JP2000286670A - 圧電デバイスの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックパッケージ内の段差上に、短冊状
の水晶振動子を片持ち状態で固定される構造の圧電デバ
イスにおいて、小型化が可能で加工が容易な圧電振動子
保持の構造を提供する。 【解決手段】 セラミックパッケージ１内の段差２、２
は、セラミックパッケージの内底面１ｂの一端の両側に
対向して段差を形成し、この段差を、短冊状の水晶振動
子４の長手方向の２辺に沿って２本の帯状に延ばした構
造とする。この帯状の段差の縁短部２ａの位置は、内底
面１ｂの一端（図面左方端）から他端（図面右方端）の
方向へ、内底面１ｂの一端と他端間の中央（図中にＰで
示す）から他端寄りの点Ｐと水晶振動子４の他端４ｂの
中央（図中にＱ’で示す）までの間に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックパッケ
ージ内に水晶振動子等の圧電素子を気密封止した構造の
圧電デバイスにおいて、内部圧電素子の保持構造の改良
によって圧電デバイスの小型化を可能にした圧電デバイ
スの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、水晶振動子等の圧電振動子を
パッケージ内に気密封止した構造の圧電デバイスは、各
種通信機器等の基準周波数発生源として広く使用されて
いる。近年では、通信機器、特に移動体通信用機器の小
型化、軽量化に伴って、圧電デバイスに対しても小型化
が強く求められている。図３（ａ）は、従来の水晶振動
子を用いた圧電デバイスのパッケージ構造の一例を示す
縦断面図で、図３（ｂ）は、図３（ａ）のパッケージの
凹所内底面図である。この圧電デバイスは、セラミック
パッケージ１０の凹所内底面１１ｂの四隅に対向配置さ
れた２組の段差１２、１２、１３、１３のうちの一方の
段差１２、１２の上面に導電性接着剤１４、１４を介し
て水晶振動子１５を片持ち状態で固定したうえで、この
凹所の開口（外枠上面１１ａ）を金属蓋１６によって気
密封止した構造を有する。前記水晶振動子１５は、水晶
素板の表裏両面に励振電極と、各電極からそれぞれ素板
縁端に導出されたリードとを形成した構造を有し、各リ
ードはパッケージ外底面に設けた入力及び出力電極１
７、１７に対して導体１８、１８及びパッド１９、１９
を介して接続されている。２組の段差１２、１２、１
３、１３の上面はパッケージ内底面１１ｂと同様に水平
に構成されていると共に、各段差１２、１２、１３、１
３の上面の高さは同等に構成されている。そして、段差
１２、１２に導電性接着剤で固着された水晶振動子１５
の一端部１５ａの反対側の他端部１５ｂは、段差１２、
１２と水晶振動子１５の一端部１５ａとの間の硬化した
導電性接着剤のために、段差１３、１３の上面から所定
距離浮いた状態で保持されている。このように水晶振動
子１５の他端部１５ｂと段差１３、１３を非接触状態で
対向させておくのは、圧電デバイスを含む機器が落下し
た場合のように外部から衝撃が加わった時に、変形した
水晶振動子の他端部１５ｂが段差１３、１３の上面と接
触して衝撃を吸収するよう、段差１３、１３に、所謂枕
部材の機能をもたせたものであって、この機能によって
外部からの衝撃による水晶振動子１５の破損を防止する
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
圧電デバイスの構造は、該圧電デバイスを使用する機器
の小型化に伴い、デバイスの小型化をすすめようとする
と、セラミックパッケージの内底面１ｂに設けられた段
差１２、１２、１３、１３も更に小さくする必要があ
り、小面積で、内底面１１ｂに対して水平で、同等の高
さを有する段差１２、１２、１３、１３を形成するため
の高精度のセラミック加工技術を必要とすることにな
る。このため、圧電デバイスの部品コストが増大すると
いう問題があった。また、強い衝撃により振動子の先端
が段差に接触したとき、振動子の先端が欠けてしまうこ
とがあり、最悪の場合、その共振周波数がずれてしまう
という欠点があった。本発明は、上記課題を解決するた
めになされたものであって、小型で且つ加工が容易な構
造のセラミックパッケージを提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明においては、 パッケージの凹所内
に段差を設け、該段差上のパッドに導電性接着剤を介し
て短冊状の圧電振動子を長手方向に片持ち状態で保持
し、前記パッケージの凹所を蓋によって気密封止した構
造の圧電デバイスにおいて、前記凹所内底面に前記圧電
振動子の長手方向の２辺に沿って２本の帯状段差を前記
段差から延在せしめたことを特徴とする。請求項２の発
明においては、請求項１の圧電デバイスの構造におい
て、前記帯状段差の先端を、前記圧電振動子の長手方向
中央の位置Ｐと圧電振動子の自由端との中間位置Ｑ’
と、前記Ｐとの間に位置するように設定したことを特徴
とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係わる圧
電デバイスのパッケージ構造の実施の一形態例を示す構
造図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はパッケージ内凹所
底面図である。同図に示すように、この圧電デバイス
は、上面に凹所１ａを有するセラミックパッケージ１
と、該パッケージの内底面１ｂの長手方向に形成された
段差２、２の一端上に形成されたパッド９、９上に、導
電性接着剤３、３で片持ち状態に固着された短冊状の水
晶振動子４（図１（ｂ）には破線で示す）と、前記セラ
ミックパッケージ１の外枠上面１ｃ上にシームリング５
等で固定されて凹所１ａを気密封止する金属蓋６とで構
成される。前記段差２、２は、セラミックパッケージ１
の内底面１ｂの一端の両側に対向して段差を形成し、こ
の段差を、前記短冊状の水晶振動子４の長手方向の２辺
に沿って２本の帯状に延ばした構造となっており、該段
差２、２の上面は、内底面１ｂと同様に水平に設定され
ていると共に、その上面は同一の高さに構成されてい
る。前記水晶振動子４は、短冊形状の水晶素板の表裏両
面に励振電極と、各励振電極からそれぞれ素板端縁に導
出されたリードとを蒸着等により形成した（パッケージ
の構造に直接影響しないので、図示しない）構成を有
し、該各リードは導電性接着剤３、３、導体８、８を介
してパッケージ外底面に設けた入力及び出力の電極７、
７に接続されている。

【０００６】本セラミックパッケージ１の特徴的な構成
はつぎの通りである。パッケージ内底面１ｂの長手方向
に帯状に形成された段差２、２は、内底面１ｂの一端
（図面左方端）から他端（図面右方端）の方向へ、内底
面１ｂの一端と他端間の中央（図中にＰで示す）から他
端寄りの所定の位置（図中にＱで示す）まで形成されて
いる。上記構成のセラミックパッケージ１においては、
導電性接着剤３で固着された水晶振動子４は、パッド
９、９の部分と水晶振動子４の一端部４ａとの間に硬化
した導電性接着剤３のために、段差２、２の上面から所
定の微少距離浮いた状態で保持されている。この水晶振
動子４と段差２、２との間の間隙によって、外部から衝
撃が加わった場合に、段差２、２の他端寄りの縁端部２
ａ、２ａが枕部材の機能を発揮して衝撃を吸収する。な
お、前記縁端部２ａ、２ａの位置は、点Ｐと水晶振動子
４の他端４ｂの中央（図中にＱ’で示す）までの間に設
定するのが適切である。

【０００７】図２（ａ）及び（ｂ）は、図３の従来のセ
ラミックパッケージの製造方法及び本発明によるセラミ
ックパッケージの製造方法を簡略化して説明する図であ
る。図２（ａ）、（ｂ）に示すそれぞれのセラミックパ
ッケージ１０、１は、例えば、それぞれの３枚のセラミ
ックシート１０ｄ、１０ｅ、１０ｆｄ或いは１ｄ、１
ｅ、１ｆを積層したうえで焼結することによって製造さ
れる。その結果、３枚のセラミックシートのうち中間の
セラミックシート１０ｅ、１ｅが、それぞれのセラミッ
クパッケージ１０、１の段差を形成する。図２（ｂ）の
本発明のセラミックシート１ｅの形状は、図２（ａ）の
従来のセラミックシート１０ｅの形状より加工が容易で
あり、製造コストも低価格で済むことになる。なお、本
発明に係わるパッケージに気密封止する圧電振動子の素
板材料は、水晶に限らず、種々の圧電材料であってもよ
く、更に、パッケージの材質も、セラミックに限定され
る訳ではないのは当然である。

【０００８】

【発明の効果】以上説明したように、従来のパッケージ
の凹所内底面の四隅に設けた段差上のパッドに片持ち状
態に接着保持するパッケージ構造を、本発明によるパッ
ケージ構造では、パッケージの凹所内底面の一端部から
他端の方向に延長して設けた１組の段差の一端部上のパ
ッドに片持ち状態に接着保持する構成にしたので、従来
よりは、パッケージの加工技術が容易になり、更なる小
型化が可能であると共に、圧電デバイスのコストダウン
を図ることができるという著しい効果がある。また、振
動子の先端が衝撃によって欠けることも無くなり、デバ
イスの信頼性が向上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる圧電デバイスのパッケージ構造
の実施の一形態例を示す構造図で、（ａ）は縦断面図、
（ｂ）はパッケージの凹所内底面図

【図２】（ａ）は従来の圧電デバイス、（ｂ）は本発明
に係わるの圧電デバイスのそれぞれのパッケージの製造
方法の説明図

【図３】従来の圧電デバイスのパッケージ構造の一例を
示す構造図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はパッケージ
の凹所内底面図

【符号の説明】

１・・セラミックパッケージ、１ａ・・セラミックパッ
ケージの凹所、１ｂ・・内底面、 １ｃ・・セラミ
ックパッケージ１の外枠上面、１ｄ、１ｅ、１ｆ・・セ
ラミックシート、 ２・・段差、２ａ・・
段差縁端部、 ３・・導電性接着剤、 ４・・水晶振
動子、４ａ・・水晶振動子の一端部、 ４ｂ・・
水晶振動子の他端部、５・・シームリング、 ６
・・金属蓋、 ７・・電極、８・・導体、
９・・パッド （以上本発明に係わる）１
０・・セラミックパッケージ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ
・・セラミックシート、１１ａ・・外枠上面、 １１
ｂ・・凹所内底面、 １２、１３・・段差、１４・・導
伝性接着剤、 １５・・水晶振動子、１５ａ
・・水晶振動子の一端部、 １５ｂ・・水晶振動子の
他端部、１６・・金属蓋、 １７・・
電極、１８・・導体、 １９・・パ
ッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パッケージの凹所内に段差を設け、該段
   差上のパッドに導電性接着剤を介して短冊状の圧電振動
   子を長手方向に片持ち状態で保持し、前記パッケージの
   凹所を蓋によって気密封止した構造の圧電デバイスにお
   いて、前記凹所内底面に前記圧電振動子の長手方向の２
   辺に沿って２本の帯状段差を前記段差から延在せしめた
   ことを特徴とする圧電デバイスの構造。
2. 【請求項２】 前記帯状段差の先端を、前記圧電振動子
   の長手方向中央の位置Ｐと圧電振動子の自由端との中間
   位置Ｑ’と、前記Ｐとの間に位置するように設定したこ
   とを特徴とする請求項１記載の圧電デバイスの構造。