JP2004363936A - Surface-mounted crystal vibrator and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリント配線基板の表面に実装可能な表面実装型の水晶振動子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献】特開2002−094352
近年、例えば移動体通信機器等の各種電子機器では、表面実装タイプの水晶振動子が広く利用されている。上記特許文献には水晶振動子の構造が開示されている。
図3は、従来の表面実装タイプの水晶振動子の内部構造を示した図であり、図3(a)には、水晶振動子の上面図が、図3(b)には、その断面図がそれぞれ示されている。なお、同図(b)に示す断面図は、同図(a)に示す一点鎖線で水晶振動子を切断した時の断面を矢示X−X方向から見た図である。
【0003】
この図3(a)(b)に示すように、従来の表面実装型水晶振動子(以下、単に「水晶振動子」という)は、容器本体100と蓋108からなる気密容器の内部に水晶片107を収容して構成される。
容器本体100は、例えばセラミックにより形成され、その内部の底面両側に凸部102,103が設けられている。
【0004】
凸部102は、水晶片107に取り付けられている励振用の電極107a,107bが接続される引出電極が形成される部位であり、その中央部分に設けられているギャップGによって2つの領域に分割され、各々の領域に引出電極105a,105bが形成されている。この引出電極105a,105bと水晶片107の電極107a,107bとの接続には導電性接着剤106a,106bが用いられている。
【0005】
凸部103は、水晶片107の電極107a,107bと引出電極105a,105bに接続する際に、引出電極105a,105bに接続されることのない水晶片107の他端側を保持する受台面として設けられている。
なお、以下、本明細書では、水晶片107の電極107a,107bと接続される引出電極が形成される凸部102のことを「引出電極用凸部」、水晶片107の他端側を保持する凸部103のことを「載置用凸部」と表記して区別する。
【0006】
容器本体100の外側底面には、例えばその四隅に4つの電極端子109,109・・・が設けられており、これらの4つの電極端子109,109・・・の内、2つの電極端子109,109が、それぞれ導電線路110,110によって、容器本体100内の引出電極105a,105bに接続されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような従来の水晶振動子の製造時において、水晶片107の電極107a,107bと引出電極105a,105bとを接続する時は、それぞれの引出電極105a,105bの上に導電性接着剤106a,106bを塗布した後、載置用凸部103を利用して引出電極105a,105b上に水晶片107を載せ置くようにされる。この時、引出電極105a,105bの上に水晶片107の電極107a,107bが位置するように水晶片107を載置することで、導電性接着剤106a,106bにより、水晶片107の電極107a,107bと引出電極105a,105bとが電気的に接続され、しかも水晶片107がその内部で機械的に保持されることになる。
【0008】
しかしながら、近年、水晶振動子の小型化に伴って、水晶片107の小型化が進んでいる。このため、引出電極105a,105bと、水晶片107の電極107a,107bとを接続するときに、水晶片107側の導電性接着剤106a,106bの広がりにより発生する水晶片107の振動のクランプを無視することができなくなる。すなわち、水晶片107の支持により発生する振動レベルの損失(支持損失)を無視することができなくなる。
【0009】
このような水晶片107における支持損失の増加は、水晶片107のCI(クリスタルインピーダンス)値を増大させ、水晶振動子の性能劣化を招くという欠点があった。
【0010】
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、小型化した場合でも、水晶片の支持損失を抑制することができる水晶振動子を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的のため本発明の表面実装型水晶振動子は、電極が取り付けられている水晶片と、少なくとも、その内部に引出電極を有して構成される容器と、上記水晶片の電極上において凸状に硬化させた導電性接着剤と上記引出電極上に塗布された導電性接着材とが相互に接着されて成る接続部材とを有するものとする。
また本発明の表面実装型水晶振動子の製造方法は、内部に引出電極を有して構成される容器内に、電極が取り付けられた水晶片を収納する表面実装型水晶振動子の製造方法として、上記水晶片の電極上において導電性接着剤を凸状に硬化させる工程と、上記引出電極上に導電性接着剤を塗布する工程と、上記水晶片の電極上において凸状に硬化された導電性接着剤に対して、上記引出電極上に塗布された導電性接着剤で接着することで、上記容器内に上記水晶片を固定する工程とを有する。
即ち、本発明は水晶片の引出電極と接する側に導電性接着剤を突起状に塗布し硬化させ、その後、引出電極側の導電性接着剤を塗布し接着させる事により接触面積を減少させることにした。これにより、水晶振動子の小型化によってもたらせる導電性接着剤による支持損失の減少が可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態としての表面実装型水晶振動子について説明する。
図1は、表面実装型水晶振動子(以下、単に「水晶振動子」という)の内部構造を示した図であり、図1(a)には上面図、図1(b)には断面図がそれぞれ示されている。なお、同図(b)に示す断面図は、同図(a)に示す一点鎖線で水晶振動子を切断した時の断面を矢示A−A方向から見た図である。
【0013】
この図1に示す水晶振動子は、容器本体1と蓋10とからなる気密容器の内部に水晶片9を収容して構成される。
容器本体1は、セラミックなどにより形成され、底板13となるベースセラミック層の両側に中間セラミック層を形成し、この中間セラミック層を積層したベースセラミック層の周縁部に側壁となる上層セラミック層を形成した構造となっている。つまり、容器本体1は、ベースセラミック層、中間セラミック層、上層セラミック層という3つのセラミック層を積層した3層構造となっている。
この場合、容器本体1の内部形状は、水晶片9を収容できる程度のごく浅い箱形形状とされる。
【0014】
容器本体1の上縁部には、蓋10を接合する接合面4として、セラミックをメタライズ化(金属化)したメタライズ面が形成されている。なお、この接合面4は、例えば金属シールリングなどを接合面材としてロウ付けして形成するようにしても良い。
【0015】
容器本体1の外側底面には、例えばその四隅に4つの電極端子11,11・・・が設けられており、これらの4つの電極端子11,11・・・の内、2つの電極端子11,11が、それぞれ導電線路12,12によって、容器本体1内の引出電極5a,5bに接続されている。
【0016】
容器本体1の内部両側には、上記中間セラミック層を利用して引出電極用凸部2と、載置用凸部3が形成されている。
【0017】
引出電極用凸部2は、水晶片9の電極9a,9bが接続される引出電極5a,5bを形成する部位である。この場合引出電極用凸部2は、その中央に設けられているギャップGによって2つの領域に分割され、各領域に引出電極5a,5bがそれぞれ形成されている。
【0018】
なお、図1(b)に示すように、水晶片9の電極9a,9bは、図面上、水晶片9の下面側及び上面側に形成される。下面側の電極9aについては、引出電極5aに対向し、引出電極5bには対向しないようなパターン形状とされる。また、上面側の電極9bは、例えば水晶片9の側面に連続されて下面側に折り返され、引出電極5bに対向する部分が形成されるものである。これによって、後述するように導電性接着剤により、電極9aと引出電極5aが接続され、また電極9bと引出電極5bが接続される。
【0019】
水晶片9の電極9a,9bには接続部材である導電性接着剤を塗布し、突起状に硬化させた物7a,7b(以下、単に「突起物」とする)を形成させる。その突起物7a,7bと引出電極5a,5bとは、接続部材である導電性接着剤6a,6bにより接続され、引出電極5a,5bと水晶片9の電極9a,9bとが電気的に接続されると共に、その内部に水晶片9が機械的に保持される。
【0020】
この水晶片9の電極9a,9bに導電性接着剤を突起状に塗布することにより接触面積を減らすことが可能となる。この突起物7a,7bの構造については後述する。
【0021】
接続部材は、例えば熱収縮タイプで、しかも接続対象である水晶片9に与える衝撃を吸収することができる比較的柔らかいシリコン系の接着剤が用いられている。勿論、引出電極5a,5bと電極9a,9bとを電気的、機械的に接続することができれば、シリコン系以外の接着剤を接続部材として用いることは可能である。
【0022】
載置用凸部3は、水晶片9の電極9a,9bと引出電極5a,5bに接続する際に引出電極5a,5bに接続されない水晶片9の他端側を保持するために設けられ、水晶片9の受台面として機能するものとされる。
【0023】
図2を用いて、突起物7aを用いて水晶片9を容器1内に固定する方法及び突起物の構造を説明する。
図2(a)には、水晶片9の電極9aに導電性接着材を硬化させ、突起状にした突起物7aと引出電極5aに塗布した導電性接着剤6aとを接続する前の状態図を、(b)には接続後の状態図を示す。
【0024】
最初に、電極9aにおいて、引出電極5aと対向することとなる部位に、導電性接着剤を塗布し、それを突起状の形に硬化させる。これが図2(a)に示す突起物7aとなる。
続いて、引出電極5a側にも導電性接着剤6aを塗布する。
このように突起物7aを形成し、さらに引出電極5aに導電性接着剤6aを塗布した後、突起物7aを導電性接着剤6aに押し付けるようにして接着する。
【0025】
図2(b)は、その硬化させた突起物7aを引出電極5a上の導電性接着剤6aに接続した状態である。
このように、水晶片9の電極9aの導電性接着剤を先に硬化させ突起物7aとすることにより、水晶片9側においては突起物7aの大きさ以上に導電性接着剤が広がることが無く、水晶片9における支持損失の影響を小さくすることができる。
【0026】
なお、以上のように突起物を生成してから接着する処理は、水晶片9の電極9b側と引出電極5bの接着に関しても同様であり、従って突起物7bによって水晶片7側における導電性接着剤6aの広がりが防止される。
そして、このようにして支持損失が減少されることは、水晶振動子の小型化に伴う水晶片9の小型化という事情に鑑みて、非常に好適なものとなる。
【0027】
なお、上記例では、水晶片側の電極に導電性接着剤を硬化させた突起物を形成したが、引出電極側において同じようにして導電性接着剤を硬化させた突起物を形成して、水晶片側の電極に導電性接着剤を塗布して接着しても良い。その場合、水晶片側の電極への塗布面積を狭くすることで同様の効果が得られる。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の表面実装型水晶振動子は、水晶片の電極と引出電極とを接続部材によって接続した際に、水晶片が必要以上に引出電極と接続されずに済み、支持損失を減らすとともに振動子の性能劣化を防ぐことになる。
従って、このような本発明の水晶振動子を、小型化される移動体通信機器に適用させるため水晶振動子を小型化する場合でも、品質の良い水晶振動子を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】水晶振動子の内部構造を説明するための上面図及び断面図である。
【図2】図1に示した水晶片の電極と引出電極との接着の様子を模式的に示した図である。
【図3】従来の水晶振動子の内部構造を説明するための上面図及び断面図である。
【図4】従来の水晶片の電極と引出電極との接着の様子を模式的に示した図である。
【符号の説明】
1 容器本体、2 引出電極用凸部、3 載置用凸部、4 接合面、5a 5b引出電極、6a 6b 導電性接着剤、7a 7b 突起物、9 水晶片、9a 9b 電極、10 蓋、11 電極端子、12 導電線路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface-mount type crystal unit that can be mounted on a surface of a printed wiring board, for example.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document] JP-A-2002-094352
2. Description of the Related Art In recent years, surface mount type crystal units have been widely used in various electronic devices such as mobile communication devices. The above patent document discloses a structure of a quartz oscillator.
3A and 3B are views showing the internal structure of a conventional surface-mount type crystal unit. FIG. 3A is a top view of the crystal unit, and FIG. Are shown respectively. The cross-sectional view shown in FIG. 2B is a cross-sectional view of the crystal resonator taken along the alternate long and short dash line shown in FIG.
[0003]
As shown in FIGS. 3A and 3B, a conventional surface mount type crystal unit (hereinafter, simply referred to as a “crystal unit”) includes a crystal piece inside an airtight container including a
The
[0004]
The
[0005]
The
Hereinafter, in the present specification, the
[0006]
On the outer bottom surface of the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
When the
[0008]
However, in recent years, downsizing of the crystal blank 107 has been progressing along with downsizing of the crystal resonator. Therefore, when the
[0009]
Such an increase in the support loss of the crystal blank 107 has a disadvantage that the CI (crystal impedance) value of the crystal blank 107 is increased, and the performance of the crystal resonator is deteriorated.
[0010]
Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a crystal resonator that can suppress the loss of supporting a crystal blank even when the size is reduced.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
For the above purpose, the surface-mount type crystal resonator of the present invention includes a crystal blank having electrodes attached thereto, a container having at least an extraction electrode therein, and a convex formed on the electrode of the crystal blank. It has a connection member formed by bonding a conductive adhesive cured in a shape and a conductive adhesive applied on the extraction electrode to each other.
Further, the method of manufacturing a surface-mounted crystal resonator of the present invention is a method of manufacturing a surface-mounted crystal resonator in which a crystal piece having electrodes attached thereto is housed in a container having an extraction electrode therein. A step of curing the conductive adhesive on the electrode of the crystal blank in a convex shape, a step of applying a conductive adhesive on the extraction electrode, and a step of curing the conductive adhesive on the electrode of the crystal blank. Fixing the crystal blank in the container by adhering to the conductive adhesive with a conductive adhesive applied on the extraction electrode.
In other words, the present invention reduces the contact area by applying a conductive adhesive in a protruding shape on the side of the quartz piece that comes into contact with the extraction electrode and curing it, and then applying and bonding the conductive adhesive on the extraction electrode side. I made it. This makes it possible to reduce the support loss caused by the conductive adhesive, which is brought about by downsizing the crystal unit.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a surface mount type crystal unit as an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing an internal structure of a surface-mount type crystal unit (hereinafter, simply referred to as “crystal unit”). FIG. 1A is a top view, and FIG. Are shown respectively. Note that the cross-sectional view shown in FIG. 2B is a cross-sectional view of the crystal resonator taken along the dashed line shown in FIG.
[0013]
The crystal resonator shown in FIG. 1 is configured by housing a
The container main body 1 is formed of ceramic or the like, forms an intermediate ceramic layer on both sides of a base ceramic layer serving as a
In this case, the inner shape of the container body 1 is a box shape that is very shallow enough to accommodate the
[0014]
A metallized surface formed by metallizing (metallizing) ceramic is formed on the upper edge of the container body 1 as a
[0015]
On the outer bottom surface of the container body 1, for example, four
[0016]
On both sides of the inside of the container body 1, a
[0017]
The extraction electrode
[0018]
As shown in FIG. 1B, the
[0019]
A conductive adhesive as a connecting member is applied to the
[0020]
The contact area can be reduced by applying a conductive adhesive to the
[0021]
The connection member is, for example, a heat-shrinkable type, and uses a relatively soft silicone-based adhesive that can absorb an impact given to the
[0022]
The mounting
[0023]
A method of fixing the
FIG. 2A is a diagram showing a state before the conductive adhesive is cured on the
[0024]
First, a conductive adhesive is applied to a portion of the
Subsequently, the
After the
[0025]
FIG. 2B shows a state in which the cured
As described above, by curing the conductive adhesive of the
[0026]
The process of forming the projections and then bonding the same as described above is the same as the bonding between the
The reduction of the support loss in this way is very suitable in view of the downsizing of the
[0027]
Note that, in the above example, the protrusions formed by curing the conductive adhesive were formed on the electrode on the quartz piece side, but the protrusions formed by curing the conductive adhesive in the same manner were formed on the extraction electrode side, and the crystal was formed. A conductive adhesive may be applied and bonded to one of the electrodes. In this case, the same effect can be obtained by reducing the area of application to the electrode on the one side of the quartz crystal.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, the surface-mount type crystal resonator of the present invention can prevent the crystal piece from being unnecessarily connected to the extraction electrode when the electrode of the crystal piece and the extraction electrode are connected to each other by the connecting member. The loss is reduced and the performance of the vibrator is prevented from deteriorating.
Therefore, a high-quality crystal resonator can be provided even when the crystal resonator is downsized in order to apply such a crystal resonator of the present invention to a downsized mobile communication device.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are a top view and a cross-sectional view illustrating an internal structure of a crystal unit.
FIG. 2 is a view schematically showing a state of adhesion between an electrode of a crystal piece and an extraction electrode shown in FIG.
FIG. 3 is a top view and a cross-sectional view for explaining the internal structure of a conventional crystal unit.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a state of adhesion between an electrode of a conventional crystal blank and an extraction electrode.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container main body, 2 convex parts for extraction electrodes, 3 convex parts for mounting, 4 joint surfaces,
Claims (2)
少なくとも、その内部に引出電極を有して構成される容器と、
上記水晶片の電極上において凸状に硬化させた導電性接着剤と、上記引出電極上に塗布された導電性接着材とが、相互に接着されて成る接続部材と、を有することを特徴とする表面実装型水晶振動子。A crystal piece to which the electrodes are attached,
At least, a container configured to have an extraction electrode therein,
A conductive member hardened in a convex shape on the electrode of the crystal blank, and a conductive member applied on the extraction electrode, and a connection member bonded to each other, Surface mount type crystal unit.
上記水晶片の電極上において導電性接着剤を凸状に硬化させる工程と、
上記引出電極上に導電性接着剤を塗布する工程と、
上記水晶片の電極上において凸状に硬化された導電性接着剤に対して、上記引出電極上に塗布された導電性接着剤で接着することで、上記容器内に上記水晶片を固定する工程と、を有することを特徴とする表面実装型水晶振動子の製造方法。As a method of manufacturing a surface-mounted crystal resonator that houses a crystal piece with an electrode attached thereto, in a container configured with an extraction electrode therein,
A step of curing the conductive adhesive in a convex shape on the electrode of the quartz piece,
A step of applying a conductive adhesive on the extraction electrode,
Fixing the quartz piece in the container by bonding the conductive adhesive applied on the extraction electrode to the conductive adhesive that is cured in a convex shape on the electrode of the quartz piece. And a method for manufacturing a surface-mounted crystal resonator.
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