JP4442014B2 - 表面実装型圧電デバイス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動子やフィルタ等として使用される表面実装型圧電デバイスに関し、特に圧電振動素子をパッケージ内に接続する手段として導電性接着剤を用いた場合に発生する種々の不具合を解決した表面実装型圧電デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機等の移動体通信機器は、小型化、軽量化が進む一方で、高機能化についても強く求められており、高機能化に伴う部品点数の増加と小型化という相反する２つの要求を同時に満たす為に、電装部を構成するプリント基板の小面積化と、搭載部品等の高密度化による基板面積の有効利用が重要視されるようになっている。
移動体通信機器や伝送通信機器において周波数制御デバイスとして用いられる水晶共振子（振動子、フィルタ）についても小型化等が強く求められており、高密度実装化に対応するためにデバイスのパッケージ構造としては表面実装型が主流となっており、併せて高周波化の要求が強くなっている。
【０００３】
図３(a)及び(b)は従来の表面実装型圧電デバイスの一例としての水晶振動子の平面図、及びＡ−Ａ縦断面図である。この水晶振動子１は、水晶振動素子２を、表面実装用パッケージ３内に収容した構成を有する。水晶振動素子１は、圧電基板５と、該圧電基板５の上下両主面に夫々形成された励振電極６、７と、各励振電極６、７から圧電基板の一端縁に向けて夫々引き出されたリード電極６ａ、７ａと、両リード電極６ａ、７ａに夫々接続されて圧電基板５の一端縁に沿って配置された２つのパッド電極６ｂ、７ｂと、を備える。上下の励振電極６、７から夫々引き出された各パッド電極６ｂ、７ｂは、図示のように夫々基板上面と下面に配置される場合と、上側のリード電極６ａを基板側面を経て基板下面に延長することにより基板下面にパッド電極６ｂを配置する場合がある。
パッケージ３は、例えばセラミックから構成されたパッケージ本体１０と、パッケージ本体１０の上部開口を閉止する金属蓋１１と、を有し、パッケージ本体１０の内底面には各パッド電極６ｂ、７ｂと一対一で対応する導通パッド１２、１３を有する。各導通パッド１２、１３は、パッケージ本体１０の外底面に設けた外部電極１４と導通接続されている。
水晶振動素子１をパッケージ本体１０の内底面に片持ち状態にて支持する場合には、各パッド電極６ｂ、７ｂが導通パッド１２、１３と一対一で対応するように水晶振動素子１を位置決めした状態で導電性接着剤１５により電気的機械的に固定する。
なお、金属蓋１１は、パッケージ本体の外枠上面に固定した金属製のシームリングに対して溶接等により固定される。
以上の構成を備えた表面実装型の水晶振動子においては、小型化の要請に応じて圧電基板５の寸法が小型化しているため、相対的に励振電極６、７の面積が大きくなる。その結果、励振電極が全面電極に近い程度の広い範囲に亙って圧電基板の主面を占有している。このように励振電極の面積が広大化した場合には、パッド電極６ｂ、７ｂと励振電極６、７とが近接する為、パッド電極６ｂ、７ｂに塗布される導電性接着剤１５が励振電極６、７に近接して悪影響を及ぼす。特に、水晶振動素子をマウントする際に、基板下面と導通パッド１２、１３との間で導電性接着剤１５は加圧されるため、加圧された導電性接着剤の一部が下側の励振電極６ｂに向けて流出して突出し易い。周知のように水晶振動素子の振動エネルギーは、圧電基板上の質量の大きい部分に集中する為、振動エネルギーを励振電極６、７に集中させる為の配慮がなされているが、導電性接着剤１５が図示のように励振電極６に接近すると、エネルギーを励振電極の範囲内に閉じ込めることが困難となり、水晶振動素子の特性を悪化させる原因となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解消しようとする課題は、圧電振動素子上の励振電極と、導電性接着剤を塗布するパッド電極との間が接近している場合であっても、導電性接着剤を用いて圧電振動素子をパッケージ内にマウントする際に加圧された導電性接着剤が励振電極側に流出して励振電極に悪影響を及ぼすことを有効に防止することができる表面実装型圧電デバイスを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１の発明は、圧電基板と、該圧電基板の上下両主面に夫々形成された励振電極、各励振電極から引き出されたリード電極、及び両リード電極に夫々接続されて圧電基板の一端縁に沿って配置された２つのパッド電極と、を備えた圧電振動素子と、前記圧電振動素子を内底面に設けた導通パッド上に片持ち状態にて電気的機械的に接続保持する表面実装型パッケージと、から成る圧電デバイスであって、前記圧電振動素子上の２つパッド電極と前記表面実装型パッケージ内底面上の２つの導通パッドとの一対一の接続を、夫々導電性接着剤を用いて行ったものにおいて、前記圧電基板の下側主面の前記一端縁に沿って凹部を形成し、前記凹部は、薄肉部と内側壁とを有し、前記内側壁は、前記一端縁と前記励振電極との間に配置され、前記凹部内に、少なくとも下側主面上に形成した前記リード端子と接続した前記パッド電極を配置することにより、前記導電性接着剤の付着範囲を前記凹部内に極限したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１(a)(b)及び(c)は本発明の一実施形態に係る表面実装型圧電デバイスの一例としての水晶振動子の平面図、そのＢ−Ｂ断面図、及びＣ−Ｃ断面図、図２は水晶振動素子の一例の斜視図である。
この水晶振動子１は、水晶振動素子２を、表面実装用パッケージ３内に収容した構成を有する。水晶振動素子２は、圧電基板５と、該圧電基板５の上下両主面に夫々形成された励振電極６、７と、各励振電極６、７から圧電基板の一端縁に向けて夫々引き出されたリード電極６ａ、７ａと、両リード電極６ａ、７ａに夫々接続されて圧電基板５の一端縁に沿って配置された２つのパッド電極６ｂ、７ｂと、を備える。上下の励振電極６、７から圧電基板端縁に夫々引き出された各パッド電極は、夫々基板上面と下面に配置される場合と、上側のリード電極を基板側面を経て基板下面に延長することにより基板下面にパッド電極を配置する場合がある。この実施形態では、後者、即ち、上側のリード電極６ａを基板側面を経て基板下面に延長することにより基板下面にパッド電極６ｂを配置した場合を例示する。
圧電基板５は、パッド電極６ｂ、７ｂを形成した側の一端縁に沿ってハーフエッチングにより一定幅及び一定深さの凹部２０を形成することによって薄肉部２１を形成した構成を備えている。従って、圧電基板下面に位置するパッド電極６ｂ、７ｂは凹部２０内壁に形成され、各パッド電極６ｂ、７ｂと各励振電極６、７を接続する各リード電極６ａ、７ａも凹部２０の内壁に沿って配線される。
パッケージ３は、例えばセラミックから構成されたパッケージ本体１０と、パッケージ本体１０の上部開口を閉止する金属蓋１１と、を有し、パッケージ本体１０の内底面には各パッド電極６ｂ、７ｂと一対一で対応する導通パッド１２、１３を有する。各導通パッド１２、１３は、パッケージ本体１０の外底面に設けた外部電極１４と導通接続されている。
【０００７】
水晶振動素子１をパッケージ本体１０の内底面に片持ち状態にて支持する場合には、各パッド電極６ｂ、７ｂが導通パッド１２、１３と一対一で対応するように水晶振動素子１を位置決めした状態で導電性接着剤１５により電気的機械的に固定する。各パッド電極６ｂ、７ｂは、基板下面一端縁に沿って形成した凹部２０の内壁に沿って形成されている為、導通パッド１２、１３との間を接続する導電性接着剤１５は図１(b)(c)に示した如く凹部２０の内側壁２０ａを越えて励振電極７側へ流動することができない。仮に、水晶振動素子を加圧しながら導電性接着剤を導通パッド上に接続したとしても、凹部２０の内側壁２０ａを越えて流出することが防止されるため、導電性接着剤の展開する範囲は、励振電極７に悪影響を及ぼすことのない範囲に極限される。
なお、金属蓋１１は、パッケージ本体の外枠上面に固定した金属製のシームリングに対して溶接等により固定される。
以上の構成を備えた表面実装型の水晶振動子においては、小型化の要請に応じて圧電基板５の寸法が小型化しているため、相対的に励振電極６、７の面積が大きくなり、励振電極が全面電極に近い程度の広い範囲に亙って圧電基板の主面を占有している。このように励振電極の占有面積が広大化した場合には、パッド電極６ｂ、７ｂと励振電極６、７とが近接する為、パッド電極６ｂ、７ｂに塗布される導電性接着剤１５が励振電極６、７に近接して悪影響を及ぼす虞れもある。特に、水晶振動素子をマウントする際に、基板下面と導通パッド１２、１３との間で導電性接着剤１５は加圧されるため、加圧された導電性接着剤の一部が下側の励振電極６ｂに向けて流出して突出し易い。
【０００８】
しかし、本発明では、基板下面に位置するパッド電極６ｂ、７ｂを励振電極７と同一面である平坦面上に配置するのではなく、基板下面端縁にハーフエッチングによって形成した凹部２０内に配置したので、この段差の存在により、導電性接着剤１５が凹部２０内に納まり、励振電極７を形成した基板下面に流出することが阻止される。凹部２０の内側壁２０ａの位置は、この内側壁にて導電性接着剤がせき止められた時に、励振電極７に対して悪影響を及ぼすことがない位置とする。
この結果、水晶振動素子と導通パッドとの間で導電性接着剤を加圧しつつ接着を行ったとしても、導電性接着剤１５が励振電極７に接近、干渉を起こして、振動エネルギーが励振電極６、７に集中することを妨げる不具合がなくなる。
なお、上側の励振電極６と接続されたパッド電極６ｂを圧電基板５の上面に配置した場合には、導電性接着剤１５は図１(c)中に鎖線で示すように凹部２０内は勿論基板上面にまで塗布されるが、この場合にも凹部２０の内側壁２０ａは導電性接着剤の展開する範囲を極限するので、導電性接着剤１５が励振電極７に接近、干渉することが防止される。
なお、上記実施形態では、水晶振動子を例として説明したが、本発明は水晶以外の圧電材料を使用した圧電振動子、圧電デバイス一般に適用することができる。
また、上記実施形態では、圧電振動素子をパッケージ内に片持ち支持する場合を説明したが、本発明は圧電振動素子の対向する両端縁に夫々設けたパッド電極をパッケージ内の導通パッドと接着する場合にも適用することが可能である。この場合には、圧電振動基板の対向する両端縁の下面に夫々凹部を形成し、凹部内にパッド電極を形成することとなる。
【０００９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、圧電振動素子をパッケージ内に導電性接着剤により支持する際に、圧電振動子側に形成するパッド電極を基板端縁下面に設けた凹部内に配置したので、導電性接着剤が励振電極に対して必要以上接近することがなくなる。この為、圧電振動素子上の励振電極と、導電性接着剤を塗布するパッド電極との間が接近している場合であっても、導電性接着剤を用いて圧電振動素子をパッケージ内にマウントする際に加圧された導電性接着剤が励振電極側に流出して励振電極に接近し過ぎて悪影響を及ぼすことを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (a)(b)及び(c)は本発明の一実施形態に係る圧電デバイスの一例としての水晶振動子の平面図、Ｂ−Ｂ断面図、及びＣ−Ｃ断面図。
【図２】本発明の一例に係る水晶振動素子の斜視図。
【図３】 (a)及び(b)は従来例に係る圧電デバイスの平面図、及びＡ−Ａ断面図。
【符号の説明】
１ 水晶振動子、２ 水晶振動素子、３ 表面実装用パッケージ、５ 圧電基板、６、７ 励振電極、６ａ、７ａ リード電極、６ｂ、７ｂ パッド電極、２０ 凹部、２１ 薄肉部。

Claims (1)

1. 圧電基板と、該圧電基板の上下両主面に夫々形成された励振電極、各励振電極から引き出されたリード電極、及び両リード電極に夫々接続されて圧電基板の一端縁に沿って配置された２つのパッド電極と、を備えた圧電振動素子と、前記圧電振動素子を内底面に設けた導通パッド上に片持ち状態にて電気的機械的に接続保持する表面実装型パッケージと、から成る圧電デバイスであって、
   前記圧電振動素子上の２つパッド電極と前記表面実装型パッケージ内底面上の２つの導通パッドとの一対一の接続を、夫々導電性接着剤を用いて行ったものにおいて、
   前記圧電基板の下側主面の前記一端縁に沿って凹部を形成し、前記凹部は、薄肉部と内側壁とを有し、前記内側壁は、前記一端縁と前記励振電極との間に配置され、前記凹部内に、少なくとも下側主面上に形成した前記リード端子と接続した前記パッド電極を配置することにより、前記導電性接着剤の付着範囲を前記凹部内に極限したことを特徴とする表面実装型圧電デバイス。

Images