JP3995918B2 - 表面実装型圧電振動子 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装型圧電振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平５−１９９０５６“圧電振動子の製造方法”の図５に、振動部が枠と一体になった振動子を上下の蓋で挟む構造が示されているように、従来、蓋の内面の凹部形状は単一平面を持つことが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、蓋の内側の凹部形状が単一平面で構成されているため、落下等による衝撃が振動子に印加され振動部がたわんだ場合に振動部先端が蓋内面にあたることがある。特に、強い衝撃が印加されると蓋内面へのあたりが強くなり振動部の先端に欠けが生じ、振動子の重要な特性のひとつである周波数の大幅な変化をおこすという課題を有していた。ちなみに時計用音さ型水晶振動子の例では周波数偏差の規格がおよそ１０〜２０ｐｐｍであるのに対し前記の振動部先端の欠けが生じた場合周波数は数百ｐｐｍ以上の変化を生じる場合があるため大きな問題であった。
【０００４】
加えて、上記のような課題を解決するため従来では振動部先端が蓋内面にあたり難くする目的で蓋の内面を振動部から離すよう、深く大きな空間を設けていたが、そのため蓋の厚みは厚くなる傾向に有り、現在要求の強い薄型化には対応が難しくなるという課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するために本発明は表面実装型圧電振動子の容器に用いる蓋の内面の形状を少なくとも2段階の凹部で構成した。
ここで２段階の凹部は圧電振動子の基部から先端部に向かい深さが増加し、先端部の厚み方向の上下面には、圧電振動子の長さ方向の中央部より深い凹部が形成され、圧電振動子の先端の容器内壁との衝突を防止することができる。
【０００６】
また、２段階の凹部のうち浅い部分の第一凹部の深さは蓋の厚みに対して２％から２５％であり、かつ前記２段階の凹部のうち深い部分の第二凹部の深さは蓋の厚みに対して２５％から６０％である。１段目と２段目の境界に生じる段差は衝撃によりたわんだ振動部の中程にあたるように設定してある。前記のあたる位置は、一端固定の場合では固定部から先端までの４０％から８０％の間で良好な結果がえられる。
【０００７】
このような方法によれば、落下等の衝撃が振動子に印加され振動部がたわんだ場合でも１段目と２段目の境の段差に振動部の中間があたり、更なるたわみが抑えられる為、振動部の先端が蓋の内面にあたることが無く、すなわち先端の欠けを防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、容器に用いる蓋の内面の形状を２段の平面で構成することで、落下等の衝撃が加わった時の振動部の先端の欠けを防止するものである。
以下に実施例を示す。
【０００９】
（実施例１）
図を参照して表面実装型圧電振動子の容器を説明する。図１は本発明の実施例１を示す断面図である。振動部３０は蓋１０および蓋２０とで気密に封止されている。蓋１０には第一凹部１６と第二凹部１７が設けられている。同様に蓋２０には第一凹部２６と第二凹部２７が設けられている。
図２は本発明の実施例１による作用の説明図である。振動子に落下等の衝撃が印加されたために、たわんだ振動部３１は、第一凹部１６，２６と第二凹部１７，２７の境の段差に前記振動部３１の中間があたり、更なるたわみが抑えられる為、前記振動部３１の先端３５が蓋の内面にあたることは無く、すなわち先端の欠けを防止することができる。実際の振動子の各部の寸法は、振動部３０の長さ及び厚さが２〜４ｍｍ及び８０μｍ〜１５０μｍの音さ型であり、第一凹部１６，２６の深さは８μｍ〜１００μｍ、第二凹部１７，２７の深さは５０〜２００μｍで作成した。もちろん本発明の効果は音さ型振動子以外の、例えばATカット厚みすべりモード振動子等の厚みの薄い振動子にも有効である。
【００１０】
（実施例２）
図３は本発明の他の実施例２を示す断面図である。第三凹部１８、２８が振動部固定端側にある例で、実施例１と同等の効果を有する。構造的には複雑に見えるが第三凹部と第二凹部の深さは同一であり、蓋内面に２段階の平面がある点は実施例１と同じである。
【００１１】
（実施例３）
図４は本発明の他の実施例３を示す断面図である。 前記実施例２の第一凹部１６，２６の代わりにやや丸みをおびた突起部１９、２９が設けられた例である。焼結法など、段差の形成方法によっては第一凹部と第二凹部がきっちりとした平面で構成されずに本実施例３に示すようなやや丸みをおびた形状になるが、このような構造でも振動部のたわみを抑え先端３５の欠けを防止することが可能である。
【００１２】
（実施例４）
図５は本発明の他の実施例４を示す断面図である。セラミック等で形成された基板４０に固定材５０で振動部３０を搭載し、前記基板４０と蓋１１とが封止材４５で前記振動部３０を気密に封止する構造の振動子に本発明を適用した例である。このように基板と蓋という異なる材質や構造の部材で構成される振動子においても、本発明による第一凹部および第二凹部の形状を持てば、振動子の先端３５の欠けを防止できる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の実施により、落下等の衝撃が印加されても振動部先端と容器の蓋の内面との当たりを防止でき、振動子の重要な特性のひとつである周波数の大きな変化を防止することか可能となる。
また、深く大きい空間をもつ蓋が必要でなくなるため、蓋全体の厚みを薄くすることができるため最近要求の強い薄型化への対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧電振動子の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例による作用の説明図である。
【図３】本発明の圧電振動子の他の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の圧電振動子の他の実施例を示す断面図である。
【図５】本発明の圧電振動子の他の実施例を示す断面図である。
【図６】従来圧電振動子を示す断面図である。
【符号の説明】
１０、２０、１１ 蓋
１５、２５ 内面
１６、２６ 第一凹部
１７，２７ 第ニ凹部
１８，２８ 第三凹部
１９、２９ 突起部
３０ 振動部
３１ たわんだ振動部
３５ 先端
４０ 基板
４５ 封止材
５０ 固定材

Claims (6)

  1. 圧電振動子とその基端部に一体的に接続されて当該圧電振動片の周囲を囲む枠状部とを有する圧電振動板と、前記圧電振動板の両側表面に設けられて前記圧電振動板を振動させる一対の励振電極膜と、前記励振電極膜と連結する接合膜を介して接合されて前記圧電振動片のその振動を妨げることなく気密封止できる一対の蓋体とを具備する圧電振動子において、
    前記一対の蓋体の内面にそれぞれ前記圧電振動子の基端部から先端部に向かって、第１の凹部と、前記第１の凹部より深さが深い第２の凹部とを順に有し、
    前記第１の凹部と前記第２の凹部との段差が、前記一対の蓋体のそれぞれの内面の同じ位置に配置されることを特徴とする圧電振動子。
  2. 前記第１の凹部と、前記第２の凹部との段差が前記圧電振動板の前記基端部から前記先端部までの４０％から８０％の間に形成されている請求項１に記載の圧電振動子。
  3. 前記第１の凹部に連接して、前記基端部側に前記第１の凹部よりも深さの深い第３の凹部を有する請求項１または２に記載の圧電振動子。
  4. 前記第２の凹部と前記第３の凹部によって挟まれた前記第１の凹部が矩形の突起部である請求項３に記載の圧電振動子。
  5. 請求項１に記載の蓋体はガラスであることを特徴とする圧電振動子。
  6. 請求項１に記載の２段階の凹部のうち浅い部分の第一凹部の深さは蓋の厚みに対して２％から２５％であり、かつ前記２段階の凹部のうち深い部分の第二凹部の深さは蓋の厚みに対して２５％から６０％であることを特徴とする圧電振動子。
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