JP4369707B2

JP4369707B2 - 圧電振動子

Info

Publication number: JP4369707B2
Application number: JP2003304789A
Authority: JP
Inventors: 利夫中澤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2023-08-28
Also published as: JP2005079656A

Description

本発明は、各種通信機器や電子機器等に用いられる圧電振動子に関するものである。

従来の圧電振動子の構造としては、例えば図３に示す様に、圧電振動素子１１０が、その一辺側で導電性接着剤１２０を介して配線基板１３０の上面に電気的かつ機械的に接続され、ケース部材１４０の下面と配線基板１３０の上面の周縁部とがロウ材１５０によってロウ付けされて気密封止された構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−８７０７１号公報（図１）

しかしながら、上述した従来の圧電振動子においては、ケース部材１４０を配線基板１３０の上面にロウ付けする際に、画像認識装置などの高価な設備を使用しないでケース部材１４０を配線基板１３０に対して正確に位置決めするのが難しく、また、ロウ付け中に位置ずれを生じやすいという問題があった。このため、配線基板１３０に対するケース部材１４０の接合位置がずれて、外観不良、配線基板１３０とケース部材１４０との接合強度不足、気密性不良などの問題が生じやすかった。

本発明は上述の課題に鑑みて案出されたもので、その目的は、ケース部材を接着させる際の作業性を良好とすることが可能な圧電振動子を提供することにある。

本発明の圧電振動子は、複数個の配線導体を有した配線基板の上面に、前記配線導体に電気的に接続される端子電極を有した圧電振動素子を搭載するとともに、前記配線基板に対して、前記圧電振動素子を被覆し、且つ、外周部に少なくとも下端部が金属から成る環状の側壁を立設したケース部材を取着させてなる圧電振動子において、前記配線基板の上面と端面との間に形成される角部で、前記配線基板の外周に沿って切り欠きを形成するとともに、該切り欠きに臨む配線基板の露出面に前記ケース部材の側壁下端部にロウ付けされる環状金属層を被着させたことを特徴とするものである。前記ケース部材の前記側壁下端部が前記配線基板の前記切り欠き部に沿って折り曲げられているとともに、該折り曲げ部に切り込みが形成されており、該切り込みが前記折り曲げ部の水平部分において内側方向に途中位置まで形成されており、前記ケース部材と前記環状金属層とをロウ付けするロウ材の一部が前記切り込みの形成領域内に配されていることを特徴とする。

また、本発明の圧電振動子は、前記切り込みが、前記折り曲げ部の複数個所に形成されていることを特徴とする。

更にまた、本発明の圧電振動子は、前記環状金属層が前記配線基板の下面に形成されたアース端子と電気的に接続されるようにしても良い。

本発明によれば、配線基板の上面と端面との間に形成される角部で、前記配線基板の外周に沿って切り欠きを形成しているので、前記ケース部材の前記配線基板に対する位置決めが容易となり、前記ケース部材の前記配線基板に対する位置ズレも生じにくくなる。

また、本発明によれば、前記切り欠きに臨む配線基板の露出面にケース部材の側壁下端部にロウ付けされる環状金属層が被着されているので、前記ケース部材と前記配線基板とをロウ付け等の手段によって容易に接合することが出来る。

更に、本発明によれば、前記ケース部材の側壁が前記配線基板の露出面に沿って内側もしくは外側に折り曲げられており、該折り曲げ部にわたって前記ケース部材と前記配線基板とがロウ付けされるので、前記ケース部材と前記配線基板との接合強度が向上すると共に、気密性も向上する。

また更に、本発明によれば、前記折り曲げ部に切り込みを形成するとともに、該切り込みの形成領域内に前記ケース部材と前記配線基板とをロウ付けするロウ材の一部が配されるので、前記ケース部材と前記配線基板との接合強度が更に向上する。

更にまた、本発明によれば、前記切り欠きが断面矩形状をなしており、前記配線基板の上面に対して平行な露出面から配線基板の上面に対して直交する露出面にかけて前記環状金属層が断面Ｌ字状をなすように形成されているので、前記ケース部材と前記配線基板との接合強度が更に向上すると共に、気密性も更に向上する。

また更に、本発明よれば、前記環状金属層が前記配線基板の下面に形成されたアース端子と電気的に接続されるので、前記ケース部材がアース電位に接続されて、前記ケース部材のシールド性を高めることができる。

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る圧電振動子を模式的に示す外観斜視図であり、図２は図１の圧電振動子の縦断面図である。これらの図に示す圧電振動子は、圧電振動素子１０が、その一辺側で導電性接着剤２０を介して配線基板３０の上面に電気的かつ機械的に接続され、ケース部材４０の側壁下端部と、配線基板３０の上面外周に沿って形成された切り欠き部に形成された環状金属層５０とが、ロウ材６０によってロウ付けされて気密封止された構造を有している。

圧電振動素子１０は、略矩形状を成す水晶等の圧電基板の両主面に一対の振動電極を被着・形成するとともに、これら一対の振動電極の各一端を圧電基板の一辺まで導出し、該導出部に一対の端子電極を設けた構造とされている。そして、該一対の端子電極が配線基板３０の上面に形成された一対のパッド電極に導電性接着剤２０を介してそれぞれ接続されることによって、配線基板３０に機械的に接合されると共に電気的に接続され、所定の周波数で振動する圧電振動素子として動作する。尚、圧電基板の表面に被着・形成される振動電極及び端子電極は、クロム、ニッケル、銀、金等の材料から成り、従来周知の薄膜手法、例えば、蒸着法やスパッタリング法、フォトエッチング技術等によって形成される。

導電性接着剤２０は、例えばポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂を主成分として、Ａｇなどの導電性材料が均一に分散しているものである。

配線基板３０は、例えば、ガラスセラミック、アルミナセラミック等のセラミック材料からなる多層基板であり、上面にはパッド電極３１が、下面には複数の外部端子電極が形成されており、パッド電極３１と外部端子電極３２とは配線電極（図示せず）を介して電気的に接続されている。係る配線基板３０は、例えば、セラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面等に導電膜となる導体ペーストを所定パターンに印刷・塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することによって製作される。導体ペーストには銀、銅、タングステン等の金属材料が用いられ、パッド電極３１及び複数の外部端子電極の表面には必要に応じてニッケルメッキや金メッキが被着される。

本実施形態においては、配線基板３０の上面と端面との間に形成される角部で、配線基板３０の外周に沿って切り欠きが形成されている。配線基板３０の前記切り欠きとケース部材４０の側壁の下端部とが勘合するようにされていることから、配線基板３０にケース部材４０を搭載する際の位置決めが容易となり、ロウ付け作業時の位置ずれも生じ難くなる。

また、前記切り欠きに臨む配線基板３０の露出面に環状金属層５０が被着されており、環状金属層５０とケース部材４０の側壁下端部とがロウ材６０によってロウ付けされている。環状金属層５０はパッド電極３１等と同様に形成され、表面には金属メッキが施されており、例えば、Ｎｉメッキ層が２〜１０μｍ程度、Ａｕメッキ層が０．１μｍ以上の厚さに被着されている。ロウ材６０は金錫などからなり、真空中での加熱及び加圧によって熔解し、ケース部材４０の側壁下端部と環状金属層５０とを接合する。

このように、前記切り欠きに臨む配線基板３０の露出面に環状金属層５０が被着されていることから、ケース部材４０と配線基板３０とをロウ付け等の手段によって容易に接合することができる。

また、前記切り欠きが断面矩形状をなしており、配線基板３０の上面に対して平行な露出面から配線基板３０の上面に対して直交する露出面にかけて環状金属層５０が断面Ｌ字状をなすように形成されているので、ケース部材４０と配線基板３０との接合部の面積が増加し、ケース部材４０と配線基板３０との接合強度が向上すると共に、気密性も向上する。

ケース部材４０は４２アロイ等の金属からなり、従来周知の金属加工法によって所定形状に成形されている。そして、その表面には、Ｎｉメッキ層が０．０５μｍ〜５μｍ程度、金メッキ層が０．０１μｍ以上被着されている。

ここで、ケース部材４０の側壁が配線基板３０の露出面に沿って外側に折り曲げられており、該折り曲げ部にわたってケース部材４０と配線基板３０とがロウ付けされているので、ケース部材４０と配線基板３０との接合部の面積が増加し、ケース部材４０と配線基板３０との接合強度が向上すると共に、気密性も向上する。

更に、前記折り曲げ部に切り込み７０が形成されており、切り込み７０の形成領域内にケース部材４０と配線基板３０とをロウ付けするロウ材６０の一部が配されているので、ケース部材４０と配線基板３０との接合部の面積が更に増加し、ケース部材４０と配線基板３０との接合強度が更に向上する。このような切り込み７０は、その先端部が折り曲げ部の途中に位置するような深さで形成しておくことが好ましく、それによってケース部材４０による気密性を高く維持することができる。尚、切り込み７０の形成領域内のロウ材６０は図１において省略されている。

また、ケース部材４０はロウ材６０、環状金属層５０、内部配線導体３３を介して、配線基板３０の下面に形成されたアース端子３４と電気的に接続されている。よって、ケース部材４０は圧電振動子１の動作時にアース電位となるようにされており、これによって、ケース部材４０の電磁的シールド性を高めることが可能となる。

尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

例えば、上述した実施形態においては、ケース部材４０と配線基板３０とをロウ付けによって接合する例を示したが、接着剤等によって接合しても構わない。この場合、導電性接着剤を用いることによってケース部材４０をアース電位に接続することも可能となる。

また、上述した実施形態においては、ケース部材４０を金属材料によって形成したが、セラミック等の他の材料を用いても構わない。この場合、ケース部材４０の側壁の下端部に金属層を形成する等して側壁の少なくとも下端部を金属で形成しておけば、この部分を配線基板３０の環状金属層５０に対してロウ付けすることにより、ケース部材４０を配線基板３０に接合することができ、更に、ケース部材４０の外表面や内表面の略全体にわたって金属層を被着させておけば該金属層によってケース部材４０にシールド性を付与することもできる。

更に、上述した実施形態においては、ケース部材４０の側壁が配線基板３０の露出面に沿って外側に折り曲げられた例を示したが、配線基板３０の露出面に沿って内側に折り曲げ、該折り曲げ部にわたってケース部材４０と配線基板３０とがロウ付けされるようにしても構わない。

また更に、上述した実施形態においては、ケース部材４０の折り曲げ部に一つの切り込み７０を形成した例を示したが、切り込み７０を複数個形成しても構わない。

同様に、上述した実施形態においては、ケース部材４０に矩形状の切り込み７０を形成したが、三角形など、他の形状としても構わない。

また、上述した実施形態においては、真空中でロウ付けを行ったが、窒素雰囲気など他の雰囲気中でロウ付けを行っても構わない。

本発明の一実施形態に係る圧電振動子を模式的に示す外観斜視図である。図１の圧電振動子の縦断面図である。従来の圧電振動子を模式的に示す縦断面図である。

符号の説明

１・・・圧電振動子
１０・・・圧電振動素子
２０・・・導電性接着剤
３０・・・配線基板
３４・・・アース端子
４０・・・ケース部材
５０・・・環状金属層
６０・・・ロウ材
７０・・・切り込み

Claims

複数個の配線導体を有した配線基板の上面に、前記配線導体に電気的に接続される端子電極を有した圧電振動素子を搭載するとともに、前記配線基板に対して、前記圧電振動素子を被覆し、且つ、外周部に少なくとも下端部が金属から成る環状の側壁を立設したケース部材を取着させてなる圧電振動子において、
前記配線基板の上面と端面との間に形成される角部に、前記配線基板の外周に沿って切り欠きが形成されているとともに、該切り欠きに臨む配線基板の露出面に前記ケース部材の側壁下端部にロウ付けされた環状金属層が被着されており、
前記ケース部材の前記側壁下端部が前記配線基板の前記切り欠き部に沿って折り曲げられているとともに、該折り曲げ部に切り込みが形成されており、該切り込みが前記折り曲げ部の水平部分において内側方向に途中位置まで形成されており、前記ケース部材と前記環状金属層とをロウ付けするロウ材の一部が前記切り込みの形成領域内に配されていることを特徴とする圧電振動子。
前記切り込みが、前記折り曲げ部の複数個所に形成されていることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子。
前記環状金属層が前記配線基板の下面に形成されたアース端子と電気的に接続されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電振動子。