JP2009267636A - 表面実装用の水晶振動子 - Google Patents

Abstract

【課題】発振周波数の変化を防止して、均一な発振周波数を得る表面実装振動子を提供する。
【解決手段】長辺方向の両端側となる外底面に第１と第２の実装端子４ａ、４ｂを有し、前記第１と第２の実装端子４ａ、４ｂは第１と第２の配線路によって内底面の第１と第２の水晶保持端子に電気的に接続した平面視矩形状としたセラミック容器１と、両主面の励振電極から引出電極が外周部に延出した水晶片とを備え、前記引出電極の延出した水晶片の外周部が前記第１と第２の水晶保持端子に電気的に接続して固着された表面実装用の水晶振動子において、前記第１と第２の実装端子４ａ、４ｂは前記セラミック容器１の長辺方向を二等分する中心線に対して非対称な形状とした構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は表面実装用の水晶振動子（以下、表面実装振動子とする）を技術分野とし、特に、実装時の方向性による周波数変化を防止した表面実装振動子に関する。

（発明の背景）
水晶振動子は周波数制御及び選択素子として知られ、例えば発振回路に組み込まれて安定な発振周波数を供給する。このようなものの一つに、セラミック容器を用いて表面実装振動子としたものがあり、各種用途のセット基板に搭載される。

（従来技術の一例）
第２図は一従来例を説明する表面実装振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバーを除く平面図、同図（ｃ）は底面図である。

表面実装振動子は底壁１ａと枠壁１ｂを有する凹状としたセラミック容器１に水晶片２を収容し、カバー３を被せて密閉封入する。セラミック容器１は平面視矩形状として、４角部に円弧状の切り欠き８を有する。長辺方向となる両端側の外底面に第１と第２の実装端子４（ａｂ）を有する。第１と第２の実装端子４（ａｂ）はセラミック容器１（底壁１ａ）の内底面に設けた一端部両側の第１と第２の水晶保持端子５（ａｂ）に電気的に接続する。

第１、第２実装端子４（ａｂ）と第１、第２水晶保持端子５（ａｂ）とは、底壁１ａにおける短辺中央部の外側面に設けた切欠部６の内周面及び内底面の第１と第２の配線路７（ａｂ）によって接続する。第１配線路７ａはいずれも一端部側となる第１実装端子４ａと第１水晶保持端子５ａとを接続する。第２配線路７（ａｂ）は他端部側の第２実装端子４ｂと一端部側の第２水晶保持端子５ａと接続する。

このようなものでは、先ず、セラミックからなる底壁１ａの集合体としてのシート状底壁１１ａの状態で（第３図参照）、実装端子４（ａｂ）、水晶保持端子５（ａｂ）及び配線路７（ａｂ）を、Ｗ（タングステン）等の印刷によって形成する。この場合、先ず、シート状底壁１１ａには切欠部６となる貫通孔１６が予め形成され、印刷時のＷが貫通孔１６に流入して電極貫通孔（スルーホール）を形成する。

次に、シート状底壁１１ａにシート状枠壁１１ｂを積層してシート状容器１１を形成し、分割線Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂの交差するセラミック容器１の４角部に切り欠き８に対応した貫通孔１８を設ける。次に、例えば電解メッキによってシート状容器１１の表面に露出したＷ上に、Ｎi（ニッケル）及びＡu（金）膜を電解メッキによって形成する。

最後に、シート状容器１１を分割線に沿って分割して、内周面に配線路７（ａｂ）の一部となる金属膜を有する半楕円状の切欠部６が形成される。この場合、分割線の交点に設けた貫通孔１６によって、セラミック容器１の４角部でのバリの発生を防止し、分割を容易にする。なお、第２図及び第３図では電解メッキをする上での配線パターンは省略され、第３図では配線路７（ａｂ）自体も便宜的に省略されている。

水晶片２は両主面に励振電極９（ａｂ）を有し、水晶片２の外周部となる一端部両側に引出電極１０（ａｂ）を延出する。引出電極１０（ａｂ）は例えば各反対面に折り返して形成される。そして、引出電極１０（ａｂ）の延出した水晶片２の一端部両側は第１と第２の水晶保持端子５（ａｂ）に導電性接着剤１２によって固着される。

カバー３は例えばセラミックとし、セラミック容器１の開口端面にガラス封止されて水晶片２を密閉封入する。そして、このような表面実装振動子は発振回路を形成するＩＣ等が配置された図示しないセット基板に搭載される。
特開２００４−６４７０１号公報 特開２００８−１７０９２号公報

（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の表面実装振動子では、例えばセット基板に配設されたＩＣ内の発振回路（第４図）と電気的に接続して発振させると次の問題があった。すなわち、表面実装振動子の長辺方向を逆にして接続すると、即ち発振用増幅器１３の入出力端に接続する第１と第２の実装端子４（ａｂ）を逆にして接続すると、発振周波数が変化する問題があった。なお、第４図の符号１２Ａは水晶振動子（表面実装振動子）、同Ｃａ、Ｃｂは発振用のコンデンサ、同Ｒは帰還抵抗である。

要するに、表面実装振動子がセット基板に搭載されると、第１と第２の配線路７（ａｂ）はセット基板のアースパターンとの間に浮遊容量Ｃ1、Ｃ2を生ずる。浮遊容量Ｃ1、Ｃ2は、前第 図に示したように、発振回路中の水晶振動子１２Ａの両端子とアースとの間に付加されたことになる。ここでは、第２配線路７（ａｂ）が第１配線路７（ａｂ）よりも長いので、浮遊容量Ｃ2がＣ1よりも大きくなる。

そして、通常では、発振回路の発振用増幅素子１３例えばインバータ素子の出力容量は大きく、入力容量は小さい。したがって、インバータ素子の出力側に浮遊容量Ｃ2が付加されても発振周波数には殆ど影響を与えず、入力容量側の浮遊容量Ｃ1が発振周波数に影響を与える。このことから、表面実装振動子の長辺方向の方向を無視して接続すると、入力側の浮遊容量はＣ1又はＣ2となるので、周波数変化を生ずる。特に、容量が大きい浮遊容量Ｃ2のときの発振周波数の変化が問題になる。

（発明の目的）
本発明は発振周波数の変化を防止して均一な発振周波数を得る表面実装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、長辺方向の両端側となる外底面に第１と第２の実装端子を有し、前記第１と第２の実装端子は第１と第２の配線路によって内底面の第１と第２の水晶保持端子に電気的に接続した平面視矩形状としたセラミック容器と、両主面の励振電極から引出電極が外周部に延出した水晶片とを備え、前記引出電極の延出した水晶片の外周部が前記第１と第２の水晶保持端子に電気的に接続して固着された表面実装用の水晶振動子において、前記第１と第２の実装端子は前記セラミック容器の長辺方向を二等分する中心線に対して非対称な形状とした構成とする。

このような構成であれば、第１と第２の実装端子とを非対称としたので、長辺方向での方向性を認識できる。したがって、発振回路の形成されるセット基板に対して、常に、同一方向として搭載できる。この場合、水晶振動子とアース間との浮遊容量の大きい方の第１又は第２の実装端子を発振用増幅素子の出力側として接続することにより、発振周波数の変化を小さくできる。

（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記引出電極の延出した外周部は前記水晶片の一端部両側として前記第１と第２の水晶保持端子に固着され、前記第１と第２の配線路の長さは異なる。これにより、表面実装振動子の長辺方向を逆向きとしてセット基板に搭載した場合、水晶振動子の両端子とアースとの間の浮遊容量が変化するので、請求項１での効果が顕著になる。

同請求項３では、請求項１において、前記セラミック容器の４角部には円弧状の切欠部を有し、前記第１と第２の実装端子は前記セラミック容器１の両端側となる外周辺の両角部に切欠部を有し、前記第１と第２の実装端子の対向する内周辺のうちの少なくともいずれか一方に前記非対称とする切り欠きを設ける。これにより、シート状容器の分割を容易にした上で、第１と第２の実装端子を非対称にできる。

第１図は本発明の一実施形態を説明する表面実装振動子の図で、同図（ａ）は底面図、同図（ｂ）は平面図である。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。

表面実装振動子は、前述したように、平面視矩形状として４角部に切り欠き８を有する凹状としたセラミック容器１に水晶片２を収容し、ガラス封止によるカバー３を被せて密閉封入する。セラミック容器１の長辺方向となる両端側の外底面に設けた第１と第２の実装端子４（ａｂ）は、内底面に設けた一端部両側の第１と第２の水晶保持端子５（ａｂ）に第１と第２配線路７（ａｂ）によって電気的に接続する。この場合でも、第２配線路７ｂは第１配線路７ａよりも長くなる「前第２図（ｂ）参照」。

この実施形態では、セラミック容器１における外底面の一端部の第１実装端子４ａに切り欠き１４を設ける。切り欠き１４は、第２実装端子４ｂと対向する内周辺の例えば両角部の一方に設けられる。これにより、セラミック容器１の長辺を二等分する中心線に対して、第１と第２の実装端子４（ａｂ）とを非対称とした形状とする。なお、切り欠き１４は両角部や中央でもよく、要は非対称とする形状であればよい。

この場合、第１実装端子４ａの設けられる外底面の一端部に対応して、前述同様に、セラミック容器１の内底面の一端部両側には、第１と第２の水晶保持端子５（ａｂ）を有する。そして、水晶保持端子５（ａｂ）には、引出電極１０（ａｂ）の延出した水晶片２の一端部両側が固着される。したがって、切り欠き１４の設けられた容器本体１の一端部が水晶片２の保持されて、水晶保持端子５ａた側となる。

そして、ここでは、水晶保持端子５（ａｂ）に水晶片２の一端部両側を固着してカバー３を接合して密閉封入した後、外底面の切り欠き１４に基づいて、カバー表面に出所元や周波数あるいは製造番号等（以下、製品表示とする）を表示する。例えば切り欠き１４の設けられた容器本体１の一端部から他端側に向かって表示する。

このような構成であれば、セット基板に対する表面実装振動子の搭載時には、外底面の切り欠き１４あるいはカバーの製品表示に基づき、水晶片２の保持された一端部の実装端子４ａを発振用増幅器１３の入力側とし、他端部の実装端子４ｂを出力側として確実に搭載（接続）できる。

この場合、表面実装振動子（セラミック容器１）の一端部では、水晶保持端子５ａと実装端子４ａとの配線路７ａが短かくて浮遊容量Ｃ1も小さい。また、セラミック容器１の他端部では、水晶保持端子５ｂと実装端子４ｂとの配線路７ｂが長くて浮遊容量Ｃ2も大きくなるが、発振用増幅器１３の出力側なので、発振周波数に対する影響は殆どない。したがって、発振周波数への影響も小さくして、発振周波数を均一にできる。

なお、外底面の切り欠き１４に基づいてカバー３に対して一方向に製品表示する。したがって、例えば製品表示が不鮮明あるいは左右混同のおそれがあっても、製品表示のチェックをする際、切り欠き１４に基づいて検査すればよいので、検査ミスを防止できる効果もある。

上記実施形態では、水晶片は引出電極１０（ａｂ）の延出した一端部両側を保持したが、例えば引出電極１０（ａｂ）を両端部に延出して同部を保持した場合でも、第１と第２の配線路７（ａｂ）が異なって、あるいは他の理由によって、方向性を逆とした場合に発振周波数が異なる場合には適用できる。

本発明の一実施形態を説明する表面実装振動子の図で、同図（ａ）は底面図、同図（ｂ）は平面図である。 従来例を説明する表面実装振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバーを除く平面図、同図（ｃ）は底面図である。 従来例を説明するシート状容器の一部拡大平面図である。 従来例の問題点を説明する発振回路の図である。

符号の説明

１ セラミック容器、２ 水晶片、３ カバー、４ 実装端子、５ 水晶保持端子、６ 切欠部、７ 配線路、８、１４ 切り欠き、９ 励振電極、１０ 引出電極、１１ シート状容器、１２ 導電性接着剤、１３ 発振用増幅器、１５、１６ 貫通孔。

Claims (3)

1. 長辺方向の両端側となる外底面に第１と第２の実装端子を有し、前記第１と第２の実装端子は第１と第２の配線路によって内底面の第１と第２の水晶保持端子に電気的に接続した平面視矩形状としたセラミック容器と、両主面の励振電極から引出電極が外周部に延出した水晶片とを備え、前記引出電極の延出した水晶片２の外周部が前記第１と第２の水晶保持端子に電気的に接続して固着された表面実装用の水晶振動子において、前記第１と第２の実装端子は前記セラミック容器の長辺方向を二等分する中心線に対して非対称な形状としたことを特徴とする表面実装用の水晶振動子。
2. 請求項１において、前記引出電極の延出した外周部は前記水晶片の一端部両側として前記第１と第２の水晶保持端子に固着され、前記第１と第２の配線路の長さは異なる表面実装用の水晶振動子。
3. 請求項１において、前記セラミック容器の４角部には円弧状の切欠部を有し、前記第１と第２の実装端子は前記セラミック容器の両端側となる外周辺の両角部に切欠部を有し、前記第１と第２の実装端子の対向する内周辺のうちの少なくともいずれか一方に前記非対称とする切り欠きを設けた表面実装用の水晶振動子。