JPH11284483A

JPH11284483A - 水晶振動子

Info

Publication number: JPH11284483A
Application number: JP8459198A
Authority: JP
Inventors: Kimiharu Kawamura; 公治川村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、水晶振動片と絶縁容器と接合状態を
厳密に管理でき、水晶振動子の周波数特性の変動を有効
に抑えることができる水晶振動子を提供する。【解決手段】本発明は、矩形状水晶基板２１の両主面に
励振電極２２、２３を形成し、水晶基板２１の一方端部
の両量主面に励振電極２２、２３と一体化した電極パッ
ド２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂを形成した水晶振動
片２を、段差部１２ａ、１２ｂ上に接続パッド１３ａ、
１３ｂが形成されたキャビティー部１１を有する絶縁容
器１に、導電性樹脂接着材１４を介して接合配置して成
る水晶振動子である。そして、水晶振動片２の電極パッ
ド２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂは、複数のスタブ導
体２２１ａ〜２３２ｂの組み合わせによって構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水晶振動片と絶縁
容器とを安定して接合できる水晶振動子に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、水晶振動子は、通信装置の受信バ
ンド、送信バンド、さらには、通信チャンネルに相当す
る周波数を制御するための局部発振回路などに広く用い
られている。上述の局部発振回路に用いる水晶振動子で
は、発振周波数の変動が直ちに通信特性に影響すること
から、周波数の変動の極めて小さい水晶振動子が要求さ
れる。水晶振動子には、固有の周波数−温度特性（例え
ば、ＡＴカットの厚み滑り水晶振動子では３次の特性と
なる）を有しており、局部発振回路に用いる水晶振動子
では、周波数−温度特性をキャンセルする補償処理を行
う補償回路とともに用いられている。

【０００３】しかし、水晶振動子の周波数の変動要素
は、上述の固有の周波数−温度特性以外に、水晶振動片
と絶縁容器との接合状態によっても変動してしまう。

【０００４】一般に、表面実装型水晶振動子は、キャビ
ティー部を有する絶縁容器に水晶振動片が配置されて構
成されている。例えば、図６に示すように、絶縁容器１
には、水晶振動片２を収容配置するキャビティー部１１
が形成されている。また、絶縁容器１の外表面には外部
電極３、４、５（３、４は図には現れない）が形成され
ている。そして、キャビティー部１１の４つの角部に
は、各々水晶振動片２の４隅部分を載置するための段差
部１２ａ〜１２ｄが形成されている。そして、例えば、
２つの段差部１２ａ、１２ｄには、上述の外部電極３、
４に接続する水晶振動片接続パッド１３ａ、１３ｂが形
成されている。

【０００５】一方、水晶振動片２は、概略矩形状の水晶
基板２１と、該水晶基板２１の両主面に形成された励振
電極２２、２３（図６では２３は現れない）と、該励振
電極２２、２３と接続する矩形状の電極パッド２２ｘ、
２２ｙ、２３ｘ、２３ｙ（ｘは上面側に位置するパッド
で、ｙは下面側に位置するパッドである）とから構成さ
ている。

【０００６】尚、電極パッド２２ｘ、２２ｙは、夫々上
面側励振電極２２に接続されるものであり、電極パッド
２２ｘは励振電極２２が形成された主面に、電極パッド
２２ｙは電極パッド２２ｘに対向する他方主面に形成さ
れている。この２つの電極パッド２２ｘ、２２ｙは水晶
基板２１の端面または側面を介して接続されている。

【０００７】同様に、電極パッド２３ｘ、２３ｙについ
も同様の構造となっている。

【０００８】これは、水晶振動片２をキャビティー部１
１内に配置する際に、表裏の判別作業を不要とし、段差
部１２ａ、１２ｂに形成した接続パッド１３ａ、１３ｂ
に、常に下側に位置する電極パッド２２ｘ又は２２ｙ、
２３ｘ又は２３ｙが接続できるようにするためである。

【０００９】尚、絶縁容器１側の接続パッド１３ａ、１
３ｂと水晶振動片２側の電極パッド、例えば２２ｙ、２
３ｙとは、導電性樹脂接着材１４を介して接合されて、
水晶振動片２がキャビティー部１１に配置されることに
なる。図面では省略されているが、このキャビティー部
１１の開口は、金属蓋体などによって、気密的に封止さ
れる（例えば、実開平６−７７３２８号など）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上術の水晶振
動子において、導電性樹脂接着材１４の塗布量によって
も、水晶振動子の周波数特性が大きく変動してしまう。
即ち、導電性樹脂接着材の塗布量が少な過ぎると、安定
した導通が達成できず特性の変動を招いてしまう。ま
た、充分な接合強度が得られないため、水晶振動子全体
の耐衝撃性が低下してしまう。

【００１１】また、導電性樹脂接着材の塗布量が多過ぎ
ると、２つの電極パッド、例えば２２ｙ、２３ｙとの間
が短絡したり、また、硬化中における樹脂の大きな収縮
変動により、水晶振動片にストレスが蓄積し、周波数特
性が変動してしまう。

【００１２】さらに、導電性樹脂接着材１４の塗布量に
よって、絶縁容器１の熱膨張係数と水晶振動片２の熱膨
張係数との差による応力を吸収することができず、この
応力によるストレスが水晶振動片２に蓄積されてしま
い、これによっても周波数の変動が発生してしまうとい
う問題点があった。

【００１３】その結果、水晶振動子単体で、周波数変動
公差１ｐｐｍ以内であっても、絶縁容器１に接合した後
では、通常使用される温度範囲、例えば−３０〜＋８０
℃において−１０〜＋６０ｐｐｍ以上の周波数変動を発
生させてしまう。

【００１４】以上のように、水晶振動子の特性変動、ば
らつきを防止するためには、水晶振動片２と絶縁容器１
とを導電性接着材１４で接合するにあたり、導電性接着
材１４の塗布位置、塗布量を適正に制御することが重要
となる。

【００１５】しかし、従来の水晶振動片２の電極パッド
２２ｘと２２ｙ及び２３ｘと２３ｙの構造は、水晶基板
の両主面の端部の同一箇所に、比較的面積が大きい矩形
状に形成されていた。従って、水晶振動片２の上面側か
ら、水晶振動片２の下面側で接合している導電性接着材
１４の塗布位置や塗布量を確認しようとしても、上面側
の電極パッド２２ｘ、２３ｙに遮断されてしまい、充分
に確認できなかった。

【００１６】その結果、最終的に水晶振動子を組み立て
て、初めて水晶振動子の特性変動状態が確認でき、組立
工程の信頼性が低かった。

【００１７】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、水晶振動片と絶縁容器との接
合状態を確認でき、これより、その接合状態が安定化
し、周波数変動の少ない水晶振動子を提供することにあ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上面に水晶振
動片を収容するキャビティーと、該キャビティー内の段
差部に形成した接続パッドを有する絶縁容器内に、両主
面の中央部に励振電極を設け、両主面の一方端部に前記
励振電極と接続した電極パッドを設けた水晶振動片を、
前記水晶振動片の一方主面側の電極パッドと前記接続パ
ッドとが導電性接着材を介して接続した状態で収容した
水晶振動子において、前記水晶振動片の電極パッドは、
複数のスタブ導体により形成されている水晶振動子であ
る。

【００１９】

【作用】以上のように、本発明では、水晶基板の端部の
両主面の同一位置に配置される電極パッドは、互いに複
数のスタブ導体から構成されている。従って、水晶基板
の他方面側に位置し、電極パッドを構成するスタブ導体
の隙間から、水晶基板の一方面側に形成された電極パッ
ド及びその電極パッドに付着される導電性樹脂接着材を
確認することができる。

【００２０】従って、導電性樹脂接着材の塗布位置の変
動による２つの電極パッド間の短絡を未然に防止するこ
とができる。また、塗布量の変動による不安定な接合を
未然に防止することができ、水晶振動片へのストレスを
軽減でき、これによって、特性が安定した水晶振動子を
容易に達成することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の水晶振動子を図面
に基づいて説明する。

【００２２】図１は本発明の水晶振動子の外観斜視図で
あり、図２はその断面図であり、図３は水晶振動片の表
面側及び裏面側の平面図であり、図４は蓋体を省略した
状態の絶縁容器の平面図である。尚、図１〜図２、図４
に示す水晶振動子の絶縁容器には、所定配線を形成して
いない最も簡単な構造の水晶振動子を示している。

【００２３】図において、１は絶縁容器であり、２は水
晶振動片であり、３〜４は外部電極であり、５はアース
外部電極であり、６は金属蓋体である。

【００２４】絶縁容器１は、セラミック、耐熱性樹脂な
どから成り、その形状は概略筺体状となっている。ま
た、図２に示すように、上部側から所定深さの矩形状の
凹部（水晶振動片２を収容するキャビティー部）１１が
形成されている。このキャビティー部１１の４隅には、
水晶振動片２の４つの角部を載置する段差部１２ａ〜１
２ｄが形成されている。

【００２５】また、キャビティー部１１の４つの段差部
１２ａ〜１２ｄのうち、２つの段差部１２ａ、１２ｂ上
には、水晶振動片２と接続する接続用パット１３ａ、１
３ｂが形成されている。

【００２６】また、絶縁容器１の外周面には、前記接続
用パット１３ａ、１３ｂから導出された外部電極３、４
が形成され、また、金属蓋体６をアース電位とするアー
ス外部電極５が形成されている。

【００２７】上述の外部電極３、４は、例えば、絶縁容
器１の短辺側の２つの側面に夫々形成されている。そし
て、その構造は、絶縁容器１の端面高さ方向の一部に延
びるに半円形状の導通スルーホールとなっている。ま
た、アース外部電極５は、例えば、絶縁容器１の長辺側
の２つの側面に各々の形成されている。そして、その構
造は、絶縁容器の端面高さ方向に延びるに半円形状の導
通スルーホールとなっている。このような外部電極３、
４、アース外部電極５は、半田接合性の優れた材料、例
えば、ＡｇやＡｇ−ＰｄやＣｕを主成分とする導体で構
成され、さらに、必要に応じて表面にメッキ処理されて
いる。

【００２８】また、絶縁容器１の上面、即ち、キャビテ
ィー部１１の開口周囲には、金属蓋体６をシーム溶接す
るために導体膜１６が被着されている。この導体膜１６
は、容器外表面に形成されたアース外部電極５と導通し
ている。

【００２９】水晶振動片２は、図３に示すように、例え
ばＡＴカットされた水晶基板２１と、水晶基板２１の上
面側に被着された励振電極２２と、下面側に被着された
励振電極２３とを有し、さらに、励振電極２２、２３に
接続する４つの電極パッド２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２
３ｂを有している。上述の励振電極２２、２３、電極パ
ッド２２ａ，２２ｂ、２３ａ、２３ｂは、水晶基板２１
の両面にＣｒやＡｇなどを積層蒸着して形成される。

【００３０】電極パッド２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３
ｂは、水晶基板２１の長手方向の一方の端部の上面側及
び下面側に形成されている。即ち、電極パッド２２ａ、
２３ａは、水晶基板２１の上面側に形成され、電極パッ
ド２２b 、２３b は、水晶基板２１の下面側に、電極パ
ッド２２ａ、２３ａと対向するように形成されている。
具体的には、電極パッド２２ａは、水晶基板２１の上面
側の励振電極２２から導出されている。そして、電極パ
ッド２２ａの一部は、水晶基板２１の端面や側面を介し
て、水晶基板２１の下面側にまで延出し、電極パッド２
２ｂと接続される。同様に、電極パッド２３ｂは、水晶
基板２１の下面側の励振電極２３から導出されている。
そして、電極パッド２３ｂの一部は、水晶基板２１の端
面や側面を介して、水晶基板２１の上面側にまで延出
し、電極パッド２３ａと接続される。

【００３１】ここで、電極パッド２２ａ、２２ｂ、２３
ａ、２３ｂは、図３に示すように複数のスタブ導体の合
成によって構成される。尚、図３では、一方の電極パッ
ド２２ａ及び２２ｂは、２つのスタブ導体２２１ａ、２
２２ａ、２２１ｂ、２２２ｂで構成されている。そし
て、水晶基板２１の上面側の電極パッド２２ａは、スタ
ブ導体２２１ａ、２２２ａで構成されて、全体として概
略Ｖ字状となっている。

【００３２】即ち、スタブ導体２２１ａは励振電極２２
から延出し、その途中で水晶基板２１の一方の角部に向
かって屈曲している。そして、スタブ導体２２１ａの終
端は、この角部の近傍で制止している。また、スタブ導
体２２２ａは、スタブ導体２２１ａの屈曲部から水晶基
板２１の一方側の側面に向かって延出して、さらに、水
晶基板２１の側面を介して下面側に延びている。

【００３３】また、水晶基板２１の下面側の電極パッド
２２ｂは、２つのスタブ導体２２１ｂ、２２２ｂで構成
されて、全体として概略Ｖ字状となっている。即ち、ス
タブ導体２２２ｂの始端側は、上述の水晶基板２１の一
方の側面側を介して延出されたスタブ導体２２２ａと一
体しており、上述のスタブ導体２２２ａと同一軌跡をた
どる。そして、スタブ導体２２２ｂの終端は、上面側の
スタブ導体２２１ａの屈曲部と同一となっている。そし
て、スタブ導体２２１ｂは、スタブ導体２２２ｂの終端
部から、上述の上面側のスタブ導体２２１ａと同様に、
水晶基板２１の一方の角部に向かって延びている。

【００３４】また、下面側の励振電極２３と接続する一
方の電極パッド２３ｂ及び２３ａについても、スタブ導
体２３１ｂ、２３２ｂ、２３１ａ、２３２ａからなり、
その構成は、上面側の励振電極２２と接続する一方の電
極パッド２２ａ及び２２ｂと同様となっている。

【００３５】尚、このように一方端部側の上面側及び下
面側に電極パッド２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂを形
成することにより、水晶振動片２をキャビティー部１１
内に収容配置する際、水晶振動片２の表裏の関係に関係
なく、安定した電気的な接続を達成するためである。
尚、水晶基板２１の一方端部側のみならず、他方端部側
にも、このような構造の端子電極の構造とすることがで
きる。その結果、水晶振動片２をキャビティー部１１内
に収容配置する際、水晶振動片２の方向性を無視するこ
とができる。

【００３６】金属蓋体６は、コバール、鉄などの平板状
部材からなり、その表面には、シーム溶接による絶縁容
器１の被着を容易にするため表面メッキ層が形成されて
いる。

【００３７】このような金属蓋体６は、絶縁容器１の上
面に形成した導体膜１６上にシームリング６０を介し
て、この金属蓋体６とアース外部電極５との間で溶接電
流を通電することにより、金属蓋体６と絶縁容器１との
シーム溶接が達成でき、キャビティー部１１内を気密的
に封止することができる。

【００３８】このような構造の水晶振動子は、絶縁容器
１の段差部１２ａ、１２ｂの接続パッド１３ａ、１３ｂ
上に、シリコーン樹脂に金属導電性フィラーを混合して
成る導電性接着材１４をディスペンサーで塗布し、続い
て、段差部１２ａ〜１２ｄに水晶振動片２の４つの角部
を載置する。この時、段差部１２ａの接続パット１３ａ
と水晶振動片２の電極パッド２２ｂとが、また、段差部
１２ｂの接続パット１３ｂと水晶振動片２の電極パッド
２３ｂとが夫々導電性樹脂接着材１４を介して接合さ
れ、この導電性樹脂接着材１４を硬化処理することによ
り、強固な接合が達成できる。これにより、水晶振動片
２が絶縁容器１の内部に平面的に配置されることにな
る。

【００３９】次に、絶縁容器１の導体膜１６上シームリ
ング６０上に金属蓋体６を載置し、この金属蓋体６とア
ース外部電極５（金属蓋体６と導体膜１６、シームリン
グ６０を介して導通している）との間に所定溶接電流を
流し、金属蓋体６でキャビティー部１１の開口を封止す
る。尚、この作業を所定雰囲気で行い、キャビティー部
１１の内部を所定雰囲気とする。

【００４０】このように形成された水晶振動子では、水
晶振動片２の上面の励振電極２２は外部電極３に導出さ
れ、水晶振動片２の下側の励振電極２３は外部電極４に
導出されることになる。

【００４１】本発明の特徴的なことは、電極パッド２２
ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂの形状が、上述したよう
に、複数のスタブ導体２２１ａ〜２３２ｂの組み合わせ
によって構成されており、水晶振動片２の上面側の電極
パッド２２ａ、２３ａを構成するスタブ導体２２１ａ〜
２３２ａの隙間から、下面側の電極パッド２２ｂ、２３
ｂに接合される導電性樹脂接着材１４の塗布・接合状況
が目視確認できるようになっていることである。これ
は、上面側の電極パッド２２ａと２３ａとが複数のスタ
ブ導体２２１ａ〜２３２ａの組み合わせで構成され、下
面側の電極パッド２２ｂと２３ｂを構成する複数のスタ
ブ導体２２１ｂ〜２３２ｂと同一形状となっいること及
び水晶基板２１が透過性材料であることで達成される。

【００４２】上述のように段差部１２ａ、１２ｂ上の接
続パット１３ａ、１３ｂと水晶振動子２の電極パッド２
２ｂ、２３ｂとの間に導電性樹脂接着材１４を介して接
合されているが、この導電性樹脂接着材１４を目視で確
認できる。

【００４３】そして、電極パッド２２ｂ、２３ｂが複数
のスタブ導体２２１ｂ〜２３２ｂから構成され、従来の
矩形状の電極パッドの接合に比較して、電極パッド面積
が非常に小さくなる。従って、導電性樹脂接着材１４の
塗布量を、水晶振動片２と絶縁容器１との接合が強固な
接合と成り得る塗布量、電極パッド２２ｂ、２３ｂ間の
短絡を防止するに適した塗布量、熱膨張係数の差による
応力を最小に抑えることができる塗布量を基準にしな、
容易に制御し、これを目視で確認できる。

【００４４】この目視確認によって、水晶振動片２と絶
縁容器１との接合を、水晶振動片２にストレスが加わら
ないような状態を確認しながら組立を行うことができ
る。

【００４５】このため、組立工程途中で、不良状態の製
品を排除し、また、修正できるりことから、効率的な組
立が行える。しかも、水晶振動片２と絶縁容器１との接
合状態を目視によって確認し、周波数変動が発生せず、
また、強固な接合が達成できる適量の導電性樹脂接着材
１４の塗布量を簡単に設定できる。

【００４６】図３は、水晶振動片２の一方端部の電極パ
ッド２２ａ、２２ｂ、と２３ｂ、２３ａとが同一形状、
即ち、複数のスタブ導体２２１ａ〜２３２ｂの組み合わ
せによって全体が概略Ｖ字状となっている。

【００４７】しかし、図５に示すように、電極パッド２
２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂが、複数のスタブ導体、
例えば６本のスタブ導体を組み合わせて、全体が「田」
字状または「甲」字状などの格子状に形成してもかまわ
ない。この場合、水晶振動片２の上面側に形成した電極
パッド２２ａの格子状の窓部２２ｚから、水晶振動片２
の下面側の導電性接着材１４の塗布、接合状況が確認で
きる。

【００４８】尚、上述の実施例では、水晶振動片２はＡ
Ｔカットされた矩形状の水晶振動片であるが、他のカッ
トの矩形状の水晶振動片や音叉型水晶振動片を用いても
構わない。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、水晶振
動片の両主面の端部に形成された電極パッドが、複数の
スタブ導体の組み合わせによって構成されている。従っ
て、水晶振動片の上面側から、水晶振動片の下面側の導
電性樹脂接着材の塗布状況が容易に確認できる。

【００５０】このため、導電性樹脂接着材を、適正な位
置、適正な塗布量に制御することが目視確認に基づいて
容易に行うことができる。このため、水晶振動片と絶縁
容器との接合に伴う周波数変動の要素を取り除くことが
容易になり、周波数変動の少ない接合信頼性の高い水晶
振動子とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水晶振動子の外観斜視図である。

【図２】本発明の水晶振動子の断面図である。

【図３】本発明の水晶水晶振動子に用いる水晶片を示
し、（ａ）は上面図、（ｂ）は下面図である。

【図４】本発明の水晶振動子の蓋体を省略した状態の平
面図である。

【図５】本発明の他の水晶振動子の蓋体を省略した状態
の平面図である。

【図６】従来の水晶振動子の蓋体を省略した状態の平面
図である。

【符号の説明】

１・・・・絶縁容器２・・・・水晶振動片３、４・・・・外部電極５・・・・アース外部電極６・・・・金属蓋体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上面に水晶振動片を収容するキャビティ
ーと、該キャビティー内の段差部に形成した接続パッド
を有する絶縁容器内に、両主面の中央部に励振電極を設け、両主面の一方端部に
前記励振電極と接続した電極パッドを設けた水晶振動片
を、前記水晶振動片の一方主面側の電極パッドと前記接続パ
ッドとが導電性接着材を介して接続した状態で収容した
水晶振動子において、前記水晶振動片の電極パッドは、複数のスタブ導体によ
り形成されていることを特徴とする水晶振動子。