JP2009130236A - 圧電デバイスとこれを用いた電子機器、及び自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的信頼性を向上させるため、リード線が圧電振動子を支持する圧電デバイスを提供する。
【解決手段】圧電デバイスは、回路パターンにその一端が電気的に接続されるリード線１２と、リード線１２の他端に電気的に接続された端子１３Ａを有する圧電振動子１３とを備え、圧電振動子１３がリード線１２の他端により中空保持されており、リード線１２の他端における圧電振動子１３との接続面１２Ａの裏面１２Ｂには支持部材１４を設けた構成としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラ等の電子機器や自動車のセンシング機能等に用いられる圧電デバイスに関するものである。

従来この種の圧電デバイスは、図８に示されるように、回路パターンにその一端が電気的に接続されるリード線２と、リード線２の他端に電気的に接続された端子３Ａを有する圧電振動子３とを備え、圧電振動子３がリード線２の他端により中空保持されており、リード線２が、圧電振動子３への電気信号伝達の役割と、圧電振動子３を支持する役割とを担っていた。

なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００７−１６７８５４号公報

このような従来の圧電デバイスは、電気的信頼性の低さが問題となっていた。

すなわち、上記従来の構成においては、リード線２が、圧電振動子３への電気信号伝達の役割と、圧電振動子３を支持する役割とを担っているため、リード線２と圧電振動子３との接続点において、局所的に応力が加わるような場合、当該接続点において電気的接続不良が起こるなど、電気的信頼性が低くなってしまっていた。

そこで本発明は、リード線が圧電振動子を支持する圧電デバイスにおいて、その電気的信頼性を向上させることを目的とする。

そして、この目的を達成するために本発明は、回路パターンにその一端が電気的に接続されるリード線と、前記リード線の他端に電気的に接続された端子を有する圧電振動子とを備え、前記圧電振動子が前記リード線の他端により中空保持されており、前記リード線の他端における前記圧電振動子接続面の裏面には支持部材を設けた構成としたものである。

本発明の圧電デバイスは、リード線の他端における圧電振動子との接続面の裏面に設けられた支持部材が、リード線と圧電振動子との間に加わる応力を当該支持部材内で分散させるため、リード線と圧電振動子との接続点において、局所的に応力が加わる可能性を低減することができ、その結果として、電気的信頼性を向上させることができるのである。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における圧電デバイスについて図面を参照しながら説明する。

本実施の形態における圧電デバイスは、図１に示すごとく、外容器１１の底面１１Ａに配置された回路パターンにその一端が電気的に接続されるリード線１２と、リード線１２の他端に電気的に接続された端子１３Ａを有する圧電振動子１３とを備え、圧電振動子１３がリード線１２の他端により中空保持された構成としている。

具体的には、セラミックパッケージ等の外容器１１の底面１１Ａにリード線１２の一端が載置されるとともに、前記一端の上面が支持基板１５により支持されている。そして、底面１１Ａには本圧電デバイスを駆動させるとともに、本圧電デバイスからの信号を検知するＩＣと、このＩＣに電気的に接続された回路パターンとを形成しており、リード線１２の一端がこの回路パターンに電気的に接続され、リード線１２の他端が圧電振動子１３の端子１３Ａに電気的に接続されている。なお、前記回路パターンは、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板を用いて構成することにより、より低背型の圧電デバイスを構成することを可能としている。

そして、リード線１２の他端には、その圧電振動子１３との接続面１２Ａの裏面１２Ｂに支持部材１４を設けた構成としている。この支持部材１４は例えばポリイミドやエポキシ等の、耐熱性のある樹脂を用いて構成している。具体的には、これらの樹脂を板状に固めたものを接着剤等により貼り付ける等して構成することができる。

このような構成により、リード線１２の他端における圧電振動子１３との接続面１２Ａの裏面１２Ｂに設けられた支持部材１４が、リード線１２と圧電振動子１３との間に加わる応力を当該支持部材１４内で分散させるため、リード線１２と圧電振動子１３との接続点において、局所的に応力が加わる可能性を低減することができ、その結果として、電気的信頼性を向上させることができるのである。

なお、本実施の形態においては、リード線１２の他端における圧電振動子１３との接続面１２Ａが、外容器１１の底面１１Ａ、即ちリード線１２の一端を載置する載置面と、対向する面の裏面となる構成としているが、リード線１２の他端における、前記載置面と対向する面を圧電振動子１３との接続面とし、その裏面に支持部材１４を形成する構成としても構わない。

ただし、図１に示すごとく、リード線１２の他端における圧電振動子１３との接続面１２Ａが、前記載置面と対向する面の裏面となる構成とすることにより、リード線１２の存在により圧電振動子１３の形状が規制されることが無く、設計自由度が広がり望ましい。

さらに、図２に示すごとく、支持部材１４Ａを、リード線１２の他端における圧電振動子１３との接続面１２Ａの裏面１２Ｂから、圧電振動子１３におけるリード線１２との接続面１３Ｂにまで設ける構成とすることにより、支持部材１４Ａとリード線１２、圧電振動子１３との接触面積を大きくすることができるため、よりリード線１２と圧電振動子１３との電気的接続信頼性を向上させることができ望ましい。このような支持部材１４Ａは、ポリイミドやエポキシ等の耐熱性のある液状樹脂をリード線１２、及び圧電振動子１３の接続面１３Ｂに塗布後、硬化させることにより形成することができる。

また、圧電振動子１３が図３に示すような基部１３Ｃと脚部１３Ｄとからなり、リード線１２の他端が、基部１３Ｃにおける裏面に接続される様な場合、図３に示すごとく、支持部材１４の面積が基部１３Ｃにおけるリード線１２との接続面と同じ面積か、それよりも大きい面積とすることにより、圧電振動子１３で発生した応力をより広い範囲に分散させることができるため、望ましい。

なお、図３に示す圧電振動子１３の形状は、このような音叉型に限らず、図６、図７に示すように、ひとつの基部１３Ｃに対し、複数の脚部１３Ｄを有する構成としても構わない。

なお、本実施の形態に示すような電気的信頼性の高い圧電デバイスを、デジタルカメラ等の電子機器や自動車等に実装することにより、より確実なセンシングを行うことができる電子機器や自動車等を実現することができる。

具体的には、本実施形態に示す圧電デバイスを携帯電話用、あるいは車載用のナビセンサや、車両制御システム用センサ、撮像素子の手振れ補正用センサ等として、それぞれ実装することにより、電気的不具合が生じる可能性が低く、より確実なセンシングを行うことができる電子機器や自動車等を実現することができるのである。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における圧電デバイスについて図面を参照しながら説明する。

本実施の形態における圧電デバイスは、図４に示すごとく、セラミックパッケージ等からなり、その底面２１Ａに凹部２１Ｂを有する外容器２１と、この外容器２１の底面２１Ａにその一端が載置されるとともに、前記一端の上面が支持基板２５に支持されるリード線２２とを備えており、このリード線２２の他端が凹部２１Ｂ内方へと伸びており、このリード線２２の他端には圧電振動子２３を接続している。

ここで、図示はしていないが、底面２１Ａ又は凹部２１Ｂの底面２１Ｃには本圧電デバイスを駆動させるとともに、本圧電デバイスからの信号を検知するＩＣと、このＩＣに電気的に接続された回路パターンとを形成しており、リード線２２の一端がこの回路パターンに電気的に接続され、リード線２２の他端が圧電振動子２３の端子２３Ａに電気的に接続されている。なお、前記回路パターンは、ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)基板を用いて構成することにより、より低背型の圧電デバイスを構成することを可能としている。

そして、リード線２２の他端には、その圧電振動子２３との接続面２２Ａの裏面２２Ｂに支持部材２４を設けた構成としている。この支持部材２４は例えばポリイミドやエポキシ等の、耐熱性のある樹脂を用いて構成している。具体的には、これらの樹脂を板状に固めたものを接着剤等により貼り付ける等して構成することができる。

このような構成により、リード線２２の他端における圧電振動子２３との接続面２２Ａの裏面２２Ｂに設けられた支持部材２４が、リード線２２と圧電振動子２３とに加わる応力を当該支持部材２４内で分散させるため、リード線２２と圧電振動子２３との接続点において、局所的に応力が加わる可能性を低減することができ、その結果として、電気的信頼性を向上させることができるのである。

なお、本実施の形態においては、リード線２２の他端における圧電振動子２３との接続面２２Ａが、外容器２１の凹部２１Ｂ内方側を向く面となる構成としているが、リード線２２の他端における、外容器２１の凹部２１Ｂ内方側を向く面の裏面に圧電振動子２３を形成するとともに、外容器２１の凹部２１Ｂ内方側を向く面に支持部材２４を形成する構成としても構わない。

ただし、図４に示すごとく、リード線２２の他端における圧電振動子２３との接続面２２Ａが、外容器２１の凹部２１Ｂ内方側を向く面となる構成とすることにより、リード線２２の存在により圧電振動子２３の形状が規制されることが無く、設計自由度が広がり望ましい。

さらに、図５に示すごとく、支持部材２４Ａを、リード線２２の他端における圧電振動子２３との接続面２２Ａの裏面２２Ｂから、圧電振動子２３におけるリード線２２との接続面２３Ｂにまで設ける構成とすることにより、支持部材２４Ａとリード線２２、圧電振動子２３との接触面積を大きくすることができるため、よりリード線２２と圧電振動子２３との電気的接続信頼性を向上させることができ望ましい。このような支持部材２４Ａは、ポリイミドやエポキシ等の耐熱性のある液状樹脂をリード線２２、及び圧電振動子２３の接続面２３Ｂに塗布後、硬化させることにより形成することができる。

また、実施の形態１と同様に、圧電振動子２３が基部と脚部とからなり、リード線２２の他端が、前記基部に接続される様な場合、支持部材２４の面積が基部におけるリード線２２との接続面２３Ｂと同じ面積か、それよりも大きい面積とすることにより、圧電振動子２３で発生した応力をより広い範囲に分散させることができるため、望ましい。

なお、圧電振動子２３の形状は、基部と脚部とを有する構成であれば、上記効果を奏することができる。

なお、本実施の形態に示すような電気的信頼性の高い圧電デバイスを、デジタルカメラ等の電子機器や自動車等に実装することにより、より確実なセンシングを行うことができる電子機器や自動車等を実現することができる。

具体的には、本実施形態に示す圧電デバイスを携帯電話用、あるいは車載用のナビセンサや、車両制御システム用センサ、撮像素子の手振れ補正用センサ等として、それぞれ実装することにより、電気的不具合が生じる可能性が低く、より確実なセンシングを行うことができる電子機器や自動車等を実現することができるのである。

本発明の圧電デバイスは、高い電気的信頼性を有し、自動車や各種電子機器において有用である。

本発明の実施の形態１における圧電デバイスの断面図 本発明の実施の形態１における圧電デバイスの他の実施例を示す断面図 本発明の実施の形態１における圧電デバイスの上面図 本発明の実施の形態２における圧電デバイスの断面図 本発明の実施の形態２における圧電デバイスの他の実施例を示す断面図 本発明の実施の形態１における圧電デバイスの他の実施例を示す上面図 本発明の実施の形態１における圧電デバイスの他の実施例を示す上面図 従来の圧電デバイスの断面図

符号の説明

１２ リード線
１２Ａ 接続面
１２Ｂ 裏面
１３ 圧電振動子
１３Ａ 端子
１４ 支持部材

Claims (12)

1. 回路パターンにその一端が電気的に接続されるリード線と、
   前記リード線の他端に電気的に接続された端子を有する圧電振動子とを備え、
   前記圧電振動子が前記リード線の他端により中空保持されており、
   前記リード線の他端における前記圧電振動子接続面の裏面には支持部材を設けた
   圧電デバイス。
2. 前記支持部材は、
   前記リード線の他端における前記圧電振動子接続面の裏面から
   前記圧電振動子における前記リード線接続面にまで設けた
   請求項１に記載の圧電デバイス。
3. 前記圧電振動子は基部と脚部とからなり、
   前記リード線の他端は前記基部に接続され、
   前記支持部材の面積が、
   前記基部における前記リード線接続面と同じ面積かそれよりも大きい面積とした
   請求項２に記載の圧電デバイス。
4. 前記支持部材は樹脂接着剤からなる
   請求項２に記載の圧電デバイス。
5. 前記リード線の他端における前記圧電振動子との接続面は
   前記リード線の一端を載置する載置面と対向する面の裏面とした
   請求項１に記載の圧電デバイス。
6. 底面に凹部を有する外容器を有し、
   前記外容器の底面に前記リード線の一端が載置され、
   前記圧電振動子が前記凹部内方に配置されている
   請求項１に記載の圧電デバイス。
7. 前記支持部材は、
   前記リード線の他端における前記圧電振動子接続面の裏面から
   前記圧電振動子における前記リード線接続面にまで設けた
   請求項６に記載の圧電デバイス。
8. 前記圧電振動子は基部と脚部とからなり、
   前記リード線の他端は前記基部に接続され、
   前記支持部材の面積が、
   前記基部における前記リード線接続面と同じ面積かそれよりも大きい面積とした
   請求項７に記載の圧電デバイス。
9. 前記支持部材は樹脂接着剤からなる
   請求項７に記載の圧電デバイス。
10. 前記リード線の他端における前記圧電振動子との接続面は
    前記凹部内方側を向く面とした
    請求項６に記載の圧電デバイス。
11. 請求項１〜１０に記載の圧電デバイスが実装された電子機器。
12. 請求項１〜１０に記載の圧電デバイスが実装された自動車。

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