JPH10135771A - 圧電部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電振動子の振動特性を劣化させることなく
小型化し得る新規な圧電部品を提供する。 【解決手段】 圧電振動子２は、一面側に、振動電極２
１の周りを間隔を隔ててリング状に取り囲む絶縁樹脂２
３を有する。誘電体基板３は、圧電振動子２の一面側に
おいて、絶縁樹脂２３の上に積層され、かつ、接着さ
れ、それによって、振動電極２１の周りに、絶縁樹脂２
３と誘電体基板３とによって囲まれた空洞部Ｓ１が形成
されている。圧電振動子２及び誘電体基板３でなる積層
体はケース１の収納部１１内に配置され、圧電振動子２
の他面側の周辺が段部１２によって支持されている。封
止部４はケース１の開口を封止している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧電部品及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電フィルタや、レゾネータ等に用いら
れる圧電部品としては、例えば、特開昭62-281505号、
実開平4-103722号に開示されているように、ケースの収
納部内に、圧電振動子及びコンデンサを構成する誘電体
基板を収納したタイプのものが知られている。これらの
先行技術では、圧電振動子や誘電体基板を支持するにあ
たり、ケースの収納部の内部に２段の段部を設け、下段
の段部において圧電振動子を支持し、その上の上段の段
部で誘電体基板を支持していた。

【０００３】近年、電子機器の小型化、携帯化に伴い、
圧電部品の小型化の強い要求がある。圧電部品において
は、一般的に、圧電振動子のサイズを小さくしていく
と、振動特性が損なわれる傾向にあるから、圧電振動子
を小さくせずに、小型化しなければならない。

【０００４】ところが、ケースの収納部の内部に２段の
段部を設け、下段の段部において圧電振動子を支持し、
その上段の段部で誘電体基板を支持する従来技術では、
このような要求を満たすことが困難である。即ち、ケー
スを小型化した場合、その縮小に合わせて、誘電体基板
を受ける段部によって囲まれた空間の横幅、縦幅を小さ
くしなければならない。誘電体基板を受ける段部の縮小
化に伴い、圧電振動子を受ける段部によって囲まれた空
間の横幅、縦幅がその影響を受けて、必然的に小さくな
らざるを得ない。従って、従来の２段構造の下で、ケー
スを小型化した場合には、圧電振動子を小型化せざるを
得なかった。このため、所望の振動特性を確保するとい
う観点から、例えば、Ｌ＝3.7 mm、Ｗ＝3.1 mm、Ｔ＝1.
2 mm以下の外幅寸法の圧電部品を実現することがきわめ
て困難であった。

【０００５】しかも、圧電部品の小型化の要請は、既
に、従来技術で可能な上記小型化の限界を越え、Ｌ＝1.
8 mm、Ｗ＝0.9 mmという微小寸法まで進んでいる。従来
技術では、この要望に応えることができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、圧電
振動子の振動特性を劣化させることなく小型化し得る新
規な圧電部品を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る圧電部品は、ケースと、圧電振動子
と、コンデンサ用誘電体基板と、封止部と含む。前記ケ
ースは、一面側を開口させた収納部を有し、前記収納部
は内部に段部を有する。

【０００８】前記圧電振動子は、少なくとも一面側に、
振動電極の周りをリング状に取り囲むように付着された
絶縁樹脂を有する。

【０００９】前記誘電体基板は、前記圧電振動子の前記
一面側において、前記絶縁樹脂の上に積層され、前記圧
電振動子に接着されており、それによって、前記振動電
極の周りに、前記絶縁樹脂と前記誘電体基板とによって
囲まれた空洞部が形成されている。

【００１０】前記圧電振動子及び前記誘電体基板でなる
積層体は、前記ケースの前記収納部内に配置され、前記
圧電振動子の他面側の周辺が前記段部によって支持され
ている。前記封止部は、前記ケースの前記開口を封止し
ている。

【００１１】上述したように、誘電体基板は、圧電振動
子の一面側において積層され、かつ、接着されている。
この積層体は、ケースの収納部内に配置され、圧電振動
子の他面側が段部によって支持されている。従って、ケ
ースは、誘電体基板及び圧電振動子の積層体を支持する
一つの段部を有するだけでよい。この場合、段部によっ
て囲まれた凹部の横幅及び縦幅は、圧電振動子に要求さ
れる寸法に従って定めることができる。従来と異なっ
て、誘電体基板を載せる段部の大きさによる制限を受け
ることがない。このため、誘電体基板及び圧電振動子を
上下２段の段部で受ける従来の構造よりも、圧電振動子
を大きくすることができるようになる。従って、圧電振
動子の発振特性、振動特性を損なうことなく、圧電部品
を小型化することができる。

【００１２】しかも、誘電体基板及び圧電振動子を積層
体として一体化したので、ケースの厚み（高さ）を縮小
し、薄型化することができる。

【００１３】圧電振動子は、少なくとも一面側に、振動
電極の周りをリング状に取り囲むように付着された絶縁
樹脂を有する。誘電体基板は絶縁樹脂の上に積層され、
前記圧電振動子に接着されており、それによって、振動
電極の周りに、絶縁樹脂と誘電体基板とによって囲まれ
た空洞部が形成されている。この構造によれば、誘電体
基板及び圧電振動子の積層による薄型化と同時に、圧電
振動子の振動電極のための空洞部を同時に形成すること
ができる。このため、薄型化を図りながら、必要な振動
特性を確実に確保することができる。

【００１４】ケースは収納部の内部に段部を有してお
り、圧電振動子及び誘電体基板でなる積層体は、圧電振
動子の他面側の周辺が段部によって支持されているか
ら、圧電振動子の他面側に生じる振動電極に対しても、
段部による空洞が形成される。従って、圧電振動子は、
他面側においても、何らの振動障害を受けることなく、
自己の振動特性で振動することができる。

【００１５】ケースの開口は封止部によって封止されて
いるから、圧電振動子及び誘電体基板の積層体がケース
内に封止され、所定の動作特性及び耐湿性が確保され
る。

【００１６】本発明の他の目的、構成及び利点について
は、実施例である添付図面を参照して、更に詳しく説明
する。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本考案に係る圧電部品の分
解斜視図、図２は図１に示した圧電部品の組立状態にお
ける断面図、図３は図２の３ー３線に沿った断面図、図
４は図２の４ー４線に沿った断面図である。本発明に係
る圧電部品は、ケース１と、圧電振動子２と、コンデン
サ用誘電体基板３と、封止部４と含む。

【００１８】ケース１は、一面側を開口させた収納部１
１を有し、収納部１１は内部に段部１２を有している。
段部１２は、中央に窪んだ底部１０が残るようにして、
その周りに形成されている。本発明に係る圧電部品は、
表面実装部品であり、圧電振動子２及び誘電体基板３を
収納するケース１の材質は、リフロー時の熱に耐え得る
材料、例えば、液晶ポリマーやエポキシ樹脂を使用する
ことが望ましい。

【００１９】圧電振動子２は、少なくとも一面側に、振
動電極２１の周りを取り囲むように付着された絶縁樹脂
２３を有する。絶縁樹脂２３は、熱硬化性樹脂またはＵ
Ｖ硬化性樹脂の何れかでなることが望ましい。圧電振動
子２は、圧電素体２０の両面に振動電極２１、２２を有
する。振動電極２１、２２及びその周辺が振動部とな
る。

【００２０】誘電体基板３は、圧電振動子２の一面側に
おいて、絶縁樹脂２３の上に積層され、圧電振動子２に
接着されている。この積層構造によって、振動電極２１
の周りに、絶縁樹脂２３と誘電体基板３とによって囲ま
れた空洞部Ｓ１が形成される。誘電体基板３及び圧電振
動子２の接着に当たっては、導電性接着剤または半田６
１、６２等が用いられる。

【００２１】圧電振動子２及び誘電体基板３でなる積層
体は、ケース１の収納部１１の内部に配置され、圧電振
動子２の他面側の周辺が段部１２によって支持されてい
る。圧電振動子２の下側には、段部１２の高さに起因す
る空洞部Ｓ２がある。

【００２２】封止部４は、ケース１の前記開口を封止し
ている。実施例において、積層体は、誘電体基板３の上
方に収納部１１の内部空間が生じるように配置されてい
る。封止部４は内部空間に充填された熱硬化性樹脂で構
成されている。

【００２３】上述したように、誘電体基板３は、圧電振
動子２の一面側において積層され、かつ、接着されてい
る。この積層体は、ケース１の収納部内に配置され、圧
電振動子２の他面側が段部１２によって支持されてい
る。従って、ケース１は、誘電体基板３及び圧電振動子
２の積層体を支持する一つの段部１２を有するだけでよ
い。この場合、段部１２によって囲まれた空洞部Ｓ２
（凹部）の横幅及び縦幅を、圧電振動子２に要求される
寸法に従って定めることができる。従来と異なって、誘
電体基板３を載せる段部１２の大きさによる影響を受け
ることがない。このため、誘電体基板３及び圧電振動子
２を上下２段の段部で受ける従来の構造よりも、圧電振
動子２を大きくすることができるようになる。従って、
圧電振動子２の発振特性、振動特性を損なうことなく、
圧電部品を小型化することができる。例えば、従来は不
可能視されていたＬ＝1.8 mm、Ｗ＝0.9 mmという微小寸
法の圧電部品であっても実現することができる。

【００２４】しかも、誘電体基板３及び圧電振動子２を
積層体として一体化したので、ケース１の厚み（高さ）
を縮小し、薄型化することができる。

【００２５】圧電振動子２は、少なくとも一面側に、振
動電極２１の周りを、間隔を隔ててリング状に取り囲む
ように付着された絶縁樹脂２３を有する。誘電体基板３
は絶縁樹脂２３の上に積層され、前記圧電振動子に接着
されており、それによって、振動電極２１の周りに、絶
縁樹脂２３と誘電体基板３とによって囲まれた空洞部Ｓ
１が形成されている。この構造によれば、誘電体基板３
及び圧電振動子２の積層による薄型化と共に、圧電振動
子２の振動電極２１のための空洞部Ｓ１を形成すること
ができる。このため、薄型化を図りながら、必要な振動
特性を確実に確保することができる。また、絶縁樹脂２
３による圧電振動子２のスプリアス抑制作用をも併せ得
ることができる。

【００２６】ケース１は収納部１１の内部に段部１２を
有しており、圧電振動子２及び誘電体基板３でなる積層
体は、圧電振動子２の他面側の周辺が段部１２によって
支持されている。この構造によれば、圧電振動子２の他
面側に生じる振動電極２２に対しても、段部１２による
空洞部Ｓ２が形成される。従って、圧電振動子２は、他
面側においても、何らの振動障害を受けることなく、自
己の振動特性で振動することができる。空洞部Ｓ２を生
じさせる手段として、圧電振動子２の全周を段部１２の
上にのせ、空洞部Ｓ２を圧電振動子２によって閉じる構
造が採用される。

【００２７】ケース１の開口は、封止部４によって封止
されているから、圧電振動子２及び誘電体基板３の積層
体がケース１の内部１１に封止され、所定の動作特性及
び耐湿性が確保される。

【００２８】積層体は誘電体基板３の上方に収納部１１
の内部空間が生じるように配置し、封止部４は内部空間
に充填された熱硬化性樹脂で構成する。これにより、収
納部１１の内部の圧電振動子２及び誘電体基板３に対し
て、完全な封止構造を与えることができる。しかも、圧
電振動子２は、少なくとも一面側に、振動電極２１の周
りを間隔を隔ててリング状に取り囲むように付着された
絶縁樹脂２３を有するから、ケース１の収納部１１の内
部空間に液状の熱硬化性樹脂を注入して封止する工程を
採用した場合でも、リング状絶縁樹脂２３が障壁とな
り、熱硬化性樹脂の振動電極に対する付着が阻止され
る。このため、圧電振動子２の動作特性に悪影響を与え
ることなく、熱硬化性樹脂充填による高度の封止構造を
実現することができる。

【００２９】図１〜図４に示された圧電部品において、
圧電振動子２は、一辺側に、振動電極２１から延長され
たリード電極211を有している。誘電体基板３は、圧電
振動子２の振動電極から延長されたリード電極211と対
応する位置に、コンデンサ電極３２を有している。コン
デンサ電極３２とリード電極211とは、導電性接着剤ま
たは半田６１によって接着固定されている。

【００３０】圧電振動子２は、更に、リード電極211の
ある一辺とは反対側の他辺側において、振動電極２１と
は反対側に設けられた振動電極２２から延長されたリー
ド電極221を有しており、誘電体基板３は、リード電極2
21と対応する位置に、コンデンサ電極３１を有してい
る。コンデンサ電極３１とリード電極221とは、導電性
接着剤または半田６２によって接着固定されている。

【００３１】ケース１１に電極５１〜５４が設けられて
いる。電極５１〜５４はメタライズ導体である。電極５
１は、収納部１１の一端側において、段部１２及び側壁
１３を覆うように形成され、更に、両端が、側壁１３を
通って、ケース１の外面に導かれている。

【００３２】電極５２は、収納部１１の他端側におい
て、段部１２及び側壁１３を覆うように形成され、更
に、両端が、側壁１３を通って、ケース１の外面に導か
れている。電極５３及び５４は、電極５１及び電極５２
の配置方向で見た収納部１１の中間部に設けられてい
る。これらの電極５３、５４は、段部１２及び側壁１３
を覆うように形成され、更に、両端が、側壁１３を通っ
て、ケース１の外面に導かれている。

【００３３】誘電体基板３は誘電体素体３０の一面に共
通電極３１を設けると共に、他面側に独立電極３２、３
３を互いに間隔を隔てて形成してある。そして、導電接
着剤または半田６３、６４等を用いて、共通電極３１を
電極５３、５４に導通接続し、独立電極３２、３３を電
極５１、５２にそれぞれ導通接続してある。電極５１〜
５４は端部がケース１の外面に導かれているので、表面
実装部品として利用できる。

【００３４】誘電体基板３の上方にある開口部は、封止
樹脂よりなる封止部４によって封止されている。実施例
において、積層体は、誘電体基板３の上方に収納部１１
の内部空間が生じるように配置されており、封止部４は
内部空間に充填された熱硬化性樹脂で構成されている。

【００３５】図５は図１〜図３に示した圧電部品の電気
回路図である。圧電振動子２の両端に誘電体基板３によ
る２つのコンデンサＣ１、Ｃ２を接続した回路となって
いる。

【００３６】次に、本発明に係る圧電部品の製造方法に
ついて、図６〜図１２を参照して説明する。まず図６に
示すように、圧電振動子２の片面に、ＵＶ硬化性もしく
は熱硬化性の絶縁樹脂２３をリング状に印刷し、硬化さ
せる。このリング状絶縁樹脂２３は、圧電振動子２のス
プリアス抑制のためと、封止のために後で充填される接
着樹脂が圧電振動子２の振動電極に流れ込み、振動を抑
えてしまう不具合を生じさせないためのものである。

【００３７】次に、前述の圧電振動子２の引き出し電極
両側面に、導電性接着剤またはハンダ611を塗布し、図
７に示すように、圧電振動子２の樹脂塗布面と、誘電体
基板３の下面の電極部とを重ね合わせ、導電性接着剤ま
たはハンダ６１によって導通させて接合し、１００〜２
６０℃に加熱し、圧電振動子２及び誘電体基板３を固定
する。

【００３８】次に図８に示すように、圧電振動子２及び
誘電体基板３の積層体の側面に導電性接着剤またはハン
ダ612、622を塗布し、圧電振動子２及び誘電体基板３の
積層体を、圧電振動子２を下にして、ケース１の収納部
１１に挿入し、圧電振動子２の周辺部をケース１の段部
１２で支持する。

【００３９】次に、図９及び図１０に示すように、圧電
振動子２及び誘電体基板３の積層体をケース１の収納部
１１内に収納し、圧電振動子２の周辺部をケース１の段
部１２で支持した状態で、１００〜２６０℃の温度条件
で加熱する。これにより、誘電体基板３及び圧電振動子
２が導電性接着剤または半田６１、６２により電極５
１、５２に接合される。誘電体基板３の電極３１と、電
極５３、５４との間にも、導電性接着剤またはハンダ６
３、６４を塗布しておき、同様の手段で、溶融及び固化
させる。

【００４０】次に、図１１及び図１２に示すように、ケ
ース１の上部より、熱硬化性エポキシ樹脂４を充填す
る。この後、１００〜２６０℃で加熱して樹脂４を硬化
させ、ケース１の内部の気密性を得る。ここで、圧電振
動子２上にリング状に印刷した絶縁樹脂２３の頂部を、
誘電体基板３と接触させてあるから、樹脂４が圧電振動
子２の振動スペースとなる空洞部Ｓ１へ流れ込むことが
ない。

【００４１】また、圧電振動子２の全周を段部１２の上
にのせ、空洞部Ｓ２を圧電振動子２によって閉じてある
ので、樹脂４が圧電振動子２のもう一つの振動スペース
となる空洞部Ｓ２へ流れ込むこともない。以上の工程を
経ることにより、図１〜図４に示した圧電部品が得られ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、圧
電振動子の振動特性を劣化させることなく、小型化し得
る新規な圧電部品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧電部品の分解斜視図である。

【図２】図１に示した圧電部品の組立状態における平面
図である。

【図３】図２の３−３線に沿った断面図である。

【図４】図２の４−４線に沿った断面図である。

【図５】図１〜図４に示した圧電部品の電気回路図であ
る。

【図６】本発明に係る圧電部品の製造工程を示す図であ
る。

【図７】図６に示した後の製造工程を示す図である。

【図８】図７に示した後の製造工程を示す図である。

【図９】図８に示した後の製造工程を示す図である。

【図１０】図９の１０ー１０線に沿った断面図である。

【図１１】図９、図１０に示した後の製造工程を示す図
である。

【図１２】図１１の１２ー１２線に沿った断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ケース ２ 圧電振動子 ３ 誘電体基板 ４ 封止部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケースと、圧電振動子と、コンデンサ用
   誘電体基板と、封止部と含む圧電部品であって、 前記ケースは、一面側を開口させた収納部を有し、前記
   収納部は内部に段部を有しており、 前記圧電振動子は、少なくとも一面側に、振動電極の周
   りを間隔を隔ててリング状に取り囲むように付着された
   絶縁樹脂を有しており、 前記誘電体基板は、前記圧電振動子の前記一面側におい
   て、前記絶縁樹脂の上に積層され、前記圧電振動子に接
   着されており、それによって、前記振動電極の周りに、
   前記絶縁樹脂と前記誘電体基板とによって囲まれた空洞
   部が形成されており、 前記圧電振動子及び前記誘電体基板でなる積層体は、前
   記ケースの前記収納部内に配置され、前記圧電振動子の
   他面側の周辺が前記段部によって支持されており、 前記封止部は、前記ケースの前記開口を封止している圧
   電部品。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された圧電部品であっ
   て、 前記誘電体基板は、前記圧電振動子の前記振動電極から
   延長されたリード電極と対応する位置に、コンデンサ電
   極を有しており、 前記接着剤は、前記コンデンサ電極と前記リード電極と
   を接着する導電性接着剤または半田である圧電部品。
3. 【請求項３】 請求項１に記載された圧電部品であっ
   て、 前記リング状の絶縁樹脂は、熱硬化性樹脂またはＵＶ硬
   化性樹脂の何れかでなる圧電部品。
4. 【請求項４】 請求項１に記載された圧電部品であっ
   て、 前記積層体は、前記誘電体基板の上方に前記収納部の内
   部空間が生じるように配置されており、 前記封止部は、前記内部空間に充填された熱硬化性樹脂
   で構成されている圧電部品。
5. 【請求項５】 圧電振動子及びコンデンサ用誘電体基板
   を、ケース内に収納した圧電部品を製造する方法であっ
   て、 前記ケースは、一面側を開口させた収納部を有し、前記
   収納部は内部に段部を有しており、 前記圧電振動子は、少なくとも一面側に、振動電極の周
   りをリング状に取り囲むように付着された絶縁樹脂を有
   しており、 前記圧電振動子の前記一面側において前記絶縁樹脂の上
   に前記誘電体基板を積層し、前記圧電振動子に接着する
   ことによって積層体を構成し、それによって、前記振動
   電極の周りに、前記絶縁樹脂と前記誘電体基板とによっ
   て囲まれた空洞部を形成し、 次に、前記積層体を、前記ケースの前記収納部内に挿入
   し、前記圧電振動子の他面側を前記段部によって支持
   し、 次に、前記ケースの前記開口部を封止する圧電部品の製
   造方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載された圧電部品であっ
   て、 前記誘電体基板は、前記圧電振動子の前記振動電極から
   延長されたリード電極と対応する位置に、コンデンサ電
   極を有しており、 前記誘電体基板を前記圧電振動子に積層するに当たり、
   前記コンデンサ電極と前記リード電極とを、導電性接着
   剤または半田によって接着する圧電部品の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項５に記載された圧電部品であっ
   て、 前記ケースの前記開口部を封止するに当たり、前記ケー
   スの開口に熱硬化性樹脂を充填し、次に加熱硬化させる
   圧電部品の製造方法。