JP4364537B2 - チップ型圧電振動子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧電振動子に関し、特に小型のチップ型圧電振動子に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、電子機器に搭載される圧電振動子や圧電発振器等の電子部品における小型化の要求が強く、その大きさも長さ寸法で２ｍｍ以下の超小型のチップ形状が望まれている。それに伴い各種形状の圧電振動子が発明考案されている。
【０００３】
図３は、従来技術として開示されているチップ型圧電振動子の一例を示す図である。即ち、圧電振動子３０は、両主面上に励振電極が形成された圧電振動板３１の両面に、励振電極部分に空洞を形成するような圧電振動板３１と同形状の絶縁板３２及び３３が配置され、圧電基板３１に各々が固着されて圧電振動子３０の外形を構成している。
【０００４】
圧電振動板３１の励振電極からは、圧電振動板縁部まで引き出し電極が形成されており、この引き出し電極は圧電振動子３０の外表面に形成された外部接続電極３４及び３５と電気的に接続され、これによりチップ型の圧電振動子が形成されている。
【０００５】
又、他の形状のチップ型圧電振動子としては、筒状のケース内に圧電振動板を搭載し、筒の両端に外部接続端子を嵌め合い、圧電振動板主面上に形成した電極と外部接続端子とを電気的に接続して成るチップ型圧電振動子も開示されている。
【０００６】
前記のような圧電振動子については、以下のような文献が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０６−１４０８６８号公報
【特許文献２】
特開平０６−１３２７６８号公報
【０００８】
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
圧電振動子の小型化が進み、圧電振動子の最大外形寸法が２〜３ｍｍ以下となるにつれ、圧電振動子における諸特性や信頼性を維持若しくは向上させながら、且つマザー基板へのマウントが簡易であることが必要とされる。
【００１０】
しかし、従来技術のような構造の圧電振動子では、圧電振動板を圧電振動子の外形形状を構成する部材の一部として使用しているので、気密封止を行う部分が圧電振動板両面の２カ所になり工数が増加する。又、圧電振動板と絶縁板とでは材質が異なることから、封止時やマザー基板へのリフロー時の加熱による熱膨張率の違いによって生じる応力により、気密漏れの危険性が高くなり、部品としての信頼性の低下を招くおそれがある。又、圧電振動板が部品の表面に露出している構造のため、圧電振動板に直接外部より衝撃が加わりやすく、圧電振動板自体にクラックなどが入りやすい。
【００１１】
更に、筒型のチップ型圧電振動子では、外形が円筒形のため、マザー基板の任意の場所に安定に配置することが簡易にはできない構造である。又、筒型のチップ型圧電振動子においても、筒内を気密封止する部分が筒両端の２カ所になり工数が増加する。又、筒体と両端の電極部とでは材質が異なることから、封止時やマザー基板へのリフロー時の加熱による熱膨張率の違いによって封止材周辺に生じる応力により封止材又はその周辺の構造体に亀裂が生じ、気密漏れが発生する危険性が高くなり、部品としての信頼性の低下を招くおそれがある。又、圧電振動子を構成する部品点数も多いことから、製造管理が煩雑になり、又製造コストも高くなる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は前記従来技術の課題を鑑みて成されたものであり、内部に圧電振動板を収納する空間として、圧電振動板と固着導通する接続パッドが形成された段差部を有する凹部が形成され、長さ方向の両端縁部の長さ方向側面を含む外部に面するすべての表面上に外部接続電極が形成され、前記接続パッドとこの外部接続電極とが各々電気的に接続している、絶縁性物質で構成された第１の容器と、この第１の容器と同形状構成及び同材質の第２の容器とを、この第１の容器及び第２の容器の凹部壁頂部で接合し、接合により形成された第１の容器及び第２の容器の凹部による空間に圧電振動板を搭載し、該空間を気密封止して形成したことを特徴とするチップ型圧電振動子である。
【００１３】
又、該第１の容器の高さ寸法が該第１の容器の幅寸法の１／２であり、且つ該第２の容器の高さ寸法が該第２の容器の幅寸法の１／２であることを特徴とする前記記載のチップ型圧電振動子でもある。
【００１４】
このような構造のチップ型圧電振動子にすることにより、気密封止を行う箇所を１カ所にすることができ、且つ、その１カ所の封止箇所で相対する構造体を同一の形状構成及び材質にすることができ、熱膨張率の違いにより封止箇所に加わる応力を最大限に小さくすることができる。又、圧電振動子の外形形状を直方体にし、且つ高さ寸法と幅寸法をほぼ同じにすることで、長さ方向のすべての側面を用いてマザー基板への搭載ができる作用を成す。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、この発明におけるチップ型圧電振動子の部分分解構成図である。図２は、図１の分解部品を組み立て線分Ａ１−Ａ２で切断した断面図である。尚、図１乃至２において、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。
【００１６】
即ち、図１及び図２に例示したチップ型圧電振動子１０は、第１の容器１１と第２の容器１２とから外形形状が構成されている。まず、第１の容器１１は、セラミックスより形成され、内部に表裏主面上に励振電極を形成した圧電振動板１３を収納する空間として、圧電振動板１３と固着導通する接続パッド（図示せず）が形成された段差部１４を有する凹部１５が形成されている。第１の容器１１の長さ方向の両端縁部の長さ方向側面を含む外部に面するすべての表面上には外部接続電極１６及び１７が形成され、前記接続パッドとこの外部接続電極１６及び１７とが近傍のパッド−電極間で各々電気的に接続している。
【００１７】
第２の容器１２は、第１の容器１１と同一の形状構成で且つ材質も同一である。即ち、セラミックスより形成され、内部に表裏主面上に励振電極を形成した圧電振動板１３を収納する空間として、圧電振動板１３と固着導通する接続パッド（図示せず）が形成された段差部１８を有する凹部１９が形成されている。第２の容器１２の長さ方向の両端縁部の長さ方向側面を含む外部に面するすべての表面上には外部接続電極２０及び２１が形成され、前記接続パッドとこの外部接続電極２０及び２１とが近傍のパッド−電極間で各々電気的に接続している。
【００１８】
前述した第１の容器１１及び第２の容器１２を、それぞれの凹部１５及び１９の壁頂部を、凹部１５及び１９で形成される空間２２に圧電振動板１３を搭載した状態で接合し、空間２２内を気密封止する。本実施例では、第１の容器１１の壁頂部に、封止材の一つである低融点ガラス２３を全周に塗布し、その後内部に圧電振動板を搭載した状態で第２の容器１２を被せ、全体を加熱することで低融点ガラスを溶融し、第１の容器１１と第２の容器１２とを接合することで、圧電振動板１３及び空間２２を気密封止している。
【００１９】
このように、第１の容器１１と第２の容器１２とを接合するだけの構造のため、気密漏れが最も発生しやすい封止箇所数を最低数の１カ所にすることができ、気密漏れが発生する確率を低下させている。又、封止箇所で相対する第１の容器１１と第２の容器１２とを同一の形状構成、及び同一のセラミックスにすることにより、気密封止時及びマザー基板などに圧電振動子１０をリフロー等により搭載する際の加熱又は放熱の際に生じる、熱膨張率の違いによる封止箇所に加わる応力を最大限に小さくすることができ、応力に因って低融点ガラス２３や、第１の容器又は第２の容器の壁頂部付近等に生じるクラックによる気密漏れを防ぐことができる。
【００２０】
又、本実施例では、第１の容器１１の高さ寸法Ｈ１を第１の容器の幅寸法Ｗ１の１／２、第２の容器１２の高さ寸法Ｈ２を第２の容器の幅寸法Ｗ２の１／２とすることで、組み立て後の圧電振動子１０としての高さ寸法Ｈと幅寸法Ｗ（Ｗ１及びＷ２と同寸法）とをほぼ等しくなるように形成した。このような外形寸法の圧電振動子１０にすることで、マザー基板へ圧電振動子１０を搭載する際、圧電振動子１０の長さ方向のどの側面をマザー基板に面するようにしても搭載可能となり、マザー基板への搭載時に圧電振動子の表裏などを考慮しなくてすみ、非常に簡易に搭載作業をすることができる。
【００２１】
更に、第１の容器１１と第２の容器１２が同一形状構成及び同一材質のため、部品点数としては１点と見なすことができ、筒型のチップ型圧電振動子や蓋と容器とによるパッケージを利用したチップ型の圧電振動子に比べ、製造管理が容易になり、且つ製造コストを削減することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の圧電振動子により、気密封止を行う箇所を１カ所にすることができ、且つ、その１カ所の封止箇所で相対する構造体を同一の形状構成及び材質にすることができ、熱膨張率の違いにより封止箇所に加わる応力を最大限に小さくすることができることにより、気密漏れの発生を防止でき、因って信頼性の高いチップ型圧電振動子を提供できる効果を成す。又、圧電振動子の外形形状を直方体にし、且つ高さ寸法と幅寸法をほぼ同じにすることで、長さ方向のすべての側面を用いてマザー基板への搭載ができることにより、搭載作業の容易な圧電振動子を提供できる効果を成す。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明におけるチップ型圧電振動子の実施例を示した構成図である。
【図２】図２は、図１に示した線分Ａ１−Ａ２で切断した断面図である。
【図３】図３は、従来のチップ型圧電振動子の斜視図である。
【符号の説明】
１０，圧電振動子
１１，第１の容器
１２，第２の容器
１３，圧電振動子
１４，１８，段差部
１５，１９，凹部
１６，１７，２０，２１，外部接続端子
２２，空間

Claims (2)

1. 内部に圧電振動板を収納する空間として、該圧電振動板と固着導通する接続パッドが形成された段差部を有する凹部が形成され、長さ方向の両端縁部の長さ方向側面を含む外部に面するすべての表面上に外部接続電極が形成され、該接続パッドと該外部接続電極とが各々電気的に接続しており、絶縁性物質で構成された第１の容器と、
   該第１の容器と同形状構成及び同材質の第２の容器とを、
   該第１の容器及び該第２の容器の凹部壁頂部で接合し、接合により形成された該第１の容器及び該第２の容器の凹部による空間に圧電振動板を搭載し、該空間を気密封止して形成したことを特徴とするチップ型圧電振動子。
2. 該第１の容器の高さ寸法が該第１の容器の幅寸法の１／２であり、且つ該第２の容器の高さ寸法が該第２の容器の幅寸法の１／２であることを特徴とする請求項１に記載のチップ型圧電振動子。

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