JP2002043886A - 圧電振動子および表面実装型圧電振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 端子間の短絡の問題が生じることのない圧電
振動子を得るとともに、極めて安価で、また搭載時の安
定性に優れ、超小型化に対応した表面実装型圧電振動子
を得る。 【解決手段】 水晶振動子は、ベース２と当該ベース２
に保持される水晶振動板１と当該水晶振動板を気密封止
するキャップ３とからなる。ベースの上面にはリード端
子２４のインナー側と前記突出片２２が対峙しており、
この間に前記水晶振動板１を配置し、導電性接着剤にて
前記各引出電極とリード端子２４並びに突出片２２とを
導電接合する。そしてベース２に金属キャップ３を圧入
することにより、気密封止が行われる。リード端子２５
に屈曲部２６を設け、また金属キャップ３の頂部近傍に
板状の金属端子４を導電接合した構成としてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は通信機器の基準発振源、
あるいはマイクロコンピュータのクロック源として用い
られる圧電振動子に関し、金属ベースと金属キャップを
用いて気密封止を行った、超小型の圧電振動子に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の小型化に伴い、電子部品は小
型でかつプリント配線基板上にその表面で高密度に実装
されることが要求されている。圧電振動子分野において
も超小型化された製品が求められ、また気密封止につい
ても高度な信頼性が求められている。

【０００３】超小型圧電振動子の例として、シリンダー
型の水晶振動子を用い、これを表面実装化した構成例が
特開平１０−２０９７９７号に開示されている。このよ
うなシリンダー型水晶振動子は、図９に示すように通常
２本のリード端子９１、９２がベースに植設された構成
となっている。

【０００４】しかしながら水晶振動子のさらなる小型化
を目指した場合、ベースが小さくなりこれらリード端子
を所定の間隔を確保して配置することが困難となり、端
子としての電気的独立性を阻害し、絶縁不良を起こすこ
とがあった。また２本のリード端子を折り曲げた構成で
表面実装化をはかっているが、搭載時の安定性が低く、
例えばリフローソルダリング処理時などに置いて、水晶
振動子が横転する等の問題の発生することがあった。

【０００５】また特開平８−２７４５６８号に示すよう
に、通常２本のリード端子がベースに植設された構成の
振動子に対し、リードフレームを用いてモールド樹脂成
形することがあるが、このような場合も、水晶振動子の
長手方向の一方端に導出された２本のリード端子のうち
の１つを、リードフレームによる金属配線により同長手
方向の他方端にまで延出させねばならなくなる。このよ
うな構成により金属配線分の幅が必要となり、製品の投
影面積を拡大させ、小型化の弊害となっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたもので、端子間の短絡の問題が
生じることのない圧電振動子を得ることを目的の一つと
するとともに、極めて安価で、また搭載時の安定性に優
れ、超小型化に対応した表面実装型圧電振動子を得るこ
ともう一つの目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明による圧電振動子は、請求項１に示すよう
に、環状の金属シェル内に絶縁材が充填され、当該絶縁
材を貫通した１つのリード端子を有するベースと、当該
ベースに搭載され、前記リード端子と前記金属シェルと
に各々電気的接続される励振電極が形成された圧電振動
板と、前記ベースに密着状態に嵌入し、前記圧電振動板
を気密封止する金属キャップとからなり、前記リード端
子と金属キャップとが一対の端子を形成していることを
特徴としている。

【０００８】前記金属シェルと圧電振動板の励振電極と
の電気的接合は、半田、導電性接着剤を用いたり、ある
いは両者間に金属片等の金属導体を介在させてもよい。

【０００９】また、請求項２に示すように、前記金属シ
ェルと圧電振動板の励振電極との電気的接合は、金属シ
ェルの一部が金属シェルの内方に突出した突出片を有し
た構成とし、当該突出片と圧電振動板に形成された励振
電極とを導電接合してもよい。当該突出片は、前記リー
ド端子と同様にベース上において上方に伸長する領域を
有し、リード端子と突出片の平行して伸長する領域間に
圧電振動板を介在させる構成とすることが、支持を安定
的にする面からも好ましい。

【００１０】上記各構成により、１つのリード端子と金
属キャップとが一対の端子を形成しているので、従来生
じていた２以上のリード端子間の短絡等の相互干渉問題
が生じず、圧電振動子を小型化できる。特に請求項２に
よれば、リード端子と突出片間に圧電振動子を搭載する
ことができ、導電接合材の溜まりが良好となり、支持が
安定する。なお、当該突出片に対し切り込みを入れる、
または貫通孔を設ける当の工夫を施すことにより導電性
接合材の溜まりをより良好にすることができ、電気的機
械的接合強度を向上させることができる。

【００１１】また請求項３に示すように、請求項１また
は請求項２記載の圧電振動子において、当該圧電振動子
を実装する基板の電極パッドに対応配置可能な状態にリ
ード端子を屈曲加工するとともに、金属キャップに金属
端子を取り付け、表面実装型圧電振動子としてよい。

【００１２】また請求項４に示すように、請求項１また
は請求項２記載の圧電振動子において、前記リード端子
に金属端子を取り付けるとともに、金属キャップに金属
端子を取り付け、当該各金属端子が当該圧電振動子を実
装する基板の電極パッドと当接するよう構成し、表面実
装型圧電振動子としてもよい。

【００１３】上記請求項３または４の構成により、１つ
のリード端子と金属キャップに取り付けられた金属端子
それぞれが、実装基板に対して表面実装可能な構成とす
ることができる。また従来のように圧電振動子の一方側
に導出された一対のリード端子の片方を圧電振動子の他
方側に引き回す必要がなく、圧電振動子の長手方向両端
に電極引出を行うことができる。

【００１４】さらに請求項５に示すように、請求項３ま
たは請求項４記載の圧電振動子において、前記リード端
子の一部と金属キャップに取り付けられた金属端子、ま
たはリード端子に取り付けられた金属端子と金属キャッ
プに取り付けられた金属端子、を露出させた状態で圧電
振動子を樹脂モールド被覆したことを特徴とする表面実
装型圧電振動子としてもよい。

【００１５】請求項５によれば、上記各効果に加えて、
必要部分のみ電極端子を露出させることができるので、
実装基板上の配線との短絡事故が生じにくい。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態についてシリ
ンダー型の金属ケースを用いた水晶振動子を例にとり、
図面を参照して説明する。図１は本発明の実施例を示す
分解斜視図であり、図２は図１の水晶振動子を組み立て
た状態の内部断面図である。

【００１７】水晶振動子は、ベース２と当該ベース２に
保持される水晶振動板１と当該水晶振動板を気密封止す
るキャップ３とからなる。ベース２は円環状の金属シェ
ル２１と当該金属シェル２１の円環内部に充填される絶
縁ガラス２３と当該絶縁ガラス２３を貫通するリード端
子２４とからなる。また金属シェル２１は鉄ニッケル合
金またはコバール等の金属に軟質金属がメッキされた構
成であり、また上方に突出片２２が設けられている。当
該突出片２２は金属シェルの内方であって前記絶縁ガラ
スの上面に突出し、かつその先端部分が上方すなわちリ
ード端子の伸長方向に延びている。なお、金属シェルと
突出片は通常プレス加工により一体的に成形される。

【００１８】水晶振動板１はＡＴカット水晶板を矩形状
に加工してなり、主面の表裏には励振電極１１，１２
（１２は図示せず）が形成され、各励振電極からは引出
電極１１１，１２１（１２１は図示せず）が水晶振動板
の長辺方向一端に引き出されている。

【００１９】キャップ３は開口部３１を有する有底の円
筒形状を有しており、洋白等の金属製で表面にニッケル
または半田がメッキされている。前記開口部の大きさは
前記ベースの円環外周よりも若干小さく設定されてお
り、これにより両者を圧力嵌入することによる気密封止
が確実に行える。

【００２０】ベースの上面にはリード端子２４のインナ
ー側と前記突出片２２が所定の間隔をもって対峙してい
る。当該リード端子２４と突出片２２間に前記水晶振動
板１を配置し、導電性接着剤にて前記各引出電極とリー
ド端子２４並びに突出片２２とを導電接合する。そして
ベース２に金属キャップ３を圧入することにより、気密
封止が行われるとともに、ベース２と金属キャップ３が
電気的にも接続される。これにより一方の電極はリード
端子２４により外部に導出され、他方の電極は突出片を
介して金属キャップ３により外部に導出される構成とな
る。

【００２１】以上のように構成された水晶振動子（圧電
振動子）はリード端子２４と金属キャップ３を各端子と
し実装基板に取着されて使用されるが、これに付加部品
を取り付けることにより表面実装に適した構成とするこ
とができる。例えば図３に示すように、水晶振動子のベ
ースから外部に突出したリード端子２５を下方に約９０
度折り曲げさらに９０度折り曲げた２段階の屈曲部２６
を有する構成とすることにより、リード端子の先端部分
２７を実装基板の電極パッド（図示せず）に対応接触さ
せる構成とし、また金属キャップ３の頂部近傍に板状の
金属端子４を導電接合した構成としてもよい。当該導電
接合は溶接によって行ってもよいし、半田等のろう接あ
るいは導電接着剤による接合であってもよい。

【００２２】さらに図３に示す構成に対して、樹脂モー
ルド被覆を施してもよい。すなわち図４に示すように、
リード端子２５の先端部分と金属板４の少なくとも一部
を残して、樹脂体５をモールド被覆することにより、表
面実装をより安定させることができる。なお図４におい
て、樹脂の内部構成は点線で示している。

【００２３】第２の実施の形態について、図５、図６と
ともに説明する。図５は本実施の形態を示す斜視図、図
６は図５の構成について樹脂モールド被覆した状態の断
面図であり、内部構成を点線で示している。

【００２４】シリンダー型の水晶振動子は第１の実施の
形態と同じ構成で、一方の電極を外部に導出する１本の
リード端子２５と、他方の電極を外部に導出する金属キ
ャップ３を有している。前記リード端子２５には金属端
子６が導電接合されている。金属端子６は実装基板と接
合される基部６１と、基部６１から上方に折り曲げられ
た立上部６２と、立上部６２の上部が一部Ｖ字形状に切
除された切り欠き部６３を有している。当該切り欠き部
６３に前記リード端子２５を位置させ、導電接着剤等で
接合する。また金属キャップ３の頂部近傍に金属板（金
属端子）７を導電接合している。

【００２５】さらに図５に示す構成に対して、樹脂モー
ルド被覆を施してもよい。すなわち図６に示すように、
金属端子６と金属板７の少なくとも一部を残して、樹脂
体５をモールド被覆することにより、表面実装をより安
定させることができる。

【００２６】第２の実施の形態において、金属キャップ
の頂部近傍に取り付けられている金属板（金属端子）の
変形例を図７，図８に示す。図７，図８は金属キャップ
頂部の拡大図である。

【００２７】図７は板状の金属端子８１に金属キャップ
３を保持する保持片を形成した例である。すなわち、金
属端子８１は平板状であり、その板面中央に対して両サ
イドに切り込みを入れ、当該切り込み部分を上方に屈曲
させた保持片８１１，８１２が形成されている。当該保
持片８１１，８１２がシリンダー型の水晶振動子を保持
するので水晶振動子の表面実装を安定させることができ
る。

【００２８】図８は金属端子を金属キャップ３の頂面３
１に面接合している例を示している。すなわち金属端子
８２は平板状であり、金属キャップの頂面３１と導電的
に面接合されている。そして金属端子８２を前記頂面３
１より一部はみ出した位置関係に接合することにより、
当該金属端子８２の端面８２３が実装基板に接触する構
成となり、リード端子側の金属端子とともに安定した表
面実装を提供する。なお、金属端子８２の両サイドの一
部８２１，８２２が金属キャップ側に折り曲げられ、金
属キャップ３に対する金属端子８２の接合部分を位置決
めしている。

【００２９】なお、上記各実施の形態において、シリン
ダー型の水晶振動子を例示したが、例えば断面が長円系
の金属ケースを用いる等、他のリード端子付きの圧電振
動子であってもよい。また圧電振動板の例として矩形状
のＡＴカット水晶板を示したが、屈曲振動を行う音叉型
水晶板や他の圧電結晶材料を用いてもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、１つのリード端子と金
属キャップとが一対の端子を形成しているので、従来生
じていた２以上のリード端子間の短絡等の相互干渉問題
が生じず、圧電振動子を小型化できる。特に請求項２に
よれば、リード端子と突出片間に圧電振動子を搭載する
ことができ、導電接合材の溜まりが良好となり、支持が
安定する。よって小型化しても電気的特性の安定した、
安価な圧電振動子を得ることができる。

【００３１】また請求項３，４の構成によれば、上記効
果に加えて、１つのリード端子と金属キャップに取り付
けられた金属端子それぞれが、実装基板に対して表面実
装可能な構成とすることができる。また従来のように圧
電振動子の一方側に導出された一対のリード端子の片方
を他方側に引き回す必要なく、圧電振動子の長手方向両
端に電極引出を行うことができる よって、極めて安価
でまた搭載時の安定性に優れ、超小型化に対応した表面
実装型圧電振動子を得ることができる。

【００３２】さらに請求項５によれば、上記各効果に加
えて、必要部分のみ電極端子を露出させることができる
ので、実装基板上の配線との短絡事故が生じにくくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示す斜視図。

【図２】第１の実施の形態を示す内部断面図。

【図３】第１の実施の形態を示す斜視図。

【図４】第１の実施の形態を示す側面図。

【図５】第２の実施の形態を示す斜視図。

【図６】第２の実施の形態を示す側面図。

【図７】第２の実施の形態を示す斜視図。

【図８】第２の実施の形態を示す側面図。

【図９】従来例を示す図。

【符号の説明】

１ 水晶振動板 ２ ベース ２２ 突出片 ２４ リード端子 ３ 金属キャップ ４，７，８ 金属板（金属端子）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状の金属シェル内に絶縁材が充填さ
   れ、当該絶縁材を貫通した１つのリード端子を有するベ
   ースと、 当該ベースに搭載され、前記リード端子と前記金属シェ
   ルとに各々電気的接続される励振電極が形成された圧電
   振動板と、 前記ベースに密着状態に嵌入し、前記圧電振動板を気密
   封止する金属キャップとからなり、 前記リード端子と金属キャップとが一対の端子を形成し
   ていることを特徴とする圧電振動子。
2. 【請求項２】 環状の金属シェル内に絶縁材が充填さ
   れ、当該絶縁材を貫通した１つのリード端子を有すると
   ともに、前記金属シェルの一部が金属シェルの内方に突
   出した突出片を有したベースと、 当該ベースに搭載され、前記リード端子と前記突出片と
   に各々電気的接続される励振電極が形成された圧電振動
   板と、 前記ベースに密着状態に嵌入し、前記圧電振動板を気密
   封止する金属キャップとからなり、 前記リード端子と金属キャップとが一対の端子を形成し
   ていることを特徴とする圧電振動子。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の圧電振動
   子において、当該圧電振動子を実装する基板の電極パッ
   ドに対応配置可能な状態にリード端子を屈曲加工すると
   ともに、金属キャップに金属端子を取り付けたことを特
   徴とする表面実装型圧電振動子。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２記載の圧電振動
   子において、前記リード端子に金属端子を取り付けると
   ともに、金属キャップに金属端子を取り付け、当該各金
   属端子が当該圧電振動子を実装する基板の電極パッドと
   当接するよう構成されたことを特徴とする表面実装型圧
   電振動子。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４記載の圧電振動
   子において、前記リード端子の一部と金属キャップに取
   り付けられた金属端子、またはリード端子に取り付けら
   れた金属端子と金属キャップに取り付けられた金属端
   子、を露出させた状態で圧電振動子を樹脂モールド被覆
   したことを特徴とする表面実装型圧電振動子。