JP3908492B2 - Multi-frequency accommodation type crystal unit - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、同一容器内に複数の水晶片を密閉封入した多周波収容型の水晶振動子を産業上の技術分野とし、特にATカットと音叉型とを収容して多機能とした水晶振動子に関する。
【0002】
【従来の技術】
(発明の背景)水晶振動子は、周波数及び時間の基準源として発振器に組み込まれ、各種の電子機器に内蔵される。例えば、近年における携帯電話等を含む小型なモバイル型電子機器では、通信周波数はATカットとし、時計信号は音叉型とした異種の水晶振動子が別個に内蔵される。これらの場合、電子機器の小型を阻害することから、例えば両種の水晶片を同一容器に収容して小型化を計る提案がある(参照:特開2000-349181号公報及び特願2001-236503号)。
【0003】
(従来技術の一例)第6図乃至第8図は一従来例を説明する図である。但し、第6図は水晶振動子の断面図、第7図は同底面図、第8図(ab)は各水晶片の平面図である。
水晶振動子は表面実装用の容器(表面実装容器とする)1内に音叉型及びATカットとした2種の水晶片2、3を密閉封入してなる。表面実装容器1は凹部を有する積層セラミックからなり、4角部の底面及び側面に各水晶片2、3のそれぞれ対となる実装電極4(ab)、5(ab)を有する。そして、表面実装容器1の凹部内には段部を有し、開口面には例えば金属リング6を取り付けてシーム溶接によって金属カバー7が接合される。
【0004】
音叉型水晶片2は例えばXカットして音叉基部8と一対の音叉腕9(ab)からなる。音叉腕9(ab)の各4面には電気的にそれぞれ対をなす励振電極10を有し、音叉基部8の両端側に各引出電極(外部接続電極)11(ab)が延出する。そして、表面実装容器1の凹部底面に形成された端子電極(未図示)に、引出電極11(ab)の延出した音叉基部8の両端側を導電性接着剤12によって固着し、電気的・機械的に接続する。
【0005】
ATカット水晶片3は平板状として両主面に対をなす励振電極13(ab)を有し、一端部両側に引出電極14(ab)を延出する。そして、引出電極14(ab)の延出した一端部両側を端子電極(未図示)の形成された段部に前述同様に導電性接着剤12によって固着し、電気的・機械的に接続する。要するに、音叉型とATカット水晶片2、3の板面を垂直方向に配置する。
【0006】
なお、音叉型及びATカット水晶片2、3に接続した端子電極は、積層面及び電極貫通孔(所謂スルーホール、未図示)等を経て実装電極4(ab)、5(ab)に接続する。
【0007】
このようなものでは、例えば図示しない携帯電話等を構成するセット基板に設けられたそれぞれの発振回路に、音叉型及びATカット水晶振動子としての実装電極4(ab)、5(ab)を接続する。そして、ATカットは例えばMHz帯で、音叉型はKHz帯で発振して、前者は通信周波数として後者は時計信号として機能する。このことから、異種機能の音叉型及びATカット水晶片2、3を同一の表面実装容器1内に収容して、2種の水晶振動子(音叉型とATカット)を構成するので、携帯電話等を含む電子機器の小型化を計ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
(従来技術の問題点)しかしながら、上記構成の多機能型とした水晶振動子では、
音叉型とATカット水晶片(水晶振動子)2、3を同時に駆動して通信周波数及び時計信号を得ることに起因して次の問題があった。
【0009】
すなわち、音叉型及びATカット水晶片2、3は同一容器内に収容されて、各発振回路との間に発振閉ループを形成する。そして、当然にして、各水晶振動子(水晶片2、3)及びこれらと接続する表面実装容器1に形成した実装電極4(ab)、5(ab)を含む回路パターンにも各発振回路の高周波電流は流れる。
【0010】
このため、各水晶片2、3及び回路パターンから各々の高周波電流による電磁波が漏れて相手方に飛び込み、ATカットと音叉型水晶振動子を構成する表面実装容器1内で相互干渉を引き起こして発振を不安定にする問題があった。例えば、ATカット水晶振動子による通信周波数f0(例えば12MHz)に対して、音叉型水晶振動子による時計信号(例えば32KHz)が重畳して、f0±32KHzでの位相雑音を増大する問題があった。
【0011】
これらの場合、特に面積の大きい各水晶片2、3の励振電極10、13間、次いでは実装電極4、5間による相互干渉が問題となる。さらに、高さ及び平面積が小さくなって、小型化が進行するほどこの影響は大きい。
【0012】
(発明の目的)本発明は相互干渉を防止して発振を確実にした多周波収容型の水晶振動子を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特許請求の範囲(請求項1)に示したように、表面実装用とした凹部を有する容器本体とカバーとからなる同一容器内にATカットと音叉型の2個の水晶片を密閉してなる多周波収容型水晶振動子において、前記水晶片のそれぞれを金属体によって仕切って各水晶片間を電気的にシールドするとともに、前記容器本体の外底面の4角部には前記2個の水晶片と電気的に接続した各2個ずつの実装電極を有し、前記容器本体の外底面の前記2個の水晶片の実装電極間には前記金属体と電気的に接続したアース電極を有する構成とする。
【0014】
【作用】
本発明では、金属体によって各水晶片をシールドしたので、表面実装容器1内における各発振回路の相互干渉を防止する。以下、本発明の実施例を説明する。
【0015】
【第1実施例】
第1図(ab)は本発明の第1実施例を説明する多周波型とした水晶振動子の図で、同図(a)は断面図、同図(b)は底面図である。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、前述したように積層セラミックからなる凹部を有する容器本体1の底面に音叉型水晶片2を、段部にATカット水晶片3の一端部両側を導電性接着剤によってそれぞれ固着し、外表面の底面及び側面に実装電極4(ab)、5(ab)を延出してなる。
【0016】
そして、この実施例では、容器本体の凹部にさらに段部を設けて2段とし、一段目に金属板(金属体)15を設けて、音叉型水晶片2とATカット水晶片3の特に励振電極間を電気的にシールド(遮蔽)する。なお、ATカット水晶片3は、一端部両側が2段目に保持される。容器本体の底面には各実装電極4(ab)、5(ab)の間を電気的に遮蔽する十字状のアース電極16を形成され、図示しないスルーホール等によって金属板15と接続する。また、金属リング6も同様に容器本体1の側壁内に設けた導体を経てア−ス電極16に電気的に接続し、いわばシールド容器とする。
【0017】
このような構成であれば、特に音叉型とATカット水晶片2、3の励振電極間を金属板15によって電気的にシールドするので、両者間における高周波電流による電磁波の飛び込みを防止する。また、この例では実装電極間4(ab)、5(ab)をもア−ス電極16によって電気的に遮蔽し、ここでの電磁波の飛び込みを防止する。
【0018】
したがって、それぞれの発振閉ループ内にあり、ATカットと音叉型水晶振動子を構成する表面実装容器1内での相互干渉を防止して、特に通信周波数における時計信号による位相雑音を低減して、両者の発振を良好に維持する。
【0019】
【第2実施例】
第2図(ab)は本発明の第2実施例を説明する水晶振動子の図で、同図(a)は断面図、同図(b)は底面図である。なお前第1実施例図と同一部分の説明は省略又は簡略する。
前第1実施例では、表面実装容器1の一主面に設けた凹部に音叉型とATカット水晶片2、3を収容して、各水晶片2、3の板面を重ねて垂直方向に配置したが、第2実施例では表面実装容器1の両主面側に凹部を設けて各水晶片2、3を垂直方向に配置する場合の例である。
【0020】
すなわち、第2実施例では積層セラミックから両主面側に凹部を有する容器本体1を形成し、断面形状を概ねH状とする。H状の中央を仕切る水平部にはメタライズによる金属膜を設けて、金属体としてのシールド層21とする。他主面側の凹部には全周にわたる段部を設け、4角部には実装電極4(ab)、5(ab)を、各実装電極間にはアース電極16を形成する。これらは、セラミックの焼成時に一体的に形成される。そして、段部の表面上に金属リング6を銀ロウ等を用いて接合する。
【0021】
そして、一主面側の凹部底面には引出電極の延出したATカット水晶片3の一端部両側を、他主面側の凹部底面には同音叉型水晶片2の基部下端部両側を導電性接着剤12によって固着する。そして、一主面側の開口面は前述したシーム溶接によって金属カバー7を金属リング6に接合して封止する。また、他主面側の開口面は段部に設けられた金属リング6上に金属カバー7を被せてビーム溶接によって接合する。なお、いずれの金属カバー7及びシールド層21はアース電極に接続する。
【0022】
このような構成であっても、前第1実施例と同様に、特に音叉型とATカット水晶片2、3の励振電極間をH状とした水平部のシールド層21によって、電気的に遮蔽する。したがって、それぞれの発振閉ループ内にあり、ATカットと音叉型水晶振動子を構成する表面実装容器1内での相互干渉を防止して、発振を良好に維持する。
【0023】
また、この例では、実装電極4(ab)、5(ab)間に、他主面側の金属カバー7に接続したアース電極16を設けるので、全体としてシールド電極を形成し、実装電極4、5間の電気的結合を防止してさらに相互干渉を防止する。なお、各水晶片2、3の実装電極4(ab)、5(ab)間の電気的結合も防止するので、各発振器自体の雑音も小さくする。なお、前第1実施例でも同様である。
【0024】
第3図(abc)は本発明の第3実施例を説明する水晶振動子の図で、同図(a)は断面図、同図(b)は平面図、同図(c)は底面図である。なお前実施例図と同一部分の説明は省略又は簡略する。
前第1及び第2実施例では、音叉型及びATカット水晶片2、3の板面を容器本体1内に垂直方向に配置したが、第3実施例は各水晶片2、3の板面を水平方向に配置した場合の例である。
【0025】
すなわち、第3実施例では積層セラミックからなる容器本体1の中央領域を突出部17で仕切り、両側に第1と第2の収納部19、20を設ける。突出部17の外表面にはメタライズによる金属膜を形成し、金属体としてのシールド層21とする。シールド層21は金属カバー7に極力接近させる。例えば一部をスポット溶接してもよい。そして、第1の収納部19には音叉型水晶片2の引出電極の延出した音叉基部の一端部両側を、第2の収納部にはATカット水晶片3の同一端部両側を導電性接着剤12によって固着する。
【0026】
容器本体1の開口面は、前述のようにシーム溶接によって金属カバー7を金属リング6に接合して封止する。また、容器本体1の底面には、音叉型及びATカット水晶片2、3の励振電極と接続する実装電極4(ab)、5(ab)を延出し、これらを遮蔽して突出部17のシールド層21と接続する前述したアース電極16を形成する。
【0027】
このような構成であっても、前第1実施例と同様に、特に音叉型とATカット水晶片2、3の励振電極間を突出部17のシールド層21によって、実装電極4(ab)、5(ab)間をアース電極16によって電気的に遮蔽する。したがって、それぞれの発振閉ループ内にあり、ATカットと音叉型水晶振動子を構成する表面実装容器1内での相互干渉を防止して、発振を良好に維持する。
【0028】
【他の事項】
上記実施例では、何れの実施例においても表面実装容器1内に音叉型及びATカット水晶片2、3を収容して外部の発振回路に接続するとしたが、例えば各実施例に対応して第4図(abc)に示したように表面実装容器1内にさらに段部を設けて各発振回路を集積化したICチップ22「同図(a)」を、あるいは各々のICチップ22「同図(bc)」を底面に収容して発振器としてもよい。但し、この場合、実装電極23は発振器としての電源、アース、出力等の各端子となる。
にはATカット水晶片3の同一端部両側を導電性接着剤12によって固着する。
【0029】
また、第5図(ab)に示したように、容器本体1を概ねH状として一主面側の凹部には音叉型及びATカット水晶片2、3を収容し、他主面側の凹部には各振動子用の発振回路を個別に集積化した、あるいはいずれをも集積化した、さらにはいずれか一方を集積化したICチップ22を収容してもよい。これらのように発振器とした場合でも、本発明の技術的範囲に属する。
【0030】
また、容器本体1の開口面には金属リング6を設けて金属カバー7をシーム溶接によって接合して密閉したが、例えばビーム溶接でも、あるいは金属リング6は設けずにガラスや樹脂による封止であってもよい。但し、シールド容器を形成する点等においては、シーム及びビーム溶接が適している。そして、金属リング6に代えて金属膜であってもよく、要はシームやビーム溶接ができればよい。
【0031】
また、水晶片は音叉型とATカットとして異種類を収容して時計信号と通信周波数を得る多機能型の多周波収容型水晶振動子としたが、例えばATカットに代えてSCカットとした多機能型としても、ATカット同士としたいずれも通信周波数用としても、音叉同士の時計信号用としてもよく、要は異なる発振周波数となる多周波型の水晶振動子に適用できる。但し、基本的には時計信号と通信周波数を得る多機能型とした多周波型が現実的である。
【0032】
【発明の効果】
本発明は、表面実装用とした凹部を有する容器本体とカバーとからなる同一容器内にATカットと音叉型の2個の水晶片を密閉してなる多周波収容型水晶振動子において、前記水晶片のそれぞれを金属体によって仕切って各水晶片間を電気的にシールドするとともに、前記容器本体の外底面の4角部には前記2個の水晶片と電気的に接続した各2個ずつの実装電極を有し、前記容器本体の外底面の前記2個の水晶片の実装電極間には前記金属体と電気的に接続したアース電極を有する構成とする。したがって、各水晶片(ATカットと音叉型)の相互干渉を防止して発振を確実にした多周波収容型の水晶振動子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を説明する図で、同図(a)は水晶振動子の断面図、同図(b)は同底面図である。
【図2】本発明の第2実施例を説明する図で、同図(a)は水晶振動子の断面図、同図(b)は同底面図である。
【図3】本発明の第3実施例を説明する図で、同図(a)は水晶振動子の断面図、同図(b)はカバー及び金属リングを除く同平面図、同図(c)は同底面図である。
【図4】本発明の他の実施例を説明する図で、同図(abc)ともに本発明を適用した発振器の断面図である。
【図5】本発明のさらに他の実施例を説明する図で、同図(ab)ともに本発明を適用した発振器の断面図である。
【図6】従来例を説明する水晶振動子の断面である。
【図7】従来例を説明する水晶振動子の底面図である。
【図8】従来例を説明する図で、同図(a)は音叉型水晶片の、同図(b)はATカットの平面図である。
【符号の説明】
1 容器本体、2 音叉型水晶片、3 ATカット水晶片、4、5、23 実装電極、6 金属リング、7 金属カバー、8 音叉基部、9 音叉腕、10、13 励振電極、11、14 引出電極、12 導電性接着剤、15 金属板、16 ア−ス電極、17 突出部、19、20 収納部、21 シールド層、22 ICチップ.[0001]
The present invention relates to an industrial technical field of a multi-frequency accommodation type crystal resonator in which a plurality of crystal pieces are hermetically sealed in the same container, and in particular, a quartz resonator having a multi-function by accommodating an AT cut and a tuning fork type. About.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND OF THE INVENTION A crystal resonator is incorporated in an oscillator as a frequency and time reference source, and is incorporated in various electronic devices. For example, in recent small mobile electronic devices including mobile phones and the like, different types of crystal resonators in which the communication frequency is AT cut and the clock signal is a tuning fork type are separately incorporated. In these cases, since miniaturization of the electronic device is hindered, for example, there is a proposal for accommodating both types of crystal pieces in the same container to reduce the size (see: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-349181 and Japanese Patent Application No. 2001-236503). issue).
[0003]
(Example of Prior Art) FIGS. 6 to 8 are views for explaining one conventional example. 6 is a cross-sectional view of the crystal resonator, FIG. 7 is a bottom view thereof, and FIG. 8 (ab) is a plan view of each crystal piece.
The crystal resonator is formed by sealing and enclosing two types of
[0004]
The tuning fork
[0005]
The AT-cut
[0006]
The terminal electrodes connected to the tuning fork type and AT cut
[0007]
In such a case, for example, mounting electrodes 4 (ab) and 5 (ab) as tuning fork type and AT cut crystal resonators are connected to respective oscillation circuits provided on a set substrate constituting a mobile phone (not shown). To do. The AT cut oscillates in, for example, the MHz band, and the tuning fork type oscillates in the KHz band. The former functions as a communication frequency and the latter functions as a clock signal. Therefore, the tuning fork type and AT cut
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
(Problem of the prior art) However, the multi-function type crystal unit having the above-described configuration,
The tuning fork type and AT cut crystal pieces (quartz crystal units) 2 and 3 are simultaneously driven to obtain a communication frequency and a clock signal, thereby causing the following problems.
[0009]
That is, the tuning fork type and AT cut
[0010]
For this reason, electromagnetic waves due to the respective high-frequency currents leak from the
[0011]
In these cases, there is a problem of mutual interference between the
[0012]
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a multi-frequency accommodation type crystal resonator which prevents mutual interference and ensures oscillation.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, as shown in the claims (Claim 1), two crystal pieces of AT cut and tuning fork type are placed in the same container composed of a container body having a recess for surface mounting and a cover. In the sealed multi-frequency accommodation type crystal resonator, each of the crystal pieces is partitioned by a metal body to electrically shield each crystal piece, and at the four corners of the outer bottom surface of the container body, There are two mounting electrodes each electrically connected to one crystal piece, and a ground electrically connected to the metal body is provided between the mounting electrodes of the two crystal pieces on the outer bottom surface of the container body. A structure having electrodes.
[0014]
[Action]
In the present invention, since each crystal piece is shielded by the metal body, mutual interference of the oscillation circuits in the
[0015]
[First embodiment]
FIG. 1 (ab) is a diagram of a multi-frequency type crystal resonator for explaining the first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a sectional view and FIG. 1 (b) is a bottom view. In addition, the same number is attached | subjected to the same part as a prior art example, and the description is simplified or abbreviate | omitted.
As described above, the quartz resonator has the tuning fork
[0016]
In this embodiment, a step portion is further provided in the concave portion of the container body to form two steps, and a metal plate (metal body) 15 is provided in the first step, and the tuning fork
[0017]
With such a configuration, especially between the tuning fork type and the excitation electrodes of the AT-
[0018]
Therefore, in each oscillation closed loop, the mutual interference in the
[0019]
[Second embodiment]
FIG. 2 (ab) is a view of a crystal resonator for explaining a second embodiment of the present invention. FIG. 2 (a) is a sectional view and FIG. 2 (b) is a bottom view. The description of the same parts as those in the previous first embodiment is omitted or simplified.
In the first embodiment, the tuning fork type and the AT-
[0020]
That is, in 2nd Example, the container
[0021]
Then, one end of the AT-
[0022]
Even in such a configuration, as in the first embodiment, the
[0023]
In this example, since the
[0024]
FIG. 3 (abc) is a view of a crystal resonator for explaining a third embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a sectional view, FIG. 3 (b) is a plan view, and FIG. 3 (c) is a bottom view. It is. The description of the same parts as those in the previous embodiment is omitted or simplified.
In the first and second embodiments, the plate surfaces of the tuning fork type and AT-
[0025]
That is, in the third embodiment, the central region of the
[0026]
The opening surface of the
[0027]
Even in such a configuration, the mounting electrode 4 (ab), between the excitation fork of the tuning fork type and the AT-cut
[0028]
[Other matters]
In each of the above embodiments, the tuning fork type and AT cut
In other words, both sides of the same end portion of the AT-
[0029]
Further, as shown in FIG. 5 (ab), the
[0030]
In addition, a
[0031]
In addition, the crystal piece is a multi-function multi-frequency accommodation type crystal unit that obtains a clock signal and a communication frequency by accommodating different types as a tuning fork type and an AT cut. Both functional types and AT cuts may be used for communication frequencies or for clock signals between tuning forks, and can be applied to multi-frequency type crystal resonators having different oscillation frequencies. However, a multi-frequency type that is a multi-function type that obtains a clock signal and a communication frequency is practical.
[0032]
【The invention's effect】
The present invention provides a multi-frequency accommodation type crystal resonator in which two AT-cut and tuning-fork type crystal pieces are sealed in the same container comprising a container body having a recess for surface mounting and a cover. Each of the pieces is partitioned by a metal body to electrically shield each crystal piece, and at each of the four corners of the outer bottom surface of the container body, two pieces each electrically connected to the two crystal pieces are provided. A mounting electrode is provided, and a ground electrode electrically connected to the metal body is provided between the mounting electrodes of the two crystal pieces on the outer bottom surface of the container body. Therefore, it is possible to provide a multi-frequency accommodation type crystal resonator that can prevent the mutual interference of each crystal piece (AT cut and tuning fork type) and ensure oscillation.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are views for explaining a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view of a crystal resonator, and FIG. 1B is a bottom view thereof;
2A and 2B are diagrams for explaining a second embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a cross-sectional view of a crystal resonator, and FIG. 2B is a bottom view of the same.
FIGS. 3A and 3B are views for explaining a third embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a cross-sectional view of a crystal unit, FIG. 3B is a plan view excluding a cover and a metal ring, and FIG. ) Is a bottom view of the same.
FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view of an oscillator to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a diagram for explaining still another embodiment of the present invention, and FIG. 5 (ab) is a cross-sectional view of an oscillator to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a crystal resonator for explaining a conventional example.
FIG. 7 is a bottom view of a crystal resonator for explaining a conventional example.
8A and 8B are diagrams for explaining a conventional example, in which FIG. 8A is a plan view of a tuning fork crystal piece, and FIG. 8B is a plan view of an AT cut.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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