JP2004096257A - Oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子や水晶振動子等の振動子と発振制御用ICとをパッケージの内部に収容してなる発振器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の発振器としては、例えば、図6〜図8に示す構造の水晶発振器が知られている。同図に示す水晶発振器51は、セラミックパッケージ52の内部に水晶振動子53と発振制御用IC54とを搭載するとともに、セラミックパッケージ52の開口部を金属製の蓋体56によって気密封止した構造を有している。
【0003】
セラミックパッケージ52は、平板状をなす基体52aの上面に枠体52b、52cを順次、載置して構成されており、その内部には発振制御用IC54を搭載する凹部や水晶振動子53を搭載する段差部が形成され、その下面には発振回路の電源電圧端子、グラウンド端子及び出力端子と接続する外部端子電極521が形成されている。
【0004】
また、セラミックパッケージ52の内部に収容される水晶振動子53は、短冊状の水晶基板の両主面に励振電極531、533を被着させて成り、前記水晶基板の下面には、長手方向の一端部に、各励振電極531、533の一端側を導出してなる接続電極532、534が設けられている。
【0005】
尚、水晶振動子53の接続電極532、534は、枠体52bの上面に設けられた振動子用接続パッド58、58に導電性接着材57を介して電気的に接続され、また、発振制御用IC54は、金属細線59を介して基体上面のIC用接続パッドにボンディングされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の発振器においては、通常、発振器の組み立てが完了した後、水晶振動子53のインピーダンス特性を電気特性試験器で測定することにより電気的特性の検査を行うようにしている。そのため、セラミックパッケージ52の側面には端面スルーホールが設けられ、その内面には水晶振動子53の接続電極532、534と電気的に接続されたモニター用パッド522が被着・形成されていた。
【0007】
しかしながら、モニター用パッド522が被着されている端面スルーホールの内面は凹曲面状を成していることから、先に述べた電気的特性の検査にあたり電気特性試験器のコンタクトピン52Nを端面スルーホール内のモニター用パッド522に接触させる際(図9参照)、コンタクトピン52Nの先端がモニター用パッド522と接触しているかどうかを視認するのに困難を要し、検査の作業性や効率が著しく低いものとなっていた。
【0008】
また上述した従来の発振器によれば、モニター用パッド522が枠体52bの端面に設けられていることから、そのような発振器を製造するには、枠体52bの上面に接続パッド58、58等のための導体パターンを形成するプロセスとは別に、枠体52bの端面等にもモニター用パッド522用の導体パターンを形成するプロセスが必要となり、これによって発振器の製造プロセスが複雑化するという欠点も有していた。
【0009】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、組み立て後であっても振動子の検査を容易に行うことができ、しかも製造プロセスを簡素化することが可能な発振器を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の発振器は、基体と枠体とを、基体上面の外周部が少なくとも一部、枠体の外側に位置するようにして両者を一体的に取着させるとともに、前記枠体の内側領域に接続パッドを有する一対の導体層を形成し、前記枠体の内側領域に位置する基体上に、前記接続パッドに接続される一対の接続電極を有した振動子と、発振制御用ICとを搭載し、前記枠体上に蓋体を載置・固定してなる発振器であって、前記一対の導体層の一端部を前記枠体の外側領域に位置する基体の上面に延在させるとともに、該延在部を前記振動子の電気的特性を測定するモニター用パッドとしたことを特徴とするものである。
【0011】
本発明の発振器によれば、基体と枠体とを、基体上面の外周部が少なくとも一部、枠体の外側に位置するようにして両者を一体的に取着させることで基体の一部を枠体の外側に延出させるとともに、該延出部上に振動子と電気的に接続されたモニター用パッドを配置させるようにしたことから、電気的特性の検査に際し、電気特性試験器のコンタクトピンとモニター用パッドとの接触状態を視認するにあたってモニター用パッドの周囲に視認作業の障害となるものは何ら存在せず、検査の作業性及び検査効率を向上させることができるようになる。
【0012】
また本発明の発振器によれば、前記モニター用パッドは基体の上面に設けられていることから、基体の上面に接続パッド等の導体パターンを形成する際にモニター用パッドも同時に形成することができ、発振器の製造プロセスを簡素化することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の発振器を図面に基づいて詳説する。
図1は本発明の一実施形態に係る発振器の斜視図、図2は図1の発振器より蓋体を取り外した状態を示す上面図、図3は図2のA−A側断面図であり、同図に示す発振器1は、セラミックパッケージ2の内部に、振動子としての水晶振動子3と発振制御用IC4とを搭載するとともに、前記セラミックパッケージ2上にシールリング5を介して蓋体6を載置・固定させ、水晶振動子3や発振制御用IC4の収納領域を前記蓋体6で気密封止した構造を有している。
【0014】
前記セラミックパッケージ2は、略矩形状をなすように形成されたセラミック製の平板状基体2aと、その上面に取着されるセラミック製の枠体2bとで構成されており、基体上面の外周部が少なくとも一部、枠体2bの外側に位置するようにして両者を一体的に取着することにより、基体2aの一部を枠体2bの外側に延出させた形となっている。
【0015】
このようなセラミックパッケージ2の上面には、枠体2bの内面と基体2aの上面とで囲まれる領域に、水晶振動子3や発振制御用IC4を収容するためのキャビティ20が形成されており、基体2aの上面には、枠体2bの内側領域に、水晶振動子3の接続電極に接続される振動子用接続パッド8、8を有した一対の導体層や発振制御用IC4が搭載されるダイアタッチ部41,その他の導体パターン等が所定パターンに形成され、基体2aの下面には、基体内部のビアホール導体10等を介して電気的に接続された電源電圧端子、クロック出力端子及びグラウンド端子等の外部端子21が形成されている。尚、これらの外部端子21は、水晶発振器1を図示しないマザーボード等の外部回路基板上に実装する際、水晶発振器を外部回路基板上の接続パッドに半田等の導電性接着材を介して電気的に接続するための端子として機能するものである。
【0016】
また、前記セラミックパッケージ2を構成する基体2aの上面には、枠体2bの外側領域、即ち、枠体2bの外側に張り出して設けられている基体2aの延出部2a1に上述した一対の導体層の一端側が導出させてあり、該導出部に検査用のモニター用パッド21a,21aを形成している。
【0017】
このモニター用パッド21a,21aは、略平坦な基体2aの上面に各々が略矩形状をなすように形成されており、発振器の組み立てが完了した後、水晶振動子3のインピーダンス特性を電気特性試験器で測定する際に電気特性試験器のコンタクトピン2Nが接触するようになっている。
【0018】
このようなモニター用パッド21a,21aや振動子用接続パッド8、8を有した一対の導体層等は、モリブデン、タングステン等の金属粉末を含む導電ペーストを従来周知のスクリーン印刷などによって基体2aの上面に所定パターンに印刷・塗布するとともに、これを高温で焼き付けることによって形成され、その一部上面にNiメッキやAuメッキ等を被着させることによってモニター用パッド21a、21aや振動子用接続パッド8、8等が形成される。この場合、モニター用パッド21a、21aは基体2aの上面に位置しており、振動子用接続パッド8、8等の導体パターンを形成する際に同時に形成することができるため、発振器の製造プロセスが簡素化される。
【0019】
また、水晶振動子3のインピーダンス特性に使用される電気特性試験器としては、水晶振動子3の共振周波数fr、CI(クリスタルインピーダンス)の他、インダクタンス、容量等の等価パラメータを測定することができるネットワークアナライザ等が用いられ、そのコンタクトピン2Nは、銅・銀等の合金の表面を金メッキした高導電性のピンと、接触時の衝撃を抑制するバネ性を持ったリセクタブルソケットとで構成され、これを前述のモニター用パッド21a,21aに接触させることで測定が行なわれる。
【0020】
以上のように、基体2aと枠体2bとを、基体上面の外周部が少なくとも一部、枠体2bの外側に位置するようにして両者を一体的に取着させることで基体2aの一部を枠体2bの外側に延出させるとともに、該延出部上に水晶振動子3と電気的に接続されたモニター用パッド21a,21aを配置させるようにしたことから、電気的特性の検査に際し、電気特性試験器のコンタクトピン2Nとモニター用パッド21a,21aとの接触状態を上方より視認するにあたってモニター用パッド21a,21aの周囲に視認作業の障害となるものは何ら存在せず、その視認性は良好となる。これにより、水晶発振器における検査の作業性及び検査効率が飛躍的に向上する。
【0021】
尚、前記水晶振動子3としては、例えば所定結晶方位角に従ってカット(ATカット)された矩形状の水晶基板30の両主面に、従来周知の薄膜形成技術等を採用することによって一対の励振電極31、33を被着させた上、励振電極31、33の一端に接続電極32、34を形成した構造のものが用いられ、かかる水晶振動子3は接続電極32、34を導電性接着材7を介して基体上面の対応する振動子用接続パッド8、8に接合することにより前記キャビティ20内に搭載・収容される。前記導電性接着材7としては、例えば、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂材中にAg粉末等の導電性フィラを所定量、添加・混合したものが用いられ、水晶振動子3の接合時、ディスペンサー等によって接合部位に塗布される。
【0022】
また、前記発振制御用IC4は、シリコンチップの一主面にPNドープによって発振インバーター、負荷容量成分、帰還抵抗等を形成して成り、枠体2bの内側領域に位置する基体上面の所定位置に前記水晶振動子3と併設されるようにして載置され、その主面に設けられている端子電極を従来周知のワイヤボンディング法等によって基体上面の対応するIC用接続パッドにボンディングすることによりキャビティ20内に搭載・収容される。このような発振制御用IC4をセラミックパッケージ2内に搭載することにより、水晶振動子3の接続電極32、34と発振制御用IC4とが所定の導体パターンを介して電気的に接続され、発振回路が構成される。
【0023】
一方、前記セラミックパッケージ2上に取着されるシールリング5及び蓋体6は、Fe−Ni合金(42アロイ)、Fe−Ni−Co(コバール)等の金属から成り、シールリング5は図示しない封止用導体膜を介して枠体2bの上面にろう付け固定され、蓋体6はシールリング5の上面に従来周知の抵抗溶接(シーム溶接)等によって接合される。本実施形態においては、大気中に含まれている水分や酸素等の接触による腐食等で水晶振動子3等の特性が変化することのないように、上述の抵抗溶接は窒素ガス雰囲気や不活性ガス雰囲気中で行なわれ、これによって水晶振動子3が収容されるキャビティ20の内部には窒素ガスや不活性ガス等が充填されることとなる。また、前記蓋体6の表面側にはNiメッキ層等が被着・形成されており、溶接によって溶融したろう材が蓋体6の表面側に回り込んだり、接合に寄与するろう材が減少しないようになっている。更に、前記蓋体6の接合面側にAgろう層等を予め形成しておくようにすれば、溶接作業をより確実に行うことができる。
【0024】
また本実施形態においては、モニター用パッド21a、21aをセラミックパッケージ2の延在部2a1上に形成するようにしたことから、セラミックパッケージ1を基体2aと枠体2bの2層のみで構成することができ、水晶発振器の小型化、薄型化に供することもできる。
【0025】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更・改良等が可能である。
【0026】
例えば,上述の実施形態においては、基体2aの延出部2a1をセラミックパッケージ2の一端部にのみ設け、この部分に2個のモニター用パッド21a、21aを併設するようにしたが、これに代えて、図4に示す如く、基体2aの端部を2方向に延出させて延出部2a2、2a3を設け、各延出部2a2、2a3にモニター用パッド21b、21cを1個ずつ配設するようにしても良い。
【0027】
また、上述の実施形態において、図5に示す如く、モニター用パッド21d、21dの両側に枠体の一部を延出させることにより枠体でモニター用パッド21d、21dを囲むようにしても良いし、更にモニター用パッド21d、21d間にも枠体の一部を延出・配置させて、2個のモニター用パッド21d、21dを1個ずつ枠体で囲むようにしても良い。
【0028】
更に上述の実施形態においては、水晶振動子3と発振制御用IC4とを同じキャビティ20の内部に収容するようにしたが、これに代えて、水晶振動子3と発振制御用IC4とを別のキャビティ内にそれぞれ収容させても構わない。例えば、上述の実施形態において基体2aの下面にも別途、枠体を取着させて基体2aの下面側にもキャビティを形成し、上面側のキャビティ20内に水晶振動子3を、下面側のキャビティ内にその内部に発振制御用IC4を収容させるようにしても構わない。
【0029】
また更に、上記の実施形態においては、セラミックパッケージ2のキャビティ20を塞ぐのにセラミックパッケージ2上に取着させたシールリング5の上面に蓋体6を溶接するようにしたが、これに代えて、セラミックパッケージの上面にメタライズ層を形成しておき、このメタライズ層に直接、蓋体を溶接するようにしても構わない。
【0030】
更にまた、上述の実施形態においては、振動子として水晶振動子3を用いた水晶発振器を例にとって説明したが、水晶振動子以外の振動子を用いた発振器にも本発明は適用可能であるし、出力信号や発振制御用ICの動作を安定させるために、キャビティ20内にコンデンサ等の受動部品を搭載して発振回路に接続しても良いことは言うまでもない。
【0031】
【発明の効果】
本発明の発振器によれば、基体と枠体とを、基体上面の外周部が少なくとも一部、枠体の外側に位置するようにして両者を一体的に取着させることで基体の一部を枠体の外側に延出させるとともに、該延出部上に振動子と電気的に接続されたモニター用パッドを配置させるようにしたことから、電気的特性の検査に際し、電気特性試験器のコンタクトピンとモニター用パッドとの接触状態を視認するにあたってモニター用パッドの周囲に視認作業の障害となるものは何ら存在せず、検査の作業性及び検査効率を向上させることができるようになる。
【0032】
また本発明の発振器によれば、前記モニター用パッドは基体の上面に設けられていることから、基体の上面に接続パッド等の導体パターンを形成する際にモニター用パッドも同時に形成することができ、発振器の製造プロセスを簡素化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る発振器の斜視図である。
【図2】図1の発振器より蓋体を取り外した状態を示す上面図である。
【図3】図2のA−A側断面図である。
【図4】本発明の他の実施形態に係る発振器の斜視図である。
【図5】本発明の他の実施形態に係る発振器の斜視図である。
【図6】従来の発振器の断面図である。
【図7】従来の発振器の斜視図である。
【図8】従来の発振器の蓋体を取り外した状態を示す上面図である。
【図9】従来の発振器の検査方法を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
1・・・発振器(水晶発振器)
2・・・セラミックパッケージ
2a・・・基体
2b・・・蓋体
2a1、2a2、2a3、2a4・・・突出部
21a、21b、21c、21d・・・モニター用パッド
3・・・振動子(水晶振動子)
4・・・発振制御用IC
5・・・シールリング
6・・・蓋体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an oscillator having a resonator such as a piezoelectric element or a crystal resonator and an oscillation control IC housed in a package.
[0002]
[Prior art]
As a conventional oscillator, for example, a crystal oscillator having a structure shown in FIGS. 6 to 8 is known. The
[0003]
The
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional oscillator, usually, after the assembly of the oscillator is completed, the electrical characteristics are inspected by measuring the impedance characteristics of the
[0007]
However, since the inner surface of the through hole on the end surface on which the
[0008]
Further, according to the conventional oscillator described above, since the
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described drawbacks, and an object of the present invention is to provide an oscillator that can easily inspect a vibrator even after assembling and that can simplify a manufacturing process. Is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The oscillator according to the present invention, the base and the frame, at least a portion of the outer peripheral portion of the upper surface of the base is positioned outside the frame, and the two are integrally attached to each other. A pair of conductor layers having connection pads are formed, and a vibrator having a pair of connection electrodes connected to the connection pads and an oscillation control IC are mounted on a base located in an inner region of the frame. And an oscillator having a lid placed and fixed on the frame, wherein one end of the pair of conductor layers is extended on an upper surface of a base located in an outer region of the frame, and The extension portion is a monitor pad for measuring electrical characteristics of the vibrator.
[0011]
According to the oscillator of the present invention, the base and the frame are attached together such that the outer peripheral portion of the upper surface of the base is at least partially positioned outside the frame, and a part of the base is attached. Since the monitor pad is extended outside the frame body and the monitor pad electrically connected to the vibrator is arranged on the extended portion, the contact of the electrical property tester is required when inspecting the electrical property. When observing the contact state between the pin and the monitor pad, there is no obstacle around the monitor pad that hinders the visual inspection operation, and the workability and the inspection efficiency of the inspection can be improved.
[0012]
According to the oscillator of the present invention, since the monitor pad is provided on the upper surface of the base, the monitor pad can be formed at the same time when a conductor pattern such as a connection pad is formed on the upper surface of the base. Thus, the manufacturing process of the oscillator can be simplified.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the oscillator of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a perspective view of an oscillator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view showing a state where a lid is removed from the oscillator of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In the oscillator 1 shown in FIG. 1, a
[0014]
The
[0015]
On the upper surface of such a
[0016]
Further, on the upper surface of the base 2a constituting the
[0017]
The
[0018]
A pair of conductor layers having the
[0019]
In addition, as an electrical characteristic tester used for the impedance characteristics of the
[0020]
As described above, the base 2a and the
[0021]
In addition, as the
[0022]
The oscillation control IC 4 is formed by forming an oscillation inverter, a load capacitance component, a feedback resistor and the like by PN doping on one main surface of a silicon chip, and is provided at a predetermined position on the upper surface of the base located in the inner region of the
[0023]
On the other hand, the
[0024]
Further, in the present embodiment, since the
[0025]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the gist of the present invention.
[0026]
For example, in the above-described embodiment, the extension 2a1 of the base 2a is provided only at one end of the
[0027]
Further, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 5, a part of the frame may be extended to both sides of the
[0028]
Further, in the above-described embodiment, the
[0029]
Further, in the above-described embodiment, the
[0030]
Furthermore, in the above-described embodiment, the crystal oscillator using the
[0031]
【The invention's effect】
According to the oscillator of the present invention, the base and the frame are attached together such that the outer peripheral portion of the upper surface of the base is at least partially positioned outside the frame, and a part of the base is attached. Since the monitor pad is extended outside the frame body and the monitor pad electrically connected to the vibrator is arranged on the extended portion, the contact of the electrical property tester is required when inspecting the electrical property. When observing the contact state between the pin and the monitor pad, there is no obstacle around the monitor pad that hinders the visual inspection operation, and the workability and the inspection efficiency of the inspection can be improved.
[0032]
According to the oscillator of the present invention, since the monitor pad is provided on the upper surface of the base, the monitor pad can be formed at the same time when a conductor pattern such as a connection pad is formed on the upper surface of the base. As a result, the manufacturing process of the oscillator can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an oscillator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view showing a state where a lid is removed from the oscillator of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view of an oscillator according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view of an oscillator according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a conventional oscillator.
FIG. 7 is a perspective view of a conventional oscillator.
FIG. 8 is a top view showing a state where a lid of a conventional oscillator is removed.
FIG. 9 is a perspective view illustrating a conventional oscillator inspection method.
[Explanation of symbols]
1 ・ ・ ・ Oscillator (crystal oscillator)
2 Ceramic
4: Oscillation control IC
5
Claims (1)
Priority Applications (1)
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JP2002252150A JP2004096257A (en) | 2002-08-29 | 2002-08-29 | Oscillator |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004214799A (en) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Daishinku Corp | Piezoelectric oscillator and method of measuring piezoelectric oscillator |
JP2007180919A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Kyocera Kinseki Corp | Piezoelectric device and manufacturing method thereof |
-
2002
- 2002-08-29 JP JP2002252150A patent/JP2004096257A/en active Pending
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