JPH10200362A

JPH10200362A - 振動子

Info

Publication number: JPH10200362A
Application number: JP518697A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yamane; 茂山根
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】表面実装型の振動子において、プリント基板
のたわみに対して振動子の発振周波数特性の安定化を目
的とする。【解決手段】樹脂でできたケース１９にインサート成
形されたケースリード電極２０，２１は、ケース１９底
上面中央に露出しこのケース接続部２４，２５とカバー
外部電極４，５と接続され、更にケースリード電極２
０，２１のもう一方の先端はケース１９の底下面の両端
部分に露出させて更に上方に折曲げこれらの部分をケー
ス外部電極２２，２３としている。プリント基板にはこ
れらケース外部電極２２，２３で半田実装される。この
ような振動子構造にすれば、プリント基板のたわみに対
してたわみ応力が振動部に伝わらず、振動子の発振周波
数特性の安定化が図れ信頼性が向上するという効果が得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表面実装型の振動子
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、表面実装型振動子は以下の構成で
形成されていた。

【０００３】図８、図９、図１０は従来の振動子構造を
示し、図８において１は振動板で、板厚１００μｍの水
晶板で構成されている。振動板１の表、裏面には板厚４
００μｍの水晶板よりなるカバー２，３が直接接合され
ている。なお、図８における４，５はカバー外部電極で
カバー３の裏面の両端部分に配置されている。振動板１
は図９および図１０に示すように、その内方にＵ字状の
切溝６が形成されこれにより舌片状の振動部７が形成さ
れている。

【０００４】この振動部７の表、裏面には、励振用電極
８，９が形成され、各々振動部７の根元部１０を介して
そのリード電極１１，１２が引き出されている。この内
リード電極１１の端部は図９、図１０に示すように、振
動板１をスルーホール１３により貫通し、その後図１０
に示すように振動部７の側方を通って根元部１０の反対
側に延長されて接続部１４を形成している。またリード
電極１２は根元部１０側において接続部１５を形成して
いる。そして、これらの接続部１４，１５に対応するカ
バー３に形成された貫通孔１６，１７内の導電体を介し
て各々カバー外部電極４，５に接続されている。

【０００５】尚カバー２，３は、その外周部で振動板１
の表、裏面の外周部を挟持し、また直接接合されている
ものであるが、それは振動板１の切溝６の外周部におい
て接合されているのであって、リード電極１１が振動部
７の側方を通過している部分についてはその外方におい
てカバー３と接合されている。そして、このように振動
板１の裏面側において、振動部７の側方にリード電極１
１を形成するために、図９、図１０から明らかなように
振動板１はカバー２，３との挟持部分だけを板厚を厚く
し、振動部７及びリード電極１１，１２を形成する部分
などは、エッチングによりその板厚を薄くしている。ま
た図１０のようにリード電極１１を振動部７の側方に設
けたので、当然のこととして振動部７は振動板１の中心
部より一方向へずれている。なお、根元部１０における
切溝６の切込みは半円形状になっており、これにより過
大な衝撃が加わった際にもクラックが生じにくくなるの
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例のような構造では、プリント基板に半田実装した場合
にプリント基板がたわんだ時に振動子の周波数がシフト
するという問題があった。即ち振動子は対向配置された
カバー外部電極４，５によりプリント基板に両端固定さ
れているので、プリント基板がたわむと振動子もそれに
ならってＸ軸上はもちろん反るが、Ｙ軸上においてもカ
バー２の引っ張り応力によるＹ軸方向の体積収縮および
カバー３の圧縮応力によるＹ軸方向の体積膨張により下
に凸に反る。この時、振動板は舌片状に片持ち支持され
ているのでＸ軸方向のたわみ応力は振動部７に伝わらな
いが、Ｙ軸方向には根元部１０を通じてたわみ応力が伝
わるため振動部７に歪が発生し周波数がシフトする。

【０００７】そこで、本発明はプリント基板のたわみに
対して振動子の発振周波数特性の安定化を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そしてこの目的を達成す
るために本発明は、振動板と第１、第２のカバーおよび
ケースから構成され、前記振動板とこの振動板の表、裏
面を覆うとともにその外周部で前記振動板の外周部を挟
持した前記第１、第２のカバーとを備え、前記振動板は
前記第１、第２のカバーによる挟持部内方に舌片状の振
動部を有し、この振動部の表、裏面には励振用電極を形
成し、これらの励振用電極からはそれぞれ励振部の根元
部分を介してリード電極を引出し、表、裏のリード電極
の一方は第１の接続部を形成し、他方のリード電極は前
記一方のリード電極側に貫通後第２の接続部を形成し、
これらの第１、第２の接続部は第１あるいは第２のカバ
ーの貫通孔内面に設けた導電体を介してそれぞれ第１、
第２のカバー外部電極と導通させ、これらカバー外部電
極は前記貫通孔を設けた前記カバーの中央に引出され、
前記ケースに設けられた第１、第２のケースリード電極
と接続され、これらケースリード電極は互いに前記ケー
スの底部両端に対向して引出され、第１、第２のケース
外部電極を形成している振動子である。

【０００９】この発明によれば、プリント基板のたわみ
に対して安定した発振周波数特性を有する表面実装型振
動子が得られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、振動板と第１、第２のカバーおよびケースから構成
され、前記振動板とこの振動板の表、裏面を覆うととも
にその外周部で前記振動板の外周部を挟持した前記第
１、第２のカバーとを備え、前記振動板は前記第１、第
２のカバーによる挟持部内方に舌片状の振動部を有し、
この振動部の表、裏面には励振用電極を形成し、これら
の励振用電極からはそれぞれ励振部の根元部分を介して
リード電極を引出し、表、裏のリード電極の一方は第１
の接続部を形成し、他方のリード電極は前記一方のリー
ド電極側に貫通後第２の接続部を形成し、これらの第
１、第２の接続部は第１あるいは第２のカバーの貫通孔
内面に設けた導電体を介してそれぞれ第１、第２のカバ
ー外部電極と導通させ、これらカバー外部電極は前記貫
通孔を設けた前記カバーの中央に引出され、前記ケース
に設けられた第１、第２のケースリード電極と接続さ
れ、これらケースリード電極は互いに前記ケースの底部
両端に対向して引出され、第１、第２のケース外部電極
を形成している振動子としたものであり、プリント基板
のたわみに対して安定した発振周波数特性が得られると
いう作用を有する。

【００１１】請求項２記載の発明は、振動板と第１、第
２のカバーおよびケースから構成され、前記振動板とこ
の振動板の表、裏面を覆うとともにその外周部で前記振
動板の外周部を挟持した前記第１、第２のカバーとを備
え、前記振動板は前記第１、第２のカバーによる挟持部
内方に舌片状の振動部を有し、この振動部の表、裏面に
は励振用電極を形成し、これらの励振用電極からはそれ
ぞれ励振部の根元部分を介してリード電極を引出し、
表、裏のリード電極の一方は第１の接続部を形成し、他
方のリード電極は前記一方のリード電極側に貫通後第２
の接続部を形成し、これらの第１、第２の接続部は第１
あるいは第２のカバーの貫通孔内面に設けた導電体を介
してそれぞれ第１、第２のカバー外部電極と導通させ、
これらカバー外部電極は前記貫通孔を設けた前記カバー
の片側端面付近に引出され、前記ケースに設けられた第
１、第２のケースリード電極と接続され、これらケース
リード電極は互いに前記ケースの底部両端に対向して引
出され、第１、第２のケース外部電極を形成している振
動子としたものであり、プリント基板のたわみに対して
安定した発振周波数特性が得られるという作用を有す
る。

【００１２】請求項３記載の発明は、振動板と第１、第
２のカバーおよびケースから構成され、前記振動板とこ
の振動板の表、裏面を覆うとともにその外周部で前記振
動板の外周部を挟持した前記第１、第２のカバーとを備
え、前記振動板は前記第１、第２のカバーによる挟持部
内方に舌片状の振動部を有し、この振動部の表、裏面に
は励振用電極を形成し、これらの励振用電極からはそれ
ぞれ励振部の根元部分を介してリード電極を引出し、
表、裏のリード電極の一方は第１の接続部を形成し、他
方のリード電極は前記一方のリード電極側に貫通後第２
の接続部を形成し、これらの第１、第２の接続部は第１
あるいは第２のカバーの貫通孔内面に設けた導電体を介
してそれぞれ第１、第２の内部電極と導通させ、これら
内部電極は前記貫通孔を設けた前記カバーの両側端面付
近にそれぞれ引出され、前記ケースに設けられた第１、
第２のケースリード電極と接続され、少なくともこれら
接続部と重なるケース底部分においてはケース底が除去
され、前記第１、第２のケースリード電極は互いに前記
ケースの底部両端に対向して引出され、第１、第２の外
部電極を形成している振動子としたものであり、プリン
ト基板のたわみに対して安定した発振周波数特性が得ら
れるという作用を有する。

【００１３】請求項４に記載の発明は、少なくとも第
１、第２のカバー外部電極と第１、第２のケースリード
電極の接続部分のケース底が除去された請求項１または
２記載の振動子としたものであり、プリント基板のたわ
みに対して安定した発振周波数特性が得られるという作
用を有する。

【００１４】請求項５に記載の発明は、金属でできたシ
ールド板をケース上蓋とし、前記ケースの両端底部に形
成したグランド端子と前記シールド板を接続した請求項
１から４のいずれかに記載の振動子としたものであり、
電気的な外乱に対して安定した発振周波数特性が得られ
るという作用を有する。

【００１５】請求項６に記載の発明は、ケースが樹脂で
できた請求項１から５のいずれかに記載の振動子とした
ものであり、プリント基板のたわみに対して安定した発
振周波数特性が得られるという作用を有する。

【００１６】請求項７に記載の発明は、樹脂が液晶ポリ
マーである請求項６記載の振動子としたものであり、プ
リント基板のたわみに対して安定した発振周波数特性が
得られるという作用を有する。

【００１７】請求項８に記載の発明は、カバー外部電極
とケースリード電極を半田で接続した請求項１から７の
いずれかに記載の振動子としたものであり、プリント基
板のたわみに対して安定した発振周波数特性が得られる
という作用を有する。

【００１８】請求項９に記載の発明は、カバー外部電極
が導電性樹脂ペーストで形成され、前記カバー外部電極
とケースリード電極を半田接続した請求項１から７のい
ずれかに記載の振動子としたものであり、プリント基板
のたわみに対して安定した発振周波数特性が得られると
いう作用を有する。

【００１９】請求項１０に記載の発明は、カバー外部電
極とケースリード電極を導電性樹脂ペーストで接続した
請求項１から７のいずれかに記載の振動子としたもので
あり、プリント基板のたわみに対して安定した発振周波
数特性が得られるという作用を有する。

【００２０】請求項１１に記載の発明は、ケースリード
電極が黄銅またはりん青銅から成り、その表面が銀、銀
パラジウムあるいは金メッキ処理された請求項１０記載
の振動子としたものであり、カバー外部電極とケースリ
ード電極の接続信頼性を向上させるという作用を有す
る。

【００２１】請求項１２に記載の発明は、ケースリード
電極が黄銅またはりん青銅から成り、少なくともカバー
外部電極と接続するケースリード電極の表面を未処理あ
るいはニッケルまたは銅メッキ下地処理し、少なくとも
ケース外に露出した部分を更に半田メッキ処理した請求
項１０記載の振動子としたものであり、カバー外部電極
とケースリード電極の接続信頼性を向上させるという作
用を有する。

【００２２】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図７を用いて説明する。（実施の形態１）それでは本実施の形態例における特徴
部分について説明する。

【００２３】図１はケースの構造図であり、図２は振動
板１、カバー２，３より構成された振動子をケース１９
に実装した時の構造図である。なお、振動子は基本的に
図８，９，１０に示した従来の振動子と同じ構成である
ので、同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を
省略する。ケースリード電極２０，２１は半田濡れ性を
考慮したメッキ表面処理（例えば半田、錫、銀、銀パラ
ジウムあるいは金メッキ）した黄銅またはりん青銅から
成り、樹脂（例えば成形性が良く耐熱性の優れた液晶ポ
リマーなど）でできたケース１９にインサート成形され
ており、ケース１９底上面中央に露出しこのケース接続
部分２４，２５とカバー外部電極４，５と接続される。

【００２４】なお、ケース接続部２４，２５面はインサ
ート成形持の樹脂まわり込みを防止するためにケース１
９底上面より高い位置に形成されているのが望ましい。
接続方法としては、導電性樹脂ペースト固定または半田
固定される。また、導電性樹脂ペーストの酸化及び吸湿
を防止するためにカバー外部電極４，５を導電性樹脂ペ
ーストで印刷などにより形成し、導電性樹脂ペーストを
覆う様な形で半田実装する。特に導電性樹脂ペーストで
接続する場合には、ケースリード電極２０，２１のメッ
キ表面処理は、銀や銀パラジウムあるいは金メッキなど
リフロー実装時の熱で再溶融しない金属である必要があ
る。なぜなら半田や錫メッキのように再溶融するメッキ
表面の場合メッキ表面形状が再溶融により凹凸状にな
り、導電性樹脂ペーストとの密着界面において剥離が発
生するからである。

【００２５】同様の効果を得るために、少なくともケー
ス接続部分２４，２５においてケースリード電極２０，
２１の素材をそのまま未処理あるいは再溶融しない下地
メッキ処理（例えば銅やニッケルなど）のみを行い、残
りの部分は更に半田濡れ性を考慮したメッキ処理（例え
ば半田メッキ）を施す部分メッキ処理する方法もある。
更に、ケースリード電極２０，２１のもう一方の先端は
ケース１９の底下面の両端部分に露出させて更に上方に
折曲げこれらの部分をケース外部電極２２，２３として
いる。プリント基板にはこれらケース外部電極２２，２
３で半田実装される。

【００２６】ここで、ケース１９に接続した振動子がプ
リント基板に実装されプリント基板がたわんだ場合、ケ
ース１９はプリント基板に沿ってＸ軸上でたわみかつＹ
軸上でもわずかながらたわむ。しかし、振動板１、カバ
ー２，３からなる振動子は中央２点で固定されているの
でたわみ応力はほとんど加わらず、したがってＸ軸上で
わずかにたわむ程度で、Ｙ軸上では振動部７の根元部１
０がケース接続部２４，２５から十分に離れているので
振動部７にはたわみ応力の影響がほとんどなく安定した
発振周波数特性が得られる。

【００２７】一方、図３、図４、図５、図６に示すよう
なケース１９を用いることでも同様にたわみ応力の影響
がほとんどなく安定した発振周波数特性が得られる。即
ち図３においては振動子が片側２点固定となるのでＸ，
Ｙ軸上のたわみがなくなり、図４においては振動子は両
端固定されているがケース接続部２４，２５がフリーに
なっているのでケース１９がたわんでも振動子はほとん
どたわまない。

【００２８】同様に図５、図６に示すように少なくとも
接続部が接するケース１９底部を除去することによりケ
ース接続部２４，２５がフリーになるので、一層たわみ
に対する発振周波数特性が安定するばかりか、衝撃や熱
衝撃に対しても緩衝部として働くので振動子としての信
頼性がより向上する。また、ケース接続部２４，２５の
間のケース１９底部も除去すれば半田接続した場合の短
絡防止や残さ洗浄が容易となる。

【００２９】なお、図１、図３、図４、図５、図６では
ケース外部電極２２，２３が２端子構造のもので説明し
たが、４端子以上の多端子構造でも同じ効果は得られ
る。

【００３０】また、図７に示すようにシールドとして金
属板２８（例えば半田や錫あるいはニッケルメッキなど
の表面処理をした鉄、黄銅、りん青銅、コバールなど）
をケース１９の上に載せ、さらにケース１９底両端に対
角状に設けたグランド端子２６，２７と接続（例えば溶
接、半田付けあるいは導電性樹脂ペーストによる電気的
な接続）することにより、電気的な外乱に対して安定し
た発振周波数特性が得られる。

【００３１】なお、以上の構造は水晶など圧電素子を用
いた他の部品（センサー、フィルターなど）においても
同様の効果が得られる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プリント
基板がたわんでもたわみ応力が振動部に伝わらず、安定
した発振周波数特性が得られるという有利な効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるケースの構造図

【図２】本発明の一実施の形態による振動子の断面図

【図３】本発明の一実施の形態によるケースの構造図

【図４】（ａ）本発明の一実施の形態によるケースの構
造図（ｂ）同断面図

【図５】（ａ）本発明の一実施の形態によるケースの構
造図（ｂ）同断面図

【図６】本発明の一実施の形態によるケースの構造図

【図７】（ａ）本発明の一実施の形態による振動子の構
造図（ｂ）同断面図

【図８】従来の振動子の斜視図

【図９】従来の振動板の表面状態を説明するための分解
斜視図

【図１０】従来の振動板の裏面状態を説明するための分
解斜視図

【符号の説明】

１振動板２カバー３カバー４カバー外部電極５カバー外部電極７振動部９励振用電極１０根元部１１リード電極１２リード電極１４接続部１５接続部１６貫通孔１７貫通孔１９ケース２０ケースリード電極２１ケースリード電極２２ケース外部電極２３ケース外部電極２４ケース接続部２５ケース接続部２６グランド端子２７グランド端子２８金属板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動板と第１、第２のカバーおよびケー
スから構成され、前記振動板とこの振動板の表、裏面を
覆うとともにその外周部で前記振動板の外周部を挟持し
た前記第１、第２のカバーとを備え、前記振動板は前記
第１、第２のカバーによる挟持部内方に舌片状の振動部
を有し、この振動部の表、裏面には励振用電極を形成
し、これらの励振用電極からはそれぞれ励振部の根元部
分を介してリード電極を引出し、表、裏のリード電極の
一方は第１の接続部を形成し、他方のリード電極は前記
一方のリード電極側に貫通後第２の接続部を形成し、こ
れらの第１、第２の接続部は第１あるいは第２のカバー
の貫通孔内面に設けた導電体を介してそれぞれ第１、第
２のカバー外部電極と導通させ、これらカバー外部電極
は前記貫通孔を設けた前記カバーの中央に引出され、前
記ケースに設けられた第１、第２のケースリード電極と
接続され、これらケースリード電極は互いに前記ケース
の底部両端に対向して引出され、第１、第２のケース外
部電極を形成している振動子。
【請求項２】振動板と第１、第２のカバーおよびケー
スから構成され、前記振動板とこの振動板の表、裏面を
覆うとともにその外周部で前記振動板の外周部を挟持し
た前記第１、第２のカバーとを備え、前記振動板は前記
第１、第２のカバーによる挟持部内方に舌片状の振動部
を有し、この振動部の表、裏面には励振用電極を形成
し、これらの励振用電極からはそれぞれ励振部の根元部
分を介してリード電極を引出し、表、裏のリード電極の
一方は第１の接続部を形成し、他方のリード電極は前記
一方のリード電極側に貫通後第２の接続部を形成し、こ
れらの第１、第２の接続部は第１あるいは第２のカバー
の貫通孔内面に設けた導電体を介してそれぞれ第１、第
２のカバー外部電極と導通させ、これらカバー外部電極
は前記貫通孔を設けた前記カバーの片側端面付近に引出
され、前記ケースに設けられた第１、第２のケースリー
ド電極と接続され、これらケースリード電極は互いに前
記ケースの底部両端に対向して引出され、第１、第２の
ケース外部電極を形成している振動子。
【請求項３】振動板と第１、第２のカバーおよびケー
スから構成され、前記振動板とこの振動板の表、裏面を
覆うとともにその外周部で前記振動板の外周部を挟持し
た前記第１、第２のカバーとを備え、前記振動板は前記
第１、第２のカバーによる挟持部内方に舌片状の振動部
を有し、この振動部の表、裏面には励振用電極を形成
し、これらの励振用電極からはそれぞれの励振部の根元
部分を介してリード電極を引出し、表、裏のリード電極
の一方は第１の接続部を形成し、他方のリード電極は前
記一方のリード電極側に貫通後第２の接続部を形成し、
これらの第１、第２の接続部は第１あるいは第２のカバ
ーの貫通孔内面に設けた導電体を介してそれぞれ第１、
第２の内部電極と導通させ、これら内部電極は前記貫通
孔を設けた前記カバーの両側端面付近にそれぞれ引出さ
れ、前記ケースに設けられた第１、第２のケースリード
電極と接続され、少なくともこれら接続部と重なるケー
ス底部分においてはケース底が除去され、前記第１、第
２のケースリード電極は互いに前記ケースの底部両端に
対向して引出され、第１、第２の外部電極を形成してい
る振動子。
【請求項４】少なくとも第１、第２のカバー外部電極
と第１、第２のケースリード電極の接続部分のケース底
が除去された請求項１または２記載の振動子。
【請求項５】金属でできたシールド板をケース上蓋と
し、前記ケースの両端底部に形成したグランド端子と前
記シールド板を接続した請求項１から４のいずれかに記
載の振動子。
【請求項６】ケースが樹脂でできた請求項１から５の
いずれかに記載の振動子。
【請求項７】樹脂が液晶ポリマーである請求項６記載
の振動子。
【請求項８】カバー外部電極とケースリード電極を半
田で接続した請求項１から７のいずれかに記載の振動
子。
【請求項９】カバー外部電極が導電性樹脂ペーストで
形成され、前記カバー外部電極とケースリード電極を半
田接続した請求項１から７のいずれかに記載の振動子。
【請求項１０】カバー外部電極とケースリード電極を
導電性樹脂ペーストで接続した請求項１から７のいずれ
かに記載の振動子。
【請求項１１】ケースリード電極が黄銅またはりん青
銅から成り、その表面が銀、銀パラジウムあるいは金メ
ッキ処理された請求項１０記載の振動子。
【請求項１２】ケースリード電極が黄銅またはりん青
銅から成り、少なくともカバー外部電極と接続するケー
スリード電極の表面を未処理あるいはニッケルまたは銅
メッキ下地処理し、少なくともケース外に露出した部分
を更に半田メッキ処理した請求項１０記載の振動子。