(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基体と、溝とを含み、厚み縦振動の基本波振動モードを利用する圧電振動子であって、
前記圧電基体は、実効ポアソン比が１／３未満の圧電材料からなり、振動部と、非振動部とを含んでおり、
前記振動部は、第１の振動電極と、第２の振動電極とを含み、
前記第１の振動電極は、前記主面の一方に設けられ、
前記第２の振動電極は、前記主面の他方に設けられ、前記第１の振動電極と向かいあい、
前記非振動部は、第１の端子電極と、第２の端子電極とを含み、
前記第１の端子電極は、前記第１の振動電極に電気的に接続されており、
前記第２の端子電極は、前記第２の振動電極に電気的に接続されており、
圧電振動子は、更に、第１のリード電極と、第２のリード電極とを含み、
前記第１のリード電極は、前記圧電基体の表面に形成された導体膜からなり、
前記第１の振動電極と前記第１の端子電極とを電気的に接続し、
前記第２のリード電極は、前記圧電基体の表面に形成された導体膜からなり、
前記第２の振動電極と前記第２の端子電極とを電気的に接続しており、
前記溝は、前記圧電基体の厚み方向にある２つの主面の少なくとも一方において、前記振動部の周りに設けられ、該溝によって、前記振動部と前記非振動部とが区分される
圧電振動子。
【請求項２】
請求項１に記載された圧電振動子であって、前記非振動部を抑圧する圧電振動子。
【請求項３】
請求項１または２の何れかに記載された圧電振動子であって、前記溝は前記２つの主面の両方に設けられている圧電振動子。
【請求項４】
請求項３に記載された圧電振動子であって、前記溝の深さは前記誘電体基体の厚みの１４％より大きい圧電振動子。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載された圧電振動子であって、前記溝は、前記振動部が１．２ｍｍ×１．２ｍｍのサイズとなる位置に設けられている圧電振動子。
【請求項６】
圧電振動子と、封止構造体とを含む圧電振動部品であって、
前記圧電振動子は、請求項１乃至５の何れかに記載されたものからなり、
前記封止構造体は、前記圧電振動子に結合され、前記圧電振動子の厚み方向の両面に振動空間を形成する
圧電振動部品。
【請求項７】
請求項６に記載された圧電振動部品であって、
前記封止構造体は、第１の封止部材と、第２の封止部材とを含み、
前記第１の封止部材及び前記第２の封止部材は前記圧電振動子を両面側から挟持する
圧電振動部品。
【請求項８】
請求項６に記載された圧電振動部品であって、
前記封止構造体は、支持部材と、キャップとを含み、
前記支持部材はその一面上に前記圧電振動子が搭載されており、
前記キャップは、前記圧電振動子を包囲し、前記支持部材の前記一面上に搭載されている
圧電振動部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発振回路などを構成する際に用いられる圧電振動子、圧電振動部品及びそれらの製造方法に関する。本発明は、特に厚み縦振動モードを利用した圧電振動子の構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、発振周波数を得る共振子として、圧電振動子を利用した圧電振動部品が知られている。圧電振動子は、圧電基板の一面及び他面に、１対の対向電極を付与した構造を有する。この圧電振動子は、発振回路を構成する２個の負荷容量を形成する容量素子と、互いの厚み方向の一面が向い合う位置関係に固定される。更に、接続導体により、入力電極、出力電極および接地電極がそれぞれ電気的機械的に接合され、また、キャップで封止される。
【０００３】
このような圧電振動部品は、例えば、特開昭６０ー１２３１２０号公報、特開平１−２３６７１５号公報、特開平８ー２３７０６６号公報または特開平１０ー１３５２１５号公報等に開示されている。
【０００４】
厚み縦振動モードを利用する圧電振動部品には、基本波振動モードを利用するものと、高調波振動モード、特に、第三次高調波振動モードを利用するものが知られている。
【０００５】
第三次高調波振動モードを利用する圧電振動部品の典型例は、エネルギー閉じ込め型である。このタイプの圧電振動部品は、圧電基板内に非振動部分が存在するため、その部分を支持固定することにより、特性劣化のない圧電振動部品が得られ、多方面に利用されている。
【０００６】
厚み縦基本振動モードの圧電振動部品は、基本波振動を利用するため、共振特性の高い（Ｑｍａｘ大）ものが得られる。しかし、エネルギー閉じ込め型とは異なって、非振動部分が得られにくい。特に小型化に移行していく場合、圧電基板全体が振動している状態であり、基板の支持固定が困難となる。
【０００７】
また、圧電振動部品の基本波振動モードを利用するため、圧電基板の誘電基板上への搭載接続において、導電ペースト接続時の粘度変化による接着面積のバラツキおよび滲み出し等により接続強度が不安定となり、圧電振動部品の振動エネルギーの抑制による特性劣化、不要振動の抑圧不足による共振特性の劣化を発生し、不安定な発振飛びなど発振不良を発生することがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、振動エネルギーの減衰を最小限に抑えて、安定に支持し得る圧電振動子及び圧電振動部品を提供することである。
【０００９】
本発明のもう一つの課題は、小型化された場合でも、振動エネルギーの減衰を最小限に抑えて、安定に支持し得る圧電共振子及び圧電振動部品を提供することである。
【００１０】
本発明のもう一つの課題は、上述した圧電振動子及び圧電振動部品を得るのに適した製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係る圧電振動子は、圧電基体と、溝とを含み、厚み縦基本振動モードを利用する。前記圧電基体は、振動部と、非振動部とを含んでいる。前記溝は、前記圧電基体の厚み方向にある２つの主面の少なくとも一方において、前記振動部の周りに設けられ、前記振動部と非振動部とを区分する。
【００１２】
上述のように本発明に係る圧電振動子は、厚み縦振動モードを利用するものであり、振動部は厚み縦振動モードで動作する。
【００１３】
本発明に係る圧電振動子では、溝を含んでいる。この溝は、圧電基体の厚み方向にある２つの主面の少なくとも一方において、振動部の周りに設けられ、振動部と非振動部とを区分する。従って、振動部から伝搬する漏れ振動が、溝によって遮断され、非振動部には伝達されない。
【００１４】
しかも、非振動部は、溝によって振動部から区分されているから、非振動部分で圧電振動子を支持する構成をとることができる。このため、支持構造を単純化するとともに、支持安定性を向上させ、振動エネルギーの放散、不要振動の抑圧不足、振動特性の劣化、及び、不安定な発振飛びなどの発振不良を抑え、振動特性の代表値であるＱｍａｘ値が大きく、安定した振動特性を発揮し得る圧電振動子が実現される。
【００１５】
また、振動部を、非振動部から区分する方法として、溝を利用する。この溝は、圧電基体の主面に設けるだけでよい。従って、製造が容易である。
【００１６】
振動部を、圧電基体に設けられる溝によって、非振動部から区分する別の利点として、圧電基体に振動部を設定するだけの寸法があれば、圧電基体の外形寸法を変更しなくても、溝の加工寸法を変更するだけで振動部の形状（寸法）を変更できるという構造上の利点を挙げることができる。この利点によれば、振動領域の変更に付随して変化する振動特性を、溝２の設定加工により調節でき、製品の多様化を確保し得ると共に、通常この種の圧電振動子が使用される電子部品の小型化傾向が著しい現状において、需要に応じて搭載基板の外形・容量を変化させるための設計・検討を行なうことなく、迅速な製品の生産及び供給が可能となる。
【００１７】
溝は２つの主面の一方のみに設けてもよいが、圧電振動部品として組み立てる際の厚み方向の方向性をなくし、組立工程の簡素化を図る観点、及び、溝による振動遮断性の向上の観点などから、両主面に設けることが好ましい。また溝は、連続溝ではなく、不連続溝であってもよい。
【００１８】
本発明は、更に、上述した圧電振動子と、支持基板とを組み合わせた圧電振動部品、及び、その製造方法についても開示する。本発明の他の目的、構成及び利点については、添付の図面を参照し、更に詳しく説明する。図は単なる例に過ぎない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る圧電振動子の斜視図、図２は図１の２ー２線に沿った断面図である。図示された圧電振動子は、圧電基体１と、溝２とを含み、厚み縦基本振動モードを利用する。
【００２０】
圧電基体１は、略六面体であり、圧電燒結体を所定厚みに研磨し、高電界で、厚み方向に分極処理をしたものである。圧電基体１の材質は、環境への配慮から、ＰｂＯを含まない非鉛材料を用いるのが好ましい。また、圧電基体１は、実効ポアソン比が１／３未満の圧電材料によって構成することができる。本発明によれば、実効ポアソン比が１／３未満の材料を用いても基本波について良好な波形が得られる。
【００２１】
実効ポアソン比が１／３未満の圧電材料としては、例えば、タンタル酸化合物あるいはニオブ酸化合物などのペロブスカイト構造を有する化合物およびその固溶体、イルメナイト構造を有する化合物および固溶体、パイロクロア構造を有する化合物、ビスマスを含む層状構造化合物、またはタングステンブロンズ構造を有する化合物などが挙げられる。この圧電基体１はこれらの圧電材料を最大含有成分である主成分として含んでいる。
【００２２】
タンタル酸化合物またはニオブ酸化合物としては、例えば、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、およびリチウム（Ｌｉ）などからなる群のうちの少なくとも１種の第１の元素と、タンタル（Ｔａ）およびニオブ（Ｎｂ）からなる群のうちの少なくとも１種の第２の元素と、酸素とを含むものが挙げられる。これらは、第１の元素をＡとし、第２の元素をＢとすると、一般式
ＡＢＯ3
で表される。また、ビスマスを含む層状構造化合物としては、例えば、ビスマスと、ナトリウム、カリウム、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、鉛（Ｐｂ）、カルシウム（Ｃａ）、イットリウム（Ｙ）、およびランタノイド（Ｌｎ）およびビスマスなどからなる群のうちの少なくとも１種の第１の元素と、バナジウム（Ｖ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アンチモン（Ｓｂ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ、タンタル、タングステン（Ｗ）およびモリブデン（Ｍｏ）などからなる群のうちの少なくとも１種の第２の元素と、酸素とを含むものが挙げられる。これらは、第１の元素をＣとし、第２の元素をＤとすると、次の一般式
（Ｂｉ2Ｏ2）2+（Ｃm-1ＤmＯ3m+1）2-
但し、ｍ：１から８までの整数
で表される。更に、ダングステンブロンズ化合物には一般式はなく、例えば、
ＮａＷ０6ＢａＮａＮｂＯ15
などがある。但し、ここで示した化学式はいずれも科学量論組成を表したものであり、圧電基体１を構成する圧電材料としては科学量論組成でないものが用いられてもよい。
【００２３】
ちなみに、これらの中でも、ビスマスを含む層状構造化合物は圧電基体１を構成する圧電材料として好ましい。機械的品質係数Ｑmおよびキュリー温度が大きく、特にレゾネータとして優れた特性を得ることができるからである。例えば、ビスマスとストロンチウムとチタンと酸素とを含む層状構造化合物が好ましく、特に、この層状構造化合物にランタノイドを含むものがより好ましい。
【００２４】
圧電基体１は、振動部１０１と、非振動部１０２とを含む。溝２は、振動部１０１の全周にわたって設けられ、振動部１０１と、非振動部１０２とを区分する。図示実施例において、溝２は、主面１００において、４本備えられ、その内の２本は振動部１０１の相対する両側に配置され、他の２本は振動部１０１の他の両側に配置されている。
【００２５】
主面１３０においても、溝２は４本備えられ、その内の２本は振動部１０１の相対する両側に配置され、他の２本は振動部１０１の他の両側に配置されている。図示の溝２は、直線状であり、主面１００及び１３０のそれぞれの平面内における同一位置で、対向するように設けられている。但し、これは、好ましい形状及び配置として例示したにすぎない。
【００２６】
圧電振動子の振動部１０１は、第１の振動電極４１と、第２の振動電極５１とを含む。第１及び第２の振動電極４１、５１は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法などの薄膜技術や厚膜印刷技術によって形成することができる。材質としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）またはそれらの合金などを用いることができる。
【００２７】
第１の振動電極４１は、主面１００に設けられ、第２の振動電極５１は、主面１３０に設けられるとともに、第１の振動電極４１と向かいあう。非振動部１０２は、第１の端子電極４２と、第２の端子電極５２とを含む。
【００２８】
第１の端子電極４２は、第１のリード電極４２１を介して、第１の振動電極４１に電気的に接続されている。第１の端子電極４２は、圧電基体１の側面に付着されるともに、その両端が、主面１００、１３０に延長されている。
【００２９】
第１のリード電極４２１は、主面１００の表面及び溝２の内面に付着され、一端が第１の振動電極４１に接続され、他端が第１の端子電極４２に接続されている。図示された第１のリード電極４２１は、均一幅の帯形状であるが、他の形状、例えば、一部湾曲形状や波形状等であってもよい。
【００３０】
第２の端子電極５２は、第２のリード電極５２１を介して、第２の振動電極５１に電気的に接続されている。第２の端子電極５２は、第１の端子電極４２と対向する関係で、圧電基体１の側面に付着されるともに、その両端が、主面１００、１３０に延長されている。
【００３１】
第２のリード電極５２１は、主面１３０の表面及び溝２の内面に付着され、一端が第２の振動電極５１に接続され、他端が第２の端子電極５２に接続されている。図示された第２のリード電極５２１は、均一幅の帯形状であるが、他の形状、例えば、一部湾曲形状や波形状等であってもよい。
【００３２】
第１及び第２の端子電極４２、５２、並びに、第１及び第２のリード電極４２１、５２１は、基本的には、第１及び第２の振動電極４１、５１と同材質の導体材料によって形成される。
【００３３】
上述したように、本発明に係る圧電振動子では、主面１００に、第１の振動電極４１が備えられており、主面１３０に、第２の振動電極５１が備えられている。第２の振動電極５１は、第１の振動電極４１と向きあっている。従って、第１の振動電極４１及び第２の振動電極５１に、電気エネルギーを供給することにより、当該圧電振動子を、厚み縦振動モードで動作させることができる。実施例において、第１及び第２の端子電極４２、５２を備えており、第１の端子電極４２は、導体からなり、第１の振動電極４１に電気的に導通し、第２の端子電極５２は、導体からなり、第２の振動電極５１に電気的に導通する。従って、第１及び第２の端子電極４２、５２に電気エネルギーを供給して、圧電振動子を励振することができる。
【００３４】
上述のように本発明に係る圧電振動子は、厚み縦振動モードを利用するものであり、振動部は厚み縦振動モードで動作する。励振モードとしては、特に、厚み縦基本波振動モードが適している。
【００３５】
厚み縦基本波振動モードの圧電振動子は、前述したように、基本波振動を利用するため、振動特性の高い（Ｑｍａｘ大）ものが得られる。
【００３６】
一方、厚み縦基本振動モードを利用する圧電振動子は、エネルギー閉じ込め型とは異なって、圧電基体１の全体が振動している状態であり、圧電基体１の支持固定が難しい。小型化に移行していく場合、特にその支持困難性が顕著になる。
【００３７】
図３は、図１及び図２に示した圧電振動子の振動変位量の分布図である。図３において、振動変位量は、Ａ〜Ｅの５段階区分として示してある。白抜きの参照符号Ａ１〜Ａ４で示す領域の変位量が最も小さく、次に鎖線で示すＢ領域、縦実線で示すＣ領域、横実線で示すＤ領域、斜実線で示すＥ領域の順で振動変位量が大きくなっている。
【００３８】
図３に図示するように、六面体である圧電基体１を、厚み縦振動モードで動作させた場合、厚み方向の両面のそれぞれにおいて、その４つのコーナ部に、振動変位が最小になる領域Ａ１〜Ａ４が生じる。
【００３９】
もし、圧電振動子を、直接に支持しようとすれば、図３において、振動変位が最小になる領域Ａに、ピンポイント的に支持バンプ等を形成しなければならず、圧電基体１の支持固定が難しい。小型化に移行していく場合には、特に、その支持困難性が顕著になる。
【００４０】
また、圧電振動子を、誘電体基板等の上に搭載する場合、従来から、導電性ペーストを用いている。しかし、厚み縦基本振動モードを利用する圧電振動子の場合、圧電基体１の誘電基板上への搭載接続において、導電ペースト接続時の粘度変化による接着面積のバラツキおよび滲み出し等により接続強度が不安定となり、圧電振動子の振動エネルギーの抑制による特性劣化、不要振動の抑圧不足による振動特性の劣化を発生し、不安定な発振飛びなど発振不良を発生することがある。
【００４１】
このような厚み縦基本振動モードを利用する圧電振動子に固有の問題点に対して、本発明に係る圧電振動子では、溝２を含んでいる。この溝２は、圧電基体１の厚み方向にある２つの主面１００、１３０において、振動部１０１の周りに設けられ、振動部１０１と非振動部１０２とを区分する。従って、振動部１０１から伝搬する漏れ振動が、溝２によって遮断され、非振動部１０２には伝達されない。
【００４２】
しかも、非振動部１０２は、溝２によって振動部１０１から区分されているから、非振動部１０２で圧電振動子３を支持した圧電振動部品を得ることができる。
【００４３】
このため、振動エネルギーの放散、不要振動の抑圧不足、振動特性の劣化、及び、不安定な発振飛びなどの発振不良を抑え、振動特性の代表値であるＱｍａｘ値が大きく、安定した振動特性を発揮し得る圧電振動子及び圧電振動部品が実現される。
【００４４】
更に、振動部１０１を、非振動部１０２から区分するに当って、圧電基体１の主面１００、１３０に溝２を設けるだけでよい。従って、製造が容易である。
【００４５】
また、振動部１０１を、圧電基体１に設けられる溝２によって設定する更に別の利点として、圧電基体１に振動部１０１を設定するだけの寸法があれば、圧電基体１の外形寸法を変更しなくとも、溝２の加工寸法を変更するだけで振動部１０１を設定変更できるという利点を挙げることがある。この利点によれば、振動領域の変更に付随して変化する振動特性を、溝２の設定加工により調節でき、製品の多様化を確保し得ると共に、通常この種の圧電振動子が使用される電子部品の小型化傾向が著しい現状において、需要に応じて事後的に搭載基板の外形・容量を変化させるための設計・検討を行なうことなく、迅速な製品の生産及び提供が可能となる。
【００４６】
また、溝２の深さｄは、誘電体基体１の厚みＤの１４％より大きいことが好ましい。即ち、
（ｄ／Ｄ）×１００＞１４（％）
である。溝２の深さｄの上限値は、誘電体基板１に要求される機械的強度を考慮して決定される。次にこの点について、データを参照して説明する。
【００４７】
図４は溝２の深さｄを０．０７ｍｍとした場合の周波数−インピーダンス特性を示す図、図５は同じく周波数−位相特性を示す図である。圧電基体１は、基本波共振周波数４．５（ＭＨｚ）とし、そのサイズを、幅１．２ｍｍ、長さ１．２ｍｍ、厚さ０．５ｍｍとした。振動電極４１、５１のサイズは幅１．０ｍｍ、長さ１．０ｍｍ、厚さ１．０（μｍ）とした。溝２は、振動部１０１が１．２ｍｍ×１．２ｍｍのサイズとなる位置に設けた。圧電振動子は、溝２の外部の非振動領域１０２で抑圧した。
【００４８】
図４、図５に図示した例の場合、
（ｄ／Ｄ）×１００＝１４（％）
であり、
（ｄ／Ｄ）×１００＞１４（％）
を満たしていない。
【００４９】
図４及び図５に示されるように、溝２が（ｄ／Ｄ）×１００＞１４（％）を満たしていない場合、基本波共振周波数４．５（ＭＨｚ）よりも高い周波数領域で、スプリアス及び位相の乱れが生じている。
【００５０】
図６は溝２の深さｄを０．１４ｍｍとした場合の周波数−インピーダンス特性を示す図、図７は同じく周波数−位相特性を示す図である。圧電基体１は、基本波共振周波数４．５（ＭＨｚ）とし、そのサイズを、幅１．２ｍｍ、長さ１．２ｍｍ、厚さ０．５ｍｍとした。振動電極４１、５１のサイズは幅１．０ｍｍ、長さ１．０ｍｍ、厚さ１．０（μｍ）とした。溝２は、振動部１０１が１．２ｍｍ×１．２ｍｍのサイズとなる位置に設けた。圧電振動子は、溝２の外部の非振動領域で抑圧した。
【００５１】
図６、図７に図示した例の場合、
（ｄ／Ｄ）×１００＝２８（％）
であり、
（ｄ／Ｄ）×１００＞１４（％）
を満たす。
【００５２】
図６及び図７に示されるように、（ｄ／Ｄ）×１００＞１４（％）を満たす場合は、スプリアス及び位相の乱れは生じない。
【００５３】
圧電振動子は、溝２の外部の非振動領域１０２で抑圧することが重要である。図８は溝２の深さｄを０．２１ｍｍとした場合の周波数−インピーダンス特性を示す図、図９は同じく周波数−位相特性を示す図である。圧電基体１のサイズは、幅２．０ｍｍ、長さ２．０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍとした。振動電極４１、５１のサイズは幅１．０ｍｍ、長さ１．０ｍｍ、厚さ１．０（μｍ）とした。溝２は、振動部１０１が１．２ｍｍ×１．２ｍｍのサイズとなる位置に設けた。圧電振動子は、溝２の外部の非振動領域１０２では抑圧しなかった。
【００５４】
図８、図９に図示した例の場合、
（ｄ／Ｄ）×１００＝４８（％）
であり、
（ｄ／Ｄ）×１００＞１４（％）
を満たす。しかし、圧電振動子は、抑圧されていない。この場合は、図８及び図９の例に示されるように、大きなスプリアス及び位相の乱れを生じている。
【００５５】
図１０は溝２の深さｄを０．２１ｍｍとした場合の周波数−インピーダンス特性を示し、図１１は同じく周波数−位相特性を示す図である。圧電基体１のサイズは、幅２．０ｍｍ、長さ２．０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍとした。振動電極４１、５１のサイズは幅１．０ｍｍ、長さ１．０ｍｍ、厚さ１．０（μｍ）とした。溝２は、振動部１０１が１．２ｍｍ×１．２ｍｍのサイズとなる位置に設けた。圧電振動子は、溝２の外部の非振動領域１０２で抑圧した。従って、図８及び図９図示とは、圧電振動子を、溝２の外部の非振動領域１０２で抑圧した点で異なるだけである。
【００５６】
図１０及び図１１のデータを、図８及び図９のデータと比較すると明らかなように、圧電振動子を、溝２の外部の非振動領域１０２で抑圧した場合、周波数−インピーダンス特性及び周波数−位相特性の何れも改善される。
【００５７】
図１２は本発明に係る圧電振動子を用いた圧電振動部品の斜視図、図１３は図１２の１３ー１３線に沿った断面図である。図示された圧電振動部品は、圧電振動子３と、支持基板６と、封止構造体を構成する封止ケース８とを含む。圧電振動子３は、図１及び図２に示した圧電振動子である。
【００５８】
支持基板６は、誘電体材料を用いて形成された誘電体基体６１に、３つの接続電極６２〜６４を、間隔を隔てて帯状に形成してある。圧電振動子３は、支持基板６に搭載され、第１の端子電極４１及び第２の端子電極５２の所定の側面が２つの接続電極６２及び６３に接続されると共に、全体的に支持される。また、接続電極６２〜６４のうち、接続電極６２、６３は、入出力端子となり、接続電極６４は中間接地電極となる。
【００５９】
組立に当っては、圧電振動子３を支持基板６の表面に搭載し、導電性接合９を用いて、第１及び第２の端子電極４２、５２を、２つの接続電極６２、６３に接続する。封止ケース８は、圧電振動子３を密閉し保護する。
【００６０】
図１２及び図１３に示した圧電振動部品は、図１、図２に示した圧電振動子を用いているので、圧電振動子に関して述べた作用効果がそのまま得られる。図１２、図１３に示した実施例の場合、非振動部１０２が抑圧されるので、抑圧による作用効果も得られる。
【００６１】
図１４は本発明に係る圧電振動子を用いた圧電振動部品の斜視図、図１５は図１４の１５ー１５線に沿った断面図である。図示された圧電振動部品は、圧電振動子３と、第１及び第２の封止構造体９３及び９４とを含む。圧電振動子３は図１、図２に図示されたものからなる。第１及び第２の封止構造体９３及び９４は、接着層９１、９２によって、圧電振動子３の主面１００、１３０に面接合され、圧電振動子３の周りに振動空間を形成する。
【００６２】
第１及び第２の封止構造体９３及び９４は、少なくとも一方が面板状の誘電体基板、例えば、誘電体セラミックス板によって構成される。接着層９１、９２は、溝２を含む非振動部１０２に設けられる。
【００６３】
第２の封止構造体９４には、コンデンサ電極８１、８３と、中間電極８２とが設けられており、圧電振動子３の第１及び第２の端子電極４２、５２は、コンデンサ電極８１、８３にそれぞれ電気的に接続されている。
【００６４】
この実施例の場合も、図１２、図１３に示した圧電振動部品と同等の作用効果が得られる。更に、図１４、図１５に示した圧電振動部品は、接着層９１、９２を、ダンピング層として構成することにより、ダンピング効果を得ることができる。ダンピング作用を得る場合、接着層９１、９２としては、エポキシ樹脂等が適している。
【００６５】
図１６はダンピング層を持たない圧電振動子の周波数ーインピーダンス特性、及び、周波数ー位相特性を示している。図において、実線で示す曲線Ｌ１１がインピーダンス特性、一点鎖線で示す曲線Ｌ１２が位相特性である。図１６において、横軸に周波数（ＭＨｚ）、左縦軸にインピーダンス（Ω）、右縦軸に位相（ｄｅｇ．）をとってある。Ｑｍａｘは、８．２４である。
【００６６】
図１６に示すように、ダンピング層を持たない場合、インピーダンス特性、位相特性ともに、かなり乱れる。
【００６７】
図１７は接着層９１、９２をダンピング層として構成した場合の圧電振動子の周波数ーインピーダンス特性、及び、周波数ー位相特性を示している。図において、実線で示す曲線Ｌ２１がインピーダンス特性、一点鎖線で示す曲線Ｌ２２が位相特性である。図１７において、横軸に周波数（ＭＨｚ）、左縦軸にインピーダンス（Ω）、右縦軸に位相（ｄｅｇ．）をとってある。ダンピング層を構成する接着層９１、９２には熱硬化型エポキシ樹脂配合物を用いた。
【００６８】
図１７のデータを、図１６のデータと比較すると明らかなように、接着層９１、９２をダンピング層として働かせた場合、周波数−インピーダンス特性及び周波数−位相特性の何れも改善される。また、Ｑｍａｘは、ダンピング層を持たない場合の８．２４に対して、９．５２であり、品質特性が改善される。
【００６９】
次に、本発明に係る圧電振動子の製造方法について、図１８〜図２３を参照して説明する。まず図１８に示すように、分極処理及び研摩等の必要な工程を終了した大判の圧電母材板１０を用意する。
【００７０】
このような圧電母材板１０の材料組成、及び、製造方法は、周知である。その一例を説明すると、例えば、出発原料として、主に酸化物の原料を用い、それらを所望の組成となるように秤量し、純水あるいはアセトンなどの溶媒中で、ジルコニアボールを使い、ボールミル混合を行う。次いで、混合した原料粉末を十分に乾燥させたのち、例えば、プレス成形したのち７００〜９００℃の温度で仮焼成をする。
【００７１】
続いて、例えば、この仮焼成体を再度ボールミル粉砕したのち、乾燥させ、バインダーとしてポリビニルアルコールを適量加えて造粒する。
【００７２】
造粒したのち、例えば、この造粒粉を、一軸プレス成型器を用いて、２００〜３００ＭＰａの加重により、縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚み約１．５ｍｍの薄板状に成形する。
【００７３】
次に、例えば、熱処理により、成形体からバインダーを揮発させ、１１００〜１３５０℃の温度で本焼成を行う。本焼成を行ったのち、この焼成体の厚さを、例えば、ラップ研磨機により研磨し、圧電基体の圧電母材板１０を形成する。
【００７４】
圧電母材板１０を形成した後、例えば、銅を真空蒸着することにより、圧電母材板１０の両面に分極処理用電極を形成する。その後、例えば、この分極処理用電極を形成した圧電母材板１０を、２００〜３００℃に加熱したシリコンオイル中に浸し、５〜１０Ｋｖ／ｍｍの電界を１分間印加して分極処理を行う。
【００７５】
分極処理を行った後、分極処理用電極を除去してダイシングソーなどにより圧電母材板１０の大きさを整え、圧電母材板１０とする。
【００７６】
次に、図１９に示すように、圧電母材板１０の両面の同一位置に、溝２を格子状に形成する。溝２は、ダイシングソー等を使用して、所定の深さ及び本数で加工する。ダイシングソーのような精密機器を使用することで、均一な溝２を形成でき、高品質な圧電振動子を提供できる。
【００７７】
次に、図２０に示すように、圧電母材板１０の両面に、振動電極、リード電極、及び、端子電極の一部のための導体パターン４０を形成する。導体パターン４０は蒸着やスパッタリング等の手段によって形成できる。導体パターン４０は、図１、図２に示した電極パターン、及び、分割工程を考慮して定める。具体的には、振動電極４１、５１のパターンを、２本の溝２を挟んで形成し、端子電極の一部となるパターンを帯状に形成する。
【００７８】
次に、図２０に示すように、振動電極４１、５１となる領域を挟む切断位置Ｗ１において、圧電母材板１０を切断する。切断位置Ｗ１は、端子電極の一部が帯状に形成された位置である。切断にはダイシングソーを用いる。
上述した切断工程により、図２１に示すように、複数の圧電振動子要素Ｑ１〜Ｑ３を配列した集合体が得られる。
【００７９】
次に、図２２に示すように、集合体の幅方向の両端に、第１及び第２の端部電極４２、５２を形成する。端部電極４２、５２は蒸着やスパッタリング等の手段によって形成できる。
【００８０】
次に、圧電振動子要素Ｑ１〜Ｑ３のそれぞれの境界位置Ｗ２で、集合体を切断することにより、図２３に示すように、圧電振動子の単品が得られる。
【００８１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）振動エネルギーの減衰を最小限に抑えて、安定に支持し得る圧電振動子及び圧電振動部品を提供することができる。
（ｂ）小型化された場合でも、振動エネルギーの減衰を最小限に抑えて、安定に支持し得る圧電共振子及び圧電振動部品を提供することができる。
（ｃ）上述した圧電振動子及び圧電振動部品を得るのに適した製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧電振動子の斜視図である。
【図２】図１の２ー２線に沿った断面図である
【図３】図１及び図２に示した圧電振動子の振動変位量の分布図である。
【図４】溝の深さｄを０．０７ｍｍとした場合の周波数−インピーダンス特性を示す図である。
【図５】溝の深さｄを０．０７ｍｍとした場合の周波数−位相特性を示す図である。
【図６】溝の深さｄを０．１４ｍｍとした場合の周波数−インピーダンス特性を示す図である。
【図７】溝２の深さｄを０．１４ｍｍとした場合の周波数−位相特性を示す図である。
【図８】溝の深さｄを０．２１ｍｍとした場合の周波数−インピーダンス特性を示す図である。
【図９】溝の深さｄを０．２１ｍｍとした場合の周波数−位相特性を示す図である。
【図１０】溝の深さｄを０．２１ｍｍとした場合の周波数−インピーダンス特性を示す図である。
【図１１】溝の深さｄを０．２１ｍｍとした場合の周波数−位相特性を示す図である。
【図１２】本発明に係る圧電振動子を用いた圧電振動部品の斜視図である。
【図１３】図１２の１３ー１３線に沿った断面図である。
【図１４】本発明に係る圧電振動子を用いた圧電振動部品の斜視図である。
【図１５】図１４の１５ー１５線に沿った断面図である。
【図１６】ダンピング層を持たない圧電振動子の周波数ーインピーダンス特性、及び、周波数−位相特性を示す図である。
【図１７】接着層をダンピング層として構成した場合の圧電振動子の周波数ーインピーダンス特性、及び、周波数ー位相特性を示す図である。
【図１８】本発明に係る圧電振動子の製造方法に含まれる工程示す図である。
【図１９】図１８に示した工程の後の工程を示す図である。
【図２０】図１９に示した工程の後の工程を示す図である。
【図２１】図２０に示した工程の後の工程を示す図である。
【図２２】図２１に示した工程の後の工程を示す図である。
【図２３】図２２に示した工程の後の工程を示す図である。
【符号の説明】
１                            圧電基体
１００                        主面
１３０                        主面
２                            溝
１０１                        振動部
１０２                        非振動部
【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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