JP2001217650A - 圧電発振器 - Google Patents

圧電発振器

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JP2001217650A
JP2001217650A JP2000024492A JP2000024492A JP2001217650A JP 2001217650 A JP2001217650 A JP 2001217650A JP 2000024492 A JP2000024492 A JP 2000024492A JP 2000024492 A JP2000024492 A JP 2000024492A JP 2001217650 A JP2001217650 A JP 2001217650A
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piezoelectric
vibrating element
piezoelectric vibrating
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lid
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JP2000024492A
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Noriyuki Moriyama
紀之 森山
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一か所に蓋等を固定するだけでパッケージ凹
陥部の封止作業が完了するシングルシールタイプの圧電
発振器において、回路部品搭載前に圧電振動素子を凹陥
部内に搭載することを可能にすることにより、パッケー
ジ閉蓋前のオーバードライブによる異物除去工程等や、
圧電振動素子に対する励振テスト等を実施する。 【解決手段】 上面に凹陥部42を備えたパッケージ本
体41と、凹陥部内に支持された圧電振動素子43と、
凹陥部内において圧電振動素子よりも上側に配置された
回路部品45と、該パッケージ本体の外枠上面に固定さ
れることにより該凹陥部を封止する蓋46と、を備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は超小型化した圧電発
振器の改良に関し、特に一つのパッケージ内に圧電振動
素子と、発振回路を構成する回路部品を併置したシング
ルシールタイプの圧電発振器において、回路部品搭載に
先立って圧電振動素子に対して異物除去の為のオーバー
ドライブを行うことが可能な構造を備えた圧電発振器に
関する。
【0002】
【従来の技術】携帯電話機等の移動体通信機器の普及に
伴う低価格化及び小型化の急激な進展により、これらの
通信機器に使用される水晶発振器等の圧電発振器に対し
ても低価格化、小型化及び薄型化の要請が高まってい
る。このような要請に対しては、水晶振動素子の他に、
周波数調整回路、周波数温度補償回路等を含む発振回路
を集積化、IC化した回路部品を一つのパッケージ内に
収納して、コンパクト化を図っている。図3に示した圧
電発振器は、凹陥部2を有したパッケージ本体1の内底
面に回路部品3を実装するとともに、凹陥部内壁に設け
た段差4上に圧電振動素子5を片持ち支持し、更にパッ
ケージ本体1の外枠上面を蓋6により気密封止した構成
を備えている。この圧電発振器においては、回路部品3
を先に搭載し、その後圧電振動素子5を搭載してから、
蓋6を封止するので、一回の封止作業ですむこととなり
製造が容易である。しかし、このようにパッケージ本体
1内の一つの空所内に圧電振動素子5と回路部品3を併
置した場合には、パッケージ封止前に圧電振動素子5上
に付着する異物を除去したり、蒸着形成した励振電極の
成膜強度を検査する為のオーバードライブ工程を実施す
ることができないという欠点がある。即ち、圧電発振器
の製造工程中、例えばパッケージ本体1の開口に蓋6を
接着封止する前に異物が圧電振動素子5上に付着するこ
とがあり、これを放置して閉蓋すると、共振周波数にず
れが発生する。このため、異物対策の一つとして、封止
前の圧電振動素子5に対してオーバードライブ(過電流
の通電)を行うことにより、付着した異物を圧電振動素
子5から離脱させる作業が行われる。また、圧電素板に
対する励振電極の付着強度が実用に適しない程度に弱い
場合には、過電流を通電したときに電極膜が剥離する
為、封止前にオーバードライブを行うことにより、事前
に成膜不良を検出することができる。このオーバードラ
イブを図3に示したタイプの圧電発振器に対して実施す
ると、同じパッケージ内に回路部品3が既に搭載されて
いるため、過電流が回路部品3に流れて破損させる虞れ
がある為、実施することができない。また、圧電振動素
子5だけをパッケージ内に支持した状態での励振の有無
や、共振周波数を測定することができないという欠点が
ある。従って、蓋を閉止してから初めて発振の有無等の
テストを行うことが可能となるが、蓋を閉止してから行
うテストにおいて発振しない場合には当該発振器は不良
品となり廃棄せざるを得ないこととなり、生産性が低下
する原因となる。
【0003】次に、図4に示した従来の圧電発振器は、
縦断面形状をH型に構成したセラミックパッケージ本体
11の上側空所12内に設けた段差13上に圧電振動素
子14を支持して上側空所12を蓋15により気密封止
するとともに、下側空所16の天井面に回路部品17を
実装した上で、下側空所16内に樹脂18を充填した構
成を有する。図4に示した圧電発振器にあっては、圧電
振動素子14と回路部品17とは別個の空所内に夫々収
容されている為、圧電振動素子14を上側空所12内に
配置した状態で封止前のオーバードライブを行うことが
でき、オーバードライブ後に上側空所を蓋15にて封止
してから、回路部品を下側空所16内に搭載し、樹脂1
8にて封止すればよい。また、上側空所12を封止する
前に圧電振動素子14単体の励振テストを行うことも可
能である。しかし、このタイプの圧電発振器は、上下2
つの空所を夫々蓋と樹脂にて封止する必要がある為、製
造工程が複雑化するという欠点がある。また、図5に示
した如き構成も想定される。即ち、この圧電発振器は、
上面に凹陥部22を備えた第1のパッケージ本体21
と、同様に上面に凹陥部32を備えた第2のパッケージ
本体31と、第1のパッケージ本体21の内底面に実装
した回路部品23と、第2のパッケージ本体31内に支
持された圧電振動素子33と、第2のパッケージ本体3
1の凹陥部32を気密封止する蓋34と、を備え、第1
のパッケージ本体21の上面に第2のパッケージ本体3
1の底面を固定して凹陥部22を封止した構成を有す
る。このような構成の圧電発振器にあっても、圧電振動
素子33と回路部品23を別体のパッケージ本体内に収
容している為、圧電振動素子33を気密封止する前に第
2のパッケージ本体31単独の状態でオーバードライブ
を実施することができ、別体構成の第1のパッケージ本
体21内に搭載した回路部品23に悪影響が及ぶ心配は
ない。また、第2のパッケージ本体31を封止する前に
圧電振動素子33単体の励振テストを行うことも可能で
ある。しかし、この圧電発振器にあっては、組立時に接
着封止を2か所行う必要がある為、製造手数が増大する
という問題がある。
【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、一か所に蓋等を固定するだけでパッケージ
凹陥部の封止作業が完了するシングルシールタイプの圧
電発振器において、回路部品搭載前に圧電振動素子を凹
陥部内に搭載することを可能にすることにより、パッケ
ージ閉蓋前のオーバードライブによる異物除去工程等
や、圧電振動素子に対する励振テスト等を実施すること
を可能とした圧電発振器を提供することにある。
【0005】
【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の発明は、上面に凹陥部を備えたパッケー
ジ本体と、凹陥部内に支持された圧電振動素子と、凹陥
部内において圧電振動素子よりも上側に配置された回路
部品と、該パッケージ本体の外枠上面に固定されること
により該凹陥部を封止する蓋と、を備えたことを特徴と
する。請求項2の発明は、上面に凹陥部を備えたパッケ
ージ本体と、該凹陥部内に設けた段差と、該段差上に支
持された回路部品と、該凹陥部内底面に支持された圧電
振動素子と、該パッケージ本体の外枠上面に固定される
ことにより該凹陥部を封止する蓋と、を備えたことを特
徴とする。請求項3の発明は、上面に凹陥部を備えたパ
ッケージ本体と、該凹陥部内に設けた下側段差及び上側
段差と、該下側段差上に支持された圧電振動素子と、該
上側段差上に支持された回路部品と、該パッケージ本体
の外枠上面に固定されることにより該凹陥部を封止する
蓋と、を備え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実施
の形態により詳細に説明する。図1(a) (b) 及び(c) は
本発明の一実施形態に係る圧電発振器の構成を示す分解
斜視図、要部平面図、及び縦断面図であり、この圧電発
振器は、一か所に蓋等を固定するだけでパッケージ凹陥
部の封止作業が完了するシングルシールタイプであり、
上面に凹陥部42を備えたセラミック等のパッケージ本
体41と、パッケージ本体41の凹陥部内に収容される
水晶振動素子等の圧電振動素子43及び回路部品45
と、パッケージ本体41の外枠上面に固着されて凹陥部
を気密封止する蓋46等を有する。圧電振動素子43は
水晶素板等の圧電素板43a上に励振電極43b,リー
ド電極43cを蒸着等により形成した構成を有する。こ
の実施形態に係る圧電発振器の特徴的な構成は、パッケ
ージ本体41の凹陥部42内に圧電振動素子43と回路
部品45を収容するに際して、圧電振動素子43を回路
部品45よりも下側位置に配置し、導電性接着剤等44
により固定した点にある。このように圧電振動素子43
と回路部品45の高さ位置を異ならせ、圧電振動素子4
3を下側に配置することにより、圧電振動素子43だけ
をパッケージ本体41内に搭載した状態で過電流をその
リード電極43cを介して励振電極43bに通電して強
振させるオーバードライブを行い、圧電振動素子43上
に付着した異物を除去することができる。また、励振テ
ストを圧電振動素子単体に対して行うことも可能とな
る。このようなオーバードライブや励振テストを圧電振
動素子単体について実施した後で、圧電振動素子の上方
に設けた段差41a上に回路部品45を載置して固定
し、その後凹陥部を蓋46にて封止することにより組付
けが完了する。回路部品45としてICチップ化した大
きい部品45aを用いる場合には、対向し合う段差41
a上にまたがってこの部品45aを載置し、小さい部品
45bについては段差41a上に固定する。なお、段差
41aの位置、形状、寸法等は、使用する圧電振動素子
や回路部品の形状、寸法等の諸条件に応じて種々変更可
能であり、図示した形態に限定する訳ではない。また、
段差41aの上面には搭載した回路部品のリード電極と
の導通を確保する為のパッド等が形成されていることは
言うまでもない。また、使用する圧電振動素子の形状、
構造や、支持方法等も一例に過ぎない。従って、例えば
圧電素板の形状、励振電極の形状、位置等も種々変更可
能であるし、支持方法としても両端部を支持する構造で
あってもよい。
【0007】次に、図2は本発明の他の実施形態に係る
圧電発振器の縦断面図であり、凹陥部42を備えたパッ
ケージ本体41の内底面に下側段差41bを設け、この
下側段差41b上のパッド41b’上に導電性接着剤等
44を用いて圧電振動素子43を固定した構成の他は、
図1の実施形態と同様である。即ち、この実施形態の圧
電発振器は、回路部品45を搭載する上側段差41aの
下側位置に、圧電振動素子43を搭載する下側段差41
bを設けた点が特徴的である。なお、凹陥部内に段差を
設ける構造と、内底面に更に凹所を形成した結果凹所以
外の部分が段差状になる構造とは同等である。また、図
示の例では段差を凹陥部内壁に設けたが、これも一例で
あり、凹陥部内壁から離間した内底面上に独立した突起
を設け、この突起を段差として利用してもよい。従っ
て、本明細書中において段差とは突起を含む概念であ
る。このように圧電振動素子43を搭載する為の段差4
1bを設けることにより、凹陥部内底面と圧電振動素子
43との間の間隔を十分に確保することができ、組み付
けに際する作業性が高まる。この実施形態の圧電発振器
においても、圧電振動素子43だけをパッケージ本体4
1内に搭載した状態で過電流をそのリード電極43cを
介して励振電極43bに通電して強振させるオーバード
ライブを行い、圧電振動素子43上に付着した異物を除
去することができる。また、励振テストを圧電振動素子
単体に対して行うことも可能となる。このようなオーバ
ードライブや励振テストを圧電振動素子単体について実
施した後で、圧電振動素子の上方に設けた段差41a上
に回路部品45を載置して固定し、その後凹陥部を蓋4
6にて封止することにより組付けが完了する。なお、I
C化された回路部品の平面形状を大きくしておき、この
回路部品を段差41a上にまたがって搭載したときに、
該回路部品が圧電振動素子を収容する下側の空間を蓋す
るように構成してもよい。このように構成すれば、蓋や
回路部品に付着した塵埃等が圧電振動素子上に落下する
ことを防止することができる。或はまた、セラミック基
板等を段差41a上に差し渡して蓋とし、圧電振動素子
上に上方からの塵埃が落下することを防いでもよい。こ
の場合には、セラミック等から成る薄板状のプリント基
板上に回路部品を搭載することができ、便利である。ま
た、段差41aの幅内にコンデンサ等のチップ部品を搭
載する場合には、このチップ部品搭載部分に相当するプ
リント基板の部分を切欠くように配慮してもよい。
【0008】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、一か所に
蓋等を固定するだけでパッケージ凹陥部の封止作業が完
了するシングルシールタイプの圧電発振器において、回
路部品搭載前に圧電振動素子を凹陥部内に搭載すること
を可能にすることにより、パッケージ閉蓋前のオーバー
ドライブによる異物除去工程等や、圧電振動素子に対す
る励振テスト等を実施することができる。即ち、本発明
の圧電発振器は、凹陥部内底面、或は内底面近傍に設け
た下側段差上に圧電振動素子を支持すると共に、該圧電
振動素子よりも上方に設けた段差上にIC化された回路
部品を搭載するようにしたので、オーバードライブによ
る異物除去作業に際して回路部品のダメージが発生する
虞れが皆無となり、また圧電振動素子単体の励振テスト
を実施することが可能となり、封止後に発振不良等が検
出されるケースが減少し、不良品発生率が低下する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) (b) 及び(c) は本発明の一実施形態に係る
圧電発振器の構成を示す分解斜視図、要部平面図、及び
縦断面図。
【図2】本発明の他の実施形態に係る圧電発振器の縦断
面図。
【図3】従来の圧電発振器の断面図。
【図4】他の従来の圧電発振器の断面図。
【図5】想定される他の圧電発振器の断面図。
【符号の説明】
41 パッケージ本体、41a,41b 段差、42
凹陥部、43 圧電振動素子、44 導電性接着剤等、
45 回路部品、46 蓋。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上面に凹陥部を備えたパッケージ本体
    と、凹陥部内に支持された圧電振動素子と、凹陥部内に
    おいて圧電振動素子よりも上側に配置された回路部品
    と、該パッケージ本体の外枠上面に固定されることによ
    り該凹陥部を封止する蓋と、を備えたことを特徴とする
    圧電発振器。
  2. 【請求項2】 上面に凹陥部を備えたパッケージ本体
    と、該凹陥部内に設けた段差と、該段差上に支持された
    回路部品と、該凹陥部内底面に支持された圧電振動素子
    と、該パッケージ本体の外枠上面に固定されることによ
    り該凹陥部を封止する蓋と、を備えたことを特徴とする
    圧電発振器。
  3. 【請求項3】 上面に凹陥部を備えたパッケージ本体
    と、該凹陥部内に設けた下側段差及び上側段差と、該下
    側段差上に支持された圧電振動素子と、該上側段差上に
    支持された回路部品と、該パッケージ本体の外枠上面に
    固定されることにより該凹陥部を封止する蓋と、を備え
    たことを特徴とする圧電発振器。
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