JP3221609B2 - 超薄板圧電共振子の固定部構造 - Google Patents

超薄板圧電共振子の固定部構造

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は数十乃至数100MHzに及ぶ高い共振周波数を得
ることのできる超薄板圧電共振子をケース内に接着固定
する場合に余剰の接着剤が振動部表面に流入し共振周波
数の変動をもたらす不具合を解消せんとする固定部構造
に関する。
(従来の技術) 近年、各種電子機器、通信機器においては、高周波化
と高い周波数安定度の要求が厳しくなっているが、従来
より圧電デバイス(振動子、フィルタ)として多用され
てきた一般のATカット水晶振動子は温度−周波数特性は
極めて優れているもののその共振周波数は板厚に反比例
するため、製造技術及び機械的強度の観点より実現可能
な共振子は基本波共振周波数で30MHz程度が限界であっ
た。
又、ATカット水晶振動子の高周波成分を抽出して基本
波共振周波数の奇数倍の周波数を得る所謂オーバートー
ン発振手段も広く用いられているが、発振回路にLC同調
回路等コイルを必要とするため発振回路を半導体集積回
路化する上で不都合がある上、容量比が大きく、且つイ
ンピーダンスレベルが高いため発振が困難な場合が生ず
るといった欠陥があった。
一方、インタディジタル・トランスジューサ電極の電
極指ピッチによって発振周波数が決定される弾性表面波
共振子は、フォトリソグラフィ技術の進歩によって1GHz
程度の出力まで可能となってはきたが、これに使用し得
る圧電基板の温度−周波数特性がATカット水晶に比して
著しく劣るという問題があった。
上述の如き問題を解決するため、第3図(a),
(b)に示すごとき圧電共振子が提案されている。
即ち、この圧電共振子は第3図(a)(b)に示す如
くATカット水晶ブロック1の片面の中央部に機械加工又
はエッチングによって凹陥部5を形成するとともに、凹
陥部5の底面に位置する振動部2の厚さを、例えば100M
Hzの基本波共振周波数を得んとするならば約16μmとす
る。
凹陥部5を形成した結果、凹陥部5側のブロック面に
は、超薄板状の振動部2の周縁部を包囲する厚肉の環状
囲繞部(リブ)3が一体的に形成され、この環状囲繞部
3によって超薄板振動部2は所要の形状を保ち得るもの
である。斯の如き形状を有する圧電体に励振電極を形成
する際には凹陥部5が存在する側は全面電極とし、他面
の平坦面に部分電極14及びこれからブロック端面に延び
る電極リード部14aを設けるのが好都合である。
以上説明した如き構成を有する超薄板圧電共振子はそ
の形状の特性を生かして第4図に示す如く、中央に凹状
の収納空所10を有するセラミック等のケース11内に前記
凹陥部5をケース底面に向けて収納し、環状囲繞部3の
凹陥側の一周縁平面3aを該面に線状に塗布した導電性接
着剤15によって収納空所10の底面に露出しケースの壁を
気密貫通するとともにケース外に突出或は露出する外部
リードと接続した導電性膜16と機械的に固定すると共に
電気的に接着するのが常識的且つ有利であろう。
斯かる構成を有する圧電デバイスにおいては、そもそ
もこのような共振子が極めて小型である上、水晶振動子
1の環状囲繞部の凹陥側一周縁平面3aを容器の底部に接
着する際に使用する導電性接着剤の塗布量のコントロー
ルも困難であるため、余剰の接着剤が溢出して凹陥部内
に流入し、振動部2の板厚が増大し共振周波数が変動す
るという欠点があることが判明した。
(発明の目的) 本発明は上述した従来の超薄板圧電共振子の欠点を除
去すべくなされたものであって、水晶等の圧電共振子の
ブロックの表面に凹陥部を形成し、凹陥部底面を超薄板
振動部とする形態の圧電共振子において、該共振子の環
状囲繞部凹陥側周縁平面をケース底部に固定する際に生
じ易い余剰接着剤の凹陥部内流入に起因する共振周波数
変動を防止することができる超薄板圧電共振子の固定部
構造を提供することを目的とする。
(発明の概要) 上記の目的を達成するため本発明に係る超薄板圧電共
振子は、内底面に導電性膜を露出配置した凹状の収納空
所を有するケースの該導電性膜上に、超薄板圧電共振子
を導電性接着剤によって支持する固定部構造において、
前記超薄板圧電共振子は、超薄肉の振動部と、該振動部
周縁を包囲する厚肉の環状囲繞部とを一体的に構成する
ことによって片面に凹陥部を形成した圧電材料ブロック
と、前記凹陥部を形成した片面に形成した全面電極と、
該凹陥部を備えていない他面側の平坦面に形成した部分
電極及び部分電極から延びる電極リード部と、前記環状
囲繞部の凹陥部側周縁平面適所の接着剤塗布部と、該接
着剤塗布部と対面する前記凹陥部の内周縁との間の全面
電極面に該導電性接着剤の該凹陥部内への流入を阻止す
るために形成した余剰接着剤流入溝又は貫通スリット
と、を備え、前記超薄板圧電共振子の凹陥部側片面を前
記ケースの収納空所内底面の導電性膜と対面させた状態
で、該接着剤塗布部と該導電性膜との間を前記導電性接
着剤にて接続固定したことを特徴とする。
(発明の実施例) 以下、添付図面に示した好適な実施例に基づいて本発
明を詳細に説明する。なお、第3図、第4図に示した従
来例の圧電共振子及びケースと同一部分には同一符号を
付して説明する。
第1図(a),(b)及び(c)は夫々本発明の一実
施例としての水晶振動子の構成を示す斜視図、平面図及
び図(b)のA−A断面図であり、この水晶振動子は、
直方体の水晶ブロック1(圧電材料ブロック)の表面
(片面)ほぼ中央部にエッチング、研磨等の方法によっ
て凹陥部5を形成することによって凹陥部底面に超薄肉
の振動部2を形成するとともに、振動部2の周縁部に一
体形成される厚肉の環状囲繞部(リブ)3を有し凹陥側
周縁平面の一部の導電性接着剤塗布部(水晶共振子固定
部)と凹陥部5内周縁との間に余剰接着剤流入溝40を形
成してこの共振子を第4図に示したケースの凹状の収納
空所の内底面に設けた導電性膜16上に接着する際溢出し
た接着剤15を前記溝40内に吸収し接着剤が凹陥部5内に
流入することを阻止するよう構成する。なお、第1図及
び第2図から明らかなように、本願発明の水晶振動子
(圧電共振子)にあっては、第4図に示した従来の圧電
共振子と同様に、凹陥部5を形成した側の片面の全面に
アース電極としての全面電極12を形成し、更に余剰接着
剤流入溝40は全面電極12が形成されている環状囲繞部3
の平坦面の一部に形成されている。一方、励振電極とし
ての部分電極14と電極リード部14aは、凹陥部が存在し
ない平坦な他面に形成されている。
余剰接着剤流入溝40は凹陥部5を形成する際に同時に
エッチングによって形成することができるので、格別の
工程を要しない。
また、溝40は、線状の導電性接着剤塗布領域3aとほぼ
平行に形成し、溢出した接着剤15の凹陥部5内への流入
を阻止し得るようその幅、長さ、深さ及び形状を設定す
べきである。このような観点から溝40は環状囲繞部3を
貫通する貫通スリットであってもよい。
また、溝40の平面形状は図示した如き直線状のものに
限定する必要はなく、例えば第2図(a)に示すごとく
溝40の両端に大容積の接着剤溜り41を設けてもよく、又
同図(b)に示す如く溝40を水晶ブロック1の接着剤塗
布部3a側の側端に開口せしめ、該開口42から余剰の接着
剤をケース底面に流出させる等の手段を用いることによ
り水晶ブロック1のケース底部への接着面積の極限を図
ってもよい。
尚、以上の実施例においては環状囲繞部の一周縁平面
上において片持ち的に共振子を固定する場合を説明し
た。共振子のこのような固定法は共振子に要求される量
産時の周波数のバラツキの減少、温度−周波数特性の向
上等、諸特性の向上に有効なものではあるが、振動、衝
撃による共振子のフラッピングに起因する破損の虞れが
少なくなく、このため上述した如き諸特性の劣化を忍ん
で、例えば前記接着剤塗布部3aの対向辺3bの一隅部3b′
をもケース底面に接着する場合がある。このような場合
にも該部の接着領域を極限するため、第2図(c)に示
す如き溝45を設ければ良い。
本発明の趣旨は上記のように線状に接着剤を塗布した
環状囲繞部の周縁平面上適所の接着部と凹陥部内周縁と
の間に介在する如く溝を形成することによって、余剰接
着剤の凹陥部内への流入を阻止するようにした構成に存
するから、同様の効果を奏する構造であれば、いずれも
本発明の範囲内に属するものである。
以上のように本発明は、圧電共振子の凹陥部を第4図
に示したケースの凹状の収納空所の内底面(導電性膜)
に向けて収納する構成に係るものである。
尚、上記実施例では圧電共振子として水晶振動子を例
示したが、これは一例に過ぎず、本発明は水晶以外の圧
電体を使用するデバイスに対しても適用可能である。更
に、上記実施例においては、直方体状の圧電材料ブロッ
クを示したが、これは本発明を適用すべき形状の圧電共
振子をバッチ生産する量産性を高める必要からの便宜的
な形態に過ぎず、本発明の範囲がこの例に限定される趣
旨ではない。従って、ブロックの平面形状は円形、多角
形等、異形のものであっても差し支えない。
(発明の効果) 本発明は以上説明した如く構成するものであるから、
超薄板圧電共振子をケース底面に接着する際、余剰接着
剤が共振子の振動部に流入し、共振周波数を変動させる
如き事故を事実上完全に防止し得るので製造の歩留りを
向上するのみならず、高精度の接着剤ディスペンサを要
しないので、格別の設備投資の必要もなく、余剰接着剤
流入溝も前記凹陥部を形成する際同時に形成可能である
ことから超薄板圧電共振子を安価に製造する上で著しい
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)(b)及び(c)は本発明の一実施例とし
ての水晶振動子の構成を示す斜視図、平面図、A−A断
面図、第2図(a)及び(b)は夫々第1図の実施例の
変形例の平面図、第2図(c)は他の変形例の部分平面
図、第3図(a),(b)及び第4図は夫々従来の超薄
板圧電共振子の構成を示す斜視図、X−X断面図及びケ
ースへの収納状態を示す断面図である。 1……圧電体ブロック、2……振動部、3……環状囲繞
部(リブ)、3a……固定縁、3b……固定縁の対向縁、3c
……側縁、5……凹陥部、15……導電性接着剤、40、41
……余剰接着剤流入溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒崎 武文 神奈川県高座郡寒川町小谷2丁目1番1 号 東洋通信機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−3515(JP,A) 実開 昭52−95368(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内底面に導電性膜を露出配置した凹状の収
    納空所を有するケースの該導電性膜上に、超薄板圧電共
    振子を導電性接着剤によって支持する固定部構造におい
    て、 前記超薄板圧電共振子は、 超薄肉の振動部と、該振動部周縁を包囲する厚肉の環状
    囲繞部とを一体的に構成することによって片面に凹陥部
    を形成した圧電材料ブロックと、 前記凹陥部を形成した片面に形成した全面電極と、該凹
    陥部を備えていない他面側の平坦面に形成した部分電極
    及び部分電極から延びる電極リード部と、 前記環状囲繞部の凹陥部側周縁平面適所の接着剤塗布部
    と、該接着剤塗布部と対面する前記凹陥部の内周縁との
    間の全面電極面に該導電性接着剤の該凹陥部内への流入
    を阻止するために形成した余剰接着剤流入溝又は貫通ス
    リットと、 を備え、 前記超薄板圧電共振子の凹陥部側片面を前記ケースの収
    納空所内底面の導電性膜と対面させた状態で、該接着剤
    塗布部と該導電性膜との間を前記導電性接着剤にて接続
    固定したことを特徴とする超薄板圧電共振子の固定部構
    造。
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