JPH11136076A

JPH11136076A - 圧電振動子

Info

Publication number: JPH11136076A
Application number: JP9301495A
Authority: JP
Inventors: Eiji Kawamoto; 英司川本; Tetsuo Shimamura; 徹郎島村; Shinji Umeda; 眞司梅田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1997-11-04
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】圧電振動子において、小型・薄型化すること
を目的とする。【解決手段】第１の板１上に第１の導電体２が存在す
ることで、第１の板１と振動素子５との間に空間を作
り、第１の板１を平板としまた、支持体３を少なくとも
振動素子５以上の厚みとすることと、第２の導電体７が
振動素子５の第２の板４と対向する面にまで形成するこ
とで、第２の板４に凹状部分を形成せずに平板のまま、
第２の板４と振動素子５の間に空間を形成することがで
き、また、パッケージの外表面に設けている外部電極９
と第１の導電体２とがパッケージの側面で簡単に電気的
導通することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は直列共振デバイスに
係り、特に圧電材料を用いて構成された振動素子を備え
た圧電振動子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水晶やＬｉＴａＯ₃，ＬｉＮｂＯ₃等から
なる圧電体基板に適当な電極パターンを被着形成し、こ
の電極に交流電界を印加すると圧電体は印加電界と等し
い周波数の応力を生じ、かつ印加電界の周波数が圧電体
の固有振動数に一致すると共振して強い振動が得られ
る。そして、かかる原理に基づく圧電振動子は小型高性
能であるため、通信装置等の発振回路やフィルタとして
広く使用されている。

【０００３】従来、圧電振動子は、特公平３−７０４０
７号公報に記載されたものが知られている。図１０
（ａ），（ｂ）に従来の圧電振動子の分解斜視図と断面
図を示す。

【０００４】図１０（ａ），（ｂ）において、圧電振動
子２１は振動素子２２及びセラミック等にてなる密封用
キャップ２３をセラミック等にてなる実装用基板２４に
搭載して構成されている。振動素子２２は、圧電体基板
２５の表裏面である対向主面にそれぞれＴ字形の電極部
２６ａと接続部２６ｂからなる電極パターン２６及び２
６′を形成し、圧電体基板２５は一方の端部には１対の
引出し用導体層である端部電極２７及び２７′を厚膜形
成し、他方の端部には１対の引出し用導体層である端部
電極２８及び２８′を厚膜形成した後、端部電極２７と
２７′及び２８と２８′とをそれぞれ接続するとともに
引出し用導体層を形成する導体層２９及び３０が被着さ
れている。

【０００５】一方、密封用キャップ２３を搭載するため
振動素子２２より大形な実装用基板２４の上面には、端
部電極２７′及び２８′に対向する１対の導体層３１と
３２が膜形成され、端部電極２７′と導体層３１並びに
端部電極２８′と導体層３２とはそれぞれ電気的に接続
される構成となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな圧電振動子２１においては、密封用キャップ２３に
凹部を形成しなければならないため、密封用キャップ２
３を肉厚にしなければならず、圧電振動子２１の小型・
薄型化が非常に困難であるという問題点を有していた。
また、密封用キャップ２３に凹部を形成する行程が必要
であるのでコストパフォーマンスを悪化させる要因とな
っていた。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決し、小型
・薄型化およびコスト面で有利な圧電振動子を提供する
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の圧電振動子は、第１の板と第２の板と支持
体を備えたパッケージにおいて、第１の板と第２の板が
それぞれ平板で構成されており、第１の板と第２の板の
間に支持体を挟み、支持体が内部に空間を有する平板の
場合は第１の板と第２の板との接着は接着層を介して行
い、内部の振動素子との電気的接続は、第１の板に形成
した第１の導電体で各々側面部分で外部電極と電気的に
導通させるというものである。

【０００９】これにより、特別な加工を施していない平
板をパッケージとして用いることができ、コストパフォ
ーマンスに優れたパッケージを作ることができる。更
に、簡単に内部の振動素子の電極を外部に導出すること
ができ、圧電振動子を小型・薄型化することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、少なくとも一方の面に中間部から面端部にわたって
少なくとも２つ以上の第１の導電体を形成した第１の板
と、内部に空間を有する支持体と、表裏面に励振電極を
形成した振動素子と、第２の板と、外部電極から成り、
前記振動素子は第１の板と支持体と第２の板により形成
されるパッケージ内に有り、第２の導電体により固定さ
れるとともに前記第２の導電体を介して前記励振電極と
前記第１の導電体が電気的に導通しており、前記第１の
導電体は前記パッケージの外部へ導出されており、前記
外部電極と電気的に導通している圧電振動子において、
前記第１の板と前記第２の板がそれぞれ平板で構成さ
れ、前記第１の板と前記第２の板の間に前記支持体を有
し、前記第１の板と前記支持体及び前記第２の板と前記
支持体がそれぞれ接着層を介して互いに密着させた圧電
振動子であり、特別な加工を施していない平板をパッケ
ージとして用いることができるので、コストパフォーマ
ンスに優れたパッケージを簡単に作ることができ、更
に、振動子のパッケージ形状を小型・薄型化することが
できるという作用を有する。

【００１１】請求項２に記載の発明は、前記第１の板及
び前記第２の板及び前記支持体の少なくとも１つ以上が
ガラスである請求項１に記載の圧電振動子であり、安価
な材料を用いて振動子のパッケージを作ることができる
という作用を有する。

【００１２】請求項３に記載の発明は、前記第１の板及
び前記第２の板及び前記支持体の少なくとも１つ以上が
樹脂フィルムである請求項１に記載の圧電振動子であ
り、請求項２と同様の作用を有する。

【００１３】請求項４に記載の発明は、前記接着層が熱
硬化型樹脂を主成分とする請求項１に記載の圧電振動子
であり、振動子のパッケージ化を簡単に行うことができ
るという作用を有する。

【００１４】請求項５に記載の発明は、前記接着層が紫
外線硬化型樹脂を主成分とする請求項１に記載の圧電振
動子であり、請求項４と同様の作用を有する。

【００１５】請求項６に記載の発明は、前記第１の導電
体が厚膜印刷により形成されている請求項１に記載の圧
電振動子であり、振動素子の励振電極と外部電極間の電
気的導通を簡単に行うことができるという作用を有す
る。

【００１６】請求項７に記載の発明は、前記第１の導電
体が金属薄膜である請求項１に記載の圧電振動子であ
り、請求項６と同様の作用を有する。

【００１７】請求項８に記載の発明は、前記第１の導電
体が銅箔である請求項１に記載の圧電振動子であり、請
求項６と同様の作用を有する。

【００１８】請求項９に記載の発明は、前記第２の導電
体が導電性接着剤である請求項１に記載の圧電振動子で
あり、振動素子の励振電極と第１の導電体間の電気的導
通を簡単に行えるとともに、振動素子をパッケージ内に
確実に固定できるという作用を有する。

【００１９】請求項１０に記載の発明は、前記第２の導
電体がパンプ及び導電性接着剤である請求項１に記載の
圧電振動子であり、バンプを用いることで振動素子の実
装を簡略化することができるという作用を有する。

【００２０】請求項１１に記載の発明は、前記バンプが
Ａｕバンプである請求項１０に記載の圧電振動子であ
り、請求項１０と同様の作用を有する。

【００２１】請求項１２に記載の発明は、前記バンプが
半田バンプである請求項１０に記載の圧電振動子とした
ものであり、請求項１０と同様の作用を有する。

【００２２】請求項１３に記載の発明は、少なくとも一
方の面に中間部から面端部にわたって少なくとも２つ以
上の第１の導電体を形成した第１の板と、内部に空間を
有する支持体と、表裏面に励振電極を形成した振動素子
と、第２の板と、外部電極から成り、前記振動素子は前
記第１の板と前記支持体と前記第２の板により形成され
るパッケージ内に有り、第２の導電体により固定される
とともに前記第２の導電体を介して前記励振電極と前記
第１の導電体が電気的に導通しており、前記第１の導電
体は前記パッケージの外部へ導出されており、前記外部
電極と電気的に導通している圧電振動子において、前記
第１の板と前記第２の板がそれぞれ平板で構成され、前
記第１の板と前記第２の板の間に前記支持体を有し、こ
の支持体が接着剤である圧電振動子であり、特別な加工
を施していない平板をパッケージとして用いることがで
きるので、簡単にパッケージを作ることができる。更
に、振動子のパッケージ形状を小型・薄型化することが
できるという作用を有する。

【００２３】請求項１４に記載の発明は、前記接着剤が
熱硬化型樹脂を主成分とする請求項１３に記載の圧電振
動子であり、振動子のパッケージ化を簡単に行うことが
できるという作用を有する。

【００２４】請求項１５に記載の発明は、前記接着剤が
紫外線硬化型樹脂を主成分とする請求項１３に記載の圧
電振動子であり、請求項１４と同様の作用を有する。

【００２５】請求項１６に記載の発明は、前記第２の板
の少なくとも一方の面に中間部から面端部にわたって少
なくとも２つ以上の第３の導電体を形成し、前記励振電
極と前記第３の導電体が前記第２の導電体を介して電気
的に導通しており、前記第３の導電体は前記パッケージ
の外部へ導出されており、前記外部電極と電気的に導通
している請求項１または１３に記載の圧電振動子であ
り、励振電極から外部電極への電気的導通を確実に行う
という作用を有する。

【００２６】請求項１７に記載の発明は、前記第３の導
電体が厚膜印刷により形成されている請求項１６に記載
の圧電振動子であり、振動素子の励振電極と外部電極間
の電気的導通を確実に行うことができるという作用を有
する。

【００２７】請求項１８に記載の発明は、前記第３の導
電体が金属薄膜である請求項１６に記載の圧電振動子で
あり、請求項１７と同様の作用を有する。

【００２８】請求項１９に記載の発明は、前記第３の導
電体が銅箔である請求項１６に記載の圧電振動子であ
り、請求項１７と同様の作用を有する。

【００２９】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図９を用いて説明する。図１は本発明の圧電振動子
の基本的な構成を示す分解斜視図である。１は第１の
板、２は第１の板１の上面の中間部から面端部に形成し
ている第１の導電体、３は枠状の支持体、４は第２の
板、５は振動素子、６は振動素子５の表裏面に形成して
いる励振電極である。

【００３０】（実施の形態１）図２は本発明の実施の形
態１を示しており、図２において、一方面に中間部から
面端部にかけて第１の導電体２が形成してある平板から
成る第１の板１と、平板から成る第２の板４で枠状の支
持体３を挟んだ構造としている。第１の板１と支持体３
と第２の板４はそれぞれ、ガラス及び樹脂フィルムのい
ずれか一方の材料からできている。第１の導電体２は、
スクリーン印刷等による厚膜印刷あるいは金属蒸着やス
パッタリング等による金属薄膜、あるいは銅箔により形
成している。第１の板１の支持体３と対向する面は、第
１の導電体２を形成している面である。

【００３１】また、第１の板１と支持体３及び第２の板
４と支持体３の接着は接着層８を介して行われている。
接着層８は熱硬化型樹脂あるいは紫外線硬化型樹脂を主
成分とするものであるが、いずれの場合にも樹脂硬化が
簡単に行えることが重要である。更には、樹脂硬化時は
全体を加圧しながら行うことが望ましい。この第１の板
１と支持体３と第２の板４が圧電振動子のパッケージと
なる。

【００３２】ここで、振動素子５は支持体３内に形成さ
れている空間に納められており、表裏面に形成されてい
る励振電極６は第２の導電体７により第１の導電体２と
電気的に導通するとともに、第２の導電体７により振動
素子５は第１の板１と支持体３と第２の板４で形成され
ているパッケージ内の空間に固定されているのである。

【００３３】更に、振動素子５には励振電極６の周辺部
及び側面部分に空間が必要であり、この空間を設けずパ
ッケージと接触している場合は、著しく振動特性の劣化
を生じることになるので、この問題の解決策として、例
えば第１の板１と第２の板４のそれぞれ振動素子５と対
向する面に、励振電極６の大きさ以上の部分を凹状に加
工する方法をとる。

【００３４】しかし本発明の実施の形態によれば、第１
の導電体２があることで、第１の板１と振動素子５との
間に空間を作ることができ、そして第１の導電体２と励
振電極６の間に第２の導電体７を介在させることで更に
広く第１の板１と振動素子５との間に空間を作ることが
できる。この方法により、第１の板１を平板とすること
ができる。また、支持体３を少なくとも振動素子５以上
の厚みとすることと、第２の導電体７が振動素子５の第
２の板４と対向する面にまで形成されているので、第２
の板４に凹状部分を形成せずに平板のまま、第２の板４
と振動素子５の間に空間を形成することができる。ま
た、圧電振動子のパッケージの外表面に設けている外部
電極９と第１の導電体２とがパッケージの側面で導通し
ている。

【００３５】（実施の形態２）図３は本発明の実施の形
態２を示しており、図２に示した実施の形態１の内容と
同じ構成部分については同一番号を付して詳細な説明を
省略する。

【００３６】図３において、支持体１０は接着剤のみで
構成されている。この接着剤は熱硬化型樹脂あるいは紫
外線硬化型樹脂を主成分とするものであるが、いずれの
場合にも樹脂硬化が簡単に行えることが重要である。し
かしこの場合、樹脂硬化時には第１の板１から第２の板
４の間を加圧せずに行わなければならない。もし加圧し
ながら硬化すると、第２の板４と振動素子５が接触し、
結果的に振動特性の劣化を招く。

【００３７】（実施の形態３）図４は本発明の実施の形
態３を示しており、図２に示した実施の形態１の内容と
同じ構成部分については同一番号を付して詳細な説明を
省略する。

【００３８】図４において、第２の導電体１１はバンプ
及び導電性接着剤で構成されている。このバンプはＡｕ
あるいは半田でできている。実施の形態１で振動素子５
と第１の板１との間に空間が必要なことを示したが、こ
のバンプの介在により更に確実に、必要とする空間を確
保することができる。また、励振電極６と第１の導電体
２との間の電気的導通を安定させることができる。

【００３９】（実施の形態４）図５は本発明の実施の形
態４を示しており、図２に示した実施の形態１の内容と
同じ構成部分については同一番号を付して詳細な説明を
省略する。

【００４０】図５は、実施の形態２と実施の形態３を合
わせた特徴を持ち、支持体１０は接着剤のみで構成さ
れ、第２の導電体１１はバンプ及び導電性接着剤で構成
されている。この構成では、バンプを用いることで振動
素子５と第１の板１との間に確実に空間を形成すること
ができるので、振動素子５とパッケージの接触による振
動特性の劣化が起こらない。そして、第１の板１と第２
の板４を簡単に接着することができる。この時、実施の
形態２と同様に、樹脂硬化時には第１の板１から第２の
板４の間を加圧せずに行わなければならない。もし加圧
しながら硬化すると、第２の板４と振動素子５が接触
し、結果的に振動特性の劣化を招く。

【００４１】（実施の形態５）図６は本発明の実施の形
態５を示しており、図２に示した実施の形態１の内容と
同じ構成部分については同一番号を付して詳細な説明を
省略する。

【００４２】図６において、第３の導電体１２は、第２
の板４の振動素子５と対向する面に形成されており、パ
ッケージ内部側は、励振電極６と第２の導電体７を介し
て電気的に導通しており、また、パッケージ側面部分で
外部電極９と電気的に導通している。この第３の導電体
１２が存在することで、より確実に振動素子５の励振電
極６と外部電極９間の電気的導通を行うことができる。

【００４３】（実施の形態６）図７は本発明の実施の形
態６を示しており、図２に示した実施の形態１の内容と
同じ構成部分については同一番号を付して詳細な説明を
省略する。

【００４４】図７は、実施の形態２と実施の形態５を合
わせた特徴を持つ。実施の形態２では、支持体１０の接
着剤硬化時には加圧することができないと説明したが、
本実施の形態によれば、第３の導電体１２が存在するこ
とにより、第２の板４と振動素子５との間に空間を形成
することができるので、支持体１０の硬化時に加圧する
ことが可能となるため、支持体１０の厚みを均一化する
ことができる。

【００４５】（実施の形態７）図８は本発明の実施の形
態７を示しており、図２に示した実施の形態１の内容と
同じ構成部分については同一番号を付して詳細な説明を
省略する。

【００４６】図８において、第２の導電体１１のバンプ
を振動素子５の表裏面に形成した励振電極６の両面に形
成している。この第２の導電体１１が両面に形成されて
いることで、振動素子５の周辺部に確実に空間を作るこ
とができ、また第１の導電体２及び第３の導電体１２の
存在により、励振電極６から外部電極９への電気的導通
を効率よく行うことができる。

【００４７】（実施の形態８）図９は本発明の実施の形
態８を示しており、図２に示した実施の形態１の内容と
同じ構成部分については同一番号を付して詳細な説明を
省略する。

【００４８】図９は、実施の形態２と実施の形態７を合
わせた特徴を持つ構成をとり、実施の形態６に示した第
２の板４と振動素子５との間の空間をより確実に形成す
ることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、少なくと
も一方の面に中間部から面端部にわたって少なくとも２
つ以上の第１の導電体を形成した第１の板と、内部に空
間を有する枠状の支持体と、表裏面に励振電極を形成し
た振動素子と、第２の板と、外部電極から成り、振動素
子は第１の板と支持体と第２の板により形成されるパッ
ケージ内に有り、第２の導電体により固定されるととも
に第２の導電体を介して励振電極と第１の導電体が電気
的に導通しており、第１の導電体はパッケージの外部へ
導出されており、外部電極と電気的に導通している圧電
振動子において、第１の板と第２の板がそれぞれ平板で
構成され、第１の板と第２の板の間に支持体を有し、第
１の板と支持体及び第２の板と支持体がそれぞれ接着層
を介して互いに密着しているもの、又は支持体が接着剤
で構成されていることを特徴とする圧電振動子で、パッ
ケージに振動素子の形成を回避するような凹状部分を形
成する必要がなく、特別な加工を施していない平板をパ
ッケージとして用いることができ、コストパフォーマン
スに優れたパッケージを作ることができる。更に、簡単
に内部の振動素子の電極を簡単かつ確実に外部電極まで
電気的に導通させて導出してくることができ、圧電振動
子のパッケージを小型・薄型化することができるという
有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による圧電振動子を示す分
解斜視図

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す断面図

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す断面図

【図４】本発明の第３の実施の形態を示す断面図

【図５】本発明の第４の実施の形態を示す断面図

【図６】本発明の第５の実施の形態を示す断面図

【図７】本発明の第６の実施の形態を示す断面図

【図８】本発明の第７の実施の形態を示す断面図

【図９】本発明の第８の実施の形態を示す断面図

【図１０】（ａ）従来の圧電振動子のパッケージ方法を
示す分解斜視図（ｂ）従来の圧電振動子のパッケージ方法を示す断面図

【符号の説明】

１第１の板２第１の導電体３支持体４第２の板５振動素子６励振電極７第２の導電体８接着層９外部電極１０支持体１１第２の導電体１２第３の導電体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方の面に中間部から面端部
にわたって少なくとも２つ以上の第１の導電体を形成し
た第１の板と、内部に空間を有する枠状の支持体と、表
裏面に励振電極を形成した振動素子と、第２の板と、外
部電極から成り、前記振動素子は前記第１の板と前記支
持体と前記第２の板により形成されるパッケージ内に有
り、第２の導電体により固定されるとともに前記第２の
導電体を介して前記励振電極と前記第１の導電体が電気
的に導通しており、前記第１の導電体は前記パッケージ
の外部へ導出されており、前記外部電極と電気的に導通
している圧電振動子において、前記第１の板と前記第２
の板がそれぞれ平板で構成され、前記第１の板と前記第
２の板の間に前記支持体を有し、前記第１の板と前記支
持体及び前記第２の板と前記支持体がそれぞれ接着層を
介して互いに密着させた圧電振動子。
【請求項２】第１の板及び第２の板及び支持体の少な
くとも１つがガラスで構成した請求項１に記載の圧電振
動子。
【請求項３】第１の板及び第２の板及び支持体の少な
くとも１つ以上が樹脂フィルムで構成した請求項１に記
載の圧電振動子。
【請求項４】接着層が熱硬化型樹脂を主成分とした請
求項１に記載の圧電振動子。
【請求項５】接着層が紫外線硬化型樹脂を主成分とし
た請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項６】第１の導電体が厚膜印刷により形成され
た請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項７】第１の導電体が金属薄膜で構成した請求
項１に記載の圧電振動子。
【請求項８】第１の導電体が銅箔で構成した請求項１
に記載の圧電振動子。
【請求項９】第２の導電体が導電性接着剤で構成した
請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項１０】第２の導電体がパンプ及び導電性接着
剤で構成した請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項１１】バンプがＡｕバンプで構成した請求項
１０に記載の圧電振動子。
【請求項１２】バンプが半田バンプで構成した請求項
１０に記載の圧電振動子。
【請求項１３】少なくとも一方の面に中間部から面端
部にわたって少なくとも２つ以上の第１の導電体を形成
した第１の板と、内部に空間を有する枠状の支持体と、
表裏面に励振電極を形成した振動素子と、第２の板と、
外部電極から成り、前記振動素子は前記第１の板と前記
支持体と前記第２の板により形成されるパッケージ内に
有り、第２の導電体により固定されるとともに前記第２
の導電体を介して前記励振電極と前記第１の導電体が電
気的に導通しており、前記第１の導電体は前記パッケー
ジの外部へ導出されており、前記外部電極と電気的に導
通している圧電振動子において、前記第１の板と前記第
２の板がそれぞれ平板で構成され、前記第１の板と前記
第２の板の間に前記支持体を有し、この支持体が接着剤
で構成した圧電振動子。
【請求項１４】接着剤が熱硬化型樹脂を主成分とした
請求項１３に記載の圧電振動子。
【請求項１５】接着剤が紫外線硬化型樹脂を主成分と
した請求項１３に記載の圧電振動子。
【請求項１６】第２の板の少なくとも一方の面に中間
部から面端部にわたって少なくとも２つ以上の第３の導
電体を形成し、前記励振電極と前記第３の導電体が前記
第２の導電体を介して電気的に導通しており、前記第３
の導電体は前記パッケージの外部へ導出されており、前
記外部電極と電気的に導通してなる請求項１または１３
に記載の圧電振動子。
【請求項１７】第３の導電体が厚膜印刷により形成し
た請求項１６に記載の圧電振動子。
【請求項１８】第３の導電体が金属薄膜である請求項
１６に記載の圧電振動子。
【請求項１９】第３の導電体が銅箔である請求項１６
に記載の圧電振動子。
【請求項２０】支持体の厚みが少なくとも振動素子の
厚みより厚くした請求項１，１３または１６に記載の圧
電振動子。