(57)【要約】【課題】より高い信頼性を確保でき、また性能のばらつきの少ない圧電振動子を提供することを目的とする。【解決手段】ベース基板１と、このベース基板１上に設けた下部電極２と、この下部電極２上に設けた誘電体層３と、この誘電体層３上に設けるとともに端部が前記下部電極２と重ならないように前記ベース基板１上に延設した上部電極４と、前記ベース基板１上に設けられ前記上部電極４と接続された基板電極６、７と、前記誘電体層３および前記上部電極４を覆うように設けられた絶縁層５と、この絶縁層５上に設けられた、導電性樹脂にてなる接続電極８と、この接続電極８上に導電性接着剤１０を介して設けられた圧電振動素子９を有し、前記接続電極８は、前記圧電振動素子９と非接触であるとともに前記基板電極６、７を介して前記上部電極４と導通したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板と、このベース基板上に設けた下部電極と、この下部電極上に設けた誘電体層と、この誘電体層上に設けるとともに端部が前記下部電極と重ならないように前記ベース基板上に延設した上部電極と、前記ベース基板上に設けられ前記上部電極と接続された基板電極と、前記誘電体層および前記上部電極を覆うように設けられた絶縁層と、この絶縁層上に設けられた、導電性樹脂にてなる接続電極と、この接続電極上に導電性接着剤を介して設けられた圧電振動素子を有し、前記接続電極は、前記圧電振動素子と非接触であるとともに前記基板電極を介して前記上部電極と導通してなる圧電振動子。
【請求項２】
導電性接着剤は、圧電振動素子の底面端部のみを接続電極と接続した請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項３】
接続電極上にはメッキ層が形成されている請求項１に記載の圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベース基板上に発振用負荷容量とともに形成搭載され、例えば、マイクロコンピュータのクロック発振回路の共振回路を構成するのに使用される圧電振動子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電振動子について図２〜図５を用いて説明する。
【０００３】
従来の圧電振動子を用いて発振させる場合、その発振回路には通常図４に示すコルピッツ型発振回路が使用される。このコルピッツ型発振回路は圧電振動子４１とトランジスタ４２と２個の負荷容量４３、４４とから構成されており、必ず２個の負荷容量を必要としている。これはまた変形して図５に示す如く、図４のトランジスタ４２の代わりにインバータ回路４５と抵抗４６とを用いたマイコン等のクロック発振回路となる。これらの回路では部品点数を減らし、実装面積を小さくするために負荷容量４３、４４を圧電振動子４１のベース基板に形成したものも用いられている。
【０００４】
さて、図２は、下記特許文献１に記載された従来の負荷容量を具備した圧電振動子の一例を示す断面図（従来例１）である。同図において、２０はベース基板、２１は負荷容量の下部電極、２２は厚膜誘電体層、２３、２４は負荷容量の上部電極で、この厚膜誘電体層２２と下部電極２１と上部電極２３、２４により２個の負荷容量が構成される。この負荷容量の厚膜誘電体層２２の耐湿性を確保するため、負荷容量に耐湿性の絶縁膜２５を被覆し、この絶縁膜２５には圧電振動素子２６の電極端子２７、２８を負荷容量の電極２３、２４に接続するための窓を設けた圧電振動子が記載されている。
【０００５】
また、図３は、従来の負荷容量を具備した圧電振動子の別の例（従来例２）を示す断面図である。同図において、３１はベース基板、３２は負荷容量の下部電極、３３は誘電体層、３４は負荷容量の上部電極で、この誘電体層３３と下部電極３２と上部電極３４により２個の負荷容量が構成される。３５は誘電体層３３全体を覆うように形成された耐湿性の絶縁層で、この絶縁層３５上に振動空間確保のためのスペーサ３６が形成されている。３７は圧電振動素子であり、この圧電振動素子３７は上記スペーサ３６上に搭載され、導電性接着剤３８と、ベース基板３１上に形成された基板電極３９を介して負荷容量の上部電極３４と接続されている。
【特許文献１】特開昭６０−６８６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、市場の要求により圧電振動子に対する小型化、高性能化への要求がますます増加する中で、上記特許文献１に記載された従来例１のような構成では絶縁膜に設けた窓のため、負荷容量の耐湿性確保が充分とはならず、特性劣化が生じてくる可能性がある。
【０００７】
また、上記従来例２の構成では、絶縁層が負荷容量全体を覆っているので耐湿性は確保できるが、負荷容量部の構成により生じる基板電極と圧電振動素子との段差を導電性接着剤で埋めて接続する構成であるため、必然的に導電性接着剤の塗着量が多くなり、製品の小型、高精度化がますます進む中、振動特性に影響を与える導電性接着剤の塗着量の制御がより難しくなるという課題がある。
【０００８】
従って、本発明は、圧電振動素子の振動電極を、絶縁膜に窓を設けることなく、かつ導電性樹脂の塗着量を少なくし量の制御を容易にして基板電極に接続することにより、より高い信頼性を確保でき、また性能のばらつきの少ない圧電振動子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の圧電振動子は、ベース基板と、このベース基板上に設けた下部電極と、この下部電極上に設けた誘電体層と、この誘電体層上に設けるとともに端部が前記下部電極と重ならないように前記ベース基板上に延設した上部電極と、前記ベース基板上に設けられ前記上部電極と接続された基板電極と、前記誘電体層および前記上部電極を覆うように設けられた絶縁層と、この絶縁層上に設けられた、導電性樹脂にてなる接続電極と、この接続電極上に導電性接着剤を介して設けられた圧電振動素子を有し、前記接続電極は、前記圧電振動素子と非接触であるとともに前記基板電極を介して前記上部電極と導通してなるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧電振動子は、特に、負荷容量全体を絶縁層で覆うとともに、この絶縁層上に接続電極を設け、導電性樹脂にてなる接続電極を圧電振動素子と非接触としたものであり、基板電極と圧電振動素子の接続に必要な導電性樹脂の塗着量を微量にして制御し易くしたため、高い信頼性を有し、性能ばらつきの少ない圧電振動子を得ることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の圧電振動子について一実施の形態および図１を用いて説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施の形態における圧電振動子の断面図である。
【００１３】
図１において、１はベース基板、２は負荷容量の下部電極、３は誘電体層、４は負荷容量の上部電極で、この誘電体層３と下部電極２及び上部電極４により２個の負荷容量が構成される。５は負荷容量部全体を覆うように形成された耐湿性確保のための絶縁層で、この絶縁層５上に、前記ベース基板１上に設けた基板電極６及び７と圧電振動素子９の振動電極９ａ、９ｂとを接続するために導電性樹脂よりなる接続電極８が形成されている。
【００１４】
尚、圧電振動素子９が搭載される接続電極８の部分は振動空間確保のためのスペーサ部８ａとして構成されている。９は前記振動電極９ａ、９ｂを有した圧電振動素子であり、前記スペーサ部８ａ上に搭載され、導電性接着剤１０により固着されることにより、スペーサ部８ａ、接続電極８、基板電極６及び７を介して負荷容量の上部電極４と圧電振動素子９の振動電極９ａ、９ｂは電気的に導通が図られている。１１、１２、１３はプリント配線基板への接続のための外部電極であり、図示はしていないが、ベース基板１の側面部に形成されたスルーホール電極を介してそれぞれ下部電極２、基板電極６、７と接続されている。また、１４は圧電振動素子９を機械的衝撃や温度、湿度などの周囲環境の影響から保護するためのキャップを示す。
【００１５】
次にこの圧電振動子の製造方法について下記に詳しく説明する。
【００１６】
まず、アルミナ等のセラミックよりなるベース基板１の表裏に下部電極２、基板電極６及び７、外部電極１１、１２、１３を形成するとともに、図示していないが基板側面にスルーホール電極を銀ペーストを印刷し焼成する厚膜法により形成する。
【００１７】
次に、誘電体層３を印刷、乾燥し、次いで上部電極４を同様に印刷、乾燥した後、誘電体層３と上部電極４を約８５０℃にて焼成する。
【００１８】
次に、この誘電体層３と上部電極４の上に例えばフェノール系樹脂等の耐湿性のある絶縁層５を形成し、次いでエポキシ系の導電性樹脂などを用いて、その一部がスペーサ部８ａである接続電極８を印刷により絶縁層５上に形成し、約１５０℃で乾燥硬化する。この際、スペーサ部８ａは後述する圧電振動素子９の振動を妨げないために、高さ２０μｍ以上を確保することが望ましい。
【００１９】
以上の工程により作製されたスペーサ部８ａ上に例えばエポキシ系導電性樹脂銀等の導電性接着剤１０を微量塗布して圧電振動素子９を搭載した後、約１８０℃にて導電性接着剤１０を乾燥硬化させ、圧電振動素子９をスペーサ部８ａを介してベース基板１に固着させる。更にこの後、キャップ１４を例えばエポキシ樹脂等を用いてベース基板１に加圧しながら乾燥硬化し、封止する。これにより２つの負荷容量を備えた圧電振動子が形成される。
【００２０】
尚、耐湿性の絶縁層５は誘電体層３全体を覆うように形成することが必要で、誘電体層３が露出することが無くなるようにする必要がある。また、完全に誘電体層３を覆うために、絶縁層５は複数回の印刷により形成するのが好ましい。
【００２１】
これにより、湿気により絶縁劣化する可能性がある誘電体層３および負荷容量部の耐湿性の信頼性が向上することとなる。また、圧電振動素子９の保持に用いる導電性接着剤１０は、その塗着量により圧電振動素子の保持状態が変わり、塗着量が多すぎると発振性能の低下を引き起こす可能性があるためなるべく少ない量で確実に接続することが重要である。また、接続電極８も厚く形成することにより圧電振動素子９と接離して発振性能の低下を引き起こす可能性があるため、接続電極８と圧電振動素子９とは非接触であることが重要である。
【００２２】
本一実施の形態では、スペーサ部８ａをその一部に有する接続電極８を印刷法により絶縁層５上に、圧電振動素子９の搭載部分と基板電極６、７を接続するように形成することにより圧電振動素子９の接続に必要な導電性接着剤１０の塗着量が微量で済むこととなる。
【００２３】
上記本一実施の形態では印刷法により導電性接着剤を塗布したが、他の方法、例えば、ディスペンサーで塗着量の制御を行いながら、ばらつきなく必要最小限の塗着量を管理しつつ塗布することも可能であり、この場合も導電性接着剤の塗着量を微量でばらつきなく形成できることにより、より高い信頼性が確保できるとともに性能のばらつき低減が可能となる。
【００２４】
尚、上記の製造方法において、絶縁層５の形成後に基板にメッキ処理を行うと、基板電極６、７、外部電極１１、１２、１３並びにベース基板１の側面に形成されているスルーホール電極（図示せず）にメッキが施されることとなり、配線基板への半田付け性の向上や、各接続部の電気的接続性の向上をはかることができる。
【００２５】
さらにこのメッキ処理をスペーサ８ａ及び接続電極８の形成後に行うことも可能であり、これにより基板電極と導電性樹脂の電気的接続性がより向上することとなる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明にかかる圧電振動子は、ベース基板と、このベース基板上に設けた下部電極と、この下部電極上に設けた誘電体層と、この誘電体層上に設けるとともに端部が前記下部電極と重ならないように前記ベース基板上に延設した上部電極と、前記ベース基板上に設けられ前記上部電極と接続された基板電極と、前記誘電体層および前記上部電極を覆うように設けられた絶縁層と、この絶縁層上に設けられた、導電性樹脂にてなる接続電極と、この接続電極上に導電性接着剤を介して設けられた圧電振動素子を有し、前記接続電極は、前記圧電振動素子と非接触であるとともに前記基板電極を介して前記上部電極と導通してなるものであり、負荷容量の耐湿信頼性の向上を図ることができ、また電気的接続の信頼性を向上させるとともに性能ばらつきを少なくできるので、厚膜誘電体を内蔵したフィルタや発振子等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施の形態における圧電振動子の断面図
【図２】従来の圧電振動子の断面図
【図３】従来の圧電振動子の断面図
【図４】コルピッツ型発振回路を示すブロック図
【図５】コルピッツ型発振回路を示すブロック図
【符号の説明】
【００２８】
１  ベース基板
２  下部電極
３  誘電体層
４  上部電極
５  絶縁層
６、７  基板電極
８  接続電極
８ａ  スペーサ部
９  圧電振動素子
９ａ、９ｂ  振動電極
１０  導電性接着剤
１１、１２、１３  外部電極
１４  キャップ
【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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