(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板の一方の主面に形成された第一の導体膜と、
前記圧電基板の他方の主面に形成された第二の導体膜と、
前記圧電基板の両側面に形成された接地端子と、
前記圧電基板の側面に、前記接地端子を挟む位置に形成された第一、第二の入出力端子とを有し、
前記接地端子は前記圧電基板の側面のみに形成されており、
前記第一の導体膜は、前記第一の入出力端子に接続される第一の接続電極と、前記第一の接続電極につながる第一の振動電極と、前記第一の振動電極から一方の前記接地端子へ向かって延ばされた第一の容量電極とを備え、
前記第二の導体膜は、前記第二の入出力端子に接続される第二の接続電極と、前記第二の接続電極につながる第二の振動電極と、前記第二の振動電極から他方の前記接地端子へ向かって延ばされた第二の容量電極とを備え、
前記第一、第二の振動電極は前記圧電基板を介して互いに対向している対向領域を有し、
前記第一、第二の容量電極は、前記圧電基板の主面と側面との間の前記対向領域から離れた領域で、前記接地端子との間で、それぞれ所定の容量を形成している、圧電発振素子。
【請求項２】
前記圧電基板を介して、前記第一の容量電極と対向する領域に電極が形成されておらず、かつ、前記圧電基板を介して、前記第二の容量電極と対向する領域に電極が形成されていない請求項１に記載の圧電発振素子。
【請求項３】
前記第一、第二の容量電極と前記接地端子との間に位置する前記圧電基板上に、絶縁体が被着されている、請求項１に記載の圧電発振素子。
【請求項４】
前記接地端子が導電性を有する弾性体からなる請求項１に記載の圧電発振素子。
【請求項５】
圧電基板と、
前記圧電基板の一方の主面に形成された第一の導体膜と、
前記圧電基板の他方の主面に形成された第二の導体膜と、
前記圧電基板の両側面に形成された接地端子と、
前記圧電基板の側面に、前記接地端子を挟む位置に形成された第一、第二の入出力端子とを有し、
前記第一の導体膜は、前記第一の入出力端子に接続される第一の接続電極と、前記第一の接続電極につながる第一の振動電極と、前記第一の接続電極または前記第一の振動電極から一方の前記接地端子へ向かって延ばされた第一の容量電極とを備え、
前記第二の導体膜は、前記第二の入出力端子に接続される第二の接続電極と、前記第二の接続電極につながる第二の振動電極と、前記第二の接続電極または前記第二の振動電極から他方の前記接地端子へ向かって延ばされた第二の容量電極とを備え、
前記第一、第二の容量電極と、前記接地端子との間に、それぞれ所定の容量が形成され、
前記第一、第二の振動電極は前記圧電基板を介して互いに対向している対向領域を有し、
前記第一の容量電極の一部を被覆する第一の誘電体層と、前記第二の容量電極の一部を被覆する第二の誘電体層とをさらに有し、
前記接地端子は、前記第一の誘電体層を介して前記第一の容量電極に対向する第一の接地電極と、前記第二の誘電体層を介して前記第二の容量電極に対向する第二の接地電極とに接続され、
前記圧電基板の一方の主面の、前記第一の容量電極と前記圧電基板の側端部との間に、接地端子に接続される第一の補助接地電極が形成され、
前記圧電基板の他方の主面の、前記第二の容量電極と圧電基板の側端部との間に、接地端子に接続される第二の補助接地電極が形成されている、圧電発振素子。
【請求項６】
前記第一の接地電極、及び前記第二の接地電極を被覆するように絶縁板が被着されている、請求項５に記載の圧電発振素子。
【請求項７】
前記絶縁板は、前記第一、第二の振動電極を囲むように環状に形成されている、請求項６に記載の圧電発振素子。
【請求項８】
請求項１に記載の圧電発振素子の上下に保護基板を設置してなる圧電発振部品。
【請求項９】
前記圧電発振素子の上下面を、前記第一、第二の振動電極を囲むように開口部が形成された絶縁板で挟み、該絶縁板を介して前記圧電発振素子の上下面に前記保護基板を被着してなる、請求項８に記載の圧電発振部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は負荷容量を内蔵した、小型で高性能な圧電発振素子及びそれを用いた圧電発振部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、通信機器や電子機器にはマイクロコンピュータが広く用いられており、このようなマイクロコンピュータのクロック源として負荷容量を内蔵した圧電発振素子が注目されている。この圧電発振素子は、圧電振動素子の入力端及び出力端と接地電位との間に負荷容量を接続した構造を有している。
このような圧電発振素子としては、圧電基板の同一主面上に振動電極と容量電極とを形成し、振動電極と容量電極との間に容量を形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。前記容量電極は、圧電基板の側面に設けられた接地電極に接続されている。【０００３】
このような構造とすることによって、容量を形成するためのコンデンサ基板を積層して設ける必要が無くなり、圧電発振素子を薄型化することが可能となる。
【特許文献１】特開平３−５２３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の圧電発振素子においては、圧電基板の同一主面上に形成された振動電極と容量電極との間で容量を形成するため、厚み振動が発生する領域と、容量が発生する領域とが近接している。
このため、容量が発生する領域の電場が、圧電基板の厚み振動の発生する領域の電場に影響を及ぼし、厚み振動を抑制し、共振特性を劣化させてしまうおそれがある。【０００５】
本発明の目的は、負荷容量を内蔵した圧電発振素子において、厚み振動の共振特性に優れると共に、不要振動の発生が抑制された小型で薄型の圧電発振素子及びそれを用いた圧電発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】
【０００６】
本発明の圧電発振素子は、圧電基板と、前記圧電基板の一方の主面に形成される第一の導体膜と、前記圧電基板の他方の主面に形成される第二の導体膜と、前記圧電基板の側面に形成された接地端子とを有し、前記第一、第二の導体膜と、前記接地端子との間に、それぞれ所定の容量が形成されているものである。
この構造であれば、圧電基板の一方主面に形成された第一の導体膜と、側面に形成された接地端子との間で容量（キャパシタンス）を形成し、圧電基板の他方主面に形成された第二の導体膜と側面に形成された接地端子との間で容量を形成する。よって、電極の最も近接する端部同士のギャップが等しいと想定した場合、同一主面上の電極同士を近接配置して容量を形成した場合に比して、より大きな容量を形成することできる。また、第一、第二の導体膜と接地端子とが圧電基板を挟んで面対向しないので、それらの間に厚み振動が殆ど励起されない。したがって、第一、第二の導体膜の間に発生する所望の厚み振動に悪影響を及ぼさないので、発振の安定性を損なうことがない。【０００７】
また、本発明の圧電発振素子は、圧電基板の側面に前記接地端子を挟むように第一、第二の入出力端子を形成し、第一の導体膜と第一の入出力端子、及び第二の導体膜と第二の入出力端子とを接続している。
よって、第一、第二の入出力端子と接地端子との間で容量が発生することになり、発振に必要な負荷容量を効率的に形成する事が可能となる。【０００８】
更に、本発明の圧電発振素子は、前記第一の導体膜は第一の振動電極と第一の容量電極とを有し、前記第二の導体膜は第二の振動電極と第二の容量電極とを有し、前記第一、第二の振動電極は前記圧電基板を介して互いに対向するという構造を有している。
これにより、前記第一、第二の振動電極が互いに対向する領域において、厚み振動を発生させることができるとともに、振動領域から離れたところで容量電極と接地端子との間に容量を形成することが可能となり、容量電極と接地端子間で形成される電界が振動領域における所望の厚み振動を抑制し、共振特性を劣化させてしまうという問題を有効に防止する事ができる。【０００９】
前記第一、第二の容量電極と前記接地端子との間に位置する前記圧電基板上に、絶縁体が被着されていてもよい。前記第一、第二の容量電極と前記接地端子との間で、電気的なショートが発生することを有効に防止する事ができる。また、これによって、第一、第二の容量電極と接地端子との間隔を狭める事が可能となり、大きな容量を形成することが可能となる。【００１０】
本発明の圧電発振素子において、前記圧電基板を介して、前記第一の容量電極と対向する領域に電極が形成されておらず、かつ、前記圧電基板を介して、前記第二の容量電極と対向する領域に電極が形成されていないことが望ましい。すなわち、容量電極は、圧電基板を介して対向する電極を持たない。
このため、対向領域の中心部が最も大きく振動し、対向領域から外れて外側にいくほど振動は小さくなる。対向領域から外れた領域に容量電極と接地電極とで容量を形成するので、この離れた領域に電界が発生しても、それが対向領域における厚み振動を抑制することがない。【００１１】
前記圧電基板を介して前記第一の容量電極と対向する領域に、第一の補助容量電極を形成し、前記圧電基板を介して前記第二の容量電極と対向する領域に、第二の補助容量電極を形成した構造を採用してもよい。これにより、第一、第二の容量電極と接地端子との間に、更に大きな容量を形成する事が可能となる。
また、この場合、第一の補助容量電極は、第一の容量電極と基本的に電位が異ならず、第二の補助容量電極は、第二の容量電極と基本的に電位が異ならないようにしている。このよう異ならない電位とすれば、第一の補助容量電極と第一の容量電極との間に電界が発生することはなく、第二の補助容量電極と第二の容量電極との間に電界が発生することもない。したがって、前記第一、第二の振動電極が互いに対向する領域に発生する厚み振動が抑制されることはなくなる。【００１２】
なお、前記第一、第二の容量電極と前記接地端子との間に位置する前記圧電基板上に絶縁体が被着され、前記第一、第二の補助容量電極と前記接地端子との間に位置する前記圧電基板上に絶縁体が被着されている構造を採用してもよい。これにより、前記第一、第二の容量電極及び前記第一、第二の補助容量電極と前記接地端子との間で、電気的なショートが発生することを有効に防止する事ができる。また、これによって、第一、第二の容量電極と接地端子との間隔、前記第一、第二の補助容量電極と接地端子との間隔を狭める事ができ、大きな容量を形成することが可能となる。【００１３】
前記接地端子が導電性を有する弾性体からなるものであってもよい。容量電極や補助容量電極と接地端子との間に生じる電界によって発生する不要な振動を、弾性を有する接地端子によって効果的にダンピング（制振）させることが可能となり、不要振動によって発生するスプリアスによって発振の安定性が損なわれてしまう問題を有効に防止する事ができる。【００１４】
また、前記第一の導体膜の一部を被覆する第一の誘電体層と、前記第二の導体膜の一部を被覆する第二の誘電体層とをさらに有し、前記接地端子は、前記第一の誘電体層を介して前記第一の導体膜と対向する第一の接地電極と、前記第二の誘電体層を介して前記第二の誘電体層に対向する第二の接地電極とに接続されているものであってもよい。
この構造によれば、第一の誘電体層を介して第一の導体膜と第一の接地電極とが対向し、第二の誘電体層を介して第二の導体膜と第二の接地電極とが対向するようにした。よって、第一、第二の誘電体層を高誘電率の誘電体材料を用いて厚みを薄く形成することにより、第一の導体膜と第一の接地電極との間、及び第二の導体膜と第二の接地電極との間に大きな容量を容易に形成することが可能となる。また、第一の導体膜と第一の接地電極との間に発生する電界の殆どは第一の誘電体層中に存在し、第二の導体膜と第二の接地電極との間に発生する電界の殆どは第二の誘電体層中に存在するので、圧電基板中への電界の漏洩が殆どない。故に、圧電基板を挟んで第一、第二の振動電極が対向する振動領域へ電界が漏洩することを有効に抑制することができる。【００１５】
前記第一の導体膜は第一の振動電極と第一の容量電極とを有し、前記第二の導体膜は第二の振動電極と第二の容量電極とを有し、前記第一、第二の振動電極は前記圧電基板を介して互いに対向する構造を有していることが好ましい。
この場合、前記第一の誘電体層は前記第一の容量電極の一部を被覆し、前記第二の誘電体層は前記第二の容量電極の一部を被覆する、という構造とすることが好ましい。【００１６】
また、前記圧電基板の一方主面の、前記第一の容量電極と前記圧電基板の側端部との間に、接地端子に接続される第一の補助接地電極を形成し、前記圧電基板の他方主面の、前記第二の容量電極と圧電基板の側端部との間に、接地端子に接続される第二の補助接地電極を形成してもよい。この構造であれば、第一の容量電極と第一の接地電極との間にできる容量に加えて、前記第一の容量電極と前記第一の補助接地電極との間にも容量ができる。前記第二の容量電極と前記第二の接地電極との間にできる容量に加えて、前記第二の容量電極と前記第二の補助接地電極との間にも容量ができるので、全体として容量を増大させることができる。【００１７】
本発明の圧電発振素子は、前記第一の接地電極の少なくとも一部、及び前記第二の接地電極の少なくとも一部を被覆するように絶縁板が被着されていてもよい。この絶縁体の装着により、第一、第二の容量電極と第一、第二の接地電極との電気的なショートの発生を抑制することができる。
前記絶縁板は、前記第一、第二の振動電極を囲む開口部を有するものであれば、この絶縁体により振動空間を確保することができ、優れた共振特性を有する圧電発振素子を得ることができる。【００１８】
本発明の圧電発振部品は、前述した構造を有する圧電発振素子を、その上下に設置された保護基板で挟んだ構造を有するものである。このように、圧電発振素子を保護基板で気密封止することによって、信頼性に優れた圧電発振部品を作製することができる。
さらに具体的には、前記第一の導体膜は第一の振動電極と第一の容量電極とを有し、前記第二の導体膜は第二の振動電極と第二の容量電極とを有し、前記圧電発振素子の上下面を、前記第一、第二の振動電極を囲むように開口部が形成された絶縁板で挟み、該絶縁板を介して前記圧電発振素子の上下面に保護基板を被着してなるものである。この構成を採用することにより、小型で電気特性に優れると共に、信頼性に優れた圧電発振部品を得ることができる。【００１９】
本発明における上述の、又はさらに他の利点、特徴及び効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電発振素子を示す外観斜視図である。
【図２】同平面図である。
【図３】同Ａ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の圧電発振素子の等価回路図である。
【図５】絶縁体を被着させた、本発明の実施形態に係る圧電発振素子を示す外観斜視図である。
【図６】同平面図である。
【図７】同Ｂ−Ｂ断面図である。
【図８】参考例に係る圧電発振素子を示す平面図である。
【図９】参考例に係る圧電発振素子を示す外観斜視図である。
【図１０】同Ｃ−Ｃ断面図である。
【図１１】絶縁体を被着させた、本発明の他の実施形態に係る圧電発振素子を示す外観斜視図である。
【図１２】同Ｄ−Ｄ断面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る圧電発振部品を示す外観斜視図である。
【図１４】下から見た平面図である。
【図１５】圧電発振部品の分解斜視図である。
【図１６】圧電発振部品の分解斜視図である。
【図１７】本発明の他の実施形態に係る圧電発振素子を示す外観斜視図である。
【図１８】同平面図である。
【図１９】同Ｅ−Ｅ断面図である。
【図２０】参考例に係る圧電発振素子を示す図外観斜視図、
【図２１】同平面図である。
【図２２】本発明の他の実施形態に係る圧電発振素子を示す外観斜視図である。
【図２３】同平面図である。
【図２４】同Ｆ−Ｆ断面図である。
【図２５】本発明の他の実施形態に係る圧電発振素子を示す外観斜視図である。
【図２６】同平面図である。
【図２７】本発明の他の実施形態に係る圧電発振部品を示す外観斜視図である。
【図２８】下から見た平面図である。
【図２９】圧電発振部品の分解斜視図である。
【図３０】圧電発振部品の分解斜視図である。
【図３１】変形例にかかる圧電発振素子の平面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１・・・圧電発振素子
５・・・圧電発振部品
１０・・・圧電基板
２１ａ・・・第一の振動電極
２２ａ・・・第二の振動電極
２１ｂ・・・第一の容量電極
２２ｂ・・・第二の容量電極
２１ｃ、２２ｃ・・・接続電極
２１ｄ，２２ｄ・・・容量電極
２３ａ，２３ｂ・・・補助容量電極
２４ａ、２４ｂ・・・絶縁体
３１ａ・・・接地端子
３１ｂ・・・接地端子
３１ｃ・・・第一の接地電極
３１ｄ・・・第二の接地電極
３１ｅ・・・第一の補助接地電極
３１ｆ・・・第二の補助接地電極
３２ａ、３２ｂ・・・第一の入出力端子
３３ａ、３３ｂ・・・第二の入出力端子
３５ａ・・・第一の誘電体層
３５ｂ・・・第二の誘電体層
４０ａ、４０ｂ・・・絶縁板
４１ａ、４１ｂ・・・開口部
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ・・・保護基板
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ・・・外部電極
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の圧電発振素子を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る圧電発振素子を示す外観斜視図であり、図２は上から見た平面図、図３はＡ−Ａ断面図である。
圧電発振素子１は、圧電基板１０と、圧電基板１０の一方の主面に被着した第一の導体膜２１（図に２１ａ，２１ｂ，２１ｃで示されるものの総合体をいう）と、圧電基板１０の他方の主面に被着した第二の導体膜２２（図に２２ａ，２２ｂ，２２ｃで示されるものの総合体をいう）と、圧電基板１０の側面に被着した接地端子３１ａ，３１ｂと、同じく圧電基板１０の側面に被着した第一の入出力端子３２ａ，３２ｂ及び第二の入出力端子３３ａ，３３ｂとを有する。【００２３】
圧電基板１０は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸鉛（ＰＴ）、ニオブ酸ナトリウム・カリウム（Ｎａ1-xＫxＮｂＯ3）、ビスマス層状化合物（例：ＭＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15、Ｍ：２価のアルカリ土類金属元素）などを基材とする圧電セラミックスや、水晶、タンタル酸リチウムなどの圧電単結晶から成る。小型で回路基板への実装性に優れるという点から、長さが０．６ｍｍ〜５ｍｍ、幅が０．３ｍｍ〜５ｍｍ、厚みが４０μｍ〜１ｍｍの直方体形状とすることが望ましい。【００２４】
なお、圧電基板１０は、かならずしも圧電基板１０の全面で一様な厚みを有する必要はなく、エネルギー閉じ込めのための厚み振動の共振特性を向上する目的で、例えば、振動領域の厚みを薄くしたり、または、厚く形成したりすることができる。
なお、圧電基板１０の比誘電率の値は、高周波領域の共振特性に優れるという点から、１０００以下であることが望ましい。【００２５】
圧電基板１０をセラミック材料で形成する場合は、原料粉末にバインダを加えてプレスする方法、或いは、原料粉末を水、分散剤と共にボールミルを用いて混合及び乾燥し、バインダ、溶剤、可塑剤等を加えてドクターブレード法により成型する方法などによってシート状と成す。次に、１１００℃〜１４００℃のピーク温度で０．５〜８時間焼成して基板を形成した後、厚み方向に８０〜２００℃の温度にて３〜６ｋＶ／mmの電圧をかけて分極処理を施すことによって所望の圧電特性を有した圧電基板１０が得られる。【００２６】
また、圧電基板１０を圧電単結晶材料で形成する場合は、圧電基板１０となる圧電単結晶材料のインゴット（母材）を所定の結晶方向となるように切断することにより、所望の圧電特性を有した圧電基板１０が得られる。
第一の導体膜２１は、圧電基板１０の一方の主面に被着されており、第一の振動電極２１ａと、第一の振動電極２１ａから接地端子３１ａへ向かって延ばされた第一の容量電極２１ｂと、第一の振動電極２１ａと第一の入出力端子３２ａ、３２ｂとを電気的に接続するための接続電極２１ｃとから成る。【００２７】
同様に、第二の容量電極２２は、圧電基板１０の他方主面に被着されており、第二の振動電極２２ａと、第二の振動電極２２ａから接地端子３１ｂへ向かって延ばされた第二の容量電極２２ｂと、第二の振動電極２２ａと第二の入出力端子３３ａ、３３ｂとを電気的に接続するための接続電極２２ｃとから成る。
なお、第一の振動電極２１ａと第二の振動電極２２ａとは、圧電基板１０を介して互いに対向するように配置されている。これらの第一、第二の振動電極２１ａ、２２ａが対向する領域を「対向領域」という。【００２８】
また、圧電基板１０を介して第一の容量電極２１ｂ、接続電極２１ｃと対向する領域には、余分な厚み振動の励起を防ぐために、電極は形成されていない。
第二の容量電極２２ｂ、接続電極２２ｃの対向領域にも、余分な厚み振動の励起を防ぐために、電極は形成されていない。
対向領域には、第一の振動電極２１ａと第二の振動電極２２ａとの間に電界が印加されてエネルギー閉じ込め型の厚み振動が励起される。厚み振動には、厚み縦振動の基本波、又は、高調波を利用することができる。この厚み振動が励起される領域を「振動領域」という。振動領域は、第一の振動電極２１ａと第二の振動電極２２ａとの対向領域とともに、対向領域の近傍の領域を含む（図３参照）。【００２９】
第一の導体膜２１及び第二の導体膜２２は、導電性の観点から金、銀、銅、アルミニウム等の金属膜から成ることが好ましく、厚みは０．１μｍ〜３μｍの範囲とすることが望ましい。金属膜が０．１μｍよりも薄い場合には、大気中において圧電基板１０が高温にさらされると酸化によって導電性が低下し、また、金属膜が３μｍよりも厚くなると膜が剥離しやすくなるからである。【００３０】
金属膜の形成には真空蒸着法、ＰＶＤ法、スパッタリング法、あるいは厚膜印刷法による塗布及び焼き付けなどが利用できる。また、圧電基板１０との密着性を高めるために、例えば、Ｃｒのようにセラミック基板との密着性が高い下地電極層を予め形成し、その上に所望の金属膜を形成しても良い。
圧電基板１０の両主面の全面に金属膜を被着させた後、スピンコート法などで厚みが１〜１０μｍのフォトレジスト膜を圧電基板１０上に形成し、フォトエッチングによってパターンニングして電極を形成する。【００３１】
接地端子３１ａ，３１ｂは、圧電基板１０の側面の中央付近に被着されており、第一の容量電極２１ｂに近接配置された接地端子３１ａと、第二の容量電極２２ｂに近接配置された接地端子３１ｂとから成り、どちらも接地電位に接続される。
第一の入出力端子３２ａ，３２ｂ及び第二の入出力端子３３ａ，３３ｂは、圧電基板１０の両側面に被着されている。【００３２】
第一の入出力端子３２ａと第二の入出力端子３３ａとで接地端子３１ａを挟むように配置され、第一の入出力端子３２ｂと第二の入出力端子３３ｂとで接地端子３１ｂを挟むように配置されている。そして、第一の入出力端子３２ａ、３２ｂは接続電極２１ｃを介して接続されており、第二の入出力端子３３ａ、３３ｂは接続電極２２ｃを介して接続されている。【００３３】
このような接地端子３１ａ，３１ｂ、第一の入出力端子３２ａ，３２ｂ、第二の入出力端子３３ａ，３３ｂは圧電発振素子１の外部との電気的接続及び機械的固定に供される。
接地端子３１ａ，３１ｂ及び入出力端子３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂは導電性樹脂のように、導電性を有する弾性体で形成するのが望ましい。
導電性樹脂を用いることにより、圧電基板１０の主面の外周縁部に設けた第一、第二の容量電極２１ｂ、２２ｂと、圧電基板１０の側面に設けた接地端子３１ａ、３１ｂとの間で励起される不要振動をダンピングすることが可能となり、更に優れた共振特性を有する圧電発振素子１とすることができる。【００３４】
導電性樹脂の厚みは、不要振動のダンピングの効果が高いという点から５μｍ以上であることが望ましい。但し、厚みが厚く成りすぎると実装時に働く応力によって圧電基板１０から剥離しやすくなるので、１０μｍ〜６０μｍの範囲とするが特に望ましい。また、導電静樹脂の弾性率は、２〜６０ＧＰａの範囲であれば十分なダンピングの効果を得ることができる。【００３５】
このような導電性樹脂の形成には、熱硬化性又は光硬化性の導電性樹脂をスクリーン印刷、ローラー転写などを用いて塗布し、加熱もしくは紫外線放射によって硬化させれば良い。また、導電性樹脂の下地層として金、銀、銅、アルミニウム等の金属膜を形成しても良い。さらに、導電性樹脂の表面に、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｕなどを用いた少なくとも１種類のメッキ膜を形成することにより、半田付け性に優れた圧電発振素子とすることができる。【００３６】
なお、導電性に優れるという観点と、メッキ膜の形成しやすさという観点から、導電性樹脂は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉなどを用いた少なくとも１種の金属フィラーを含有していることが望ましく、導電性樹脂に含まれる金属フィラーの量は７５〜９５ｗｔ％であることが望ましい。メッキ膜の半田のぬれ性を高めるという観点から、導電性樹脂表面を平滑にするため、金属フィラーの粒径は小さい方が良く、例えば、平均粒径は０．５〜２μｍのものを使用することが望ましい。【００３７】
このような圧電発振素子１の入出力端子３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂに交流電圧を印加すると、圧電基板１０の第一の振動電極２１ａと第二の振動電極２２ａとに挟まれた振動領域にエネルギー閉じ込め型の厚み振動が励振され、それに起因する共振ピークが周波数特性上に現れる。本発明の圧電発振素子１は、このような厚み振動に起因する共振現象を利用したものである。【００３８】
図４は、前記圧電発振素子の等価回路図である。
第一の容量電極２１ｂと接地端子３１ａとの間の容量と、第一の入出力端子３２ａと接地端子３１ａとの間の容量と、第一の入出力端子３２ｂと接地端子３１ｂとの間の容量とで、図４に示す負荷容量ｃ１が形成される。
第二の容量電極２２ｂと接地端子３１ｂとの間の容量と、第二の入出力端子３３ａと接地端子３１ａとの間の容量と、第二の入出力端子３３ｂと接地端子３１ｂとの間の容量とで、図４に示す負荷容量ｃ２が形成される。【００３９】
このように、入出力端子３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂと接地端子３１ａ，３１ｂとの間に負荷容量ｃ１，ｃ２が形成されており、全体として負荷容量を内蔵した圧電発振素子となっている。
この実施形態の圧電発振素子１は、圧電基板の同一主面上に電極同士を近接配置して容量を形成した場合に比して、最も近接する電極端部同士のギャップが等しい場合、より大きな容量を形成することできる。このため、大きな負荷容量を有する圧電発振素子１となる。【００４０】
また、図３に示されるように、第一、第二の振動電極２１ａ、２２ａが形成された振動領域から離れたところで第一、第二の容量電極２１ｂ、２２ｂと接地端子３１ａ、３１ｂとの間に容量が形成されるので、これらの電極間で形成される電界が、振動領域における所望の振動を抑制し、共振特性を劣化させてしまうという不具合を有効に防止することができる。【００４１】
また更に、この実施形態の圧電発振素子１は、圧電基板１０の側面に接地端子３１ａを挟むように入出力端子３２ａ，３３ａを形成し、接地端子３１ｂを挟むように入出力端子３２ｂ，３３ｂを形成しているので、接地端子３１ａ，３１ｂと入出力端子３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂとの間でも容量が発生し、発振に必要な負荷容量を大きくすることができる。【００４２】
この圧電発振素子１においては、前述したように構造的に大きな負荷容量を形成できるので、Ｑｍは高いが比誘電率は小さいＰＴ（ＰｂＴｉＯ３）系の材料を用いることが可能となり、負荷容量を内蔵した高性能の圧電発振素子とすることができる。
図５は他の構造の圧電発振素子を示す外観斜視図であり、図６は上から見た平面図、図７はＢ−Ｂ断面図である。なお、前述した実施形態と異なる点についてのみ説明し、同様の構成要素については同一の参照符を用いて重複する説明を省略するものとする（以下同様）。【００４３】
この圧電発振素子と図１から図３に示した圧電発振素子との構造上の相違は、第一の容量電極２１ｂと接地端子３１ａとの間に位置する圧電基板１０の上に絶縁体２４ａを被着し、第二の容量電極２２ｂと接地端子３１ｂとの間に位置する圧電基板１０の上に絶縁体２４ｂを被着するようにしたことである。
絶縁体２４ａ，２４ｂは、例えば、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂などの樹脂材料を使用することができる。絶縁性に優れると共に、セラミックとの接着性が高く、耐湿性に優れるという点から、エポキシ系樹脂を使用することが望ましい。好ましくは、エポキシ系樹脂は、加水分解を起さない硬化型のものが良く、また、水の透湿性を低下させる目的で、ルチル酸化チタンなどの粒子を添加したもの、絶縁性を高める目的で、２−４ジアミノ−６ビニール−Ｓトリアミンとイソシアヌル酸を添加したもの、更に、樹脂の主鎖の解裂によって水分が透過するのを防止する目的で、カーボンブラックなどを適量加添加したものを使用することができる。【００４４】
絶縁体２４ａ，２４ｂとして樹脂材料を用いる場合は、例えば、熱硬化型又は光硬化型の樹脂を圧電基板１０上にスクリーン印刷などによって、１μｍ〜８０μｍの厚みで塗布し、加熱又は紫外線照射によって硬化させて形成することができる。
このように圧電基板１０の上に絶縁体２４ａ、２４ｂを被着することにより、第一、第二の容量電極２１ｂ、２２ｂと接地端子３１ａ、３１ｂとの間で絶縁破壊やマイグレーション、製造上の不具合等による電気的なショートが発生することを有効に防止することができる。また、これによって、ショートの発生を恐れることなく第一、第二の容量電極２１ｂ、２２ｂと接地端子３１ａ、３１ｂとの間隔を更に狭めることができ、大きな容量を形成することが可能となる。【００４５】
図８は、本発明の実施形態に含まれない参考例に係る圧電発振素子を上方から見た平面図である。
図８に示す圧電振動素子１は、圧電基板１０の一方の主面において、第一の導体膜２１の接続電極２１ｃから第一の容量電極２１ｄを延設し、圧電基板１０の他方の主面において、第二の導体膜２２の接続電極２２ｃから第二の容量電極２２ｄを延設している。第一の容量電極２１ｄは、接地端子３１ａに接近し、第二の容量電極２２ｄは、接地端子３１ｂに接近している。圧電基板１０を介して第一の容量電極２１ｄと対向する領域には電極を形成していない。第二の容量電極２２ｄと対向する領域にも電極を形成していない。
【００４６】
この構造では、容量電極２１ｄ，２２ｄが接地端子３１ａ、３１ｂとの間で容量を形成するという機能は、前記容量電極２１ｂ，２２ｂと変わりない。
この構造によれば、接地端子３１ａと第一の入出力端子３２ａとの間の容量を大きくすることができ、接地端子３１ｂと第二の入出力端子３３ｂとの間の容量を大きくすることができる。【００４７】
またこの構造によって、振動領域の近傍に余分な電極パターンを形成することが不要となり、電極の質量効果などによる所望の厚み振動への悪影響を低減することが可能となる。
図９は、図８の変形例に係る圧電発振素子の斜視図であり、図１０はＣ−Ｃ断面図である。【００４８】
圧電基板１０を介して第一の容量電極２１ｄと対向する領域に第一の補助容量電極２３ａを形成し、第二の容量電極２２ｄと対向する領域に第二の補助容量電極２３ｂを形成している。第一の補助容量電極２３ａは第一の入出力端子３２ａに接続され、第二の補助容量電極２３ｂは第二の入出力端子３３ｂに電気的に接続されている。このため、第一の補助容量電極２３ａは、第一の容量電極２１ｄと基本的に同一電位となり、第二の補助容量電極２３ｂは、第二の容量電極２２ｄと基本的に同一電位となっている。【００４９】
この構造によれば、図８の構造と比べて、補助容量電極２３ａ，２３ｂを追加することにより、補助容量電極２３ａ、２３ｂと接地端子３１ａ、３１ｂとの間にも容量が形成され、図４に示す等価回路図における負荷容量ｃ１及びｃ２を更に大きくすることができる。【００５０】
第一の補助容量電極２３ａと第一の容量電極２１ｄとの間に電界は発生せず、第二の補助容量電極２３ｂと第二の容量電極２２ｄとの間に電界は発生しない。このため、圧電基板１０を挟んで第一、第二の振動電極２１ｄ，２２ｄが対向する振動領域の中へ電界が漏洩することがない。
図１１は、図９の圧電発振素子に絶縁体を追加した圧電発振素子の斜視図であり、図１２はＤ−Ｄ断面図である。【００５１】
この圧電発振素子では、圧電基板１０の一方主面において、第一の容量電極２１ｄと接地端子３１ａとの間に位置する圧電基板１０上に絶縁体２４ａが被着され、第二の補助容量電極２３ｂと接地端子３１ｂとの間に位置する圧電基板１０上に絶縁体２４ｂが被着されている。圧電基板１０の他方主面においても、第一の補助容量電極２３ａと接地端子３１ａとの間に位置する圧電基板１０上に絶縁体２４ｃが被着され、第二の容量電極２２ｄと接地端子３１ｂとの間に位置する圧電基板１０上に絶縁体２４ｄが被着されている。【００５２】
この構造においては、第一、第二の容量電極２１ｄ、２２ｄ及び第一、第二の補助容量電極２３ａ，２３ｂと接地端子３１ａ，３１ｂとの間で電気的なショートが発生することを有効に防止することができる。
また、第一、第二の容量電極２１ｄ、２２ｄ及び第一、第二の補助容量電極２３ａ，２３ｂと接地端子３１ａ、３１ｂとの間隔を実効的に狭める事が可能となり、更に大きな容量を形成できる。【００５３】
図１３は本発明の圧電発振素子を用いた圧電発振部品を示す外観斜視図であり、図１４は下から見た平面図、図１５及び図１６は分解斜視図である。
この構造の圧電発振部品５は、圧電発振素子１の上下面に絶縁板４０ａ，４０ｂを介して保護基板５０ａ，５０ｂが被着されている。
この絶縁板４０ａ，４０ｂは、前述した絶縁体２４ａ、２４ｂと同様、第一、第二の容量電極２１ｂ、２２ｂと接地端子３１ａ、３１ｂとの間で絶縁破壊やマイグレーション、製造上の不具合等による電気的なショートが発生することを有効に防止するという機能を有する。【００５４】
絶縁板４０ａ，４０ｂとしては、例えば、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂などを基材とする樹脂材料を使用することができる。絶縁性に優れると共に、セラミックとの接着性が高く、耐湿性及び耐熱性に優れるという点から、エポキシ系樹脂の基材を使用することが望ましい。好ましくは、エポキシ系樹脂は、加水分解を起さない硬化型のものが良く、また、所望によって、水の透湿性を低下する目的で、ルチル酸化チタンなどの粒子を添加したもの、絶縁性を高める目的で、２−４ジアミノ−６ビニール−Ｓトリアミンとイソシアヌル酸を添加したもの、更に、樹脂の主鎖の解裂によって水分が透過するのを防止する目的で、カーボンブラックなどを適量加添加したものを使用することができる。【００５５】
このような樹脂材料は、例えば、熱硬化型又は光硬化型の樹脂を圧電基板１０上にスクリーン印刷や転写などによって１μｍ〜８０μｍの厚みで塗布し、加熱又は紫外線照射によって所望の部分のみを硬化させて所望の形状の絶縁板４０ａ，４０ｂを形成することができる。
保護基板５０ａ，５０ｂには、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、チタン酸バリウムなどの誘電体セラミック材料を用いることができるので、保護基板５０ａ，５０ｂを用いて容量を形成する場合に大きな容量を形成することが可能となる。その場合は比誘電率が２００〜２５００程度の誘電体セラミックを用いることが望ましい。【００５６】
さらに圧電発振部品５の下面には、複数の電極６０ａ〜６０ｃを有する外部電極（総称するときは外部電極６０という）が被着されている。外部電極６０ａの端子は第一の入出力端子３２ａ、３２ｂと、外部電極６０ｂは接地端子３１ａ、３１ｂと、外部電極６０ｃは第二の入出力端子３３ａ、３３ｂと、それぞれ接続されている。
よって、外部電極６０ａと６０ｂとの間に形成される容量が図２の負荷容量ｃ１に付加され、外部電極６０ｃと６０ｂとの間に形成される容量が図２の負荷容量ｃ２に付加されるため、全体としてより大きな負荷容量を形成することが可能となる。【００５７】
外部電極６０としては、保護基板５０ａ，５０ｂがセラミック材料から成る場合は、例えばＡｇなどの良導体膜を蒸着、スパッタなどで形成しても良く、導電性ペーストを焼付けて形成しても良く、さらに、導電性樹脂を用いても良い。
また、外部電極６０だけでなく、入出力端子３２ａ，３２ｂ、入出力端子３３ａ，３３ｂ、接地端子３１ａ、３１ｂも、導電性樹脂を被着して形成することができる。【００５８】
この導電性樹脂の被着には、熱硬化性又は光硬化性の導電性樹脂をスクリーン印刷、ローラー転写などを用いて塗布し、加熱もしくは紫外線照射によって硬化させれば良い。また、導電性樹脂の表面に、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｕなどを用いた少なくとも１種類のメッキ膜を形成することにより、半田付け性に優れた圧電発振部品とすることができる。
なお、導電性に優れるという観点と、メッキ膜の形成しやすさという観点から、導電性樹脂は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉなどを用いた少なくとも１種の金属フィラーを含有していることが望ましく、導電性樹脂に含まれる金属フィラーの量は７５〜９５ｗｔ％であることが望ましい。メッキ膜の半田のぬれ性を高めるという観点から、導電性樹脂表面を平滑にするため、金属フィラーの粒径は小さい方が良く、例えば、平均粒径は０．５〜２μｍのものを使用することが望ましい。【００５９】
この実施形態の圧電発振部品５は、図１３及び図１５に示すように、圧電発振素子１の両主面に第一、第二の振動電極２１ａ、２２ａを囲むように形成した環状の絶縁板４０ａ，４０ｂを介して保護基板５０ａ，５０ｂを被着している。
よって、絶縁板４０ａ，４０ｂの中央付近に開口部４１ａ，４１ｂが形成される。この開口部４１ａ，４１ｂによって振動空間を確保しつつ、保護基板５０ａ，５０ｂによって気密封止することが出来るため、他に気密性のパッケージを用意しなくても単独で使用可能な圧電発振部品とすることができる。【００６０】
加えて、絶縁板４０ａ，４０ｂが容量電極や補助容量電極と接地端子との電気的なショートの発生を防止する働きとを兼ね備えることとなり、小型で電気特性と信頼性に優れた圧電発振部品とすることができる。
なお、この圧電発振部品５において、比誘電率が高いセラミックスの保護基板５０ａ，５０ｂを用いた場合においては、保護基板５０ａ，５０ｂを薄くすることが可能となり、薄型の圧電発振部品５とすることができる。【００６１】
上記の実施形態においては、保護基板５０ａ，５０ｂとしてセラミック材料を用いているが、薄型化を図るために、セラミック材料の厚みを薄くすると、研磨工程で工数を要する。さらに基板を１００μｍ以下まで薄くすると、基板が割れやすくなって取扱いが困難になる。
このため、圧電発振部品５の薄型化を図る場合には、保護基板５０ａ，５０ｂとして、薄くしても割れず、且つ安価である樹脂シート材を使用してもよい。【００６２】
樹脂シート材は１００μｍ以下の厚みのものが一般的に利用できると共に、低コスト化を実現することが可能となる。
樹脂シート材としては、耐熱性に優れるエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエチルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などを使用することができる。圧電発振部品５の薄型化と気密性を確保するという観点から、樹脂シート材の厚みは２０μｍ〜１００μｍであることが望ましい。【００６３】
薄型の樹脂シート材を用いる場合、保護基板としての機械的強度を向上する目的で、所望によって無機又は有機材料からなる針状のフィラーや繊維状物質を含有させた樹脂シート材を用いることができる。
上下方向からの外力で樹脂シート材の変形や破れが発生するという問題を防止するためには、ガラス繊維やアラミド繊維などからなる布に、エポキシ系樹脂、又は、ポリイミド系樹脂などを含浸させた樹脂シート材（プリプレグ）を用いることが特に望ましく、前記の繊維によって樹脂シート材の機械的強度を著しく向上することができる。【００６４】
また、保護基板５０ａ，５０ｂを樹脂シートにより形成し、接地端子３１ａ，３１ｂ、入出力端子３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ、外部電極６０を導電性樹脂により形成することにより、双方がともに樹脂材料により形成されるため、両者の密着性が良くなり、その結果、接着性に優れる端子・電極を形成することができる。
上述した実施形態の圧電発振部品５においては、保護基板５０ａ，５０ｂを誘電体セラミックもしくは樹脂シート材としたが、例えば、上側の保護基板５０ａを薄型の樹脂シート材とし、下側の保護基板５０ｂを、例えば、アルミナのように比誘電率が１０以下と低く強度の大きな誘電体セラミックスとすることもできる。これによって、部品の負荷容量を確保し、薄型化を図りつつ、械的強度を向上させた部品とすることができる。【００６５】
また、上側の保護基板５０ａを薄型の樹脂シート材とし、下側の保護基板５０ｂを、例えば、チタン酸バリウムのように比誘電率が２００以上と高いが低強度の誘電体セラミックスとすることとすれば、部品の負荷容量を大きく確保しつつ、薄型化を図った部品とすることができる。
更にまた、図１６に示すように、下側の保護基板５０ｂと絶縁板４０ｂとの間に、更に保護基板５０ｃを配置し、保護基板５０ａ、５０ｃを樹脂シート材から形成し、保護基板５０ｂを誘電体セラミックとしても構わない。この構成によって、万一、前述の誘電体セラミックスからなる保護基板５０ｂに外力によってクラックが発生した場合においても、樹脂シート５０ｃによって振動空間の気密性を保つことができ、半田実装時などにフラックスが侵入するのを防止することが可能となる。【００６６】
図１７は本発明の他の実施形態に係る圧電発振素子を示す外観斜視図、図１８は上から見た平面図、図１９はＥ−Ｅ断面図である。
この圧電発振素子は、図１〜図３を用いて説明した圧電発振素子と、基本的に同じ構造であるが、以下の点で相違している。
この圧電発振素子１は、第一の容量電極２１ｂの一部を被覆する第一の誘電体層３５ａと、第二の容量電極２２ｂの一部を被覆する第二の誘電体層３５ｂとを、圧電基板の両主面に被着している。【００６７】
これらの誘電体層３５ａ，３５ｂは、所望とする厚み振動の減衰を防止するために、第一の振動電極２１ａと第二の振動電極２２ａとが対向する領域及びその近傍に存在する振動領域から離れた部分に設けることが望ましい。
誘電体層３５ａ，３５ｂを形成する誘電体材料としては、スクリーン印刷などの簡単な方法で形成できるという点から、ポリマー系の誘電体材料を用いることが好ましい。例えば、チタン酸バリウムなどの高い比誘電率（１５００以上）を有する誘電体材料の無機粒子（平均粒子径が０．５μｍ〜５μｍ）を、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂などの樹脂と混合し、分散させたポリマー分散型の誘電体材料や、チタン酸バリウムなどの高い比誘電率（１５００以上）を有する誘電体材料の粒子径を小粒径化した無機粒子（平均粒子径が３０ｎｍ〜２００ｎｍ）の粒子表面を化学的に修飾し、エポキシ系樹脂などの樹脂中に均一に高濃度で充填したポリマーコンポジット型の誘電体材料などを用いることで高い比誘電率を実現できる。また、高い比誘電率を有するという点から、チタン酸バリウムなどの高い比誘電率（１５００以上）を有する誘電体材料の無機粒子（平均粒子径が０．２μｍ〜５μｍ）をガラス基材に分散させたガラス焼付け型の誘電体材料を用いることもできる。更に、チタン酸バリウムなどの誘電体膜をスパッタ法やエアロゾルデポジッション法、分子衝突法などで形成しても良い。【００６８】
第一の誘電体層３５ａ、第二の誘電体層３５ｂの厚みは、ポリマー系の誘電体材料を用いる場合において、薄く形成しすぎると耐電圧性が劣化し、厚くしすぎると容量値が低下する。誘電体材料としてポリマー分散型の誘電体を用いた場合の膜厚は、８μｍ〜２０μｍの範囲、ポリマーコンポジット型の誘電体を用いた場合の膜厚は、４μｍ〜５０μｍの範囲とすることが望ましい。また、誘電体材料としてガラス焼付け型の誘電体材料を用いる場合には、前記と同様な理由から、８μｍ〜２０μｍの範囲とすることが望ましい。さらにまた、誘電体材料としてセラミック膜を用いる場合には、膜厚が薄いと耐電圧性が劣化し、厚くすると膜形成に時間を要するのでコスト高くなるという点から、膜厚は１μｍ〜５μｍの範囲とすることが望ましい。【００６９】
圧電基板１０の一方の側面の中央付近に被着された接地端子３１ａは、圧電基板１０の一方の主面上を延びて第一の接地電極３１ｃを形成している。この第一の接地電極３１ｃが第一の誘電体層３５ａを介して第一の容量電極２１ｂと対向している。これにより、第一の容量電極２１ｂとの間に所定の容量が形成される。
圧電基板１０の他方の側面の中央付近に被着された接地端子３１ｂは、圧電基板１０の他方の主面を延びて第二の接地電極３１ｄを形成している。この第二の接地電極３１ｄが第二の誘電体層３５ｂを介して第二の容量電極２２ｂと対向している。これにより、第二の容量電極２２ｂとの間に所定の容量が形成される。【００７０】
接地端子３１ａと第一の接地電極３１ｃとは電気的に接続され、更に接地端子３１ｂと第二の接地電極３１ｄとは電気的に接続されている。
接地端子３１ａ、接地端子３１ｂ、第一の接地電極３１ｃ、第二の接地電極３１ｄは、導電性の観点から金、銀、銅、アルミニウム等の金属膜から成ることが好ましく、厚みは０．１μｍ〜３μｍの範囲とすることが望ましい。金属膜が０．１μｍよりも薄い場合には、例えば、大気中において高温にさらされると酸化によって導電性が低下し、また、金属膜が３μｍよりも厚くなると膜が剥離しやすくなるからである。金属膜の被着には、真空蒸着法やスパッタリング法などが利用できる。【００７１】
また、スクリーン印刷法などの簡単な装置で容易に形成できるという理由から、接地端子３１ａ、接地端子３１ｂ、第一の接地電極３１ｃ、第二の接地電極３１ｄをエポキシ系などの導電性樹脂を用いて形成しても良い。特に、第一の誘電体層３５ａ、第二の誘電体層３５ｂにポリマー系材料を用いる場合には、誘電体層との接着強度に優れるという点から、エポキシ系などの導電性樹脂を用いることが好ましい。【００７２】
導電性樹脂としては、熱硬化性又は光硬化性の導電性樹脂を用いることができ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉなどを用いた少なくとも１種の金属フィラーを含有していることが望ましく、導電性樹脂に含まれる金属フィラーの量は７５〜９５ｗｔ％であることが望ましい。特に、導電性樹脂を薄く形成する場合には、金属フィラーの粒径は小さい方が良く、平均粒径は０．５〜２μｍのものを使用し、スクリーン印刷、ローラー転写などを用いて５〜１５μｍの導電性樹脂の膜を形成することができる。【００７３】
第一の誘電体層３５ａび第二の誘電体層３５ｂにセラミック膜を用いる場合には、金属膜、導電性樹脂のいずれの電極材を用いても良い。
この実施形態の圧電発振素子１は、第一、第二の誘電体層３５ａ、３５ｂに高誘電率の誘電体材料を用いて厚みを薄く形成することにより、第一の容量電極２１ｂと第一の接地電極３１ｃとの間、及び第二の容量電極２２ｂと第二の接地電極３１ｄとの間に大きな容量を形成することが容易にできる。【００７４】
また、第一の容量電極２１ｂと第一の接地電極３１ｃとの間に発生する電界の殆どは第一の誘電体層３５ａに存在し、第二の容量電極２２ｂと第二の接地電極３１ｄとの間に発生する電界の殆どは第二の誘電体層３５ｂに存在するので、圧電基板１０の中への電界の漏洩が殆どない。
ゆえに、圧電基板１０を挟んで第一、第二の振動電極２１ａ、２１ｂが対向する振動領域へ電界が漏洩することによって所望の振動が抑制されて発振特性が劣化するという不具合を有効に抑制することができる。また、圧電基板１０のその他の領域へ電界が漏洩することによって不要振動が発生し発振の安定性を損なうという不具合を有効に抑制することができる。【００７５】
次に、図２０、図２１に本発明の実施形態に含まれない参考例に係る圧電発振子を示す。
図２０は他の実施形態に係る圧電発振素子を示す外観斜視図、図２１は上から見た平面図である。
本実施形態の圧電発振素子１の特徴的な部分は、圧電基板１０の一方主面において、接続電極２１ｃから接地端子３１ａに向かって延びる第一の容量電極２１ｄを形成し、圧電基板１０の他方主面において、接続電極２２ｃから接地端子３１ｂに向かって延びる第二の容量電極２２ｄを形成したことである。
【００７６】
これらの容量電極２１ｄ，２２ｄは、第一の誘電体層３５ａび第二の誘電体層３５ｂを介して、接地電極３１ｃ、接地電極３１ｄと対向している。
この構造によって、図１７〜図１９の実施形態と同様、振動領域の近傍に余分な電極パターンを形成することが不要となり、電極の質量効果などによって所望の厚み振動に悪影響を与える不具合の発生を有効に防止することが可能となる。【００７７】
図２２は本発明の他の実施形態に係る圧電発振素子を示す外観斜視図、図２３は上から見た平面図、図２４はＦ−Ｆ断面図である。
本実施形態の圧電発振素子１の特徴的な部分は、圧電基板１０の一方主面の第一の容量電極２１ｂと圧電基板１０の側端部との間に、接地端子３１ａに接続される第一の補助接地電極３１ｅを形成し、更に、圧電基板１０の他方主面の第二の容量電極２２ｂと圧電基板１０の側端部との間に、第二の接地端子３１ｂに接続される第二の補助接地電極３１ｆを形成したことである。
【００７８】
これによって、図２４に示すように、第一の容量電極２１ｂと第一の補助接地電極３１ｅとの間、及び、第二の容量電極２２ｂと第二の補助接地電極３１ｆとの間にも容量が形成されることになり、発振回路を構成する負荷容量をより効率的に形成することが可能となる。
図２５は、さらに他の実施形態に係る圧電発振素子を示す外観斜視図であり、図２６は上から見た平面図である。【００７９】
本実施形態の圧電発振素子１の特徴的な部分は、図１７〜図１９に示した圧電発振素子１の上部を被覆するように絶縁板４０ａが被着されており、該圧電発振素子１の下部を被覆するように絶縁板４０ｂが被着されていることである。
このように、第一、第二の接地電極３１ｃ、３１ｄをカバーするように絶縁板４０ａ、４０ｂを被着したので、導電性異物や水分から接地電極３１ｃ、３１ｄを保護することができる。よって、第一、第二の容量電極２１ｂ、２２ｂと接地電極３１ｃ、３１ｄとの間で、導電性異物の付着やイオンマイグレーションなどによる電気的なショートが発生することを有効に防止することができる。【００８０】
なお絶縁板４０ａ、４０ｂの材質は、図１３〜図１６を用いて説明したものと同様である。
また、本実施形態の圧電発振素子１は、振動領域を包囲するように絶縁板４０ａ，４０ｂを環状に形成している。すなわち、絶縁板４０ａは開口部４１ａを有し、絶縁板４０ｂは開口部４１ｂを有するようにしている。よって、開口部４１ａ、４１ｂによって振動空間が確保され、気密性を有するパッケージ等の内部に圧電発振素子１を容易に実装することが可能となる。【００８１】
また、絶縁板４０ａ，４０ｂが短絡防止と振動空間確保の２つの作用を兼ね備えているので、より小型で構成部材の少ない圧電発振素子１とすることができる。
図２７〜図３０は本発明の圧電発振素子を用いた圧電発振部品を示す図であり、図２７は外観斜視図、図２８は下から見た平面図、図２９及び図３０は分解斜視図である。
本実施形態の圧電発振部品５は、図２５〜図２６に示した圧電発振素子１の上下面に絶縁板４０ａ，４０ｂを介して保護基板５０ａ、５０ｂが被着されている。【００８２】
さらに、圧電発振部品５の下面には、図２８に示すように、外部電極６０ａ〜６０ｃが被着されている。外部電極６０ａは第一の入出力端子３２ａ、３２ｂと、外部電極６０ｂは接地端子３１ａ、３１ｂと、外部電極６０ｃは第二の入出力端子３３ａ、３３ｂと、それぞれ接続されている。
よって、外部電極６０ａと６０ｂとの間に形成される容量が、図４に示される容量ｃ１に付加され、外部電極６０ｃと６０ｂとの間に形成される容量が図４に示される容量ｃ２に付加されるため、全体としてより大きな負荷容量を形成することが可能となる。【００８３】
外部電極６０ａ〜６０ｃとしては導電性樹脂が好適に使用できるが、保護基板５０ａ，５０ｂがセラミック材料から成る場合は、例えばＡｇなどの良導体膜を蒸着、スパッタなどで形成しても良く、導電性ペーストを焼付けて形成しても良い。
本実施形態の圧電発振部品５においては、圧電発振素子１の両主面に第一、第二の振動電極２１ａ、２２ａを囲むように形成した環状の絶縁板４０を介して、保護基板５０ａ，５０ｂを被着した。よって、絶縁板４０の中央付近に形成された開口部４１ａ，４１ｂにより振動空間を確保しつつ保護基板５０ａ，５０ｂによって気密封止することが出来るため、他に気密性のパッケージを用意しなくても単独で使用可能な圧電発振部品とすることができる。【００８４】
それに加えて、絶縁板４０ａ，４０ｂが第一、第二の容量電極２１ｂ、２２ｂと第一、第二の接地電極３１ｃ、３１ｄとの電気的なショートの発生を防止する働きとを兼ね備えることとなり、小型で信頼性に優れた圧電発振部品とすることができる。
なお、上述した実施形態の圧電発振部品５においては、保護基板５０ａ，５０ｂを誘電体セラミックもしくは樹脂シート材としたが、例えば、上側の保護基板５０ａを薄型の樹脂シート材とし、下側の保護基板５０ｂを、例えば、アルミナのように比誘電率が１０以下と低く、高強度の誘電体セラミックとすることによって、部品の負荷容量を確保し、薄型化を図りつつ、械的強度を向上させた部品とすることができる。【００８５】
更にまた、上側の保護基板５０ａを薄型の樹脂シート材とし、下側の保護基板５０ｂを、例えば、チタン酸バリウムのように比誘電率が２００以上と高いが低強度誘電体セラミックとすることによって、部品の負荷容量を大きく確保しつつ、薄型化を図った部品とすることができる。
また更に、図３０に示すように下側の保護基板５０ｂと絶縁板４０ｂとの間に更に保護基板５０ｃを配置し、保護基板５０ａ、５０ｃを樹脂シート材から成し、保護基板５０ｂを誘電体セラミックとしても構わない。この構成によって、万一、誘電体セラミックからなる保護基板５０ｂに外力によってクラックが発生した場合においても、樹脂シートからなる保護基板５０ｃによって振動空間の気密性を保つことができ、半田実装時などにフラックスが侵入するのを防止することができる。【００８６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良が可能である。
例えば、図１〜図３、図５〜図７に示した圧電発振素子１においては、第一、第二の振動電極２１ａ、２２ａから接地端子３１ａ、３１ｂに向かって、幅が一定の第一、第二の容量電極２１ｂ、２２ｂを形成したが、この形状に限定されることはない。【００８７】
図３１に示すように、接地端子３１ａ、３１ｂの近傍で幅が広がるような形状の第一、第二の容量電極２１ｂ、２２ｂとしても構わない。これによって、より大きく容量を形成することが出来る。
また、図１７〜図２６に示した圧電発振素子１においては、第一の容量電極２１ｂの上に第一の誘電体３５ａ、第一の接地電極３１ｃをそれぞれ１層ずつ積層し、第二の容量電極２２ｂの上に第二の誘電体３５ｂ、第二の接地電極３１ｄをそれぞれ１層ずつ積層した。【００８８】
しかし、これにとらわれることなく、第一、第二の容量電極の上に、誘電体層、接地電極、容量電極、誘電体層、接地電極・・・と交互に複数層積層しても構わない。これによって、より大きな容量を容易に形成することが可能となる。
また、図１７〜図２６に示した圧電発振素子１においては、圧電基板１０を介して、接続電極２１ｃ、２２ｃと対向する部分に電極が形成されていない例を示したが、ここに、接続電極２１ｃ又は２２ｃと同じ電位の電極を形成してもよい。【００８９】
また、圧電発振部品５の絶縁板４０ａ，４０ｂは樹脂材料に限定されることはなく、ガラス系材料を５μｍ〜８０μｍの厚みで形成しても良く、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2のような酸化膜を０．１μｍ〜１０μｍの厚みで形成しても良い。また、これらの絶縁体の上に第一、第二の振動電極２１ａ、２２ａを囲むように樹脂材料からなる絶縁体を形成しても良い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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