JPS6214121B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は厚み振動を用いるような比較的薄く破
壊し易い圧電振動子を段付凹部を有する端子基板
に局部的に固着し、段付凹部の衝撃分散作用を利
用して極めて簡単に保持密封すると共に、該圧電
振動子の落下強度を著しく向上させる圧電保持器
を提供するものである。

従来、ATカツトの水晶振動子は、一般にワイ
ヤマウントと称する保持器に収納されることが多
かつた。これは、基板に引き出し端子を兼用した
バネ部材を取り付け、このバネ部材の先端と振動
子の電極タブを導電的に固着させ、宙吊り状態の
水晶振動子をキヤツプで密封する方法である。こ
の従来のものでは、水晶振動子の周波数が高く水
晶板の板厚が薄くなると、バネ部材に水晶板を固
着させるときに水晶板の破壊が生じ易く、また、
保持器に封じられた水晶振動子も落下などの衝撃
に対しては極めて破壊し易いという欠点があつ
た。

本発明は上記の欠点を克服し、全く新規な方法
で極めて簡単に振動板を保持すると同時に、保持
器に封入された振動子全体が外部衝撃に対して極
めて強固な構成の画期的な保持器を提供するもの
で以下、図面にもとづいて詳細な説明を行う。

第１図は本発明の一実施例を示し、イは正面
図、ロはＡ−A′線による断面図である。１は段
付凹部３，５を有する絶縁基板とその中段の凹部
５上に外部引き出し端子２の一部４が露出してい
るような端子基板、１０は動作電極と電極タブを
有する圧電振動子で、段付凹部、底部に収容さ
れ、その電極タブと引き出し端子の露出部４が導
電的に固着され、固着部１６が構成され、２１は
封止部材で、端子基板１の開孔部７と固着され、
圧電振動子１は段付凹部の内部に密封されてい
る。前記絶縁基板としてはアルミナ基板、フオル
スライトなどのような絶縁性の磁器板や、エポキ
シ樹脂、フエノール樹脂などの絶縁性プラスチツ
ク基板が用いられる。プラスチツク基板を用いる
場合には、外部引き出し端子２を含めた状態でイ
ンジエクシヨンモールドあるいはトランスフアモ
ールドなどの成形技術を用いて端子基板を一体成
型することができ、かつプラスチツクは一般に落
下はどの衝撃に対して、衝撃力が圧電振動子に伝
搬するのを緩和させるという大きな利点がある。

圧電振動子１０は一方の主平面が段付凹部の底
部３と接するように配置され、圧電振動子の電極
タブと外部引き出し端子の露出部４とが互いに導
電的に接属され、かつ固着されるように導電性接
着剤１６により固着されている。後述するよう
に、圧電板に動作電極と電極タブが用いられる代
表的な圧電振動子は、一般に所要の周波数で厚み
縦振動、厚みすべり振動などの共振応答を示す、
いわゆる厚み振動子が用いられる。このような圧
電振動子を構成する圧電材料としては、水晶、リ
チウムタンタレートなどの圧電単結晶、チタン
酸、ジルコン酸鉛系磁器、チタン酸鉛系磁器など
の圧電磁器材料が用いられ、動作電極あるいは電
極タブは金、銀、ニツケルなどの金属材料を蒸着
あるいはスパツタリングなどの通常の電極形成法
によつて容易に構成される。

封止部材２１は端子基板の段付凹部を有する開
孔部の主平面７において固着され、圧電振動子を
密封する役割を果している。封止部材の材料とし
てはアルミナ磁器、フオルスライトなどの絶縁性
磁器材料やエポキシ樹脂、フエノール性樹脂など
の絶縁性プラスチツク材料が用いられる。この封
止部材と端子基板との接合は液状あるいは固形の
接着剤を用いて行えばよい。端子基板１と封止部
材２１の材料が共にプラスチツク材料よりなる場
合は、熱融着、超音波融着、コールドプレスなど
の融着技術が適用される。

圧電振動子が水晶振動子である場合のように、
振動子の電気等価回路定数あるいは経時変化率な
どが密封時の周囲雰囲気の影響を受け易いときに
は、前記封止部材で密封を行う状態を真空雰囲気
あるいはチツ素ガス雰囲気といつた所要の雰囲気
中で行えばよい。

第２図は第１図に示した圧電振動子１０を抜き
出して示したもので、同図イは正面図、ロは側面
図である。１１は圧電板、１２は圧電板の対向主
平面に設けられた動作電極、１４は動作電極１２
より互いに重畳しないように導電的に引き出され
た電極タブである。上述したように圧電板１１と
しては圧電単結晶や圧電磁器材料が用いられる。
動作電極１２と電極タブ１４は蒸着あるいはスパ
ツタリングなど通常の薄膜形成技術でつくられた
金属材料が使用できる。本発明の保持器に適した
圧電振動子としては、所要の周波数で厚みすべり
振動あるいは厚み縦振動などの厚み振動応答を有
する圧電振動子が特に良好な動作を行う。これは
このような厚み振動応答を行う圧電振動子の一方
の動作電極面が、第１図で述べた段付凹部の底部
の小平面に接して収容されても、圧電振動子の振
動特性に及ぼす影響が実質的に無視できるほど、
小さいことが、好ましい理由である。

動作電極の形状としては、第２図に示したよう
な２端子電極の構造であつても、一方の動作電極
あるいは両方の動作電極を分割し、それぞれの分
割電極より電極タブを引き出してあるものであつ
ても、本発明は適用できる。第２図では電極タブ
１４を圧電板１１の一方の主平面に設けるため
に、圧電板の側面の一部を経由して電極タブが引
き出されているが、電極タブを同一平面に設ける
かあるいは対向主平面に設けるかは設計の都合で
決定すればよい。

ATカツトの水晶板の第３次厚みすべり振動を
用いた圧電振動子による実施例について述べる。
所定の周波数を約90MHzに選ぶと振動子の板厚
は約50ミクロンとなる。振動板を３×３×0.05mm
^３の角板にし、所換部分にクロム−金の蒸着電極
を付けて圧電振動子を構成した。この圧電振動子
を従来のワイヤマウントの保持をして金属キヤツ
プに封じた圧電振動子を落下テストすると、コン
クリート上30cmの高さから落下すると試料10個の
全数が破壊した。一方、前述した本発明の方法に
より、端子基板および封止部材としてエポキシ系
樹脂を用いて封止した保持器を使用した試験にお
いては、コンクリート上１ｍの高さから落下して
も試料10個中破壊するものは皆無であつた。端子
基板としてアルミナ磁器を用いて、同様の試験を
した結果、やはり10個共破壊しなかつた。

本発明において、第１図の段付凹部の中段部５
は、前記落下強度を向上させる上で重要な役割を
果す。落下などの衝撃は、端子基板１を介して圧
電振動子に加わると考えられるが、段付凹部にお
ける中段部５の存在が、圧電振動子に加わる衝撃
を緩和する効果が極めて大きいことがわかつた。
また、この中段部５が存在すると、封止部材２１
で圧電振動子を密封する際に導電性接着剤１６、
引き出し端子の露出部４等の突起物が防害となる
ことがなく完全な密封が行われると同時に、封止
後の圧電振動子の振動特性が劣化しないという顕
著な効果が認められた。

第３図は本発明の他の実施例を示し、簡単のた
めに、第１図Ｂ−B′線の断面に相等する断面図に
よつて示したもので、この第３図で第１図と同一
の番号は第１図と同一の部材を示す。３１は端子
基板の他方の主平面上で圧電振動子１０の動作電
極と対応する部分に前記動作電極の外径寸法と等
しいかあるいはそれより小さい内径寸法を有する
貫通孔であり、２１′は前記貫通孔３１の表面を
密封するための封止部材、７′は封止部材２１′と
端子基板を固着する接合部である。この貫通孔３
１は端子基板１に組み立てられた圧電振動子の動
作電極部に前記貫通孔３１をマスクとして蒸着金
属をとばし、圧電振動子の周波数微調整に利用す
るものである。この貫通孔３１をマスクとして利
用することにより、周波数微調整が極めて容易に
また、個々に行うことができる利点がある。なお
この貫通孔３１は周波数微調整後、封止部材２
１′で封止することによつて完全な密封が可能と
なる。

本発明のさらに他の実施例について説明する
と、第１図、第３図において、封止部材２１，２
１′は、それぞれ段付凹部の開孔部および貫通孔
の表面を値接封止しているが、さらにこの全体を
改めてエポキシ樹脂などの高気密性樹脂で被覆す
れば、２重の密封効果が得られる。この場合に、
外部引き出し端子の引き出し部は被覆されないよ
うに留意する必換がある。この封止法としては粉
末エポキシ樹脂封止、キヤスチング、トランスフ
アーモールド、インジエクシヨンなど一般に広く
知られている樹脂封止技術が適用される。

上記したように、圧電振動子に要求される気密
度に応じて、極めて容易に封止の状況を選択でき
ることは、本発明の利点の一つである。

以上に述べたように、本発明は、落下などの衝
撃に対して著しい強化がなされること、圧電素子
を板上基板に固着できるので組立が容易になると
共に自動組立が容易であること、保持器の構造が
簡単で、合理化が容易に行えるので、低コスト化
が実現できること、完全気密を保てる結果、圧電
振動子の信頼性を大幅に向上できること、など
数々の工業的利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧電保持器を示す正面図およ
び側断面図、第２図は第１図の圧電保持器に取り
付ける圧電振動子の正面図および側面図、第３図
は他の実施例の側断面図である。 １……端子基板、２……引き出し端子の一部、
３……段付凹部、５……中段部、１０……圧電振
動子、２１，２１′……封止部材、１６……導電
的接続部、３１……貫通孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表裏面に動作電極と電極引出部とを備えた圧
   電振動子を、その一面が底面に接するよう収容す
   る段付凹部を設けた端子基板と、前記段付凹部の
   中段面の一部に露出して形成された外部への引出
   端子と、前記段付凹部に前記圧電振動子が収容さ
   れ、その圧電振動子の電極引出部と前記中段面に
   露出した引出端子とが導電的に固着された状態で
   前記圧電振動子を封止する封止部材とを備えたこ
   とを特徴とする圧電保持器。 ２ 前記端子基板は絶縁性磁器板または絶縁性プ
   ラスチツク板により構成されたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の圧電保持器。 ３ 前記段付凹部の底面に、前記圧電振動子の動
   作電極と対向して面積が該動作電極に等しいかも
   しくは小さい貫通孔を設けたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の圧電保持器。