JP2008113420A - 水晶振動子 - Google Patents

Abstract

【課題】水晶片の励振電極と導電性接着剤との接触を防止して振動を確実にした水晶振動子を提供する。
【解決手段】矩形状とした水晶片１の両主面に矩形状の励振電極３を形成して前記励振電極３から両端部の少なくともいずれか一方の角部に引出電極４を延出し、前記引出電極４の延出した水晶片１の前記いずれか一方の角部を導電性接着剤７によって固着してなる水晶振動子において、 前記水晶片１のいずれか一方の角部に対応する前記励振電極３の角部には前記水晶片１の角部からの距離を大きくする切欠部が設けられ、前記切欠部は直線状又は湾曲状となる構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は水晶振動子を技術分野とし、特に励振電極の面積を大きくした小型の水晶振動子に関する。

（発明の背景）
水晶振動子は周波数制御素子として一般に知られ、各種電子機器の発振回路に組込まれる。このようなものの一つに、振動周波数帯を2〜40ＭＨｚとして、振動姿態を厚み滑り
振動姿態としたＡＴカットの水晶片（水晶振動子）がある。この中でも、小型になるほど例えば振動周波数が８ＭＨｚ帯以下では一般にベベル加工が施される。

（従来技術の一例）
第４図は一従来例を説明する水晶振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバーを除く平面図である。なお、第４図（ａ）では励振電極及び引出電極は省略されている。

水晶振動子はＡＴカットした水晶片１を密閉容器２内に封入してなる。水晶片１は平面外形を矩形状とし、長さ及び幅方向の両端部となる外周部に傾斜部（ベベル）を有し、中央領域を平坦部とする。これらは、水晶片１の多数が円筒や球等の図示しない中空容器内に研磨剤とともに投入され、中空容器の回転による研磨によって形成される。

水晶片１は両主面に励振電極３を有し、両端部に引出電極４を延出する。励振電極３は矩形状として、水晶片１の平坦部から傾斜面にまたがって形成される。この場合、水晶片１の中心に対して点対称になる。引出電極４は励振電極３の両端中央部から水晶片１の両端中央部に延出する第１引出部４ａと、両端部辺縁に沿った第２引出部４ｂからなる。第２引出部４ｂはそれぞれ折り返して反対面にも形成される。これにより、励振電極３及び引出電極４を含めた電極パターンは両主面間で対称となるので、方向性がなくなり、例えば後述する固着時等での作業を容易にする。

密閉容器２はいずれもセラミックとした実装基板５とカバー６とからなる。実装基板５は内底面に凹部を有して、内壁に段部を有する。一組の対向する長辺方向の内壁段部にはそれぞれ図示しない水晶端子を有する。また、一組の対向する内壁段部の中央部には溝９を有する。実装基板５の外底面には両端部中央域に図示しない外部端子を有し、積層面及び側面を経て水晶端子と電気的に接続する。

そして、水晶片１の引出電極４の延出した両端部が導電性接着剤７によって水晶端子に固着される。ここでは、引出電極４の第２引出部４ｂの両端側が固着される。すなわち、水晶片１の４角部が固着される。カバー６は凹状とし、開口端面がガラスの溶融によって実装基板５の外周に固着され（いわゆるガラス封止）、水晶片１を密閉封入する。

このようなものでは、水晶片１の外周に傾斜部を設けるので、平坦部（中央領域）に振動エネルギーを閉じ込め、保持による振動エネルギーの漏洩や端面反射等を防止する。そして、励振電極３を平坦部から傾斜部にまたがって形成するので、振動領域となる平坦部の利用効率を高めることから、クリスタルインピーダンス（以下、ＣＩとする）を小さくして小型化を促進する。なお、実装基板５の凹部は平坦部と内底面との接触を防止する。
特開平３−２２６１０６号公報 特開２００１−２４４６９号公報

（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の水晶振動子では、ＣＩを小さくするために励振電極３の面積を大きくするので、引出電極４の第２引出部４ｂと励振電極３の間隔も小さくなる。このことから、水晶片１の４角部（各第２引出部４ｂの両端側）を固着する際、塗布量が多い場合や、水晶片１の微妙な位置ずれがあった場合は、導電性接着剤７が励振電極３の特に角部に接触する問題があった。

この場合、例えば水晶片１の一主面の励振電極３から引出電極４の延出した一端側で導電性接着剤７が接触した場合はＣＩの上昇を招くのみで振動は持続する。しかし、水晶片１の他端側で励振電極３と導電性接着剤７が接触した場合は電気的な短絡を生じ、両主面間で同電位として振動不能にする。

（発明の目的）
本発明は水晶片の励振電極と導電性接着剤との接触を防止して振動を確実にした水晶振動子を提供することを目的とする。

本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、矩形状とした水晶片の両主面に矩形状の励振電極を形成して前記励振電極から両端部の少なくともいずれか一方の角部に引出電極を延出し、前記引出電極の延出した水晶片の前記いずれか一方の角部を導電性接着剤によって固着してなる水晶振動子において、 前記水晶片のいずれか一方の角部に対応する前記励振電極の角部には前記水晶片の角部からの距離を大きくする切欠部が設けられ、前記切欠部は直線状又は湾曲状となる構成とする。

このような構成であれば、励振電極の角部には直線状又は湾曲状とした切欠部を設けたので、導電性接着剤が塗布される水晶片の角部と励振電極の角部との距離が大きくなる。したがって、接着剤の塗布量が多くなった場合や、水晶片の位置ずれがあった場合でも、導電性接着剤と励振電極との接触を防止する。したがって、電気的な短絡を避けられるので、振動を確実にする。

なお、従来の矩形状もしくは角部に丸みを有する励振電極に比べ、励振電極の面積を広く確保した上で、導電性接着剤が塗布される水晶片の角部と励振電極の距離を大きくできる。これにより、優れた振動特性を有しかつ電気的な短絡を避けられる信頼性の高い水晶振動子が得られる。

（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記励振電極の４角部のすべてに切欠部が設けられる。これにより、水晶片の４角部のすべてを固着する場合、励振電極のすべての角部において導電性接着剤の励振電極への接触を防止でき、振動特性の劣化を抑えることとなる。

同請求項３では、請求項１において、前記励振電極は前記水晶片の中心に対して点対称であって、前記励振電極の長さは前記水晶片の長さに対して60％〜75％であり、前記励振電極の幅は前記水晶片の幅に対して80〜98％とする。これにより、励振電極と水晶片との角部が接近するので、請求項１の効果が顕著になる。

同請求項４では、請求項１において、前記水晶片は中央領域に平坦部を外周部に傾斜面を有し、前記励振電極は前記傾斜面にまたがって形成される。これにより、本発明の適用される水晶振動子（水晶片）が明確化され、特に、ベベル加工を要する周波数帯例えば４ＭＨｚ帯の水晶振動子に適用される。

同請求項５では、請求項１において、前記引出電極は、前記励振電極の両端中央部から前記水晶片の両端中央部に延出した第１引出部と、前記水晶片の両端中央部から両端部辺縁に沿った第１引出部とからなる。これにより、水晶片の引出電極が４角部に延出し、導電性接着剤の塗布される位置が特定される。

第１図は本発明の一実施形態を説明する水晶振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバーを除く平面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。

水晶振動子は前述したように実装基板５の対向する内壁段部に水晶片１の両端部が保持（固着）され、ガラス封止によってカバー６を接合して密閉封入される。水晶片１は、前述のように、中空容器内で研磨され、中央領域に平坦部を外周部に傾斜部を有する。ここでは、平面外形（長さ×幅）を5.25×1.80ｍｍとし、振動周波数を例えば４ＭＨｚ（厚みが0.42ｍｍ）とする。

励振電極３は矩形状として水晶片１の中心に対して点対称とし、平面外形を3.6×1.6
ｍｍとする。これは、水晶片１の長さに対して68％、同幅に対して88％となる。そして、励振電極３の４角部は切除され、各角を頂点として３角形となる切欠部８が設けられる。

これにより、励振電極３と水晶片１との各角部との距離を大きくする。例えば切欠部８を設ける前の励振電極３と水晶片１の角との間は0.78ｍｍであるが、ここでは切欠部８を設けたことによって1.05ｍｍとして、約1.3倍とする。そして、前述のように、実装基板
５の対向する内壁段部に設けられた水晶端子に、水晶片１の４角部である両端部両側を導電性接着剤７によって固着する。

このような構成であれば、励振電極３の切欠部８によって水晶片１の４角部との距離を大きくする。したがって、水晶片１の４角部に導電性接着剤７を塗布しても、励振電極３との接触を避けられる。これにより、特に、引出電極４の延出した一端側とは逆方向の他端側での励振電極３と導電性接着剤７との接触を防止するので、電気的な短絡もなく、振動を確実にする。

（他の事項）
上記実施形態では水晶片１の４角部を導電性接着剤７によって固着したが、第２図（ａｂ）に示したように各両端部で両側（図の上下端）のうちいずれか一方を固着する場合に適用できる。例えば一組の対角部に引出電極４を延出した場合「同図（ａ）」や、同一辺上の角部に延出した場合「同図（ｂ）」に適用できる。なお、図の黒色は折り返された引出電極である。

また、切欠部８は３角形としたが、これに限らず、第３図に示したように切除部を湾曲状としてもよく、導電性接着剤７の接触を防止する程度に切除されていればよい。また、密閉容器の接合手段はガラス封止としたが、これに限らず密閉容器の材料を含めて例えば接合手段をシーム溶接にする等任意に選択できる。

本発明の一実施形態を説明する水晶振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同 図（ｂ）はカバーを除く平面図である。 本発明の他の適用例を示す水晶片の平面図である。 切欠部を湾曲状とした例を示す水晶片の平面図である。 従来例を説明する水晶振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカ バーを除く平面図である。

符号の説明

１ 水晶片、２ 密閉容器、３励振電極、４ 引出電極、５ 実装基板、６ カバー、７ 導電性接着剤、８ 切欠部、９ 溝。

Claims (5)

1. 矩形状とした水晶片の両主面に矩形状の励振電極を形成して前記励振電極から両端部の少なくともいずれか一方の角部に引出電極を延出し、前記引出電極の延出した水晶片の前記いずれか一方の角部を導電性接着剤によって固着してなる水晶振動子において、 前記水晶片のいずれか一方の角部に対応する前記励振電極の角部には前記水晶片の角部からの距離を大きくする切欠部が設けられ、前記切欠部は直線状又は湾曲状であることを特徴とする水晶振動子。
2. 請求項１において、前記励振電極の４角部のすべてに前記切欠部が設けられた水晶振動子。
3. 請求項１において、前記励振電極は前記水晶片の中心に対して点対称であって、前記励振電極の長さは前記水晶片１の長さに対して60〜75％であり、前記励振電極の幅は前記水晶片の幅に対して80〜98％である水晶振動子。
4. 請求項１において、前記水晶片は中央領域に平坦部を外周部に傾斜面を有し、前記励振電極は前記傾斜面にまたがって形成された水晶振動子。
5. 請求項１において、前記引出電極は前記励振電極の両端中央部から前記水晶片の両端中央部に延出した第１引出部と、前記水晶片の両端中央部から両端辺縁に沿った第２引出部とからなる水晶振動子。

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