JPH0774581A - 圧電振動子 - Google Patents
圧電振動子Info
- Publication number
- JPH0774581A JPH0774581A JP5238894A JP23889493A JPH0774581A JP H0774581 A JPH0774581 A JP H0774581A JP 5238894 A JP5238894 A JP 5238894A JP 23889493 A JP23889493 A JP 23889493A JP H0774581 A JPH0774581 A JP H0774581A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- electrodes
- piezoelectric vibrator
- connection
- external lead
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- Pending
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超小型の圧電振動子において、当該振動子を
発振回路に組み込んでも、端子の接続方向によって発振
周波数が異ならない、信頼性の高い圧電振動子を提供す
る。 【構成】 絶縁性基板１には、長手方向Ｘの一方に片寄
って接続用電極３１，３２が短手方向Ｙに並んで設けら
れている。接続用電極３２はビア３５により裏面電極と
導通し、また引き回し電極３３に対応する面積のダミー
電極３８が長手方向の他方端近傍にまで延びている。接
続用電極３１は引き回し電極３３、ビア３４を介して裏
面電極３７と導通している。励振電極が形成され、引出
電極を一方端に引きだした水晶振動板４を前記接続用電
極と電気的機械的に接続する。
発振回路に組み込んでも、端子の接続方向によって発振
周波数が異ならない、信頼性の高い圧電振動子を提供す
る。 【構成】 絶縁性基板１には、長手方向Ｘの一方に片寄
って接続用電極３１，３２が短手方向Ｙに並んで設けら
れている。接続用電極３２はビア３５により裏面電極と
導通し、また引き回し電極３３に対応する面積のダミー
電極３８が長手方向の他方端近傍にまで延びている。接
続用電極３１は引き回し電極３３、ビア３４を介して裏
面電極３７と導通している。励振電極が形成され、引出
電極を一方端に引きだした水晶振動板４を前記接続用電
極と電気的機械的に接続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は通信機器の基準発振源、
あるいはマイクロコンピュータのクロック源として用い
られる圧電振動子に関し、特に発振回路に組み込んだと
きの動作の信頼性を考慮した圧電振動子に関するもので
ある。
あるいはマイクロコンピュータのクロック源として用い
られる圧電振動子に関し、特に発振回路に組み込んだと
きの動作の信頼性を考慮した圧電振動子に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化に伴い、電子部品は小
型でかつプリント配線基板上にその表面で高密度に実装
されることが要求されている。圧電振動子の分野におい
てもこれは例外ではなく、例えば図７に示すような小型
で薄型の表面実装型水晶振動子が発明されている。な
お、図８は図７のＢ−Ｂ断面図、図９は図７の底面図で
ある。この水晶振動子は、小型でも振動領域を確保する
ために一対の引出電極が一方向に導出された片持ちの支
持形態をとる水晶振動板８１と、上面に接続用電極等８
２，８３がメタライズ等の手法によって形成された絶縁
性基板８４とからなり、従来では用いられていた支持体
を用いずに、直接、この接続用電極上に水晶振動板８１
を搭載し、導電性接合材８５で接合した構成となってい
る。接続用電極８３は表面実装型水晶振動子の長手方向
一端部に引き出され裏面の裏面電極８８に導出されてい
る。また接続用電極８２は引き回し電極８７を介して同
他端部に引き出され裏面の裏面電極８９に導出されてい
る。そして、キャップ８６にて気密封止を行っていた。
このように引出電極を一方向へ導出する構成を採用する
ことにより、小型化された水晶振動板においても振動領
域を確保することが可能となっていた。
型でかつプリント配線基板上にその表面で高密度に実装
されることが要求されている。圧電振動子の分野におい
てもこれは例外ではなく、例えば図７に示すような小型
で薄型の表面実装型水晶振動子が発明されている。な
お、図８は図７のＢ−Ｂ断面図、図９は図７の底面図で
ある。この水晶振動子は、小型でも振動領域を確保する
ために一対の引出電極が一方向に導出された片持ちの支
持形態をとる水晶振動板８１と、上面に接続用電極等８
２，８３がメタライズ等の手法によって形成された絶縁
性基板８４とからなり、従来では用いられていた支持体
を用いずに、直接、この接続用電極上に水晶振動板８１
を搭載し、導電性接合材８５で接合した構成となってい
る。接続用電極８３は表面実装型水晶振動子の長手方向
一端部に引き出され裏面の裏面電極８８に導出されてい
る。また接続用電極８２は引き回し電極８７を介して同
他端部に引き出され裏面の裏面電極８９に導出されてい
る。そして、キャップ８６にて気密封止を行っていた。
このように引出電極を一方向へ導出する構成を採用する
ことにより、小型化された水晶振動板においても振動領
域を確保することが可能となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記構成では水晶振動
板上の引出電極が一方向へ導出しているのに対して、パ
ッケージングされ完成した水晶振動子の外部導出電極
（端子）は、長手方向の両端に設けられており、図７に
示すように振動子内部において一方の外部導出電極を長
手方向の他方にまで引き回す必要があった。しかしなが
ら、このような水晶振動子を図４に示すような代表的な
発振回路に組み込んだ場合、外部導出電極（端子）を接
続する方向によって、発振周波数がわずかに異なるとい
う問題点を有していた。これは、引き回し電極が形成さ
れたために、水晶振動板状の引出電極端と当該引出電極
とつながる裏面電極間に絶縁性基板を介して容量が形成
されることが１つの要因と考えられる。この発振周波数
の相違は、特に負荷容量値が小さいときに顕著に現れて
いた。
板上の引出電極が一方向へ導出しているのに対して、パ
ッケージングされ完成した水晶振動子の外部導出電極
（端子）は、長手方向の両端に設けられており、図７に
示すように振動子内部において一方の外部導出電極を長
手方向の他方にまで引き回す必要があった。しかしなが
ら、このような水晶振動子を図４に示すような代表的な
発振回路に組み込んだ場合、外部導出電極（端子）を接
続する方向によって、発振周波数がわずかに異なるとい
う問題点を有していた。これは、引き回し電極が形成さ
れたために、水晶振動板状の引出電極端と当該引出電極
とつながる裏面電極間に絶縁性基板を介して容量が形成
されることが１つの要因と考えられる。この発振周波数
の相違は、特に負荷容量値が小さいときに顕著に現れて
いた。
【０００４】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、小型化した場合、振動面積を確保するため
に一方向へ引出電極を導出した構成の超小型の圧電振動
子において、当該振動子を発振回路に組み込んでも、端
子の接続方向によって発振周波数が異ならない、信頼性
の高い圧電振動子を提供することを目的としている。
れたもので、小型化した場合、振動面積を確保するため
に一方向へ引出電極を導出した構成の超小型の圧電振動
子において、当該振動子を発振回路に組み込んでも、端
子の接続方向によって発振周波数が異ならない、信頼性
の高い圧電振動子を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明による圧電振動子は、少なくとも２つの外
部導出電極を設けた絶縁性基板と、これら外部導出用電
極と電気的接続される少なくとも２つの励振電極が形成
された圧電振動板とを有し、前記外部導出電極によって
形成される容量をほぼ同一としたことを特徴とする。
めに、本発明による圧電振動子は、少なくとも２つの外
部導出電極を設けた絶縁性基板と、これら外部導出用電
極と電気的接続される少なくとも２つの励振電極が形成
された圧電振動板とを有し、前記外部導出電極によって
形成される容量をほぼ同一としたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】従来では図５に示すように、外部導出電極の存
在による容量Ｃ1が見かけ上圧電振動子の片方にのみつ
いた構成となっていた。しかし、本発明によれば、例え
ば、外部導出電極の面積をほぼ同一にする等により、絶
縁基板上に形成された外部導出電極の容量をほぼ同一と
なるように配線しているため、図６に示すように圧電振
動子Ｑの両端に設けられた外部導出電極により形成され
る容量Ｃ1，Ｃ2を等しくすることができ、電気的に方向
性を持たなくなる。このような圧電振動子であるといず
れの端子方向で発振回路に組み込んでも、圧電振動子の
両端に現れる容量値に差異がないため、発振周波数も変
化がない。
在による容量Ｃ1が見かけ上圧電振動子の片方にのみつ
いた構成となっていた。しかし、本発明によれば、例え
ば、外部導出電極の面積をほぼ同一にする等により、絶
縁基板上に形成された外部導出電極の容量をほぼ同一と
なるように配線しているため、図６に示すように圧電振
動子Ｑの両端に設けられた外部導出電極により形成され
る容量Ｃ1，Ｃ2を等しくすることができ、電気的に方向
性を持たなくなる。このような圧電振動子であるといず
れの端子方向で発振回路に組み込んでも、圧電振動子の
両端に現れる容量値に差異がないため、発振周波数も変
化がない。
【０００７】
【実施例】本発明の第１の実施例についてＡＴカット水
晶板を用いた表面実装型の水晶振動子を例にとり、図面
を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例を示
す平面図であり、図２は図１の構造をキャップにて封止
した状態におけるＡ−Ａ断面図であり、図３は図１の裏
面図である。絶縁性基板１は例えば厚みが約０．６ｍｍ
の長方形形状のアルミナからなり、長手方向の両端には
切り欠き１１，１２が設けられている。この絶縁性基板
１の外周近傍には周状で厚さ約３０μｍのアルミナコー
ト２が設けられている。このアルミナコートの内方にお
いては、長手方向Ｘの一方に片寄って２つの接続用電極
３１，３２（外部導出電極の一部）が短手方向Ｙに並ん
で設けられている。これら接続用電極３１，３２には、
各々周状電極３１ａ，３２ａが設けられており、接続用
電極３２上にはこの電極を絶縁性基板１の裏面へ導くビ
ア３５（貫通孔を設けこれに金属の電極材料を充填した
もの）が設けられている。このビア３５により表面の接
続用電極は裏面電極３６と導通している。また、接続用
電極３１は引き回し電極３３により長手方向の他方端に
設けられたビア３４に電気的につながっており、またこ
のビアにより表面の接続用電極は裏面電極３７と導通し
ている。接続用電極３２からは前記引き回し電極３３に
対応する面積のダミー電極３８が長手方向の他方端近傍
にまで延びている。接続用電極３１と引き回し電極３３
（一方の外部導出電極の一部を構成）、接続用電極３２
とダミー電極３８（他方の外部導出電極の一部を構成）
は絶縁性基板の短手方向Ｙの中心を通り、長手方向に延
在する線に対して、ほぼ線対称の電極形状をしている。
これら接続用電極、引き回し電極、ダミー電極は例えば
タングステンをメタライズし、この上面にニッケルメッ
キ並びに金メッキを行った構成であり、接続用電極の膜
厚は約３０μｍ、引き回し電極、ダミー電極のそれは約
１５μｍと接続用電極の厚みを前記アルミナコートの膜
厚と等しくしている。また、長手方向Ｘの他端部に、後
述する水晶振動板の他方端を搭載するための突起部２１
が設けられている。点線で示しているが、水晶振動板４
は矩形状のＡＴカット水晶板の表裏面に１対の励振電極
が形成され、励振電極からは引出電極が長手方向Ｘの一
方端に引き出されている。この水晶振動板４は前記接続
用電極と前記突起部２１に架設され、接続用電極側では
適切に粘度、量等が調整された例えばポリイミド系の導
電性接合材５が塗布されている。キャップ６はアルミナ
製で逆凹型の形状をしており、その外周寸法は前記アル
ミナコートの寸法と等しく設計されている。そして、低
融点ガラス６１にてこのアルミナコートとキャップを接
合し、気密的に封止される。
晶板を用いた表面実装型の水晶振動子を例にとり、図面
を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例を示
す平面図であり、図２は図１の構造をキャップにて封止
した状態におけるＡ−Ａ断面図であり、図３は図１の裏
面図である。絶縁性基板１は例えば厚みが約０．６ｍｍ
の長方形形状のアルミナからなり、長手方向の両端には
切り欠き１１，１２が設けられている。この絶縁性基板
１の外周近傍には周状で厚さ約３０μｍのアルミナコー
ト２が設けられている。このアルミナコートの内方にお
いては、長手方向Ｘの一方に片寄って２つの接続用電極
３１，３２（外部導出電極の一部）が短手方向Ｙに並ん
で設けられている。これら接続用電極３１，３２には、
各々周状電極３１ａ，３２ａが設けられており、接続用
電極３２上にはこの電極を絶縁性基板１の裏面へ導くビ
ア３５（貫通孔を設けこれに金属の電極材料を充填した
もの）が設けられている。このビア３５により表面の接
続用電極は裏面電極３６と導通している。また、接続用
電極３１は引き回し電極３３により長手方向の他方端に
設けられたビア３４に電気的につながっており、またこ
のビアにより表面の接続用電極は裏面電極３７と導通し
ている。接続用電極３２からは前記引き回し電極３３に
対応する面積のダミー電極３８が長手方向の他方端近傍
にまで延びている。接続用電極３１と引き回し電極３３
（一方の外部導出電極の一部を構成）、接続用電極３２
とダミー電極３８（他方の外部導出電極の一部を構成）
は絶縁性基板の短手方向Ｙの中心を通り、長手方向に延
在する線に対して、ほぼ線対称の電極形状をしている。
これら接続用電極、引き回し電極、ダミー電極は例えば
タングステンをメタライズし、この上面にニッケルメッ
キ並びに金メッキを行った構成であり、接続用電極の膜
厚は約３０μｍ、引き回し電極、ダミー電極のそれは約
１５μｍと接続用電極の厚みを前記アルミナコートの膜
厚と等しくしている。また、長手方向Ｘの他端部に、後
述する水晶振動板の他方端を搭載するための突起部２１
が設けられている。点線で示しているが、水晶振動板４
は矩形状のＡＴカット水晶板の表裏面に１対の励振電極
が形成され、励振電極からは引出電極が長手方向Ｘの一
方端に引き出されている。この水晶振動板４は前記接続
用電極と前記突起部２１に架設され、接続用電極側では
適切に粘度、量等が調整された例えばポリイミド系の導
電性接合材５が塗布されている。キャップ６はアルミナ
製で逆凹型の形状をしており、その外周寸法は前記アル
ミナコートの寸法と等しく設計されている。そして、低
融点ガラス６１にてこのアルミナコートとキャップを接
合し、気密的に封止される。
【０００８】次に、本発明品と従来品の比較データを図
１０とともに説明する。図１０は、上記従来例に示す構
成の外部導出電極構成の絶縁性基板を採用した表面実装
型の水晶振動子と、上記実施例に示す構成の外部導出電
極構成の絶縁性基板を採用したそれにおいて、発振回路
中における水晶振動子の挿入方向を左右変えた場合の周
波数変化率を示すグラフである。図１０のなかで、横軸
の各要素のＡは従来例を示し、Ｂは本発明品を示す。１
Ａは従来品において公称周波数２４ＭＨｚで負荷容量
（CL）５．４３ｐＦの場合で、サンプル数５０個の周波
数変化率の平均値であり、１Ｂは本発明品において同条
件での平均値である。２Ａは従来品において公称周波数
２４ＭＨｚで負荷容量（CL）１１．５ｐＦの場合で、サ
ンプル数５０個の周波数変化率の平均値であり、２Ｂは
本発明品において同条件での平均値である。図１０から
本発明品は、発振回路に対し圧電振動子の挿入方向を異
ならせても、ほとんど発振周波数の変化がないことが明
らかに理解できる。
１０とともに説明する。図１０は、上記従来例に示す構
成の外部導出電極構成の絶縁性基板を採用した表面実装
型の水晶振動子と、上記実施例に示す構成の外部導出電
極構成の絶縁性基板を採用したそれにおいて、発振回路
中における水晶振動子の挿入方向を左右変えた場合の周
波数変化率を示すグラフである。図１０のなかで、横軸
の各要素のＡは従来例を示し、Ｂは本発明品を示す。１
Ａは従来品において公称周波数２４ＭＨｚで負荷容量
（CL）５．４３ｐＦの場合で、サンプル数５０個の周波
数変化率の平均値であり、１Ｂは本発明品において同条
件での平均値である。２Ａは従来品において公称周波数
２４ＭＨｚで負荷容量（CL）１１．５ｐＦの場合で、サ
ンプル数５０個の周波数変化率の平均値であり、２Ｂは
本発明品において同条件での平均値である。図１０から
本発明品は、発振回路に対し圧電振動子の挿入方向を異
ならせても、ほとんど発振周波数の変化がないことが明
らかに理解できる。
【０００９】なお、上記実施例において、表面実装型の
水晶振動子を例にとり説明したが、本発明は表面実装型
以外の振動子にも適用できるし、圧電セラミック振動子
等の他の圧電材料であってもよい。また、絶縁性基板上
に形成される外部導出電極構成、数も上記実施例に限定
されるものではなく、パッケージの構成、圧電振動板の
形状、サイズ等により適宜変更すればよい。特に、絶縁
性基板に圧電振動板の振動空間を形成する等のように、
絶縁性基板の厚みが部分的に異なり、この部分に外部導
出電極の一部が形成されている場合、形成される容量も
異なってくる。このような場合は、各外部導出電極の面
積を調整する等の手段により容量値を設定する必要があ
る。
水晶振動子を例にとり説明したが、本発明は表面実装型
以外の振動子にも適用できるし、圧電セラミック振動子
等の他の圧電材料であってもよい。また、絶縁性基板上
に形成される外部導出電極構成、数も上記実施例に限定
されるものではなく、パッケージの構成、圧電振動板の
形状、サイズ等により適宜変更すればよい。特に、絶縁
性基板に圧電振動板の振動空間を形成する等のように、
絶縁性基板の厚みが部分的に異なり、この部分に外部導
出電極の一部が形成されている場合、形成される容量も
異なってくる。このような場合は、各外部導出電極の面
積を調整する等の手段により容量値を設定する必要があ
る。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、従来では図５に示すよ
うに、外部導出電極の存在による容量が見かけ上圧電振
動子の片方にのみついた構成となっていた。しかし、本
発明によれば、例えば、外部導出電極の面積がほぼ同一
にする等により、絶縁基板上に形成された外部導出電極
の容量をほぼ同一となるように配線しているため、図６
に示すように圧電振動子の両端に設けられた外部導出電
極により形成される容量値を等しくすることができ、電
気的に方向性を持たなくなる。このような圧電振動子で
あると発振回路に組み込んでも端子方向により圧電振動
子の両端に現れる容量値に差異がないため、発振周波数
も変化がない。よって、負荷容量値が小さい場合でも、
全体として安定した発振周波数を得ることができ信頼性
の高い圧電振動子を得ることができる。
うに、外部導出電極の存在による容量が見かけ上圧電振
動子の片方にのみついた構成となっていた。しかし、本
発明によれば、例えば、外部導出電極の面積がほぼ同一
にする等により、絶縁基板上に形成された外部導出電極
の容量をほぼ同一となるように配線しているため、図６
に示すように圧電振動子の両端に設けられた外部導出電
極により形成される容量値を等しくすることができ、電
気的に方向性を持たなくなる。このような圧電振動子で
あると発振回路に組み込んでも端子方向により圧電振動
子の両端に現れる容量値に差異がないため、発振周波数
も変化がない。よって、負荷容量値が小さい場合でも、
全体として安定した発振周波数を得ることができ信頼性
の高い圧電振動子を得ることができる。
【図１】本発明の実施例による表面実装型水晶振動子を
示す平面図。
示す平面図。
【図２】図１においてキャップにて封止した状態のＡ−
Ａ断面図。
Ａ断面図。
【図３】図１の底面図図。
【図４】一般的な発振回路を示す回路図。
【図５】従来例による圧電振動子の一方端に現れる容量
を示す図。
を示す図。
【図６】本発明による圧電振動子の両端に現れる容量を
示す図。
示す図。
【図７】従来例の表面実装型水晶振動子を示す平面図。
【図８】図７においてキャップにて封止した状態のＢ−
Ｂ断面図。
Ｂ断面図。
【図９】図７の底面図。
【図１０】比較データを示すグラフ。
１ 絶縁性基板 ２ アルミナコート ２１ 突起部 ３１，３２ 接続用電極 ３３ 引き回し電極 ３８ ダミー電極 ３１ａ，３２ａ 周状電極 ４，８１ 水晶振動板（圧電振動板） ５，８５ 導電性接合材 ６，８６ キャップ ５，８５ 低融点ガラス
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくとも２つの外部導出電極を設けた
絶縁性基板と、これら外部導出用電極と電気的接続され
る少なくとも２つの励振電極が形成された圧電振動板と
を有する圧電振動子において、前記外部導出電極によっ
て形成される容量をほぼ同一としたことを特徴とする圧
電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5238894A JPH0774581A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5238894A JPH0774581A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 圧電振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774581A true JPH0774581A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=17036855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5238894A Pending JPH0774581A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774581A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005198237A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-07-21 | Daishinku Corp | 圧電振動デバイス |
| US7015627B2 (en) | 2000-09-06 | 2006-03-21 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric device and manufacturing method therefor |
| US7095161B2 (en) | 2003-03-20 | 2006-08-22 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric resonator |
| US7132737B2 (en) | 2004-01-29 | 2006-11-07 | Seiko Epson Corporation | Package for electronic component and method of manufacturing piezoelectric device |
| WO2009122704A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | 株式会社村田製作所 | 圧電振動部品 |
| EP2355342A3 (en) * | 2010-02-05 | 2013-01-23 | Seiko Instruments Inc. | Piezoelectric vibrator and oscillator using the same |
| US8653899B2 (en) | 2011-03-01 | 2014-02-18 | Sii Crystal Technology Inc. | Piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device and radio timepiece |
| WO2014115451A1 (ja) * | 2013-01-23 | 2014-07-31 | 株式会社村田製作所 | 圧電振動部品 |
-
1993
- 1993-08-30 JP JP5238894A patent/JPH0774581A/ja active Pending
Cited By (9)
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