JP4714558B2 - 圧電振動子及び表面実装型圧電振動子 - Google Patents

Description

本発明は、水晶振動子などの圧電振動片を円筒状のシリンダ型パッケージ内部に収納する圧電振動子及び表面実装型圧電振動子に関し、特に小型な圧電振動子及び外部基板に表面実装するのに好適な表面実装型圧電振動子に関するものである。

時計や発振器、電子機器等の工業製品の製造に不可欠な電子素子として、圧電振動子があり、時刻源やタイミング源あるいは信号の基準源として用いられている。圧電振動子のパッケージとして、円筒状のシリンダ型パッケージが慣用されている。シリンダ型パッケージの圧電振動子の構成について、図面を参照して説明する。

図１１は、シリンダ型パッケージの圧電振動子の構成を示す分解斜視図である。図１１に示すように、シリンダ型パッケージの圧電振動子６は、二本のリード端子を備えた気密端子１の内側のインナーリード２に圧電振動片４が接合されている。圧電振動片４は、水晶等の圧電材料からなり、フォトリソグラフィー技術により音叉型に形成されている。音叉型の圧電振動片４の二本の振動腕部の表面には、励振電極４ａが形成されている。圧電振動片４の気密端子１側の表面には、励振電極４ａに繋がったマウント電極７が形成されている。

圧電振動片４と気密端子１の内側のインナーリード２との接合は、このマウント電極７で行われている。インナーリード２は、気密端子１の中を貫通してアウターリード３となり、このインナーリード２とアウターリード３とを総称してリード端子と呼んでいる。気密端子１の外周には、音叉型の圧電振動片４を覆うように金属製のシリンダ状有底筒体の封止管５が被せられ、真空に気密封止されている。

上記のように構成されたシリンダ型パッケージの圧電振動子は、二本のアウターリード３に所定の電圧を駆動電圧として印加すると、電流がインナーリード２からマウント電極７を介して励振電極４ａに流れ、圧電振動片４が所定の周波数で発振する。

上記のようなシリンダ型パッケージの圧電振動子６は、他の電子部品と異なり、自動実装機を使用して表面実装することができないことから、シリンダ型パッケージの圧電振動子６を樹脂で覆うように成形し、自動実装機を用いて表面実装を可能にした表面実装型圧電振動子が知られている。

図１２及び１３図は、表面実装型圧電振動子を説明する図であり、図１２は外観斜視図、図１３は樹脂を切断した状態の内部構造を示す概略断面図である。

図１２及び図１３に示すように、表面実装型圧電振動子１０では、その中央部に圧電振動子６が設置されており、アウターリード３の先端側には、外部基板への実装をなすための電極端子１１が設けられている。電極端子１１は、クランク状に折曲形成がなされており、その片側端部をアウターリード３との接合部とするとともに、他方側を基板実装部とし、前記基板実装部が表面実装型圧電振動子１０の外方に向かうよう配置された形状をしている。

近年、電子部品を用いた製品の小型化がより進んでおり、電子素子の高さを低くする薄型化と、基板の小型化、表面実装型圧電振動子１０の実装面積の低減化が強く要求されている。円筒状のシリンダ型の圧電振動子６を収納した表面実装型圧電振動子１０の薄型化には、圧電振動子６の外径に大きく依存されていた。

従来の前述した円筒状のシリンダ型パッケージの圧電振動子６を搭載した表面実装型圧電振動子１０は、図１３に示すように、高さが１．４ｍｍ、長さが７ｍｍとなっている。その表面実装型圧電振動子１０の内部に収納されている圧電振動子６の外径はφ１．２ｍｍである。そのため、高さ０．９ｍｍ以下の表面実装型圧電振動子１０を得ることは困難であった。圧電振動子６の断面構造について、図面を参照して説明する。

図１４（ａ）は、図１３のＡ−Ａ断面図である。従来の外径φ１．２ｍｍの圧電振動子６の主要な各寸法は次の通りである。封止管５の外径はφ１．０４ｍｍであり、内径はφ０．８８ｍｍである。その封止管５の中心に、線径φ０．１５ｍｍの二本のインナーリード２が、互いに０．３ｍｍの距離を隔てて対称に配置されている。圧電振動片４は、幅がおよそ０．４５ｍｍから０．５５ｍｍ、厚みがおよそ１００μｍであり、二本のインナーリード２の接線上に接合されている。そのため、圧電振動片４が封止管５の中心から外れ、封止管５の内壁に偏って接近している構造となっている。

そして、従来の高さ１．４ｍｍの表面実装型圧電振動子１０から、０．９ｍｍ以下の表面実装型圧電振動子を得るには、少なくとも、外径φ０．８ｍｍ以下の圧電振動子を要求されることになる。

そこで、二本のインナーリード２の接線上に接続された従来の圧電振動子６の構造で、外径およそφ０．８ｍｍから割付した断面寸法をもとに、封止管５の外径をφ０．７５ｍｍ、封止管５の内径をφ０．６５ｍｍとした場合に、圧電振動子６の外径をφ０．８ｍｍ以下とする小型化の課題について説明する。

図１４（ｂ）は、封止管５の外径がφ０．７５ｍｍ、封止管５の内径がφ０．６５ｍｍとして小型化したと想定した場合の、封止管５の中心に配置される二本のインナーリード２の接線上に接合された圧電振動子６の断面図である。

圧電振動子６は、図１４（ｂ）において明らかなように、
１）従来の二本のインナーリード２を封止管５の中心に配置する構造では、圧電振動片４が封止管５に偏って接近している。そのため、二本のインナーリード２の接線上に接続された圧電振動片４と封止管５の内壁との距離がなく、封止管５の内壁に圧電振動片４が干渉している。すなわち、幅がおよそ０．４５ｍｍから０．５５ｍｍ、厚みがおよそ１００μｍの圧電振動片４の封止管５への収納が困難となっている。

２）小型化になるほど、封止管５の内径に対するインナーリード２の線径の比率が大きくなって、圧電振動子６の外径がφ０．８ｍｍ以下では、従来の二本インナーリード２は気密端子１の金属環７の内径との間隔がほとんどなくなる。従来の二本インナーリード２の径をそのままにして気密端子１の金属環７の内径に二本インナーリード２を収納するのは困難となる。

３）インナーリード２の線径を従来のφ０．１５ｍｍより小さくすると、圧電振動片４の支持剛性不足、インナーリード２の変形などの問題が生じ、小型化の限界となっている。

上記圧電振動子６の薄型化の問題を解決するための例として、楕円あるいは略楕円の円筒ケースを用いれば圧電振動子６の薄型化を図ることができる。このような容器としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に開示された構成によれば、金属環が扁平状であり、インナーリードが偏心、屈曲して封着した気密端子の構造になっている。

しかしながら、特許文献１に開示された気密端子のように、金属環が扁平状である気密端子では、圧電振動子の厚みがおよそ１．０ｍｍであるため、高さ０．９ｍｍ以下の表面実装型圧電振動子を得ることは困難であった。

また、扁平状気密端子特有の問題として、小型化につれて圧入方向合せの困難や接触面圧差による気密漏れが発生したりするという問題点も有している。

このように、圧電振動子においては、従来のインナーリード二本を封止管の中心に配置する構造や、インナーリード二本を偏心させて圧電振動片をインナーリードの接線上に接続する構造では、外径φ０．８ｍｍの小型化への限界があった。

一方で、扁平状の気密端子によらずに小型化の問題を解決するためにインナーリードを一本とした例として、特許文献２、特許文献３がある。

この特許文献２、特許文献３に開示された構造によれば、圧電振動片の表面に形成された電極（以下、「圧電振動片電極」と呼ぶ。）を気密端子の一本のインナーリードに、他方の一本のインナーリードを金属製シリンダ状有底筒体の封止管の一端に、それぞれ反対方向に引き出し、一対の端子を形成している。

圧電振動子を小型化するにあたって、圧電振動片電極を接続する構成要素は、圧電振動子の気密性、周波数、耐衝撃性、ＣＩ値の特性に重要な影響を及ぼす。特許文献２の、他方の圧電振動片電極を封止管の一端に接続する構成部材は、封止管の小孔を通して圧電振動片電極に接続するリード端子を設けている。特許文献３の、他方の圧電振動片電極を封止管の一端に接続する構成部材は、ベースに有した金属シェル内方の突出片を設けている。そして、気密端子のリード端子と封止管の一端とを、外部基板に接続する表面実装用端子に接続している構造となっている。
特開２０００−１６５１８２号公報 特開平０３−１７１９１５号公報 特開２００２−４３８８６号公報

しかしながら、特許文献２における圧電振動片を封止管の一端に接続する構成として、封止管の小孔を通して圧電振動片電極に接続するリード端子を設ける構成としていることは以下の課題を有している。

特許文献２に開示されている圧電振動子は、
１）圧電振動片の両端に対向して圧電振動片を単独で支持できる強度と大きさをもつ圧電振動片に限られ、上述の幅がおよそ０．４５ｍｍから０．５５ｍｍ、厚みがおよそ１００μｍの小型な圧電振動片は単独で両端を支持できる強度がなく、小径の円筒型金属ケースに収納する小型化構造とするのは困難である。

２）気密端子部と円筒型金属ケースの圧入部に加え、円筒型金属ケースのリード端子小孔部の３箇所の気密封着部となり、気密封着部が増加して、円筒状のシリンダ型パッケージとしての気密性が高いという特徴を生かせず、気密性の信頼性に欠ける。
という問題点がある。

また、特許文献３における封止管の一端に接続する構成として、ベースに有した金属シェル内方の突出片を設ける構成としていることは以下の課題を有している。

特許文献３に開示されている圧電振動子は、
１）封止管の中心に配置される一本のリード端子の接線上に圧電振動片をマウントする構造であるため、従来のリード端子二本を封止管の中心に配置する構造と同様に、圧電振動片と封止管内壁との距離がなく、封止管内壁に圧電振動片が干渉して、幅がおよそ０．４５ｍｍから０．５５ｍｍ、厚みがおよそ１００μｍの圧電振動片の封止管への収納が困難となる。

これを避けて、小径のリード端子、または、リード端子を偏心させても同様に、気密端子封着組立においての絶縁材であるタブレットの偏心穴と偏心位置への挿入時や、リード端子のメッキ処理時でのリード端子曲がりが生じやすくなり、リード端子の必要な剛性に欠け、圧電振動片の取付け精度と共に圧電振動子の取り扱いによる振動子品質特性の低下がもたらされる場合があり、小型化構造とするのを阻害しているという問題点があった。

２）安定したマウント電極接続をするために、圧電振動片電極を接続する構成要素としての、金属シェル内方の突出片には、接続をするための金属シェルの回転方向規制を必要とする。金属シェル回転方向規制のばらつきによって、マウント電極接続の箇所と接続面積のばらつきとなり、振動子品質特性の低下がもたらされる場合がある。

３）リード端子と突出片とが所定の間隔をもって対峙しており、この間隔に圧電振動片を配置してマウントする構造から、金属シェル内方の突出片と圧電振動片電極との電気的接合は、突出片とのすきまを埋める導電性接着剤などの手段に限られ、封入時において、導電性接着剤からのガスが真空度を低下させ、ＣＩ値の特性低下を招くなどの欠点を有している。

次に、前述した従来の表面実装型圧電振動子１０では、電極端子１１をクランク状に折り曲げて形成しているため、アウターリード３より外方に下部電極端子１１ａを突出し、表面実装型圧電振動子１０の全長は下部電極端子１１ａとアウターリード３の先端までの寸法までの長さが必要となり、表面実装型圧電振動子１０の小型化を阻害しているという問題点があった。

また、封止管５側の電極端子１１は、表面実装型圧電振動子１０の長手方向に垂直部１１ｂを直列配置しているため、垂直部１１ｂを加えた長さが必要となり、表面実装型圧電振動子１０の小型化と実装面積低減を阻害しているという問題点があった。

本発明は、上記課題を解決して、高い気密性を維持し、より小型のシリンダ型パッケージの圧電振動子を提供するとともに、該圧電振動子を搭載することにより、高さが０．９ｍｍ以下で実装面積低減が容易な小型の表面実装型圧電振動子を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の解決手段をとることとした。

第１の発明の圧電振動子は、金属環内に充填された絶縁材を介して貫通する一本のリード端子が封着された気密端子と、前記リード端子のインナーリードに支持され、表面に２つの励磁電極と２つのマウント電極が形成されている圧電振動片と、前記圧電振動片を収納し、開口部が前記気密端子の前記金属環で気密に封止された金属製有底円筒状の封止管と、を有する圧電振動子であって、前記リード端子は、円形の断面形状をして前記金属環の中心位置に配置され、前記インナーリードは、前記金属環の軸方向中心線に平行でかつ該中心線から所定の距離を隔てた平坦段差面を有し、前記圧電振動片は、前記封止管の略中央位置にかつ平行になるように前記平坦段差面で支持されていることを特徴とするものである。

この第１の発明の構成によれば、金属環及び封止管の直径を最も小さく、封止管内に収納する圧電振動片マウント精度を高精度にして、小型化にも関わらず圧電振動片を支持するリード端子の剛性を維持し、従来のリード端子二本接近によるショートを解消した小型の圧電振動子を提供することができる。

すなわち、リード端子は、円形の断面形状をして金属環の中心位置に配置され、圧電振動片は、封止管の略中央位置にかつ平行になるように平坦段差面で支持されていることにより、金属環及び封止管の直径を最も小さく構成する気密性の高い円筒状の小型の圧電振動子とすることができる。

また、リード端子は、一本の円形の断面形状をして金属環の中心位置に配置されていることから、リード端子中心位置を最も容易に高精度配置の気密端子とすることができる。そして高精度なリード端子中心位置基準に、インナーリード平行平坦段差面を高精度に加工形成することが容易にできる。インナーリード平行平坦段差面を高精度に形成できることから、平行平坦段差面に圧電振動片が安定してマウントされ、圧電振動片を収納する封止管の最大径の略中央位置と平行な最適な配置にして、最小の封止管内径に合わせた小型の圧電振動子とすることができる。

また、リード端子一本の中心位置配置によって、リード端子二本に比較してリード端子直径のより太い配置が金属環の中心位置に可能となることから、金属環の小型化にも関わらずリード端子の剛性を維持した圧電振動子とすることができる。

また、圧電振動片のマウント精度の起因となるリード端子二本の配置誤差や、リード端子二本接近によるショートがリード端子一本配置によって解決できる。

第２の発明の圧電振動子は、第１の発明の構成において、前記圧電振動片の２つのマウント電極は、前記インナーリードに支持されるマウント部の表裏面に各々１つ形成されていることを特徴とするものである。

この第２の発明の構成によれば、圧電振動片の２つのマウント電極は、インナーリード部に支持されるマウント部の表裏面に各々１つ形成されていることにより、圧電振動片を収納する封止管の最大径の略中央位置と平行な最適な配置にして、一本のインナーリード端子による支持と、圧電振動片電極の略中央位置での表裏方向接続構成に好適であり、また接続するマウント電極の面が広くとれ、小型にしてマウント電極間のショートを防ぐ気密端子の圧電振動子を提供することができる。

第３の発明の圧電振動子は、第１または第２の発明の構成において、前記金属環は、前記インナーリード側に、前記金属環の中心線に平行な小径部を有し、前記２つのマウント電極のうち第１のマウント電極は、前記インナーリードの前記平坦段差面に接続され、第２のマウント電極は、前記小径部に接続されていることを特徴とするものである。

この第３の発明の構成によれば、第１のマウント電極は、インナーリードの平坦段差面に接続され、第２のマウント電極は、金属環の中心線に平行な小径部に接続されていることより、小型にして安定した接続品質が得られる。

すなわち、小径部は、封止管と金属環との間に円周方向に渡り、円周方向の接続位置決め方向性を不要にした空間を作り、円周方向の自由度のある電極接続手段をとることができることにより、安定した接続品質が得ることができ、圧電振動片の略中央位置におけるマウント電極の表裏方向接続が小型に構成することができる。

第４の発明の圧電振動子は、第１乃至第３の発明のうち何れか１つの発明の構成において、前記第２のマウント電極と、前記小径部との接続は、金属ワイヤで接続することを特徴とするものである。

この第４の発明の構成によれば、金属環の中心線に平行な小径部に対して金属ワイヤで接続するマウント電極との接続は、圧電振動片の略中央位置におけるマウント電極と離れた距離にある金属環との接続に好適である。

金属ワイヤで接続することにより、圧電振動片の微小な相対変位にも追従して接続の信頼性を確保し、また接続に接着剤などを使用した際によるベーキング時のアウトガス発生の品質的悪影響を避ける圧電振動子を提供することができる。

第５の発明の圧電振動子は、第１乃至第４の発明のうち何れか１つの発明の構成において、前記平坦段差面は、前記金属環の中心線の位置を越え、前記金属環の中心線から前記圧電振動片の厚みの距離以下であるのが好ましい。

かかる好ましい構成によれば、平坦段差面は、金属環の中心線の位置を越え、金属環の中心線から圧電振動片の厚みの距離以下であることにより、インナーリードの平坦段差面が封止管の略中央位置にかつ平行に配置されて、封止管スペースを最大限に活用した配置の小型な圧電振動子を提供することができる。

すなわち、封止管の略中央スペースに、圧電振動片のマウントを安定させる平行な平坦段差面をもって、封止管最大径の位置で、圧電振動片を金属環の中心に対して圧電振動片厚み範囲以内の略中央位置かつ平行として、最小径の封止管とした小型圧電振動子とすることができる。

第６の発明の圧電振動子は、第１乃至第５の発明のうち何れか１つの発明の構成において、前記リード端子の直径は、前記金属環の最内径の２５％以上であり、かつ４０％以下であるのが好ましい。

かかる好ましい構成によれば、リード端子の直径は、金属環の最内径の２５％以上であり、かつ４０％以下であることにより、金属環の小型化にも関わらずリード端子の剛性をリード端子二本並み、又はそれ以上の剛性を維持して耐衝撃性のある小型の圧電振動子を提供することができる。

リード端子の直径は、金属環の最内径の２５％以上であり、かつ４０％以下であるとするのは、金属環の内径の２５％以下ではリード端子の剛性が小さくなり耐衝撃性に弱く、４０％以上では、絶縁材のタブレット形成が困難となるためである。

第７の発明の圧電振動子は、第１乃至第６の発明のうち何れか１つの発明の構成において、前記平坦段差面の厚みは、前記リード端子の直径の６０％以上であり、かつ７０％以下であるのが好ましい。

かかる好ましい構成によれば、平坦段差面の厚みは、リード端子の直径の６０％以上であり、かつ７０％以下であることにより、金属環の小型化にも関わらずリード端子の剛性をリード端子二本並み、又はそれ以上の剛性を維持した耐衝撃性と、圧電振動片の支持幅を広くした平行平坦段差面に圧電振動片が略中央位置に安定してマウントすることとの両立した小型気密端子とする圧電振動子を提供することができる。

第８の発明の圧電振動子は、第１乃至第７の発明のうち何れか１つの発明の構成において、前記小径部の長さは、０．０５ｍｍ以上であり、かつ０．１５ｍｍ以下であるのが好ましい。

かかる好ましい構成によれば、小径部の長さは、０．０５ｍｍ以上であり、かつ０．１５ｍｍ以下であることにより、小径部は、封止管と金属環との間に円周方向に渡り、円周方向の接続位置決め方向性を不要にして電極接続に必要な長さを確保することができる。金属ワイヤで接続するワイヤボンダのキャピラリを接近させる長さを満たすのに好適であり、金属環長さ方向を短くした小型の圧電振動子を提供することができる。

第９の発明の圧電振動子は、第１乃至第８の発明のうち何れか１つの発明の構成において、前記封止管の外径は、０．８ｍｍ以下であるのが好ましい。

かかる好ましい構成によれば、金属環及び封止管の径を最も小さく、封止管内に収納する圧電振動片のマウント精度を高精度に、小型化にも関わらず圧電振動片を支持するリード端子の剛性を維持し、従来のリード端子二本接近によるショートを解消して、円筒状のシリンダ型パッケージ圧電振動子のφ０．８ｍｍ以下に収める小型化の圧電振動子を提供することができる。

第１０の発明の表面実装型圧電振動子は、第１の発明乃至第９の発明のいずれか１つの発明に記載の圧電振動子と、前記圧電振動子と外部との電気的導通を成すための電極端子と、前記圧電振動子を被覆するモールド樹脂と、を有することを特徴とするものである。

この第１０の発明の構成によれば、第１の発明乃至第９の発明のいずれか１つの発明に記載の圧電振動子と、圧電振動子と外部との電気的導通を成すための電極端子と、圧電振動子を被覆するモールド樹脂と、を有することによって、φ０．８ｍｍ以下の円筒状のシリンダ型パッケージ圧電振動子を収め、高さを低くした薄型の表面実装型圧電振動子を提供することができる。

すなわち、金属環及び封止管の径を最も小さく、封止管内に収納する圧電振動片のマウント精度を高精度にして、小型化にも関わらず圧電振動片を支持するリード端子の剛性を維持し、従来のリード端子二本接近によるショートを解消した小型の圧電振動子を有することにより、φ０．８ｍｍ以下の気密性の高い円筒状のシリンダ型パッケージの圧電振動子をモールド樹脂内に収め、高さを低くした薄型の表面実装型圧電振動子を提供することができる。

第１１の発明の表面実装型圧電振動子は、第１０の発明の構成において、前記電極端子は、前記圧電振動子長手方向の両端に配置され、前記電極端子の外部電極と接続する水平部と、前記電極端子の一部を曲げ起こした垂直部とで形成されていることを特徴とするものである。

この第１１の発明の構成によれば、電極端子は、圧電振動子長手方向の両端に配置され外部と電気的に接続する水平部と、電極端子の一部を曲げ起こした垂直部とで形成されていることにより、長さを抑え最小構成として実装面積低減が図れた小型の表面実装型圧電振動子を提供することができる。

すなわち、外部と電気的に接続する水平部と、封止管の幅方向の位置規制、そして圧電振動子を被覆するモールド樹脂のアンカーの役割を成す垂直部により、クランク状に折曲形成した水平部などの長くなるスペースを持たず、長さを抑え最小構成として実装面積低減が図れた小型の表面実装型圧電振動子とすることができる。

第１２の発明は、第１０又は第１１の発明の構成において、前記気密端子側の前記電極端子の垂直部は、前記表面実装型圧電振動子の長手方向と直交し、前記封止管側の前記電極端子の垂直部は、前記表面実装型圧電振動子の長手方向と平行であることを特徴とするものである。

この第１２の発明の構成によれば、気密端子側の電極端子の垂直部は、表面実装型圧電振動子の長手方向と直交し、封止管側の電極端子の垂直部は、表面実装型圧電振動子の長手方向と平行であることにより、外形寸法を増やさず長さを抑え最小構成として実装面積低減が図れた小型の表面実装型圧電振動子を提供することができる。

すなわち、気密端子側の電極端子の垂直部は、表面実装型圧電振動子の長手方向と直交していることにより、表面実装型圧電振動子の長手方向には、電極端子の垂直部板厚のみの寸法増加を、そして、封止管側の電極端子の垂直部は、表面実装型圧電振動子の長手方向と平行であることにより、表面実装型圧電振動子の長手方向には寸法増加がなく、表面実装型圧電振動子の全長を短くした小型の表面実装型圧電振動子とすることができる。

第１３の発明は、第１０乃至第１２の発明のうち何れか１つの発明の構成において、前記電極端子は、前記気密端子側の前記垂直部に前記リード端子と接続し、前記封止管側の前記水平部に前記封止管と接続していることを特徴とするものである。

この第１３の発明の構成によれば、電極端子は、気密端子側の電極端子の垂直部にリード端子と接続し、封止管側の電極端子の水平部に封止管と接続していることにより、共に上下方向からの接触接続による安定した接続構造とし、他の接続部材を必要とせずに最少構成で接続端子を被覆するモールド樹脂の外部に端子を取り出す表面実装型圧電振動子を提供することができる。

第１４の発明は、第１０乃至第１３の発明のうち何れか１つの発明の構成において、前記気密端子側の前記電極端子は、前記垂直部を前記表面実装型圧電振動子の長手方向外側中央部から曲げ起こし、前記表面実装型圧電振動子の長手方向内側中央部には、前記封止管に対する切り欠きがあることを特徴とするものである。

この第１４の発明の構成によれば、気密端子側の電極端子は、垂直部を表面実装型圧電振動子の長手方向外側中央部から曲げ起こすことによって、表面実装型圧電振動子の長さを短く、高さを低くする表面実装型圧電振動子を提供することができる。

すなわち、封止管側の電極端子の垂直部は、表面実装型圧電振動子の長手方向と平行であることにより、表面実装型圧電振動子の長手方向には寸法増加がなく、封止管開口部の膨らみ部の下部位置に切り欠きがあることによって、封止管開口部の高さ位置を低くして表面実装型圧電振動子の高さを抑えることができる。

第１５の発明は、第１０乃至第１４の発明のうち何れか１つの発明の構成において、前記封止管側の前記電極端子は、前記表面実装型圧電振動子の長手方向内側部において、前記表面実装型圧電振動子の長手方向と平行に外側から曲げ起こし、前記封止管の両側面に支持可能な垂直部を形成していることを特徴とするものである。

この第１５の発明の構成によれば、封止管側の電極端子は、表面実装型圧電振動子の長手方向内側部において、表面実装型圧電振動子の長手方向と平行に外側から曲げ起こし、封止管の両側面に支持可能な垂直部を形成していることによって、表面実装型圧電振動子の長さを短く、被覆するモールド樹脂内に圧電振動子の位置を品質的に安定して収納する表面実装型圧電振動子を提供することができる。

すなわち、封止管側の電極端子垂直部は、表面実装型圧電振動子の長手方向には配置せず、表面実装型圧電振動子の長手方向と平行に配置することにより、表面実装型圧電振動子の全長を短くすることができる。また、表面実装型圧電振動子の長手方向と平行に外側から曲げ起こし、封止管の両側面に支持可能な垂直部を形成していることにより、封止管の表面実装型圧電振動子幅方向の位置規制をして横方向にずれることなく、モールド後に樹脂モールド部から側面に露出することなく品質的に安定して樹脂モールド部内に収納することができる。

また、封止管の位置を安定的に位置規制しているために、外形部からの位置決めピンを必要とせず、従来は表面実装型圧電振動子の外形部からの位置決めピンによる露出部があり、表面実装型圧電振動子の周囲が樹脂材料により正しくカバーされないで、圧電振動子の封止管が樹脂モールド部から一部露出することを解消することができる。

第１６の発明の表面実装型圧電振動子は、第１０乃至第１５の発明のうち何れか１つのの発明の構成において、前記電極端子の厚みは、０．１ｍｍ以下であるのが好ましい。

かかる好ましい構成によれば、電極端子の厚みは、０．１ｍｍ以下であることにより、０．９ｍｍ以下の高さを可能とする表面実装型圧電振動子を提供することができる。

すなわち、圧電振動子と外部電極と接続する電極端子が重ねる構造として、共に上下方向接続による安定した接続が得やすい構造とした場合には、φ０．８ｍｍ以下に収める円筒状のシリンダ型パッケージの圧電振動子と、０．１ｍｍ以下である外部電極と接続する電極端子の厚みを加えた０．９ｍｍ以下の高さとする表面実装型圧電振動子の薄型化に貢献し、円筒状のシリンダ型パッケージの従来にはない高さの表面実装型圧電振動子を提供することができる。

第１７の発明の表面実装型圧電振動子は、第１０乃至第１６の発明のうち何れか１つの発明の構成において、前記表面実装型圧電振動子の高さは、０．９ｍｍ以下であるのが好ましい。

かかる好ましい構成によれば、圧電振動子と外部電極と接続する電極端子が重ねる構造として、共に上下方向接続による安定した接続が得やすい構造とした場合には、φ０．８ｍｍ以下に収める円筒状のシリンダ型パッケージの圧電振動子と、０．１ｍｍ以下である外部電極と接続する電極端子の厚みを加えた０．９ｍｍ以下の高さを可能とする表面実装型圧電振動子の小型化に貢献し、従来実現し得なかった小型の高さを抑えた薄型の円筒状のシリンダ型パッケージの表面実装型圧電振動子を提供することができる。

以上述べたように、本発明によれば、高い気密性を維持し、より小型のシリンダ型パッケージの圧電振動子を提供できるとともに、該圧電振動子を搭載することにより、高さが０．９ｍｍ以下で実装面積低減が容易な小型の表面実装型圧電振動子を提供することができる。

以下に、本発明に係る圧電振動子に好適な具体的実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る圧電振動子の全体外観を示す斜視図を示し、図２は、同圧電振動子の内部構造の斜視図を示し、図３（ａ）は、気密端子の斜視図を示し、同図（ｂ）は、同気密端子の断面斜視図を示し、図４は、圧電振動片の電極構造の斜視図を示す。

図１に示すように、本実施の形態に係る圧電振動子２０は、金属製有底円筒状の封止管２１を有するシリンダ型パッケージであり、封止管２１の開口部２６には気密端子２２が圧入され、気密端子２２の中心からは外側に一本のリード端子２３が突出されている。

図２に示すように、圧電振動子２０は、金属環２４内に貫通する一本のリード端子２３が封着された気密端子２２と、リード端子２３のインナーリード２３ａに支持されている圧電振動片２５と、圧電振動片２５を収納し、開口部２６が気密端子２２の金属環２４で気密に封止された金属製有底円筒状の封止管２１とから構成されている。

図３（ａ）に示すように、気密端子２２は、コバールや４２アロイなどからなる金属環２４と、この金属環２４の内側に充填された絶縁材としての封止ガラス２７と、この封止ガラス２７によって金属環２４の内側に貫通して固定された一本のリード端子２３とから構成されている。一本のリード端子２３と金属環２４とは、互いに電気的に絶縁されている。金属環２４は、インナーリード２３ａ側に、金属環２４の中心線に平行にして所定の長さをもつ小径部２８を有している。

図３（ｂ）に示すように、一本のリード端子２３は、円形の断面形状をして金属環２４の中心位置に配置されている。気密端子２２から外側に突き出ている一方側がアウターリード２３ｂであり、圧電振動片２５を収納する内側に向けて延びている部分がインナーリード２３ａである。インナーリード２３ａは、気密端子２２の中を貫通してアウターリード２３ｂとなり、このインナーリード２３ａとアウターリード２３ｂとを総称してリード端子２３と呼んでいる。インナーリード２３ａは、金属環２４の軸方向中心線に平行でかつ該中心線から所定の距離を隔てた平坦段差面３０を有している。リード端子２３は、従来の二本から一本の配置となっているため、金属環２４の内径との相対比が従来のリード端子の直径の場合の相対比と比べて大きく、太いリード端子２３が配置されている。そのため、平坦段差面３０が大きい幅をもって形成されている。

このリード端子２３は、コバールや４２アロイなどの金属表面に膜厚が約６μｍ以下の鋼めっき層を下地層として形成し、その表面に膜厚が約２２μｍ以下の高融点のはんだをめっきしたものである。

封止ガラス２７は、熱膨張係数が約４×１０^-6／℃〜約６×１０^-6／℃とコバールに近いコバールガラスからなり、金属環２４とリード端子２３の間で封着されて、電気的絶縁性と気密性が保たれている。

図４に示すように、圧電振動片２５は、水晶等の圧電材料からなり、フォトリソグラフィー技術により音叉型に形成されている。音叉型の圧電振動片２５の表面には２つの励磁電極３１と２つのマウント電極３２が形成されている。二本の振動腕部の表面には２つの励磁電極３１が形成され、圧電振動片２５の基部には励磁電極３１につながっているマウント電極３２が表裏面に各々１つ形成されている。ここでは、表面の電極を第１のマウント電極３２ａ、裏面の電極を第２のマウント電極３２ｂと呼んでいる。本実施例のマウント電極３２は圧電振動片２５の表裏面に各々１つ形成されているため、同一面上に隣接して形成されていた従来のマウント電極に対し、小型化された圧電振動片２５のマウント電極３２の電極間ショートを防ぐ接続構成には好適である。

図５は、本実施形態の圧電振動子の正面断面図を示し、図６は、同圧電振動子の側面断面図を示す。

図５に示すように、インナーリード２３ａの平坦段差面３０には、圧電振動片２５の第１のマウント電極３２ａがはんだなどで接続されると共に、圧電振動片２５が支持されている。圧電振動片２５は、インナーリード２３ａの平坦段差面３０への支持されていることによって、金属環２４の軸方向中心線に対して平行でかつ該中心線から所定の距離を隔てて保持されている。圧電振動片２５の第２のマウント電極３２ｂは、金属環２４の小径部２８とアルミや金線などの金属ワイヤ３３で接続されている。

封止管２１は、主組成が銅、亜鉛、ニッケルである洋白材、あるいは約４１％〜約４２％のニッケルと残部の鉄からなる４２アロイなどから構成され、その表面には膜厚が約１０μｍ以下のニッケルめっきなどが施されている。

金属環２４の外周には、圧電振動片２５を覆うように封止管２１が被せられている。封止管２１の内部には圧電振動片２５を収納し、真空に気密封止されている。

金属環２４に封止管２１の開口部２６が被せられた時には、小径部２８と封止管２１との間に空間２９が形成され、金属ワイヤ３３のループ形状が収められる空間となっている。

封止管２１の開口部２６の内径寸法は、金属環２４の外径寸法よりも小さく設定されている。封止管２１の開口部２６に金属環２４を被せると、封止管２１の内径寸法と金属環２４の外径寸法との差に応じた垂直応力によって、封止管２１の開口部２６が金属環２４によって全周にわたって封止され、気密性が保たれている。

次に、上記のように構成された圧電振動子２０の電極接続構造について説明する。一本のアウターリード２３ｂには、インナーリード２３ａの平坦段差面３０と接続されている圧電振動片２５の第１のマウント電極３２ａが引き出される。封止管２１には、金属環２４と電気的導通を成して、金属ワイヤ３３で接続されている第２のマウント電極３２ｂが引き出される。すなわち、第１のマウント電極３２ａはアウターリード２３ｂへ、第２のマウント電極３２ｂは封止管２１へ引き出されている。このように電極接続されたアウターリード２３ｂと封止管２１の間に、所定の交流電圧を駆動電圧として印加すると、電流がインナーリード２３ａからの第１のマウント電極３２ａと、金属環２４及び金属ワイヤ３３からの第２のマウント電極３２ｂとを介して励振電極３１に流れ、圧電振動片２５が圧電作用により所定の周波数で発振する。

本実施形態の圧電振動子２０は、図５に示すように、インナーリード２３ａの側壁からなる平坦段差面３０が、金属環２４の中心線の位置を越えて金属環２４の中心線から圧電振動片４の厚みの距離以下の位置で形成され、封止管２１の略中央位置にかつ平行に配置されている。圧電振動片２５は、そのため、図１４に示すインナーリード２の接線上に接合された圧電振動片４が、封止管５に偏って接近している従来の構造に対し、封止管２１の略中央位置にかつ平行になるように平坦段差面３０で支持されている。

このことにより、金属環２４及び封止管２１の直径は最も小さくされた構成となっている。また同時に、リード端子２３は金属環２４の中心位置に配置され、リード端子２３中心位置の高精度配置を最も容易にしている。そしてこれは高精度なリード端子２３中心位置基準に、インナーリード２３ａの平坦段差面３０を平行に高精度に形成することが容易なことから、圧電振動片２５は、封止管２１の略中央位置と平行な最適な位置に、安定してマウントされている。

また、リード端子２３一本を中心位置に配置することによって、従来のリード端子二本の配置に比較して、太いリード端子２３の配置が金属環２４の中心位置に可能なことから、金属環２４の小型化にも関わらずリード端子２３の剛性を維持した圧電振動子２０となっている。また、圧電振動片２５のマウント精度の起因となる従来のリード端子二本の配置誤差や、従来のリード端子二本接近によるショートが、リード端子２３一本配置と表裏面マウント電極接続とによって解消されている。

第２のマウント電極３２ｂと金属ワイヤ３３で接続される小径部２８は、封止管２１と金属環２４との間に円周方向に渡り、円周方向の接続位置決め方向性を不要にした空間２９を作っている。この空間２９は、円周方向の自由度のある電極接続手段がとることができることから、安定した接続品質が得られる。また、他の部材を必要とせずに、圧電振動片２５のマウント電極の表裏方向接続による小型な構成となっている。

第２のマウント電極３２ｂは、金属環２４の中心線に平行な小径部２８に対して金属ワイヤ３３で接続されている。圧電振動片２５のマウント電極３２と、離れた距離にある金属環２４との接続には、金属ワイヤが好適である。金属ワイヤ３３での接続は、衝撃時の圧電振動片２５の基部における微小な相対変位にも追従して接続の信頼性を確保し、また接続に接着剤などを使用した際によるベーキング時のアウトガス発生の品質的悪影響を避けることに好適である。

次に、同じく図５に示す、金属環２４の中心線から平坦段差面３０までの距離Ｌ１は、圧電振動片２５の厚みＴ１以下となっている。平坦段差面３０は、金属環２４の中心線から圧電振動片２５の厚みＴ１の範囲内にあって位置している。また、金属環２４の軸方向中心線に平行である面に、圧電振動片２５が配置されている。圧電振動片２５は、封止管２１の開口部２６へ金属環２４が被せられ、封止管２１と金属環２４の軸方向中心線とは同じく平行になることから、封止管２１と平行に配置されることになる。これにより、圧電振動片２５は、金属環２４の中心に対して圧電振動片２５の厚み範囲以内の封止管２１の最大径の位置で平行として、封止管２１のスペースを最大限に活用した最適な位置に配置され、また最小径の封止管２１とすることができる。金属環２４の中心線から平坦段差面３０までの距離Ｌ１は、圧電振動片２５が封止管２１の中央位置となる圧電振動片２５の厚みＴ１の１／２が好ましい。

リード端子２３の直径Ｄ１は、金属環２４の最内径Ｄ２の２５％以上であり、かつ４０％以下となっている。従来のリード端子二本の構造では入れることのできなかった線径の太いリード端子２３が配置されている。そのため、金属環２４の小型化につれてリード端子２３も小径にして剛性がなく耐衝撃性が弱くなることを防ぎ、リード端子２３の剛性を従来のリード端子二本並み、又はそれ以上の剛性が維持されるインナーリード２３ａの形成に結びついている。リード端子２３の直径Ｄ１が、金属環２４の最内径Ｄ２の２５％以上であり、かつ４０％以下となっているのは、金属環２４の最内径Ｄ２の２５％以下では剛性がなく耐衝撃性が弱くなり、４０％以上では、ガラス封着品質の低下を招くことになるからである。

図６に示すように、平坦段差面３０の厚みＴ２は、リード端子２３の直径Ｄ１の６０％以上であり、かつ７０％以下となっている。平坦段差面３０が形成されることにより段差部３４の長さＬ２は、リード端子２３の直径Ｄ１の１２０〜１６０％と大きくなっている。リード端子２３の直径Ｄ１の６０〜７０％の厚みＴ２は、従来のリード端子二本並み、又はそれ以上の剛性が維持され、段差部３４の幅Ｌ２は、圧電振動片２５のマウントされる支持幅を広くする効果をもって、耐衝撃性と安定したマウント品質を得るのに好適である。

小径部２８の直径Ｄ３は、金属環２４の外径Ｄ４より小さく、かつ金属環２４の最内径Ｄ２より大きい径として、インナーリード２３ａ側の金属環２４と封止管２１との間に円周方向に渡って空間２９を形成している。小径部２８の直径Ｄ３のインナーリード２３ａ側からの長さＬ３は、０．０５ｍｍ以上であり、かつ０．２０ｍｍ以下となっている。小径部２８の直径Ｄ３の長さＬ３は、金属ワイヤ３３で接続するワイヤボンダのキャピラリなどの工具を接近させる必要な長さを確保し、円周方向の接続位置決め方向性を不要にして、封止管２１との間の空間２９と接続する長さとを満たし、電極接続の安定した品質を得るのに好適である。また小径部２８の長さＬ２は、金属環２４の長さを最小にして、圧電振動子２０の長さを短縮するのに好適である。

封止管２１の外径Ｄ５は、０．８ｍｍ以下であることが好ましい。外径Ｄ５が０．８ｍｍより大きい場合には、圧電振動片２５のマウント精度の起因となる従来のリード端子二本の配置誤差や、従来のリード端子二本の互いの接近によるショートを防止することに大きな困難性がなく、このような構造を採用する利点がない。

ここで、本実施形態の１例として示す圧電振動子２０の各部の寸法は次の通りである。

封止管２１の外径Ｄ５は、０．７５ｍｍ。長さＬ０は、３．１５ｍｍ、リード端子２３の直径Ｄ１は、０．２ｍｍ。金属環２４の最内径Ｄ２は、０．４ｍｍ。平坦段差面３０の厚みＴ２は、０．１３ｍｍ。圧電振動片２５の厚みＴ１は、０．１ｍｍ。段差部３４の長さＬ２は、０．２１ｍｍ。小径部の直径Ｄ３の長さＬ３は、０．１ｍｍ。前記寸法により、小型な圧電振動子２０となっている。

本実施形態の圧電振動子２０は以上のように構成されており、金属環２４及び封止管２１の径を最も小さくしている。そして、そのような小型化にも関わらず、封止管２１内に収納する圧電振動片２５のマウント精度を高精度に、圧電振動片２５を支持するリード端子２３の剛性を維持し、従来のリード端子二本接近によるショートを解消して、φ０．８ｍｍ以下に収める小型化の円筒状のシリンダ型パッケージ圧電振動子２０を提供することができる。

以下に、本発明に係る表面実装型圧電振動子に好適な具体的実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図７は、本実施の形態に係る表面実装型圧電振動子の構造を示し、（ａ）は、全体斜視図を示し、（ｂ）は、内部構造の透視図を示す。図８は、図７の構成の分解斜視図を示し、（ａ）は、シリンダ型パッケージ圧電振動子を示し、（ｂ）は、気密端子側の電極端子を示し、（ｃ）は、封止管側の電極端子を示し、（ｄ）は、モールド樹脂を示す。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る表面実装型圧電振動子４０は、中央部に圧電振動子２０が配置されている。圧電振動子２０の外形はモールド樹脂４１で被覆されている。電極端子４２は、その一部である電極端子の水平部４２ａａ、４２ｂａが表面実装型圧電振動子４０の底面に露出されている。

図８に示すように、表面実装型圧電振動子４０は、前述した実施例１における図８（ａ）の圧電振動子２０と、同圧電振動子２０と外部との電気的導通を成すための図８（ｂ）、（ｃ）の電極端子４２ａ、４２ｂと、同圧電振動子２０を被覆する図８（ｄ）のモールド樹脂４１とから構成されている。

これらの図に示すように表面実装型圧電振動子４０は、その中央部に圧電振動子２０が配置されている。圧電振動子２０はその外形がシリンダ型の円筒状に形成されており、図５に示し前述したように、その内部には交流電圧を印加することで所定の振動周波数を発生させることが可能な薄板形状の圧電振動片２５が収容されている。一本のアウターリード２３ｂには、インナーリード２３ａの平坦段差面３０と接続されている圧電振動片２５の第１のマウント電極３２ａが引き出されている。封止管２１には、金属環２４と電気的導通を成して、金属ワイヤ３３で接続されている第２のマウント電極３２ｂが引き出されている。アウターリード２３ｂと封止管２１の間に所定の交流電圧を駆動電圧として印加すると、電流がインナーリード２３ａからの第１のマウント電極３２ａと、金属環２４及び金属ワイヤ３３からの第２のマウント電極３２ｂとを介して励振電極３１に流れ、圧電振動片２５が圧電作用により所定の周波数で発振する。

図８に示すように、本実施形態の電極端子４２は、図８（ｂ）の気密端子側の電極端子４２ａと、図８（ｃ）の封止管側の電極端子４２ｂとから構成されている。電極端子４２ａ、４２ｂは、圧電振動子２０の長手方向の両端に配置されている。電極端子４２ａ、４２ｂは、水平部４２ａａ、４２ｂａと垂直部４２ａｂ、４２ｂｂとで構成されている。電極端子４２ａ、４２ｂは、例えば厚さが０．１ｍｍの板状をした銅系合金等の導電金属からなる平板材でできている。電極端子４２ａ、４２ｂは、該平板材にプレス加工を施し、水平部４２ａａ、４２ｂａ、切り欠き４３をプレスして形成した後、垂直部４２ａｂ、４２ｂｂの所定の曲げ加工を施すことによって形成されている。

垂直部４２ａｂ、４２ｂｂは、モールド樹脂４１で被覆された後には、モールド樹脂４１のアンカーの役割を成し、小型化された表面実装型圧電振動子４０においても、電極端子４２ａ、４２ｂの、モールド樹脂４１からの剥がれ強度が維持されている。

水平部４２ａａ、４２ｂａは、圧電振動子２０を被覆するモールド樹脂４１の外部底面に露出して外部電極と接続される。モールド樹脂４１の水平端部から外部に露出している気密端子側の電極端子４２ａａと封止管側の電極端子４２ｂａは、それぞれ圧電振動子２０のアウターリード２３ｂ及び封止管２１と、気密端子側の接合部４４ａ、封止管側の４４ｂとにおいて接合されている。気密端子側の接合部４４ａは、垂直部４２ａｂの上面の中央部に位置している。封止管側の４４ｂは、２つある垂直部４２ｂｂの間の水平部４２ｂａ上面に位置している。そのため、気密端子側の接合部４４ａ、封止管側の４４ｂは、共に上下方向からの接触接続が可能な安定した接続構造となっている。また、他の接続部材を必要とせずに最少に構成されてモールド樹脂４１の外部に引き出されている。

水平部４２ａａ、４２ｂａの先端部は共に２つに分かれて、モールド樹脂４１の水平方向の外部に突出している。水平部４２ａａ、４２ｂａの先端部は、外部電極と接続する強度を均等になるように、共に同じ形状にされている。

圧電振動片２４を収納した圧電振動子２０、気密端子側及び封止管側の電極端子４２ａ、４２ｂとを含む全体は、モールド樹脂４１の成形材料，例えば、エポキシ系の成形材料等である樹脂材料により、モールドされることにより、表面実装型圧電振動子４０とされている。

図９は、図８の気密端子側の電極端子拡大斜視図を示す。図９に示すように、気密端子側の電極端子４２ａは、圧電振動子２０の長手方向の外側から中央部を曲げ起こして垂直部４２ａｂが形成されている。曲げ起こされた垂直部４２ａｂは、水平部４２ａａの外形形状内に、圧電振動子２０の長手方向と直交し、圧電振動子２０の幅方向となってアウターリード２３ｂの高さまで形成されている。そしてアウターリード２３ｂは垂直部４２ａｂの上部である接合部４４ａと接合されている。そのため、アウターリード２３ｂと接合部４４ａを含めた長さが、水平部４２ａａの外形形状内に収められている。これは、前述したアウターリード３より外方に下部電極端子１１ａを突出して、表面実装型圧電振動子１０本体長手方向へ寸法増加を伴っていた従来構造に比べ、長くなるスペースを持たずに表面実装型圧電振動子４０の長手方向寸法の短縮化が図れている。

曲げ起こされた垂直部４２ａｂの反対側には、水平部４２ａａの切り欠き４３が設けられている。切り欠き４３の位置は、封止管２１開口部２６の拡径部の下部位置にあたり、電極端子４２ａａと封止管２１開口部２６とは、接触しない切り欠き４３の形状となっている。切り欠き４３があることによって、封止管２１開口部２６の高さ位置を低くして表面実装型圧電振動子４０の高さが抑えられている。

図１０は、図８の封止管側の電極端子拡大斜視図を示す。図１０に示すように、封止管側の電極端子４２ｂは、圧電振動子２０の幅方向の両外側から曲げ起こして垂直部４２ｂｂが形成されている。垂直部４２ｂｂは、圧電振動子２０の長手方向と平行となっている。そのため、前述した図１３に示す表面実装型圧電振動子１０の長手方向に垂直部１１ｂを直列配置して垂直部１１ｂを加えた長さが必要としていた従来構造に比べ、表面実装型圧電振動子４０の長手方向寸法の短縮化が図れている。従って、樹脂モールド後の表面実装型圧電振動子４０の長手方向寸法の短縮化による小型化と実装面積の低減が図れている。

曲げ起こされた垂直部４２ｂｂは、封止管２１と平行になって封止管２１の両側面から支持可能な形状が形成されている。そのため、封止管２１の幅方向位置は、電極端子４２ｂの垂直部４２ｂｂによって安定的に位置規制されている。また、封止管２１の上下方向と圧電振動子２０の長手方向位置は、アウターリード２３ｂとの接合部４４ａと、封止管２１との接合部４４ｂによって安定的に位置規制されている。このことにより、封止管２１の幅方向位置、上下方向位置、長手方向位置をそれぞれずれることなく、モールド後にモールド樹脂４１から側面に露出することなく、位置規制されて品質的に安定してモールド樹脂４１内に収納されている。

また封止管側の電極端子４２ｂは、封止管２１の位置を安定的に位置規制しているために、外部からの位置決めピンを必要としない。従来の図１２に示す表面実装型圧電振動子１０は、外部からの位置決めピンによる窪み部１２があり、表面実装型圧電振動子１０の周囲が樹脂材料により正しくカバーされないで、圧電振動子６の封止管５が表面実装型圧電振動子１０の外形から一部露出してしまっていた。これに対し、本実施例の表面実装型圧電振動子４０では周囲が樹脂材料により正しくカバーされ、露出の問題が解消されている。

ここで、表面実装型圧電振動子４０の電極接続構造を説明する、第１のマウント電極３２ａと接続されたアウターリード２３ｂは、図８に示すように、電極端子４２ａの垂直部４２ａｂの上面である接合部４４ａと接合され、水平部４２ａａへ引き出されている。第２のマウント電極３２ｂと接続された封止管２１は、電極端子４２ｂの水平部４２ｂａの接合部４４ｂと接合されて、電極端子４２ｂａの水平部下面から、圧電振動片２５のマウント電極３２が外部電極へ引き出されている。

表面実装型圧電振動子４０の薄型化には、電極端子４２ａ、４２ｂの厚みは、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。電極端子４２ａ、４２ｂの厚みは、０．１ｍｍ以下であることにより、０．９ｍｍ以下の表面実装型圧電振動子４０の高さを可能としている。

圧電振動子２０と、外部との電気的導通を成すための電極端子４２ａａ、４２ｂａは、重ねる構造とされることが共に上下方向接続による安定した接続品質が得やすい。本実施形態の構造も、圧電振動子２０と、外部との電気的導通を成すための電極端子４２ａａ、４２ｂａとを重ねる構造とされている。封止管２１の外径は、金属環２４に被せている開口部２６が最も大きい。封止管２１の最も大きい外径の開口部２６の下部には、前述したように電極端子４２ａの水平部４２ａａに切り欠き４３が設けられ、封止管２１とは、接触しない切り欠き４３の形状となっているため、電極端子４２ａａとを重ねる構造としても表面実装型圧電振動子４０の高さの増加を伴うことはない。一方の封止管側の電極端子４２ｂは、封止管２１と電極端子４２ｂの水平部４２ｂａとを直接重ねる構造とされているため、電極端子４２ｂの厚みがそのまま表面実装型圧電振動子４０の高さに影響を及ぼすことになる。圧電振動子２０と電極端子４２ｂを重ねる構造とした本実施形態では、電極端子４２ａａの厚みを０．１ｍｍ以下とすることにより、φ０．８ｍｍ以下の圧電振動子２０と、電極端子４２ａａ、４２ｂａの厚みを加えた０．９ｍｍ以下の高さとする表面実装型圧電振動子４０の薄型化を実現して、円筒状のシリンダ型パッケージの従来にはない高さの表面実装型圧電振動子４０とされている。

この圧電振動子２０は、圧電振動片２５を収容した圧電振動子２０をモールド樹脂４１によりモールドして表面実装型圧電振動子４０として形成されているから、半導体部品等の他の表面実装型部品と同様に自動実装機によって、機械的に部品実装される。そして、実装対象である所定の実装基板上のランド（図示せず）に対して気密端子側の電極端子４２ａと封止管側の電極端子４２ｂを載置して半田により固定される。これにより、実装機器内で、基板を介して、電極端子４２ａａ、４２ｂａを介してアウターリード２３ｂ，インナーリード２３ａと、封止管２１、金属環２４、金属ワイヤ３３から圧電振動片２５へ駆動電圧が印加されることによって、所定の振動周波数で振動するようになっている。そして、この振動を電気的に取り出して、組み込まれる機器の所定のクロック信号等に利用することができる。

本実施形態の圧電振動子の全体外観を示す斜視図。 本実施形態の圧電振動子の内部構造を示す斜視図。 （ａ）本実施形態の気密端子の斜視図、（ｂ）本実施形態の気密端子の断面斜視図。 本実施形態の圧電振動片の電極構造を示す斜視図。 本実施形態の圧電振動子の正面断面図。 本実施形態の圧電振動子の側面断面図。 （ａ）本実施形態の表面実装型圧電振動子の全体斜視図、（ｂ）本実施形態の表面実装型圧電振動子の内部構造を示す透視図。 図７の構成の分解斜視図。（ａ）シリンダ型パッケージ圧電振動子。（ｂ）気密端子側の電極端子。（ｃ）封止管側の電極端子。（ｄ）モールド樹脂。 図８の気密端子側の電極端子拡大斜視図。 図８の封止管側の電極端子拡大斜視図。 従来の圧電振動子を説明するための概略斜視図。 従来の表面実装型圧電振動子を説明するための外観斜視図。 従来の表面実装型圧電振動子を説明するための内部構造を示す概略断面図。 （ａ）図１３のＡ−Ａ断面図、（ｂ）（ａ）を小型化した場合のＡ−Ａ断面図。

符号の説明

１ 気密端子
２ インナーリード
３ アウターリード
４ 圧電振動片
５ 封止管
６ 圧電振動子
７ 金属環
１０ 表面実装型圧電振動子
１１ 電極端子
１２ 窪み部
２０ 圧電振動子
２１ 封止管
２２ 気密端子
２３ リード端子
２３ａ インナーリード
２３ｂ アウターリード
２４ 金属環
２５ 圧電振動片
２６ 開口部
２７ 封止ガラス
２８ 小径部
２９ 空間
３０ 平坦段差面
３１ 励磁電極
３２ マウント電極
３２ａ 第１のマウント電極
３２ｂ 第２のマウント電極
３３ 金属ワイヤ
３４ 段差部
４０ 表面実装型圧電振動子
４１ モールド樹脂
４２ 電極端子
４２ａ 気密端子側の電極端子
４２ａａ 気密端子側の電極端子の水平部
４２ａｂ 気密端子側の電極端子の垂直部
４２ｂ 封止管側の電極端子
４２ｂａ 封止管側の電極端子の水平部
４２ｂｂ 封止管側の電極端子の垂直部
４３ 切り欠き
４４ａ 気密端子側の接合部
４４ｂ 封止管側の接合部

Claims (15)

1. 絶縁材が充填された金属環、及び前記金属環を貫通する一本のリード端子を有する気密端子と、
   圧電振動片を収納し、開口部が前記気密端子の前記金属環で気密に封止された金属製有底円筒状の封止管と、
   前記金属環が前記開口部を封止している状態において、前記リード端子のうち前記封止管の内側に伸びている部分であるインナーリードに支持され、表面に２つの励磁電極と２つのマウント電極が形成されている圧電振動片と、
   を有する圧電振動子であって、
   前記リード端子は、円形の断面形状をして前記金属環の中心位置に配置され、
   前記インナーリードは、前記金属環の軸方向中心線に平行でかつ該中心線から所定の距離を隔てた平坦段差面を有し、
   前記圧電振動片は、前記封止管の略中央位置にかつ平行になるように前記平坦段差面で支持されていると共に、
   前記金属環が前記インナーリード側に前記金属環の中心線に平行な小径部を有していることにより形成される前記小径部と前記封止管との間の空間において一方の前記マウント電極と前記金属環とが金属ワイヤによって接続されており、他方の前記マウント電極は、前記インナーリードの平坦段差面に接続されていることを特徴とする圧電振動子。
2. 前記圧電振動片の２つのマウント電極は、前記インナーリードに支持されるマウント部の表裏面に各々１つ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子。
3. 前記平坦段差面は、前記金属環の中心線の位置を越え、前記金属環の中心線から前記圧電振動片の厚みの距離以下であ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。
4. 前記リード端子の直径は、前記金属環の最内径の２５％以上であり、かつ４０％以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の圧電振動子。
5. 前記平坦段差面の厚みは、前記リード端子の直径の６０％以上であり、かつ７０％以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の圧電振動子。
6. 前記小径部の長さは、０．０５ｍｍ以上であり、かつ０．１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうち何れか１項に記載の圧電振動子。
7. 前記封止管の外径は、０．８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうち何れか１項に記載の圧電振動子。
8. 請求項１乃至請求項７のうち何れか１項に記載の圧電振動子と、
   前記圧電振動子と外部との電気的導通を成すための電極端子と、
   前記圧電振動子を被覆するモールド樹脂と、
   を有することを特徴とする表面実装型圧電振動子。
9. 前記電極端子は、前記圧電振動子長手方向の両端に配置され外部と電気的に接続する水平部と、前記電極端子の一部を曲げ起こした垂直部とで形成されていることを特徴とする請求項８に記載の表面実装型圧電振動子。
10. 前記気密端子側の前記電極端子の垂直部は、前記表面実装型圧電振動子の長手方向と直交し、前記封止管側の前記電極端子の垂直部は、前記表面実装型圧電振動子の長手方向と平行であることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の表面実装型圧電振動子。
11. 前記電極端子は、前記気密端子側の前記垂直部に前記リード端子と接続し、前記封止管側の前記水平部に前記封止管と接続していることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうち何れか１項に記載の表面実装型圧電振動子。
12. 前記気密端子側の前記電極端子は、前記垂直部を前記表面実装型圧電振動子の長手方向外側中央部から曲げ起こし、前記表面実装型圧電振動子の長手方向内側中央部には、前記封止管に対する切り欠きがあることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のうち何れか１項に記載の表面実装型圧電振動子。
13. 前記封止管側の前記電極端子は、前記表面実装型圧電振動子の長手方向内側部において、前記表面実装型圧電振動子の長手方向と平行に外側から曲げ起こし、前記封止管の両側面に支持可能な垂直部を形成していることを特徴とする請求項８乃至請求項１２のうち何れか１項に記載の表面実装型圧電振動子。
14. 前記電極端子の厚みは、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８乃至請求項１３のうち何れか１項に記載の表面実装型圧電振動子。
15. 前記表面実装型圧電振動子の高さは、０．９ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８乃至請求項１４のうち何れか１項に記載の表面実装型圧電振動子。

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