JP4615964B2 - 小型水晶振動子 - Google Patents

Description

本発明は小型の水晶振動子の構造に関する。

近年、水晶振動子は、例えば図７に示される水晶振動子の側面模式図のように、水晶から成る水晶素板を水晶振動子容器の内部の絶縁基板上の導電性パッド上に載置し、水晶素板の接続電極を導電性接着剤により片持ち支持の状態で、支持構造を構成して気密封止したものが一般的となっている。

最近の傾向では、通信分野の伝送系装置等を中核として、その搭載部品について非常に急激な市場からの小型化や低背化、更に加えて軽量化や低価格化などの要求があるのが現状であるが、そのために先記の水晶素板を水晶振動子の容器内部で片持ち支持の状態で支持構造を構成し、蓋をして気密封止とした水晶振動子の構成の水晶振動子の外形寸法については、底の有る凹部を持った容器内部に搭載する水晶から成る水晶素板の外形も非常に小さく成っており、こういった小さな水晶素板を使用した水晶振動子の外形寸法も例えば２．５ｍｍ（Ｈ）×２ｍｍ（Ｗ）×０．４５ｍｍ（Ｄ） といった非常に小さな水晶振動子を製造するように成って来ているのが実際である。

特開平０６−１４０８６８号公報

なお、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は至らなかった。

しかしながら、前述のように水晶振動子の外形が小型化し、それにつれてその内容積が小さくなるにしたがって、導電性接着剤で保持される側の水晶素板端に対向する水晶素板の開放端と水晶振動子の蓋の容器内側を含めた内壁との間隔もより小さくなり、その結果、水晶振動子を搭載する例えばセラミックなどで出来た基板に変形が生じると、水晶素板が搭載される水晶振動子の容器も変形するために、水晶振動子の内部に搭載された前述の水晶素板の開放端が水晶振動子の内壁、特に水晶素板の下方の基板や、水晶素板の上方に載置される蓋の内面に接触してしまうおそれがあるといった問題があった。

また、前述のように水晶振動子の外形が例えば２．５ｍｍ（Ｈ）×２．０ｍｍ（Ｗ）×０．４５ｍｍ（Ｄ）といったように小型化すると、それにつれてその容器の内容積も小さくなり、当然その内部に搭載する水晶素板、蓋、及び水晶振動子の容器自体も小型化するために、その取り扱いが困難となり、その結果、水晶振動子の製作コストが高くなるといった問題があった。

また、先述のように水晶振動子容器の内容積が小さくなりそれにつれてその内部に搭載する水晶素板も小さく薄く成ると、水晶から成る水晶素板の厚みでその周波数は決まるために、数ＭＨｚといった周波数の水晶素板の水晶振動子容器内部への搭載が難しく成り、その結果、そういった低い周波数の水晶振動子の製造が困難となるといった問題があった。

本発明は以上のような技術的背景のもとで成されたものであり、従がってその目的は、従来の水晶素板の支持方法が片持ちの水晶振動子に代わる、簡単な構造をもった小型の水晶振動子を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は水晶素板薄板の振動部と、その周囲を囲う水晶素板厚板の補強部が一体に成ったATカットの厚み滑り振動をする水晶振動子において、該水晶振動子の該水晶素板薄板の振動部の両主面に形成された主電極と、
該主電極から延び、該水晶振動子の主面外形端よりも内側に沿って形成された接続電極と、
該接続電極と接続され、板状容器の少なくともひとつの縁部で該板状容器外面に形成された外部端子と接続するリードパターンと、該水晶素板薄板の振動部に相対する少なくとも一方の該板状容器の該水晶振動子側の面に形成された凹加工部と、該板状容器で挟み込まれた該水晶振動子の側面部分に形成された絶縁材料から成るオーバーコートと、該接続電極の部分において、該板状容器と水晶素板の間に充填され該水晶振動子が気密封止される、はんだ又は導電性接着剤と、からなることを特徴とする。

本発明の水晶振動子の構造によれば、小型の水晶振動子の生産コストを抑制して、歩留まり良く水晶振動子を製造することが出来る。

また、本発明の水晶振動子の構造によれば、水晶素板の外形サイズを従来の片持ちの水晶振動子のように容器サイズに比べて大幅に小さくする必要が無くなり、水晶素板の大きさの容器とすることが出来る。

また、本発明の水晶振動子の構造によれば、水晶振動子の構造を従来に比べて著しく簡単にすることが出来るので、信頼性の高い水晶振動子を製造することが出来、また、容易に数ＭＨｚといった低い周波数の水晶振動子を製造することが出来る。

以下に図面を参照しながら本発明の実施の一形態について説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。

図１は本発明の水晶振動子24の内部の水晶素板３の形状が判るように、その水晶素板３の長手側面方向から見た一実施例の概略の側面模式図である。本図では誇張して図示されているが、水晶素板３の振動面に相対する板状容器７の水晶素板３側の水晶振動子側の板状容器面８は図中の凹加工部９のように凹加工されている。この凹加工は水晶素板３の薄板の振動部１の振動を阻害せず保護するために形成されるものである。本図では、水晶素板３の両主面４の薄板の振動部１に形成された主電極５から水晶素板厚板の補強部２を経て延びる接続電極６が、水晶振動子の外面の外部端子１４へと延びて導通する様子が示されている。この水晶振動子24の水晶素板３の振動面の主電極５は、振動部１を囲むように延びている接続電極６において水晶素板３と、それを挟むように在る板状容器７の間をはんだ又は導電性接着剤の層１０により気密封止されている。

図２は本発明の水晶振動子２４が実装基板20上にはんだや導電材２１により外部端子１４でつけられ、水晶素板３の長手側面方向から見た別の一実施例の概略の側面模式図である。図中央の点線の囲いの内部の水晶振動子の周囲側面は水晶素板３の端面を覆うように耐熱性樹脂などにより薄くオーバーコート１９（皮膜）されている。このオーバーコート１９は、水晶素板３の保護のために成されるものである。この構造の場合、内部の水晶素板３は搭載される実装基板に対して水平方向に保持されている。

図３は本発明の水晶振動子に用いられる水晶から成る水晶素板３を、その主面上方から見た一実施例の概略の上面模式図である。この水晶素板３は水晶素板薄板の振動部１と、その周囲を囲う水晶素板厚板の補強部２が一体に成ったもので、中央の丸い部分が主電極５で、それから延びて水晶素板３の外形に沿ってその内側に接続電極６が形成されている。この接続電極６の外形端１５は、水晶素板３の主面外形端１６よりも内側に在ることが好ましい。本図に示されるような水晶素板３を使用することにより、従来、水晶素板３の支持に使用する構成部品の数を減らすことが出来るために、小型の水晶振動子を、その製造コストを抑制して製造することが出来、また片持ちの水晶振動子の場合の開放端の容器２２の内壁への接触のおそれを無くして水晶振動子の信頼性を著しく高めることが出来る。

図４は本発明の水晶振動子を板状容器７に挟まれた水晶素板３の長手側面方向から見た一実施例の概略の側面模式図である。図中央の点線の囲いの内部の水晶振動子の周囲側面は水晶素板３の端面を覆うように耐熱性樹脂などにより薄くオーバーコート１９（皮膜）されている。このオーバーコート１９は、板状容器７に挟まれた水晶素板３の端面の保護のために成されるものである。この構造の場合、内部の水晶素板３は搭載される実装基板に対して垂直方向に保持されている。

図５は本発明の水晶振動子２４の一実施例である概略の外観模式図である。板状容器７に挟まれたように位置する水晶素板３の端面の保護の為に、水晶振動子２４の周囲側面はオーバーコート１９がされている。本図５のような外部端子１４により水晶振動子２４の上下に関係無く、広い面積で実装基板２０上に水晶振動子２４を搭載することが出来る。

図６は本発明の水晶振動子２４の内部の水晶素板３の形状が判るように、その水晶素板３の長手側面方向から見た別の一実施例の概略の側面模式図である。本図では誇張して図示されているが、水晶素板３の振動面に相対する板状容器７の水晶素板３側の部分が凹加工部９のように凹加工されている。また、図中央の点線の囲いの内部の水晶振動子２４の周囲側面は水晶素板３の端面を覆うように耐熱性樹脂などにより薄くオーバーコート（皮膜）１９される。この構造の場合、内部の水晶素板３は、はんだや導電性接着剤を用いて水晶振動子２４が搭載される実装基板２０に対して水平方向に保持される。

図７は従来の一般的な片持ちの支持構造を持つ水晶振動子を、内部の水晶素板３の長手方向側面からみた概略の模式図である。従来の小型の片持ち支持の水晶振動子では、水晶振動子を搭載する基板に歪が生じると、水晶素板３が搭載される水晶振動子の容器２２も変形するために、水晶振動子の内部に搭載された前述の水晶素板３の開放端が水晶振動子の内壁、特に水晶素板３の下方の絶縁基板や、水晶素板３の上方に搭載される蓋２３の内面に接触してしまうおそれがあった。

図８は従来の一般的な片持ちの水晶振動子を、斜め上方からみた概略の斜視図である。本図に示されるように蓋２３が凹状の開口部を有する容器２２上縁部の上に載置され気密封止される。

本発明の水晶振動子を水晶素板の長手側面方向から見た一実施例の概略の側面模式図である。図中央の点線の囲いの内部の水晶振動子の周囲側面は水晶素板の端面を覆うように樹脂などによりオーバーコート（皮膜）されている。この構造の場合、内部の水晶素板は搭載される実装基板に対して垂直方向に保持されている。 本発明の水晶振動子を水晶素板の長手側面方向から見た別の一実施例の概略の側面模式図である。図中央の点線の囲いの内部の水晶振動子の周囲側面は水晶素板の端面を覆うように樹脂などによりオーバーコート（皮膜）されている。この構造の場合、内部の水晶素板は搭載される実装基板に対して水平方向に保持されている。 本発明の水晶振動子に用いられる水晶から成る水晶素板を、その主面上方から見た概略の上面模式図である。 本発明の水晶振動子の内部の水晶素板の形状が判るように、その水晶素板の長手側面方向から見た別の一実施例の概略の側面模式図である。本図では誇張して図示されているが、水晶素板の振動面に相対する板状容器の水晶素板側の部分は凹加工されている。 本発明の水晶振動子の一実施例である概略の外観模式図である。この構造の場合、内部の水晶素板は、はんだや導電性接着剤を用いて水晶振動子が搭載される実装基板に対して水平方向に保持される。 本発明の水晶振動子の内部の水晶素板の形状が判るように、その水晶素板の長手側面方向から見た別の一実施例の概略の側面模式図である。本図では誇張して図示されているが、水晶素板の振動面に相対する板状容器の水晶素板側の部分が凹加工されている。また、図中央の点線の囲いの内部の水晶振動子の周囲側面は水晶素板の端面を覆うように樹脂などによりオーバーコート（皮膜）される。この構造の場合、内部の水晶素板は、はんだや導電性接着剤を用いて水晶振動子が搭載される実装基板に対して水平方向に保持される。 従来の一般的な片持ちの水晶振動子を、内部の水晶素板の長手方向側面側からみた概略の模式図である。 従来の一般的な片持ちの水晶振動子を、斜め上方からみた概略の斜視図である。本図に示されるような蓋が容器上縁部の上に載置され気密封止される。

符号の説明

１ 水晶素板薄板の振動部
２ 水晶素板厚板の補強部
３ 水晶素板
４ 振動部の両主面
５ 主電極
６ 接続電極
７ 板状容器
８ 水晶振動子側の板状容器面
９ 凹加工部
１０ はんだ又は導電性接着剤の層
１１ 板状容器の縁部
１３ 板状容器外面
１４ 外部端子
１５ 接続電極の外形端
１６ 水晶振動子の主面外形端
１８ 板状容器の側面
１９ オーバーコート（部分）
２０ 実装基板
２２ 容器
２３ 蓋
２４ 水晶振動子

Claims (1)

1. 水晶素板薄板の振動部と、その周囲を囲う水晶素板厚板の補強部が一体に成ったATカットの厚み滑り振動をする水晶振動子において、
   該水晶振動子の該水晶素板薄板の振動部の両主面に形成された主電極と、
   該主電極から延び、該水晶振動子の主面外形端よりも内側に沿って形成された接続電極と、
   該接続電極と接続され、板状容器の少なくともひとつの縁部で該板状容器外面に形成された外部端子と接続するリードパターンと、
   該水晶素板薄板の振動部に相対する少なくとも一方の該板状容器の該水晶振動子側の面に形成された凹加工部と、
   該板状容器で挟み込まれた該水晶振動子の側面部分に形成された絶縁材料から成るオーバーコートと、
   該接続電極の部分において、該板状容器と水晶素板の間に充填され該水晶振動子が気密封止される、はんだ又は導電性接着剤と、からなることを特徴とする水晶振動子。

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