラミックからなるキャップ1,
7によって挟持する。この構成により、圧電振動子全体
の厚さが0.75mmとなり、1mm以下の厚さの薄型
の圧電振動子が得られる。なお、図1(b)は、この薄
型の圧電振動子の電気的回路構成を記号で表したもので
ある。
【0017】なお、この場合、振動エレメント3の厚さ
は振動数に応じて0.23mm乃至0.37mmであれ
ば良く、且つ、圧電結晶としても水晶以外にLT(タン
タル酸リチウム)、LN(ニオブ酸リチウム)や他の圧
電セラミックを用いても良い。また、スペーサ2,6の
厚さは0.04mm乃至0.06mmであれば良く、そ
の材料もポリイミド系だけではなくエポキシ系の耐熱性
の接着剤でも良く、さらに、キャップの厚さは0.15
mm乃至0.25mmであれば良い。しかし、これらの
数値は好適な範囲を示したものであり、特殊用途等の場
合にはこれらの数値に限られないものである。
は振動数に応じて0.23mm乃至0.37mmであれ
ば良く、且つ、圧電結晶としても水晶以外にLT(タン
タル酸リチウム)、LN(ニオブ酸リチウム)や他の圧
電セラミックを用いても良い。また、スペーサ2,6の
厚さは0.04mm乃至0.06mmであれば良く、そ
の材料もポリイミド系だけではなくエポキシ系の耐熱性
の接着剤でも良く、さらに、キャップの厚さは0.15
mm乃至0.25mmであれば良い。しかし、これらの
数値は好適な範囲を示したものであり、特殊用途等の場
合にはこれらの数値に限られないものである。
【0018】図2参照 この第2の実施例の場合には、図2(a)に示すように
他方のキャップ8が強誘電体9からなり、且つ、内蔵容
量を形成するために強誘電体9の両面に導電層10,1
1を設けたものであり、その他の構成は第1の実施例と
同様である。なお、図の場合には、ビアホールを介して
一方の面に形成した導電層10に対する電極端子を他方
の面に取り出しているが、強誘電体9の端面に厚膜導電
層を印刷して取り出すようにしても良い。この構成によ
り、必要とする容量素子を外付けする必要が無くなり、
装置全体が小型化する。
他方のキャップ8が強誘電体9からなり、且つ、内蔵容
量を形成するために強誘電体9の両面に導電層10,1
1を設けたものであり、その他の構成は第1の実施例と
同様である。なお、図の場合には、ビアホールを介して
一方の面に形成した導電層10に対する電極端子を他方
の面に取り出しているが、強誘電体9の端面に厚膜導電
層を印刷して取り出すようにしても良い。この構成によ
り、必要とする容量素子を外付けする必要が無くなり、
装置全体が小型化する。
【0019】また、図2(a)においては、内蔵容量を
一方の単板のセラミックからなるキャップ1とは異なる
キャップ、即ち、他方のキャップ8にしか形成していな
いが、場合によっては、もう一方のキャップ1にも形成
しても良いものである。なお、強誘電体の材料としては
PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)、TiPbO3 、或い
は、TiBaO3 等の強誘電体を用いるものであり、こ
の場合、形成する内蔵容量は、その使用目的に応じて5
〜50pF程度の容量とする。
一方の単板のセラミックからなるキャップ1とは異なる
キャップ、即ち、他方のキャップ8にしか形成していな
いが、場合によっては、もう一方のキャップ1にも形成
しても良いものである。なお、強誘電体の材料としては
PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)、TiPbO3 、或い
は、TiBaO3 等の強誘電体を用いるものであり、こ
の場合、形成する内蔵容量は、その使用目的に応じて5
〜50pF程度の容量とする。
【0020】いずれにしても、容量を形成する側のキャ
ップ部材として強誘電体を用いることにより、材料コス
トは上昇するものの、形成する容量の構造及び製造工程
が簡単になるという利点が生ずる。なお、図2(b)
は、この内蔵容量付きの薄型圧電振動子の電気的回路構
成を記号で表したものである。
ップ部材として強誘電体を用いることにより、材料コス
トは上昇するものの、形成する容量の構造及び製造工程
が簡単になるという利点が生ずる。なお、図2(b)
は、この内蔵容量付きの薄型圧電振動子の電気的回路構
成を記号で表したものである。
【0021】図3参照 この第3の実施例の場合には、図3(a)に示すように
他方のキャップ12も単板のセラミックから構成すると
共に、厚膜誘電体13とその両面に設けた導電層14,
15とを用いて内蔵容量を形成するものであり、その他
の構成は第1の実施例と同様である。なお、この場合に
も、ビアホールを介して一方の面に形成した導電層14
に対する電極端子を他方の面に取り出しているが、単板
のセラミックの端面に厚膜導電層を印刷して取り出すよ
うにしても良い。
他方のキャップ12も単板のセラミックから構成すると
共に、厚膜誘電体13とその両面に設けた導電層14,
15とを用いて内蔵容量を形成するものであり、その他
の構成は第1の実施例と同様である。なお、この場合に
も、ビアホールを介して一方の面に形成した導電層14
に対する電極端子を他方の面に取り出しているが、単板
のセラミックの端面に厚膜導電層を印刷して取り出すよ
うにしても良い。
【0022】この場合には、多少製造工程が複雑になる
ため製造コストは上昇するものの、材料コストが低いた
め、全体としては第2の実施例よりも安価に製造するこ
とができる。なお、図3(b)は、この内蔵容量付きの
薄型圧電振動子の電気的回路構成を記号で表したもので
ある。
ため製造コストは上昇するものの、材料コストが低いた
め、全体としては第2の実施例よりも安価に製造するこ
とができる。なお、図3(b)は、この内蔵容量付きの
薄型圧電振動子の電気的回路構成を記号で表したもので
ある。
【0023】次に、図4を用いて、本発明の第1乃至第
3の実施例に共通する振動エレメントの製造工程を説明
する。 図4(a)参照 まず、水晶等の圧電結晶ウェハ16を切断して複数の細
長い短冊状の圧電結晶バーを形成する。
3の実施例に共通する振動エレメントの製造工程を説明
する。 図4(a)参照 まず、水晶等の圧電結晶ウェハ16を切断して複数の細
長い短冊状の圧電結晶バーを形成する。
【0024】図4(b)参照 次いで、圧電結晶バー17と略同じ長さ及び幅を有する
アルミナセラミック等からなる1対のコ状母枠体18の
間に圧電結晶バー17を挟持させ、接着剤で貼り合わせ
て振動エレメントバーを形成する。
アルミナセラミック等からなる1対のコ状母枠体18の
間に圧電結晶バー17を挟持させ、接着剤で貼り合わせ
て振動エレメントバーを形成する。
【0025】図4(c)及び(d)参照 次いで、貼り合わせた振動エレメントバーをワイヤーソ
ーを用いて、バーの長手方向と垂直な面(図の一点鎖線
の方向)で切断することによって、図4(d)に示すコ
状枠体5及び圧電結晶チップ4からなる各振動エレメン
ト3に分割する。
ーを用いて、バーの長手方向と垂直な面(図の一点鎖線
の方向)で切断することによって、図4(d)に示すコ
状枠体5及び圧電結晶チップ4からなる各振動エレメン
ト3に分割する。
【0026】このような製造工程を採用することによ
り、一度に大量の振動エレメントを生産することがで
き、量産効果により更に圧電振動子の製造コストを低下
することができる。
り、一度に大量の振動エレメントを生産することがで
き、量産効果により更に圧電振動子の製造コストを低下
することができる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、コ状枠体に挟持された
圧電結晶チップからなる振動エレメントを単板のセラミ
ックによって挟み込んで圧電振動子の実装構造を構成し
たため、低コストで厚さが1mm以下の薄型の圧電振動
子を製造することができ、携帯用電子機器の省スペース
化が可能になる。
圧電結晶チップからなる振動エレメントを単板のセラミ
ックによって挟み込んで圧電振動子の実装構造を構成し
たため、低コストで厚さが1mm以下の薄型の圧電振動
子を製造することができ、携帯用電子機器の省スペース
化が可能になる。
【図1】本発明の第1の実施例の説明図である。
【図2】本発明の第2の実施例の説明図である。
【図3】本発明の第3の実施例の説明図である。
【図4】本発明の第1乃至第3の実施例に共通する振動
エレメントの製造工程を説明する図である。
エレメントの製造工程を説明する図である。
【図5】従来のプレス一体成形キャップを用いた表面実
装型圧電振動子の説明図である。
装型圧電振動子の説明図である。
【図6】従来の積層セラミックパッケージの説明図であ
る。
る。
1 キャップ 2 スペーサ 3 振動エレメント 4 圧電結晶チップ 5 コ状枠体 6 スペーサ 7 キャップ 8 キャップ 9 強誘電体 10 導電層 11 導電層 12 キャップ 13 厚膜誘電体 14 導電層 15 導電層 16 圧電結晶ウェハ 17 圧電結晶バー 18 コ状母枠体 19 セラミック基板 20 コンデンサ形成用誘電体 21 振動エレメント 22 電極 23 薄膜電極 24 スルーホール 25 プレス一体成形キャップ 26 底板部 27 枠部 28 積層セラミックパッケージ
Claims (7)
- 【請求項1】 圧電結晶チップ、及び、前記圧電結晶チ
ップをその両端部で挟持する1対の枠体からなる振動エ
レメントを、少なくとも一方が単板のセラミックからな
る二つのキャップにより挟持したことを特徴とする圧電
振動子。 - 【請求項2】 上記振動エレメントと上記キャップとの
間に、耐熱性接着剤からなるスペーサを設けたことを特
徴とする請求項1記載の圧電振動子。 - 【請求項3】 上記単板のセラミックからなる少なくと
も一方のキャップとは異なる他方のキャップに内蔵容量
を形成したことを特徴とする請求項1又は2記載の圧電
振動子。 - 【請求項4】 上記他方のキャップが強誘電体からな
り、前記強誘電体の両面に内蔵容量を形成するための導
電層を設けたことを特徴とする請求項3記載の圧電振動
子。 - 【請求項5】 上記他方のキャップも単板のセラミック
からなり、前記他方のキャップ上に厚膜誘電体を構成要
素とする内蔵容量を形成したことを特徴とする請求項3
記載の圧電振動子。 - 【請求項6】 上記圧電振動子の全体の厚さが1mm以
下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1
項に記載の圧電振動子。 - 【請求項7】 請求項1に記載の振動エレメントを形成
する際に、上記枠体の形状に対応する形状を有する1対
の細長い母枠体の間に前記母枠体と略同じ長さ及び幅を
有する圧電結晶バーを挟んで貼り合わせて振動エレメン
トバーを形成し、次いで、この振動エレメントバーを長
手方向と垂直な面で切断して各振動エレメントに分割す
ることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22916594A JPH0897666A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 圧電振動子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22916594A JPH0897666A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 圧電振動子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0897666A true JPH0897666A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16887813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22916594A Withdrawn JPH0897666A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 圧電振動子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0897666A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100879306B1 (ko) * | 2006-04-03 | 2009-01-19 | 캐논 가부시끼가이샤 | 측정방법 및 장치와, 노광장치 |
-
1994
- 1994-09-26 JP JP22916594A patent/JPH0897666A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100879306B1 (ko) * | 2006-04-03 | 2009-01-19 | 캐논 가부시끼가이샤 | 측정방법 및 장치와, 노광장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |