JPH11284485A - Piezoelectric resonator - Google Patents

Piezoelectric resonator

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JPH11284485A
JPH11284485A JP10348698A JP10348698A JPH11284485A JP H11284485 A JPH11284485 A JP H11284485A JP 10348698 A JP10348698 A JP 10348698A JP 10348698 A JP10348698 A JP 10348698A JP H11284485 A JPH11284485 A JP H11284485A
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JP
Japan
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solder
electrode
extraction electrode
connection pattern
diffusion
Prior art date
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Application number
JP10348698A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Komatsu
聡 小松
Tomonori Kuratomi
智規 倉富
Masahiro Matsui
昌弘 松井
Toshiya Hayashi
俊哉 林
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Miyota KK
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Miyota KK
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent solder flow at solder mounting by providing a connection pattern on the tip of a leader electrode bypassing at a side face and/or an end face of a rectangular plate, placing the connection pattern at or near a corner of the rectangular plate on a side opposite to a major side with an exciting electrode of the leader electrode and soldering the pattern with a terminal conductor. SOLUTION: A extraction electrode 21 of a front side exciting electrode 2 is connected to a connection pattern 24 provided to a corner of other major side, via a side face bypass section 22 and an end face bypass circuit section 23. An exciting electrode 3 is similarly connected to a connection pattern 34 at a corner of the opposite major side. The connection patterns 24, 34 are connected and supported at faces opposite to each other in the crystal chip 1 by lead wires of a crystal resonator and solder materials. Through the configuration above, wherein surface diffusion of Pb along an Ag film and particle diffusion of Sn result from diffusion via three orthogonal planes, the diffusion speed is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は水晶振動子の構造に
関する。更に詳しくは、ハンダで支持される水晶振動子
において、ハンダの拡散を防止するための、振動子の支
持構造を含めた電極の形状・構造に関する。
The present invention relates to a structure of a quartz oscillator. More specifically, the present invention relates to a shape and a structure of an electrode including a support structure of a vibrator for preventing diffusion of solder in a quartz vibrator supported by solder.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧電振動子、殊に水晶振動子、その中で
もATカット厚みすべり水晶振動子は周波数の安定性が
高く比較的安価な発振源として広範な用途を有する。例
えばビデオカメラ、カーチューナー、携帯電話、パソコ
ンその他電子機器の基準信号源として使用される。それ
らの水晶振動子は普通は常温で使用されるが、中には長
時間にわたって高い温度環境の中で用いられる場合があ
る。
2. Description of the Related Art Piezoelectric vibrators, particularly quartz vibrators, and especially AT-cut thickness-sliding quartz vibrators, have a high frequency stability and have a wide range of uses as relatively inexpensive oscillation sources. For example, it is used as a reference signal source for video cameras, car tuners, mobile phones, personal computers and other electronic devices. These quartz resonators are usually used at room temperature, but may be used in a high temperature environment for a long time.

【0003】従来広く用いられている水晶振動子の容器
内部の構造の例を図4(a)に示す。1は水晶片で、例
えば矩形状のATカット水晶板である。その正面(表
面)に当る主面の中央部には表側の励振電極2があり、
それから引出電極21が導出され、その先端部は膨大形
状の接続用パターン24となっている。これらの電極は
膜状で例えばAgをマスク蒸着して一時に形成される。
5は気密端子であり、内部の絶縁ガラス部を貫通する2
本のリード線のうちリード線51と接続用パターン24
の表面とがハンダ付けされる。即ち、水晶片1の支持と
外部への電気的接続を兼ねる手段がハンダ4である。ハ
ンダ材が盛られる部分を斜線でハッチングして示す。
(他の各図でも同様とする。)
FIG. 4A shows an example of the structure of the inside of a container of a quartz resonator which has been widely used in the past. Reference numeral 1 denotes a quartz piece, which is, for example, a rectangular AT-cut quartz plate. At the center of the main surface corresponding to the front (surface), there is an excitation electrode 2 on the front side,
Then, an extraction electrode 21 is led out, and a tip portion thereof is a connection pattern 24 having a huge shape. These electrodes are formed in a film at a time by evaporating Ag, for example, by mask.
Reference numeral 5 denotes an airtight terminal, which penetrates through the inner insulating glass part.
Lead wire 51 and connection pattern 24
Surface is soldered. That is, the means for supporting the crystal blank 1 and electrically connecting it to the outside is the solder 4. The portion where the solder material is laid is indicated by hatching.
(The same applies to the other figures.)

【0004】水晶振動子は水晶片1の中心を通る鉛直軸
(図示せず)に関して全く軸対称な構造をしていて電極
形状も全く同形である。従って該鉛直軸に関して180
°回転して得られる背面図は(a)と全く同一となる。
改めて図示しないが、背面(裏面)に当たる主面に設け
られた裏側の励振電極3より引き出される裏側の引出電
極31の先端の接続用パターン34は他方のリード線5
2とハンダ付けされている。なお引出電極21や接続用
パターン24が矩形板状水晶片1の上下に設けてあるの
は水晶片1のマウントの際、上下の判別を不要化するた
めの周知技術である。
The crystal resonator has a structure which is completely axially symmetric with respect to a vertical axis (not shown) passing through the center of the crystal blank 1 and has the same electrode shape. Therefore, 180
The rear view obtained by rotating by ° is exactly the same as FIG.
Although not shown again, the connection pattern 34 at the tip of the back extraction electrode 31 drawn from the back excitation electrode 3 provided on the main surface corresponding to the back surface (back surface) is connected to the other lead wire 5.
2 is soldered. Note that the extraction electrodes 21 and the connection patterns 24 are provided above and below the rectangular plate-shaped crystal blank 1 according to a well-known technique for eliminating the need to distinguish between the upper and lower sides when mounting the crystal blank 1.

【0005】また図4において引出電極21が屈曲し、
かつ長くされているのは、(b)に示すように、接続用
パターン24に盛られたハンダ材4が水晶片1のマウン
ト時に溶融し、引出電極21上を流れて励振電極2まで
到達するのを、道のりを長くして防止するためである。
〔なお(b)は後述のようにハンダ材の拡散過程を示す
図であるが、溶融ハンダの場合も量が多すぎると同様な
経路でA付近まで流れてしまうことがある。〕励振電極
のある部分は水晶片1の振幅が大きいので、内部摩擦の
大きい材料であるハンダがその部分または近くにあると
共振周波数あるいはQ値に悪影響を及ぼすからである。
In FIG. 4, the extraction electrode 21 is bent,
The reason for this is that the solder material 4 piled on the connection pattern 24 is melted when the crystal blank 1 is mounted, flows on the extraction electrode 21 and reaches the excitation electrode 2 as shown in FIG. This is to prevent a long road.
[(B) is a diagram showing the diffusion process of the solder material as described later. In the case of molten solder, if the amount is too large, it may flow to the vicinity of A along the same route. Since the amplitude of the crystal blank 1 is large in a part of the excitation electrode, the resonance frequency or the Q value is adversely affected if solder, which is a material having a large internal friction, is located in or near the part.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】マウント時のハンダ流
れは上記従来構造でほぼ防止できるが、他の問題点があ
る。それは高温環境下で使用した場合のハンダ材の拡散
現象である。高温環境テストとして例えば125°C、
1000時間の耐熱試験を行う。ハンダ材4を構成する
PbとSnのうち、まずPbが電極膜であるAgの表面
を拡散する速度が速く、図4(b)の矢印のように引出
電極21上を進んで励振電極2に達し、拡散前線は時間
と共にA→B→Cのように移行して、上記温度・時間条
件では励振電極上をほぼ100%覆ってしまう。
Although the solder flow during mounting can be substantially prevented by the above-mentioned conventional structure, there is another problem. That is the diffusion phenomenon of the solder material when used in a high temperature environment. For example, 125 ° C as a high temperature environment test,
A 1000 hour heat resistance test is performed. First, among Pb and Sn constituting the solder material 4, the speed at which Pb diffuses on the surface of Ag, which is an electrode film, is high, and proceeds on the extraction electrode 21 as shown by the arrow in FIG. Then, the diffusion front shifts as A → B → C with time, and almost 100% of the excitation electrode is covered under the above temperature and time conditions.

【0007】ただし拡散するPbの総質量は比較的少な
く、例えば共振周波数20MHzの水晶片1の場合数p
pmの変化しかもたらさない。故に一般品仕様のたとえ
ば±50ppmではほとんど差し支えないとしても、中
程度(例えば±20ppm)や更に高精度を要求される
製品では不良になる可能性が大きい。
However, the total mass of Pb diffused is relatively small. For example, in the case of a crystal blank 1 having a resonance frequency of 20 MHz, several p
Only changes in pm. Therefore, even if the specification of the general product is, for example, ± 50 ppm, there is almost no problem, but a medium (for example, ± 20 ppm) or a product requiring higher precision is more likely to be defective.

【0008】次にSnがAg膜中を粒界拡散する現象が
ある。これは拡散速度が遅いので、上記条件では拡散前
線が励振電極にまで達する場合は少ない。しかしAg膜
の状態によっては励振電極面積の数%にまで拡散が進む
ことがある。しかし拡散の総質量は大きく、励振電極に
達した場合の周波数シフトは20MHzの水晶振動子で
数10〜数100ppmにも達することがある。
Next, there is a phenomenon that Sn diffuses at the grain boundary in the Ag film. Since the diffusion speed is low, the diffusion front rarely reaches the excitation electrode under the above conditions. However, depending on the state of the Ag film, the diffusion may progress to several% of the excitation electrode area. However, the total mass of the diffusion is large, and the frequency shift when reaching the excitation electrode may reach several tens to several hundreds ppm with a 20 MHz quartz oscillator.

【0009】また水晶片1のハンダマウント時のハンダ
流れの防止も従来例で100%万全ではなく、ハンダ流
れが励振電極にまでは達しないとしても、総量は大きい
ので、ハンダ材の供給量や加熱条件のバラツキによって
は影響が出る。例えばスプリアス振動の周波数が移動し
主振動とのカップリングが生じて、製品の周波数温度特
性のジャンプ、CI値の増大、低ドライブレベルにおけ
る動作不良等の不都合な現象を誘発することがある。
Also, the prevention of solder flow during solder mounting of the crystal blank 1 is not 100% perfect in the conventional example. Even if the solder flow does not reach the excitation electrode, the total amount is large. Depending on the variation of the heating condition, the influence is exerted. For example, the frequency of the spurious vibration moves and coupling with the main vibration occurs, which may cause inconvenient phenomena such as a jump in the frequency temperature characteristic of the product, an increase in the CI value, and a malfunction at a low drive level.

【0010】水晶片のマウントにハンダを用いず、導電
性接着剤で接続することも従来技術の一つであり、これ
を採用すれば高温でのハンダ拡散の問題はなくなるが、
組立工数がハンダマウントよりも増えること、また接着
面積を一定に抑えて歩留りや特性を安定させることが難
しいので、接着マウントよりは、拡散問題を解決した上
でハンダマウントを採用する方がコスト上望ましい。
[0010] One of the prior arts is to use a conductive adhesive instead of solder to mount the crystal blank, which eliminates the problem of solder diffusion at high temperatures.
It is difficult to stabilize the yield and characteristics by keeping the bonding area constant and increasing the number of assembling steps as compared to the solder mount, so using the solder mount after solving the diffusion problem is more costly than using the adhesive mount. desirable.

【0011】なお本発明に類似していると思われる他の
従来構造の例を紹介しておく。図5において(a)は特
開平4−3611号公報に開示されている第2の従来例
の水晶振動子(封止管取付け前)の正面図、(b)はそ
の背面図、(c)は実開平4−36329号公報に開示
されている第3の従来例の水晶振動子(封止管取付け
前)の正面図、(d)はその背面図である。
An example of another conventional structure which is considered to be similar to the present invention will be introduced. In FIG. 5, (a) is a front view of a second prior art quartz oscillator (before mounting a sealing tube) disclosed in JP-A-4-3611, (b) is a rear view thereof, and (c) is a rear view thereof. FIG. 1 is a front view of a third prior art quartz oscillator (before mounting a sealing tube) disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-36329, and FIG.

【0012】第2の従来例を示す図5(a)、(b)に
おいては、水晶片1の各板面(主面)の励振電極2、3
からの引出電極21、31は水晶片1の上下の端面を迂
回し、励振電極のある主面の反対側(裏側)の面に達し
て終わっている。端面迂回部23、33を明示するため
電極膜厚は誇張して描いてある。これらに対してリード
線51、52が接続される。
In FIGS. 5A and 5B showing a second conventional example, excitation electrodes 2 and 3 on each plate surface (main surface) of a crystal blank 1 are shown.
The extraction electrodes 21, 31 bypass the upper and lower end surfaces of the crystal blank 1 and reach the surface on the opposite side (back side) of the main surface where the excitation electrode is located. The electrode film thickness is exaggerated to clearly show the end face detours 23 and 33. Lead wires 51 and 52 are connected to these.

【0013】本従来例は両リード線が水晶片1の同じ側
の主面に位置している構造であるため、リード線52の
接続用パターン34と励振電極3との間の引出電極31
の距離は端面迂回部33を経由するので遠いが、リード
線51の接続用パターン24は端面迂回部24の手前に
あり励振電極2との間の引出電極21の長さは極めて短
いので、この振動子構造においてハンダ付けを行った場
合にはハンダ材の移動あるいは拡散の問題を免れること
はできない。なお本従来例を開示した上記文献には「導
電性ペーストを塗布して導通をとる」と記載されてい
る。
In this conventional example, since both lead wires are located on the same main surface of the crystal blank 1, the extraction electrode 31 between the connection pattern 34 of the lead wire 52 and the excitation electrode 3 is used.
Is long because it passes through the end face detour 33, but since the connection pattern 24 of the lead wire 51 is in front of the end face detour 24 and the length of the extraction electrode 21 between the excitation electrode 2 and the connection pattern 24 is extremely short. When soldering is performed in the vibrator structure, the problem of movement or diffusion of the solder material cannot be avoided. The above-mentioned document which discloses this conventional example describes that "conduction is achieved by applying a conductive paste".

【0014】第3の従来例を示す図5(c)、(d)に
おいては、水晶片1の各板面の励振電極2、3からの引
出電極21、31は水晶片1の側面を迂回し、励振電極
のある主面の反対側(裏側)の面に達して終わってい
る。迂回部を明示するため、電極膜厚は誇張して描いて
ある。これらに対してリード線51、52が接続され
る。
In FIGS. 5C and 5D showing a third conventional example, the extraction electrodes 21 and 31 from the excitation electrodes 2 and 3 on each plate surface of the crystal blank 1 bypass the side surfaces of the crystal blank 1. Then, it has reached the surface on the opposite side (back side) of the main surface where the excitation electrode is located. The electrode film thickness is exaggerated to clearly show the detour. Lead wires 51 and 52 are connected to these.

【0015】本例も両リード線が水晶片1の同じ側の主
面に位置している構造であるため、リード線52の接合
部34と励振電極3との間の引出電極31の経路は側面
迂回部32を経由するので遠いが、リード線51の接続
用パターン24は側面迂回部22の手前になるので励振
電極2との間の引出電極21の距離は極めて短く、ハン
ダ付け接続を行った場合にはやはりハンダ材の流れや拡
散の問題を免れることはできない。
Since this embodiment also has a structure in which both lead wires are located on the same main surface of the crystal blank 1, the path of the extraction electrode 31 between the joint 34 of the lead wire 52 and the excitation electrode 3 is Although it is distant because it passes through the side surface detour portion 32, since the connection pattern 24 of the lead wire 51 is in front of the side surface detour portion 22, the distance between the extraction electrode 21 and the excitation electrode 2 is extremely short, and soldering connection is performed. In such a case, the problems of solder flow and diffusion cannot be avoided.

【0016】上記所見に鑑み本発明においては、ハンダ
マウント時の流れ防止はもとより、高温環境におけるハ
ンダ材の拡散を実用上問題にならない程度に遅くした圧
電振動子の構造を提供することを目的とする。
In view of the above findings, it is an object of the present invention to provide a structure of a piezoelectric vibrator in which diffusion of a solder material in a high-temperature environment is delayed so as not to cause a practical problem, in addition to preventing flow during solder mounting. I do.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】その目的のため、本発明
の圧電振動子は次の特徴を有する。 (1)矩形板状振動子の各主面に設けた2つの励振電極
膜のそれぞれより引出電極を導出し、該引出電極はいず
れも矩形板の側面および/または端面を迂回させて前記
引出電極の先端部に接続用パターンを設け、該接続用パ
ターンを当該引出電極が引出された励振電極がある主面
と反対側の主面における、矩形板のほぼ隅部に位置さ
せ、前記各接続用パターンにおいて端子導体とハンダ付
けしたこと。
For that purpose, the piezoelectric vibrator of the present invention has the following features. (1) An extraction electrode is derived from each of two excitation electrode films provided on each main surface of the rectangular plate-shaped vibrator, and each of the extraction electrodes bypasses a side surface and / or an end surface of the rectangular plate. A connection pattern is provided at the tip of the connection electrode, and the connection pattern is located at a substantially corner of a rectangular plate on a main surface opposite to a main surface on which the excitation electrode from which the extraction electrode is extracted is located. Solder to the terminal conductor in the pattern.

【0018】(2)あるいは更に前記各引出電極の一部
はハンダに濡れ難い材料の膜で覆われていること。
(2) Further, a part of each of the extraction electrodes is covered with a film of a material which is hardly wetted by solder.

【0019】(3)矩形板状振動子の各主面に設けた2
つの励振電極膜のそれぞれより引出電極を導出し、前記
水晶振動子の端面側に、前記引出電極の先端に形成した
接続用パターンを設けると共に、前記引出電極はハンダ
に濡れ難い材料の膜で覆われていること。
(3) 2 provided on each main surface of the rectangular plate-shaped vibrator
An extraction electrode is led out from each of the two excitation electrode films, and a connection pattern formed at the tip of the extraction electrode is provided on the end face side of the crystal unit, and the extraction electrode is covered with a film of a material that is difficult to wet with solder. Being done.

【0020】(4)前記引出電極は分断されており、該
分断した部分は導電性がありかつハンダに濡れ難い材料
の膜で接続されていること。
(4) The extraction electrode is divided, and the divided part is connected by a film made of a material that is conductive and hard to wet with solder.

【0021】(5)前記ハンダに濡れ難い材料の膜は2
つの引出電極の双方に設け、かつ前記圧電振動子の一つ
の主面のみに集中させて設けたこと。
(5) The film of the material which is hardly wetted by the solder is 2
The piezoelectric vibrator is provided on both of the two extraction electrodes and is provided so as to be concentrated on only one main surface of the piezoelectric vibrator.

【0022】(6)前記引出電極は主としてAgより成
り、前記ハンダに濡れ難い導電性材料の膜はCrまたは
Tiより成ること。
(6) The extraction electrode is mainly made of Ag, and the film of a conductive material that is hardly wetted with solder is made of Cr or Ti.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1、図2に本発明の実施の形態
の一例を示す。本発明の実施例と従来例とにおいて対応
する部分は共通の記号を当て、特に新たな説明はしな
い。図1(a)〜(d)は本実施の形態に使用する電極
付き水晶片を示し、(a)は左側面図、(b)は正面図
および上・下面図、(c)は右側面図、(d)は背面図
である。また図2(a)は本実施の形態の水晶振動子の
部分正面図(封止管を取り除いた状態)、(b)はその
X−X断面図である。各電極の膜厚は誇張して描いてあ
る。なお図1(e)は本実施の形態の変形例の正面図の
部分拡大図である。
FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of the present invention. Corresponding portions in the embodiment of the present invention and the conventional example are assigned common symbols, and no new description will be made. 1A to 1D show a crystal piece with an electrode used in the present embodiment, wherein FIG. 1A is a left side view, FIG. 1B is a front view and top and bottom views, and FIG. FIG. 3D is a rear view. FIG. 2A is a partial front view (with the sealing tube removed) of the crystal unit according to the present embodiment, and FIG. 2B is a sectional view taken along line XX. The thickness of each electrode is exaggerated. FIG. 1E is a partial enlarged view of a front view of a modification of the present embodiment.

【0024】図1(a)〜(d)および図2(a)、
(b)において、表励振電極2の引出電極21は側面迂
回部22および端面迂回部23の双方を経由して、反対
側(励振電極2を設けた主面の裏側)の主面の隅部に設
けた接続用パターン24に接続されている。励振電極3
についても同様で、反対側の主面の隅部の接続用パター
ン34に接続されている。接続用パターン24、34は
図2のように水晶振動子の端子導体であるリード線5
1、52とハンダ材4によって、水晶片1の互いに反対
側の面で接続支持されている。6は水晶片1を気密に保
つ封止管で、想像線で描かれている。
FIGS. 1 (a) to 1 (d) and 2 (a),
In (b), the extraction electrode 21 of the front excitation electrode 2 passes through both the side surface detour portion 22 and the end surface detour portion 23, and the corner of the opposite main surface (the back side of the main surface on which the excitation electrode 2 is provided). Are connected to the connection pattern 24 provided in the first pattern. Excitation electrode 3
The same applies to the connection pattern 34 at the corner of the opposite main surface. The connection patterns 24 and 34 are lead wires 5 which are terminal conductors of the crystal unit as shown in FIG.
The crystal blanks 1 and 52 are connected and supported by the solder material 4 on the opposite surfaces of the crystal blank 1. Reference numeral 6 denotes a sealing tube for keeping the crystal blank 1 airtight, which is drawn by imaginary lines.

【0025】この構成におけるAg膜に沿ったPbの表
面拡散、Snの粒界拡散を考えてみると、いずれも3つ
の直交平面を経由しての拡散になるので、図4に示す従
来例における同一平面内での拡散よりは格段に速度が遅
くなる。また引出電極の形状も、図1(b)、(d)の
ように水晶片1の端面に極力近づけてから側面迂回部、
端面迂回部につなげる形状とし、経路を長くする工夫を
して拡散を更に遅くさせるようにしている。勿論溶融ハ
ンダの流れ防止の効果も高い。また拡散の経路・条件は
他の従来例のように2つの接続部で異なることがなく、
同一となる。
Considering the surface diffusion of Pb along the Ag film and the grain boundary diffusion of Sn in this configuration, both of them are diffusions passing through three orthogonal planes. It is much slower than diffusion in the same plane. Also, as shown in FIGS. 1 (b) and 1 (d), the shape of the extraction electrode is set as close to the end face of the crystal blank 1 as possible,
The shape is such that it is connected to the end surface detour, and the route is lengthened to further slow the diffusion. Of course, the effect of preventing the flow of the molten solder is also high. In addition, the diffusion path and conditions are not different between the two connection parts as in the other conventional examples.
Will be the same.

【0026】なお電極膜の迂回部を水晶片1の側面と端
面との双方に設けたのは、側面や端面の電極膜は、励振
電極を形成するのと同じ蒸着マスクを用いた同時形成法
では、斜め方向からの蒸着で形成されることになり膜厚
が比較的薄くなるので、側面や端面あるいは面が交わる
陵の部分での接続をより確実にするためである。
The reason why the detour portions of the electrode film are provided on both the side surface and the end surface of the crystal blank 1 is that the electrode film on the side surface and the end surface is formed simultaneously by using the same vapor deposition mask as that for forming the excitation electrode. In this case, the film is formed by oblique evaporation and the film thickness is relatively thin, so that the connection at the side surface, the end surface, or the ridge portion where the surface intersects is ensured.

【0027】この本発明の実施の形態による実験の結
果、前述の125°C、1000時間程度の耐熱試験に
ついては実用的に全く問題がないことが確認された。し
かしもしその10倍もの時間をかけねばならぬような環
境条件を考えるとまだ不足がある。その対策として図1
(e)に示す変形例について述べる。
As a result of the experiment according to the embodiment of the present invention, it was confirmed that the heat resistance test at about 125 ° C. for about 1000 hours had no practical problem. However, there is still a shortage given the environmental conditions that require ten times as much time. Fig. 1
The modification shown in FIG.

【0028】図1(e)に示す変形例は、引出電極21
の一部を、ハンダに濡れ性の良くないCrやTiのよう
な金属材料を部分的に蒸着し、ハンダバリヤー膜25
(ハンダ4と異なる方向の斜線のハッチングと枠とで示
す。他の各図でも同様とする)で覆った構造である。バ
リヤー材料は蒸着後加熱してAg内部に拡散させる。図
示しない反対側の主面における引出電極31についても
同様な構造とする。
The modified example shown in FIG.
Is partially vapor-deposited on the solder with a metal material having poor wettability, such as Cr or Ti, to form a solder barrier film 25.
(Indicated by hatching and a frame with diagonal lines in a direction different from that of the solder 4; the same applies to other drawings). After deposition, the barrier material is heated and diffused into the Ag. The extraction electrode 31 on the opposite main surface (not shown) has the same structure.

【0029】ハンダバリヤー膜25は単に引出電極上に
付加するだけでも効果があり、Crの場合膜厚100A
(オングストローム)以上なら拡散ストッパー効果があ
り、1000A以上になればその効果はほぼ飽和して変
化がなくなることがわかった。なお電極の主材料である
Agはその下地に薄いCr層を有するが、これはAgと
同じマスクのまま同時蒸着されるものなので本発明のハ
ンダバリヤー膜ではない。
The effect of simply adding the solder barrier film 25 on the extraction electrode is also effective.
(Angstrom) or more has a diffusion stopper effect, and at 1000 A or more, the effect is almost saturated and there is no change. Note that Ag, which is a main material of the electrode, has a thin Cr layer as an underlayer, but is not a solder barrier film of the present invention because it is deposited simultaneously with the same mask as Ag.

【0030】なおこの追加の膜付けは、治具に多数整列
済みの水晶片に対して、励振電極の多数個同時蒸着用の
マスクを、ハンダバリヤー膜部に穴をあけたマスクに交
換する(あるいは後者のマスクを単に重ねる)だけでよ
いので、作業工数の増加は少なくてすむ。なお、図示の
位置にスリット26を設けて引出電極を分断し、それを
跨ぐハンダバリヤー膜の導電性を利用して電気的接続を
果たすようにすれば拡散防止については更に完璧とな
る。
In this additional film formation, the mask for simultaneous vapor deposition of a large number of excitation electrodes is replaced with a mask having holes formed in the solder barrier film portion for the crystal blanks already aligned in the jig ( Alternatively, only the latter mask is required), so that the number of man-hours can be reduced. It is to be noted that if the slit 26 is provided at the position shown in the drawing to divide the extraction electrode and the electrical connection is made by utilizing the conductivity of the solder barrier film straddling the extraction electrode, the diffusion prevention is more perfect.

【0031】次に本発明の他の実施の形態について、図
3の各図を用いて説明する。(a)は第2の実施の形態
の正面図、(b)はその背面図、(c)は第2の実施の
形態の変形例の正面図、(d)はその背面図である。第
2の実施の形態は、Cr等のハンダバリヤー膜の形成方
法の合理化を図るもので、図1(e)の例ではハンダバ
リヤー膜を水晶片の両面に蒸着形成せねばならなかった
が、それを片側の主面のみに行うことによって、一層の
工数低減を目指す構成である。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. (A) is a front view of the second embodiment, (b) is a rear view thereof, (c) is a front view of a modification of the second embodiment, and (d) is a rear view thereof. In the second embodiment, a method of forming a solder barrier film of Cr or the like is rationalized. In the example of FIG. 1E, the solder barrier film has to be formed by vapor deposition on both sides of a crystal piece. The configuration is intended to further reduce the number of man-hours by performing it on only one main surface.

【0032】そのための構成は、背面側の引出電極31
の一部を正面側の主面にも引回し、水晶片1の正面側に
おいて、正面側の引出電極21と前記引回し部とのそれ
ぞれの上に別個に穴をあけた蒸着マスク1枚を置いて、
同時に2か所(図示のような上下対称パターンの引出線
の場合は4か所)のハンダバリヤー膜を形成させるもの
である。背面にはバリヤー膜は設けない。
The structure for that purpose is as follows.
Is also routed to the main surface on the front side, and on the front side of the crystal blank 1, one vapor deposition mask in which holes are separately formed on each of the front-side extraction electrode 21 and the wiring portion is provided. Place,
At the same time, solder barrier films are formed at two places (four places in the case of a leader line having a vertically symmetric pattern as shown). No barrier film is provided on the back surface.

【0033】図3(a)、(b)の形状では接続用パタ
ーンからハンダバリヤー膜までの距離がほぼ等しく、ハ
ンダの拡散の均等性については望ましいが、(c)、
(d)の形状ではその距離が不等になる。しかしその一
方で(a)、(b)の電極パターンでは正面図と背面図
が異なるので製造工程上水晶片1の表裏判別を必要とす
るが、(c)、(d)の電極パターンであると正面図と
背面図が同一であるためその判別の必要がないという利
点がある。
In the shapes shown in FIGS. 3A and 3B, the distance from the connection pattern to the solder barrier film is almost equal, and it is desirable for the uniformity of solder diffusion.
In the shape of (d), the distances are unequal. However, on the other hand, the front and rear views of the electrode patterns (a) and (b) are different from each other, so that it is necessary to distinguish the front and back of the crystal blank 1 in the manufacturing process. However, the electrode patterns of (c) and (d) are used. Since the front view and the rear view are the same, there is an advantage that there is no need to judge them.

【0034】次に本発明の更に他の、第3の実施の形態
について説明する。それは図4や図5のような従来型の
電極にハンダバリヤー膜を適用することである。すなわ
ち例えば図5の従来例に適用する場合を同図により説明
すると、(a)、(b)または(c)、(d)の各例に
おいては、ハンダ材4の盛られる接続用パターン24、
34が双方とも水晶片1の一方の主面側にあるので、結
果として一方の引出極は長く、他方の引出電極は短くな
る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. That is, a solder barrier film is applied to a conventional electrode as shown in FIGS. That is, for example, the case where the present invention is applied to the conventional example of FIG. 5 will be described with reference to FIG. 5. In each example of (a), (b) or (c) and (d), the connection pattern 24 on which the solder material 4 is piled up,
Since both are located on one main surface side of the crystal blank 1, one extraction electrode is long and the other extraction electrode is short.

【0035】そこで少なくともその短い方の(好ましく
は長い方も)引出電極の一部または全部をハンダバリヤ
ー膜で覆うことにより、ハンダ材の拡散を効果的に防止
することができる。もちろんハンダバリヤー膜で覆われ
た部分の引出電極を図1(e)のように分断してもよ
い。
Therefore, by covering at least a part or the whole of the shorter (preferably longer) extraction electrode with a solder barrier film, the diffusion of the solder material can be effectively prevented. Of course, the extraction electrode at the portion covered with the solder barrier film may be divided as shown in FIG.

【0036】また更にこの第3の実施の形態の変形例と
して、長くなる方の引出電極の引回し部を図3(a)、
(c)の引出電極31のように接続用パターン34と同
じ主面に設けてその部分にハンダバリヤー膜35を施す
ようにすれば、それは短い方の引出電極に施すハンダバ
リヤー膜(図示せず)と同じ主面に設けることができて
2つ(上下対称パターンなら4つ)のハンダバリヤー膜
を水晶片1の片面のみに集中させることができる。しか
もこの場合は接続用パターンからハンダバリヤー膜まで
の距離をほぼ等しくすることも容易である。
Further, as a modification of the third embodiment, the longer lead-out portion of the lead-out electrode is shown in FIG.
If the solder barrier film 35 is provided on the same main surface as the connection pattern 34 as in the case of the extraction electrode 31 in (c) and the portion is provided with the solder barrier film 35, the solder barrier film (not shown) applied to the shorter extraction electrode ) Can be provided on the same main surface as above, and two (four in the case of a vertically symmetric pattern) solder barrier films can be concentrated on only one surface of the crystal blank 1. Moreover, in this case, it is easy to make the distance from the connection pattern to the solder barrier film substantially equal.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明においては、励振電極の引出電極
を迂回させて他の主面において接続導体とハンダ付けす
る構成としたので、溶融ハンダの流れ防止はもとより、
ハンダを構成する材料の拡散速度を十分に遅らせること
ができるので、水晶振動子(より一般的には圧電性結晶
よりなる圧電振動子)の耐高温環境性を高める(長時間
高温下での特性変化を防止する)効果がある。
According to the present invention, since the lead-out electrode of the excitation electrode is bypassed and soldered to the connection conductor on the other main surface, not only the flow of molten solder is prevented, but also
Since the diffusion speed of the material forming the solder can be sufficiently reduced, the high-temperature environment resistance of the quartz oscillator (more generally, a piezoelectric oscillator made of a piezoelectric crystal) is improved (the characteristics under high temperature for a long time). (Prevent change).

【0038】またハンダの拡散経路上の電極膜をハンダ
バリヤー膜で覆うことにより、あるいはハンダバリヤー
膜で覆われた電極膜を更に分断することにより、一層そ
の効果が高まる。またハンダバリヤー膜を適用すれば、
ハンダの拡散の恐れなく水晶片1の片側でのハンダ付け
支持構造を採用することができる。
The effect is further enhanced by covering the electrode film on the solder diffusion path with a solder barrier film or by further dividing the electrode film covered with the solder barrier film. If a solder barrier film is applied,
A soldering support structure on one side of the crystal blank 1 can be employed without fear of solder diffusion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)〜(d)は本発明の第1の実施の形態に
おける水晶片の電極構造を示し、(a)は左側面図、
(b)は正面図および上下面図、(c)は右側面図、
(d)は背面図である。(e)は第1の実施の形態の変
形例の水晶片の電極構造の要部拡大図である。
1 (a) to 1 (d) show an electrode structure of a crystal blank according to a first embodiment of the present invention, wherein (a) is a left side view,
(B) is a front view and top and bottom views, (c) is a right side view,
(D) is a rear view. (E) is an enlarged view of a main part of an electrode structure of a quartz piece according to a modification of the first embodiment.

【図2】(a)は本発明の第1の実施の形態における水
晶振動子の内部構造を示す部分正面図、(b)はそのX
−X断面図である。
FIG. 2A is a partial front view showing the internal structure of the crystal unit according to the first embodiment of the present invention, and FIG.
It is -X sectional drawing.

【図3】(a)は本発明の第2の実施の形態における水
晶片の正面図、(b)はその背面図、(c)は第2の実
施の形態の変形例における水晶片の正面図、(d)はそ
の背面図である。
3A is a front view of a crystal blank according to a second embodiment of the present invention, FIG. 3B is a rear view thereof, and FIG. 3C is a front view of a crystal blank according to a modification of the second embodiment. FIG. 3D is a rear view thereof.

【図4】第1の従来例の水晶振動子の内部構造を示す図
で、(a)は正面図、(b)はハンダ材の拡散過程の説
明図である。
FIGS. 4A and 4B are views showing the internal structure of a quartz oscillator of a first conventional example, wherein FIG. 4A is a front view and FIG. 4B is an explanatory view of a diffusion process of a solder material.

【図5】他の従来例の水晶振動子の内部構造を示す図
で、(a)は第2の従来例の水晶振動子の正面図、
(b)はその背面図、(c)は第3の従来例の水晶振動
子の正面図、(d)はその背面図である。
5A and 5B are diagrams showing the internal structure of another conventional crystal unit, and FIG. 5A is a front view of a second conventional crystal unit;
(B) is a rear view, (c) is a front view of a third conventional crystal unit, and (d) is a rear view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水晶片 2 励振電極 21 引出電極 22 側面迂回部 23 端面迂回部 24 接続用パターン 25 ハンダバリヤー膜 26 スリット 3 励振電極 31 引出電極 32 側面迂回部 33 端面迂回部 34 接続用パターン 35 ハンダバリヤー膜 4 ハンダ材 5 気密端子 51 リード線 52 リード線 6 封止管 REFERENCE SIGNS LIST 1 crystal blank 2 excitation electrode 21 extraction electrode 22 side detour 23 end detour 24 connection pattern 25 solder barrier film 26 slit 3 excitation electrode 31 extraction electrode 32 side detour 33 end detour 34 connection pattern 35 solder barrier film 4 Solder material 5 Hermetic terminal 51 Lead wire 52 Lead wire 6 Sealing tube

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 昌弘 長野県北佐久郡御代田町大字御代田4107番 地5 ミヨタ株式会社内 (72)発明者 林 俊哉 長野県北佐久郡御代田町大字御代田4107番 地5 ミヨタ株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masahiro Matsui 4107, Miyoshida, Miyoshida-machi, Kitasaku-gun, Nagano Prefecture Inside Miyota Co., Ltd. Inside the corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 矩形板状振動子の各主面に設けた2つの
励振電極膜のそれぞれより引出電極を導出し、該引出電
極はいずれも矩形板の側面および/または端面を迂回さ
せて前記引出電極の先端部に接続用パターンを設け、該
接続用パターンを当該引出電極が引出された励振電極が
ある主面と反対側の主面における、矩形板のほぼ隅部に
位置させ、前記各接続用パターンにおいて端子導体とハ
ンダ付けしたことを特徴とする圧電振動子。
An extraction electrode is derived from each of two excitation electrode films provided on each main surface of a rectangular plate-shaped vibrator, and each of the extraction electrodes bypasses a side surface and / or an end surface of the rectangular plate. A connection pattern is provided at the tip of the extraction electrode, and the connection pattern is located at a substantially corner of a rectangular plate on a main surface opposite to a main surface on which the excitation electrode from which the extraction electrode is extracted is located. A piezoelectric vibrator characterized by being soldered to a terminal conductor in a connection pattern.
【請求項2】 前記各引出電極の一部はハンダに濡れ難
い材料の膜で覆われていることを特徴とする請求項1の
圧電振動子。
2. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein a part of each of the extraction electrodes is covered with a film of a material that is difficult to wet with solder.
【請求項3】 矩形板状振動子の各主面に設けた2つの
励振電極膜のそれぞれより引出電極を導出し、前記水晶
振動子の端面側に、前記引出電極の先端に形成した接続
用パターンを設けると共に、前記引出電極はハンダに濡
れ難い材料の膜で覆われていることを特徴とする圧電振
動子。
3. An extraction electrode is derived from each of two excitation electrode films provided on each main surface of a rectangular plate-shaped vibrator, and is provided on an end face side of the quartz crystal vibrator at a tip end of the extraction electrode. A piezoelectric vibrator, wherein a pattern is provided and the extraction electrode is covered with a film of a material that is hardly wetted by solder.
【請求項4】 前記引出電極は分断されており、該分断
した部分は導電性がありかつハンダに濡れ難い材料の膜
で接続されていることを特徴とする請求項2あるいは3
の圧電振動子。
4. The extraction electrode according to claim 2, wherein the extraction electrode is divided, and the divided part is connected by a film made of a material which is conductive and hard to wet with solder.
Piezoelectric vibrator.
【請求項5】 前記ハンダに濡れ難い材料の膜は2つの
引出電極の双方に設け、かつ前記圧電振動子の一つの主
面のみに集中させて設けたことを特徴とする請求項2な
いし4のいずれかの圧電振動子。
5. A film made of a material which is difficult to wet with solder is provided on both of the two extraction electrodes, and is provided so as to be concentrated only on one main surface of the piezoelectric vibrator. Any of the piezoelectric vibrators.
【請求項6】 前記引出電極は主としてAgより成り、
前記ハンダに濡れ難い材料の膜はCrまたはTiより成
ることを特徴とする請求項2ないし5のいずれかの圧電
振動子。
6. The extraction electrode is mainly made of Ag,
6. The piezoelectric vibrator according to claim 2, wherein the film made of a material that is difficult to wet with solder is made of Cr or Ti.
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