CN107005221A - 压电振动器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种既能对应于小型化、又具有能确保与外部电路基板间的接合区域并形成有识别性能高的识别标记的外部连接端子的压电振动器件。晶体谐振器(1)由具备基板部(20)、第一框架部(21)及第二框架部(22)的底座(2)；容纳在第一凹部(E1)中的石英晶体谐振片(3)；容纳在第二凹部(E2)中的热敏电阻(4)；及将第一凹部(E2)气密密封的盖子(5)构成。L字形的外部连接端子(9a～9d)被形成在第二框架部的上表面的四个角落上。且在四个角落的外部连接端子的内侧缘部与第二框架部的内周缘(221)之间形成有无电极的堤区域(9e、9f、9g、9h)。在外部连接端子(9c)上，突出部(92c)被形成为离开第二框架部的外周缘(220)和内周缘(221)的状态。

Description

压电振动器件
技术领域
本发明涉及一种表面安装型的压电振动器件。
背景技术
作为压电振动器件，例如表面安装型晶体谐振器、晶体振荡器已得到广泛应用。例如，表面安装型晶体振荡器的结构为，在由绝缘材料构成的底座(容器)中设置的凹部中安装由石英晶体构成的压电振动元件和集成电路元件等电子部件，并用盖子将凹部气密密封。在所述底座的外侧底面形成有多个外部连接端子，这些外部连接端子的一部分与压电振动元件、电子部件之间电连接。通过用焊料等导电粘合材料将外部连接端子机电连接在外部电路基板的安装垫上，压电振动器件被安装在外部电路基板上。
这样的压电振动器件中，例如，如专利文献1中公开的那样，存在将石英晶体谐振片和电子部件容纳在不同空间的所谓H型封装结构。更详细而言，专利文献1中记载的晶体振荡器的结构为，在容器表里的空腔(凹部)的一侧封入石英晶体片(压电振动元件)，在另一侧安装IC芯片(电子部件)。并且，外部连接端子被形成在将安装有IC芯片的一侧的空腔包围的框部的上表面(晶体振荡器的底面)的四个角落上。
另外，这样的压电振动器件中，如专利文献1中也公开了的那样，为了判别压电振动器件在外部电路基板上的安装方向和外部电路基板上连接的各外部连接端子的种类，一般会设置通过使外部连接端子的一部分突出而形成的识别标记(突出部)。在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-27469号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如上所述那样，H型封装结构的压电振动器件中，受安装有电子部件(IC芯片)的一侧的空腔的限制，与不存在所述空腔而具有平坦的外侧底面的底座相比，底座外侧底面的面积会相对变小。因此，框部的上表面(外侧底面)中能形成外部连接端子的位置及面积也受到限制，在防止各外部连接端子间的短路的同时确保外部连接端子与外部电路基板间的接合区域较为困难。
特别是，在H型封装结构的压电振动器件中，通过使框部的上表面(外侧底面)的外部连接端子的一部分突出而形成了识别标记的情况下，需要在用导电粘合材料与外部电路基板接合时，与空腔内部安装的电子部件之间不发生短路地形成外部连接端子。此外，还存在只在面积相对小的框部的上表面形成识别标记的同时不使识别标记的识别性能降低这一技术问题。现状是，随着压电振动器件的小型化，这样的技术问题变得日益显著。
鉴于上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种能对应于小型化，并具有能确保与外部电路基板间的接合区域的同时形成有识别性能高的识别标记的外部连接端子的压电振动器件。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的，本发明的压电振动器件具备，在一个主面上形成有容纳压电振动元件的第一凹部、且在另一个主面上形成有容纳电子部件的第二凹部的俯视为近似长方形的底座；以及在所述底座的另一个主面的四个角落上形成的四个外部连接端子，其特征在于：所述各外部连接端子被构成为，沿所述底座的短边方向延伸的第一部分与沿所述底座的长边方向延伸的第二部分在所述底座的角部连接，所述各外部连接端子被设置在离开所述第二凹部的外周缘的位置，在所述外部连接端子中的至少一个上，形成有从该外部连接端子的所述第一部分的端部朝着所述底座的短边方向的中间突出的突出部，该突出部被设置在离开所述底座的外周缘和所述第二凹部的外周缘的位置。更详细而言，其特征在于：所述底座具备，基板部、从该基板部的一个主面的外周部向上方延伸的第一框架部、及从所述基板部的另一个主面的外周部向下方延伸的第二框架部，所述第一凹部被所述第一框架部和所述基板部的一个主面包围，所述第二凹部被所述第二框架部和所述基板部的另一个主面包围，所述各外部连接端子被形成为近似L字形，在该外部连接端子的内侧缘部与所述第二框架部的内周缘之间，形成有不能形成外部连接端子电极的无电极堤区域，所述突出部被设置在离开所述第二框架部的外周缘及内周缘的位置。
基于上述结构，在H型封装结构的压电振动器件中，由于四个角落的外部连接端子沿着第二框架部的外周缘和内周缘的各边的方向被形成为近似L字形，虽然受到第二凹部的面积上的限制，但能确保外部连接端子的面积，所以能防止与外部电路基板间的接合强度降低。
另外，由于在四个角落的外部连接端子的内侧缘部与所述第二框架部的内周缘之间，形成有不能形成外部连接端子电极的无电极堤区域，所以能在外部连接端子的内侧缘部、突出部与第二凹部的缘部之间确保由无电极的堤区域形成的绝缘区域。因此，能以隔着绝缘区域的状态与容纳在第二凹部中的电子部件相分离，所以，外部连接端子与电子部件之间不会因将外部电路基板与外部连接端子接合的导电粘合材料而发生短路。
另外，四个角落的外部连接端子的至少一个上形成的作为识别标记的突出部也以离开第二框架部的外周缘及内周缘的状态被形成在第二框架部的外周缘的短边方向上，因而，也能将外部连接端子的突出部保持为与第二凹部中容纳的电子部件相分离的状态。因此，作为外部连接端子的识别标记的突出部与电子部件之间因导电粘合材料而短路的情况不会发生。而且，由于外部连接端子的突出部不会被形成为与第二框架部的内外缘部相接的状态，所以，因第二框架部的内外缘部的任何一方与外部连接端子的突出部相重叠而在图像识别时变得模糊的情况不会发生，易于进行图像识别。其结果，作为识别标记，识别性能得到提高。
另外，上述结构中，较佳为，所述电子部件被导电粘合材料接合在所述底座上。在此情况下，除了具有上述作用和效果之外，由于以隔着绝缘区域的状态与底座(第二凹部)中容纳的电子部件相分离，所以外部连接端子与电子部件之间因将电子部件接合在底座(第二凹部)上的导电粘合材料而短路的情况不会发生。
另外，上述结构中，也可以是，所述电子部件具有长边及短边，俯视为近似长方形，以所述电子部件的长边与所述底座的短边方向平行的状态，该电子部件被容纳在所述第二凹部中。在此情况下，除了具有上述作用和效果之外，能够将四个角落的外部连接端子的内侧缘部与第二凹部中容纳的电子部件配置在相互更远离的位置。因此，外部连接端子与电子部件之间因导电粘合材料而短路的情况不会发生。
另外，上述结构中，也可以是，所述外部连接端子包含，与所述压电振动元件电连接的一对压电振动元件用外部连接端子；及与所述电子部件电连接的一对电子部件用外部连接端子，所述突出部被设置于所述压电振动元件用外部连接端子一方。在此情况下，除了上述作用和效果之外，由于压电振动元件用外部连接端子上形成有突出部，所以与其它外部连接端子相比平面面积增大。因此，使接触式测头接触该外部连接端子来检测压电振动器件的电特性时，接触式测头对压电振动元件用外部连接端子产生的接触差错的影响变小，从而易于确保较为稳定的电特性。
发明的效果
如上所述那样，能够提供一种对应于小型化，并具有能确保与外部电路基板间的接合区域的同时形成有识别性能高的识别标记的外部连接端子的H型封装结构的压电振动器件。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的晶体谐振器的概要构成的截面图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的晶体谐振器的概要构成的仰视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下所述的本发明的实施方式中，以内置有作为压电振动器件的热敏电阻的表面安装型晶体谐振器为例进行说明。
参照图1、图2，对本发明的实施方式进行说明。图1中，晶体谐振器1是近似长方体形状的封装体，俯视为近似长方形。晶体谐振器1的主要构成部件有，底座2、石英晶体谐振片3、热敏电阻4、及盖子5。本实施方式中，晶体谐振器1的俯视外形尺寸为纵横是2.5mm×2.0mm，振荡频率是19.2MHz。晶体谐振器1中内置有作为电子部件的热敏电阻4，基于从该热敏电阻4获得的温度信息来在外部进行温度补偿。另外，前述的晶体谐振器1的俯视外形尺寸及振荡频率仅为一例，即便是上述外形尺寸以外的封装体尺寸及上述振荡频率以外的频率，也适用本发明。下面，对构成晶体谐振器1的各部件的概要进行叙述之后，对晶体谐振器1中设置的外部连接端子进行详细说明。
图1至图2中，底座2是由绝缘材料构成的具有长边和短边且俯视为近似长方形的容器。底座2的主要构成部件有，平板状(俯视为近似长方形)的基板部20、第一框架部21、及第二框架部22，其中，第一框架部21沿基板部20的一个主面201的外周部200向上方延伸，其外周缘210及内周缘211俯视为近似长方形；第二框架部22沿基板部20的另一个主面202的外周部200向下方延伸，其外周缘220及内周缘221俯视为近似长方形。本实施方式中，基板部20、第一框架部21、和第二框架部22分别为陶瓷生片(矾土)，这三个生片在叠层状态下被烧制而成形为一体。另外，这些生片的叠层之间形成有规定形状的内部布线。
由底座2的第一框架部21的内周缘211和基板部的一个主面201包围的空间为第一凹部E1。第一凹部E1俯视为近似长方形，与第一框架部21的内周缘211形状相同。在第一凹部E1的内底面的一侧，并排地形成有与石英晶体谐振片3导电接合的一对晶体安装垫7(图1中只示出一个)。石英晶体谐振片3的一端通过导电性粘合剂8而与该晶体安装垫7导电接合。
由底座2的第二框架部22的内周缘221和基板部的另一个主面202包围的空间为第二凹部E2。第二凹部E2俯视为正方形，与第二框架部22的内周缘221形状相同。第二凹部E2的俯视尺寸小于第一凹部E1的俯视尺寸，俯视透视时，两者间的位置关系为，第二凹部E2被内包在第一凹部E1中。另外，第二凹部E2的俯视形状也可以是上述形状以外的形状，例如可以是长方形等。
在第二凹部E2的内底面上，形成有相向而对的一对热敏电阻安装垫11，具有长边和短边的俯视为近似长方形的热敏电阻4被导电接合在该内底面上。该一对热敏电阻安装垫11分别与一对引出电极11a连接。并且，一对引出电极11a通过内部布线而分别与热敏电阻用的外部连接端子9b、外部连接端子9d电连接。热敏电阻4两端的电极通过焊料S而与一对热敏电阻安装垫11导电接合。
本发明的实施方式中，以热敏电阻4的长边方向(图2中标记W所示的方向)与第二框架部22(底座2)的外周缘220的短边方向(短边2203、短边2204)相平行的状态，将热敏电阻4容纳在第二凹部E2内。在此情况下，能够将热敏电阻4的端部配置在更加远离后述的四个角落的外部连接端子(9a、9b、9c、9d)的内侧缘部(91a、91b、91c、91d)的位置。因此，外部连接端子(9a、9b、9c、9d)与热敏电阻4之间因焊料S(导电粘合材料)而短路的情况不会发生。另外，热敏电阻4的配置方向也可以不同于上述方向，例如，也可以使热敏电阻4的长边方向与第二框架部22(底座2)的外周缘220的短边方向相垂直地配置热敏电阻4。
本发明的实施方式中使用的底座2采用前述的H型封装结构。基于这样的封装结构，石英晶体谐振片3和热敏电阻4被容纳在不同空间内，因此，具有不易受到制造过程中产生的气体的影响及其它元件所产生的噪声的影响这一优点。另外，由于石英晶体谐振片3和热敏电阻4以相互接近的状态被容纳在一个底座2内，所以，能够减小石英晶体谐振片3的实际温度与热敏电阻4的测定值之间的差异。进一步，本发明的实施方式中的热敏电阻内置型晶体谐振器1由于是未内置温度补偿电路的非温度补偿器件，所以能够获得良好的相位噪声特性。
在底座2的第一框架部21的上表面安装有由科瓦(Kovar)构成的金属环6。该金属环6与金属制的盖子5之间通过缝焊法相接合。
图1中，石英晶体谐振片(Crystal oscillating element，晶振元件)3是在AT切割石英晶片的表里主面上形成有各种电极且俯视为长方形的压电振动元件。但图1中省略了对各种电极的记载。另外，虽然图1中省略了记载，但石英晶片的大致中间部分形成有在表里相向而对的一对激励电极。并且，从所述一对激励电极的每一个朝着石英晶片的表里主面的一个短边缘部引出有引出电极。该引出电极的终端部分是粘接用的电极，通过导电性粘合剂8而与前述的晶体安装垫7相接合。本实施方式中，使用硅胶粘合剂作为导电性粘合剂8，但也可以使用硅胶类以外的导电性粘合剂。
本实施方式中使用的热敏电阻4随着温度上升而电阻值减小，是所谓NTC热敏电阻(Negative Temperature Coefficient Thermistor,负温度系数热敏电阻器)。本实施方式中采用了与压电振动器件的小型化相对应的芯片型热敏电阻。图2中的热敏电阻4为近似长方体形状，其俯视尺寸为0.6mm×0.3mm(具有长边和短边，俯视为近似长方形)。但本实施方式中的热敏电阻4的尺寸仅为一例，也可以是与所述尺寸不同的热敏电阻。
图1中，盖子5是俯视为近似长方形的平板。盖子5以科瓦为基料，对基料的表面进行了镀镍。以上为各构成部件的概要。
下面，参照图2对作为本发明的特征部分的外部连接端子的结构进行说明。第二框架部22的上表面(底座2的底面)的外周缘俯视为近似长方形。并且，在第二框架部22的上表面中的所述长方形的四个角落上，分别形成有各自沿第二框架部22的外周缘220和内周缘221的各边的方向构成近似L字形的外部连接端子(9a、9b、9c、9d)。各外部连接端子(9a、9b、9c、9d)被构成为，沿第二框架部22(底座2)的短边方向延伸的第一部分与沿第二框架部22(底座2)的长边方向延伸的第二部分在第二框架部22(底座2)的角部相连接。另外，外部连接端子(9a、9b、9c、9d)中，朝向第二框架部22的内周缘221的内侧缘部(91a、91b、91c、91d)被形成为，只朝着第二框架部22的外周缘220中的长边2201、长边2202的两端方向(短边2203、短边2204)平行地移开，以成为与第二框架部22的内周缘221相分离的状态。此时，第二框架部的外周缘的长边方向(长边2201、长边2202)与图2中符号L所示的底座2的长边方向为相同方向，第二框架部22的外周缘220的短边方向(短边2203、短边2204)与图2中符号W所示的底座2的短边方向为相同方向。
通过以这种移开的状态形成外部连接端子(9a、9b、9c、9d)，外部连接端子(9a、9b、9c、9d)的内侧缘部(91a、91b、91c、91d)与第二框架部22的内周缘221的边中与第二框架部22的外周缘220的短边2203、短边2204相平行的边2211、边2212之间，形成了不能形成外部连接端子电极的无电极的堤区域(9e、9f、9g、9h)。本发明的实施方式中，能够在外部连接端子(9a、9b、9c、9d)的内侧缘部(91a、91b、91c、91d)与第二框架部22的内周缘221(第二凹部E2的缘部)之间确保由无电极的堤区域(9e、9f、9g、9h)形成的绝缘区域。因此，由于外部连接端子(9a、9b、9c、9d)以隔着绝缘区域的状态与被容纳在第二凹部E2中的热敏电阻4相分离，所以，外部连接端子(9a、9b、9c、9d)与热敏电阻4之间因将外部电路基板与外部连接端子接合的焊料等导电粘合材料而短路的情况不会发生。本发明的实施方式中，较佳为，用焊料等导电粘合材料将热敏电阻4等电子部件接合在底座2的第二凹部E2中，能实现易于对应小型化的结构。
另外，在作为四个角落的外部连接端子(9a、9b、9c、9d)中的一个的外部连接端子9c上，形成有从外部连接端子9c的端部向第二框架部22的外周缘220的短边方向(短边2204)的中心方向突出的突出部92c。突出部92c被形成为俯视为长方形，突出部92c被形成在离开第二框架部22的外周缘220及内周缘221的位置，以使其不与第二框架部22的外周缘220及内周缘221接触。本发明的实施方式中，外部连接端子9c的突出部92c作为标记发挥作用，因此，能辨别本发明的表面安装型晶体谐振器1的各外部连接端子(9a、9b、9c、9d)的方向和种类，在向外部电路基板安装时能有效地发挥作用。此外，外部连接端子9c的突出部92c也能被保持为与容纳在第二凹部E2中的热敏电阻4相分离的状态。因此，作为外部连接端子(9a、9b、9c、9d)的识别标记的突出部92c和热敏电阻4因焊料等导电粘合材料而短路的情况不会发生。另外，由于外部连接端子9c的突出部92c不会形成为与第二框架部22的外周缘220及内周缘221相接的状态，所以，因第二框架部22的外周缘220及内周缘221的任何一个与外部连接端子9c的突出部92c相重叠而导致图像识别时模糊的情况不会发生，易于进行图像识别。其结果，作为识别标记，识别性能也得到提高。这四个外部连接端子(9a、9b、9c、9d)通过焊料接合在未图示的外部电路基板上。另外，也可以是，突出部92c的俯视形状为长方形以外的形状(例如半圆形、三角形)。
本实施方式中，四个外部连接端子(9a、9b、9c、9d)均为三种金属的叠层结构。具体而言，所述外部连接端子(9a、9b、9c、9d)为，在底座2的基料(陶瓷)上通过印刷处理而形成钨层，在该钨层上按镍镀层、金镀层的顺序进行镀层叠层的结构。所述镍镀层及所述金镀层是通过电解电镀法形成的，外部连接端子(9a、9b、9c、9d)与垫片等一起同时形成。
四个外部连接端子(9a、9b、9c、9d)之中，外部连接端子9a、外部连接端子9c与石英晶体谐振片3的表里主面的各激励电极电连接。其余的外部连接端子9b、外部连接端子9d与热敏电阻4的两端的电极分别电连接。即，外部连接端子9a、外部连接端子9c是石英晶体谐振片用的外部连接端子；外部连接端子9b、外部连接端子9d是热敏电阻用的外部连接端子。在此，石英晶体谐振片用的外部连接端子9a、外部连接端子9c与热敏电阻用的外部连接端子9b、外部连接端子9d相互没有电连接，为相互独立的状态。即，外部连接端子9a、外部连接端子9c只与石英晶体谐振片3的激励电极电连接。另外，外部连接端子9b、外部连接端子9d只与热敏电阻4的端子电极电连接。
另外，虽然未图示，但外部连接端子9d从第一框架部21、基板部20和第二框架部22的内部穿过，通过在底座2上形成的内部布线而与内部充填有导体的通孔连接。通孔的一端与第一框架部21的上表面的金属环6电连接。即，能使金属制的盖子5和外部连接端子9d接地，从而能获得屏蔽效果。
随着压电振动器件向小型化发展，有必要减小第二凹部E2的尺寸，但考虑到热敏电阻4、IC等电子部件的尺寸及其安装性，需要确保第二凹部E2具有一定大小的尺寸。其结果，安装有电子部件的第二框架部22的堤部的宽度变窄。第二框架部22的堤部的宽度变窄会导致底座2的机械强度相对变弱，但由于本发明的四个角落的外部连接端子(9a、9b、9c、9d)沿着第二框架部22的外周缘220和内周缘221的各边的方向形成为近似L字形，所以，虽然受到第二凹部E2的面积上的限制，但能确保外部连接端子(9a、9b、9c、9d)的面积，从而能够防止与外部电路基板间的接合强度降低。
上述本发明的实施方式中，使用热敏电阻4作为温度传感元件，但也可以使用热敏电阻4以外的温度传感元件。例如，也可以取代热敏电阻而使用二极管。另外，本实施方式中，以热敏电阻内置型晶体谐振器为例进行了说明，但本发明也适用于内置有作为电子部件元件的IC、温度补偿电路等的温度补偿型晶体振荡器等压电振动器。另外，本实施方式中，以在基板部20的一个主面201上叠层第一框架部21为例进行了说明，但也可以采用取代第一框架部21而将金属制的环状构件安装在基板部20的一个主面201上的结构。
本发明可以不超越其构思或主要特征而以其它各种形式来实施。因此，上述实施方式仅仅是对各个方面的示例，而不能作限定性的解释。本发明的范围是权利要求书所示的范围，说明书中不存在限定。并且，属于权利要求书的同等范围的变形或变更全部在本发明的范围内。
另外，本申请以2014年11月21日向日本提出的、申请号为日本特愿2014-236089号的日本发明专利申请为基础要求优先权。因此，其全部内容被导入本申请。
工业上的可利用性
本发明可能被应用于压电振动器件的批量生产。
标号说明
1 晶体谐振器
2 底座
3 石英晶体谐振片
4 热敏电阻
5 盖子
6 金属环
7 晶体安装垫
8 导电性粘合剂
11 热敏电阻安装垫
20 基板部
21 第一框架部
22 第二框架部
9a～9d 外部连接端子
9e～9h 无电极堤区域

Claims (5)

1.一种压电振动器件，具备在一个主面上形成有容纳压电振动元件的第一凹部、且在另一个主面上形成有容纳电子部件的第二凹部的俯视为近似长方形的底座；以及在所述底座的另一个主面的四个角落上形成的四个外部连接端子，其特征在于：
所述各外部连接端子被构成为，沿所述底座的短边方向延伸的第一部分与沿所述底座的长边方向延伸的第二部分在所述底座的角部连接，
所述各外部连接端子被设置在离开所述第二凹部的外周缘的位置，
在所述外部连接端子中的至少一个上，形成有从该外部连接端子的所述第一部分的端部朝着所述底座的短边方向的中间突出的突出部，该突出部被设置在离开所述底座的外周缘和所述第二凹部的外周缘的位置。
2.如权利要求1所述的压电振动器件，其特征在于：
所述底座具备，基板部、从该基板部的一个主面的外周部向上方延伸的第一框架部、及从所述基板部的另一个主面的外周部向下方延伸的第二框架部，
所述第一凹部被所述第一框架部和所述基板部的一个主面包围，所述第二凹部被所述第二框架部和所述基板部的另一个主面包围，
所述各外部连接端子被形成为近似L字形，在该外部连接端子的内侧缘部与所述第二框架部的内周缘之间，形成有不能形成外部连接端子电极的无电极的堤区域，
所述突出部被设置在离开所述第二框架部的外周缘及内周缘的位置。
3.如权利要求1或2所述的压电振动器件，其特征在于：
所述电子部件被导电粘合材料接合在所述底座上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的压电振动器件，其特征在于：
所述电子部件具有长边及短边，俯视为近似长方形，
以所述电子部件的长边与所述底座的短边方向平行的状态，该电子部件被容纳在所述第二凹部中。
5.如权利要求1至4中任一项所述的压电振动器件，其特征在于：
所述外部连接端子包含，与所述压电振动元件电连接的一对压电振动元件用外部连接端子；及与所述电子部件电连接的一对电子部件用外部连接端子，
所述突出部被设置于所述压电振动元件用外部连接端子一方。
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