JP2018056809A - 圧電振動子 - Google Patents

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和弘 泉
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一義 須釜
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Abstract

【課題】支持腕部と接合部材との実装強度を確保できる圧電振動子を提供する。【解決手段】圧電振動子1は、圧電振動片の支持腕部33がパッケージ2内の電極パッド20aに接合部材22により実装されている。圧電振動片は、一対の振動腕部と、一対の支持腕部33とを有する。一対の振動腕部は基部から延出されている。さらに、基部から一対の支持腕部33が延出されている。支持腕部33の外側面33dとパッケージ2の内側面12bとの間に接合部材22が配されている。さらに、接合部材22はパッケージ2の内側面12bに接触されている。【選択図】図3

Description

本発明は、圧電振動子に関するものである。
例えば、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等に用いられるデバイスとして、水晶等を利用した圧電振動子が用いられる。この種の圧電振動子として、キャビティが形成されたパッケージ内に圧電振動片を気密封止したものが知られている。
圧電振動片としては、一対の振動腕部が基部で連結され、基部から一対の支持腕部が振動腕部に沿って外側に延びる、いわゆるサイドアーム型のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この圧電振動片をパッケージ内に実装する際には、マウント部の実装面上に接合部材を形成し、接合部材で支持腕部を接合するように圧電振動片を載置し、あるいは、支持腕部を押圧することにより、支持腕部が接合部材に接合される。支持腕部が接合部材に接合されることにより所望の実装強度が得られる。
特開2004−357178号公報
しかし、接合部材に支持腕部を接合する際に、支持腕部の自重や、支持腕部への押圧による影響で、接合部材が実装面に濡れ広がったり、変形することが考えられる。このため、支持腕部と接合部材との接触面積を確保して実装強度を得る工夫を必要とするという課題がある。
なお、この課題は、圧電振動片に対する小型化の要求が益々高まり、支持腕部の幅を狭くせざるを得ない近年において、さらに顕著になりつつある。
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、支持腕部をパッケージの実装面に実装する際に、支持腕部の実装強度を確保できる圧電振動子を提供することである。
上記の課題を解決するために本発明の一態様にかかる圧電振動子は、基部から延出する一対の振動腕部と、前記基部に接続される少なくとも一つの支持部と、を有する圧電振動片が、前記支持部において、パッケージ内の実装面に接合部材で実装されている圧電振動子において、前記接合部材が、前記支持部のうち、前記パッケージの内側面側の第一面と前記パッケージの内側面との間に配され、かつ、該内側面に接触していることを特徴とする。
この構成によれば、支持腕部の第一面とパッケージの内側面との間に接合部材が配され、パッケージの内側面に接合部材が接触される。よって、接合部材に支持腕部を接合する際に、支持腕部の自重や、支持腕部への押圧による影響で、実装面に沿って接合部材が広がることを抑制できる。
これにより、接合部材を支持腕部の第一面に沿って這い上がりやすくでき、支持腕部と接合部材との接触面積を確保できる。この結果、支持腕部をパッケージの実装面に実装する際に、支持腕部の実装強度を確保できる。
上記態様において、前記接合部材が、前記支持部の前記第一面と、該第一面の反対側の第二面とに接触していてもよい。
この構成によれば、支持腕部の第一面と第二面とに接合部材を接触させることにより、支持腕部と接合部材との接触面積を一層良好に確保できる。この結果、支持腕部をパッケージの実装面に実装する際に、支持腕部の実装強度を一層良好に確保できる。
上記態様において、前記パッケージの内側面は、前記第一面との対向領域の少なくとも一部に前記接合部材が接触されていてもよい。
この構成によれば、外部衝撃等によって支持腕部がパッケージの幅方向に変位した場合、支持腕部の第一面がパッケージの内側面に接合部材を介して接触する。これにより、支持腕部の第一面がパッケージの内側面に接触する際の衝撃を接合部材で抑えることができ、支持腕部を接合部材で保護できる。
上記態様において、前記パッケージは、前記内側面を有するパッケージ本体と、該パッケージ本体の前記内側面に沿って接合される導電性のシールリングと、を備え、前記内側面に接触した前記接合部材は、前記シールリングに対して間隔をおいて配置されていてもよい。
ここで、シールリング13は、導電性の枠状部材であり、パッケージ本体の内側面に沿って配置されている。また、接合部材は導電性を備えている。よって、パッケージ本体の内側面に接触した接合部材がシールリングに接触した場合、圧電振動片の電極同士が短絡することが考えられる。
そこで、この構成によれば、パッケージ本体の内側面に接触した接合部材を、シールリングより下方に配置するようにした。これにより、接合部材がシールリングに接触することを防ぎ、圧電振動片の電極同士が短絡することを防止できる。
上記態様において、前記支持部は、前記一対の振動腕部の外側にそれぞれ配され、前記基部から前記一対の振動腕部の延出方向に沿って延びていてもよい。
この構成によれば、圧電振動子は、一対の支持腕部が振動腕部の外側に配置される、いわゆるサイドアーム型の振動子である。この圧電振動子であっても、支持腕部をパッケージの実装面に実装する際に、支持腕部の実装強度を確保でき、かつ、支持腕部を接合部材で保護できる。
上記態様において、前記支持部は、前記一対の振動腕部の間に配され、前記基部から前記振動腕部の延出方向に沿って延びていてもよい。
この構成によれば、圧電振動子は、支持腕部が振動腕部の間に配置される、いわゆるセンタアーム型の振動子である。この圧電振動子であっても、支持腕部をパッケージの実装面に実装する際に、支持腕部の実装強度を確保でき、かつ、支持腕部を接合部材で保護できる。
この発明の一態様によれば、支持部の第一面とパッケージの内側面との間に接合部材を配し、パッケージの内側面に接合部材を接触させた。よって、接合部材に支持部を接合する際に、実装面に沿って接合部材が広がることを抑制できる。
これにより、支持部をパッケージの実装面に実装する際に、支持部の実装強度を確保できる。
本発明の第1実施形態に係る圧電振動子を分解した状態を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態に係るパッケージ本体の凹部に圧電振動片を取り付けた状態を示す平面図である。 本発明の第1実施形態に係る電極パッドに接合部材を介して支持腕部を接合させた状態を示す図2のIII−III線に沿わせた断面図である。 本発明の第2実施形態に係るパッケージ本体の凹部に圧電振動片を取り付けた状態を示す平面図である。 本発明の第2実施形態に係る実装面に接合部材を介して支持腕部を接合させた状態を示す図2のV−V線に沿わせた断面図である。 本発明の第3実施形態に係るパッケージ本体の凹部に圧電振動片を取り付けた状態を示す平面図である。 本発明の第3実施形態に係る電極パッドに支持腕部を第1接合部材、第2接合部材を介して接合させた状態を示す図6のVII−VII線に沿わせた断面図である。 本発明の第3実施形態に係る電極パッドに第1接合部材を介して支持腕部を接合させた状態を示す図6のVIII−VIII線に沿わせた断面図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
[圧電振動子]
図1は本発明の第1実施形態に係る圧電振動子1を分解した状態を示す斜視図である。
図1に示すように、圧電振動子1は、いわゆるセラミックパッケージタイプの表面実装型振動子である。圧電振動子1は、内部に気密封止されたキャビティCを有するパッケージ2と、キャビティC内に収容された圧電振動片3と、を備えている。
なお、圧電振動子1は、外形が概略直方体状に形成されている。以下、圧電振動子1の長手方向を長手方向Lといい、短手方向を幅方向Wという。さらに、長手方向Lおよび幅方向Wに対して直交する方向を厚み方向Tという。
<パッケージ>
パッケージ2は、圧電振動片3を収容する凹部17を有する。パッケージ2は、パッケージ本体5と、パッケージ本体5に対して接合されるとともに、パッケージ本体5との間にキャビティCを形成する封口板6と、を備えている。
パッケージ本体5は、互いに重ね合わされた状態で接合された第1ベース基板10、第2ベース基板11および第3ベース基板12と、第3ベース基板12上に接合されたシールリング13と、を備えている。
第1ベース基板10、第2ベース基板11および第3ベース基板12は、上方(すなわち、厚さ方向Tの一方)に向けて開口する箱型に形成されている。第1ベース基板10、第2ベース基板11および第3ベース基板12は、セラミックス材料からなり、厚さ方向Tに一体に積層されている。なお、各基板10〜12に用いられるセラミックス材料としては、例えばアルミナ製のHTCCや、ガラスセラミックス製のLTCC等を用いることが可能である。
HTCCは、High Temperature Co−Fired Ceramicの略記である。また、LTCCは、Low Temperature Co−Fired Ceramicの略記である。
第1ベース基板10の上面10aは凹部17の底面を形成している。
第2ベース基板11には、貫通部11aが形成されている。貫通部11aの内側面は、キャビティCの側壁の一部を構成している。貫通部11aの幅方向W両側の内側面には、内方に突出するマウント部14A,14Bが設けられている。マウント部14A,14Bは、貫通部11aの長手方向Lの略中央に形成されている。
マウント部14A,14Bの上面には、圧電振動片3との接続電極である一対の電極パッド20A,20Bが形成されている。一対の電極パッド20A,20Bを「///」(斜線部)で示す。第1ベース基板10の下面には、一対の外部電極21A,21Bが長手方向Lに間隔をあけて形成されている。電極パッド20A,20Bおよび外部電極21A,21Bは、例えば蒸着やスパッタ等で形成された単一金属による単層膜、または異なる金属が積層された積層膜であり、不図示の配線を介して互いにそれぞれ導通している。
第3ベース基板12には、第2ベース基板11と同様に、貫通部12aが形成されている。第1ベース基板10の上面10a、第2ベース基板11の貫通部11aおよび第3ベース基板12の貫通部12aで凹部17が形成されている。
シールリング13は、第1ベース基板10、第2ベース基板11および第3ベース基板12の外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材である。シールリング13は、第3ベース基板12の上面に接合されている。
具体的には、シールリング13は、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付けによって第3ベース基板12上に接合されている。あるいは、シールリング13は、第3ベース基板12上に形成(例えば、電解メッキや無電解メッキの他、蒸着やスパッタ等により)された金属接合層に対する溶着等によって接合されている。
封口板6は、シールリング13上に重ねられ、シールリング13に対する接合によってパッケージ本体5に対して気密に接合されている。そして、封口板6、シールリング13および凹部17により画成された空間が、気密に封止されたキャビティCとして機能する。
<圧電振動片>
図2は本発明の第1実施形態に係るパッケージ本体5の凹部17に圧電振動片3を取り付けた状態を示す平面図である。
図2に示すように、圧電振動片3は、水晶やタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。なお、以下の説明では、圧電材料として水晶を例に挙げて説明する。また、圧電振動子1の長手方向L、幅方向Wおよび厚み方向Tは、圧電振動片3の長手方向、幅方向および厚み方向と一致している。したがって、以下の説明では、圧電振動片3の長手方向、幅方向および厚み方向の各方向について、圧電振動子1の長手方向L、幅方向Wおよび厚み方向Tの各方向と同一の符号を付して説明する。
圧電振動片3は、いわゆるサイドアーム型の振動片である。具体的には、圧電振動片3は、一対の振動腕部31,32と、一対の振動腕部31,32を接続する基部35と、基部35に接続されている一対の支持腕部33,34と、を有している。
一対の振動腕部31,32は、長手方向Lに沿って延在するとともに互いに平行となるように並んで配置されている。一対の振動腕部31,32は、基端31b,32bを固定端として、先端31a,32aが自由端として振動する。一対の振動腕部31,32は、例えば、先端31a,32aの幅寸法が拡大された、いわゆるハンマーヘッドタイプである。一対の振動腕部31,32の先端31a,32aは、重量および振動時の慣性モーメントが増大させられている。これによって、一対の振動腕部31,32は振動し易くなり、一対の振動腕部31,32の長さを短くすることができ、小型化が図られている。なお、本実施形態では、ハンマーヘッドタイプの一対の振動腕部31,32を例に説明するが、一対の振動腕部31,32は、ハンマーヘッドタイプに限定されるものではない。
一対の振動腕部31,32には、溝部37が形成されている。溝部37は、一対の振動腕部31,32の両主面上において、厚み方向Tに凹むとともに、長手方向Lに沿って延在している。溝部37は、一対の振動腕部31,32の基端31b,32bから、先端31a,32a側の幅が拡大される部分に至る間に形成されている。
一対の振動腕部31,32の表面上には、一対の振動腕部31,32を幅方向Wに振動させる2系統の第1励振電極および第2励振電極が設けられている。各励振電極は、互いに電気的に絶縁された状態でパターニングされ、一対の振動腕部31,32を所定の周波数で振動させることができるように配設されている。
一対の振動腕部31,32の基端31b,32b同士が基部35に接続されている。基部35は、一対の振動腕部31,32よりも外側まで幅方向Wに延在している。基部35には、一対の振動腕部31,32の基端31b,32bが一体に接続固定されている。一対の支持腕部33,34は、一対の振動腕部31,32の両外側において、基部35の幅方向W両端部にそれぞれ接続されている。
一対の支持腕部33,34は、基部35から一対の振動腕部31,32の延出方向と同じ長手方向Lに沿って互いに平行に延在している。
一対の支持腕部33,34の一方の主面33c,34c(図3参照)には、それぞれ固定電極53,54が設けられている。各固定電極53,54は、一対の支持腕部33,34の接合箇所33a,34aに配されている。接合箇所33a,34aは、一対の支持腕部33,34の先端33b,34b付近に位置する。
各固定電極53,54と各励振電極とは、図示しない引き回し電極によりそれぞれ導通されている。引き回し電極は、一対の支持腕部33,34から基部35を経由して一対の振動腕部31,32に至る経路に形成されている。
この圧電振動片3は凹部17に収容されている。凹部17に収容された圧電振動片3の一対の接合箇所33a,34aは、パッケージ2のマウント部14A,14Bに設けられた2つの電極パッド20A,20Bにそれぞれ接合部材22(図3参照)を介して接合されている。これにより、一対の支持腕部33,34の各固定電極53,54は、電極パッド20A,20Bにそれぞれ接合部材22を介して電気的に接続されている。接合部材22としては、一例として導電性接着剤が用いられる。
一対の支持腕部33,34が電極パッド20A,20Bに接合されることにより、圧電振動片3がマウント部14A,14Bで支持される。これにより、圧電振動片3は、基部35を介して、一対の振動腕部31,32の基端31b,32bが支持される。
この圧電振動子1によれば、外部電極21A,21B(図1参照)に所定の電圧が印加されると、一対の振動腕部31,32の各励振電極に電流が流れ、各励振電極間に電界が発生する。一対の振動腕部31,32は、各励振電極間に発生する電界による逆圧電効果によって例えば互いに接近、離間する方向(すなわち、幅方向W)に所定の共振周波数で振動する。一対の振動腕部31,32の振動は、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源などとして用いられる。
<接合部材>
図3は本発明の第1実施形態に係る電極パッドに接合部材22を介して一対の支持腕部33,34を接合させた状態を示す断面図である。
図3に示すように、マウント部14Aの平面部23に電極パッド20Aが配されている。電極パッド20Aは、導電性を有する部材である。電極パッド20Aは、接続電極としての役割と、支持腕部34の接合箇所33aを実装する実装面としての役割を果たす。
また、第3ベース基板12は、貫通部12a(図2参照)のうち、支持腕部33に対向する内側面12b(図2参照)を有する。内側面12bは、支持腕部33の接合箇所33aに対向する対向領域12cを有する。
支持腕部33は、断面矩形状に形成され、一方の主面33cと、外側面(すなわち、第一面)33dと、内側面(すなわち、第二面)33eとを有する。一方の主面33cは、電極パッド20Aに対向するように配置される。外側面33dは、第3ベース基板12の内側面12bに対向するように配置される。内側面33eは、パッケージ2の凹部17の中央側に対向する外側面33dの反対側に配置される。
支持腕部33の接合箇所33aにおいて、一方の主面33cには固定電極53が設けられている。
マウント部14Aの電極パッド20Aに接合部材22を介して支持腕部33の接合箇所33aが実装されている。接合部材22は、接合箇所33aの一方の主面33cと電極パッド20Aとの間に配され、かつ、支持腕部33の外側面33dと第3ベース基板12の対向領域12cとの間に配されている。
さらに、接合部材22は、第3ベース基板12の内側面12b(具体的には、対向領域12c)に接触されている。
よって、接合部材22に支持腕部33の接合箇所33aを接合する際に、支持腕部33の自重や、支持腕部33への押圧による影響で、電極パッド20A(すなわち、実装面)に沿って接合部材22が幅方向Wに広がることを対向領域12cで抑制できる。これにより、接合部材22を支持腕部33の外側面33dに沿って矢印Aの如く這い上がりやすくできる。
したがって、支持腕部33の接合箇所33aと接合部材22との接触面積を確保できる。これにより、支持腕部33の接合箇所33aをマウント部14Aに実装する際に、接合箇所33aの実装強度を確保できる。
また、第3ベース基板12の対向領域12cのうち、少なくとも一部12dに接合部材22が接触されている。
よって、外部衝撃等によって支持腕部33が幅方向Wに変位した場合、支持腕部33が第3ベース基板12の内側面12bに接合部材22を介して接触する。これにより、支持腕部33の外側面33dが第3ベース基板12の内側面12bに接触する際の衝撃を接合部材22で抑えることができ、支持腕部33を接合部材22で保護できる。
さらに、接合部材22は、接合箇所33aの外側面33dと、接合箇所33aの内側面33eとに接触されている。よって、接合箇所33aと接合部材22との接触面積を一層良好に確保できる。これにより、支持腕部33の接合箇所33aをマウント部14Aに実装する際に、接合箇所33aの実装強度を一層良好に確保できる。
ここで、第3ベース基板12の対向領域12cにおいて、少なくとも一部12dに接合部材22が接触されている。さらに、少なくとも一部12dに接触された接合部材22は、シールリング13に対して間隔をおいて、シールリング13より下方に配置されている。
接合部材22をシールリング13に対して間隔をおいて配置した理由は次の通りである。すなわち、シールリング13は、導電性の枠状部材であり、第3ベース基板12の上面に接合されている。また、接合部材22には導電性接着剤が用いられている。よって、接合部材22がシールリング13に接触した場合、電極パッド20A,20Bがシールリング13を介して短絡することが考えられる。
そこで、接合部材22をシールリング13に対して間隔をおいて、シールリング13より下方に配置した。よって、接合部材22がシールリング13に接触することを防止できる。これにより、電極パッド20A,20Bがシールリング13を介して短絡することを防止できる。
図2に戻って、一対の支持腕部33,34、マウント部14A,14B、および一対の電極パッド20A,20Bは、幅方向Wの中心に対して対称の部材である。よって、支持腕部33と同様に、支持腕部34の接合箇所34aをマウント部14Bに実装する際に、接合箇所34aの実装強度を確保できる。
また、第3ベース基板12の貫通部12aのうち、接合箇所34aに対向する対向領域の少なくとも一部に接合部材22が接触されている。これにより、支持腕部33と同様に、支持腕部34の外側面が第3ベース基板12の内側面に接触する際の衝撃を接合部材22で抑えることができ、支持腕部34を接合部材22で保護できる。
なお、支持腕部34、マウント部14B、および電極パッド20Bの詳しい説明を省略する。
ところで、圧電振動片3は、一対の支持腕部33,34が基部35から一対の振動腕部31,32の延出方向と同じ長手方向Lに沿って互いに平行に延在する、いわゆるサイドアーム型の振動片である。
このように、サイドアーム型の圧電振動片3は、一対の支持腕部33,34の接合箇所33a,34aをマウント部14A,14Bに実装する際に、一対の支持腕部33,34の実装強度を確保できる。さらに、一対の支持腕部33,34を接合部材22で保護できる。
なお、第1実施形態のように、圧電振動片が、いわゆるサイドアーム型の振動片の場合には、一対の支持腕部の全周を固定電極で覆うように構成することも可能である。一対の支持腕部の全周を固定電極で覆うことにより、小型化された圧電振動片の場合でも、支持腕部と電極パッド20A,20Bとの導電性を向上させることが可能になり好ましい。
また、一対の支持腕部の全周を固定電極で覆うことにより、支持腕部の外側面に対する接合部材22の濡れ性が良くなる。よって、一方の支持腕部の外側面と第3ベース基板12の内側面(具体的には、対向領域12c)との間に接合部材22が配されやすくなる。同様に、他方の支持腕部の外側面と第3ベース基板12の内側面との間に接合部材22が配されやすくなる。その結果、支持腕部と接合部材22との接触面積を確保でき、支持腕部をマウント部14A,14Bに実装する際に、支持腕部の実装強度を一層確保できる。
つぎに、第2実施形態の圧電振動子100および第3実施形態の圧電振動子200を図4〜図8に基づいて説明する。なお、第2実施形態の圧電振動子100および第3実施形態の圧電振動子200において第1実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
(第2実施形態)
図4は本発明の第2実施形態に係るパッケージ本体104の凹部105に圧電振動片103を取り付けた状態を示す平面図である。
図4に示すように、圧電振動子100は、内部に凹部105を有するパッケージ102と、凹部105に収容された圧電振動片103と、を備えている。
パッケージ102は、パッケージ本体104の第2ベース基板107(図5も参照)にマウント部109が設けられたもので、その他の構成は第1実施形態のパッケージ2と同様である。
マウント部109は、第2ベース基板107の貫通部107aの長手方向Lの内側面から凹部105の内方に突出されている。マウント部109は、貫通部107aの幅方向Wの略中央に形成されている。
マウント部109の上面109aには、圧電振動片103との接続電極である一対の電極パッド110(図5参照)が形成されている。
以下、マウント部109の上面109aを「実装面109a」として説明する。マウント部109の実装面109aは、支持腕部112の接合箇所112a(後述する)が実装される面である。
圧電振動片103は、一対の振動腕部31,32と、一対の振動腕部31,32を接続する基部35と、基部35に接続されている支持腕部(すなわち、支持部)112と、を有している。
支持腕部112は、一対の振動腕部31,32の間において基部35から一対の振動腕部31,32の延出方向に沿って延びている。
すなわち、圧電振動片103は、いわゆるセンタアーム型の圧電振動片103である。
支持腕部112の一方の主面112c(図5参照)には一対の固定電極114が設けられている。一対の固定電極114は、支持腕部112の接合箇所112aに配されている。接合箇所112aは、支持腕部112の先端112b付近に位置し、マウント部109の実装面109aに実装される部位である。
図5は本発明の第2実施形態に係る実装面109aに接合部材22を介して支持腕部112を接合させた状態を示す断面図である。
図5に示すように、パッケージ本体104の第3ベース基板12は、貫通部12aのうち、支持腕部112の先端112b側に内側面12e(図4参照)を有する。内側面12eは、支持腕部112の先端112bの外端面112dに対向する対向領域12fを有する。
支持腕部112の接合箇所112aは、一方の主面112cと、外端面(すなわち、第一面)112dとを有する。一方の主面112cは、一対の電極パッド110に対向するように配置されている。外端面112dは、第3ベース基板12の対向領域12fに対向するように配置されている。
支持腕部112の接合箇所112aにおいて、一方の主面112cには一対の固定電極114が設けられている。
マウント部109の実装面109aに複数の接合部材22を介して支持腕部112が実装されている。以下、構成の理解を容易にするために、複数の接合部材22のうち、支持腕部112の先端112b側の接合部材22に符号22Aを付して説明する。
接合部材22Aは、接合箇所112aの一方の主面112cと実装面109aとの間に配され、かつ、支持腕部112の外端面112dと第3ベース基板12の内側面12e(図4参照)との間に配されている。さらに、接合部材22Aは、第3ベース基板12の内側面12e(具体的には、対向領域12f)に接触されている。
よって、実装面109aに接合箇所112aを接合する際に、支持腕部112の自重や、支持腕部112への押圧による影響で、実装面109aに沿って接合部材22が長手方向Lに広がることを対向領域12fで抑制できる。
これにより、接合部材22を支持腕部112の外端面112dに沿って矢印Bの如く這い上がりやすくできる。この結果、支持腕部112の接合箇所112aと接合部材22との接触面積を確保でき、接合箇所112aをマウント部109の実装面109aに実装する際に、支持腕部112の実装強度を確保できる。
また、第3ベース基板12の対向領域12fのうち、少なくとも一部12gに接合部材22Aが接触されている。よって、外部衝撃等によって支持腕部112が長手方向Lに変位した場合、支持腕部112が第3ベース基板12の内側面12eに接合部材22を介して接触する。
これにより、支持腕部112の外端面112dが第3ベース基板12の内側面12eに接触する際の衝撃を接合部材22Aで抑えることができ、支持腕部112を接合部材22Aで保護できる。
さらに、接合部材22Aは、支持腕部112の外端面112dに接触されている。よって、支持腕部112の接合箇所112aと接合部材22Aとの接触面積を一層良好に確保できる。この結果、接合箇所112aをマウント部109の実装面109aに実装する際に、支持腕部112の実装強度を確保できる。
このように、圧電振動片103が、いわゆるセンタアーム型の圧電振動片103であっても、第1実施形態のサイドアーム型と同様に、接合箇所112aをマウント部109の実装面109aに実装する際に、支持腕部112の実装強度を確保できる。さらに、支持腕部112を接合部材22で保護できる。
(第3実施形態)
図6は本発明の第3実施形態に係るパッケージ本体204の凹部205に圧電振動片203を取り付けた状態を示す平面図である。
図6に示すように、圧電振動子200は、内部に凹部205を有するパッケージ202と、凹部205に収容された圧電振動片203と、を備えている。
パッケージ202は、第1実施形態のマウント部14A,14Bに代えてマウント部207A,207Bが設けられたもので、その他の構成は第1実施形態のパッケージ2と同様である。
マウント部207A,207Bの上面には、圧電振動片203との接続電極である一対の電極パッド210A,210Bが形成されている。電極パッド210A,210Bは、第1実施形態の電極パッド20A,20Bと同様に、導電性を有する部材である。電極パッド210A,210Bは、接続電極としての役割と、一対の支持腕部216,217の接合箇所を実装する実装面としての役割を果たす。
圧電振動片203は、一対の振動腕部212,213と、基部215と、一対の支持腕部216,217を備えている。圧電振動片203は、第1実施形態の圧電振動片3と同様に形成されている。
一対のマウント部207A,207B、一対の電極パッド210A,210B、および一対の支持腕部216,217は、幅方向Wの中心に対して対称の部材である。よって、マウント部207A、電極パッド210A、および支持腕部216について詳しく説明して、マウント部207B、電極パッド210B、および支持腕部217の詳しい説明を省略する。
図7は本発明の第3実施形態に係る電極パッド210Aに支持腕部216を第1接合部材226A、第2接合部材226Bを介して接合させた状態を示す断面図である。
図6、図7に示すように、電極パッド210Aは、第2貫通電極221A、接続電極222A、および第1貫通電極223Aを介して外部電極224Aに導通されている。また、電極パッド210Bは、第2貫通電極221B、接続電極222B、および第1貫通電極223Bを介して外部電極224Bに導通されている。
第2貫通電極221A、221Bは、マウント部207A,207Bにそれぞれ形成されている。接続電極222A、222Bは、第1ベース基板10と第2ベース基板11との間に形成されている。第1貫通電極223A、223Bは、第1ベース基板10に形成されている。
電極パッド210A上には、支持腕部216が第1接合部材226A、第2接合部材226Bを介して接合されている。電極パッド210B上には、支持腕部217が第1接合部材226A、第2接合部材226Bを介して接合されている。よって、圧電振動片203は、いわゆる接合部材の4点塗布により接合されている。
第1接合部材226Aと第2接合部材226Bとは、長手方向Lに互いに隔離して配置されている。すなわち、支持腕部216は、長手方向Lに隔離した第1接合箇所216a、第2接合箇所216bで電極パッド210Aにそれぞれ接合されている。また、支持腕部217は、長手方向Lに隔離した第1接合箇所217a、第2接合箇所217bで電極パッド210Bにそれぞれ接合されている。
一対の支持腕部216,217が電極パッド210A,210Bに接合されることにより、圧電振動片203がマウント部207A,207Bで支持される。これにより、圧電振動片203は、基部215を介して、一対の振動腕部212,213の基端212a,213aが片持ち支持される。
第1接合部材226Aと第2接合部材226Bとは、第1実施形態や第2実施形態の接合部材22と同じ部材であり、導電性を備えている。
支持腕部216の一方の主面216cには固定電極(図示せず)が設けられている。よって、第1接合箇所216a、第2接合箇所216aが、第1接合部材226A、第2接合部材226Bを介して電極パッド210A,210Bに接合されることにより、固定電極が第1接合部材226A、第2接合部材226Bを介して電極パッド210A,210Bに電気的に接続されている。
図8は本発明の第3実施形態に係る電極パッド210Aに第1接合部材226Aを介して支持腕部216を接合させた状態を示す断面図である。
図8に示すように、支持腕部216は、断面矩形状に形成され、一方の主面216cと、外側面(すなわち、第一面)216dと、内側面(すなわち、第二面)216eとを有する。一方の主面216cは、電極パッド210Aに対向するように配置される。外側面216dは、第3ベース基板12の内側面12b(図6参照)に対向するように配置される。内側面216eは、パッケージ202の凹部205の中央側に対向する外側面216dの反対側に配置される。
支持腕部216の一方の主面216cには固定電極(図示せず)が設けられている。
マウント部207Aの電極パッド210Aに第1接合部材226Aを介して支持腕部216の第1接合箇所216aが実装されている。第1接合部材226Aは、第1接合箇所216aの一方の主面216cと電極パッド210Aとの間に配され、かつ、支持腕部216の外側面216dと第3ベース基板12の対向領域12cとの間に配されている。
さらに、第1接合部材226Aは、第3ベース基板12の内側面12b(図6参照)のうち対向領域12cに接触されている。
よって、第1接合部材226Aに支持腕部216の第1接合箇所216aを接合する際に、支持腕部216の自重や、支持腕部216への押圧による影響で、電極パッド210A(すなわち、実装面)に沿って第1接合部材226Aが幅方向Wに広がることを対向領域12cで抑制できる。これにより、第1接合部材226Aを支持腕部216の外側面216dに沿って矢印Cの如く這い上がりやすくできる。
すなわち、第1接合部材226Aの厚さ寸法T1を確保できる。よって、支持腕部216の第1接合箇所216aと第1接合部材226Aとの接触面積を確保できる。これにより、支持腕部216の第1接合箇所216aをマウント部207Aに実装する際に、第1接合箇所216aの実装強度を確保できる。
ところで、一般に、圧電振動片を、いわゆる4点塗布で接合する際に、第1接合部材や第2接合部材の塗布量が比較的多量の場合、第1接合部材や第2接合部材が連結して雪だるま状、もしくは楕円状になってしまうことが考えられる。そのため、第1接合部材や第2接合部材の塗布量を比較的少量に抑える傾向にある。
しかし、第1接合部材や第2接合部材の塗布量を少量に抑えた場合においても、支持腕部の自重や、支持腕部への押圧による影響で、第1接合部材や第2接合部材が電極パッドに沿って全方向へ濡れ広がることが考えられる。このため、第1接合部材や第2接合部材の厚さ寸法が小さくなり、実装強度を確保する工夫が要求される。
これに対して、図6、図8に示す圧電振動子200によれば、第1接合部材226Aや第2接合部材226Bの塗布量を比較的少量に抑えても、第1接合部材226Aや第2接合部材226Bが幅方向Wに広がることを対向領域12cで抑制できる。よって、第1接合部材226Aや第2接合部材226Bの厚さ寸法T1を確保できる。
これにより、第1接合箇所216aと第1接合部材226Aとの接触面積や、第2接合箇所216bと第2接合部材226Bとの接触面積を確保でき、支持腕部216,217の実装強度を確保できる。
また、第3ベース基板12の対向領域12cのうち、少なくとも一部12dに第1接合部材226Aが接触されている。同様に、第2接合部材226Bも、対向領域の少なくとも一部に接触されている。
よって、外部衝撃等によって支持腕部216が幅方向Wに変位した場合、支持腕部216が第3ベース基板12の内側面12b(図6参照)に第1接合部材226A、第2接合部材226Bを介して接触する。これにより、支持腕部216の外側面216dが第3ベース基板12の内側面12bに接触する際の衝撃を第1接合部材226A、第2接合部材226Bで抑えることができ、支持腕部216を接合部材22で保護できる。
さらに、第1接合部材226Aは、第1接合箇所216aの外側面216dと、第1接合箇所216aの内側面216eとに接触されている。よって、第1接合箇所216aと第1接合部材226Aとの接触面積を一層良好に確保できる。加えて、第2接合部材226Bは、第2接合箇所216bの外側面216dと、第2接合箇所216bの内側面216eとに接触されている。よって、第2接合箇所216bと第2接合部材226Bとの接触面積を一層良好に確保できる。
これにより、支持腕部216の第1接合箇所216a、第2接合箇所216bをマウント部207Aに実装する際に、第1接合箇所216a、第2接合箇所216bの実装強度を一層良好に確保できる。
なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記第1実施形態では、支持腕部33の外側面33dと内側面33eとに接合部材22を接触させる例について説明したが、これに限定するものではない。
その他の例として、支持腕部33の外側面33dのみに接合部材22を接触させることも可能である。
また、前記第3実施形態においても、支持腕部216の外側面216dのみに第1接合部材226A、第2接合部材226Bを接触させることも可能である。
さらに、前記第1実施形態では、圧電振動片3の一対の支持腕部33,34をパッケージ本体に実装するサイドアーム型を例について説明した。さらに、前記第2実施形態では、圧電振動片103の支持腕部112をパッケージ本体に実装するセンタアーム型を例について説明した。加えて、前記第3実施形態では、サイドアーム型の4点塗布について説明した。
しかし、本発明はサイドアーム型やセンタアーム型の圧電振動片に限らないで、他の圧電振動片に適用することも可能である。他の圧電振動片としては、基部に支持部が接続されて基部の一部のように形成され、基部から一対の振動腕部が互いに平行となるように並んで延在される、いわゆる標準型の圧電振動片がある。
この圧電振動片は、基部に一体化された支持部がパッケージ本体に実装される。この場合においても、第1実施形態や第2実施形態と同様に、支持部の実装強度を確保でき、さらに、支持部を接合部材で保護できる。
1,100,200…圧電振動子
35,215………基部
3,103,203…圧電振動片
2,102,202…………パッケージ
12………第3ベース基板
12c,12f…対向領域
12b,12e…パッケージの内側面
12d,12g…対向領域の少なくとも一部
13………シールリング
14A,14B,109,207A,207B…マウント部
20A,20B,210A,210B…電極パッド(実装面)
109a…実装面
22,22A…接合部材
31,32,212,213……一対の振動腕部
33,34,112,216,217…支持腕部
33d,216d……支持腕部の外側面(第一面)
33e,216e……支持腕部の内側面(第二面)
112d…外端面(第一面)

Claims (6)

  1. 基部から延出する一対の振動腕部と、前記基部に接続される少なくとも一つの支持部と、を有する圧電振動片が、前記支持部において、パッケージ内の実装面に接合部材で実装されている圧電振動子において、
    前記接合部材が、前記支持部のうち、前記パッケージの内側面側の第一面と前記パッケージの内側面との間に配され、かつ、該内側面に接触していることを特徴とする圧電振動子。
  2. 前記接合部材が、前記支持部の前記第一面と、該第一面の反対側の第二面とに接触していることを特徴とする請求項1に記載の圧電振動子。
  3. 前記パッケージの内側面は、前記第一面との対向領域の少なくとも一部に前記接合部材が接触されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧電振動子。
  4. 前記パッケージは、
    前記内側面を有するパッケージ本体と、
    該パッケージ本体の前記内側面に沿って接合される導電性のシールリングと、
    を備え、
    前記内側面に接触した前記接合部材は、前記シールリングに対して間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧電振動子。
  5. 前記支持部は、
    前記一対の振動腕部の外側にそれぞれ配され、前記基部から前記一対の振動腕部の延出方向に沿って延びていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧電振動子。
  6. 前記支持部は、
    前記一対の振動腕部の間に配され、前記基部から前記振動腕部の延出方向に沿って延びていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧電振動子。
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