JP4038819B2 - 表面実装型圧電デバイスとその容器ならびに表面実装型圧電デバイスを利用した携帯電話装置および表面実装型圧電デバイスを利用した電子機器 - Google Patents
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Description
従来の圧電デバイスとして、例えば、図13に示すような表面実装型水晶発振器が知られている(特許文献1参照)。
図において、圧電デバイスの一種である圧電振動デバイス1は、中央にセラミック製の共通な基板2を配置し、この基板2を中心として、断面がほぼH字状となる形態の本体5を有している。本体5の基板2よりも上にキャビティ3を形成し、基板2よりも下に内部空間4を設け、下部は台座6を固定することで内部空間4が封止され、本体5の上部は蓋体7を固定することによりキャビティ3が封止されるようにした絶縁容器8が使用されている。
絶縁容器8のキャビティ3には、封止前に圧電振動片9が接合されている。内部空間4には、封止前に複数の電子部品11,12が取付けられている。
先ず、電子部品11や12を取り付ける際の治具であるチップマウンターが、ひとつひとつの電子部品11,12を吸着した状態で、内部空間4内に挿入されるため、チップマウンターが内部空間4の側壁4a,4bに当接して、破損のおそれがある。
また、複数の電子部品11,12に共通の取付け面4bに形成した狭ピッチの導電パターンが取付けの際の半田により短絡される心配がある。
さらに、個々のきわめて小さな電子部品11,12の取付けの際に、それぞれ半田を微量塗布しなければならず、塗布作業がきわめて困難である。
かくして、小さな電子部品を取付ける際に、その取付け作業により容器が破損することなく、容易かつ確実に取り付けることができる表面実装型圧電デバイス用容器を提供することができる。
第3の発明の構成によれば、前記充填部に導通固定剤を充填するだけで、電子部品の電気的な接続と、機械的な固定とを行うことができる。このため、従来のように、狭隘なピッチで並ぶ導電パターン上に、精密な位置を定めて微量の半田を塗布する困難がない。
第4の発明の構成によれば、第1の発明の容器の利点を全て備えた表面実装型圧電デバイスを得ることができる。
図において、圧電デバイス30は、絶縁性の容器(以下、「容器」という)36内に圧電振動片32と、後述する電子部品とを収容した複合電子部品である。
この容器36は、例えば、後述するように、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。
すなわち、圧電振動片32は、容器36側と固定される基部41と、この基部41を基端として、図において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕34,35を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
尚、圧電振動片としては、図示のような音叉型の圧電振動片に限らず、圧電材料を矩形にカットしたATカット振動片やコンベックスタイプの振動片等の種々の圧電振動片を使用することができる。
蓋体39として適するガラス材料としては、例えば、ダウンドロー法により製造される薄板ガラスとして、例えば、硼珪酸ガラスが使用される。
蓋体39が、ガラスにより形成される場合には、例えば、低融点ガラス等を利用した封止材38を利用して、容器36に固定される。
図4は電子部品61の一例を示している。電子部品61は、上述した容器36に取り付けることで、圧電振動片32と電気的に接続されて機能させるもので、部品の種類としてはコンデンサ、抵抗、インダクタ等があげられる。図4の電子部品61は、ひとつだけ使用される場合もあるが、この実施形態では、複数個、具体的には図3に示すように4個使用されている。
電子部品61は、図4に示されているように、ほぼ直方体のチップ部品であり、樹脂モールドによりチップ化された長手方向の両端の端面部を含む端部に、導電金属を露出して形成した端子部62,62を備えている。そして、規格化されたサイズとしては、図示の寸法hおよび寸法wがそれぞれ0.3mm、寸法lが0.6mmのチップ部品である。
このような取付け方法に適合するように、取付け孔53は、例えば図7の概略斜視図に示すように構成されている。
この充填部55,55は図6に示されているように導通固定剤57,57が充填されるための充填孔である。この導通固定剤57,57は、例えば図1で説明した導電性接着剤43と同じものを使用することができる。そして、図7の取付け孔53の孔深さH1は、図6に示されているように、図4で説明した電子部品61の寸法hよりも大きく、段部55aまでの深さH2は、図6に示されているように、図4で説明した電子部品61の寸法hよりも小さい。
次いで、各充填部55,55にディスペンサなどを利用して導通固定剤57,57を充填することにより、この導通固定剤57,57は電子部品61の露出している端子部62,62と導電パターン51とを電気的に接続する。さらに、導通固定剤57,57が硬化されることにより、電子部品61を取付け孔53内で機械的に固定することができる。
また、図6では、取付け孔53−1が段部を有することから、その形成例として、第3の基板46をさらに上基板46aと下基板46bとで構成し、格別に成形する構造を示しているが、図2の一枚の基板46を成形して同様の構造を形成してもよいことはもちろんである。さらに、取付け孔53の概略斜視図である図7は、内部の構造を示すために手前側の辺を奥側の辺より大きく示しているが、実際には両辺は同じ長さである。
また、図7の取付け孔53の充填部55は、段部55aを形成することにより、電子部品61が収容される箇所(奥側開口M1の箇所)より深さ寸法を小さく構成しているが、逆に、電子部品61が収容される箇所よりも深さ寸法を大きくしてもよい。
図8(a)は、取付け孔の変形例1を示しており、この取付け孔53−2の位置決め部56−2は、図7の構造と同じであり、電子部品61と相似形で、その外形より僅かに大きな有底の孔である。充填部55−2,55−2は、図7の充填部と同様に段部を有する構造であるが、相違するのは、図7の充填部が三角形であるのに対して、変形例1では、充填部55−2,55−2がそれぞれ半円形である点である。その他の点では、取付け孔53−2は、図7の取付け孔53と同じであり、同様な作用効果を発揮できる。
このように、取付け孔に形成される充填部は、種々の形状とすることができる。また、充填部の個数も、固定強度や作業性を考慮した任意の数とすることができる。
図において、圧電デバイス70は、第3の基板46−1が、第1の実施形態の第3の基板46よりも厚く形成されている。この第3の基板46−1に形成された取付け孔71は、第1の実施形態と相違している。
すなわち、取付け孔71は、第1の実施形態の取付け孔53よりも深さ寸法が大きく、孔径は小さい。そして、図示されているように、電子部品61は、第1の実施形態と比べると、90度向きを変えて取付け孔に挿入されている。これにより、各電子部品61の一方の端子62は、直接図示しない実装基板と接続できるようになっている。
その他の点では、第1の実施形態と同じであり、同様の作用効果を発揮することができる。
図において、圧電デバイス80は、容器36の外面の四隅部には、その製造工程において、個々の基板をカットする際に使用されたキャスタレーション孔に起因して形成された1/4円でなる曲面状の凹であるキャスタレーション81,81,81,81が形成されており、キャスタレーション81,81,81,81の各表面には、導電パターン81a,81a,81a,81aが形成されている。各導電パターン81a,81a,81a,81aは容器36の図11の高さ方向に沿って、延びて各実装端子47,48と接続されている。
図11において、導電パターン51は、第1の基板44と第3の基板46の境界に沿って、延長部51c,51cにより容器36の側面まで引き回されており、図10のキャスタレーション81の導電パターン81aと接続されている。
また、電極部31も第1の基板44と第2の基板45との境界に沿って、延長部31aにより容器36の側面まで引き回されており、図10のキャスタレーション81の導電パターン81aと接続されている。
第3の実施形態は以上のように構成されており、キャスタレーションを利用して導電パターンの接続構造を実現した箇所以外は、第1の実施形態と同じであり、同様の作用効果を発揮することができる。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン308及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ309を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるCPU(Central Processing Unit)301を備えている。
CPU301は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのLCDや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部302や、RAM,ROM等でなる情報記憶手段(メモリ)303の制御を行うようになっている。このため、CPU301には、圧電デバイス30やその変形例の構成のものが取り付けられて、その出力周波数をCPU301に内蔵された所定の分周回路(図示せず)等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。
また、この発明は、パッケージや箱状の蓋体に被われるようにして、内部に圧電振動片を収容するものであれば、圧電振動子、圧電発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスに適用することができる。
Claims (6)
- 外部底面に実装端子を有した絶縁性の容器であって、
前記実装端子が配置された面と異なる一面に、圧電振動片を収容するための空間を有し、他面に電子部品の取付け孔となる少なくともひとつの空間を備えており、
前記取付け孔が、略前記電子部品の大きさと対応した大きさに設定されていて、
かつ、前記他面に実装端子が形成されているとともに、該他面に開口された前記取付け孔が、
該取付け孔の孔深さ寸法H1に関して、前記電子部品の高さ寸法hよりも大きく、該取付け孔の開口Mの下部M1の部分の内形が、前記電子部品の投影面積よりも僅かに大きな相似形とされることで、前記電子部品の落とし込みの際の位置決め手段とされているとともに、
前記開口Mの上部は、外方に延びる段部を設けることにより、導通固定剤の充填部とされている
ことを特徴とする表面実装型圧電デバイス用容器。 - 前記取付け孔の前記M1部分の深さ寸法H2は、前記電子部品の高さ寸法hよりも小さくされていることを特徴とする請求項1に記載の表面実装型圧電デバイス用容器。
- 前記取付け孔には、この取付け孔に収容すべき前記電子部品の複数の端子に対応して、導通固定剤の充填部を設けたことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の表面実装型圧電デバイス用容器。
- 外部底面に実装端子を有した絶縁性の容器の前記実装端子が配置された面と異なる一面に、形成した空間に圧電振動片が収容され、前記容器の他面に形成された少なくともひとつの空間を取付け孔として、電子部品を取付けた表面実装型圧電デバイスであって、
前記取付け孔が、略前記電子部品の大きさと対応した大きさに設定されていて、
かつ、前記他面に実装端子が形成されているとともに、該他面に開口された前記取付け孔が、
該取付け孔の孔深さ寸法H1に関して、前記電子部品の高さ寸法hよりも大きく、該取付け孔の開口Mの下部M1の部分の内形が、前記電子部品の投影面積よりも僅かに大きな相似形とされることで、前記電子部品の落とし込みの際の位置決め手段とされているとともに、
前記開口Mの上部は、外方に延びる段部を設けることにより、導通固定剤の充填部とされている
ことを特徴とする表面実装型圧電デバイス。 - 外部底面に実装端子を有した絶縁性の容器の前記実装端子が配置された面と異なる一面に、形成した空間に圧電振動片が収容され、前記容器の他面に形成された少なくともひとつの空間を取付け孔として、電子部品を取付けた表面実装型圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、
前記取付け孔が、略前記電子部品の大きさと対応した大きさに設定されていて、
かつ、前記他面に実装端子が形成されているとともに、該他面に開口された前記取付け孔が、
該取付け孔の孔深さ寸法H1に関して、前記電子部品の高さ寸法hよりも大きく、該取付け孔の開口Mの下部M1の部分の内形が、前記電子部品の投影面積よりも僅かに大きな相似形とされることで、前記電子部品の落とし込みの際の位置決め手段とされているとともに、
前記開口Mの上部は、外方に延びる段部を設けることにより、導通固定剤の充填部とされている表面実装型圧電デバイスにより制御用のクロック信号を得るようにした
ことを特徴とする、携帯電話装置。 - 外部底面に実装端子を有した絶縁性の容器の前記実装端子が配置された面と異なる一面に、形成した空間に圧電振動片が収容され、前記容器の他面に形成された少なくともひとつの空間を取付け孔として、電子部品を取付けた表面実装型圧電デバイスを利用した電子機器であって、
前記取付け孔が、略前記電子部品の大きさと対応した大きさに設定されていて、
かつ、前記他面に実装端子が形成されているとともに、該他面に開口された前記取付け孔が、
該取付け孔の孔深さ寸法H1に関して、前記電子部品の高さ寸法hよりも大きく、該取付け孔の開口Mの下部M1の部分の内形が、前記電子部品の投影面積よりも僅かに大きな相似形とされることで、前記電子部品の落とし込みの際の位置決め手段とされているとともに、
前記開口Mの上部は、外方に延びる段部を設けることにより、導通固定剤の充填部とされている表面実装型圧電デバイスにより制御用のクロック信号を得るようにした
ことを特徴とする、電子機器。
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