JP2000138550A - 表面実装型圧電デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックパッケージ内に形成したパッド上
に圧電振動素子のリード電極を導電性接着剤により接着
することにより圧電振動素子を接続支持した際に、導電
性接着剤の塗布量を増大させることによる水晶振動子の
自由振動に対する制約を招くことなく、衝撃等によって
導電性接着剤を接着したリード電極端部が接着剤諸共圧
電素板面から剥離して圧電振動素子がパッド上から脱落
する等という不具合を解決する。 【解決手段】 上面に凹陥部２を有したパッケージ１内
の段差３上に圧電振動素子の少なくとも一端部を導電性
接着剤８ａ、８ｂにより接着支持した状態で該パッケー
ジ１の外枠に金属蓋を固定した構造の表面実装型圧電デ
バイスにおいて、上記圧電振動素子は、圧電素板と、圧
電素板の表裏両面に夫々形成した励振電極１１、１２
と、各励振電極１１、１２から夫々圧電素板の端縁に延
出されたリード電極１１ａ、１２ａと、を備え、上記導
電接着剤８ａ、８ｂの塗布範囲を、各リード電極１１
ａ、１２ａの端縁と、該端縁と隣接する素板面とにまた
がる範囲に設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水晶振動子等の表面
実装型圧電デバイスに関し、特にセラミックパッケージ
内に形成したパッド上に圧電振動素子のリード電極を導
電性接着剤により接着することにより圧電振動素子を接
続支持した際に、衝撃等によって導電性接着剤を接着し
たリード電極端部が接着剤諸共圧電素板面から剥離して
圧電振動素子がパッド上から脱落する等という不具合を
解決した表面実装型圧電デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】水晶振動素子等の圧電振動素子をパッケ
ージ内に気密封止した構造の圧電デバイスは、携帯電
話、ページャ等の通信機器や、コンピュータ等の電子機
器等に於いて、基準周波数発生源、フィルタ等として使
用されている。また、表面実装型の圧電デバイスとして
の水晶振動子は、例えばセラミック等からなるパッケー
ジ本体の上面に形成された凹陥部内に、水晶振動素子を
収納した状態で凹陥部開口を金属蓋により気密封止した
構成を備えている。図５(a) 及び(b) はこのような従来
の表面実装水晶振動子のパッケージ構造を示す縦断面
図、及び水晶振動素子の要部斜視図（裏面図）であり、
(a) に示すようにセラミック等から成るパッケージ１の
凹陥部２には、段差３と、段差３上に形成された２つの
パッド４があり、各パッド４は導体５を介して外部電極
６と接続されている。各パッド４上には水晶振動素子７
の一端縁に延びた各リード電極が夫々導電性接着剤８
ａ，８ｂを介して電気的機械的に接続されている。(b)
に示すように水晶振動素子７は、水晶素板１０と、素板
１０の表裏の両主面上に夫々形成した励振電極１１、１
２と、各励振電極１１、１２から素板１０の同一の端縁
に向けて延長形成されたリード電極１１ａ，１２ａとを
備えている。素板１０の裏面に位置するリード電極１１
ａを段差上の一方のパッド４上に接続する場合には、該
リード電極１１ａと該一方のパッド４とが直接対面する
ため、両者間に導電性接着剤８ａを介在させて接着を行
えば良いが、表面側のリード電極１２ａと他方のパッド
４とは素板１０の板厚分だけ離間しているため、両者を
接続する導電性接着剤８ｂについては素板１０の端縁を
回り込む形で塗布して接続を行う必要がある。また、従
来はリード電極１１ａ，１２ａの端部１１ａ’，１２
ａ’だけを(b)に示すように広面積に構成し、下面側の
リード電極の端部１１ａ’についてはその面積内に納ま
るように適量の導電性接着剤８ａを塗布することにより
接着を行っていた。表面側のリード電極端部１２ａにつ
いてはその面積内にとどまらずに素板端縁を回り込んで
直下に位置する他方のパッド４に対して導電性接着剤８
ｂを塗布していた。

【０００３】ところで、水晶素板１０上の励振電極１
１、１２並びにリード電極１１ａ，１２ａは、いずれ
も、素板面に蒸着によって塗布された金属粉からなる
為、素板面に対する付着力は決して強固ではなく、むし
ろ比較的容易に剥離する程度の付着力により付着してい
るに過ぎない。従って、従来のように導電性接着剤８ａ
の塗布範囲がリード電極端部１１ａ’の面積内に限られ
ている場合には、水晶振動素子７とパッド４との固着強
度は、もっぱらリード電極を構成する金属膜と素板１０
との密着力に依存していることとなる。そして、衝撃等
によって、導電性接着剤８ａと接着した金属膜部分が水
晶素板面から剥離した場合には水晶振動子の機能停止が
発生する。また、他の水晶振動子の例として、図６に示
した如く、水晶振動素子７の上側のリード電極１２ａの
端部１２ａ’を水晶素板１０の端縁を乗り越えて下面側
まで延在せしめたタイプがあり、このタイプにあっては
いずれの励振電極１１、１２のリード電極端部１１
ａ’，１２ａ’も水晶素板１０の下面に位置しているの
で、リード電極端部１１ａ’，１２ａ’を各パッド４に
対して導電性接着剤８ａ，８ｂを介して直接接続するこ
とができる。しかし、この場合には、両リード電極の端
部１１ａ’，１２ａ’の面積内に導電性接着剤８ａ，８
ｂを塗布することとなるので、導電性接着剤８ａ、８ｂ
と接着したリード電極端部の金属膜部分は、衝撃等によ
って常に水晶素板面から剥離し易い状況にあり、剥離の
発生により水晶振動子が機能停止する。導電性接着剤の
塗布量は、水晶振動素子の自由振動を妨げることがない
ように必要最小限に極限する必要がある為、リード電極
端部と、素板面にまたがって展開するように導電性接着
剤の量を増量することは不可能である。なお、上記のご
とき不具合は、図示した如く水晶振動素子をパッケージ
内に片持ち支持した圧電振動子のみならず、水晶振動素
子の両端部をパッド上に接着したタイプにあっても同様
に発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、セラミックパッケージ内に形成したパッド
上に圧電振動素子のリード電極を導電性接着剤により接
着することにより圧電振動素子を接続支持した際に、導
電性接着剤の塗布量を増大させることによる水晶振動子
の自由振動に対する制約を招くことなく、衝撃等によっ
て導電性接着剤を接着したリード電極端部が接着剤諸共
圧電素板面から剥離して圧電振動素子がパッド上から脱
落する等という不具合を解決することにある。即ち、リ
ード電極端部とパッドとを導電性接着剤により接続する
場合、使用可能な導電性接着剤の量が限られていた為、
従来は導電性接着剤の塗布範囲がリード電極端部の面積
内に極限されていたが、この場合、パッドと水晶振動素
子との接続強度が、リード電極端部を構成する電極膜と
素板面との間の密着力に専ら依存することとなり、しか
も該密着力は決して強力ではないため、衝撃等の外力に
よって導電性接着剤が接着された金属膜部分と素板面と
が容易に剥離し易かった。パッドと水晶振動素子との間
の接続不良は、水晶振動子の機能停止をもたらす為、こ
の点の改善が求められていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
請求項１の発明は、上面に凹陥部を有したパッケージ内
の段差上に圧電振動素子の少なくとも一端部を導電性接
着剤により接着支持した状態で該パッケージの外枠に金
属蓋を固定した構造の表面実装型圧電デバイスにおい
て、上記圧電振動素子は、圧電素板と、圧電素板の表裏
両面に夫々形成した励振電極と、各励振電極から夫々圧
電素板の端縁に延出されたリード電極と、を備え、上記
導電接着剤の塗布範囲を、各リード電極の端縁と、該端
縁と隣接する素板面とにまたがる範囲に設定したことを
特徴とする。請求項２の発明は、上記各リード電極の端
縁に細幅部を設け、上記導電接着剤の塗布範囲を、該細
幅部と該細幅部と隣接する素板面とにまたがる範囲に設
定したことを特徴とする。請求項３の発明は、上記各リ
ード電極の端部をＬ字状、ロ字状、或はコ字状に構成し
たことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例により詳細に説明する。なお、図４を併せて参照し、
同一部分には同一符号を付して説明する。図１(a) は本
発明の一形態例のリード電極構造を備えた水晶振動素子
の下面の要部構成図であり、水晶振動素子７の表裏両面
に形成された励振電極１１、１２から夫々水晶素板１０
の同一端縁に延出されたリード電極１１ａ，１２ａの端
部は図示のように細幅部２０、２１となっている。従っ
て、下面側のリード電極端部１２ａについて必要最小限
量の導電性接着剤８ａを塗布した場合に、接着剤の約半
分は素板面に接着するので、導電性接着剤８ａと対応す
るパッド４との間の接続強度を十分に確保することがで
きる。なお、接着剤の塗布位置は、細幅部２０と隣接す
る素板面との間にまたがっていれば良く、従って図１
(c) の如き塗布方法であってもよい。表面側のリード電
極２１については、図４に示した如く導電性接着剤を素
板端縁をへて下面に回り込ませることになるので、図示
のごとく細幅部２１を設けなくてもよいが、細幅部２１
を設けることにより表面側における素板と接着剤との剥
離を防止できる。

【０００７】次に、図２は表面側の励振電極から延びる
リード電極を素板下面まで延在させた場合の構成例であ
り、この場合にはリード電極端部１２ａの先端部に細幅
部２１を設けることにより、必要最小限量の導電性接着
剤８ｂを用いながらも十分な接着強度を確保できる。即
ち、この導電性接着剤の約半分の量が素板面と接着され
ることとなるので、パッドと水晶振動素子との間の電気
的機械的接続強度が高いものとなる。次に、図３(a)
(b) (c) は夫々本発明の形態例としてのリード電極端部
の構造を示す図であり、(a) のように細幅部から成るＬ
字型にした場合は勿論、(b) のロ字型となるように穴３
０（素板露出面）を形成したり、(c) のコ字型にした場
合にも、点線で示した如き範囲に導電性接着剤を塗布す
ることにより、パッドと水晶振動素子との間の電気的機
械的接続強度を十分に確保することができる。但し、図
示したリード電極の端部構造は一例であり、これらに限
る趣旨ではない。図４は図１、或は図２に示した形態例
のリード電極端部とパッドとを導電性接着剤にて接続し
た場合と、図５に示した従来例の場合の接続強度を比較
する図であり、横軸は導電性接着剤の塗布（接着）面積
を示し、縦軸は加えた加速度の値である。この実験結果
から明らかな如く、同じ接着面積、例えば接着面積が
０．２ｍｍ²弱であるときに、四角形にて示した従来例
にあっては４０００Ｇの加速度が限界であったが、三角
形にて示した本発明にあっては１００００Ｇの加速度に
まで耐えることができた。なお、本発明は片持ち支持構
造の圧電振動子のみならず、水晶振動素子の長手方向両
端部をパッド上に接着したタイプにおける電極構造にも
適用することができる。

【０００８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、セラミッ
クパッケージ内に形成したパッド上に圧電振動素子のリ
ード電極を導電性接着剤により接着することにより圧電
振動素子を接続支持する際に、導電性接着剤の塗布量を
増大させることによる水晶振動子の自由振動に対する制
約を招くことなく、導電性接着剤を接着したリード電極
端部が、衝撃等によって接着剤諸共圧電素板面から剥離
して圧電振動素子がパッド上から脱落する等という不具
合を解決することができる。即ち、リード電極端部とパ
ッドとを導電性接着剤により接続する場合、使用可能な
導電性接着剤の量が限られていた為、従来は導電性接着
剤の塗布範囲がリード電極端部の面積内に極限されてい
たが、この場合、パッドと水晶振動素子との接続強度
が、リード電極端部を構成する電極膜と素板面との間の
密着力に専ら依存することとなり、しかも該密着力は決
して強力ではないため、衝撃等の外力によって導電性接
着剤が接着された金属膜部分と素板面とが容易に剥離し
易く、パッドと水晶振動素子との間の接続不良は、水晶
振動子の機能停止をもたらす為、この点の改善が求めら
れていた。本発明では、リード電極端部の一部を細幅に
構成したり、リード電極端部を細幅部から成るＬ字状に
したり、更にはロ字状、コ字状等に構成することによ
り、限られた量の導電性接着剤をリード電極端部に塗布
した時にその約半分の量が必ず素板面にも塗布されるよ
うに配慮した。このため、導電性接着剤は金属膜のみな
らず、素板面にも同時に接着した状態となり、衝撃等が
加わった場合にも強固な接着状態を維持することがで
き、圧電振動子の機能停止等の不具合が発生することが
なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本発明の一形態例の水晶振動素子のリー
ド電極構造を示す斜視図、(b)は導電性接着剤を塗布し
た状態を示す斜視図、(c) は導電性接着剤の他の塗布方
法を示す図。

【図２】本発明の他の形態例の水晶振動素子のリード電
極構造を示す斜視図。

【図３】(a) (b) 及び(c) は夫々他の形態例の水晶振動
素子のリード電極構造を示す斜視図。

【図４】図１、或は図２に示した形態例のリード電極端
部とパッドとを導電性接着剤にて接続した場合と従来例
の場合の接続強度を比較する図。

【図５】(a) 及び(b) は従来の水晶振動子、及び水晶振
動素子の構成図。

【図６】他の従来例の説明図。

【符号の説明】

１ パッケージ、２ 凹陥部、３ 段差、４ パッド、
５ 導体、７ 水晶振動素子、８ａ，８ｂ 導電性接着
剤，１０ 水晶素板，１１，１２ 励振電極，１１ａ，
１２ａ リード電極，１１ａ’，１２ａ’ 端部。２
０、２１ 細幅部、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面に凹陥部を有したパッケージ内の段
   差上に圧電振動素子の少なくとも一端部を導電性接着剤
   により接着支持した状態で該パッケージの外枠に金属蓋
   を固定した構造の表面実装型圧電デバイスにおいて、 上記圧電振動素子は、圧電素板と、圧電素板の表裏両面
   に夫々形成した励振電極と、各励振電極から夫々圧電素
   板の端縁に延出されたリード電極と、を備え、 上記導電接着剤の塗布範囲を、各リード電極の端縁と、
   該端縁と隣接する素板面とにまたがる範囲に設定したこ
   とを特徴とする表面実装型圧電デバイス。
2. 【請求項２】 上記各リード電極の端縁に細幅部を設
   け、上記導電接着剤の塗布範囲を、該細幅部と該細幅部
   と隣接する素板面とにまたがる範囲に設定したことを特
   徴とする請求項１記載の表面実装型圧電デバイス。
3. 【請求項３】 上記各リード電極の端部をＬ字状、ロ字
   状、或はコ字状に構成したことを特徴とする請求項１に
   記載の表面実装型圧電デバイス。