JPH03165614A - 圧電部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、共振子と一対の負荷容量からなる負荷容量内
蔵型の圧電部品に関する。

［背景技術とその問題点コ 第８図に示すものは、反転増幅器Ａを用いた基本的な発
振回路の回路図であり、反転増幅器Ａと帰還抵抗Ｒｔと
共振子Ｘを並列に接続し、その両端を負荷容量Ｃ５−Ｃ
，＋を介してアースしたものである。このような発振回
路に使用するための電子部品として、共振子の両端に負
荷容量を接続された負荷容量内蔵型の圧電部品（第６図
の破線内の部分）が従来より提供されている。

第７図に、従来の負荷容量内蔵型の圧電部品に用いられ
る振動エレメント５１を示す。これはセラミック圧電基
板５２の両型面中央部に互いに対向させてエネルギー閉
じ込め型の振動電極５３ａ。

５３ｂを形成し、これらの振動電極５３ａ、５３ｂから
引出したリード端子取付は用の外部引出し電極５４ａ、
５”４ｂを圧電基板５２の端部に配置し、各外部引出し
電極５４ａ、５４ｂと対向させて反対側の主面に容量型
ｇ１５５ａ、５５ｂを形成したものであり、各外部引出
し電極５４ａ、５４ｂにそれぞれリード端子を半田付け
され、両容量電［５５ａ、５５ｂにアース端子を半田付
けされる。そして、圧電基板５２を挟んで対向する振動
電極５３ａ、５３ｂ間に共振子Ｘが構成され、圧電基板
５２を挟んで互いに対向した外部引出し電極５４ａ、５
４ｂと容量電極５５ａ、５５ｂの間に負荷容量Ｃ１，Ｃ
２が構成されている。

第７図に示した振動エレメント５１の製造方法には、２
通りあり、一つは第８図（ａ）〜（ｃｌ）に示した簡易
な製造方法であり、他は第１０図（ａ）〜（ｇ）に示し
た製造方法である。

第８図（ａ）〜（ｄ）の製造方法は、まずセラミック被
焼成品の圧電基板５２の両生面全体に蒸着等によって電
極膜５６を形成しく同図（ａ））、この電極膜５６間に
分極用電圧を印加して圧電基板５２の全体に分極処理を
施す（同図（ｂ））。この後、電極膜５６の上にレジス
ト膜５７を印刷して振動電極、外部引出し電極、容量電
極等を得るためのパターンを形成しく同図（Ｃ））、エ
ツチング液によって電極膜５６のレジスト膜５７から露
出した部分をエツチング除去し、その後レジスト膜５７
を剥離させ、圧電基板５２の両主面に振動電極５３　ａ
　＋　５３　ｂ−外部引出し電極５４ａ、５４ｂ。

容量電極５５ａ、５５ｂ等を形成し、振動エレメント６
１を製作している（同図（ｄ））。

しかしながら、このような方法で製造された振動エレメ
ントにあっては、圧電基板の全体に分極処理を施されて
いるので、負荷容量を構成している容量電極と外部引出
し電極の間でもわずかに振動（圧電振動）を発生してお
り、リード端子を固定している半田によっても完全に振
動を抑圧することができなかった。しかも、圧電基板の
分極処理は圧電基板の全体にわたって必ずしも均一でな
く、容量電極部分が振動電極部分から離れた位置にあり
、さらに容量電極の上の半田が質量負荷として働くので
、負荷容量部分に発生する振動の共振周波数等が共振子
部分の振動の共振周波数等からずれ、第９図の周波数特
性に示すように、共振特性の最も重要な共振周波数ｆｒ
と反共振周波数ｆａの中間にスプリアス（またはリップ
ル）Ｚとして表われていた。そして、このスプリアス励
振のため、例えば発振素子として動作させた場合、発振
周波数の異常変化や発振停止を起こすなど、性能を低下
させる原因となっていた。

また、第１０図（ａ）〜（ｇ）に示す他の製造方法は、
圧電基板５２の両生面全体に蒸着等によって電極膜５８
を形成しく同図（ａ））　、この電極膜５８の上にレジ
スト膜５９を印刷して振動電極と同じパターンを形成し
く同図（ｂ））　、これをエツチングしてレジスト膜５
９から露出した電極膜５８を除去し、レジスト膜５９を
剥離させて振動電極の形成位置に分極用電極６０を設け
（同図（Ｃ））、この分極用電極８０に分極用電圧を印
加して圧電基板５２を部分分極させる（同図（ｄ））。

この後、分極用電極θＯを除去し、再び圧電基板５２の
両生面全体に蒸着等により電極膜６１を形成しく同図（
ｅ））、この電極膜６１の上にレジスト膜θ２を印刷し
て振動電極、外部引出し電極、容量電極等を得るための
パターンを形成しく同図（ｆ））、エツチング液によっ
て電極膜ｅ１のレジスト膜８２から露出した部分をエツ
チング除去し、その後レジスト膜６２を剥離させ、圧電
基板５２の両主面に振動電極５３ａ、５３ｂ、外部引出
し電極５４ａ、５４ｂ、容量電極５５ａ、５５ｂ等を形
成し、振動エレメント５１を製作している（同図（ｇ）
）。

この第１０図（ａ）〜（ｇ）に示す方法によって製造す
れば、圧電基板は振動電極の箇所でのみ部分的に分極し
ており、容量電極の部分では分極していないので、負荷
容量を構成している容量電極と外部引出し電極の間で圧
電振動が起こらず、スプリアス振動が発生しないが、製
造工程が極めて増加するという問題があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、負荷容量内蔵型の圧電
部品において、製造工程を複雑にしている部分分極圧電
基板を用いることなく、負荷容量部分での振動に起因す
るスプリアスを除去することにある。

Ｃ課題を解決するための手段］ このため、本発明の圧電部品は、共振子の両端にそれぞ
れ負荷容量を備えた負荷容量内蔵型の圧電部品であって
、圧電基板の両主面にエネルギー閉じ込め型の振動電極
を形成し、これら振動電極の近傍において圧電基板の両
主面にそれぞれ容量電極を設け、前記振動電極から引き
出した外部引出し電極と前記容量電極から引き出した外
部引出し電極を圧電基板の外縁部に配置し、両振動電極
間に共振子を構成し、一方の主面に形成された振動電極
及び容量電極により一方の負荷容量を構成し、他方の主
面に形成された振動電極及び容量電極により他方の負荷
容量を構成したことを特徴としている。

［作用コ 本発明にあっては、圧電基板の同一主面で接近して設け
られた容量電極と振動電極によって負荷容量を構成した
ので、容量電極と振動電極間に圧電振動を生じても、振
動電極間の圧電振動と同じ共振周波数及び反共振周波数
で振動が発生し、両者の振動が重畳してもスプリアス振
動として表われることがなく、全体に分極処理を施され
た圧電基板を用いても従来例のようにスプリアス振動を
生じることがない。

さらに、全体が分極した圧電基板を用いることができる
ので、製造工程が簡単となり、負荷容屋内だ型の圧電部
品を安価に製造することができる。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。

第１図に示すものは、振動エレメントθでありセラミッ
ク圧電基板ｌの表面に蒸着等の薄膜形成技術により導体
パターンを形成したものである。

すなわち、圧電基板ｌの両主面の中央部には、互いに対
向させて振動電極２ａ、２ｂが形成されており、振動電
極２ａ、２ｂの近傍には振動電極２ａ、２ｂを囲むよう
にして円弧状の容量電極３ａ。

３ｂが設けられている。また、圧電基板１の周辺部では
、リード部７ａ、７ｂを介して容量電極３ａ、ｓｂから
引ぎ出された外部引出し電極５ａ。

６ｂが両主面で互いに対向させて配置されており、この
外部引出し電極５ａ、５ｂの両側には互いに対向しない
ようにしてリード部８ａ、８ｂを介して振動電極２ａ、
２ｂから引き出された外部引出し電極４ａ、４ｂが設け
られている。この振動エレメント６は、第８図に示した
従来例の製造方法と同様な工程を経て製造されたもので
あり、圧電基板ｌの全体にわたって厚み方向に分極処理
を施されている。そして、両主面の振動電極２ａ、２ｂ
間に共振子Ｘが構成されており、同一主面の振動電極２
ａ、２ｂと容量電極３　ａ　＋　３　ｂによって負荷容
量Ｃ＋、Ｃｚが構成されている。

この振動エレメント６には、第２図に示すように、半田
もしくは導電性接着剤によって外部引出し電［５ａ、５
ｂにアース端子θが取付けられて共通接続され、外部引
出し電極４ａ、４ｂにそれぞれリード端子１０．１１が
取付けられる。この後、第３図に示すように、振動電極
２ａ、２ｂ及び容量電極３　ａ　＋　３　ｂの部分を空
洞１２内に納めるようにして圧電基板１を外装樹脂１３
によって被覆し、圧電部品が製作される。そして、この
圧電部品は、第６図の破線内の部分と等しい等両回路を
有する負荷容量内蔵型の圧電部品となる。

このような圧電部品にあっては、負荷容量Ｃ１＋Ｃ３と
共振子Ｘとが近接して配置されているので、振動電極２
ａ、２ｂと容量電極３ａ、３ｂ間でも、振動電極２ａ、
２ｂ間と同じ共振周波数ｆｒ及び反共振周波数ｆａで振
動し、両者の周波数特性が重畳してもスプリアスが生じ
ず、共振周波数と反共振周波数の間のスプリアスを排除
することができ、第５図に示すようにスプリアスのない
良好な周波数特性を得ることができる。また、全体が分
極した圧電基板を用いることができるので、第８図に示
したのと同様な製造方法で振動エレメントを製造するこ
とができ、製造を簡易にすることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、負荷容量の部分で生じる振動の共振周
波数及び反共振周波数を共振子の部分の振動と等しくす
ることができ、負荷容量部分で生じる振動が共振子の周
波数特性内にスプリアス振動として表われるのを防止す
ることができ、良好な共振特性を得ることができる。し
かも、全体が分極した圧電基板を用いることができるの
で、製造工程を極めて簡単にすることができ、負荷容量
内証型の圧電部品を安価に製造することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の振動エレメントを示す平面
図、第２図は同上の端子取付は後の斜視図、第３図は外
装樹脂によって外装された圧電部品の断面図、第４図は
同上の作用説明図、第５図は同上の圧電部品のインピー
ダンス及び位相の周波数特性を示すグラフ、第６図は発
振回路の回路図、第７図は従来の負荷容量内蔵型の圧電
部品の振動エレメントを示す斜視図、第８図（ａ）　（
ｂ）　（ｃ）（ｄ）は第７図の振動エレメントの一製造
方法を示す説明図、第９図は第８図（ａ）　（ｂ）　（
ｃ）　（ｄ）の製造方法によって製造された振・動エレ
メントのインピーダンス及び位相の周波数特性を示すグ
ラフ、第１０図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）　（ｅ
）　（ｆ）　（ｇ）は第７図の振動エレメントの別な製
造方法を示す説明図である。 Ｘ・・・共振子 Ｃ１，Ｃ２・・・負荷容量 １・・・圧電基板 ２ａ、２ｂ・・・振動電極 ３ａ、３ｂ・・・容量電極 ４ａ、４ｂ・・・外部引出し電極 ５ａ、５ｂ・・・外部引出し電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）共振子の両端にそれぞれ負荷容量を備えた負荷容
   量内蔵型の圧電部品であって、圧電基板の両主面にエネ
   ルギー閉じ込め型の振動電極を形成し、これら振動電極
   の近傍において圧電基板の両主面にそれぞれ容量電極を
   設け、前記振動電極から引き出した外部引出し電極と前
   記容量電極から引き出した外部引出し電極を圧電基板の
   外縁部に配置し、両振動電極間に共振子を構成し、一方
   の主面に形成された振動電極及び容量電極により一方の
   負荷容量を構成し、他方の主面に形成された振動電極及
   び容量電極により他方の負荷容量を構成したことを特徴
   とする圧電部品。