JP2000049556A - 容量内蔵型圧電共振子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リード端子の導出構造が簡素化され、且つ、プ
リント配線基板の表面実装が確実且つ容易な容量内蔵型
圧電共振子を提供する。 【解決手段】 底面にリード端子５が固着され、該リー
ド端子５に貫通孔６が形成されて成る筐体状ケース４
に、圧電共振素子１とコンデンサ素子２から成る積層体
を収納配置し、貫通孔６に現れるコンデンサ素子２の接
続電極２３、２４、２５と各リード端子５とを電気的に
接続すべく、貫通孔６内に導電性接続部材７を充填・配
置した容量内蔵型圧電共振子である。そして、リード端
子５は、ケース４の底面と側面とが交わる付近で、ケー
ス４底面から外方に突出するように円弧状の屈曲部５１
が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
上に安定して接合できる表面実装可能な容量内蔵型圧電
共振子に関ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、通信機器、電子機器にはマイ
クロコンピュータなどが多用されており、このようなマ
イクロコンピュータにはクロック発振回路などが接続さ
れていた。

【０００３】この発振回路は図６に示す等価回路図のよ
うに、圧電共振素子Ｒの両端と接地電位との間に入出力
容量成分Ｃ₁ 、Ｃ₂ が接続され、さらに、圧電共振素子
の両端間に帰還抵抗成分ｒ、インバーターＩが接続され
ていた。この発振回路を簡単に達成できるように、図中
の点線で示すように上述の２つの容量成分Ｃ₁ 、Ｃ₂を
１つのコンデンサ素子で構成し、一点鎖線で示すように
このコンデンサ素子と圧電共振素子Ｒとを１つの電子部
品としたものが容量内蔵型圧電共振子である。

【０００４】容量内蔵型圧電共振子は、少なくとも圧電
基板の両主面に振動電極を形成した圧電共振素子と２つ
の容量成分を具備したコンデンサ素子とから主に構成さ
れていた。

【０００５】このような容量内蔵型圧電共振子で表面実
装が可能な構造として、本出願人は、図７の分解斜視図
に示す構造を既に提案している。

【０００６】一側面が開口４１し、且つ底面に該開口４
１側から奥行きに向かう長さ方向に併設された３つのリ
ード端子接続用貫通孔６が形成された筐体状ケース４
と、一端側が前記リード端子接続用貫通孔６に固着さ
れ、他端が筺体状ケース４の外表面に導出されているリ
ード端子５と、短冊状の誘電体基板２０の下面に３つの
接続電極２３〜２５を設けた２つの容量成分Ｃ₁ 、Ｃ₂
を形成するコンデンサ素子２の上面に、短冊状の圧電基
板１０の両主面に振動電極１１、１２を形成した圧電共
振素子１を導電性接合部材１５、１６を介して電気的に
接合して成る積層体と、前記筺体状ケース４の開口を封
止する封止部材３（３１）とから構成されていた。

【０００７】上述の構造により、等価回路図中Ｒで示す
圧電共振素子１の両端に、コンデンサ素子２の２つの容
量成分が接続されている。そして、コンデンサ素子２の
下面に形成された接続電極２３〜２５が、外部回路に導
出されている。

【０００８】この外部回路への導出構造は、リード端子
５の一端が固着されたリード端子接続用貫通孔６内に、
導電性ペーストを充填し、硬化することにより、コンデ
ンサ素子の接続電極２３〜２５の各々と、各リード端子
５とが電気的に接続されることになる。

【０００９】リード端子５は、図７に示すようにケース
４の底面に固着され、且つリードフレームによって連設
されており、図７に示す一点鎖線で切断した後、矢印に
示すように、ケース４の側面に沿って、ケース４の底面
と側面とが交わる位置で屈曲加工して構成されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の構造で
は、前記ケース４の底面を貫通するリード端子接続用貫
通孔６内に充填した導電性ペーストにより、リード端子
５とコンデンサ素子２の接続電極２３、２４、２５との
電気的な接続及びケース４内の気密封止をおこなってい
る。

【００１１】このため、ケース４の底面から導電性ペー
ストを硬化して導電性接続部材７が若干突出する。この
突出部７１の突出量は〜３０μｍ程度となる。

【００１２】このため、図８に示すように、プリント配
線基板８５上に表面実装した場合には、プリント配線基
板８５の表面と突出部７１と当接してしまい、ケース４
の底面と両側面との交わる角部付近におけるリード端子
５とプリント配線基板８５との間の間隙がアンバランス
となってしまう。

【００１３】その結果、表面実装性が大きく損なわれて
しまい、安定した強固な接合が達成できないという問題
点があった。

【００１４】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、リード端子の形状が安定的に
維持され、且つプリント配線基板上に半田接合が安定し
て行える容量内蔵型圧電共振子を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、一側面
が開口し、且つ底面に複数のリード端子接続用貫通孔が
形成された筐体状ケースと、一端側が前記リード端子接
続用貫通孔に固着され、他端が前記ケースの底面から側
面に沿って屈曲されて前記ケースの外表面に導出されて
いるリード端子と、短冊状の誘電体基板の下面に３つの
接続電極を設けて２つの容量成分を形成したコンデンサ
素子の上面に、短冊状の圧電基板の両主面に振動電極を
形成した圧電共振素子を導電性接合部材を介して電気的
に接合して成る積層体と、前記筺体状ケースの開口を封
止する封止部材とから成る容量内蔵型圧電共振子におい
て、前記リード端子は、ケースの底面と側面とが交わる
位置に、該ケースの底面より外方に突出する円弧状の屈
曲部を有していることを特徴とする容量内蔵型圧電共振
子である。

【００１６】

【作用】本発明によれば、筺体状ケースの底面から側面
に沿って延びるリード端子が、特に、ケースの底面と側
面とが交わる付近で、ケース底面から外方に突出するよ
うに円弧状に屈曲されている。

【００１７】このため、このリード端子の屈曲部はケー
スと実質的に接触しないため、リード端子の金属弾性に
よるスプリングバックが有効に抑えられ、リード端子を
安定的に屈曲することがでできる。

【００１８】また、底面より円弧状屈曲部が突出してい
るため、プリント配線基板上に実装した時に、円弧状屈
曲部がプリント配線基板との接触部分となる。従って、
仮に、リード端子接続用貫通孔に充填した導電性ペース
トが、ケースの底面から突出していても、安定した表面
実装が可能となる。

【００１９】また、このような作用を有するリード端子
がケースに固着されているため、組立工程が非常に簡素
化されることになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の容量内蔵型圧電共
振子を図面に基づいて詳説する。

【００２１】図１は本発明の容量内蔵型圧電共振子の外
観斜視図であり、図２は図１中のＸ−Ｘ線断面図であ
り、図３はＹ−Ｙ線断面図である。尚、図７と同一部分
は同一符号を付して説明する。

【００２２】図１において、筺体状ケースは短辺側面が
開口した例であり、図において、１は圧電共振素子、２
はコンデンサ素子、４は筺体状ケースであり、５はケー
ス４の底面にリード端子であり、３は封止部材である。

【００２３】圧電共振素子１は、ＰＴ（チタン酸鉛）、
ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの圧電セラミック
材料、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、
四棚酸リチウムなどの単結晶材料から成る短冊状の圧電
基板１０と、振動電極１１、１２とから構成されてい
る。振動電極１１及び１２は、ＰＴなどの圧電基板１０
の両主面の中央部付近で互いに対向するように形成され
ている。振動電極１１は圧電基板１０の上面に形成され
他方端部にまで延出されている。また、振動電極１２は
圧電基板１０の下面に形成され一方端部にまで延出され
ている。振動電極１１、１２は例えばＡｇ系材料を主成
分とする薄膜導体膜によって形成されている。

【００２４】コンデンサ素子２は、ＰＴ（チタン酸
鉛）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＢａＴｉＯ₃
（チタン酸バリウム）などの誘電体セラミック材料から
成る短冊状の誘電体基板２０と、該誘電体基板２０の上
下両主面に２つの容量成分を形成するための複数の容量
電極とから構成されている。なお、誘電体基板２０の平
面形状は、上述の圧電基板１０の平面形状と同一形状と
なっている。

【００２５】尚、図では、誘電体基板２０の上面主面に
２つの電極２１、２２が形成されており、誘電体基板２
０の下面に容量成分を形成すると同時に、外部（３つの
リード端子５）との接続を達成するための接続電極（単
に電極という）２３、２４、２５が形成されている。ま
た、上面側の電極２１と下面側の電極２３とは、誘電体
基板２０の一方端面または側面の導体膜を介して接続さ
れており、上面側の電極２２と下面側の電極２４とは、
誘電体基板２０の他方端面または側面の導体膜を介して
接続されている。

【００２６】さらに、誘電体基板２０の上面側の電極２
１、２２は、その一部が誘電体基板２０の下面側の電極
２５に対向している。即ち、誘電体基板２０の下面側の
電極２５を中心にみた場合、誘電体基板２０の厚みを介
して上面側の電極２１との間で所定容量成分Ｃ₁ が形成
され、上面側の電極２２との間で所定容量成分Ｃ₂ が形
成される。

【００２７】このような電極２１〜２５は、誘電体基板
２０の上下主面にＡｇなどを主成分とする導電性ペース
トの選択的な印刷、焼きつけによって形成される。尚、
誘電体基板２０の下面に形成された電極２３〜２５は、
各々リード端子５と接続するための電極であり、本発明
では接続電極という。

【００２８】上述の圧電共振素子１とコンデンサ素子２
とは、両基板の当接面側の両端部付近に介在された導電
性接合部材１５、１６によって、両者の間に所定間隔を
もって機械的に接合され、且つ電気的に接続される。

【００２９】この導電性接合部材１５、１６は、所定厚
みの導電性接着シートや導電性樹脂ペーストから構成さ
れる。この導電性接着シートの厚み、積層するシートの
枚数、又は導電性ペーストの印刷量、重ね印刷回数によ
って、圧電共振素子１とコンデンサ素子２との間の間隙
を制御することができ、同時に、積層体全体の厚みを制
御することができる。

【００３０】この導電性接合部材１５は、例えば、圧電
基板の一方側の端部を介して導出された圧電共振素子１
の振動電極１１とコンデンサ素子２の誘電体基板２０の
上面側の電極２１（さらに誘電体基板２０の一方端部を
介して接続電極２３）に電気的に接続し、また、この導
電性接合部材１６は、圧電共振素子１の振動電極１２と
コンデンサ素子２の誘電体基板２０の上面側の電極２２
（さらに誘電体基板２０の他方端部を介して接続電極２
４）に電気的に接続している。

【００３１】なお、上述の電気的な接続を確実にして、
圧電共振素子１とコンデンサ素子２の機械的な接合を確
実にするために、両素子１、２が積層した状態で、両素
子１、２の端面に連続的に導電性接着部材などを配置し
て接合を行ことが望ましい。

【００３２】筺体状ケース４は、液晶ポリマーなどの耐
熱性に優れた樹脂材料などから成り、その一側面に開口
４１し、内部に積層体収納領域（内部空間）４０が形成
されている。

【００３３】ケース４の内部空間４０は、実質的に圧電
素子１及びコンデンサ素子２を積層した積層体を収納す
るに充分な形状となっおり、開口４１の面積は、内部空
間４０の断面積から若干広がるようなラッパ状となって
おり、これにより、内部空間４０内に容易に圧電共振素
子１とコンデンサ素子２との積層体が収容配置できるよ
うになっている。

【００３４】また、ケース４の内面には、ケース４の内
面と圧電共振素子１の長手方向の端面（側面）及び表面
側の主面との間と所定間隙が形成されるように、圧電共
振素子１の一部と接触する位置決め用の突出部を形成し
ている。

【００３５】さらに、ケース４の底面には、肉厚部分を
貫くように開口４１から奥行き方向に向かって配列され
た３つの貫通孔６が形成されている。この貫通孔６の内
壁面には、リン青銅、洋白などから成る金属製部材から
なるリード端子５の一端が一体的に配置されている。

【００３６】リード端子５は、貫通孔６の外部開口部か
ら、ケース４の底面の両側面方向に広がるように２つに
分かれており、ケース４の底面と側面との成す角部Ｗ
で、屈曲加工が施され、その２つの他端が各々ケース４
の側面にまで延びている。

【００３７】具体的には、リード端子５となる金属フー
プ材（切断及び屈曲加工前の開いた状態）が、ケース４
の成型時に樹脂モールドにより、ケース４の底面に固着
されて、所定長さに切断されて、ケース４の側面に添う
ように屈曲加工されて構成されている。尚、リード端子
５の一部は、図３に示すように、ケース４の底面に固着
されている。

【００３８】この貫通孔６には、Ａｇなどの導電性金属
粉末をエポキシ系樹脂接着剤に混合した導電性樹脂ペー
ストを充填・供給され、硬化されて、導電性接続部材７
となる。

【００３９】この導電性接続部材７は、各貫通孔６を気
密的封止して、ケース４内の圧電共振素子１とコンデン
サ素子２とから成る積層体を機械的に固定し、さらに、
コンデンサ素子２の下面の接続電極２３、２４、２５と
各貫通孔６の一部に固着されたリード端子５との電気的
な接続を行う。

【００４０】これにより、接続電極２３に接続する貫通
孔６に充填された導電性接続部材７によって、圧電共振
素子１の振動電極１１とコンデンサ素子２の電極２１を
外部に導出し、また、コンデンサ素子２の接続電極２４
と接続する貫通孔６に充填された導電性接続部材７によ
って、圧電共振素子１の振動電極１２とコンデンサ素子
２の電極２２を外部に導出し、さらに、コンデンサ素子
２の接続電極２５と接続する貫通孔６に充填された導電
性接続部材７によって、コンデンサ素子２の２つの容量
成分Ｃ₁ 、Ｃ₂ の一方がアース電位となるように共通的
に外部に導出することができる。

【００４１】ケース４の開口４１は、封止部材３によっ
て気密的に封止されている。封止部材３の構成は、例え
ば、ケース４の開口４１を実質的に閉塞する厚み２０〜
１００μｍ程度の金属板又は樹脂シートなどの封止板３
１と、該封止板３１の外部側に充填・硬化された封止樹
脂部材３２から構成されている。

【００４２】上述の構造によれば、組立部品点数では、
リード端子５が一体化した筺体状ケース４、圧電共振素
子１とコンデンサ素子２とを一体化した積層体と、封止
部材３と、導電性接続部材７から主に構成されるため、
部品点数が少なく製造工程を簡略化する。

【００４３】本発明の特徴的なことは、図３に示すよう
に、ケース４の底面と側面とが交わる角部Ｗ付近で、リ
ード端子５は、ケース４底面から外方に突出するように
円弧状に屈曲されている。この円弧状屈曲部を５１の符
号を付す。

【００４４】この円弧状屈曲部５１の存在により、少な
くともケース４の底面と側面との交わる角部Ｗとリード
端子５とが接触しない。そして、リード端子５の円弧状
屈曲部５１は、リード端子５の底面部分より突出するこ
とになる。

【００４５】従って、図４に示すようにプリント配線基
板４５の所定配線パターン４６に、この表面実装型圧電
共振子を実装した場合、このリード端子５の円弧状屈曲
部５１が、所定配線パターン４６に当接する。即ち、表
面実装型圧電共振子とプリント配線基板４５の所定配線
パターン４６との間に所定間隙ｄが形成されることにな
る。

【００４６】従って、貫通孔６に充填して配置された導
電性接続部材７が貫通孔６に固着したケース４の底面か
ら盛り上がるように突出（突出部７１）しても、リード
端子５がケース４の底面と側面との交わる角部Ｗで突出
する円弧状屈曲部５１が形成されているため、プリント
配線基板４５とケース４との間隙（円弧状屈曲部５１の
突出部５１の突出量に相当）で、導電性接続部材７の突
出部７１を吸収してしまうため、この表面実装型圧電共
振子を安定的にプリント配線基板４５上に表面実装する
ことができる。

【００４７】このような円弧状屈曲部５１は、棒状治具
を用いて屈曲加工することにより簡単に形成することが
できる。また、屈曲部を多段階で屈曲加工してもよい。
即ち、ケース４の底面と水平に延びるリード端子５を底
面の外方に延出するように湾曲加工を行い、その後、ケ
ース４の側面に沿うように折り曲げ加工を行うことによ
り達成できる。

【００４８】図５は、本発明の他の構造を示す断面図で
ある。

【００４９】本実施例では、ケース４の底面と両側面と
の交わる角部Ｗのうち、リード端子５が屈曲加工される
部位に、面取り加工が施されて、傾斜面４２となってい
る。

【００５０】これにより、ケース４の傾斜面４２とリー
ド端子５の屈曲部５１との間に空間が発生し、リード端
子５の屈曲部５１を形成した部位で、金属弾性によるス
プリングバックが低減されて、安定した屈曲加工が行わ
れている。

【００５１】また、リード端子５の他端部は、ケース４
の側面から上面にまで延びている。

【００５２】尚、ケース４の両側面と上面との交わる角
部Ｚのうち、リード端子５が屈曲加工される部位に、両
側面と底面との交わる角部Ｗと同様に、傾斜面４３とな
っている。また、ケース４の上面に、リード端子５の他
端部が安定的に位置されるように、嵌合溝４４が形成さ
れている。

【００５３】図５の構造の表面実装型圧電共振子によれ
ば、図３と同様に、プリント配線基板上に配置した時に
は、プリント配線基板上に安定して配置できる。

【００５４】また、リード端５の他端部が、ケース４の
上面側にまで延びているため、表面実装型圧電共振子の
上下方向の判別になしに、簡単にプリント配線基板の所
定位置に実装することができる。

【００５５】尚、ケース４の上面側をプリント配線基板
側に実装した場合には、このケース上面には、リード端
子５以外には何ら存在しないため、図３に示すような導
電性接続部材７などが突出することがない。従って、ケ
ース４の両側面と上面との交わる角部Ｚのうち、リード
端子５が屈曲加工される部位は、通常の屈曲加工でもよ
いて、また、ケース上面から突出するように円弧状に屈
曲しても構わない。

【００５６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、筺体状ケ
ース内に圧電共振素子とコンデンサ素子とが一体化した
積層体を収納配置し、ケースの底面に形成された貫通孔
に導電性接続部材を充填配置して、ケースの貫通孔に固
着したリード端子とコンデンサ素子の接続電極を電気的
に接続したものであり、リード端子の導出の構造が非常
に簡素化されることになる。

【００５７】しかも、リード端子が延出するケース底面
とケースの側面との角部付近での屈曲が、ケース底面の
外方に突出するように円弧状に屈曲している。

【００５８】このため、この屈曲部とケースとが接触し
ないため、リード端子の金属弾性によるスプリングバッ
クが有効に抑えられ、リード端子を安定的にケースの側
面に沿わせて配置できる。

【００５９】また、底面より円弧状屈曲部が突出してい
るため、プリント配線基板上にこの装置を安定して配置
することができる。従って、安定した表面実装が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の容量内蔵型圧電共振子の外観斜視図で
ある。

【図２】図１のＸ−Ｘ線の縦断面図である。

【図３】図１のＹ−Ｙ線の横断面図である。

【図４】本発明の容量内蔵型圧電共振子をプリント配線
基板に実装した時の概略図である。

【図５】本発明の他の構造を示す容量内蔵型圧電共振子
の横断面図である。

【図６】容量内蔵型圧電共振子の等価回路図である。

【図７】従来の容量内蔵型圧電共振子の分解斜視図であ
る。

【図８】従来の容量内蔵型圧電共振子をプリント配線基
板に実装した時の概略図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・圧電共振素子 ２・・・・・・・コンデンサ素子 ４・・・・ケース ３・・・・封止部材 ５・・・・リード端子 ５１・・・円弧状屈曲部 ６・・・・貫通孔 ７・・・導電性接続部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 成弘 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ株 式会社国分工場内 Ｆターム(参考） 5J033 BB02 BB04 CC04 EE03 EE07 EE18 FF11 FF14 GG03 GG15 GG18 JJ02 KK02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一側面が開口し、且つ底面に複数のリー
   ド端子接続用貫通孔が形成された筐体状ケースと、 一端側が前記リード端子接続用貫通孔に固着され、他端
   が前記ケースの底面から側面に沿って屈曲されて前記ケ
   ースの外表面に導出されているリード端子と、 短冊状の誘電体基板の下面に３つの接続電極を設けて２
   つの容量成分を形成したコンデンサ素子の上面に、短冊
   状の圧電基板の両主面に振動電極を形成した圧電共振素
   子を導電性接合部材を介して電気的に接合して成る積層
   体と、前記筺体状ケースの開口を封止する封止部材とか
   ら成る容量内蔵型圧電共振子において、 前記リード端子は、ケースの底面と側面とが交わる位置
   に、該ケースの底面より外方に突出する円弧状の屈曲部
   を有していることを特徴とする容量内蔵型圧電共振子。