JP2008104095A - Piezoelectric vibrator, piezoelectric device, and electronics - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電振動子、圧電デバイスおよび電子機器に関するものである。 The present invention relates to a piezoelectric vibrator, a piezoelectric device, and an electronic apparatus.
圧電振動子は、圧電振動片をパッケージに収容している。このパッケージの下面には、矩形の振動子端子を複数設けている。振動子端子は、圧電振動子を基板等に実装したときに、接続部材を介して基板側に設けた電極と接合する箇所である。そして振動子端子は、複数有るうちの2つが圧電振動片に導通するホット端子となっており、他が圧電振動子と基板との接合(実装)強度を向上するための強度保持端子となっている。 The piezoelectric vibrator accommodates a piezoelectric vibrating piece in a package. A plurality of rectangular vibrator terminals are provided on the lower surface of the package. The vibrator terminal is a portion to be joined to an electrode provided on the substrate side via a connecting member when the piezoelectric vibrator is mounted on a substrate or the like. The vibrator terminal is a hot terminal in which two of the plurality are connected to the piezoelectric vibrating piece, and the other is a strength holding terminal for improving the bonding (mounting) strength between the piezoelectric vibrator and the substrate. Yes.
このような圧電振動子は、例えば圧電発振器に用いられている。圧電発振器は、この圧電振動子とともに、発振回路となる電子部品を搭載している。そして、このような圧電発振器について開示したものには特許文献1がある。特許文献1に開示された圧電発振器は、基板上に電子部品を搭載するとともに、基板上に搭載した金属ボール上に圧電振動子を配設して、電子部品と圧電振動子を2階建て構造にしている。そして圧電振動子の下面の四隅に設けた矩形の振動子端子は、金属ボールと接合している。
従来の圧電振動子では、各振動子端子を矩形にして、その平面サイズを大きくしていた。これは、接続部材との接合面積を大きくして接合強度を向上したり、基板側の電極との導通を確実に確保したりするためである。この圧電振動子を基板に実装するときは、溶融した接続部材を基板側の電極の上に設けた後、この接続部材と振動子端子が重なるようにして圧電振動子を接続部材上に設け、この接続部材が固まることにより圧電振動子と基板が固着していた。ところが振動子端子の平面サイズが大きいと、振動子端子に接合した接続部材がこの振動子端子上をぬれ広がるので、圧電振動子が平面方向に回転してしまう。 In the conventional piezoelectric vibrator, each vibrator terminal is rectangular and its planar size is increased. This is to increase the bonding area with the connection member to improve the bonding strength or to ensure the conduction with the electrode on the substrate side. When mounting this piezoelectric vibrator on the substrate, after providing the molten connection member on the electrode on the substrate side, the piezoelectric vibrator is provided on the connection member so that the connection member and the vibrator terminal overlap, The piezoelectric vibrator and the substrate are fixed by solidifying the connecting member. However, if the planar size of the vibrator terminal is large, the connecting member joined to the vibrator terminal wets and spreads on the vibrator terminal, so that the piezoelectric vibrator rotates in the planar direction.
図8は従来技術に係る圧電振動子を基板に搭載したときの平面図である。図8(A)は、圧電振動子を基板の所定位置に搭載できたときの平面図である。また図8(B)は、基板に搭載した圧電振動子が回転したときの平面図である。図8(A)に示すように、圧電振動子1が平面方向にずれることなく、所定の位置に搭載できたときは、振動子端子4の内側に金属ボール2が配置しており、また基板3の側辺と圧電振動子1の側辺とも略平行な状態になっている。これに対し、前述したように振動子端子4が大きいと、図8(B)に示すように、圧電振動子1に回転位置ずれが生じてしまい、図8(A)に示す所定位置からずれて圧電振動子1が基板3と接合してしまう。そして回転位置ずれ量が大きいと、圧電振動子1が基板3からはみ出してしまうおそれがある。
FIG. 8 is a plan view when the piezoelectric vibrator according to the prior art is mounted on a substrate. FIG. 8A is a plan view when the piezoelectric vibrator can be mounted at a predetermined position on the substrate. FIG. 8B is a plan view when the piezoelectric vibrator mounted on the substrate rotates. As shown in FIG. 8A, when the piezoelectric vibrator 1 can be mounted at a predetermined position without being displaced in the plane direction, the
また特許文献1に開示されているような、圧電振動子と電子部品を2階建て構造にして基板上に搭載した圧電発振器では、電子部品と基板側の電極とがワイヤで導通している場合がある。この場合では、圧電振動子が平面方向に回転するとワイヤに干渉してしまう。すなわち、振動子端子とワイヤが接触してショートしてしまう等の不具合が生じる。また、この圧電発振器は、圧電振動子が平面方向に回転すると平面サイズが大型化してしまい、さらに圧電振動子の回転ずれ量が許容量を超えてしまうと不良品になってしまう。 Further, in a piezoelectric oscillator in which a piezoelectric vibrator and an electronic component are mounted on a substrate in a two-story structure as disclosed in Patent Document 1, the electronic component and the electrode on the substrate side are electrically connected by a wire. There is. In this case, when the piezoelectric vibrator rotates in the plane direction, it interferes with the wire. That is, problems such as shorting due to contact between the transducer terminal and the wire occur. Further, this piezoelectric oscillator becomes a defective product when the piezoelectric vibrator rotates in the plane direction, and the plane size increases, and when the rotational deviation of the piezoelectric vibrator exceeds an allowable amount.
本発明は、平面方向の回転位置ずれを防止した圧電振動子を提供することを目的とする。また本発明は、この圧電振動子を利用した圧電デバイスおよび電子機器を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the piezoelectric vibrator which prevented the rotational position shift | offset | difference of the planar direction. Another object of the present invention is to provide a piezoelectric device and an electronic apparatus using the piezoelectric vibrator.
本発明に係る圧電振動子は、圧電振動片を収容したパッケージを有し、パッケージの下面に設けた振動子端子は、接続部材が配設される接合電極と、接合電極に接続した流入電極とを備えたことを特徴としている。これにより圧電振動子の搭載時にセルフアライメントが働き、圧電振動子を所定位置に配置することができる。 The piezoelectric vibrator according to the present invention includes a package containing a piezoelectric vibrating piece, and vibrator terminals provided on a lower surface of the package include a joining electrode on which a connecting member is disposed, an inflow electrode connected to the joining electrode, It is characterized by having. Thereby, self-alignment works when the piezoelectric vibrator is mounted, and the piezoelectric vibrator can be arranged at a predetermined position.
前述した振動子端子は、圧電振動片に導通したホット端子と、実装強度を高める強度保持端子とを構成し、ホット端子および強度保持端子の各面積は、同じまたは略同じであり、接合電極および流入電極を備えた振動子端子は強度保持端子であることを特徴としている。これにより接続部材の材料がぬれ広がる量(面積)が同じになるので、各振動子端子における接続部材と振動子端子との間隔、すなわち基板から振動子までの間隔を同じ程度にすることができる。よって圧電振動子を基板に対して平行に実装することができる。 The vibrator terminal described above constitutes a hot terminal that is conducted to the piezoelectric vibrating piece and a strength holding terminal that increases the mounting strength. The areas of the hot terminal and the strength holding terminal are the same or substantially the same, and the bonding electrode and The vibrator terminal including the inflow electrode is a strength holding terminal. As a result, the amount (area) of the material of the connection member that spreads out becomes the same, so that the distance between the connection member and the vibrator terminal in each vibrator terminal, that is, the distance from the substrate to the vibrator can be made the same. . Therefore, the piezoelectric vibrator can be mounted in parallel to the substrate.
また本発明に係る圧電振動子は、接合電極の平面形状を円形としたことを特徴としている。これにより接合電極が小さくなるので圧電振動子のずれ量が小さくなり、圧電振動子を搭載するときのセルフアライメントを高めることができる。 The piezoelectric vibrator according to the present invention is characterized in that the planar shape of the bonding electrode is circular. As a result, the bonding electrode is reduced, so that the displacement amount of the piezoelectric vibrator is reduced, and self-alignment when the piezoelectric vibrator is mounted can be enhanced.
また本発明に係る圧電振動子は、接合電極の直径をL1、接続部材の直径をL2とすると、(1.0×L2)<L1≦(1.3×L2)の関係を満たすことを特徴としている。これにより接続部材を接合電極へ確実に接合することができ、またセルフアライメントによって圧電振動子を位置決めできる。また接合電極にフィレットを形成できるので、接合電極と接続端子の接合を確実なものにすることができる。 The piezoelectric vibrator according to the present invention satisfies the relationship of (1.0 × L2) <L1 ≦ (1.3 × L2), where L1 is the diameter of the bonding electrode and L2 is the diameter of the connecting member. It is said. As a result, the connecting member can be reliably bonded to the bonding electrode, and the piezoelectric vibrator can be positioned by self-alignment. Moreover, since a fillet can be formed in a joining electrode, joining of a joining electrode and a connection terminal can be ensured.
前述した接合電極および流入電極を備えた振動子端子は、互いに対向する位置に設けてあり、互いの形状が対称になっていることを特徴としている。これにより圧電振動子が平面方向に回転するのを防止でき、セルフアライメントを高めて、圧電振動子を所定の位置に正確に配置することができる。 The vibrator terminals provided with the junction electrode and the inflow electrode described above are provided at positions facing each other, and their shapes are symmetric. Accordingly, the piezoelectric vibrator can be prevented from rotating in the plane direction, self-alignment can be improved, and the piezoelectric vibrator can be accurately arranged at a predetermined position.
また本発明に係る圧電デバイスは、前述した圧電振動子と、配線パターンが形成された基板と、基板の一方の面に配置された電子部品と、基板の一方の面に配置され、圧電振動子の下面と基板の一方の面との間に所定の間隔を設けて圧電振動子と基板とを接続する複数の接続部材と、を有することを特徴としている。圧電振動子を接続部材上に配設しても、セルフアライメントが働くので、圧電振動子を基板に対する所定位置に配置することができる。そして複数の接続部材の形状が球形である場合は、特に基板に対して圧電振動子が回転して実装ずれが生じてしまい易いが、本発明に係る圧電デバイスによれば、そのような現象を防止できる。このため圧電デバイスの平面サイズを小さくできる。 The piezoelectric device according to the present invention includes the piezoelectric vibrator described above, a substrate on which a wiring pattern is formed, an electronic component disposed on one surface of the substrate, and a piezoelectric resonator disposed on one surface of the substrate. And a plurality of connecting members for connecting the piezoelectric vibrator and the substrate with a predetermined interval between the lower surface of the substrate and one surface of the substrate. Even if the piezoelectric vibrator is arranged on the connection member, self-alignment works, so that the piezoelectric vibrator can be arranged at a predetermined position with respect to the substrate. And when the shape of the plurality of connecting members is spherical, the piezoelectric vibrator tends to rotate especially with respect to the substrate, and mounting deviation is likely to occur. However, according to the piezoelectric device according to the present invention, such a phenomenon is prevented. Can be prevented. For this reason, the planar size of the piezoelectric device can be reduced.
また本発明に係る圧電デバイスは、接合電極の平面形状を円形にした圧電振動子と、配線パターンが形成された基板と、基板の一方の面に配置された電子部品と、基板の一方の面に形成された接続部材配置用電極上に配置され、圧電振動子の下面と基板の一方の面との間に所定の間隔を設けて圧電振動子と基板とを接続する複数の接続部材と、を有し、圧電振動子の円形の接合電極の中心と、円形の接続部材配置用電極の中心とが、平面視してほぼ同じ位置に存在することを特徴としている。これにより接合電極の中心と接続部材配置用電極の中心とが、基板の一方の面に対して垂直方向に延びる線分上に位置することになる。よって圧電振動子を接続部材上に配設しても、セルフアライメントが働くので、圧電振動子を基板に対する所定位置に配置することができる。そして複数の接続部材の形状が球形であっても、基板に対して圧電振動子が回転して実装ずれが生じるのを防止できる。 In addition, the piezoelectric device according to the present invention includes a piezoelectric vibrator having a planar shape of the bonding electrode, a substrate on which a wiring pattern is formed, an electronic component disposed on one surface of the substrate, and one surface of the substrate. A plurality of connection members that are disposed on the connection member disposing electrodes formed on the substrate and connect the piezoelectric vibrator and the substrate with a predetermined interval between the lower surface of the piezoelectric vibrator and one surface of the substrate; The center of the circular joining electrode of the piezoelectric vibrator and the center of the circular connection member disposing electrode are present at substantially the same position in plan view. As a result, the center of the bonding electrode and the center of the connection member arranging electrode are positioned on a line segment extending in the direction perpendicular to the one surface of the substrate. Therefore, even if the piezoelectric vibrator is disposed on the connection member, self-alignment works, so that the piezoelectric vibrator can be disposed at a predetermined position with respect to the substrate. Even if the shape of the plurality of connection members is spherical, it is possible to prevent mounting displacement due to rotation of the piezoelectric vibrator relative to the substrate.
また本発明に係る電子機器は、前述した圧電デバイスを搭載したことを特徴としている。電子機器には、より小型化されていく傾向の高いものがある。このような電子機器では、圧電デバイスを始めとする様々な電子デバイスを搭載する空間が限られているが、前述した特徴を有する圧電デバイスは平面方向が小型化されているので、この圧電デバイスを前記空間に搭載することができる。 An electronic apparatus according to the present invention is characterized by mounting the above-described piezoelectric device. Some electronic devices tend to be more compact. In such an electronic device, a space for mounting various electronic devices such as a piezoelectric device is limited. However, since the piezoelectric device having the above-described features is downsized in the plane direction, It can be mounted in the space.
以下に、本発明に係る圧電振動子、圧電デバイスおよび電子機器の実施形態について説明する。まず第1の実施形態について説明する。図1は圧電振動子の説明図である。ここで図1(A)は圧電振動子の断面図を示し、図1(B)は圧電振動子の底面図を示している。圧電振動子10は、パッケージ14に圧電振動片12を収容している。このパッケージ14は、パッケージベース18およびリッド16を備えている。パッケージベース18は、上方に向けて開口した凹陥部20を備えている。またリッド16は、パッケージベース18の上面に接合して凹陥部20を気密封止している。そしてパッケージベース18は、圧電振動片12と接合するマウント電極22を凹陥部20に備えている。このマウント電極22の上に導電性接着剤24が設けてあり、この導電性接着剤24によって圧電振動片12を電気的および機械的に接続している。この圧電振動片12は、ATカットされた圧電基板等を用いた圧電振動片、音叉型圧電振動片、弾性表面波素子片等であればよい。
Hereinafter, embodiments of a piezoelectric vibrator, a piezoelectric device, and an electronic apparatus according to the present invention will be described. First, the first embodiment will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram of a piezoelectric vibrator. Here, FIG. 1A shows a cross-sectional view of the piezoelectric vibrator, and FIG. 1B shows a bottom view of the piezoelectric vibrator. The
またパッケージベース18は、その下面に振動子端子26を複数備えている。なお本実施形態では、図1(B)に示すように振動子端子26を4つ備えており、圧電振動子10の下面における各角部付近に設けてある。そして振動子端子26は、4つ有るうちの2つがマウント電極22と1対1に導通してホット端子28となり、他の2つは圧電振動子10を基板に実装するときの接合強度を高める強度保持端子30となっている。なお強度保持端子30は、グランド電位にすることができる。
The
図1(B)に示す場合のホット端子28は、圧電振動子10の下面を形成するいずれかの側辺(図の左側にある短辺)の両端部に設けてある。このホット端子28の形状は、圧電振動子10の下面の中央部側が切り取られて、平面視した形状が略矩形になっている。このためホット端子28は、導電性を有する接続部材68(図5参照)と確実に接合して、マウント電極22と確実に導通することができる。
The
また強度保持端子30は、ホット端子28を設けていない圧電振動子10の下面の角部に設けてあり、図1(B)に示す場合では、図の右側にある短辺の両端部に設けてある。強度保持端子30は、接続部材68が配設される接合電極32と、この接合電極32に接続した流入電極34とを備えている。具体的には、接合電極32は、接続部材68と電気的および機械的に接続する端子である。
The
そして接合電極32の形状は如何なるものであってもよいが、中心をCrとした円形の形状にすれば接続部材68と接合可能な面積を小さくできる。すなわち円形の接合電極32は、従来の矩形の振動子端子と比べて接続部材68との接合可能な面積が小さくなり、圧電振動子10のずれ量を従来に比べて小さくできる。また接合電極32の形状を円形とした場合、その直径L1を、半田ボール等の接続部材68の直径L2と同程度にすればよい。具体的には、接合電極32の直径L1と接続部材68の直径L2とが、(1.0×L2)<L1≦(1.3×L2)の関係を満たせばよい。これにより、セルフアライメントによって圧電振動子10がずれることがなく、接合電極32と接続部材68が確実に接合する。
The shape of the
また流入電極34は、接続部材68が溶融して接合電極32と固着したときに、溶融した接続部材68の材料の一部が流れ込む端子である。例えば接続部材68が半田ボールのときには、半田ボールと接合電極32とが固着してフィレットを形成するとともに、この溶融した半田の一部が流入電極34にぬれ広がる。この流入電極34は、圧電振動子10の下面を形成する側辺のうちの長辺10aに沿って形成してあり、その一端が接合電極32に接続している。そして流入電極34の幅は、接合電極32の直径よりも狭い幅になっている。
The
なお全ての振動子端子26は、その面積を同程度にしている。すなわち略矩形のホット端子28と、接合電極32および流入電極34を備えた強度保持端子30とは、それぞれの面積を同じまたは略同じにしている。これにより接続部材68が振動子端子26に接続したときに、この接続部材68の材料がぬれ広がる面積が同じになり、接続部材68と振動子端子26とが接合したそれぞれの箇所における基板から圧電振動子10までの高さが同じになる。
All the
そして強度保持端子30は、図1(B)に示す形状ばかりでなく、図2に例示する形状であってもよい。図2は1つの強度保持端子を示した平面図である。図2(A)に示す強度保持端子30aは、圧電振動子10の下面の角部付近に、中心をCrとした円形の接合電極32を設けており、この接合電極32に隣接して略L字型をした流入電極34aを設けている。なお流入電極34aは、接合電極32に対して圧電振動子10の下面の中央部側に設けてある。この流入電極34aにおける接合電極32側にある辺は、この接合電極32の外形に沿って円弧状になっている。そして流入電極34aの一部が接合電極32に向けて延設してあり、この延設箇所が接合電極32に接続している。なお、この延設箇所の幅は、接合電極32の直径よりも狭くなっている。
The
また図2(B)に示す強度保持端子30bは、圧電振動子10の下面の角部付近に、中心をCrとした円形の接合電極32を設けている。そして、この強度保持端子30bは流入電極34bを2つ有しており、一方の流入電極34bが、圧電振動子10の下面を形成する側辺のうちの長辺10aに沿って形成してあり、その一端を接合電極32に接続している。また他方の流入電極34bは、圧電振動子10の下面を形成する側辺のうちの短辺10bに沿って形成してあり、その一端を接合電極32に接続している。これらの流入電極34bの幅は、接合電極32の直径よりも狭くなっている。
Further, the
また図2(C)に示す強度保持端子30cは、圧電振動子10の下面の角部付近に、中心をCrとした円形の接合電極32を設けている。そして流入電極34cは、圧電振動子10の下面を形成する側辺に沿って形成してあり、その一端を接合電極32に接続している。また、この流入電極34cの他端は、圧電振動子10の下面の内側に向けてL字型に折れ曲がっている。
In addition, the
また図2(D)に示す強度保持端子30dは、圧電振動子10の下面の角部付近に、中心をCrとした円形の接合電極32を設けている。そして、この強度保持端子30dは流入電極34dを複数有しており、接合電極32から放射状に接合電極32dが延びるように形成してある。
そして図2(A)ないし(D)の各図に示す強度保持端子30a,30b,30c,30dは、前述したように、ホット端子28の面積と同程度になっている。
Further, the
The
このような圧電振動子10によれば、接合電極32および流入電極34を備えた振動子端子26を下面に設け、接合電極32の直径L1と接続部材68の直径L2を同程度にしたので、圧電振動子10を搭載するときのセルフアライメントを高めることができる。すなわち圧電振動子10は、強度保持端子30の接合電極32を、これに固着する接続部材68の直径よりも僅かに大きくしてあるので、搭載時のセルフアライメントによって平面方向に回転することを防止でき、所定の位置へ配設できる。
According to such a
また接合電極32の直径を接続部材68よりも大きくしているので、接合電極32を形成するときの印刷パターンに位置ずれが生じたとしても、接合電極32に接続部材68を確実に接合することができる。また溶融した接続部材68の材料によってフィレットを形成することができ、接合電極32と接続部材68が確実に接合することができる。
In addition, since the diameter of the
また流入電極34は、溶融した接続部材68の材料がぬれ広がるので、接続部材68が接合電極32に留まることを防止できる。そして強度保持端子30を接合電極32のみで形成すると、接続部材68が接合電極32に留まってしまい、接続部材68と圧電振動子10との間が厚くなってしまう。しかし接合電極32に流入電極34を接続することにより、この高さ方向にバラツキが生じるのを防止できる。また流入電極34の幅を接合電極32の直径よりも狭くすることにより、前述したセルフアライメントの効果を得ることができる。よって圧電振動子10を安定して実装することができる。
In addition, the
また複数有る振動子端子26の面積をそれぞれ同じ程度にしているので、溶融した接続部材68の材料のぬれ広がる面積を同じにすることができる。これにより振動子端子26と接続部材68との間の厚みをそれぞれ同じにすることができ、各振動子端子26における高さ方向のばらつきが生じるのを防止できる。
Further, since the areas of the plurality of
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、振動子端子の変形例について説明する。具体的には、振動子端子を構成する流入電極の位置を限定したものである。図3は1対の強度保持端子の平面図である。図3(A)ないし(C)の各図に例示する強度保持端子30は、圧電振動子10の下面を形成する側辺のうち、いずれか1つの短辺の両端部付近、すなわち互いに対向する位置に設けてある。そして各強度保持端子30は、互いに対称な形状をしている。
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, a modification of the vibrator terminal will be described. Specifically, the position of the inflow electrode constituting the vibrator terminal is limited. FIG. 3 is a plan view of a pair of strength holding terminals. The
すなわち図3(A)に示す強度保持端子30は、圧電振動子10の下面の角部付近における短辺10b方向の対向位置に、中心をCrとした円形の接合電極32を設けている。そして各接合電極32には、圧電振動子10の下面の中央部へ向かう方向に延びた流入電極34が接続している。このような強度保持端子30は、圧電振動子10の下面を形成する短辺10bの中央(図3(A)の一点鎖線Aで示す位置)に対して対称な形状になっている。なお図3(A)に示す形状の強度保持端子30であっても、ホット端子28(図3には図示せず)の面積と同程度になっている。
That is, in the
また図3(B)に示す強度保持端子30は、圧電振動子10の下面の角部付近における短辺10b方向の対向位置に、中心をCrとした円形の接合電極32を設けている。そして各接合電極32には、圧電振動子10の下面を形成する短辺10bに沿った流入電極34が接続している。このような強度保持端子30は、圧電振動子10の下面を形成する短辺10bの中央(図3(B)の一点鎖線Bで示す位置)に対して対称な形状になっている。なお図3(B)に示す形状の強度保持端子30であっても、ホット端子28(図3には図示せず)の面積と同程度になっている。
In addition, the
また図3(C)に示す強度保持端子30は、図3(B)に示す強度保持端子30の流入電極34を互いに接続した構成である。このような強度保持端子30は、圧電振動子10の下面を形成する短辺10bの中央(図3(C)の一点鎖線Cで示す位置)に対して対称な形状になっている。
3C has a configuration in which the
また強度保持端子30は、図1(B)に示す形状であってもよい。すなわち接合電極32は、圧電振動子10の下面の角部付近における、短辺10b方向の対向位置に設けてある。そして各接合電極32には、圧電振動子10の下面を形成する長辺10aに沿った流入電極34が接続している。このような強度保持端子30であっても、圧電振動子10の下面を形成する短辺10bの中央に対して対称な形状になっている。
Further, the
また強度保持端子30は、次に例示する形状であってもよい。図4は対向した角部に強度保持端子を設けた圧電振動子の底面図である。圧電振動子10には、その下面の対角位置にホット端子28を設けるものがある。この場合でも、強度保持端子30は、互いに対向する位置に設けてあり、互いの形状が対称になっていればよい。すなわち強度保持端子30は、圧電振動子10の下面におけるホット端子28を形成していない角部に設けることになる。
Further, the
具体的には、図4(A)に示す強度保持端子30は、圧電振動子10の下面における対角位置に、中心をCrとした円形の接合電極32を設けている。そして接合電極32には、ホット端子28を設けているいずれか一方の角部に向けて延びた流入電極34が接続している。このような強度保持端子30は、ホット端子28を設けた角部を結ぶ線(図4(A)の破線D)に対して略対称な形状になっている。なお、この強度保持端子30は、ホット端子28の面積と同程度になっている。
Specifically, the
また図4(B)に示す強度保持端子30は、圧電振動子10の下面における対角位置に、中心をCrとした円形の接合電極32を設けている。そして接合電極32には、圧電振動子10の下面の中央部に向けて延びた流入電極34が接続している。このような強度保持端子30は、ホット端子28を設けた角部を結ぶ線(図4(B)の破線E)に対して略対称な形状になっている。なお、この強度保持端子30は、ホット端子28の面積と同程度になっている。
また図4(C)に示す強度保持端子30は、図4(B)に示す強度保持端子30の流入電極34を互いに接続した構成である。
In addition, the
Further, the
以上に説明したように、強度保持端子30を互いに対向した位置に設けるとともに、互いに線対称のような形状にすれば、圧電振動子10を基板へ搭載する時のセルフアライメントによって、圧電振動子10を所定の位置に確実に配設することができる。すなわち圧電振動子10の搭載時に、一方の強度保持端子30における一方の流入電極34が延びた方向に圧電振動子10が回転しようとしても、他方の強度保持端子30における他方の流入電極34は一方の流入電極34と対称方向な方向に延びているので、圧電振動子10が他方の流入電極34に沿って回転することができない。このため圧電振動子10は、回転ずれが生じることがない。
As described above, if the
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、第1,2の実施形態で説明した圧電振動子10を備えた圧電デバイスについて説明する。図5は圧電デバイスの断面図である。図6は電子部品を搭載した基板の平面図である。図5に示すように、圧電デバイス50は絶縁性の基板52を有しており、この基板52の他方の面に外部端子54を設けている。また図6に示すように、基板52の一方の面には、接続部材配置用電極56、ワイヤボンディング用電極70、シールド電極(図示せず)および配線パターン58を設けている。接続部材配置用電極56は、円形をしており、その上に接続部材68が配置される。なお円形の接続部材配置用電極56の中心をCsとする。
Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, a piezoelectric device including the
さらに基板52の一方の面には、接続部材配置用電極56およびワイヤボンディング用電極70の上面を除き、絶縁膜60を設けている。この絶縁膜60は、例えばレジスト膜等であればよい。なお配線パターン58や前記シールド電極は、絶縁膜60によって覆われているので、他の配線パターン58等とショートすることがなく、また後述するように絶縁膜60上に固着した電子部品62と直接にショートすることもない。よって図5に示すように、配線パターン58等を、電子部品62の下方位置に配置することが可能になるので、1層構造の基板52を用いることができ、また配線パターン58の引き回しの自由度が向上する。
Further, an insulating
そして絶縁膜60の上に電子部品62を配設している。この電子部品62は、例えば接着剤やテープ等の接合材を用いて固着してある。この接合材は、非導電性であるのが好ましい。また電子部品62は、圧電振動子10に電気信号を供給して、発振・増幅させる回路(発振回路)を備えていれば良く、集積回路(IC)チップになっている。
An
そして電子部品62の下方には前記シールド電極を配設しており、また図6に示すように、電子部品62の周囲にワイヤボンディング用電極70を配設している。この電子部品62は、能動面にワイヤボンディング用パッド64が設けてあり、能動面を上方に向けるとともに非能動面を基板52側に向けて絶縁膜60上に固着している。そしてワイヤボンディング用パッド64とワイヤボンディング用電極70とにワイヤ66が接合してこれらが導通している。そしてワイヤボンディング用パッド64は複数有り、その一部が配線パターン58を介して外部端子54と導通し、他が配線パターン58を介して接続部材配置用電極56と導通している(図5参照)。すなわち電子部品62と外部端子54が導通している。また前記シールド電極は、圧電デバイス50の外部から加わる電磁波ノイズの影響を無くすものであり、配線パターン58を介して、グランド電位となる外部端子54(グランド端子)と導通している。
The shield electrode is disposed below the
また絶縁膜60から露出した接続部材配置用電極56の上に接続部材68を設けており、接続部材68の上に圧電振動子10を設けている。この接続部材68は、半田ボールであってもよく、銅ボールまたは樹脂ボール等で形成されるコアを半田メッキしたものであってもよい。このように接続部材68を2重構造とすることにより、前記コアがスペーサとしての役割を果し、接続部材68の上に配設される圧電振動子10の基板52からの高さが一定に保たれるとともに、接続部材配置用電極56と圧電振動子10の電気的および機械的な接続が確保される。なお接続部材68の最も高い部分は、ワイヤ66の最も高い部分よりも上方にある。
A
この接続部材68は、圧電振動子10の振動子端子26と接合している。これにより圧電振動子10が接続部材68の上に配設され、電子部品62と圧電振動子10を2階建てにした構造になる。このとき、図5に示すように、基板52の接続部材配置用電極56の絶縁膜60から露出している部分の形状が円形状であり、その円の中心Csを通り、基板52の一方の面に対して垂直方向に延びる線分上に、圧電振動子10の接合電極32の中心Crが位置するように圧電振動子10が配置されている。すなわち接続部材配置用電極56の絶縁膜60から露出している部分の円の中心Csと、圧電振動子10の接合電極32の中心Crとが、圧電デバイス10を平面視してほぼ同じ位置に存在している。
The connecting
なお圧電振動子10の裏面とワイヤ66は接触していない。また、この接合時では、接続部材68と同一の材料を接続部材68または振動子端子26に塗布しておき、振動子端子26と接続部材68を接合すればよい。これにより接続部材68を介して圧電振動子10と基板52とが確実に固着するとともに、圧電振動子10と電子部品62が確実に導通する。
The back surface of the
そして圧電振動子10や電子部品62の周囲を樹脂モールド材69で覆っている。これにより圧電振動子10、電子部品62、接続部材68およびワイヤ66等が外部からの衝撃等から保護され、圧電デバイス50の信頼性が向上する。
The periphery of the
このような圧電デバイス50では、前述した特徴を有する圧電振動子10を接続部材68の上に搭載しているので、圧電振動子10の搭載時のセルフアライメントによって圧電振動子10を所定の位置に配置できる。すなわち複数の接続部材68の形状が球形である場合は、特に基板52に対して圧電振動子10が回転して実装ずれが生じてしまい易いが、本実施形態によれば、そのような現象を防止できる。そして圧電デバイス50は、樹脂モールド材69から圧電振動子10が出ないように、樹脂モールド材69の平面サイズを大きく形成する必要がなくなるから、平面サイズを小型にすることができる。
In such a piezoelectric device 50, since the
なお前述した圧電デバイス50は、圧電振動子10と発振回路(電子部品62)を備えているので圧電発振器となる。そして電子部品62には、前記発振回路の他にも、電圧制御回路や温度補償回路、プログラムすることにより任意の出力周波数を設定できる回路、圧電振動子10から出力された周波数信号から年月日等のディジタルデータを作り出力する回路、ジャイロセンサ用の駆動・検出回路等を備えることもできる。このため圧電デバイス50は、圧電発振器、電圧制御機能や温度補償機能を備えた圧電発振器、リアルタイムクロック装置またはジャイロセンサ等を構成することもできる。
The piezoelectric device 50 described above is a piezoelectric oscillator because it includes the
次に、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態では、第1,2の実施形態で説明した圧電振動子10や、第3の実施形態で説明した圧電デバイス50を搭載した電子機器について説明する。なお、この圧電振動子10や圧電デバイス50を搭載する電子機器には様々なものがあるが、第4の実施形態ではその一例として、ディジタル式携帯電話について説明する。
Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, an electronic apparatus including the
図7はディジタル式携帯電話の概略構成図である。ディジタル式携帯電話は、送受信信号の送信部102および受信部104等を有し、この送信部102および受信部104に、これらを制御する中央演算装置(CPU)106が接続している。またCPU106は、送受信信号の変調および復調の他に表示部や情報入力のための操作キー等からなる情報の入出力部108や、RAM,ROM等からなるメモリ110の制御を行っている。このためCPU106には、圧電振動子112が取付けられ、この圧電振動子112から出力されるクロック信号を利用している。またCPU106は温度補償型圧電発振器114と接続しており、この温度補償型圧電発振器114は送信部102と受信部104とに接続している。これによりCPU106からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償型圧電発振器114により修正されて、送信部102および受信部104に与えられるようになっている。そして圧電振動子112には、第1,2の実施形態で説明した圧電振動子10を利用できる。また温度補償型圧電発振器114には、第3の実施形態で説明した圧電デバイス50を利用できる。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a digital cellular phone. The digital cellular phone includes a transmission / reception
そしてディジタル式携帯電話100は、近年小型化されているので圧電振動子10(112)や圧電デバイス50(114)を始めとする電子デバイスを搭載する空間が限られている。しかし前述した圧電振動子10は、搭載時に、平面方向に回転することを防止できるので、圧電振動子10に隣接して設ける電子デバイスとの間隔を狭くできる。よって隣接する電子デバイスと干渉するのを防ぐことができ、前記空間の省スペース化が可能できる。また前述した圧電デバイス50は、内部に搭載した圧電振動子10が平面方向への回転ずれを防止できるので小型にできる。このため、この圧電デバイス50を前記空間に搭載することができる。
Since the digital
10………圧電振動子、12………圧電振動片、14………パッケージ、26………振動子端子、28………ホット端子、30………強度保持端子、32………接合電極、34………流入電極、50………圧電デバイス、52………基板、62………電子部品、68………接続部材、69………樹脂モールド材。
10 ......... Piezoelectric vibrator, 12 ......... Piezoelectric vibrator element, 14 ......... Package, 26 ... …… Vibrator terminal, 28 ...... Hot terminal, 30 ......... Strength holding terminal, 32 ......... Join
Claims (8)
前記パッケージの下面に設けた振動子端子は、接続部材が配設される接合電極と、前記接合電極に接続した流入電極とを備えた、
ことを特徴とする圧電振動子。 Having a package containing a piezoelectric vibrating piece;
The vibrator terminal provided on the lower surface of the package includes a bonding electrode on which a connection member is disposed, and an inflow electrode connected to the bonding electrode.
A piezoelectric vibrator characterized by that.
前記ホット端子および前記強度保持端子の各面積は、同じまたは略同じであり、
前記接合電極および前記流入電極を備えた前記振動子端子は前記強度保持端子である、
ことを特徴とする請求項1に記載の圧電振動子。 The vibrator terminal comprises a hot terminal conducted to the piezoelectric vibrating piece, and a strength holding terminal for increasing mounting strength,
Each area of the hot terminal and the strength holding terminal is the same or substantially the same,
The vibrator terminal including the bonding electrode and the inflow electrode is the strength holding terminal.
The piezoelectric vibrator according to claim 1.
配線パターンが形成された基板と、
前記基板の一方の面に配置された電子部品と、
前記基板の一方の面に配置され、前記圧電振動子の前記下面と前記基板の前記一方の面との間に所定の間隔を設けて前記圧電振動子と前記基板とを接続する複数の接続部材と、
を有することを特徴とする圧電デバイス。 A piezoelectric vibrator according to any one of claims 1 to 5,
A substrate on which a wiring pattern is formed;
Electronic components disposed on one side of the substrate;
A plurality of connecting members disposed on one surface of the substrate and connecting the piezoelectric vibrator and the substrate with a predetermined interval between the lower surface of the piezoelectric vibrator and the one surface of the substrate When,
A piezoelectric device characterized by comprising:
配線パターンが形成された基板と、
前記基板の一方の面に配置された電子部品と、
前記基板の一方の面に形成された接続部材配置用電極上に配置され、前記圧電振動子の前記下面と前記基板の前記一方の面との間に所定の間隔を設けて前記圧電振動子と前記基板とを接続する複数の接続部材と、を有し、
前記圧電振動子の円形の前記接合電極の中心と、円形の前記接続部材配置用電極の中心とが、平面視してほぼ同じ位置に存在することを特徴とする圧電デバイス。 The piezoelectric vibrator according to claim 3,
A substrate on which a wiring pattern is formed;
Electronic components disposed on one side of the substrate;
The piezoelectric vibrator is disposed on a connection member arranging electrode formed on one surface of the substrate, and a predetermined gap is provided between the lower surface of the piezoelectric vibrator and the one surface of the substrate. A plurality of connecting members for connecting the substrate,
The piezoelectric device characterized in that the center of the circular joining electrode of the piezoelectric vibrator and the center of the circular connection member arranging electrode are present at substantially the same position in plan view.
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CN101888219A (en) * | 2009-05-14 | 2010-11-17 | 日本电波工业株式会社 | The crystal oscillator that is used for mounted on surface |
JPWO2017068809A1 (en) * | 2015-10-21 | 2018-08-09 | 株式会社村田製作所 | Piezoelectric vibrator |
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