JP5778435B2 - 表面実装用の圧電デバイス - Google Patents
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Description
<圧電デバイス100の構成>
図1は、圧電デバイス100の分解斜視図である。圧電デバイス100は、圧電振動片130と、リッド部110と、ベース部120とにより形成されている。圧電振動片130には例えばATカットの水晶振動片が用いられる。ATカットの水晶振動片は、主面(YZ面)が結晶軸(XYZ)のY軸に対して、X軸を中心としてZ軸からY軸方向に35度15分傾斜されている。以下の説明では、ATカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をY’軸及びZ’軸として用いる。すなわち、圧電デバイス100においては圧電デバイス100の長辺方向をX軸方向、圧電デバイス100の高さ方向をY’軸方向、X及びY’軸方向に垂直な方向をZ’軸方向として説明する。
圧電デバイス100とプリント基板160とを接合するハンダ143には、周囲の急激な温度変化等の熱衝撃によりハンダ143にクラック(欠け、ひび等)が入る。このクラックは、ハンダ143の+X軸側及び−X軸側の端(図2(a)の点線150)に発生する。このクラックがハンダ143をX軸方向に貫通すると、圧電デバイス100の実装端子124とプリント基板160のプリント基板電極161とが機械的に接続されていない状態になる。ハンダ143のX軸方向の全長に対するハンダ143に発生するクラックのX軸方向の長さの割合をハンダクラック率という。以下に、プリント基板に実装された圧電デバイスに急激な温度変化等の熱衝撃を繰り返し与えてハンダクラック率を調べる熱衝撃サイクル試験を行い、圧電デバイスの熱衝撃への耐性を調べた結果を示す。
第1実施形態の熱衝撃サイクル試験の結果より、実装端子の短辺方向の最大幅Z2は狭く形成してもハンダクラック率は大きく増加しないことが分かった。そのため、実装端子の短辺方向の最大幅Z2をベース部の短辺方向の幅Z1よりも大幅に狭く形成して電極材料の使用量を少なくすることができる。一方、実装端子の短辺方向の最大幅Z2を狭くしすぎると圧電デバイスとプリント基板との接着強度が弱くなることが予想される。そのため、実装端子の短辺方向の最大幅Z2をある程度の大きさに保ち、圧電デバイスが安定した状態で実装させたい要望もある。第2実施例以降の実施例では、圧電デバイスとプリント基板との接着強度を保ちつつ、電極材料の使用量を減らすことができる実装端子の形状について説明する。また以降では、ベース部の長辺の幅X1、ベース部の短辺の幅Z1、底面端子の長辺方向の最大幅X2、底面端子の短辺方向の最大幅Z2、及び底面端子間の長辺方向の距離X3は圧電デバイス100と同じとする。
第3実施形態として、互いに短辺方向の幅が異なる第1矩形と第2矩形とが組み合わされて形成された形状を有する実装端子を備えるベース部について説明する。
第4実施形態として、第1辺又は第2辺以外の場所に短辺方向の最大幅Z2が形成された実装端子を有するベース部について説明する。
第5実施形態として、それぞれ外周に、互いに他の実装端子に最も近接した第1点と、実装端子の短辺方向の最大幅の両端部の第2点及び第3点と、を有し、実装端子の外周は、第1点及び第2点と第1点及び第3点とをそれぞれ結ぶ直線、又は第1点を通り第2点と第3点とを繋ぐ弧状の曲線を含んでいるベース部について説明する。
第6実施形態として、第1辺及び第2辺が短辺方向の最大幅Z2に形成され、その他の領域の短辺方向の幅の少なくとも一部が短辺方向の最大幅Z2よりも小さく形成されている実装端子を有するベース部について説明する。
110 … リッド部
111、121 … 凹部
112、122 … 接合面
120、120a、120b、120c、220a、220b、220c、320a、320b、320c、420a、420b、520a、520b、620a、620b … ベース部
123 … 接続電極
124、124a、124b、124c、224a、224b、224c、324a、324b、324c、424a、424b、524a、524b、624a、624b … 実装端子
125 … 貫通電極
126 … 底面端子
127、227a、227b、227c、327a、327b、327c、427a、427b、527a、527b、627a、627b … 第1辺
128、228a、228b、228c、328a、328b、328c、428a、428b、528a、528b、628a、628b … 第2辺
129、229a、229b、229c、329a、329b、329c、429a、429b、529a、529b、629a、629b … 側面端子
130 … 圧電振動片
131 … 励振電極
132 … 引出電極
141 … 導電性接着剤
142 … 封止材
143 … ハンダ
160 … プリント基板
161 … プリント基板電極
351a、351b、351c … 第1矩形
352a、352b、352c … 第2矩形
AX1 … ベース部の短辺の中間点を通り長辺に平行な直線
AX2 … ベース部の長辺の中間点を通り短辺に平行な直線
X1 … 長辺の幅
X2 … 底面端子の長辺方向の最大幅
X3 … 一対の底面端子間の長辺方向の距離
Z1 … 短辺の幅
Z2 … 底面端子の短辺方向の最大幅
Claims (6)
- プリント基板にハンダで実装される圧電デバイスであって、
両主面に一対の励振電極を有する圧電振動片と、
長辺及び短辺からなる底面と、前記底面の前記長辺方向の両端部に形成され前記一対の励振電極にそれぞれ導通するとともに前記プリント基板に実装される一対の実装端子と、を有するベース部と、を備え、
前記一対の実装端子は2つのみの実装端子により構成され、各前記実装端子は前記短辺に接し、各前記実装端子は前記短辺の中間点を通り前記長辺に平行な直線に対して線対称であり、各前記実装端子間が前記長辺方向に所定距離に離れて形成され、前記実装端子の前記短辺方向の最大幅は前記短辺の半分以下に形成され、
前記長辺の長さが8.0mmであり、前記短辺の長さが4.5mmであり、
前記所定距離は0.5mm〜1.0mmである圧電デバイス。 - 前記一対の実装端子は、それぞれ前記長辺方向の端部に形成される前記実装端子の辺である第1辺と、前記第1辺の長さと異なる長さを有し前記第1辺に平行な第2辺と、を有し、
前記一対の実装端子のそれぞれの前記第2辺同士の距離は前記所定距離に形成され、前記第1辺又は前記第2辺が前記短辺方向の最大幅に形成される請求項1に記載の圧電デバイス。 - 前記実装端子は台形に形成されている請求項2に記載の圧電デバイス。
- 前記実装端子の形状は、前記第1辺と前記第1辺に向かい合う第3辺とにより外形の一部が形成される矩形と、前記第2辺と前記第2辺に向かい合う第4辺とにより外形の一部が形成される矩形とを含み、前記第3辺と前記第4辺とが接している請求項2に記載の圧電デバイス。
- 前記一対の実装端子は、それぞれ前記長辺方向の端部に形成される前記実装端子の辺である第1辺と、前記第1辺に平行な第2辺とを有し、
前記一対の実装端子のそれぞれの前記第2辺同士の距離は前記所定距離に形成され、前記第1辺及び前記第2辺は前記実装端子の前記短辺方向の最大幅よりも短い請求項1に記載の圧電デバイス。 - 前記一対の実装端子は、それぞれ外周に、互いに他の前記実装端子に最も近接した第1点と、前記実装端子の前記短辺方向の前記最大幅の両端部の第2点及び第3点と、を有し、
前記実装端子の外周が、前記第1点及び前記第2点と前記第1点及び前記第3点とをそれぞれ結ぶ直線、又は前記第1点を通り前記第2点と前記第3点とを繋ぐ弧状の曲線を含む請求項1に記載の圧電デバイス。
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