JPH01293006A - 圧電振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、圧電振動片の両端を支持しかつ容器の両端部
にリード端子を有する圧電振動子に関する。

し従来の技術］ 従来、水晶振動子などの圧電振動子で小型のものは、リ
ード端子を気密容器の一方から２本手行に突出させたも
のが一般的であった。このような振動子は細長い圧電振
動片をその一端で支持することになるので、落下衝撃に
より破壊しやすく、また、プリント基板に取り付ける際
、リード端子を９０度折り曲げて横に寝かせて取り付け
た後、気密容器をプリント基板に接着する必要があり、
実装コストの上昇を招くという欠点を有していた。

この欠点を解消するものとして、圧電振動片の両端部を
支持する構造のものが実開昭６１−７０４２４号公報な
どに提案されている。これは本願の第９図、第１０図に
示すように、プレス部品ｌの内面にガラスフリット部２
を設け、この部分で一対のリード部材３．３を絶縁的に
気密接合して気密端子４を形成したものである。リード
部材３の先端３ａには、電極５および電極リード部６を
形成した圧電振動片７が導電接着剤８を介して導電的接
合および固定されており、更に全体がカバー９で被われ
た構造となっている。また、特開昭５９−３７７２０号
公報には、本願の第１１図、第１２図に示すように、圧
電振動片１１を絶縁支持板１２で支持したものが、金属
メタライズ部１３と導電性接着剤１４を介して金属キャ
ップ１５に電気的に接続されており、この金属キャップ
１５．１５の中間部に円筒容器１６が配設された構造の
ものが記載されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来例のうち前者は、部品構造、特に気密端子４の
構造が複雑になるので製造に時間を要し、コスト高にな
り、また、リード部３の先端部３ａとガラスフリット部
２に保持された支持部との間の距離をあまり大きくとれ
ないので、この部分の弾性変形可能量が小さくなり、圧
電振動片７と気密端子４との熱膨張差を充分に吸収でき
ず、特性の良いものが得にくいという問題点があった。

また後者の場合、ＳＭＴ　（表面実装技術）に基ずく実
装形式には適するが、通常多用されている穴明き基板に
実装することが出来ず、用途が限定される。また、金属
キャップ１５と円筒容器１６との接合部が圧電振動片１
１の支持部に接近しており、接合加工時に圧電振動片１
１に伝達される高熱により圧電振動片１１が変質するの
で、接合加工時に高い温度を必要とするガラスフリット
等を用いる無機接合を採用することが困難であり、従っ
て有機接合を採用せざるを得ず、気密信輔性の低いもの
しか得られないという問題点があり、このような問題点
の解消が課題となっていた。

本発明の目的は、上記課題を解決することにあり、表面
実装基板と通常のラジアルまたはアキシャル部品を実装
する穴明き基板の両方に対応し得る圧電振動子を低コス
トで提供することである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、非導電性の筒状
体の両端部に導電性のキャップ部を設け、圧電振動片を
内部に気密封止し、該圧電振動片の少なくとも一端部を
弾性支持部材を介して一方のキャップ部材に電気的に接
続および支持するとともに、前記キャップ部は、側両立
上り部に圧電振動子を基板に取り付けるための径方向に
延びた突起部を設けたことを特徴とする。

［作用］ 本発明に係る圧電振動子は前述した手段を有するので、
表面実装基板に対してはキャップ部の立上り部（円筒部
）を基板に半田付けして固定し、また穴明き基板に対し
ては公知のラジアル部品やアキシャル部品と同様に、２
つの突起部を基板の穴に挿入し半田付けすることにより
固定出来る。

突起部が振動子の側面から径方向に延びた形状なので、
一方の利用形態のときに突起部が邪魔になり、実装上で
支障をきたすようなことはない。つまり、一つの振動子
をＳＭＴ　（表面実装）用の基板と通常の穴明き基板の
いずれにも対応可能である。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る圧電振動子の断面正
面図、第２図はその右側面図である。

尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示している。

同図において、圧電振動片２１は矩形状のＡＴカット水
晶片からなり、その表面にはＡｇ、Ａｕ。

ＡＩなどからなる薄膜電極２１ａゝが蒸着しである。

圧電振動片２１の一端部には導電性の弾性支持部材２２
が導電接着剤または半田、ロウ付けなどの導電性固着手
段２３により固着され且つ薄膜電極２１ａと電気的に導
通が成されている。また、圧電振動片２１の他端には、
金属キャップ２４が前記と同様の導電性固着手段２３に
より電気的導通をとりつつ固定されている。

金属キャップ２４は、金属薄板を絞り加工して形成され
ており、その側両立上り部の端部に半径方向に延設した
細長い突起部２５を有する。この金属キャップ２４には
、ガラスまたはセラミックなどの絶縁性気密材料からな
る筒状体２６の一端が低融点ガラス層２７を介して気密
接合されている。筒状体２６の他端には、金属キャップ
２４とほぼ同形状の金属キャップ２８が、低融点ガラス
層２７を介して気密接合されている。金属キャップ２８
には立上り部２８ａと突起部２５を有するほかに、平面
部分に小孔を有する筒部２８ｂが形成されており、この
筒部２８ｂに、前記弾性支持部材２２が挿通され、押し
潰し部２９で圧着、気密封止されている。圧着とともに
レーザ加熱や抵抗溶接を併用することにより、気密封止
をより完全にすることができる。

前記弾性支持部材２２は、第３図に示すように、振動片
固定部２２ａと、これに連接して設けられた４分の３周
の螺旋状部２２ｂと、この螺旋状部２２ｂに連接する腕
部２２ｃと、腕部２２ｃに対し直角に形成された直線部
２２ｄとから構成されている。振動片固定部２２ａは、
直線部２２ｄに垂直な平面に対する角度θが５〜２０度
になるように傾斜させて形成されており、この傾斜量と
螺旋端部２２ｆにより圧電振動片２１が軸方向及びそれ
と直角の方向に位置決めされるので、圧電振動片２１を
固定する作業がし易くなっている。

また、この弾性支持部材２２を用いれば、温度変化の影
響で圧電振動片２１と筒状体２６が伸縮した時、第３図
（イ）に示す螺旋状部２２ｂの上方の半円弧部２２ｅが
捩り変形し、振動片固定部２２ａを長手軸方向に移動さ
せる。半円弧部２２ｅの捩り変形を用いる本実施例の構
造のものは、同じ部分に曲げ変形を起こさせる構造の従
来のものとは異なり、原理的に比較的小さな寸法で大き
な弾性変形を起こさせることが可能であり、圧電振動片
２１に熱変形応力や外的衝撃による力が加わった際、そ
の力を効率よ（緩和し、振動子特性への悪影響を極めて
小さくすることが出来る。

また、従′来のものが曲げ弾性部をリード部を含む面内
に設けているのに対し、本実施例のものは捩り変形する
螺旋状部をリード部と垂直な面内に形成したので、長手
軸方向の寸法を小さくすることが出来、振動子の小型化
が可能である。

次に、前述した圧電振動子において、金属キャップ２８
を、筒状体２６に低融点ガラス層２７を介して気密的に
固着する時の加工方法を第４図、第５図を用いて説明す
る。図において３０は公知のカーボン加熱体であり、金
属キャップ２８を収容できる内径を有する凹部３１が上
面側から設けられ、その底部には、金属キャップ２８の
筒部２８ｂの外径より少し大きい内径を有する小孔３２
が設けられている。カーボン加熱体３０の下方に配置さ
れた容器３３の内部には水などの冷却液３４が入ってい
る。３５は、銅、アルミニウム、銀などの高熱伝導体で
作られた熱吸収管である。

金属キャップ２８を筒状体２６に気密接合するには、ま
ず、低融点ガラスフリットにブチルカルピトール液を加
えてよく練り上げたものを筒状体２６の端部に塗布する
。次いでこれを金属キャップ２８に嵌合させ、自然乾燥
または１００℃程度に加熱してよく乾燥させた後カーボ
ン加熱体３０の凹部３１に静かに入れ、かつ、弾性支持
部材２２の直線部２２ｄに熱吸収管３５を挿通し、この
熱吸収管３５の一端を冷却液３４に漬ける。この状態で
カーボン加熱体３０に数十から数百Ａの電流を３０秒〜
１分間通電して加熱し、低融点ガラスフリットを溶融さ
せ、筒状体２６と金属キャップ２８とを無機接合する。

この際、熱吸収管３５の一端が冷却液３４の中に浸漬さ
れているので、金属キャップ２８から伝導される高熱が
冷却液３４に吸収される。従って、弾性支持部材２２を
介して圧電振動片２１と導電性固着手段２３に金属キャ
ップ２８の高熱が伝達されるのを防止し、この部分が高
温により劣化するのを防止する効果が得られ、無機接合
を適用して気密信頼性が高く、しかも電気的性能上全く
問題のない優れた圧電振動子を得ることが出来る。

尚、上記冷却液、３４の代わりにヒートパイプによる冷
却方法を採用することも出来る。

第６図及び第７図は、本発明の第２の実施例の断面正面
図および右側面図である。前記第１の実施例においては
圧電振動片２１の一端が金属キャップ２４に固着されて
いたのに対し、本実施例では圧電振動片２１の両端に弾
性支持部材２２が固着され、弾性支持されている。また
、細長い突起部２５を有する金属キャップ２８が筒状体
２６の両端に無機接合されている。筒部２８ｂの中に弾
性支持部材２２が挿通され、押し潰し部２９で圧着、気
密封止されている構成は前記第１の実施例と同様である
。

第８図は本発明の第３の実施例を示す図であり、本実施
例では、前記第１の実施例の説明中第４図に示された熱
吸収管３５の一部をそのまま残して筒部２８ｂを押し潰
し封止して押し潰し部２９を形成した点に特徴がある。

　尚、上記各実施例においては、筒状体２６の断面形状
が円形の場合について述べたが、これを楕円形、正方形
、長方形等の異形にしてもよい。

［発明の効果］ 本発明は、非導電性の筒状体の両端部に気密接合された
導電性のキャップ部材の立上り部に、圧電振動子を基板
に取り付けるための径方向に延びた突起部を設けた構成
により、表面実装基板に対してはキャップ部の立上り部
（円筒部）を基板に半田付けして固定し、また穴明き基
板に対しては公知のラジアル部品やアキシャル部品と同
様に、２つの突起部を基板の穴に挿入し半田付けするこ
とにより固定出来る。従って、一つの振動子をＳＭＴ（
表面実装）用の基板と通常の穴明き基板のいずれにも対
応可能とし、このような共通化によって振動子の必要品
種数を削減し大量生産によるコストダウンを実現するこ
とが出来、また、在庫管理を容易にするなど、産業上の
効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例に係る圧電振動子の断面正
面図、第２図は第１図の右側面図、第３図（イ）、（ロ
）はそれぞれ、第１図の実施例に用いられる弾性支持部
材の正面図と右側面図、第第４図は垂直断面図、第５図
は上方より見た平面図、第６図は本発明の第２の実施例
の断面正面図、第７図は第６図の右側面図、第８図は本
発明の第３の実施例の要部断面正面図、第９図から第１
２図は従来例を示すもので、第９図、第１１図は断面正
面図、第１０図は第９図の側面図、第１２図は第１１図
のＸ−Ｘ線断面図である・ ２１・・・・・・・圧電振動片 ２１ａ・・・・・・°極 ２２・・・・・・・弾性支持部材 ２２ａ・・・・・・振動片固定部 ２２ｂ・・・・・・螺旋状部 ２２ｃ・・・・・・腕部 ２４．２８・・・・金属キャップ ２５・・・・・・・突起部 ２６・・・・・・・筒状体 第１図 第２図 第３図 第４図 第７図 第　８　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧電振動片を内部に気密封止し非導電性の筒状体の両
   端部に導電性のキャップ部材を設けた圧電振動子におい
   て、圧電振動片の少なくとも一端部を弾性支持部材を介
   して一方のキャップ部材に電気的に接続および支持する
   とともに、前記キャップ部は、側両立上り部に圧電振動
   子を基板に取り付けるための径方向に延びた突起部を設
   けたことを特徴とする圧電振動子。