JP2541320B2 - チップ型圧電共振部品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、発振子、フィルタ等に使用される静電容量
内蔵型圧電共振部品の構造に関する。

従来の技術と課題 圧電共振子を利用した発振子の回路として、例えば、
第８図に示すものが知られている。この回路は入出力端
子（Ａ），（Ｂ）間に圧電共振子２を接続すると共に、
入出力端子（Ａ），（Ｂ）と共通端子（Ｃ）の間にそれ
ぞれコンデンサC1,C2を接続したものである。

従来、第８図に示す回路を構成するには、エネルギー
閉じ込め形厚みすべり振動モードの圧電共振子の場合に
は、各々独立した部品となっている圧電共振子２、コン
デンサC1,C2を組み合わせていた。

しかしながら、この方法では、部品の数は３個（圧電
共振子部品１個とチップコンデンサ部品２個）となり、
プリント配線板に取り付けるために必要なスペースが広
くなると共に、部品間を電気的に接続するための線路を
設けなければならない。このため、近年の高集積化のニ
ーズに対応が難しくなってきている。さらに、部品の数
が多いと、部品実装工程で半田付け等の煩雑な作業が多
くなるという問題点があった。

そこで、本発明の課題は、部品搭載スペースが小さ
く、かつ、部品実装工程での作業の省力化を図ることの
できるエネルギー閉じ込め形厚みすべり振動モードのチ
ップ型圧電共振部品を提供することにある。

課題を解決するための手段 以上の課題を解決するため、本発明に係るチップ型圧
電共振部品は、圧電体の表裏面に振動電極を設けたエネ
ルギー閉じ込め形厚みすべり振動モードの圧電共振子
と、該圧電共振子を両側から保持する誘電体とで１枚の
基板を構成し、前記誘電体の表裏面に少なくとも容量電
極を設けたコンデンサが前記圧電共振子に電気的に接続
され、前記基板の板厚方向に封止基板を重ねて積層体を
構成し、この積層体表面に前記コンデンサ及び圧電共振
子に電気的に接続された外部端子を設けたことを特徴と
する。

作 用 以上の構成においては、第８図に示したコンデンサを
含むエネルギー閉じ込め形厚みすべり振動モードによる
発振子の回路が形成される。ここでは、圧電共振子を保
持する誘電体が、コンデンサの誘電体として共用されて
いるので、圧電共振子を小型化すれば誘電体の板厚は薄
くなり、コンデンサの容量が大きくなる。

さらに、圧電共振子及びコンデンサをそれぞれ別々の
部品として組み合わせた場合と比較して部品占有面積が
小さくなる。また、部品間を電気的に接続するための線
路も必要とせず、部品実装工程での半田付け等の煩雑な
作業が削減される。

実施例 以下、添付図面を参照して本発明に係るチップ型圧電
共振部品の実施例を説明する。

［第１実施例］ 第１図に示すチップ型圧電共振本体１は、１個の圧電
共振子と２個のコンデンサを備えている。

第１図において、圧電共振子２は、圧電体３の表裏面
にAg等の金属振動電極4a,4bを蒸着等の手段にて設けた
ものである。圧電体３にはPb（ZrTi）O₃,BaTiO₃のセラ
ミックス等が使用される。この振動電極4a,4bが対向す
る部分にてエネルギー閉じ込め形厚みすべり振動モード
の振動が生ずる。

誘電体6a,6bは、振動空間形成用切欠き9a,9bが設けら
れていて、圧電体３の振動電極4a,4bが形成されている
面を両側から接着剤を介して固着、保持して１枚の基板
を構成している。圧電体３の共振部分は切欠き9a,9bに
よって振動空間が確保されている。

このような構造をした圧電共振本体１の上面に同一形
状の容量電極7a,7bが形成されている。容量電極7aは振
動電極4aと電気的に接続している。同様にして、容量電
極7bは振動電極4bと電気的に接続している。さらに、圧
電共振本体１の下面に同一形状の容量電極8a,8bが形成
され、容量電極7aと8a及び7bと8bの対向部分にコンデン
サC1,C2が形成される。

容量電極7a,7b,8a,8bはAg等の金属材料が使用され、
蒸着等の手段にて設けたものである。

第２図に圧電共振本体１の平面図を示す。

第３図にチップ型圧電共振部品10の外観を示す。絶縁
体封止基板11a,11bが圧電共振本体１の上下に接着剤を
介して固着され、密閉された振動空間を形成する。この
ため、容量電極は外界から遮断され、腐食、サビ等から
保護される。圧電共振部品10の左右の端部及び中央部に
それぞれ外部入出力端子（Ａ），（Ｂ）並びに外部共通
端子（Ｃ）が形成されている。入出力端子（Ａ）には、
振動電極4aと容量電極7aが接続されている。他方の入出
力端子（Ｂ）には、振動電極4bと容量電極7bが接続され
ている。さらに、共通端子（Ｃ）には容量電極8a,8bが
接続されている。

以上の構成をしたチップ型圧電共振部品10は第８図で
示した電気回路と同じ回路を備えた部品となっている。
入出力端子（Ａ）−（Ｂ）間に圧電共振子２が挿入さ
れ、２個のコンデンサC1,C2がそれぞれ入出力端子
（Ａ）−共通端子（Ｃ）間、入出力端子（Ｂ）−共通端
子（Ｃ）間に挿入されている。

こうして得られたチップ型圧電共振部品10のコンデン
サC1,C2の容量は次の関係式（１）で表わされる。

C:コンデンサC1（C2）の容量［Ｆ］ d:誘電体6a（6b）の板厚［ｍ］ ε：誘電体6a（6b）の誘電率［F/m］ S:容量電極7aと8a（7bと8b）の対向部分の面積［m²］ 圧電共振子２の小型化を図り、第１図に示した圧電体
３の幅Ｗを小さくすれば、誘電体6a,6bの板厚は薄くで
きる。即ち、関係式（１）のｄが小さくなるのでコンデ
ンサC1,C2の容量は大きくなる。圧電体３の幅Ｗを小さ
くして、かつ、同じ容量のコンデンサC1,C2を得るので
あれば、関係式（１）のＳを小さくして、容量電極7a,7
b,8a,8bの形状を小さくすることができるので、誘電体6
a,6bをさらに小型化することが可能である。

また、圧電共振子２を保持する誘電体6a,6bが、コン
デンサC1,C2の誘電体として共用されているので、従来
のようにそれぞれ別々の部品を組み合わせた場合と比較
して部品占有面積が小さくなる。また、部品間を電気的
に接続するための線路も必要としない。

また、複数個の部品の組合わせであったものを、１個
の部品に集積したので、部品実装工程での半田付け等の
煩雑な作業が削減される。

［第２実施例］ 第４図は圧電共振本体１に同一形状の容量電極13a,13
b並びに14a,14bをそれぞれ表裏に形成したものである。

［第３実施例］ 第５図（ａ），（ｂ）は、誘電体6a,6bが、振動電極4
a,4bを上下方向にした圧電体３を両側から保持して１枚
の基板を構成している場合を示す。第５図（ａ）は圧電
共振本体の平面図で、上面に形成されている振動電極4
a、容量電極16a,17aを実線斜線で示したものである。

第５図（ｂ）は第５図（ａ）に示した圧電共振本体の
下面に形成されている振動電極4b、容量電極16b,17bを
点線斜線で示したものである。

［他の実施例］ なお、本発明に係るチップ型圧電共振部品は前記実施
例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に
変形することができる。

前記実施例では容量電極のみを内蔵したチップ型圧電
共振部品を示したが、第６図に示すように、さらに抵抗
体を印刷等の方法により形成したものであってもよい。
第６図に示す圧電共振本体１′は、第２図に示した圧電
共振本体１の電極形状を一部変形すると共に抵抗体を追
加形成したもので、１個の圧電共振子、２個のコンデン
サ及び３個の抵抗体を備えている。圧電体６の表裏面に
形成された振動電極4a,4b′の対向する部分に厚みすべ
り振動モードの振動が生ずる。容量電極7a′と8a及び7
b′と8bの対向部分にコンデンサC1,C2が形成される。さ
らに、容量電極7a′と7b′との間に抵抗体20a,20bを印
刷等の方法によって形成して抵抗体20a,20bの合成抵抗R
1を得ると共に、容量電極7b′と引出し電極7b″との間
に抵抗体20cを形成して抵抗R2を得る。この圧電共振本
体１′を使用した圧電共振部品は、第７図で示す電気回
路を備えている。このようにして得られた圧電共振部品
はインバータを使った発振回路等を構成するのに適して
いる。

また、容量電極の形状は任意であって前記実施例に限
定されるものではない。

発明の効果 本発明は、エネルギー閉じ込め形厚みすべり振動モー
ドの圧電共振子を保持する誘電体保持基板が、コンデン
サの誘電体基板として共用されているので、圧電共振子
を小型化すれば誘電体の板厚は薄くでき、小さい形状の
容量電極で必要な容量が得られるため、より小型化が図
れる。

さらに、圧電共振子及びコンデンサをそれぞれ別々の
部品として組み合わせた場合と比較して、部品占有面積
が小さくなり、部品の小型化ができる。

しかし、複数個の部品の組合わせであったものを、１
個の部品に集積したもので、部品実装での半田付け等の
煩雑な作業が削減され、製造コストの低減が図れる。

また、抵抗体を圧電共振本体の表面に印刷等の方法に
よって簡単に形成できるので、容易に機能アップした部
品が得られる。

一方、封止基板によって密閉された振動空間を形成す
れば容量電極は外界から遮断され、腐食、サビ等を防止
することができ、耐環境特性の優れたチップ型圧電共振
部品が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のチップ型圧電共振部品の
圧電共振本体を示す斜視図、第２図はその平面図、第３
図はチップ型圧電共振部品の外観を示す斜視図である。
第４図は第２実施例の圧電共振本体を示す平面図、第５
図（ａ）、第５図（ｂ）は第３実施例の圧電共振本体を
示す平面図である。第６図、第７図は抵抗体を備えた静
電容量内蔵型圧電共振部品を示し、第６図はその圧電共
振本体を示す平面図、第７図は圧電共振部品の電気回路
図である。第８図は圧電共振子を利用した発振子の回路
を示す電気回路図である。 ２……圧電共振子、３……圧電体、4a,4b,4b′……振動
電極、6a,6b……誘電体、7a,7a′,7b,7b′,8a,8b……容
量電極、10……チップ型圧電共振部品、13a,13b,14a,14
b,16a,16b,17a,17b……容量電極、（Ａ），（Ｂ）……
外部端子（外部入出力端子）、（Ｃ）……外部端子（外
部共通端子）、C1,C2……コンデンサ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電体の表裏面に振動電極を設けたエネル
   ギー閉じ込め形厚みすべり振動モードの圧電共振子と、
   該圧電共振子を両側から保持する誘電体とで１枚の基板
   を構成し、前記誘電体の表裏面に少なくとも容量電極を
   設けたコンデンサが前記圧電共振子に電気的に接続さ
   れ、前記基板の板厚方向に封止基板を重ねて積層体を構
   成し、この積層体表面に前記コンデンサ及び圧電共振子
   に電気的に接続された外部端子を設けたことを特徴とす
   るチップ型圧電共振部品。