JP5052940B2 - Piezoelectric oscillator - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器等に用いられる圧電発振器に関する。 The present invention relates to a piezoelectric oscillator used in an electronic device or the like.
図5は、従来の圧電発振器を示す分解斜視図である。図5に示すように従来の圧電発振器200は、凹部空間205を有する容器体201と圧電振動素子202と集積回路素子203と蓋体204とから主に構成されている。
前記容器体201は、セラミック材料等から成る概略直方体からなり、一方の主面に開口する凹部空間205が形成され、前記凹部空間内には前記凹部空間内底面より高い位置に搭載部206が形成されている。
前記圧電振動素子202は、前記搭載部206に形成された圧電振動素子搭載パッド上に搭載されている。
前記集積回路素子203は、前記容器体201の凹部空間内底面に形成された集積回路素子搭載パッド上に搭載されている。
前記蓋体204は、前記容器体201の凹部空間上に載置し、前記容器体201の側壁頂部と固着することにより、凹部空間内を気密封止される。
このような圧電発振器200において、前記容器体201の他方の主面の4隅には、外部接続用電極端子である電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子が形成されている構造が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a conventional piezoelectric oscillator. As shown in FIG. 5, the conventional
The
The
The
The
In such a
また、前記容器体201の一方の短辺側の側面には、上下に延びる2本のスルーホール207が形成され、前記スルーホール207内の中央部分にモニタ用電極端子208が設けられている。
圧電振動素子202の特性を測定する場合は、一対のコンタクトプローブを一方向から並列させてモニタ用電極端子208に接触させることによって、圧電振動素子201のCI(クリスタルインピーダンス)値、周波数等の特性を測定する(例えば、特許文献2を参照)。
Further, two through
When measuring the characteristics of the
しかし、従来の圧電発振器200では、小型化が進むと、一方の側面に形成する2本のスルーホールの間隔が狭くなってしまい。更に、スルーホール内に形成するモニタ用電極端子208の形成面積も小さくなってしまう。これによりスルーホール207に接触されるプローブ同士が接触してしまったり、モニタ用電極端子に正しく接触することができないといった課題があった。
また、コンタクト不良を防ぐ為に、何度もコンタクトプローブをスルーホール207内のモニタ用電極端子208に接触させることによって、スルーホール207内のモニタ用電極端子以外の部分にもコンタクトプローブの先端が接触してしまい容器体201に割れやカケ等が生じてしまうといった課題があった。
However, in the conventional
In addition, in order to prevent contact failure, the tip of the contact probe is attached to the portion other than the monitor electrode terminal in the through
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、圧電発振器の小型化が進んでも測定を容易に行える構造の圧電発振器を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric oscillator having a structure in which measurement can be easily performed even if the size of the piezoelectric oscillator is reduced.
本発明は前記課題を解決するために成されたものであり、一方の主面に凹部空間を有す
る容器体と、凹部空間内に搭載される圧電振動素子と集積回路素子と、凹部空間を気密封
止する蓋体とを備える圧電発振器であって、モニタ用電極端子が形成されているモニタ用
電極端子形成部が前記容器体の短辺側の外側側面よりも凹部空間側に窪ませて形成されて
おり、モニタ用電極端子形成部は、容器体の対向する外側側面にそれぞれ1つずつ形成さ
れており、前記容器体の外側側面と前記モニタ用電極端子形成部との境目に溝部が形成されていることを特徴とするものである。
The present invention has been made to solve the above-described problems. A container body having a concave space on one main surface, a piezoelectric vibration element and an integrated circuit element mounted in the concave space, and a concave space are provided. A piezoelectric oscillator including a lid for hermetically sealing, wherein a monitor electrode terminal forming portion on which a monitor electrode terminal is formed is formed to be recessed toward the concave space side from the outer side surface on the short side of the container body One electrode terminal forming portion for monitoring is formed on each of the opposing outer side surfaces of the container body, and a groove is formed at the boundary between the outer side surface of the container body and the monitoring electrode terminal forming portion. It is characterized by being.
本発明の圧電発振器によれば、圧電発振器の小型化が進んだ場合でもモニタ用電極端子が形成されているモニタ用端子形成部が容器体の外側側面よりも凹部空間側に窪ませて形成されていることにより、モニタ用電極端子の面積を確保することができ、コンタクトプローブ同士が接触することなく、コンタクトプローブの接触不良を防止することができる。よって、圧電振動素子の特性を正確に測定することが可能となる。 According to the piezoelectric oscillator of the present invention, even when the piezoelectric oscillator is downsized, the monitor terminal forming portion on which the monitor electrode terminal is formed is formed to be recessed toward the recessed space side from the outer side surface of the container body. Therefore, the area of the monitor electrode terminal can be ensured, and contact failure of the contact probes can be prevented without contact of the contact probes. Therefore, it is possible to accurately measure the characteristics of the piezoelectric vibration element.
更に、容器体の外側側面とモニタ用端子形成部との境目に溝部が形成されていることにより、モニタ用電極端子形成部に形成されたモニタ用電極端子にコンタクトプローブを接触させた場合に、コンタクトプローブの角が溝部内に収まるようにしておけば、コンタクトプローブの角が容器体には接触することがないため割れやカケ等を防止することができる。
また、溝部が形成されていることにより、モニタ用電極端子形成部に形成されるモニタ用電極端子が外部接続用電極端子と短絡してしまうことを防止することが可能となる。
Furthermore, when the groove is formed at the boundary between the outer side surface of the container body and the monitor terminal forming portion, when the contact probe is brought into contact with the monitor electrode terminal formed in the monitor electrode terminal forming portion, If the corners of the contact probe are set within the groove, the corners of the contact probe do not contact the container body, so that cracks and cracks can be prevented.
Further, since the groove portion is formed, it is possible to prevent the monitoring electrode terminal formed in the monitoring electrode terminal forming portion from being short-circuited with the external connection electrode terminal.
以下、本発明における圧電発振器の実施形態に関する詳細な説明を、各図を参照して行う。
図1は、本発明の実施形態に係る圧電発振器の一例を示す分解斜視図である。図2は、本発明の実施形態に係る圧電発振器の一例を示す概略断面図である。図3は、本発明の実施形態に係る圧電発振器の容器体の一例を示す平面図である。
図4は、本発明の実施形態に係る圧電発振器にコンタクトプローブを接触させた状態を示す平面図である。
また、各図では、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示していない。更に図示した寸法を一部誇張して示している。
Hereinafter, a detailed description of an embodiment of a piezoelectric oscillator according to the present invention will be given with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a piezoelectric oscillator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a piezoelectric oscillator according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view showing an example of a container body of a piezoelectric oscillator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing a state in which the contact probe is brought into contact with the piezoelectric oscillator according to the embodiment of the present invention.
Moreover, in each figure, a part of structure is not shown in order to clarify description. Further, some of the illustrated dimensions are exaggerated.
図1〜図4に示すように、本発明の実施形態に係る圧電発振器100は、一方の主面に凹部空間11が形成された容器体と、前記容器体10の凹部空間11内に圧電振動素子20と、圧電振動素子20と電気的に接続した発振回路および周波数調整用回路等の電子回路網を内蔵した集積回路素子30を搭載し、蓋体50によって圧電振動素子20及び集積回路素子30が搭載された凹部空間11を気密封止した構造となっている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
圧電振動素子20は、例えば水晶素板が用いられ、前記水晶素板の表裏両主面に励振用電極21が被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極21を介して水晶素板に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
水晶素板は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
このような圧電振動素子20は、その両主面に被着されている励振用電極21と凹部空間11内の搭載部16の開口側表面に形成されている圧電振動素子搭載パッド15とを、導電性接着剤40を介して電気的且つ機械的に接続することによって凹部空間11の搭載部16に搭載される。また、前記搭載部16は、前記凹部空間11の底面よりも高くなるように形成されている。また、前記圧電振動素子搭載パッド15は、前記容器体10の内部の配線導体やビアホール導体等及び凹部空間内底面に形成された集積回路素子接続用電極パッド14を介して、集積回路素子30に電気的に接続される。
For example, a quartz base plate is used as the
The quartz base plate is a substantially flat plate shape that is cut from an artificial crystalline lens at a predetermined cut angle and is subjected to external processing, and has a planar shape of, for example, a quadrangle.
Such a
導電性接着剤40は、シリコーン樹脂の中に導電性フィラーが含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ニッケル鉄(NiFe)、またはこれらのうちのいずれかの組み合わせを含むものが用いられている。
The
集積回路素子30は、回路形成面に圧電振動素子20からの発振出力を生成する発振回路等が設けられており、該発振回路で生成された出力信号は外部接続用電極端子13を介して圧電発振器外へ出力され、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。また集積回路素子30は、容器体10の凹部空間11内に形成された後述する集積回路素子搭載パッド14に搭載されている。
The
容器体10は、例えば、アルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料から成る絶縁層を複数積層することよって形成されており、前記容器体10の一方の主面には、中央域に開口する矩形状の凹部空間11が形成されている。また、凹部空間11を囲繞する容器体10の側壁部の開口側頂面の全周には、環状の封止用導体パターン12が形成されている。凹部空間11内には、前記凹部空間11の底面より高い位置に形成される搭載部16と、前記搭載部16に形成される圧電振動素子搭載パッド15と、前記凹部空間11の底面に設けられる集積回路素子搭載パッド12を備えている。更に、前記容器体10の他方の主面には外部接続用電極端子13である電源電圧端子、グランド端子、発振制御端子、発振出力端子が形成されている。
また、モニタ用電極端子形成部17が、前記容器体10の凹部空間11側に向って窪ませて形成されている。
The
A monitor electrode
また、集積回路素子搭載パッド14は、集積回路素子30に形成されている接続パッドが電気的且つ機械的に接続され、前記容器体10内部に形成されている配線導体やビアホール導体等を介して外部接続用電極端子13のうちの発振出力端子、発振制御端子、電源電圧端子に電気的に接続される。
Further, the integrated circuit
前記外部接続用電極端子13は、電源電圧端子、グランド端子、発振制御端子、発振出力端子により構成されており、これらの外部接続用電極端子13は、圧電発振器100をマザーボード等の外部電気回路に搭載する際、半田付け等によって外部電気回路の回路配線と電気的に接続されることとなる。
また、外部接続用電極端子13のうち、グランド端子と発振出力端子を近接させて配置するようにすれば、発振出力端子より出力される発振信号に雑音が重畳するのを有効に防止することができる。従って、グランド端子と発振出力端子は近接させて配置することが好ましい。
The external
Further, if the ground terminal and the oscillation output terminal are arranged close to each other among the external
前記モニタ用電極端子形成部17は、前記容器体10の短辺側の外側側面に前記容器体10の一方の主面から他方の主面に至るように、前記凹部空間11側に向って窪ませて形成されている。
また、前記モニタ用電極端子18は、前記容器体10の対向する外側側面に設けられたモニタ用電極端子形成部17の平面にそれぞれ1つずつ形成されている。つまり、前記容器体10の短辺側の外側側面若しくは長辺側の外側側面に一対となるようにモニタ用電極端子18が形成されている。
前記モニタ用電極端子18は、容器体10の凹部空間11内底面に形成されている圧電振動素子搭載パッド15を介して、前記圧電振動素子20と接続されている。
The monitor electrode
The
The
このように本発明の実施形態に係る圧電発振器100を構成したことにより、容器体10の外側側面に設けられたモニタ用電極端子形成部17の平面に前記モニタ用電極端子18が形成されている。
コンタクトプローブ60を前記モニタ用電極端子18に図4のように接触させることによって、圧電振動素子20のCI(クリスタルインピーダンス)、周波数等の特性を測定する。
前記モニタ用電極端子形成部17の平面にそれぞれ1つずつ前記モニタ用電極端子18を形成することによって、前記モニタ用電極端子18の面積を確保することができ、圧電振動素子20の特性を正確に測定することが可能となる。
また、前記容器体10の対向する外側側面にモニタ用電極端子18をそれぞれ1つずつ、計2箇所に形成しておけば、図4に示すように、コンタクトプローブ60で容器体10を挟み込むようにして測定できるので、圧電振動素子20の特性を正確に測定することが可能となる。
Thus, by configuring the
By bringing the
By forming the
Further, if one
溝部19は、前記容器体10の外側側面と前記モニタ用電極端子形成部17との境目に形成されている。
溝部19の形状は、円弧状または多角形状であり、前記モニタ用電極端子形成部17よりも前記容器体10の凹部空間11内に向って窪ませるように形成されている。
このように前記溝部19を形成することにより、前記モニタ用電極端子形成部17に形成されたモニタ用電極端子18にコンタクトプローブ60を接触させた場合に、コンタクトプローブ60の角が前記容器体10には接触することがないため、前記容器体10への割れやカケ等を防止することができる。
また、溝部19により、前記モニタ用電極端子形成部17に形成される前記モニタ用電極端子18が前記外部接続用電極端子13と短絡してしまうことを防止することが可能となる。
The
The shape of the
By forming the
Further, the
尚、容器体10は、アルミナセラミックスから成る場合、所定の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に封止用導体パターン12、外部接続用電極端子13、集積回路素子搭載パッド14、圧電振動素子搭載パッド15等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、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り製作される。
When the
また、容器体10の側壁部の頂面に形成された封止用導体パターン12は、例えば、タングステン(W)、モリブデン(Mo)等から成る基層の表面にニッケル(Ni)層及び金(Au)層を順次、前記容器体10の環状に囲繞する形態で被着させることによって10μm〜25μmの厚みに形成されており、その封止用導体パターン12は、後述する蓋体50を、蓋体50に形成された封止部材51を介して、前記容器体10の側壁部の頂面に接合させるためのものであり、かかる封止用導体パターン12に、W若しくはMoから成る基層の表面にNi層及びAu層を順次被着させた構成となしておくことにより、封止用導体パターン12に対する封止部材51の濡れ性を良好とし、圧電発振器100の気密信頼性及び生産性を向上させる。
In addition, the sealing
また蓋体50は従来周知の金属加工法を採用し、42アロイ等の金属を所定形状に成形することによって製作され、前記蓋体50の上面には、ニッケル(Ni)層が形成され、更にニッケル(Ni)層の上面の封止用導体パターン12に対応する箇所に封止部材51である金錫(Au−Sn)層が形成される。金錫(Au−Sn)層の厚みは、10μm〜40μmである。例えば、成分比率が、金が80%、錫が20%のものが使用されている。また、このような封止部材51は、封止用導体パターン12の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。また、封止部材51が薄すぎると当該機能を充分に発揮しない。
The
コンタクトプローブ60は、例えば、導電性ゴムのようなもので形成されており、20〜30μm程度の太さの金属細線が一定の間隔でゴムの厚さ方向に埋め込まれたもので、ゴムの上面と下面との間は金属細線を介して電気的に接続されるが、隣接する金属細線間には絶縁性のゴムが介在しているため電気的に絶縁されており、ゴムの上下への伝導はするが、横方向には絶縁を維持する異方導電性シートなどを用いる。
The
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。
尚、前記した実施形態では、圧電振動素子を構成する圧電素材として水晶を用いた水晶振動素子を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材とした圧電振動素子でも構わない。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
In the above-described embodiment, the quartz resonator element using quartz as the piezoelectric material constituting the piezoelectric resonator element has been described. However, as other piezoelectric materials, lithium niobate, lithium tantalate, or piezoelectric ceramics may be used as the piezoelectric material. The piezoelectric vibration element may be used.
10・・・容器体
11・・・凹部空間
12・・・封止用導体パターン
13・・・外部接続用電極端子
14・・・集積回路素子搭載パッド
15・・・圧電振動素子搭載パッド
16・・・搭載部
17・・・モニタ用電極端子形成部
18・・・モニタ用電極端子
19・・・溝部
20・・・圧電振動素子(水晶振動素子)
21・・・励振用電極
30・・・集積回路素子
40・・・導電性接着剤
50・・・蓋体
51・・・封止部材
60・・・コンタクトプローブ
100・・・圧電発振器
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記凹部空間内に搭載される圧電振動素子と集積回路素子と、
前記凹部空間を気密封止する蓋体とを備える圧電発振器であって、
モニタ用電極端子が形成されているモニタ用電極端子形成部が前記容器体の外側側面よりも凹部空間側に窪ませて形成されており、
前記モニタ用電極端子形成部は、前記容器体の対向する外側側面にそれぞれ1つずつ形成されており、
前記容器体の外側側面と前記モニタ用電極端子形成部との境目に溝部が形成されていることを特徴とする圧電発振器。 A container body having a recessed space on one main surface;
A piezoelectric vibration element and an integrated circuit element mounted in the recess space;
A piezoelectric oscillator comprising a lid for hermetically sealing the recessed space,
The electrode terminal forming part for monitoring in which the electrode terminal for monitoring is formed is formed to be recessed toward the concave space side from the outer side surface of the container body,
Each of the monitor electrode terminal forming portions is formed on each of the opposing outer side surfaces of the container body ,
A piezoelectric oscillator , wherein a groove is formed at a boundary between an outer side surface of the container body and the monitor electrode terminal forming portion .
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