DE112005000446B4

DE112005000446B4 - Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement und piezoelektrischer Resonator

Info

Publication number: DE112005000446B4
Application number: DE112005000446T
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Kakogawa Kusai
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2025-03-12
Also published as: DE112005000446T5; JPWO2005109638A1; CN100499363C; WO2005109638A1; CN1906848A; JP4636018B2; US7427822B2; US20070145863A1

Abstract

Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement (3), umfassend eine Basis (1), die ein piezoelektrisches Resonatorelement (3) hält, wobei an der Vorder- und Rückseite des piezoelektrischen Resonatorelements (3) Steuerelektroden (31, 32) ausgebildet sind, sowie eine Kappe (2) zum hermetischen Versiegeln des piezoelektrischen Resonatorelements (3),
wobei das piezoelektrische Resonatorelement (3) auf einer Innenbodenfläche der Basis (1) gelagert ist,
wobei vier Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17), die die Steuerelektroden (31, 32) des piezoelektrischen Resonatorelements (3) verbinden, auf der Innenbodenfläche der Basis (1) ausgebildet sind,
mindestens eine der vier Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17) unterschiedliches Potential hat und
ein Vermeidungsmittel zur Vermeidung einer elektrischen Verbindung zwischen der bzw. den Elektrodenanschlussflächen mit unterschiedlichem Potential und den anderen Elektrodenanschlussflächen mit gleichem Potential vorgesehen ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement, beispielsweise einem Quarzresonator, einem Quarzfilter, Quarzoszillator oder dergleichen, sowie auf einen piezoelektrischen Resonator; sie bezieht sich insbesondere auf eine Verbesserung der Elektrodenanschlussflächen des Pakets, wobei ein piezoelektrisches Resonatorelement in ein aus keramischem Material oder dergleichen zusammengesetztes integriertes Paket integriert ist.
STAND DER TECHNIK
Beispiele elektronischer Bauteile, die luftdichte Versiegelung erfordern, umfassen Quarzresonatoren, Quarzfilter, Quarzoszillatoren und andere ähnliche piezoelektrische Resonatorgebilde. Bei allen diesen Produkten ist eine metallische Dünnschichtelektrode auf der Oberfläche einer Quarzplatte (dem piezoelektrischen Resonatorelement) ausgebildet; zum Schutz dieser metallischen Dünnschichtelektrode vor der Außenatmosphäre ist eine luftdichte Versiegelung vorgesehen.
Da ein Bedarf an integriertem Einbau der Komponenten besteht, werden diese piezoelektrischen Resonatorgebilde zunehmend innerhalb eines aus einem keramischen Material bestehenden Paket hermetisch verpackt untergebracht. [Nachfolgend spezifiziertes] Patentdokument 1 beispielsweise offenbart ein Paket, das eine Basis (Substrat) von konkavem Querschnitt mit vier Elektrodenanschlussflächen (Verbindungselektroden) zum Einbau einer Quarzplatte, auf deren Vorder- und Rückseite Steuerelektroden ausgebildet sind, sowie eine Kappe (ein Deckteil) mit umgekehrtem konkaven Querschnitt umfasst, wobei dieses Paket aus einem keramischen Material zusammengesetzt ist und diese Komponenten hermetisch versiegelt sind. Von den vier Elektrodenanschlussflächen sind hier zwei Elektrodenanschlussflächen, die in Längsrichtung einander gegenüber angeordnet sind, miteinander verbunden und durch Verbindungselektroden (Metallverdrahtung) mit gleichem Potential beaufschlagt, so dass zwei Paare von Elektrodenanschlussflächen in linearer Symmetrie um das Basiszentrum angeordnet sind, damit, wenn derart eine Quarzplatte mittels eines leitenden Verbindungsmaterials elektromechanisch mit dem Paar Elektrodenanschlussflächen verbunden wird, der Zusammenbau durchgeführt werden kann, ohne die Ausrichtung bei der Montage besonders zu beachten, was die Arbeit erleichtert. Mit der in dem genannten Patentdokument 1 offenbarten Paketkonfiguration ist es auch möglich, die Quarzplatte sowohl an nur einem Ende in Längsrichtung als auch an beiden Seiten in Längsrichtung zu lagern, was eine erweiterte Anwendbarkeit ergibt.

Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift H7-235854

Die JP 04-003609 A beschreibt ein Paket mit einem piezoelektrischen Resonatorelement und einer Kappe zum hermetischen Versiegeln. Zur Vermeindung eines elektrischen Kontakts zwischen dem Resonatorelement und weiteren elektrischen Elementen ist ein Distanzelement vorgesehen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
Die oben erwähnten in Zusammenhang mit piezoelektrischen Resonatorgebilden verwendeten Pakete haben in den letzten Jahren stetig an Gewicht, Dicke und Größe abgenommen, und es wird nun eine Konfiguration verwendet, bei der die Steuerelektroden näher an die Enden des piezoelektrischen Resonatorelements herangerückt sind und so groß wie möglich ausgebildet sind, so dass eine gute Wirkfläche gewährleistet ist, damit die elektrischen Eigenschaften eines piezoelektrischen Resonatorelements, beispielsweise sein CI-Wert oder die Frequenzempfindlichkeit nicht verringert werden, wenn es größenmäßig kleiner wird. Wird jedoch ein piezoelektrisches Resonatorelement mit einer Konfiguration wie diese für das Paket des oben erwähnten Patentdokuments 1 verwendet, dann ergibt sich, da Elektrodenanschlussflächen von unterschiedlichem Potential in Längs- oder Breitenrichtung vorliegen, das Problem, dass die Steuerelektroden des piezoelektrischen Resonatorelements dadurch, dass sie mit einer beliebigen der Elektrodenanschlussflächen des Pakets in Kontakt kommen, kurzgeschlossen werden können. Ein Ausbilden der Steuerelektroden des piezoelektrischen Elements auf eine Weise, dass sie sich mit den Elektrodenanschlussflächen des Pakets nicht kurzschließen, führt nicht nur zu konstruktionsmäßigen Beschränkungen der Dimensionen, sondern führt auch zu minderen elektrischen Eigenschaften des piezoelektrischen Resonatorelements; und da eine fehlerhafte Ausrichtung und andere Fehler dieser Art berücksichtigt werden müssen, wenn das piezoelektrische Resonatorelement in das Paket eingebaut wird, ist ein solches Paket kaum geeignet, dessen Größe zu verringern.
Die vorliegende Erfindung wurde in dem Bestreben gemacht, die oben aufgeführten Probleme zu lösen; die Aufgabe liegt daher in der Schaffung eines Pakets für ein piezoelektrisches Resonatorelement, bei dem der Umfang eines piezoelektrischen Resonatorelements verringert werden kann, ohne seine elektrischen Eigenschaften zu verschlechtern, und das piezoelektrische Resonatorelement an einem oder an beiden Enden gelagert werden kann. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein piezoelektrisches Resonatorgebilde mit breiter Anwendbarkeit zu schaffen.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist das erfindungsgemäße Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement ein solches mit einer Basis, die ein piezoelektrisches Resonatorelement enthält, an deren Vorder- und Rückseiten Steuerelektroden ausgebildet sind, sowie mit einer Kappe zur hermetischen Versiegelung des piezoelektrischen Resonatorelements, wobei das piezoelektrische Resonatorelement auf einer Innenbodenfläche der Basis gelagert ist, wobei vier Elektrodenanschlussflächen, die elektrisch mit den Steuerelektroden des piezoelektrischen Resonatorelements verbunden sind, auf der Innenbodenfläche der Basis ausgebildet sind, wobei mindestens eine dieser Elektrodenanschlussflächen unterschiedliches Potential hat, und mit Vermeidungsmitteln, um eine elektrische Verbindung zwischen dem bzw. den Elektrodenanschlussflächen mit unterschiedlichem Potential und dem bzw. den anderen Elektrodenanschlussflächen mit gleichem Potential zu vermeiden.
Nach der vorliegenden Erfindung sind die Basis und die Kappe vorgesehen, die vier Elektrodenanschlussflächen sind auf der Innenbodenfläche der Basis ausgebildet, mindestens eine der vier Elektrodenanschlussflächen hat unterschiedliches Potential, und ein Vermeidungsmittel ist vorgesehen, um eine elektrische Verbindung zwischen der/den Elektrodenanschlussfläche(n) mit unterschiedlichem Potential und der/den anderen Elektrodenanschlussfläche(n) mit gleichem Potential zu vermeiden, wodurch es möglich wird, Defekte in einem piezoelektrischen Resonatorgebilde, die durch Kurzschluss zwischen Elektrodenanschlussflächen mit gleichem Potential und einer Elektrodenanschlussfläche mit unterschiedlichem Potential auftreten, zu unterdrücken. Auf diese Weise kann ein piezoelektrisches Resonatorelement von kleinerer Größe ohne Verschlechterung seiner elektrischen Eigenschaften hergestellt werden, und das piezoelektrische Resonatorelement kann an einem Ende oder an beiden Enden gelagert werden.
Die obige Anordnung kann dergestalt sein, dass die vier Elektrodenanschlussflächen in den Ecken der Innenbodenfläche der Basis ausgebildet sind, die vier Elektrodenanschlussflächen aus einer ersten Elektrodenanschlussfläche, einer zweiten Elektrodenanschlussfläche, einer dritten Elektrodenanschlussfläche und einer vierten Elektrodenanschlussfläche bestehen, die erste Elektrodenanschlussfläche und die zweite Elektrodenanschlussfläche entlang einer vorgegebenen spezifischen Seite der Innenbodenfläche der Basis ausgebildet sind, die erste Elektrodenanschlussfläche und die dritte Elektrodenanschlussfläche entlang einer der zwei Seiten ausgebildet sind, die rechtwinklig zu der spezifischen Seite liegen, die zweite Elektrodenanschlussfläche und die vierte Elektrodenanschlussfläche entlang der anderen Seite ausgebildet sind, die rechtwinklig zu der spezifischen Seite liegt, die erste Elektrodenanschlussfläche und die zweite Elektrodenanschlussfläche unterschiedliches Potential haben, die erste Elektrodenanschlussfläche und die dritte Elektrodenanschlussfläche durch eine erste Verbindungselektrode verbunden sind und gleiches Potential haben, die zweite Elektrodenanschlussfläche und die vierte Elektrodenanschlussfläche mittels einer zweiten Verbindungselektrode verbunden sind und gleiches Potential haben, und die Vermeidungsmittel Höcker umfassen, die auf der ersten bis zur vierten Elektrodenanschlussfläche ausgebildet und kleiner als die Elektrodenanschlussflächen sind, mindestens einer dieser Höcker an einer Stelle ausgebildet ist, die sich nicht mit der auf einer entgegengesetzten Seite gegenüber der Basis des piezoelektrischen Resonatorelements ausgebildeten Steuerelektrode überlappt.
In diesem Fall kann das piezoelektrische Resonatorelement an einem Ende dadurch gelagert werden, dass das Paar Steuerelektroden des piezoelektrischen Resonatorelements entweder mit der ersten Elektrodenanschlussfläche und der zweiten Elektrodenanschlussfläche, die entlang der spezifischen Seite der Innenbodenfläche der Basis ausgebildet sind, oder mit der dritten Elektrodenanschlussfläche und der vierten Elektrodenanschlussfläche elektrisch verbunden ist. Dieses piezoelektrische Resonatorelement kann außerdem an den beiden Enden gelagert werden, indem das Paar Steuerelektroden des piezoelektrischen Resonatorelements entweder mit der zweiten Elektrodenanschlussfläche und der dritten Elektrodenanschlussfläche oder mit der ersten Elektrodenanschlussfläche und der vierten Elektrodenanschlussfläche verbunden sind. Auf diese Weise wird es möglich, ein piezoelektrisches Resonatorgebilde mit umfangreicher Anwendbarkeit herzustellen.
Außerdem kann, da das piezoelektrische Resonatorelement auf der ersten Elektrodenanschlussfläche, der zweiten Elektrodenanschlussfläche, der dritten Elektrodenanschlussfläche und der vierten Elektrodenanschlussfläche montiert ist, die in den Ecken der Innenbodenflächen der Basis ausgebildet sind, das piezoelektrische Resonatorelement in stabilerem Zustand gelagert werden, ohne dass es verkantet oder dergleichen wird.
Außerdem sind Höcker, die kleiner als die Elektrodenanschlussflächen sind, auf den vier Elektrodenanschlussflächen an Stellen ausgebildet, die den Ort der Steuerelektrode auf der entgegengesetzten Seite des piezoelektrischen Resonatorelements von der Basis nicht überlappen. Selbst wenn also das fertiggestellte piezoelektrische Resonatorgebilde einem Schlag von außen ausgesetzt werden sollte, so dass sich das piezoelektrische Resonatorelement verbiegt, wird vermieden, dass die Elektrodenanschlussflächen mit der Steuerelektrode auf der entgegengesetzten Seite der Basis in direkten Kontakt kommen, so dass es zu keiner Unterbrechung des Resonators des piezoelektrischen Resonatorelements auf Grund von Kurzschluss oder dergleichen kommt.
Da außerdem Höcker auf der ersten bis zur vierten Elektrodenanschlussfläche ausgebildet sind, die kleiner sind als die Elektrodenanschlussflächen, wird, selbst wenn eine Verringerung der Größe des Pakets mit piezoelektrischem Resonatorelement dem piezoelektrischen Resonatorelement Größebeschränkungen auferlegen sollte, die negative Wirkung einer Fehlausrichtung während des Einbaus des piezoelektrischen Resonatorelements in dieses Paket für das piezoelektrische Resonatorelement eliminiert und können die Steuerelektroden des piezoelektrischen Resonatorelements in der längsseitigen Richtung oder der Richtung auf der kurzen Seite des Pakets für das piezoelektrische Element größer ausgebildet werden, was bedeutet, dass das sich ergebende piezoelektrische Resonatorelement von größerer Zuverlässigkeit ist und die elektrischen Eigenschaften des piezoelektrischen Resonatorelements weiter erhöht werden können.
Bei der obigen Anordnung kann die Basis aus einem Keramikmaterial bestehen, die Elektrodenanschlussflächen können mit Hilfe eines Metallspritzverfahrens gebildet werden, und auf den Elektrodenanschlussflächen können Höcker aus gleichem Material wie die Elektrode vorgesehen werden.
In diesem Fall sind zusätzlich zu den oben erörterten Effekten, die Höcker auf die oberen Teile der durch Metallspritzverfahren erhaltenen Elektrodenanschlussflächen geschichtet; sie werden integral gebrannt, was zu Höckern mit besserer Haftkraft führt und auch ermöglicht, dass sie zu gleicher Zeit ausgebildet werden; sie können also äußerst einfach und wirksam ausgebildet werden.
Bei der obigen Anordnung können die Elektrodenanschlussflächen, die Höcker und die ersten und zweiten Verbindungselektroden um einen Mittelpunkt symmetrisch sein, wobei der Mittelpunkt das Zentrum der Innenbodenfläche der Basis ist.
In diesem Fall wird, zusätzlich zu den oben erörterten Effekten, da die Elektrodenanschlussflächen, die Höcker und die ersten und zweiten Verbindungselektroden in Symmetrie um den Mittelpunkt der Innenbodenfläche der Basis ausgebildet sind, die Richtungsgebundenheit der Basis bei der Herstellung der Basis aufgehoben; die Produktionsleistung bei der Montage des piezoelektrischen Resonatorelements wird höher.
Die obige Anordnung kann so ausgelegt sein, dass das Vermeidungsmittel so aufgebaut ist, dass Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereiche in den Ecken einer Innenbodenfläche der Basis zur Ausbildung der vier Elektrodenanschlussflächen ausgebildet sind, eine Flächenkapazität der Elektrodenanschlussflächen den vier Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichen zur Ausbildung der jeweiligen Elektrodenanschlussflächen entspricht, die Flächenkapazität mindestens eines der Elektrodenanschlussflächen so eingestellt ist, dass sie kleiner als die Flächenkapazität der anderen Elektrodenanschlussflächen ist, die vier Elektrodenanschlussflächen aus einer ersten Elektrodenanschlussfläche, einer zweiten Elektrodenanschlussfläche, einer dritten Elektrodenanschlussfläche und einer vierten Elektrodenanschlussfläche bestehen, die erste Elektrodenanschlussfläche und die zweite Elektrodenanschlussfläche entlang einer vorgegebenen spezifischen Seite der Innenbodenfläche der Basis ausgebildet sind, die erste Elektrodenanschlussfläche und die dritte Elektrodenanschlussfläche entlang einer der zwei Seiten rechtwinklig zu der spezifischen Seite ausgebildet sind, die zweite Elektrodenanschlussfläche und die vierte Elektrodenanschlussfläche entlang der anderen Seite, die rechtwinklig zu der spezifischen Seite verläuft, ausgebildet sind, die erste Elektrodenanschlussfläche und die zweite Elektrodenanschlussfläche unterschiedliches Potential haben, die erste Elektrodenanschlussfläche und die dritte Elektrodenanschlussfläche durch eine erste Verbindungselektrode verbunden sind und gleiches Potential haben, und die zweite Elektrodenanschlussfläche und die vierte Elektrodenanschlussfläche durch eine zweite Verbindungselektrode verbunden sind und gleiches Potential aufweisen.
In diesem Fall kann das piezoelektrische Resonatorelement an einem Ende gelagert werden, indem das Paar Steuerelektroden des piezoelektrischen Resonatorelements an die erste Elektrodenanschlussfläche und die zweite Elektrodenanschlussfläche entlang der spezifischen Seite auf der Innenbodenfläche der Basis ausgebildete Elektrodenanschlussfläche oder an die dritte Elektrodenanschlussfläche und die vierte Elektrodenanschlussfläche geschaltet wird. Das piezoelektrische Resonatorelement kann auch an beiden Enden gelagert werden, indem das Paar Steuerelektroden des piezoelektrischen Resonator-elements an die zweite Elektrodenanschlussfläche und die dritte Elektrodenanschlussfläche oder an die erste Elektrodenanschlussfläche und die vierte Elektrodenanschlussfläche angeschlossen wird. Auf diese Weise wird es möglich, ein piezoelektrisches Resonatorgebilde von breiterer Anwendbarkeit herzustellen.
Da Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereiche zur Ausbildung der vier Elektrodenanschlussflächen in den Ecken der Innenbodenfläche der Basis ausgebildet sind und die Flächenkapazität der Elektrodenanschlussflächen den vier Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichen entspricht und die Flächenkapazität wenigstens einer der Elektrodenanschlussflächen so eingestellt ist, dass sie kleiner ist als die Flächenkapazität der anderen Elektrodenanschlussflächen, wird, selbst wenn das vollständige piezoelektrische Resonatorgebilde einem solchen Stoß ausgesetzt wird, dass sich das piezoelektrische Resonatorelement verbiegt, vermieden, dass sich eine oder mehrere Elektrodenanschlussfläche(n), deren Flächenkapazität so eingestellt ist, dass die Flächenkapazität geringer als die der anderen Elektrodenanschlussflächen ist, in direkten Kontakt mit der Steuerelektrode des piezoelektrischen Resonatorelements auf der anderen Seite der Basis tritt. Aus diesem Grund gibt es keine Unterbrechung im Resonator des piezoelektrischen Resonatorelements auf Grund eines Kurzschlusses oder dergleichen.
Da weiterhin die Flächenkapazität von wenigstens einer der Elektrodenanschlussflächen so eingestellt ist, dass sie geringer ist als die Flächenkapazität der anderen Elektrodenanschlussflächen, wird, selbst wenn eine Verringerung der Größe des Pakets für das piezoelektrische Resonatorelement mit dem piezoelektrischen Resonatorelement Größenbeschränkungen auferlegen sollte, der negative Effekt der Fehlausrichtung während des Einbaus des piezoelektrischen Resonatorelements in dieses Paket des piezoelektrischen Resonatorelements eliminiert, und die Steuerelektroden des piezoelektrischen Resonatorelements können in der längsseitigen Richtung oder der Richtung der kurzen Seite des Pakets des piezoelektrischen Resonatorelements größer ausgebildet werden, was bedeutet, dass das sich ergebende piezoelektrische Resonatorgebilde von größerer Zuverlässigkeit ist und die elektrischen Eigenschaften des piezoelektrischen Resonatorelements weiter verbessert werden können.
Bei der obigen Anordnung kann die Elektrodenanschlussfläche mit der geringeren Flächenkapazität entfernt von den anderen Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichen innerhalb des Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichs ausgebildet sein, in dem diese Elektrodenanschlussfläche ausgebildet ist.
Da in diesem Fall die Elektrodenanschlussfläche mit dem geringeren Flächeninhalt entfernt von den anderen Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichen innerhalb des Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichs ausgebildet ist, in dem diese Elektrodenanschlussfläche ausgebildet ist, wird, selbst wenn eine Verringerung der Größe des Pakets des piezoelektrischen Resonatorelements dem piezoelektrischen Resonatorelement Beschränkungen auferlegen sollte, der negative Effekt der Fehlausrichtung während des Einbaus des piezoelektrischen Resonatorelements in dieses Paket des piezoelektrischen Resonatorelements eliminiert, und das ist auch deshalb von Vorteil, weil die Steuerelektroden des piezoelektrischen Resonatorelements in der Längsrichtung oder der Richtung der kurzen Seite des Pakets des piezoelektrischen Resonatorelements größer ausgebildet werden können.
Bei der obigen Auslegung können die erste Verbindungselektrode und die zweite Verbindungselektrode mit im wesentlichen gleicher Flächenkapazität ausgebildet werden.
In diesem Fall ist es möglich, da die erste Verbindungselektrode und die zweite Verbindungselektrode mit im wesentlichen gleicher Fläche ausgebildet sind, zusätzlich zu den oben erörterten Effekten die Flächeninhalte von den Elektrodenanschlussflächen mit dem unterschiedlichen Potential der Basis der nach außen führenden Anschlusselektrode anzunähern und negative Effekte, wie eine Veränderung der elektrischen Eigenschaften (beispielsweise einem kleinen Unterschied in der Resonatorfrequenz) mit der Anschlussrichtung auszuschalten.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist der piezoelektrische Resonator erfindungsgemäß mit dem oben erwähnten Paket für das piezoelektrische Resonatorelement sowie mit einem piezoelektrischen Resonatorelement versehen, an dessen Vorder- und Rückseiten Steuerelektroden ausgebildet sind, wobei das piezoelektrische Resonatorelement auf der Innenbodenfläche der Basis gelagert ist, und die Elektrodenanschlussflächen der Basis und die Steuerelektroden des piezoelektrischen Resonatorelements elektrisch verbunden sind.
Der erfindungsgemäße piezoelektrische Resonator zeigt die oben erwähnten Effekte, weil das oben erörterte Paket des piezoelektrischen Resonatorelements sowie das oben erwähnte piezoelektrische Resonatorelement vorgesehen sind, das piezoelektrische Resonatorelement auf der Innenbodenfläche der Basis gelagert ist und die Elektrodenanschlussflächen der Basis und die Steuerelektroden des piezoelektrischen Resonatorelements elektrisch verbunden sind. Es ist also möglich, das piezoelektrische Resonatorelement auf der Basis zu befestigen und einzubauen, ohne die Richtung einzuschränken, in der das piezoelektrische Resonatorelement auf der Innenbodenfläche der Basis befestigt ist. Auch kann selbst bei einer Vielzahl der oben erwähnten piezoelektrischen Resonatorelemente mit unterschiedlichen Steuerelektrodenanordnungen das oben erwähnte Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement für die Vielzahl piezoelektrischer Resonatorelemente verwendet werden.
Bei der obigen Anordnung ist eine frontseitige Extraktionselektrode, die von der Steuerelektrode zu den beiden Endbereichen an einem vorgegebenen Ende ausgezogen ist, auf der Vorderseite des piezoelektrischen Resonatorelements ausgebildet; eine rückseitige Extraktionselektrode, die von der Steuerelektrode zu den beiden Endbereichen am anderen Ende gegenüber dem einen Ende ausgezogen ist, ist auf der Rückseite des piezoelektrischen Resonatorelements ausgebildet; die rückseitige Extraktionselektrode und die Elektrodenanschlussflächen sind elektrisch verbunden, und die rückseitige Extraktionselektrode ist elektrisch mit den Elektrodenanschlussflächen verbunden, die anderes Potential haben als das der Elektrodenanschlussflächen, die von der frontseitigen Extraktionselektrode kontaktiert sind.
In diesem Fall haben, da eine frontseitige Extraktionselektrode auf der Vorderseite des piezoelektrischen Resonatorelements ausgebildet ist und eine rückseitige Extraktionselektrode auf der Rückseite des piezoelektrischen Resonatorelements ausgebildet ist und die frontseitige Extraktionselektrode und die Elektrodenanschlussflächen elektrisch verbunden sind und die rückseitige Extraktionselektrode elektrisch mit den Elektrodenanschlussflächen verbunden ist, die ein anderes Potential haben als das der Elektrodenanschlussflächen, die von der frontseitigen Extraktionselektrode kontaktiert sind, wenn das piezoelektrische Resonator-element auf der Innenbodenfläche der Basis gelagert ist, selbst wenn das piezoelektrische Resonatorelement auf der Innenbodenfläche der Basis in einem Zustand gehalten werden sollte, in dem das piezoelektrische Resonatorelement rückwärts gerichtet ist, die Elektrodenanschlussflächen, die an den frontseitigen und rückseitigen Extraktionselektroden an einer bestimmten Stelle kontaktiert sind, immer noch unterschiedliches Potential. Außerdem tritt bei dieser Anordnung kein Kurzschluss oder dergleichen auf. Daraus ergibt sich, dass eine größere Freiheit darin besteht, wie das piezoelektrische Resonatorelement in der Basis gelagert wird. Auch bei dieser Anordnung ist deren Effekt besonders wirkungsvoll, wenn Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereiche zur Bildung der vier Elektrodenanschlussflächen in den Ecken der Innenbodenfläche der Basis ausgebildet sind, die Flächenkapazität der Elektrodenanschlussflächen dem Inneren der vier Elektrodenanschlussflächen-Ausbil-dungsbereiche entspricht, und die Flächenkapazität mindestens einer der Elektrodenanschlussflächen so eingestellt ist, dass sie geringer als die Flächenkapazität der anderen Elektrodenanschlussflächen ist. Es kann mit anderen Worten eine sichere Verbindung erzielt und die Produktionsleistung erhöht werden, indem die Elektrodenanschlussfläche, die unterschiedliches Potential und große Kapazität hat, wie gewünscht als elektrischer Verbindungsort (Kontaktstelle) zwischen frontseitiger und rückseitiger Extraktionselektrode bestimmt wird.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Pakets mit dem piezoelektrischen Resonatorelement kann die Größe eines piezoelektrischen Resonatorelements verkleinert werden ohne dass seine elektrischen Eigenschaften verschlechtert werden, und das piezoelektrische Resonatorelement kann sowohl an einem Ende als auch an beiden Enden gelagert werden. Es kann also ein piezoelektrisches Resonatorgebilde mit breiter Anwendbarkeit geschaffen werden.
KURZE FIGURENBESCHREIBUNG
1 ist eine perspektivische Darstellung in auseinander gezogener Anordnung eines integrierten Quarzresonatorgebildes in einer ersten Ausführungsform;
2 ist eine Draufsicht auf die Basis von 1;
3 ist eine Unteransicht der in 2 dargestellten Basis;
4 ist eine Draufsicht auf den Zustand, bei dem die Quarzplatte von 2 an einem Ende gelagert ist;
5 ist eine Draufsicht auf den Zustand, bei dem die Quarzplatte von 2 an beiden Enden gelagert ist;
6 ist eine Draufsicht auf die Basis eines integrierten Quarzresonatorgebildes nach einer zweiten Ausführungsform;
7 ist eine Ansicht von unten der in 6 dargestellten Basis;
8 ist eine Draufsicht auf die Basis in einer Version der zweiten Ausführungsform;
9 ist eine Draufsicht auf die Basis eines integrierten Quarzresonatorgebildes, das eine dritte Ausführungsform darstellt;
10 ist eine Draufsicht auf ein piezoelektrisches Resonatorelement nach einer weiteren Ausführungsform;
11 ist eine Draufsicht auf ein piezoelektrisches Resonatorelement nach einer anderen Ausführungsform;
12 ist eine Draufsicht auf ein piezoelektrisches Resonatorelement nach einer noch weiteren Ausführungsform und
13 ist eine Draufsicht auf die Basis eines integrierten Quarzresonatorgebildes nach einer weiteren Ausführungsform.
Bezugszeichenliste

1: Basis
14, 15, 16, 17: erste bis vierte Elektrodenanschlussfläche (Elektrodenanschlussfläche)
140: erste Verbindungselektrode
150: zweite Verbindungselektrode
141, 151, 161, 171, B1, D1: Höcker
142, 152, 162, 172: Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereich
2: Kappe
3: Quarzplatte (piezoelektrisches Resonatorelement)
31, 32: Steuerelektrode

BEVORZUGTES VERFAHREN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren sollen nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Die folgenden Ausführungsformen stellen Anwendungen der vorliegenden Erfindung auf ein integriertes Quarzresonatorgebilde (im folgenden als Quarzresonator bezeichnet) als piezoelektrisches Resonatorgebilde dar.
– Erste Ausführungsform –
Unter Bezugnahme auf die Figuren soll eine erste Ausführungsform gemäß der Erfindung beschrieben werden, wobei ein integriertes Quarzresonatorgebilde als Beispiel verwendet wird. 1 ist eine Darstellung in auseinander gezogener Anordnung eines integrierten Quarzresonatorgebildes, die eine erste Ausführungsform veranschaulicht, 2 ist eine Draufsicht auf die Basis von 1, und 3 ist eine Unteransicht der in 2 dargestellten Basis. 4 ist eine Draufsicht auf den Zustand, in dem die Quarzplatte von 2 an einem Ende gelagert ist, 5 ist eine Draufsicht auf den Zustand, bei dem die Quarzplatte von 2 an beiden Enden gelagert ist.
Wie in 1 dargestellt, weist der Quarzresonator eine Basis 1 auf, die eine Quarzplatte 3 (in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als piezoelektrisches Resonatorelement bezeichnet) mit an Vorder- und Rückseite ausgebildeten Steuerelektroden 31 und 32 beinhaltet, sowie eine die Quarzplatte 3 hermetisch verschließende Kappe 2. Insbesondere umfasst der Quarzresonator nach dieser ersten Ausführungsform die Basis 1, die in der Draufsicht rechteckig ist und oben eine offene Ausnehmung aufweist, die Quarzplatte 3, die auf einer Innenbodenfläche der Basis 1 (siehe Aufnahmebehälter 10, wie später erörtert) gelagert ist, sowie die Kappe 2, die auf die Öffnung der Basis 1 gesetzt wird. Die Quarzplatte 3 umfasst die auf Vorder- und Rückseite ausgebildeten Steuerelektroden 31 und 32 sowie Extraktionselektroden 31a und 32a, die von den Steuerelektroden 31 und 32 ausgezogen werden, um diese Steuerelektroden 31 und 32 mit externen Elektroden zu verbinden.
Die Basis 1 besteht beispielsweise aus einem Aluminiumoxid-Keramikmaterial und umfasst einen Basisboden, der in Draufsicht rechteckig ist, sowie einen Rahmen, dessen äußerer Umfang im wesentlichen der gleiche ist wie der des Basisbodens, der jedoch in seinem Mittelteil ein großes Loch aufweist. Diese Schichten sind laminiert und integral gebrannt. Nach dem Brennen zur Formgebung wird durch Verbacken oder ein ähnliches Verfahren eine Glasschicht 11a auf der oberen Fläche des Rahmens ausgebildet. Das heißt, die Basis 1 ist so konfiguriert, dass sie einen Aufnahmebehälter 10 aufweist, der im Querschnitt konkav ist und die Quarzplatte 3 lagert. Die Glasschicht 11a ist um und über eine Umfassung 11, die die Ausnehmung umgibt, ausgebildet. Die Basis 1 und die Kappe 2 können hermetisch verschlossen werden, selbst wenn keine Glassschicht 11a vorgesehen ist, die Ausbildung der Glasschicht 11 erhöht jedoch die Verbindungsfestigkeit. Im Mittelteil der beiden Enden in Längsrichtung sind auf Ober- und Unterteil des äußeren Umfangs der Basis 1 Kronierungen C1 und C2 ausgebildet; an den vier Ecken sind ebenfalls Kronierungen C3, C4, C5 und C6 ausgebildet. Unterhalb der Kronierungen C1 und C2 sind verbindende Elektroden 121 und 131 ausgebildet und elektrisch mit den Anschlusselektroden 12 und 13 verbunden, die mit einem externen Anschluss verbunden sind (siehe 3).
Wie in den 2 und 3 dargestellt, sind vier Elektrodenanschlussflächen 14, 15, 16 und 17, die mit den Steuerelektroden 31 und 32 der Quarzplatte 3 elektrisch verbunden sind, an den Ecken der Innenbodenfläche der Basis 1 ausgebildet (siehe Aufnahmebehälter 10). Diese vier Elektrodenanschlussflächen bestehen aus einer ersten Elektrodenanschlussfläche 14, einer zweiten Elektrodenanschlussfläche 5, einer dritten Elektrodenanschlussfläche 16 und einer vierten Elektrodenanschlussfläche 17.
Die erste Elektrodenanschlussfläche 14 und die zweite Elektrodenanschlussfläche 15 sind entlang einer vorgegebenen spezifischen Seite der Innenbodenfläche der Basis 1 (bei der vorliegenden Ausführungsform in Richtung der kurzen Seite) ausgebildet. Die erste Elektrodenanschlussfläche 14 und die dritte Elektrodenanschlussfläche 16 sind entlang einer der zwei langen Seiten im rechten Winkel zu den Richtungen mit der kurzen Seite ausgebildet. Die zweite Elektrodenanschlussfläche 15 und die vierte Elektrodenanschlussfläche 17 sind entlang der Längsseite im rechten Winkel zur Richtung der kurzen Seite ausgebildet. Diese Elektrodenanschlussflächen 14, 15, 16 und 17 werden über die verbindenden Elektroden 121 und 131 und die Kronierungen C1 und C2 zur Bodenfläche der Basis 1 verlängert und sind mit den auf der Bodenfläche der Basis 1 ausgebildeten Anschlusselektroden 12 und 13 elektrisch verbunden.
Die erste Elektrodenanschlussfläche 14 und die zweite Elektrodenanschlussfläche 15 sind zur Anschlusselektrode 12 oder Anschlusselektrode 13 auf der Bodenfläche der Basis elektrisch unabhängig ausgezogen, so dass Strom bei unterschiedlichem Potential angelegt werden kann. Die erste Elektrodenanschlussfläche 14 und die dritte Elektrodenanschlussfläche 16 sind mittels einer ersten Verbindungselektrode 140 verbunden und zur Anschlusselektrode 13 auf dem Basisboden ausgezogen, so dass Strom bei gleichem Potential angelegt werden kann. Die zweite Elektrodenanschlussfläche 15 und die vierte Elektrodenanschlussfläche 17 sind gemeinsam mittels einer zweiten Verbindungselektrode 150 verbunden und zur Anschlusselektrode 12 auf dem Basisboden verlängert, so dass Strom bei gleichem Potential angelegt werden kann. Die erste und die zweite Verbindungselektrode 140 und 150 sind in im wesentlichen gleicher Form und mit im wesentlichen gleicher Fläche ausgebildet, so dass es möglich ist, die Kapazitäten von den Elektrodenanschlussflächen mit unterschiedlichem Potential der Basis der extern verbundenen Anschlusselektrode anzunähern. Der negative Effekt, beispielsweise die Abhängigkeit der elektrischen Eigenschaften (wie etwa eine kleine Differenz in der Resonatorfrequenz) von der Anschlussrichtung kann somit ausgeschaltet werden. Die Anschlusselektroden, die verbindenden Elektroden, die Elektrodenanschlussflächen und die Verbindungselektroden sind durch Bedrucken mit Wolfram, Molybdän oder einem anderen Metallisierungsmaterial und anschließendes integrales Brennen dieses Produkts zusammen mit der Basis ausgebildet; bei einem Teil wird eine Nickelplattierung über die Metallisierung aufgebracht, auf welcher eine Goldplattierung ausgebildet wird.
Der Quarzresonator nach der obigen Konstruktion ist mit einem Vermeidungsmittel zur Vermeidung eines elektrischen Kontakts zwischen der ersten Elektrodenanschlussfläche 14 und der dritten Elektrodenanschlussfläche 16, die gleiches Potential haben, und der zweiten Elektrodenanschlussfläche 15 und der vierten Elektrodenanschlussfläche 17, die gegenüber der ersten und dritten Elektrodenanschlussfläche unterschiedliches Potential haben, versehen.
Das Vermeidungsmittel umfasst Höcker 141, 151, 161 und 171, die auf der ersten bis zur vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 ausgebildet sind und kleiner sind als die erste bis vierte Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17. Wie in 2 dargestellt, sind diese Hocker 141, 151, 161 und 171 jeweils auf der ersten bis zur vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 sowie an Orten ausgebildet, die sich mit der auf der entgegengesetzten Seite gegenüber der Basis 1 der Quarzplatte 3 ausgebildeten Steuerelektrode 32 nicht überlappen, wenn die Quarzplatte 3 in der Basis 1 installiert und gelagert ist.
Die Höcker 141, 151, 161 und 171 sind an Orten ausgebildet, die sich mit einem Teil des äußeren Umfangsrands der Quarzplatte 3 und einem Teil der Extraktionselektroden 31a und 32a der Quarzplatte 3 überlappen, sich aber nicht mit der Steuerelektrode 32 auf der entgegengesetzten Seite der Quarzplatte 3 von Basis 1 überlappen sowie an Orten, die sich mit einem Teil des äußeren Umfangsrands der Quarzplatte 3 überlappen, und sich nicht mit der Steuerelektrode 32 auf der entgegengesetzten Seite der Quarzplatte 3 von Basis 1 überlappen. Die Höcker 141, 151, 161 und 171 sind aus dem gleichem Material hergestellt wie die erste bis vierte Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17.
Wird die in 4 dargestellte Quarzplatte 3 verwendet, dann stehen mit anderen Worten die auf der ersten und der zweiten Elektrodenanschlussfläche 14 und 15 ausgebildeten Höcker 141 und 151 nur mit einem Teil der Extraktionselektroden 31a und 32a und dem äußeren Umfangsrand der Quarzplatte 3 in Kontakt und stehen in keinem direkten Kontakt mit der Steuerelektrode 32 auf der Rückseite der Quarzplatte 3 (der Rückseite der Basis 1). Wird die in 5 dargestellte Quarzplatte 3 verwendet, dann stehen die auf der zweiten und dritten Elektrodenanschlussfläche 15 und 16 ausgebildeten Höcker 151 und 161 nur mit einem Teil der Extraktionselektroden 31a und 32a und dem äußeren Umfangsrand der Quarzplatte 3 in Kontakt und stehen in keinem direkten Kontakt mit der Steuerelektrode 32 auf der Rückseite der Quarzplatte 3 (der entgegengesetzten Seite von Basis 1). Die auf der Elektrodenanschlussfläche ausgebildeten und mit der Quarzplatte 3 elektrisch nicht verbundenen Höcker 161 und 171 (der Fall in 4) oder die Höcker 141 und 171 (der Fall in 5) kommen also mit der Steuerelektrode 32 (auf der entgegengesetzten Seite der Basis 1) nicht in direkten Kontakt obwohl sie mit dem äußeren Umfangsrand der Quarzplatte 3 in Kontakt kommen. Im Fall der in den 4 und 5 dargestellten Quarzplatte 3 steht der auf der vierten Elektrodenanschlussfläche 17 ausgebildete Höcker 171 nur mit dem äußeren Umfangsrand der Quarzplatte 3 in Verbindung und die vierte Elektrodenanschlussfläche 17 steht mit der Steuerelektrode 32 mit der unterschiedlichen Spannung über den Höcker 171 nicht in direktem Kontakt. Eine durch Kurzschluss oder dergleichen verursachte Unterbrechung des Resonators der Quarzplatte 3 kann also ausgeschlossen werden.
Bei Verwendung von 4 als Beispiel können, wenn die Quarzplatte 3 mit einem leitenden Bindemittel D verbunden ist, da die Extraktionselektroden 31a und 32a an Stellen angeordnet sind, an denen die Höcker 141 und 151 aufragen, die Extraktionselektroden 31a und 32a und die ersten und zweiten Elektrodenanschlussflächen 14 und 15 über die Höcker 141 und 151 zuverlässig verbunden werden. Da sich das leitende Bindemittel D außerdem in den Zwischenräumen zwischen den Höckern 141 und 151 und der ersten und zweiten Elektrodenanschlussfläche 14 und 15 aufbaut, und sich eine Zunahme des Verbindungsbereichs ergibt, kann die Verbindungsfestigkeit zwischen der Quarzplatte 3 und der ersten und zweiten Elektrodenanschlussfläche 14 und 15 der Basis 1 erhöht werden.
Sollte selbst der vollständige Quarzresonator einem Stoß von außen ausgesetzt werden, so dass sich die Quarzplatte 3 verbiegt, dann kommen die Höcker 161 und 171 mit dem Außenumfangsrand der Quarzplatte 3 in Kontakt, und es wird vermieden, dass die dritte und die vierte Elektrodenanschlussfläche 16 und 17 auf Grund der Größe des Zwischenraums zwischen der dritten und der vierten Elektrodenanschlussfläche 16 und 17 und den Höckern 161 und 171 mit der Steuerelektrode 32 auf der gegenüberliegenden Seite der Basis 1 in direkten Kontakt kommen; es gibt also keine durch Kurzschluss o. ä. verursachte Unterbrechung im Resonator der Quarzplatte 3.
Für die ersten und zweiten Elektrodenanschlussflächen 14 und 15 an dem einen Ende in Längsrichtung, die nicht in den Bereich der Steuerelektrode 32 der montierten Quarzplatte 3 reichen, haben bei dieser Ausführungsform die Höcker 141 und 151 rechteckige Form, die geringfügig kleiner ist und der Form der ersten und der zweiten Elektrodenanschlussfläche 14 und 15 entspricht, während für die dritte und die vierte Elektrodenanschlussfläche 16 und 17 am anderen Ende in Längsrichtung, die nicht in den Bereich der Steuerelektrode der montierten Quarzplatte 3 reichen, die Höcker 161 und 171 eine geradlinige Form aufweisen, die dem äußeren der Basis 1 nahe kommt, so dass es sich erweist, dass, selbst wenn die Steuerelektrode 32 der Quarzplatte 3 gegen das andere Ende in Längsrichtung größer ausgebildet ist, die Höcker 161 und 171 nicht in den Bereich der rechteckigen Steuerelektrode 32 reichen; die Quarzplatte 3 kann also in einer Form montiert werden, die dem äußeren Umfangsrand der rechteckigen Quarzplatte 3 entspricht.
Die Ausbildung dieser Höcker 141, 151, 161 und 171 wird zunächst durch Aufdrucken einer Metallisierung auf die erste bis zur vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 erzielt. Ist die Metallisierung der ersten bis zur vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 getrocknet, dann wird die Metallisierung der Höcker 141, 151, 161 und 171 durch Bedrucken der ersten bis zur vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 entsprechend den Formen der Höcker 141, 151, 161 und 171 ausgebildet. Anschließend werden die erste bis zur vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 und die Höcker 112, 151, 161 und 171 integral gebrannt während sie sich noch in diesem geschichteten Zustand befinden wodurch die Metallisierung ausgebildet wird. Eine Nickelplattierung wird dann, wie oben erörtert, auf die Metallisierung der ersten bis zur vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 und die Höcker 141, 151, 161 und 171 aufgebracht. Die Höcker 141, 151, 161 und 171 werden durch Ausbildung einer Goldplattierung auf dieser Nickelplattierung ausgebildet.
Die rechteckige Quarzplatte 3 ist auf die erste bis zur vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 montiert. Das Paar Steuerelektroden 31 und 32 wird dann auf der Vorder- und der Rückseite der Quarzplatte 3 ausgebildet und zwar in der Reihenfolge Chrom und dann Gold, oder in der Reihenfolge Chrom, Gold und Chrom oder in der Reihenfolge Chrom, Silber und Chrom.
Wie in 4 dargestellt, werden, wenn diese Quarzplatte 3 an einem Ende gelagert ist, die Steuerelektroden 31 und 32 der Quarzplatte 3 in Richtung der ersten und zweiten Elektrodenanschlussfläche 14 und 15 der Basis 1 ausgezogen, und die Elektrodenbereiche der Quarzplatte 3, die ausgezogen wurden, werden leitend, beispielsweise mittels eines leitenden Verbindungsmaterials D auf Silikonbasis, mit der ersten und der zweiten Elektrodenanschlussfläche 14 und 15 verbunden. Hier ist die erste Elektrodenanschlussfläche 14 der Basis 1 elektrisch mit der Steuerelektrode 32 auf der Rückseite der Quarzplatte (Rückseite der Basis 1) verbunden, und die zweite Elektrodenanschlussfläche 15 der Basis 1 ist elektrisch mit der Steuerelektrode 31 auf der Vorderseite der Quarzplatte 3 (der der Kappe 2 gegenüberliegenden Seite) verbunden. Wenn, wie oben dargelegt, außerdem die erste und die zweite Elektrodenanschlussfläche 14 und 15 und die Quarzplatte 3 durch das leitende Verbindungsmaterial D verbunden sind, dann wirken die dritte und die vierte Elektrodenanschlussfläche 16 und 17 und die Quarzplatte 3 als Puffer Materialien ohne dass sie elektromechanisch miteinander verbunden sind, während sie eine spezifische Lücke zwischen sich aufweisen.
Wenn, wie in 5 dargestellt, die Quarzplatte 3 an beiden Enden gelagert ist, dann werden die Steuerelektroden 31 und 32 in Richtung auf die zweite und die dritte Elektrodenanschlussfläche 15 und 16 der Basis 1 ausgezogen, und die Elektrodenbereiche der Quarzplatte 3, die ausgezogen wurden, sind, beispielsweise mit einen leitenden Verbindungsmaterial D auf Silikonbasis, leitend mit der ersten und der zweiten Elektrodenanschlussfläche 14 und 15 verbunden. Hier ist die dritte Elektrodenanschlussfläche 16 der Basis 1 elektrisch mit der Steuerelektrode 32 auf der Rückseite der Quarzplatte (Rückseite der Basis 1) verbunden, und die zweite Elektrodenanschlussfläche 15 ist elektrisch mit der Steuerelektrode 31 auf der Vorderseite der Quarzplatte (der der Kappe 2 gegenüberliegenden Seite) verbunden. Wenn, wie oben dargelegt, außerdem die zweite und die dritte Elektrodenanschlussfläche 15 und 16 und die Quarzplatte 3 durch das leitende Verbindungsmaterial D verbunden sind, dann wirken die erste und die vierte Elektrodenanschlussfläche 14 und 17 und die Quarzplatte 3 als Puffer Materialien ohne dass sie elektromechanisch miteinander verbunden sind, während sie eine spezifische Lücke zwischen sich aufweisen.
Die Kappe 2, die die Basis 1 hermetisch verschließt, weist eine umgekehrte konkave Form auf, die auf der Unterseite offen ist und beispielsweise aus einem keramischen Aluminiumoxidmaterial oder Glaskeramikmaterial besteht. Wenngleich nicht dargestellt, ist ein Glasmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt, beispielsweise einem auf der Grundlage von Blei, Wismut oder einer Zinnphosphorsäure, als Verschluss- und Verbindungsmaterial an der Dichtungsfläche der Kappe 2 ausgebildet.
Das auf der Kappe 2 ausgebildete Glasmaterial wird zur Bildung eines hermetischen Verschlusses geschmolzen, indem die Verbindungsstelle zwischen Basis 1 und Kappe 2 auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt wird. Dieses hermetische Verschließen kann für zahlreiche Pakete gleichzeitig erfolgen, indem eine Palette verwendet, wird, die mit einer Matrize aus Behältern versehen ist, so dass die Kappe 2 exakt ausgerichtet sind und durch ihr eigenes Gewicht verschlossen werden. Auf die Basis 1 kann auch ein Gewicht gesetzt werden, um die Verbindung von Basis 1 und Kappe 2 zu beschleunigen. Bei der obigen Ausführungsform wurde das Verbindungsmaterial an den Verbindungsbereichen von Basis 1 und Kappe 2 ausgebildet, es kann jedoch auch nur an der Basis 1 oder der Kappe 2 ausgebildet werden. Der obige Vorgang vervollständigt das integrierte Quarzresonatorgebilde.
Ein bevorzugter Aspekt der Quarzplatte 3, bei dem sich eine geringere Frequenzwirkung ergibt, liegt darin, sie auf die Basis 1 zu setzen, indem sie in Richtung der Z-Achse mit der Basis 1 verbunden wird.
Diese erste Ausführungsform bedingt die Verwendung einer Basis 1, die in der Draufsicht rechteckig ist und nach oben eine Öffnung aufweist, sowie einer Kappe 2, die auf die Öffnung der Basis 1 gesetzt wird; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt; es kann jede Konfiguration verwendet werden, solange sie es zulässt, dass die Quarzplatte 3 mittels Basis 1 und Kappe 2 hermetisch verschlossen wird. Beispielsweise kann eine Parallelepipedbasis, dessen oberes Teil aus einer flachen Fläche und einer Kappe mit einer offenen Ausnehmung am Boden besteht, verwendet werden.
Bei dieser ersten Ausführungsform wurde auch eine vorgegebene spezifische Seite der Innenbodenfläche der Basis 1 als die Richtung der kurzen Seite verwendet, sie kann statt dessen auch als die Richtung der langen Seite verwendet werden.
Bei dieser ersten Ausführungsform wurde außerdem die Innenbodenfläche der Basis 1 flach ausgebildet, sie ist aber nicht darauf beschränkt und kann auch einen gestuften Bereich haben. Beispielsweise kann eine obere Schicht auf dem Basisboden und die vier Flektrodenanschlussflächen über dieser oberen Schicht vorgesehen sein (siehe dritte Ausführungsform weiter unten).
Außerdem wurde bei der obigen ersten Ausführungsform ein Glasmaterial als Beispiel für das Siegel und Verbindungsmaterial verwendet; statt dessen kann jedoch auch ein Harz oder dergleichen verwendet werden. Weiterhin kann eine Metallkappe auf einer Keramikbasis verwendet werden, und können Lasersiegelung, Elektronenstrahlsiegelung, Nahtsiegelung oder ein anderes ähnliches Verfahren, das die Verwendung eines Silberlots oder anderen ähnlichen Lots als Siegel- und Verbindungsmaterial beinhaltet, angewandt werden.
Als Beispiel wurde in der obigen ersten Ausführungsform ein integriertes Quarzresonatorgebilde verwendet; die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf andere integrierte piezoelektrische Resonatorgebilde verwendet werden, die in elektronischen Geräten, wie Quarzfiltern und Quarzoszillatoren, Anwendung finden.
– Zweite Ausführungsform –
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung soll nun bei Verwendung eines integrierten Quarzresonatorgebildes als Beispiel eine zweite Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 6 zeigt eine Draufsicht auf die Basis und veranschaulicht die zweite Ausführungsform; 7 zeigt eine Ansicht von unten der in 6 dargestellten Basis. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich im Startzustand der Anschlusselektroden und der verbindenden Elektroden. Gleiche Komponenten werden somit gleich bezeichnet, und lediglich die Unterschiede werden beschrieben. Alle Effekte und Abwandlungen entsprechend der gleichen Konfiguration sind somit die gleichen wie die der oben dargestellten ersten Ausführungsform.
Die Basis 1 ist so konstruiert, dass sie einen Aufnahmebehälter 10 aufweist, der im Querschnitt konkav ist, und eine Glasschicht 11a vollständig über einem die Ausnehmung umlaufenden Kranz 11 ausgebildet ist. Anschlusselektroden 12, 13, 18 und 19 (Anschlusselektroden 18 und 19 werden als blinde Verbindungselektroden verwendet) werden in den vier Ecken der Bodenfläche der Basis 1 ausgebildet. Kronierungen C1 und C2 sind im Mittelbereich der beiden Enden in Längsrichtung am oberen und unteren Teil des Außenumfangs der Basis 1 ausgebildet, Kronierungen C3, C4, C5 und C6 sind an den vier Ecken ausgebildet. Verbindende Elektroden 122 und 132 sind unterhalb der Kronierungen C3 und C5 ausgebildet und elektrisch mit den Anschlusselektroden 12 und 13 verbunden, die extern verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform werden die Anschlusselektroden als blinde Verbindungselektroden verwendet, können jedoch auch als Masseelektroden benutzt werden.
Wie in den 6 und 7 dargestellt, sind die erste bis vierte Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 jeweils an den beiden kurzen Seiten und den beiden langen Seiten der Innenbodenfläche der Basis 1 ausgebildet (siehe Aufnahmebehälter 10); diese ersten bis vierten Elektrodenanschlussflächen 14, 15, 16 und 17 werden über die Verbindungselektroden 122 und 132 und die Kronierungen C3 und C5 elektrisch auf die Anschlusselektroden 12 und 13 ausgedehnt, die auf der Bodenfläche der Basis 1 ausgebildet sind. Die erste Elektrodenanschlussfläche 14 und die zweite Elektrodenanschlussfläche 15, die sich auf der kurzen Seite gegenüber liegen, werden elektrisch unabhängig zu den Anschlusselektroden 12 und 13 der der Bodenfläche der Basis 1 ausgedehnt, so dass Strom bei unterschiedlichem Potential angelegt werden kann, und die erste Elektrodenanschlussfläche 14 und die dritte Elektrodenanschlussfläche 16, die sich auf der langen Seite gegenüberliegen, werden gemeinsam mittels einer ersten Verbindungselektrode 140 verbunden und zur Anschlusselektrode 13 auf der Bodenfläche der Basis 1 ausgedehnt, so dass der Strom bei gleichem Potential angelegt werden kann. Die zweite Elektrodenanschlussfläche 15 und die vierte Elektrodenanschlussfläche 17, die sich längsseits gegenüberliegen, werden gemeinsam mittels einer zweiten Verbindungselektroden 150 verbunden und zur Anschlusselektrode 12 auf der Bodenfläche der Basis ausgedehnt, so das Strom bei gleichem Potential angelegt werden kann. Da die erste und zweite Verbindungselektrode 140 und 150 im wesentlichen mit gleicher Fläche und in gleicher Form ausgebildet sind, ist es möglich die Kapazitäten der Elektrodenanschlussflächen mit unterschiedlichem Potential der Basis gegenüber der nach außen geschalteten Anschlusselektrode zu approximieren; negative Effekte, beispielsweise Veränderungen der elektrischen Eigenschaften (zum Beispiel eine geringe Differenz in der Resonatorfrequenz) gegenüber der Anschlussrichtung können eliminiert werden. Anschlusselektroden 12 und 13, verbindende Elektroden 122 und 132, erste bis vierte Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17, Verbindungselektroden 140 und 150, sowie die blinden Verbindungselektroden 18 und 19 werden durch Aufdrucken mit Wolfram, Molybdän oder einem ähnlichen anderen Metallisierungsmaterial ausgebildet, und anschließend wird dieses Produkt zusammen mit der Basis integral gebrannt; auf Teilen wird eine Nickelplattierung über der Metallisierung und darüber eine Goldplattierung aufgebracht.
Die Höcker 141, 151, 161 und 171, die aus dem gleichen Material hergestellt sind wie die erste bis vierte Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 sind auf den oberen Teilen der ersten bis vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 an Stellen ausgebildet, an denen sie mit dem äußeren Umfangsrand der Quarzplatte 3 in Kontakt kommen (nicht dargestellt) jedoch nicht mit der Steuerelektrode 32 auf der Rückseite (der entgegengesetzten Seite der Basis 1) in direkten Kontakt kommen. Im Fall dieser zweiten Ausführungsform, sind die Höcker 141, 151, 161 und 171 annähernd L-förmig, so dass, selbst wenn die Steuerelektrode 31, 32 der Quarzplatte 3 zum anderen Ende in Längsrichtung größer ausgebildet ist, die Höcker 14, 151, 161 und 171 nicht in den Bereich der rechteckigen Steuerelektrode 32 (die entgegengesetzte Seite der Basis 1) reichen und die Quarzplatte 3 in einer Form montiert werden kann, die dem äußeren Umfangsrand der rechteckigen Quarzplatte 3 entspricht.
Die erste bis vierte Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17, die Höcker 141, 151, 161 und 171 sowie die erste und die zweite Verbindungselektrode 150 und 160 sind in Punktsymmetrie ausgeführt, wobei der Mittelpunkt das Zentrum der Innenbodenfläche der Basis 1 ist (siehe Aufnahmebehälter 10). Die Direktionalität der Basis 1 wird also bei der Herstellung der Basis 1 eliminiert; die Herstellung wird durch die Montage der Quarzplatte 3 einfacher.
Wenn diese Höcker 141, 151, 161 und 171 ausgebildet werden, geschieht die Metallisierung der ersten bis zur vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 durch Aufdrucken. Ist die Metallisierung der ersten bis vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 abgetrocknet, dann werden die Höcker 141, 151, 161 und 171 durch Aufdrucken auf die erste bis vierte Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 entsprechend den Höckerformen ausgebildet. Als nächstes werden die erste bis vierte Elektrodenanschlussfläche und die Höcker gleichzeitig ausgebildet indem sie integral gebrannt und gleichzeitig zu einem Schichtpaket gepresst werden. Wie oben erörtert, wird auf die Metallisierung eine Nickelplattierung und auf diese Nickelplattierung eine Goldplattierung aufgebracht.
Sind diese Höcker 11, 151, 161 und 171 ausgebildet, geschieht die Metallisierung der ersten bis vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 durch Aufdrucken. Ist die Metallisierung der ersten bis vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 abgetrocknet, dann wird die Metallisierung der Höcker 141, 151, 161 und 171 durch Aufdrucken auf die erste bis vierte Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 entsprechend den Formen der Höcker 141, 151, 161 und 171 durchgeführt. Als nächstes werden die erste bis vierte Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 sowie die Höcker 141, 151, 161 und 171 integral gebrannt, während sie in diesem Schichtpaket gepresst sind; dies stellt die Metallisierung dar. Wie oben erörtert, wird dann eine Nickelplattierung auf die Metallisierung der ersten bis vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 und die Höcker 141, 151, 161 und 171 aufgebracht. Die Höcker 141, 151, 161 und 171 werden durch Aufbringen einer Goldplattierung auf diese Nickelplattierung gebildet.
Bei der oben beschriebenen ersten und der zweiten Ausführungsform, ist das Beispiel ein solches, bei dem die Höcker im wesentlichen L-förmig und rechteckig oder geradlinig sind und aus dem gleichen Material hergestellt sind wie die erste bis vierte Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur hierauf beschränkt, und wie in 8 dargestellt, können punktförmige Höcker B1 erzeugt werden oder können Höcker D1 aus einem anderen Material, beispielsweise einem leitenden Kleber, über den oberen Teilen der ersten bis vierten Elektrodenanschlussfläche 1, 15, 16 und 17 ausgebildet werden.
– Dritte Ausführungsform –
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bei Verwendung eines integrierten Quarzresonatorgebildes als Beispiel soll eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 9 ist eine die dritte Ausführungsform veranschaulichende Draufsicht. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich in der Form der Basis und des Vermeidungsmittels. Gleiche Komponenten haben somit die gleiche Bezugszahl, und nur die Unterschiede werden beschrieben. Die Wirkungen und Modifikationen nach gleicher Konfiguration sind also die gleichen wie die der obigen dritten Ausführungsform.
Die Basis 1 dieser Ausführungsform besteht beispielsweise aus einem Aluminiumoxidkeramikmaterial und umfasst einen in der Draufsicht rechteckigen Basisboden und einen Rahmen, dessen Umfangsgröße im wesentlichen die gleiche ist wie die des Basisbodens, der jedoch ein im Mittelteil angebrachtes großes Loch und einen über diesem Basisboden geschichteten gestuften Bereich aufweist. Diese Schichten werden zu einem Paket geschichtet und integral gebrannt.
Das Vermeidungsmittel nach dieser dritten Ausführungsform umfasst Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereiche 142, 152, 162 und 172 zur Ausformung der ersten bis vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 an den Ecken der Innenbodenfläche der Basis 1 (siehe Aufnahmebehälter 10). Diese Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereiche 142, 152, 162 und 172 sind in dem gestuften Bereich der Basis 1 gebildet.
Die Flächenkapazität der ersten bis vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 ist so eingestellt, dass sie den Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichen 142, 152, 162 und 172 entspricht, und die Flächenkapazität mindestens einer der ersten bis vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 ist so eingestellt, dass sie kleiner ist als die Flächenkapazität der anderen Elektrodenanschlussflächen. Bei dieser dritten Ausführungsform ist, wie in 9 dargestellt, die Flächenkapazität der vierten Elektrodenanschlussfläche 17 so eingestellt, dass sie kleiner ist als die Flächenkapazität der ersten bis dritten Elektrodenanschlussfläche 14, 15 und 16. Die Flächenkapazität der ersten bis dritten Elektrodenanschlussfläche 14, 15 und 16 wird für alle drei gleich eingestellt.
Die vierte Elektrodenanschlussfläche 17 ist an einer von den anderen Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichen 142, 152 und 162 entfernten Stelle innerhalb des Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichs 172, in dem die vierte Elektrodenanschlussfläche 17 ausgebildet ist, ausgebildet.
Wie oben erörtert, werden bei dieser dritten Ausführungsform die Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereiche 142, 152, 162 und 172 gebildet und die Flächenkapazität der vierten Elektrodenanschlussfläche 17 so eingestellt, dass sie kleiner ist als die Flächenkapazität der ersten bis dritten Elektrodenanschlussfläche 14, 15 und 16, so dass, selbst wenn der vollständige Quarzresonator einem äußeren Stoß ausgesetzt werden sollte, so dass sich die Quarzplatte 3 verbiegt, die vierte Elektrodenanschlussfläche 17 nicht in direkten Kontakt mit der Steuerelektrode 32 der Quarzplatte 3 auf der entgegengesetzten Seite der Basis 1 kommt. Dadurch gibt es keine durch Kurzschluss oder ähnliches bedingte Unterbrechung im Resonator der Quarzplatte 3.
Da die Flächenkapazität der vierten Elektrodenanschlussfläche 17 so eingestellt ist, dass sie kleiner ist als die Flächenkapazität der ersten bis dritten Elektrodenanschlussfläche 14, 15 und 16 ist selbst, wenn eine Verringerung der Größe des Pakets des piezoelektrischen Resonatorelements Einschränkungen der Größe der Quarzplatte 3 bedingen sollte, der negative Effekt einer Fehleinstellung während der Montage der Quarzplatte 3 in dieses Quarzplattenpaket eliminiert, und die Steuerelektroden der Quarzplatte 3 können in der Längsrichtung oder in der Richtung der kurzen Seite des Quarzplattenpakets größer ausgebildet werden, was bedeutet, dass die sich ergebende piezoelektrische Resonatorvorrichtung von höherer Zuverlässigkeit sein wird und die elektrischen Kennlinien der Quarzplatte 3 weiter verbessert werden können.
Da die vierte Elektrodenanschlussfläche 17 an einer von den anderen Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichen 142, 152 und 162 entfernten Stelle innerhalb des Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichs 172, in dem die vierte Elektrodenanschlussfläche 17 ausgebildet ist, gebildet ist, wird, selbst wenn eine Verringerung der Größe des Pakets des piezoelektrischen Resonatorelements Einschränkungen der Größe der Quarzplatte 3 bedingen sollte, die negative Wirkung einer Fehleinstellung während der Montage der Quarzplatte 3 in dem Paket der Quarzplatte 3 eliminiert, und die Steuerelektroden der Quarzplatte 3 können in der Längsrichtung oder der kurzen Richtung des Quarzplattenpakets größer ausgebildet werden, was von Vorteil ist. Die Stelle innerhalb des in 9 dargestellten Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichs 172 ist jedoch nur ein sehr vorteilhaftes Beispiel, und die vierte Elektrodenanschlussfläche 17 kann beispielsweise an einer Stelle innerhalb des in 9 dargestellten Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichs 172 gebildet werden.
Wie oben erörtert ist bei dieser dritten Ausführungsform die Flächenkapazität der vierten Elektrodenanschlussfläche 17 so eingestellt, dass sie kleiner ist als die Flächenkapazität der ersten bis dritten Elektrodenanschlussfläche 14, 15 und 16; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur darauf beschränkt; die Flächenkapazität mindestens eines der ersten bis dritten Elektrodenanschlussfläche 14, 15 und 16 kann kleiner eingestellt werden als die Flächenkapazität der anderen ersten bis vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17.
Bei dieser dritten Ausführungsform ist die Flächenkapazität der ersten bis dritten Elektrodenanschlussfläche 14, 15 und 16 so eingestellt, dass sie für alle drei die gleiche ist; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur hierauf beschränkt. Solange insbesondere die Flächenkapazität mindestens einer Elektrodenanschlussfläche so eingestellt ist, dass sie kleiner ist als der Flächeninhalt der anderen Elektrodenanschlussflächen, können die erste bis vierte Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 unterschiedliche Flächenkapazitäten haben.
Bei dieser dritten Ausführungsform gibt es außerdem einen gestuften Bereich, die Basis 1 kann jedoch nur einen Basisboden und einen Rahmen wie bei Basis 1 der oben erörterten ersten Ausführungsform aufweisen. In diesem Fall werden die Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereiche 142, 152, 162 und 172 an den gewünschten Stellen der Basis 1 gebildet.
Bei der ersten bis zur dritten Ausführungsform war die Basis 1 in der Draufsicht rechteckig, wie in den 4, 6 und 9 dargestellt; es kann jedoch auch eine in der Draufsicht quadratische Basis 1 verwendet werden.
In der ersten bis dritten Ausführungsform wurde die in den 1, 4, 5 und 9 dargestellte Quarzplatte 3 verwendet; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur hierauf beschränkt; die Steuerelektroden 31 und 32 und die Extraktionselektroden 31a und 32a können beliebig eingestellt werden. Zum Beispiel kann die in 10 dargestellte Quarzplatte 3 verwendet werden.
Die in 10 dargestellte Quarzplatte 3 wird in einer Basis 1 gelagert, die gleiche Konfiguration wie die in 9 dargestellte Basis 1 aufweist. Eine frontseitige Extraktionselektrode 31a, die von der Steuerelektrode 31 zu den beiden Endbereichen an einem vorgegebenen spezifischen Ende ausgezogen wird (in 10 die zwei Enden auf der unteren Seite der Quarzplatte, wie in der Zeichnung dargestellt), wird auf der Vorderseite der Quarzplatte 3 gebildet. Eine rückseitige Extraktionselektrode 32a, die von der Steuerelektrode 32 zu den beiden Endbereichen am anderen Ende gegenüber dem oben erwähnten einen Ende ausgezogen wird (in 10, die zwei Enden auf der oberen Seite der Quarzplatte, wie in der Zeichnung dargestellt), wird auf der Rückseite der Quarzplatte 3 ausgebildet. Die frontseitige Extraktionselektrode 31a und die dritte Elektrodenanschlussfläche 16 sind unter Verwendung des leitenden Verbindungsmaterials D elektrisch miteinander verbunden, und die rückseitige Extraktionselektrode 32a und die zweite Elektrodenanschlussfläche 15 sind unter Verwendung des leitenden Verbindungsmaterials D elektrisch miteinander verbunden. Auch die oben erwähnte, in 10 dargestellte Quarzplatte 3 ist nicht auf das Muster der Steuerelektroden 31 und 32 und der Extraktionselektroden 31a und 32a, wie in 10 dargestellt, beschränkt und kann beispielsweise den Mustern der Steuerelektroden 31 und 32 und der Extraktionselektroden 31a und 32a folgen, wie in den 11 und 12 dargestellt.
Werden die in den 10 bis 12 dargestellte Quarzplatte 3 und die in 10 dargestellte Basis 1 für einen Quarzresonator verwendet, dann sind, selbst wenn die Quarzplatte 3 auf der Innenbodenfläche der Basis 1 (siehe Aufnahmebehälter 10) an beiden Enden in einem Zustand gelagert ist, in dem die Quarzplatte 3 rückwärts gerichtet ist, die Elektrodenanschlussflächen immer an den gleichen Stellen mit den front- und rückseitigen Extraktionselektroden 31a und 32a verbunden. Die zweite und die dritte Elektrodenanschlussfläche 15 und 16 haben unterschiedliches Potential. Bei dieser Konstruktion tritt kein Kurzschluss oder ähnliches auf. Die Wirkung ist die gleiche, wenn die Elektrodenanschlussfläche, die elektrisch mit der frontseitigen Extraktionselektrode 31a verbunden ist, von der dritten Elektrodenanschlussfläche 16 zur ersten Elektrodenanschlussfläche 14 verändert wird und die Quarzplatte 3 an einem Ende auf der Innenbodenfläche der Basis 1 (siehe Aufnahmebehälter 10) gelagert ist. Im Ergebnis bietet dies mehr Freiheit bei der Lagerung der Quarzplatte 3 in der Basis 1. In diesem Fall, wie insbesondere in den 9 und 10 dargestellt, ist die Wirkung noch ausgeprägter, wenn die Flächenkapazität der ersten bis vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 so eingestellt ist, dass sie den Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichen 142, 152, 162 und 172 entsprechen und die Flächenkapazität der vierten Elektrodenanschlussfläche 17 so eingestellt ist, dass sie kleiner ist als die Flächenkapazität der ersten bis dritten Elektrodenanschlussfläche 14, 15 und 16 (d. h. wenn die Flächenkapazität der ersten bis vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 asymmetrisch ist). Verbindungssicherheit und Produktionsleistung können mit anderen Worten erhöht werden, wenn Elektrodenanschlussflächen mit unterschiedlichem Potential und größerer Kapazität (beispielsweise die erste und die zweite Elektrodenanschlussfläche 14 und 15 oder die zweite und dritte Elektrodenanschlussfläche 15 und 16, wie in 10 dargestellt) beliebig an Positionen gesetzt werden, die mit den front- und rückseitigen Extraktionselektroden 31a und 32a der Quarzplatte 3 elektrisch verbunden (bzw. an sie gebunden) sind.
In der ersten bis zur dritten der obigen Ausführungsformen werden, wie in den 4, 6 und 9 dargestellt, die erste Elektrodenanschlussfläche 14 und die zweite Elektrodenanschlussfläche 15 bis zu einer Anschlusselektrode auf der Bodenfläche der Basis elektrisch unabhängig ausgedehnt, so dass der Strom bei unterschiedlichem Potential angelegt werden kann. Die erste Elektrodenanschlussfläche 14 und die dritte Elektrodenanschlussfläche 16 sind gemeinsam durch die erste Verbindungselektrode 140 so verbunden, dass Strom bei gleichem Potential angelegt werden kann. Die zweite Elektrodenanschlussfläche 15 und die vierte Elektrodenanschlussfläche sind gemeinsam durch die zweite Verbindungselektrode 150 so verbunden, dass Strom bei gleichem Potential angelegt werden kann. Dessen ungeachtet ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt, und es kann beispielsweise ein Quarzresonator, wie der in 13 dargestellte, verwendet werden. Bei dem in 13 dargestellten Quarzresonator werden die erste Elektrodenanschlussfläche 14 und die dritte Elektrodenanschlussfläche 16 elektrisch unabhängig zu einer Anschlusselektrode auf der Bodenfläche der Basis verlängert, so dass Strom mit unterschiedlichem Potential angelegt werden kann. Die erste Elektrodenanschlussfläche 14 und die zweite Elektrodenanschlussfläche 15 sind gemeinsam durch die erste Verbindungselektrode 140 verbunden und so zu einer Anschlusselektrode auf der Bodenfläche der Basis verlängert, dass Strom bei gleichem Potential angelegt werden kann. Die dritte Elektrodenanschlussfläche 16 und die vierte Elektrodenanschlussfläche 17 sind durch die zweite Verbindungselektrode 150 ebenfalls gemeinsam verbunden und zu einer Anschlusselektrode auf der Bodenfläche der Basis so verlängert, dass Strom bei gleichem Potential angelegt werden kann. Im Gegensatz zu dem in den 4, 6 und 9 dargestellten Quarzresonator ist der in 13 dargestellte Quarzresonator so ausgelegt, dass die erste und die zweite Elektrodenanschlussfläche 14 und 15 sowie die dritte und vierte Elektrodenanschlussfläche 16 und 17 entlang der kurzen Seiten der in Draufsicht rechteckigen Basis 1 verbunden sind. Die bei diesem Quarzresonator verwendete Extraktionselektrode 31a der Quarzplatte 3 wird von der Steuerelektrode 31 zu beiden Ecken einer kurzen Seite (den Ecken mit der ersten und der zweiten Elektrodenanschlussflache 14 und 15) der Quarzplatte 3 gezogen, und die Extraktionselektrode 32a der Quarzplatte 3 wird von der Steuerelektrode 32 zu den beiden Ecken der anderen kurzen Seite (den Ecken mit der dritten und der vierten Elektrodenanschlussfläche 16 und 17) der Quarzplatte 3 gezogen.
Wie oben erörtert sind bei dem Quarzresonator gemäß der ersten bis dritten obigen Ausführungsform das oben erörterte Paket für die Quarzplatte und die Quarzplatte 3 vorgesehen; die Quarzplatte ist auf der Innenbodenflache der Basis 1 gelagert, und die Steuerelektroden 31 und 32 der Quarzplatte 3 sind mit einem oder mehreren der ersten bis vierten Elektrodenanschlussfläche 14, 15, 16 und 17 der Basis 1 elektrisch verbunden, wodurch die oben erörterten charakteristischen Wirkungen erzielt werden. Die Quarzplatte 3 kann also in der Basis 1 gelagert und montiert werden, ohne dass die Richtung begrenzt ist, in der die Quarzplatte 3 auf der Innenbodenfläche der Basis gelagert ist. Selbst bei einer Vielzahl von Typen der Quarzplatten 3 (siehe 4, 5 und 9 bis 13) mit unterschiedlichen Muster von Steuerelektroden 31 und 32 (einschließlich der Extraktionselektroden 31a und 32a) kann das Paket der Quarzplatte als gemeinsames Quarzplattenpaket für eine Vielzahl von Typen der Quarzplatte 3 verwendet werden.
INDUSTRIELLE VERWERTBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann bei integrierten piezoelektrischen Resonatorvorrichtungen angewandt werden, die bei integrierten Quarzresonatoren, Quarzfiltern, Quarzoszillatoren und anderen solchen elektronischen Gebilden Verwendung finden.

Claims

Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement (3), umfassend eine Basis (1), die ein piezoelektrisches Resonatorelement (3) hält, wobei an der Vorder- und Rückseite des piezoelektrischen Resonatorelements (3) Steuerelektroden (31, 32) ausgebildet sind, sowie eine Kappe (2) zum hermetischen Versiegeln des piezoelektrischen Resonatorelements (3), wobei das piezoelektrische Resonatorelement (3) auf einer Innenbodenfläche der Basis (1) gelagert ist, wobei vier Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17), die die Steuerelektroden (31, 32) des piezoelektrischen Resonatorelements (3) verbinden, auf der Innenbodenfläche der Basis (1) ausgebildet sind, mindestens eine der vier Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17) unterschiedliches Potential hat und ein Vermeidungsmittel zur Vermeidung einer elektrischen Verbindung zwischen der bzw. den Elektrodenanschlussflächen mit unterschiedlichem Potential und den anderen Elektrodenanschlussflächen mit gleichem Potential vorgesehen ist.
Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement (3) gemäß Anspruch 1, wobei die vier Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17) in den Ecken der Innenbodenfläche der Basis (1) ausgebildet sind und die vier Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17) aus einer ersten Elektrodenanschlussfläche, einer zweiten Elektrodenanschlussfläche, einer dritten Elektrodenanschlussfläche und einer vierten Elektrodenanschlussfläche bestehen, die erste Elektrodenanschlussfläche und die zweite Elektrodenanschlussfläche entlang einer vorgegebenen spezifischen Seite der Innenbodenfläche der Basis ausgebildet sind, die erste Elektrodenanschlussfläche (14) und die dritte Elektrodenanschlussfläche (16) entlang einer der zwei Seiten rechtwinklig zu der spezifischen Seite ausgebildet sind, die zweite Elektrodenanschlussfläche (15) und die vierte Elektrodenanschlussfläche (17) entlang der anderen rechtwinklig zur spezifischen Seite liegenden Seite ausgebildet sind, die erste Elektrodenanschlussfläche (14) und die zweite Elektrodenanschlussfläche (15) unterschiedliches Potential aufweisen, die erste Elektrodenanschlussfläche (14) und die dritte Elektrodenanschlussfläche (16) durch eine erste Verbindungselektrode (140) verbunden sind und gleiches Potential aufweisen, die zweite Elektrodenanschlussfläche (15) und die vierte Elektrodenanschlussfläche (17) durch eine zweite Verbindungselektrode (150) verbunden sind und gleiches Potential aufweisen, und das Vermeidungsmittel Höcker (141, 151, 161, 171) umfasst, die auf der ersten bis zur vierten Elektrodenanschlussfläche (14, 15, 16, 17) ausgebildet und kleiner als die Elektrodenanschlussflächen sind und mindestens einer dieser Höcker an einer Stelle ausgebildet ist, die sich nicht mit der Steuerelektrode überlappt, die auf einer entgegengesetzten Seite gegenüber der Basis des piezoelektrischen Resonatorelements (3) ausgebildet ist.
Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement (3) gemäß Anspruch 2, wobei die Basis (1) aus einem Keramikmaterial besteht und die Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17) durch Metallisierung gebildet sind und Höcker aus gleichem Material wie die Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17) auf den Elektrodenanschlussflächen vorgesehen sind.
Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement (3) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17), die Höcker und die erste und die zweite Verbindungsanschlussfläche um einen Mittelpunkt symmetrisch ausgeführt sind, wobei der Mittelpunkt die Mitte der Innenbodenfläche der Basis ist.
Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement (3) gemäß Anspruch 1, wobei das Vermeidungsmittel so konfiguriert ist, dass Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereiche in den Ecken einer Innenbodenfläche der Basis zur Ausbildung der vier Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17) ausgebildet sind, eine Flächenkapazität der Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17) den vier Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichen zur Ausbildung der jeweiligen Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17) entspricht und die Flächenkapazität mindestens einer der Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17) so festgelegt ist, dass sie kleiner ist als die Flächenkapazität der anderen Elektrodenanschlussflächen, die vier Elektrodenanschlussflächen (14, 15, 16, 17) aus einer ersten Elektrodenanschlussfläche, einer zweiten Elektrodenanschlussfläche, einer dritten Elektrodenanschlussfläche und einer vierten Elektrodenanschlussfläche bestehen, die erste Elektrodenanschlussfläche (14) und die zweite Elektrodenanschlussfläche entlang (15) einer vorgegebenen spezifischen Seite der Innenbodenfläche der Basis (1) ausgebildet sind, die erste Elektrodenanschlussfläche (14) und die dritte Elektrodenanschlussfläche (16) entlang einer der zwei Seiten rechtwinklig zu der spezifischen Seite ausgebildet sind, die zweite Elektrodenanschlussfläche (15) und die vierte Elektrodenanschlussfläche (17) entlang der anderen Seite rechtwinklig zu der spezifischen Seite ausgebildet sind, die erste Elektrodenanschlussfläche (14) und die zweite Elektrodenanschlussfläche (15) unterschiedliches Potential aufweisen, die erste Elektrodenanschlussfläche (14) und die dritte Elektrodenanschlussfläche (16) durch eine erste Verbindungselektrode (140) verbunden sind und gleiches Potential aufweisen, und die zweite Elektrodenanschlussfläche (15) und die vierte Elektrodenanschlussfläche (17) durch eine zweite Verbindungselektrode (150) verbunden sind und gleiches Potential aufweisen.
Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement (3) gemäß Anspruch 5, wobei die Elektrodenanschlussfläche mit dem kleineren Flächeninhalt entfernt von den anderen Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichen innerhalb des Elektrodenanschlussflächen-Ausbildungsbereichs ausgebildet ist, in dem diese Elektrodenanschlussfläche gebildet ist.
Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement (3) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die erste Verbindungselektrode (140) und die zweite Verbindungselektrode (150 mit im wesentlichen gleicher Flächenkapazität gebildet sind.
Piezoelektrischer Resonator für ein Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und einem piezoelektrischen Resonatorelement, auf dessen Vorder- und Rückseite Steuerelektroden (31, 32) ausgebildet sind, wobei das piezoelektrische Resonatorelement (3) auf der Innenbodenfläche der Basis (1) gelagert ist und die Elektrodenanschlussflächen der Basis (1) und die Steuerelektroden (31, 32) des piezoelektrischen Resonatorelements (3) elektrisch verbunden sind.
Piezoelektrischer Resonator gemäß Anspruch 8, wobei eine frontseitige Extraktionselektrode (31a), die von der Steuerelektrode (31) zu beiden Endbereichen an ein vorgegebenes Ende ausgezogen ist, auf der Vorderseite des piezoelektrischen Resonatorelements ausgebildet ist, eine rückseitige Extraktionselektrode (32a), die von der Steuerelektrode (32) zu beiden Endbereichen am anderen Ende gegenüber dem einen Ende ausgezogen ist, auf der Rückseite des piezoelektrischen Resonatorelements ausgebildet ist, die frontseitige Extraktionselektrode (31a) und die Elektrodenanschlussflächen elektrisch verbunden sind, und die rückseitige Extraktionselektrode (32a) elektrisch mit den Elektrodenanschlussflächen verbunden ist, die das gegenüber demjenigen der mit der frontseitigen Extraktionselektrode verbundenen Elektrodenanschlussflächen unterschiedliche Potential aufweisen.