JPH118526A

JPH118526A - 圧電共振子およびそれを用いた電子部品

Info

Publication number: JPH118526A
Application number: JP9287669A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Ogawa; 川守小; Toshio Nishimura; 村俊雄西; Toshiyuki Baba; 場俊行馬; Jiro Inoue; 上二郎井; Shigemasa Kusakai; 開重雅草; Tetsuo Takeshima; 島哲夫竹; Takeshi Yamazaki; 崎武志山
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 1999-01-12
Also published as: CN1103137C; NO319239B1; US6028390A; EP0874454A1; CN1202040A; NO981871L; NO981871D0

Abstract

(57)【要約】【課題】基板などに実装しても特性の変化が小さい圧
電共振子、および簡単に製造することができ、しかも安
定した特性を有する小型の電子部品を得る。【解決手段】電子部品３０は、長さ振動する圧電共振
子１０を含む。圧電共振子１０は、圧電体１４とその両
面の外部電極１６，１８とを含む。圧電共振子１０の外
部電極１６，１８が形成されていない側面に、樹脂材２
０と導電性樹脂材２２とを形成する。圧電共振子１０
は、パターン電極３６，３８の形成された支持基板３２
に取り付けられる。このとき、導電性樹脂材２２を介し
て外部電極１６とパターン電極３６とを接続し、別の導
電性樹脂材２２を介して外部電極１８とパターン電極３
８とを接続する。樹脂材２０としては、ＪＩＳ規格Ａ硬
度０度〜５０度の硬度および／または０．１〜１０ＭＰ
ａの弾性率を有するものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は圧電共振子および
それを用いた電子部品に関し、特にたとえば、長さ振動
を励振する圧電共振子およびそれを用いた発振子，ディ
スクリミネータ，フィルタなどの電子部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３４は従来の圧電共振子の一例を示す
斜視図である。圧電共振子１は、直方体状の圧電体２を
含み、圧電体２の対向する側面に電極３ａ，３ｂが形成
されている。圧電体２は、図３４の矢印に示すように、
２つの電極３ａ，３ｂ間において、電極３ａ，３ｂの主
面に直交する向きに分極される。この圧電共振子１で
は、２つの電極３ａ，３ｂ間に信号を与えることによっ
て、長さ振動が励振される。

【０００３】この圧電共振子１を用いた電子部品の例
が、図３５に示される。この電子部品４は、支持基板５
を含む。支持基板５は絶縁材料で形成される。支持基板
５上には、取り付け電極６ａ，６ｂが形成される。一方
の取り付け電極６ａ上には、たとえば導電材料で形成さ
れた支持部材７が載置される。支持部材７としては、た
とえばＪＩＳ規格Ａ硬度５０度以上の硬度を有し、弾性
率１０ＭＰａ以上のエポキシ系導電性樹脂が用いられ
る。支持部材７上には、圧電共振子１が取り付けられ
る。このとき、一方の電極３ａが支持部材７に接続さ
れ、他方の電極３ｂは、リード線８を介してパターン電
極６ｂに接続される。

【０００４】このような電子部品４は、たとえば発振子
などとして用いられ、電極３ａ，３ｂに信号を入力する
ことにより、圧電共振子１に長さ振動が励振される。こ
のような振動を利用することにより、電子部品１は、発
振子やディスクリミネータなどとして用いることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、支持部
材を用いて圧電共振子を支持する場合、支持部材から圧
電共振子の振動が漏れて、リップルなどの特性異常が発
生しやすいという問題がある。また、圧電共振子を載置
する支持部材の面を正確に形成しないと、圧電共振子が
傾き、支持基板と接触し、共振子の振動を阻害する恐れ
がある。その場合、圧電共振子の両端部を樹脂などで支
持基板に接着するなどの方法によって安定した支持を得
る必要がある。さらに、圧電共振子を支持部材などに接
着すると、接着剤や支持部材が振動に対する負荷とな
り、支持部材に取り付ける前後において、機械的品質係
数Ｑｍや共振周波数などの特性が変わる。そのため、圧
電共振子を支持基板上に実装したのちに、特性の調整を
行う必要がある。このように、圧電共振子の安定した支
持のため、また特性の調整を行う必要があるため、電子
部品の製造が複雑となる。

【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、基
板などに実装しても特性の変化が小さい圧電共振子を簡
単に製造することができ、しかも安定した特性を有する
小型の電子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】この発明は、長さ振動を
励振する圧電共振素子と、圧電共振素子の実装面に形成
されるＪＩＳ規格Ａ硬度０度〜５０度の硬度を有する樹
脂材および／または弾性率０．１〜１０ＭＰａの樹脂材
とを含む、圧電共振子である。このような圧電共振子に
おいて、樹脂材は、圧電共振素子の実装面の少なくとも
長手方向中央部に形成される。また、圧電共振素子は、
２つの外部電極を含み、圧電共振素子の長手方向中央部
において外部電極のそれぞれに接続される１対の導電性
樹脂材を形成することができる。さらに、圧電共振素子
は、外部電極と、外部電極間に形成される圧電体とで形
成することができ、この場合、圧電体は電極面と直交す
る向きに分極される。また、圧電共振素子は、長手方向
を有する基体を含み、基体は、その長手方向に直交する
面を有する２つ以上の内部電極と、内部電極間に形成さ
れる圧電体とで形成することができ、この場合、圧電体
は基体の長手方向に分極されるとともに、内部電極が外
部電極に接続される。さらに、樹脂材と導電性樹脂材と
は、ほぼ同一の熱膨張係数を有することが好ましい。ま
た、圧電共振素子は、長手方向を有する基体と、基体の
実装面に形成されるかまたは実装面において露出する１
対の外部電極とを含み、樹脂材は、１対の外部電極の各
々に電気的に接続するように、基体の実装面に配置され
た導電性の樹脂材とすることができる。このような圧電
共振子において、圧電共振素子は、２つの外部電極を含
み、導電性の樹脂材は、圧電共振素子の長手方向中央部
において実装面に配置されたものとすることができる。
また、圧電共振素子は、外部電極と、外部電極間に形成
される圧電体とで形成することができ、この場合、圧電
体は外部電極面と直交する向きに分極される。さらに、
圧電共振素子の基体は、その長手方向に直交する面を有
する２つ以上の電極と、電極間に形成される圧電体とで
形成することができ、この場合、圧電体は基体の長手方
向に分極されるとともに、電極が外部電極に接続され
る。また、この発明は、樹脂材を形成した圧電共振子を
用いた電子部品であって、樹脂材を介して支持基板上に
圧電共振子が支持された、電子部品である。さらに、こ
の発明は、樹脂材と導電性樹脂材とを有する圧電共振子
を用いた電子部品であって、樹脂材を介して支持基板上
に圧電共振子が支持され、かつ導電性樹脂材を介して前
記支持基板上に形成された取り付け電極と外部電極とが
接続される、電子部品である。この場合、圧電共振子の
導電性樹脂材と支持基板上に形成された取り付け電極と
は、たとえば導電性接着剤を介して接続される。また、
この発明は、導電性の樹脂材を形成した圧電共振子を用
いた電子部品であって、導電性の樹脂材を介して支持基
板上に圧電共振子が支持された、電子部品である。この
場合、導電性の樹脂材を介して支持基板上に形成された
取り付け電極と外部電極とが電気的に接続される。ま
た、導電性の樹脂材と取り付け電極とは、導電性接着剤
によって固着することができる。上述のような電子部品
において、複数の圧電共振子を支持基板上で接続するこ
とによってラダーフィルタとすることができる。

【０００８】長さ振動を励振する圧電共振素子の実装面
に樹脂材を形成することにより、樹脂材が圧電共振素子
の長さ振動に対する負荷として働く。このように、あら
かじめ負荷となる樹脂材が圧電共振素子の実装面に形成
されているため、この樹脂材部分で圧電共振子を支持基
板などに支持しても、長さ振動に対する新たな負荷とな
らない。長さ振動をする圧電共振素子は、そのノード点
が長手方向中央部にあるため、圧電共振素子の実装面の
中央部に樹脂材を形成することにより、圧電共振子のノ
ード点付近で支持基板などに支持することができる。さ
らに、圧電共振子のノード点付近において、圧電共振素
子の外部電極に接続される導電性樹脂材を形成すること
により、支持基板に形成された取り付け電極と圧電共振
素子の外部電極とを電気的に接続することができる。な
お、圧電共振素子は、その外部電極に接続される導電性
の樹脂材のみによって、支持基板上の取り付け電極に支
持されてもよい。この場合も、導電性の樹脂材が圧電共
振素子の長さ振動に対する負荷として働くとともに、外
部電極と取り付け電極を電気的に接続することができ
る。圧電共振素子の構造としては、前記圧電体の両面に
電極を形成したものでもよいし、圧電体と電極とを積層
した基体を用いたものでもよい。なお、樹脂材と導電性
樹脂材とを形成する場合には、導電性樹脂材と樹脂材と
の熱膨張係数がほぼ同一であれば、雰囲気温度の変化に
よる導電性樹脂材の剥離などを防ぐことができる。この
ような圧電共振子を支持基板上に支持することにより、
電子部品が形成されるが、比較的硬度の低い、あるいは
弾性率の低い樹脂材を用いることによって、共振子と支
持基板の間の機械的結合が疎になり、圧電共振子の振動
が支持基板に漏れにくくなる。しかも、あらかじめ振動
に対する負荷となる樹脂材が形成されることにより、圧
電共振子を実装する前後において、圧電共振子の特性の
変化が少なくなる。さらに、導電性接着剤などを用いて
圧電共振子と支持基板上に形成された取り付け電極との
間に電気的結合をとることができ、従来の電子部品のよ
うなリード線などが不要となる。

【０００９】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施例を示す
斜視図であり、図２はその断面図である。圧電共振子１
０は、圧電共振素子１２を含む。圧電共振素子１２は、
直方体状の圧電体１４と、その対向側面に形成される外
部電極１６，１８によって形成される。圧電体１４は、
図１の矢印に示すように、外部電極１６，１８の主面に
直交する向きに分極される。さらに、圧電共振素子１２
の外部電極１６，１８が形成されていない１つの側面に
は、樹脂材２０が形成される。樹脂材２０としては、た
とえばシリコン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹
脂などで形成され、ＪＩＳ規格Ａ硬度０度〜５０度の硬
度を有するものが用いられる。ここでは、樹脂材２０と
して、ＪＩＳ規格Ａ硬度０度の硬度を有し、弾性率０．
１〜１０ＭＰａのウレタン樹脂を用いた。そして、樹脂
材２０の厚みは、５０μｍ〜１００μｍとした。この圧
電共振子１０では、外部電極１６，１８に信号を入力す
ることにより、圧電共振素子１２に長さ振動が励振され
る。

【００１１】このような圧電共振子１０では、樹脂材２
０が形成されているため、圧電共振素子１２が長さ振動
するときに、樹脂材２０が負荷として働く。この樹脂材
２０があることによって、圧電共振素子１２のみの場合
に比べて、機械的品質係数Ｑｍや共振周波数などの特性
が変わる。しかしながら、この圧電共振子１０を樹脂材
２０の形成面で接着剤や両面テープなどを用いて支持基
板などに取り付けたときに、この接着剤などが圧電共振
子１０の振動に対する新たな負荷とならず、支持基板へ
の取り付けの前後で特性の変化が少ない。圧電共振素子
１２の特性は、主としてその長さ寸法で決まる。また、
圧電共振素子１２の長さ振動に対する負荷は、ほぼ樹脂
材２０の硬度あるいは弾性率によって決まる。したがっ
て、圧電共振素子１２の寸法と樹脂材２０の硬度あるい
は弾性率を決定すれば、所望の特性を有する圧電共振子
１０を得ることができる。なお、圧電共振子１０を取り
付ける支持基板としては、ガラスエポキシ基板、アルミ
ナ基板、多層基板、誘電体基板などの周知の基板が用い
られる。

【００１２】なお、樹脂材２０は、圧電共振素子１２の
外部電極が形成されていない側面の全面に形成する必要
はなく、図３に示すように、圧電共振素子１２の側面の
長手方向に対する中央部のみに形成してもよい。また、
図４に示すように、圧電共振素子１２の側面の中央部お
よび両端部に形成してもよい。このように、樹脂材２０
の形成位置は変更可能であるが、圧電共振素子１２の実
装面の中央部に形成するのが好ましい。これは、圧電共
振子１０が長さ振動をするため、圧電共振素子１２の中
央部がノード点となり、支持基板などに圧電共振子１０
を実装する際には、ノード点である圧電共振子１０の中
央部をもって支持するのが最も好ましいからである。

【００１３】また、この圧電共振子１０において、図５
および図６に示すように、圧電共振素子１２の長手方向
の中央部付近において、圧電共振素子１２側面の幅方向
の両側に、１対の導電性樹脂材２２が形成されてもよ
い。これらの導電性樹脂材２２は、外部電極１６，１８
の端部から樹脂材２０の形成面に回り込むように形成さ
れる。このとき、導電性樹脂材２２は、図７に示すよう
に、圧電共振素子１２の長手方向の中央部に形成しても
よいし、図８に示すように、長手方向に互いの位置をず
らして形成してもよい。もちろん、図９に示すように、
圧電共振素子１２の長手方向の中央部のみに樹脂材２０
を形成した圧電共振子１０や、図１０に示すように、圧
電共振素子１２の長手方向の中央部および両端部に樹脂
材２０を形成した圧電共振子１０においても、導電性樹
脂材２２を形成することができる。

【００１４】なお、樹脂材２０と導電性樹脂材２２と
は、ほぼ等しい熱膨張係数を有するものが好ましい。両
方の熱膨張係数がほぼ同じであれば、雰囲気温度の変化
によって、導電性樹脂材２２が樹脂材２０から剥離する
ことを防ぐことができる。たとえば、樹脂材２０として
シリコン樹脂材を用いた場合、シリコン樹脂を含む導電
性樹脂材２２が用いられ、樹脂材２０としてウレタン樹
脂材を用いた場合、ウレタン樹脂を含む導電性樹脂材２
２が用いられる。

【００１５】このような圧電共振子１０を用いて、発振
子やディスクリミネータなどの電子部品を作製すること
ができる。この電子部品３０は、図１１に示すように、
アルミナなどの絶縁材料で形成された支持基板３２を含
む。支持基板３２の対向する端部には、たとえば、それ
ぞれ２つずつ凹部３４が形成される。支持基板３２の一
方面上には、２つの取り付け電極３６，３８が形成され
る。一方の取り付け電極３６は、対向する凹部３４間に
形成され、その一端側から支持基板３２の中央部に向か
って、Ｌ字状に延びるように形成される。また、他方の
取り付け電極３８は、別の対向する凹部３４間に形成さ
れ、その他端側から支持基板３２の中央部に向かって、
Ｌ字状に延びるように形成される。

【００１６】支持基板３２上には、圧電共振子１０の樹
脂材２０の形成面が取り付けられる。このとき、支持基
板３２の中央部における取り付け電極３６および取り付
け電極３８の端部には、導電性接着剤などによって、圧
電共振子１０の導電性樹脂材２２が取り付けられる。さ
らに、圧電共振子１０の長手方向の少なくとも一部にお
いて、絶縁性の接着剤で支持基板３２と圧電共振子１０
の樹脂材２０とが接着される。そして、導電性樹脂材２
２を取り付け電極３６，３８に接着することにより、外
部電極１６，１８と取り付け電極３６，３８とが、電気
的に接続される。さらに、支持基板３２上には、たとえ
ば、金属キャップ４０がかぶせられる。このとき、金属
キャップ４０と取り付け電極３６，３８とが導通しない
ように、支持基板３２および取り付け電極３６，３８上
に絶縁性樹脂（図示せず）が塗布される。そして、金属
キャップ４０がかぶせられることによって、電子部品３
０が作製される。この電子部品３０では、支持基板３２
の凹部３４から裏面に回り込むように形成された取り付
け電極３６，３８が、外部回路と接続するための入出力
端子として用いられる。

【００１７】この電子部品３０では、取り付け電極３
６，３８の一方から導電性樹脂材２２を介して信号が入
力されることによって、圧電共振素子１２の中心部をノ
ード点とした長さ振動の基本モードが励振される。この
電子部品３０では、硬度がＪＩＳ規格Ａ硬度０度〜５０
度という柔らかい樹脂材２０が形成されているため、従
来の電子部品のように、硬度の高い支持部材を用いた場
合、振動漏れを防ぐためにその厚みを厚くする必要がな
く、圧電共振素子１２と支持基板３２との間の間隔を小
さくすることができる。そして、このように薄い樹脂材
２０を介して圧電共振子１０を支持した場合でも、この
樹脂材２０があることによって、圧電共振子１０の振動
が支持基板３２に漏れたりせず、リップルの発生などを
抑えることができる。また、図３２に示す厚みのある支
持部材７を形成する必要がないため、電子部品の高さを
低くすることができる。

【００１８】さらに、この電子部品３０では、図５ある
いは図１０のように絶縁樹脂を形成した場合、従来の支
持部材を用いたもののように、支持部材の面の精度に気
をつかう必要がなく、樹脂材２０によって、圧電共振素
子１２が支持基板３２に接触しないように、圧電共振子
１０を容易に支持することができる。しかも、あらかじ
め樹脂材２０が形成されていることにより、圧電共振子
１０の特性がほぼ決定されており、支持基板３２に取り
付ける前後において、圧電共振子１０の特性の変化が少
ない。したがって、圧電共振子１０を実装したのち、特
性の調整が不要である。このように、精密な加工や特性
の調整を省略することができるため、電子部品３０の製
造が容易である。

【００１９】また、圧電共振素子１２としては、図１２
および図１３に示すように、積層型のものを用いてもよ
い。この圧電共振素子１２は、直方体状の基体４２を含
む。基体４２は、複数の圧電体４４と内部電極４６とを
交互に積層することによって形成される。したがって、
各圧電体４４および各内部電極４６の面は、基体４２の
長手方向に対して直交している。なお、隣接する内部電
極４６としては、たとえば図１４（ａ）に示すように、
圧電体４４の一方側の端部を除く部分に形成された内部
電極４６と、図１４（ｂ）に示すように、圧電体４４の
他方側の端部を除く部分に形成された内部電極４６とが
用いられる。これらの内部電極４６が交互に積層される
ことにより、基体４２の対向する側面には、それぞれ隣
接する内部電極４６が交互に露出している。

【００２０】そして、圧電体４４は、図１３の矢印に示
すように、１つの内部電極４６の両側において、互いに
逆向きとなるように基体４２の長手方向に分極される。
ただし、基体４２の両端部４２ｂは分極されていない。
内部電極４６が交互に露出した基体４２の２つの側面に
は、それぞれ外部電極５２，５４が形成される。したが
って、外部電極５２，５４には、それぞれ内部電極４６
の隣合うものが接続される。

【００２１】この圧電共振子１０では、外部電極５２，
５４が入出力電極として使用される。このとき、基体４
２の両端部を除く部分では、隣合う内部電極４６間に電
界が印加されるため、圧電的に活性となる。しかしなが
ら、基体４２の両端部においては、基体４２が分極され
ず、しかも基体４２の両端面に電極が形成されていない
ために電界が印加されず、圧電的に不活性となる。した
がって、基体４２の中央部には、図１３に斜線で示すよ
うに、入力信号に対する活性部４２ａが形成される。ま
た、基体４２の両端部には、入力信号に対する不活性部
４２ｂが形成される。なお、不活性部４２ｂは、入力信
号によって駆動力を発生しない部分を示している。した
がって、内部電極間に電界がかかっても、それらの内部
電極間が分極されていなければよい。また、分極された
圧電体層に電界がかからない構造であってもよい。この
ような不活性部４２ｂは必須のものではなく、基体４２
全体が活性部であってもよい。

【００２２】外部電極５２，５４の形成されていない基
体４２の１つの側面には、図５および図６と同様に、樹
脂材２０および導電性樹脂材２２が形成される。そし
て、図１５に示すように、支持基板３２上に圧電共振子
１０が取り付けられる。このとき、図１６に示すよう
に、導電性接着剤５６などによって、導電性樹脂材２２
が、支持基板３２上の取り付け電極３６，３８に接続さ
れる。さらに、圧電共振子１０の長手方向の両端側が、
絶縁性接着剤５８を用いて、支持基板３２に接着され
る。また、図１７（ａ）および（ｂ）に示すように、取
り付け電極３６，３８上の導電性接着剤５６の間に絶縁
性接着剤５８を塗布し、それによって圧電共振子１０を
支持基板３２に接着してもよい。このように、支持基板
３２上の取り付け電極３６，３８と、圧電共振素子１２
の外部電極５２，５４とは、導電性樹脂材２２を介して
電気的に接続される。そして、支持基板３２上に金属キ
ャップ４０がかぶせられ、電子部品３０が作製される。

【００２３】この電子部品３０では、図１５に示す取り
付け電極３６，３８から導電性樹脂材２２を介して信号
が入力されることによって、基体４２の互いに逆向きに
分極した圧電体４４に、互いに逆向きの電圧が印加され
るため、圧電体４４は全体として同じ向きに伸縮しよう
とする。そのため、圧電共振子１０全体としては、基体
４２の中心部をノード点とした長さ振動モードが励振さ
れる。なお、ここでは、１つの内部電極４６の両側の分
極方向は互いに逆向きになっているが、圧電共振子１０
に長さ振動を励振できる構造であれば、必ずしもこのよ
うに分極する必要はない。

【００２４】この電子部品３０では、圧電共振子１０の
圧電体４４の分極方向，信号による電界方向および圧電
体４４の振動方向が一致する。つまり、この圧電共振子
１０は、圧電縦効果を利用した共振子となる。このよう
な圧電縦効果を利用した圧電共振子１０は、分極方向お
よび電界方向と振動方向とが異なる圧電横効果を利用し
た圧電共振子に比べて、電気機械結合係数が大きい。そ
のため、共振周波数と反共振周波数との差ΔＦが大き
い。したがって、この圧電共振子１０を用いれば、帯域
幅の大きい特性を得ることができる。

【００２５】また、このような圧電共振子１０におい
て、活性部４２ａと不活性部４２ｂの形成位置との割合
や、不活性部４２ｂの形成位置などを調整することによ
り、ΔＦを調整することができる。さらに、活性部４２
ａの層数を調整することにより、圧電共振子１０の容量
を調整することができる。そのため、電子部品３０と外
部回路とのインピーダンスマッチングをとることが容易
である。

【００２６】このような積層型の圧電共振子１０を用い
た場合でも、樹脂材２０をあらかじめ形成しておくこと
により、圧電共振子１０の特性を決定することができ、
支持基板３２に取り付ける前後において、特性の変化を
少なくすることができる。さらに、柔らかい樹脂材２０
を用いることによって、圧電共振子１０と支持基板３２
との間の間隔を小さくすることができ、しかも振動漏れ
やリップルなどを抑えることができる。したがって、電
子部品３０を小型化することができるとともに、寸法精
度や取り付け後の特性の調整などに気を使う必要がな
く、電子部品３０の製造が容易である。

【００２７】また、図１８および図１９に示すように、
基体４２の１つの側面に、２つの外部電極５２，５４を
形成してもよい。図１８および図１９においては、それ
ぞれの内部電極４６は、基体４２の長手方向に直交する
面の全面に形成される。そして、図２０に示すように、
基体４２の一側面には、絶縁膜４８，５０が形成され
る。絶縁膜４８，５０は、内部電極４６の露出部を覆う
ように形成される。一方の絶縁膜４８は、基体４２の幅
方向の一方側において、１つおきに内部電極４６を覆う
ように形成される。また、他方の絶縁膜５０は、基体４
２の幅方向の他方側において、絶縁膜４８で覆われてい
ない内部電極４６を覆うように形成される。つまり、内
部電極４６の露出部は、基体４２の側面において、交互
に２つの絶縁膜４８，５０で覆われる。したがって、絶
縁膜４８は、基体４２の幅方向の一方側において、基体
４２の長手方向に並ぶように形成される。また、絶縁膜
５０は、基体４２の幅方向の他方側において、基体４２
の長手方向に並ぶように形成される。

【００２８】基体４２の一側面上には、幅方向の両側に
おいて、基体４２の長手方向に延びる２つの外部電極５
２，５４が形成される。外部電極５２は、基体４２上に
おいて、絶縁膜４８が形成された部分に直線状に形成さ
れる。また、外部電極５４は、基体４２上において、絶
縁膜５０が形成された部分に直線状に形成される。した
がって、外部電極５２は、絶縁膜４８で覆われていない
内部電極４６に接続される。また、外部電極５４は、絶
縁膜５０で覆われていない内部電極４６に接続される。
つまり、内部電極４６の隣合うものが、それぞれ外部電
極５２，５４に接続される。

【００２９】外部電極５２，５４が形成された基体４２
の側面には、図２１に示すように、樹脂材２０が形成さ
れる。樹脂材２０は、外部電極５２，５４間に形成され
る。さらに、導電性樹脂材２２が、圧電共振素子１２の
長手方向の中央部において、圧電共振素子１２の幅方向
の両側に形成される。これらの導電性樹脂材２２は、外
部電極５２，５４に接続される。この圧電共振子１０が
支持基板３２上に取り付けられる。このとき、支持基板
３２上の取り付け電極３６，３８と、外部電極５２，５
４とは、導電性樹脂材２２を介して電気的に接続され
る。そして、支持基板３２上に金属キャップ（図示せ
ず）がかぶせられ、電子部品３０が作製される。

【００３０】図２２は複数の圧電共振子を用いてラダー
フィルタとした電子部品３０の一例を示す要部平面図で
あり、図２３はその要部斜視図である。この電子部品３
０では、支持基板３２上に、４つの取り付け電極６０，
６２，６４，６６が形成される。これらの取り付け電極
６０〜６６には、間隔を隔てて１列に配置される５つの
ランドが形成される。この場合、支持基板３２の一端か
ら１番目のランドは取り付け電極６０に形成され、２番
目のランドおよび５番目のランドは取り付け電極６２に
形成され、３番目のランドは取り付け電極６４に形成さ
れ、４番目のランドは取り付け電極６６に形成される。

【００３１】これらのランドに、図１２および図１３に
示す圧電共振子と同様の構成からなる圧電共振子１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの外部電極５２，５４が取
り付けられる。この場合、図２４に示す梯子型の回路が
得られるように、圧電共振子１０ａ〜１０ｄが取り付け
られる。そして、図１１に示す実施例と同様にして、支
持基板３２上に、金属キャップ（図示せず）がかぶせら
れる。

【００３２】この電子部品３０は、図２４に示すような
梯子型の回路を有するラダーフィルタとして用いられ
る。このとき、たとえば２つの圧電共振子１０ａ，１０
ｃは直列共振子として用いられ、別の２つの圧電共振子
１０ｂ，１０ｄは並列共振子として用いられる。このよ
うなラダーフィルタにおいて、並列の圧電共振子１０
ｂ，１０ｄの容量が、直列の圧電共振子１０ａ，１０ｃ
の容量よりも格段に大きくなるように設計されている。
もちろん、このようなラダーフィルタを形成する場合、
図１８および図１９に示すような、基体４２の一側面に
外部電極５２，５４を形成した圧電共振子１０を用いて
もよいことは言うまでもない。

【００３３】このように、複数の圧電共振子１０を用い
た電子部品３０においても、樹脂材２０が形成されてい
ることによって、特性の安定化、電子部品の小型化、電
子部品の製造の容易化などの効果を得ることができる。
ここで、樹脂材２０の硬度をＪＩＳ規格Ａ硬度０度〜５
０度に限定した理由は、この発明の範囲内の硬度を有す
る樹脂材２０を用いた場合には、圧電共振素子１２に樹
脂材２０を形成したのち、支持基板３２などに支持して
も、支持の前後での特性の変化が少ないからである。そ
れを示す実験の結果が、図２５および図２６に示されて
いる。

【００３４】図２５は、圧電共振素子１２，樹脂材２０
を形成した圧電共振子１０および圧電共振子１０を支持
基板３２上に実装した電子部品３０について、機械的品
質係数Ｑｍを示したグラフである。また、図２６は、圧
電共振子１０の樹脂材２０の厚みを変えたときのＱｍを
示すグラフである。なお、ＪＩＳ規格Ａ硬度の上限は９
９度であるが、ここでは、比較しやすくするために、Ａ
硬度相当のものとして換算した数値を示してある。

【００３５】図２５からわかるように、Ａ硬度０度およ
び５０度の樹脂材を用いた場合、支持基板３２上に圧電
共振子１０を実装する前後で、Ｑｍの変化がほとんどな
い。それに対して、Ａ硬度１００度相当および１５０度
相当の樹脂材を用いた場合、支持基板上に圧電共振子を
実装する前後でＱｍが大きく変化している。また、図２
６からわかるように、樹脂材２０の厚みを変えた場合、
Ａ硬度０度および５０度の樹脂材を用いたものはＱｍの
変化が少なく、Ａ硬度１００度相当および１５０度相当
の樹脂材を用いたものはＱｍの変化が大きい。特に、Ａ
硬度０度および５０度の樹脂材を用いた場合、その厚み
が５０μｍを超えると、特性が安定している。

【００３６】このように、ＪＩＳ規格Ａ硬度０度〜５０
度の樹脂材を用いることにより、圧電共振子１０の特性
を安定させることができ、支持基板上に実装したときに
も、特性の調整を省略することができる。

【００３７】なお、上述の圧電共振子や圧電部品におい
ては、圧電共振素子１２に樹脂材を形成したが、図２７
に示すように、弾性率０．１〜１０ＭＰａの導電性樹脂
で支持部材７０を形成してもよい。ここでは、図１８に
示す圧電共振素子１２の外部電極５２，５４の長手方向
の中央部に、支持部材７０が形成されている。支持部材
７０は、外部電極５２，５４の幅とほぼ同じ幅を有する
直方体状に形成される。このような導電性樹脂として
は、たとえばシリコン樹脂やウレタン樹脂または柔らか
いエポキシ樹脂などがある。そして、これらの支持部材
７０が、接合用接着剤によって、支持基板３２の取り付
け電極３６，３８に接着される。このような接合用接着
剤としては、たとえば導電性エポキシ接着剤などが用い
られる。この圧電共振子１０では、取り付け電極３６，
３８から支持部材７０を介して、外部電極５２，５４に
信号が与えられる。

【００３８】このような圧電共振子１０においても、弾
性率０．１〜１０ＭＰａの導電性樹脂を用いて支持部材
７０を形成することによって、圧電共振子１０から支持
基板３２への振動漏れを少なくすることができ、リップ
ルの発生などを抑えることができる。また、予め支持部
材７０を形成しておくことにより、支持基板３２上に圧
電共振子１０を支持したときに、長さ振動に対する新た
な負荷とならない。そのため、圧電共振子１０を支持基
板３２上に実装する前後において、特性の変化を少なく
することができる。

【００３９】このような圧電共振子１０では、０．１〜
１０ＭＰａの弾性率を有する支持部材７０を形成するこ
とにより、支持部材７０の大きさに関係なく、振動漏れ
を抑えることができる。したがって、図２８に示すよう
に、支持部材７０の長さＬや厚みｔに関係なく、圧電共
振子１０の振動漏れを抑えることができる。しかしなが
ら、圧電共振子１０を基板３２上に実装するときに、図
２９に示すように、接合用接着剤７２が支持部材７０の
側面に這い上がるため、接着強度の大きい硬いエポキシ
系の接着剤などを用いる場合、接合用接着剤７２の這い
上がり量よりも支持部材７０の厚みｔを大きくする必要
がある。なぜならば、接合用接着剤７２が圧電共振素子
１２に付着すると、接合用接着剤７２を介して振動漏れ
が発生する恐れがあるからである。

【００４０】また、支持部材７０の形成位置は、圧電共
振素子１２の長手方向の中央部に限らず、図３０に示す
ように、中央部からずれた位置に形成しても、振動漏れ
を抑えることができる。このように、支持部材７０の長
さＬ、厚みｔ、および圧電共振素子１２の中央部からの
ずれの量Ｘに関係なく、圧電共振子１０の振動漏れを抑
えることができる。ただし、Ｌ，ｔ，Ｘなどが大きくな
ると、圧電共振子１０の機械的品質係数Ｑｍが下がるの
で、所望のＱｍが得られるように、支持部材７０の寸法
を決定すればよい。

【００４１】なお、圧電共振素子１２としては、図１に
示すのと同様に、直方体状の圧電体１４の対向側面に外
部電極１６，１８を形成し、外部電極１６，１８に直交
する向きに圧電体１４を分極したものを用いることがで
きる。この場合、図３１に示すように、２つの外部電極
１６，１８の両方が露出した圧電体１４の側面に、２つ
の支持部材７０が形成される。これらの支持部材７０
は、圧電共振素子１２の長手方向の中央部において、圧
電共振素子１２の幅方向の両端部で外部電極１６，１８
に電気的に接続されるように形成される。このような圧
電共振子１０においても、支持部材７０によって圧電共
振素子１２の振動漏れを防ぐことができるとともに、圧
電共振素子１２の外部電極１６，１８と支持基板の取り
付け電極とを電気的に接続することができる。そして、
支持部材７０の寸法を調整することにより、圧電共振子
１０のＱｍを調整することができる。

【００４２】このように、弾性率０．１〜１０ＭＰａの
樹脂で支持部材を形成しても、圧電共振子１０の特性を
安定させることができ、図３２に示すように、支持基板
３２上に実装して電子部品３０としたときにも、特性の
調整を省略することができる。もちろん、このような支
持部材７０を形成した圧電共振子１０を用いて、図３３
に示すように、図２４に示すような回路を有するラダー
フィルタを形成することができることは言うまでもな
い。これらの図３２や図３３に示す電子部品３０におい
て、図２７に示す圧電共振子１０に限らず、図３１に示
す圧電共振子１０を用いてもよいことは当然のことであ
る。

【００４３】

【発明の効果】この発明によれば、圧電共振子が圧電共
振素子と樹脂材、または圧電共振素子と柔らかい導電性
の樹脂材で形成された支持部材とで形成されているた
め、圧電共振子を支持基板などに実装した時に、特性の
変化が少ない。したがって、圧電共振子を実装したとき
に、特性の調整をする必要がない。また、従来の支持部
材を用いた電子部品のように、圧電共振子との接着面の
精度に気を使う必要がなく、電子部品の製造が容易であ
る。さらに、従来のような支持部材を用いる場合に比べ
て、圧電共振子の樹脂材や支持部材を薄くすることがで
き、電子部品を小型化することができる。しかも、柔ら
かい材料を用いることにより、樹脂材や支持部材を薄く
しても、圧電共振子の振動が支持基板に漏れたりせず、
リップルの発生などを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の圧電共振子の一例を示す斜視図であ
る。

【図２】図１に示す圧電共振子の断面図である。

【図３】図１に示す圧電共振子の変形例を示す斜視図で
ある。

【図４】図１に示す圧電共振子の他の変形例を示す斜視
図である。

【図５】この発明の圧電共振子の他の例を示す斜視図で
ある。

【図６】図５に示す圧電共振子の断面図である。

【図７】図５に示す圧電共振子の導電性樹脂材の形成位
置の一例を示す平面図である。

【図８】図５に示す圧電共振子の導電性樹脂材の形成位
置の他の例を示す平面図である。

【図９】図５に示す圧電共振子の変形例を示す斜視図で
ある。

【図１０】図５に示す圧電共振子の他の変形例を示す斜
視図である。

【図１１】図５に示す圧電共振子を用いた電子部品の一
例を示す斜視図である。

【図１２】この発明の圧電共振子に用いられる圧電共振
素子の他の例を示す斜視図である。

【図１３】図１２に示す圧電共振素子の構造を示す図解
図である。

【図１４】（ａ）および（ｂ）は、図１２に示す圧電共
振素子に用いられる圧電体と内部電極との関係を示す図
解図である。

【図１５】図１２に示す圧電共振素子を有する圧電共振
子を用いた電子部品の一例を示す斜視図である。

【図１６】図１５に示す電子部品の支持基板と圧電共振
子とを接着するための接着剤の形成位置を示す図解図で
ある。

【図１７】（ａ）および（ｂ）は、図１５に示す電子部
品の支持基板と圧電共振子とを接着するための接着剤の
形成位置の他の例を示す図解図である。

【図１８】この発明の圧電共振子に用いられる圧電共振
素子のさらに他の例を示す斜視図である。

【図１９】図１８に示す圧電共振素子の構造を示す図解
図である。

【図２０】図１８に示す圧電共振素子の構造を示す平面
図解図である。

【図２１】図１８に示す圧電共振素子を有する圧電共振
子を用いた電子部品の圧電共振子と支持基板上の取り付
け電極との関係を示す図解図である。

【図２２】複数の圧電共振子を用いてラダーフィルタと
した電子部品の一例を示す要部平面図である。

【図２３】図２２に示すラダーフィルタの要部分解斜視
図である。

【図２４】図２２に示すラダーフィルタの等価回路図で
ある。

【図２５】圧電共振素子、樹脂材を形成した圧電共振子
および圧電共振子を支持基板上に実装した電子部品につ
いてのＱｍを示したグラフである。

【図２６】圧電共振子の樹脂材の厚みを変えたときのＱ
ｍを示すグラフである。

【図２７】この発明の圧電共振子の別の例を示す斜視図
である。

【図２８】図２７に示す圧電共振子に形成される支持部
材の寸法を説明するための図解図である。

【図２９】図２７に示す圧電共振子を支持基板に搭載し
た状態を示す図解図である。

【図３０】図２７に示す圧電共振子における圧電共振素
子と支持部材との位置関係を示す図解図である。

【図３１】この発明のさらに別の例を示す斜視図であ
る。

【図３２】支持部材を形成した圧電共振子を用いた電子
部品の一例を示す分解斜視図である。

【図３３】支持部材を形成した圧電共振子を用いてラダ
ーフィルタとした電子部品の一例を示す分解斜視図であ
る。

【図３４】従来の圧電共振子の一例を示す斜視図であ
る。

【図３５】図３４に示す圧電共振子を用いた電子部品の
一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０圧電共振子１２圧電共振素子１４圧電体１６，１８外部電極２０樹脂材２２導電性樹脂材３０電子部品３２支持基板３６，３８取り付け電極４２基体４４圧電体４６内部電極４８，５０絶縁膜５２，５４外部電極６０，６２，６４，６６取り付け電極７０支持部材

フロントページの続き (72)発明者井上二郎京都府長岡京市天神２丁目26番10号株式会社村田製作所内 (72)発明者草開重雅京都府長岡京市天神２丁目26番10号株式会社村田製作所内 (72)発明者竹島哲夫京都府長岡京市天神２丁目26番10号株式会社村田製作所内 (72)発明者山崎武志京都府長岡京市天神２丁目26番10号株式会社村田製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長さ振動を励振する圧電共振素子、およ
び前記圧電共振素子の実装面に形成されるＪＩＳ規格Ａ
硬度０度〜５０度の硬度を有する樹脂材を含む、圧電共
振子。
【請求項２】長さ振動を励振する圧電共振素子、およ
び前記圧電共振素子の実装面に形成される弾性率０．１
〜１０ＭＰａの樹脂材を含む、圧電共振子。
【請求項３】前記樹脂材は、さらに、弾性率０．１〜
１０ＭＰａを有するものである、請求項１に記載の圧電
共振子。
【請求項４】前記樹脂材は、前記圧電共振素子の実装
面の少なくとも長手方向中央部に形成される、請求項１
ないし請求項３のいずれかに記載の圧電共振子。
【請求項５】前記圧電共振素子は、２つの外部電極を
含み、前記圧電共振素子の長手方向中央部において前記
外部電極のそれぞれに接続される１対の導電性樹脂材を
含む、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の圧電
共振子。
【請求項６】前記圧電共振素子は、前記外部電極と、
前記外部電極間に形成される圧電体とで形成され、前記
圧電体は前記電極面と直交する向きに分極される、請求
項５に記載の圧電共振子。
【請求項７】前記圧電共振素子は、長手方向を有する
基体を含み、前記基体は、その長手方向に直交する面を
有する２つ以上の内部電極と、前記内部電極間に形成さ
れる圧電体とを含み、前記圧電体は前記基体の長手方向
に分極されるとともに、前記内部電極が前記外部電極に
接続される、請求項５に記載の圧電共振子。
【請求項８】前記樹脂材と前記導電性樹脂材とは、ほ
ぼ同一の熱膨張係数を有する、請求項５ないし請求項７
のいずれかに記載の圧電共振子。
【請求項９】前記圧電共振素子は、長手方向を有する
基体、および前記基体の実装面に形成されるかまたは実
装面において露出する１対の外部電極を含み、前記樹脂
材は、前記１対の外部電極の各々に電気的に接続するよ
うに、前記基体の実装面に配置された導電性の樹脂材で
ある、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の圧電
共振子。
【請求項１０】前記圧電共振素子は、２つの外部電極
を含み、前記導電性の樹脂材は、前記圧電共振素子の長
手方向中央部において前記実装面に配置されたものであ
る、請求項９に記載の圧電共振子。
【請求項１１】前記圧電共振素子は、前記外部電極
と、前記外部電極間に形成される圧電体とで形成され、
前記圧電体は前記外部電極面と直交する向きに分極され
たものである、請求項９に記載の圧電共振子。
【請求項１２】前記圧電共振素子の基体は、その長手
方向に直交する面を有する２つ以上の電極と、前記電極
間に形成される圧電体とを含み、前記圧電体は前記基体
の長手方向に分極されるとともに、前記電極が前記外部
電極に接続されるものである、請求項９に記載の圧電共
振子。
【請求項１３】請求項１ないし請求項８のいずれかに
記載の圧電共振子を用いた電子部品であって、前記樹脂
材を介して支持基板上に前記圧電共振子が支持された、
電子部品。
【請求項１４】請求項５ないし請求項８のいずれかに
記載の圧電共振子を用いた電子部品であって、前記樹脂
材を介して支持基板上に前記圧電共振子が支持され、か
つ前記導電性樹脂材を介して前記支持基板上に形成され
た取り付け電極と前記外部電極とが接続される、電子部
品。
【請求項１５】前記圧電共振子の前記導電性樹脂材と
前記取り付け電極とは、導電性接着剤によって接続され
る、請求項１４に記載の電子部品。
【請求項１６】請求項９ないし請求項１２のいずれか
に記載の圧電共振子を用いた電子部品であって、前記導
電性の樹脂材を介して支持基板上に前記圧電共振子が支
持された、電子部品。
【請求項１７】前記導電性の樹脂材を介して支持基板
上に形成された取り付け電極と前記外部電極とが電気的
に接続された、請求項１６に記載の電子部品。
【請求項１８】前記導電性の樹脂材と前記取り付け電
極とは、導電性接着剤によって固着される、請求項１７
に記載の電子部品。
【請求項１９】複数の前記圧電共振子を前記支持基板
上で接続することによってラダーフィルタとした、請求
項９ないし請求項１８のいずれかに記載の電子部品。