KR20110065362A

KR20110065362A - 압전 디바이스

Info

Publication number: KR20110065362A
Application number: KR1020100123395A
Authority: KR
Inventors: 가츠오 이시카와; 아키토시 하라
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2011-06-15
Also published as: JP2011124735A; TWI509851B; US8723401B2; KR101234482B1; US20140015618A1; KR20120081060A; TWI447976B; US8643254B2; US20140202245A1; US20110133605A1; JP5476964B2; CN102098021B; CN104579231A; CN102098021A; TW201448296A; US9325292B2; CN103401524A; TW201145629A

Abstract

(과제)시일링 구멍을 가지는 표면 실장형의 패키지를 구비하는 압전 디바이스의 소형화 및 저배화를 동시에 실현한다.
(해결 수단)진동부(10, 11)의 기단부(9)로부터 그 양측을 평행하게 연장하는 제1 및 제2 지지 아암(14, 15)을 가지는 압전 진동편(2)을 기밀하게 시일링하는 패키지(3)를 구비하는 압전 디바이스에 있어서, 패키지가, 그 내부에 압전 진동편을 수용하기 위한 캐비티의 내부에 돌출하는 볼록부(7a)와, 그 볼록부를 관통하여 캐비티의 내부 및 패키지의 외면에 개구하는 시일링 구멍(22)을 가진다. 제1 지지 아암은 그 길이가 제2 지지 아암보다도 짧고, 볼록부는, 평면적으로 볼 때 압전 진동편과 겹치지 않도록, 제1 지지 아암의 연장 방향으로 그 선단보다 앞에 위치하고, 또한 압전 진동편의 길이 방향에 있어서 제2 지지 아암과 적어도 부분적으로 겹쳐지는 범위에 배치된다.

Description

압전 디바이스 {PIEZOELECTRIC DEVICE}

본 발명은, 여러가지 전자기기에 사용되는 압전 진동자, 압전 발진기 등의 압전 디바이스에 관한 것이며, 특히 압전 진동편을 수용한 패키지를 기밀하게 시일링하는 표면 실장형의 압전 디바이스에 관한 것이다.

종래, 압전 디바이스는, 회로 기판 등에의 실장에 적절한 표면 실장형의 것이 많이 사용되고 있다. 일반적으로 표면 실장형의 압전 디바이스는, 세라믹 등의 절연 재료로 이루어지는 얇은 상자형의 베이스와 이것에 접합되는 평판 형상의 리드로 이루어지고, 내부에 압전 진동편을 실장하여 기밀하게 시일링하는 패키지 구조를 채용한다. 또, 압전 디바이스는, 최근의 전자기기의 소형화, 박형화에 따라, 한층 더 소형화·박형화가 요구되고 있다.

압전 디바이스를 소형화하기 위해서, 기단부로부터 평행하게 연장되는 1쌍의 진동 아암과, 그 기단부로부터 진동 아암과 평행하게 연장되고 또한 여진 전극으로부터의 인출 전극을 설치한 지지 아암을 가지는 음차형의 압전 진동편이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1을 참조). 직사각형 박판의 진동부를 가지는 두께 미끄럼 진동 모드의 압전 진동편도, 마찬가지로 진동부의 기단으로부터 그것과 평행하게 연장되고 또한 여진 전극으로부터의 인출 전극을 설치한 지지 아암을 구비한 구조가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 2를 참조).

이들 압전 진동편은, 지지 아암에 있어서 도전성 접착제로 패키지의 마운트 전극에 고착함으로써, 전기적으로 접속함과 동시에 기계적으로 고정 지지된다. 따라서, 압전 진동편을 그 기단부에서 도전성 접착제에 의해 외팔보로 고정 지지하는 종전의 구조에 비교하여, 길이 방향으로 기단부의 치수가 작아지므로, 그 만큼 압전 진동편 및 압전 디바이스를 소형화할 수 있다.

통상 압전 진동편의 지지 아암은, 압전 진동편을 균형있게 고정한다는 점에 있어서, 진동 아암 또는 진동부의 양측에 1개씩 설치된다. 또 지지 아암은, 진동 아암 또는 진동부의 한쪽에 1개만 설치하고, 그 지지 아암과 기단부에 있어서 패키지에 고정하는 것도 가능하다(예를 들면, 특허 문헌 3을 참조).

또한 음차형의 압전 진동편은, 진동 아암의 선단에 그 폭을 확대한 추부를 형성함으로써, 진동 아암을 짧게 하여 진동편 전체를 길이 방향으로 소형화할 수 있다(예를 들면, 특허 문헌 4를 참조). 이 폭이 넓은 추부에 의해, 고차 진동 모드의 발생을 억제하고, 진동 주파수의 안정성을 얻을 수 있다.

또, 표면 실장형의 압전 디바이스에는, 리드와 베이스의 접합시에 시일링재로부터 발생하는 가스나 수분을 배출하고 또한/또는 내부를 원하는 진공 상태 또는 분위기로 시일링하기 위해서, 미리 외부와 연통하는 시일링 구멍을 설치하고, 이것을 리드와 베이스의 접합 후에 폐색하는 패키지 구조가 사용되고 있다. 패키지의 시일링 구멍은, 대부분의 경우, 세라믹 재료의 박판을 적층한 구조의 베이스에 설치되지만(예를 들면, 특허 문헌 2, 3, 5를 참조), 평판 형상의 리드에 설치할 수도 있다(예를 들면, 특허 문헌 6을 참조).

[특허 문헌 1] 일본국 특허공개 2004-297198호 공보 [특허 문헌 2] 일본국 특허공개 2009-21794호 공보 [특허 문헌 3] 일본국 특허공개 2004-343541호 공보 [특허 문헌 4] 일본국 특허공개 2005-5896호 공보 [특허 문헌 5] 일본국 특허공개 2006-332727호 공보 [특허 문헌 6] 일본국 특허공개 2002-171152호 공보

패키지의 시일링 구멍은, 그 안에 둔 저융점 금속으로 이루어지는 구형상, 펠릿형상의 시일링재에 레이저 빔 또는 할로겐 램프 등을 조사하고, 순간적으로 가열 용융시켜 폐색한다. 이 때, 시일링재가 패키지 내에 낙하하지 않도록, 시일링 구멍은 내측의 개구경을 외측의 개구경보다 작게 하는 것이 바람직하다. 이러한 시일링 구멍은, 베이스가 세라믹 박판의 적층 구조로 이루어지는 경우, 그 저판을 구성하는 세라믹 박판에 설치한 대경 구멍과, 그 위에 적층되는 세라믹 박판에 설치한 소경 구멍을 동심으로 배치함으로써, 단차 부착의 2층 구조로 형성된다. 또, 금속 평판으로 이루어지는 리드에는, 펀치 등의 지그를 이용하여 하향의 볼록부를 형성하고 또한 그 중심에 관통 구멍을 개설함으로써, 시일링 구멍을 형성할 수 있다.

상술한 종래 기술의 시일링 구멍은, 패키지의 베이스 또는 리드의 어디에 설치하는 경우라도, 패키지의 평면 치수를 소형화하도록, 이것들을 평면시했을 때에 압전 진동편과 겹치도록 배치된다. 특히 시일링 구멍을 압전 진동편의 여진 전극과 겹치는 위치에 설치한 경우에는, 리드를 베이스로 접합한 후에, 외부로부터 시일링 구멍을 통해 레이저광 등을 조사하여 여진 전극을 부분적으로 제거함으로써, 압전 진동편의 진동 주파수를 미세 조정할 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같이 시일링 구멍을 베이스에 설치하고 또한 압전 진동편과 겹치도록 배치한 패키지는, 베이스의 저판 부분을 적어도 2층의 적층 구조로 할 필요가 있다. 또한, 시일링 구멍의 내측 개구와 압전 진동편의 사이에 간극을 설치하지 않으면 안 된다. 그 때문에, 패키지를 그 이상 박형화·저배화하는 것이 곤란하다. 마찬가지로 시일링 구멍을 리드에 설치한 경우도, 리드 내면의 볼록부와 압전 진동편의 사이에 간극을 설치하지 않으면 안되며, 패키지의 박형화·저배화가 제한된다.

그래서 본 발명은, 상술한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 베이스 또는 리드에 시일링 구멍을 가지는 표면 실장형의 패키지를 구비하는 압전 디바이스에 있어서, 그 소형화 및 저배화를 동시에 실현하는 것에 있다.

본 발명의 압전 디바이스는, 상기 목적을 달성하기 위해서, 압전 진동편과, 그 압전 진동편을 기밀하게 시일링하는 패키지를 구비하고,

압전 진동편이, 진동부와 그 진동부의 기단부로부터 연장되고 또한 진동부의 양측을 따라 배치된 제1 및 제2 지지 아암을 가지며,

패키지가, 절연 재료로 이루어지는 상자형의 베이스와, 그 베이스의 상부에 접합되는 평판 형상의 리드와, 베이스와 리드에 의해 획정되어 그 내부에 압전 진동편을 수용하기 위한 캐비티와, 베이스 또는 리드로부터 캐비티의 내부에 돌출되는 볼록부와, 그 볼록부를 관통하여 캐비티의 내부 및 패키지의 외면에 개구하는 시일링 구멍을 가지며,

압전 진동편이, 제1 및 제2 지지 아암에 있어서 캐비티의 저면에 고정 지지되고,

시일링 구멍이 시일링재에 의해 기밀하게 폐색되고,

제1 지지 아암의 길이가 제2 지지 아암의 길이보다 짧고,

볼록부가, 평면적으로 볼 때 압전 진동편과 겹치지 않도록, 제1 지지 아암의 연장 방향으로 그 제1 지지 아암의 선단 근처보다도 앞에 위치하고 또한 압전 진동편의 길이 방향에 있어서 제2 지지 아암과 적어도 부분적으로 겹쳐지는 범위에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 진동부의 양측에 설치되는 지지 아암의 한쪽을 다른쪽보다 짧게 함으로써, 캐비티 내부에 압전 진동편과 겹치지 않는 평면 스페이스를 확보하고, 이 평면 스페이스에 볼록부를 설치하여 시일링 구멍을 개설함으로써, 패키지를 저배화하고 또한 평면적으로 소형화할 수 있다.

어느 실시예에서는, 압전 진동편의 폭방향에 있어서, 진동부가 짧은 제1 지지 아암보다 긴 제2 지지 아암에 가까워지도록 배치되어 있다. 이로 인해, 압전 진동편의 중심 위치가 제1 지지 아암보다도 제2 지지 아암에 가까워지므로, 압전 진동편을 보다 균형있게 지지할 수 있고, 압전 진동편의 진동 누락을 방지하여, 한층 더 진동의 안정성을 도모할 수 있다.

또, 어느 실시예에서는, 베이스가 복수의 절연 재료판의 적층 구조에 의해 상자형으로 형성되고, 캐비티의 저면이 제1 절연 재료판에 의해 획정되고, 또한 볼록부가 제1 절연 재료판에 적층되는 제2 절연 재료판에 의해 각각 획정되고, 제1 절연 재료판에 형성된 대구멍부와 그 대구멍부에 연속하도록 제2 절연 재료판에 형성된 소구멍부에 의해, 시일링 구멍이 그 내측에 단차를 가지도록 형성된다. 이와 같이, 그 중에 구형상, 펠릿형상의 시일링재를 두기 위해서 단차 부착의 시일링 구멍을 가지는 베이스를, 최소 2매의 절연 재료판으로 이루어지는 적층 구조로 할 수 있으므로, 패키지의 저배화에 유리하다.

다른 실시예에서는, 리드가 볼록부를 가지며, 그 볼록부의 시일링 구멍이 리드의 외면으로부터 캐비티를 향해 테이퍼를 부여한 경사면을 가짐으로써, 똑같이 레이저 빔 또는 할로겐 램프 등의 조사에 의해 가열 용융시키는 구형상, 펠릿형상의 시일링재를, 시일링 구멍의 경사면에 캐비티 내에 낙하하지 않도록 둘 수 있다.

어느 실시예에서는, 진동부가 그 기단부로부터 평행하게 연장되어 굴곡 진동하는 적어도 1쌍의 진동 아암을 가지는 음차형의 압전 진동편을 구비한다. 이 경우, 진동 아암이 그 선단에 폭이 넓은 추부를 가짐으로써, 진동 아암을 짧게 해도, 고차 진동 모드의 발생을 억제하여 진동 주파수의 안정성을 얻을 수 있으므로, 압전 진동편 전체를 길이 방향으로 소형화할 수 있다.

다른 실시예에 의하면, 본 발명은, 진동부가 직사각형 평판으로 이루어지는 두께 미끄럼 진동의 압전 진동편을 가지는 압전 디바이스에 적용할 수 있다.

또, 어느 실시예에서는, 압전 진동편이, 제1 및 제2 지지 아암에 더하여, 또한 그 기단부에 있어서 캐비티의 저면에 고정됨으로써, 보다 안정되게 확실히 지지할 수 있다.

본 발명은, 베이스 또는 리드에 시일링 구멍을 가지는 표면 실장형의 패키지를 구비하는 압전 디바이스에 있어서, 그 소형화 및 저배화를 동시에 실현할 수 있다.

도 1의 (A)도는 본 발명에 의한 압전 디바이스의 제1 실시예를 리드를 생략 하여 나타내는 평면도, (B)도는 그 ⅠB-ⅠB선에 있어서의 종단면도, (C)도는 그 ⅠC-ⅠC선에 있어서의 종단면도.
도 2의 (A)도는 본 발명에 의한 압전 디바이스의 제2 실시예의 평면도, (B)도는 그 ⅡB-ⅡB선에 있어서의 종단면도, (C)도는 그 ⅡC-ⅡC선에 있어서의 종단면도.
도 3의 (A)도는 본 발명에 의한 압전 디바이스의 제3 실시예를 리드를 생략 하여 나타내는 평면도, (B)도는 그 Ⅲ-Ⅲ선에 있어서의 종단면도.
도 4의 (A)도는 본 발명에 의한 압전 디바이스의 제4 실시예를 리드를 생략 하여 나타내는 평면도, (B)도는 그 Ⅳ-Ⅳ선에 있어서의 종단면도.

이하에, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1(A)~(C)는, 본 발명에 의한 압전 디바이스의 제1 실시예를 나타내고 있다. 제1 실시예의 압전 진동자(1)는, 음차형 압전 진동편(2)을 내부에 기밀하게 시일링하는 패키지(3)를 구비한다. 패키지(3)는, 세라믹 재료로 이루어지는 상자형의 베이스(4)와 평탄한 직사각형 박판의 리드(5)를 가진다. 베이스(4)는, 직사각형 평판 형상을 이루는 하측의 세라믹스 박판(6)과 직사각형 틀 형상을 이루는 상측의 세라믹스 박판(7)을 적층함으로써, 그 내부에 압전 진동편(2)을 수용하기 위한 캐비티가 확정된다. 리드(5)는, 시일링재(8)에 의해 베이스(4)의 상단면에 기밀하게 접합된다.

리드(5)는, 코바, 42알로이, SUS 등의 금속재료, 유리, 실리콘, 수정, 세라믹 등의 절연 재료로 형성된다. 리드(5)가 금속재료인 경우, 시일링재(8)로서 코바 등으로 이루어지는 심링이나, 은납, 땜납 등의 납재를 이용할 수 있다. 리드(5)가 유리, 실리콘, 수정, 세라믹 등인 경우에는, 저융점 유리나 접착제를 시일링재(8)에 이용할 수 있다.

압전 진동편(2)은, 기단부(9)와, 그 기단부로부터 길이 방향으로 서로 평행하게 연장되는 1쌍의 진동 아암(10, 11)을 가진다. 각 진동 아암은, 그 선단에 각각 폭이 넓은 추부(10a, 11a)를 가진다. 상기 추부에 의해, 상기 진동 아암은 그 길이를 짧게 해도, 고차 진동 모드의 발생을 억제하여 진동 주파수의 안정성을 얻을 수 있고, 압전 진동편(2) 전체를 길이 방향으로 소형화할 수 있다. 본 실시예의 진동 아암(10, 11)은, 그 폭이 전체 길이에 걸쳐 일정한다. 다른 실시예에서는, 상기 진동 아암의 폭이 기단측으로부터 선단을 향해 점점 가늘어지게 좁아지도록 형성할 수 있다.

또한 압전 진동편(2)은, 그 폭방향의 양측에 배치되고 또한 기단부(9)의 양측의 연결 부분(12, 13)에 결합된 제1 지지 아암(14)과 제2 지지 아암(15)을 가진다. 제1 및 제2 지지 아암(14, 15)은, 각각 상기 연결 부분으로부터 상기 진동 아암의 양측을 따라 그 진동 아암과 대략 평행하게 연장된다. 제2 지지 아암(15)이 진동 아암(11)의 추부(11a)부근까지 연장하는 길이를 가지는데 반해, 제1 지지 아암(14)은 제2 지지 아암(15)의 절반 정도의 길이로 짧게 형성되어 있다.

베이스(4)의 상기 캐비티 저면에는, 실장한 압전 진동편(2)의 제1 지지 아암(14)의 선단 부분에 대체로 대응하는 위치, 및 제2 지지 아암(15)의 선단 부분과 중간 부분에 각각 대체로 대응하는 위치에 마운트 전극(16~18)이 설치되어 있다. 압전 진동편(2)은, 제1 지지 아암(14)의 선단 부분, 제2 지지 아암(15)의 선단 부분 및 중간 부분을 각각 대응하는 마운트 전극(16~18)에 도전성 접착제(19~21)로 고착한다. 이로 인해, 상기 압전 진동편은, 진동 아암(10, 11)의 여진 전극(도시 생략)으로부터 기단부(9)를 통해 제1, 제2 지지 아암(14, 15)에 배선된 인출 전극(도시 생략)을 전기적으로 접속함과 동시에, 기계적으로 고정 지지되어 있다.

또한 베이스(4)에는, 상기 캐비티 저면으로부터 상향으로 돌출되는 볼록부(7a)가 설치되어 있다. 볼록부(7a)에는, 상기 캐비티의 내부를 패키지(3)의 외부에 연통하는 시일링 구멍(22)이 형성되어 있다. 시일링 구멍(22)은, Au-Sn, 땜납 등의 적당한 시일링재(23)로 기밀하게 폐색되어 있다.

도 1(B), (C)에 나타내는 바와 같이, 볼록부(7a)는, 베이스(4)를 구성하는 직사각형 틀 형상의 상측 세라믹스 박판(7)으로부터 상기 캐비티의 내측에 연장되는 부분에 의해 형성되어 있다. 시일링 구멍(22)은, 상기 캐비티의 저면을 획정하는 하측 세라믹스 박판(6)을 관통하는 대구멍부(22a)와, 상측 세라믹스 박판(7)의 상기 연장 부분을 관통하는 소구멍부(22b)를 동심으로 연속하여 배치함으로써, 그 내부에 단차를 가지도록 형성된다. 이 단차에 의해, 시일링 구멍(22)을 시일링할 때에, 그 시일링 구멍안에 구형상, 펠릿형상의 시일링재를 캐비티 내에 낙하하지 않도록 두고, 진공 분위기 중에서 레이저 빔 또는 할로겐 램프 등의 조사에 의해 가열 용융시킬 수 있다.

볼록부(7a)는, 짧은 제1 지지 아암(14)의 선단과 인접하는 진동 아암(10)의 추부(10a)의 사이에 획정되는 평면 스페이스에 배치된다. 이와 같이 볼록부(7a)는, 평면적으로 볼 때 압전 진동편(2)과 겹치지 않도록, 또한 상기 제1 지지 아암의 연장 방향으로 그 제1 진동 아암의 선단보다도 앞에 위치하고, 또한 압전 진동편(2)의 길이 방향에 있어서 상기 제2 지지 아암과 적어도 부분적으로 겹쳐지는 범위에 설치하다. 이로 인해, 패키지(3)를 저배화하고 또한 평면적으로 소형화할 수 있다. 특히, 베이스(4)를 최소 2매의 세라믹 박판으로 이루어지는 적층 구조로 할 수 있으므로, 패키지(3)을 저배화하는데 유리하다.

또, 본 실시예에 있어서, 압전 진동편(2)은, 그 폭방향으로 기단부(9)의 제2 지지 아암(15)과의 연결 부분(13)을 제1 지지 아암(14)과의 연결 부분(12)보다도 짧게 하여, 진동 아암(10, 11)으로 이루어지는 진동부가 상기 제1 지지 아암보다도 상기 제2 지지 아암에 가깝게 위치하도록 배치되어 있다. 이로 인해, 압전 진동편(2)의 중심 위치가 제1 지지 아암(14)보다도 제2 지지 아암(15)에 가까워지므로, 압전 진동편을 보다 균형있게 지지할 수 있다. 따라서, 압전 진동편(2)의 진동 누락을 유효하게 방지하고, 한층 더 진동의 안정성을 도모할 수 있다.

도 2(A)~(C)는, 본 발명에 의한 압전 디바이스의 제2 실시예를 나타내고 있다. 제2 실시예의 압전 진동자(31)는, 음차형 압전 진동편(32)을 내부에 기밀하게 시일링하는 패키지(33)를 구비한다. 패키지(33)는, 세라믹 재료로 이루어지는 상자형의 베이스(34)와 평탄한 직사각형 박판의 리드(35)를 가진다. 베이스(34)는, 제1 실시예의 베이스(4)와 같이, 직사각형 평판 형상의 하측 세라믹스 박판(36)과 직사각형 틀 형상의 상측 세라믹스 박판(37)을 적층함으로써, 그 내부에 압전 진동편(32)을 수용하기 위한 캐비티가 확정된다.

압전 진동편(32)은, 제1 실시예의 압전 진동편(2)과 완전히 동일한 구성을 가지고 또한 마찬가지로 하여 베이스(34)에 고정 지지되므로, 그 이상의 설명을 생략한다.

리드(35)는, 시일링재(38)에 의해 베이스(34)의 상단면에 기밀하게 접합된다. 본 실시예의 리드(35)는, 코바, 42알로이, SUS 등의 금속재료로 형성되어 있다. 시일링재(38)에는, 코바 등으로 이루어지는 심 링이나, 은납, 땜납 등의 납재를 이용할 수 있다.

리드(35)에는, 그 내면으로부터 상기 캐비티 내에 하향으로 돌출하는 볼록부(39)가 설치되어 있다. 볼록부(39)의 중심에는, 상기 캐비티의 내부를 패키지(33)의 외부에 연통하는 시일링 구멍(40)이 형성되어 있다. 시일링 구멍(40)은, Au-Sn, 땜납 등의 적당한 시일링재(41)로 기밀하게 폐색되어 있다.

도 2(B), (C)에 나타내는 바와 같이, 볼록부(39)는 하향의 원추형상으로 형성되고, 시일링 구멍(40)은, 리드(35)의 외면으로부터 상기 캐비티를 향해 테이퍼를 교부한 경사면을 가진다. 이 경사면에 의해, 시일링 구멍(40)을 시일링할 때에, 그 시일링 구멍 내에 구형상, 펠릿형상의 시일링재를 캐비티 내에 낙하하지 않도록 두고, 진공 분위기 중에서 레이저 빔 또는 할로겐 램프 등의 조사에 의해 가열 용융시킬 수 있다. 이러한 볼록부(39) 및 시일링 구멍(40)은, 예를 들면 펀치 등의 지그를 이용하여 형성할 수 있다.

볼록부(39)는, 짧은 제1 지지 아암(14)의 선단과 인접하는 진동 아암(10)의 추부(10a)의 사이에 획정되는 평면 스페이스에 배치된다. 이와 같이 볼록부(39)는, 평면적으로 볼 때 압전 진동편(32)과 겹치지 않도록, 또한 상기 제1 지지 아암의 연장 방향으로 그 제1 진동 아암의 선단보다도 앞에 위치하고, 또한 압전 진동편(32)의 길이 방향에 있어서 상기 제2 지지 아암과 적어도 부분적으로 겹쳐지는 범위에 설치하다. 이로 인해, 패키지(33)를 저배화하고 또한 평면적으로 소형화할 수 있다.

도 3(A), (B)는, 본 발명에 의한 압전 디바이스의 제3 실시예를 나타내고 있다. 제3 실시예의 압전 진동자(51)는, 두께 미끄럼 진동 모드의 압전 진동편(52)을 내부에 기밀하게 시일링하는 패키지(3)를 구비한다. 패키지(3)는, 제1 실시예의 패키지와 완전히 동일한 구성을 가지므로, 그 이상의 설명을 생략한다.

압전 진동편(52)은, 기단부(53)와, 그 기단부로부터 길이 방향으로 연장하는 직사각형 평판 형상의 진동부(54)를 가진다. 또한 압전 진동편(52)은, 그 폭방향의 양측에 배치되고 또한 기단부(53)의 양측의 연결 부분(55, 56)에 결합된 제1 지지 아암(57)과 제2 지지 아암(58)을 가진다. 제1 및 제2 지지 아암(57, 58)은, 각각 상기 연결 부분으로부터 상기 진동부의 양측을 따라 그것과 대략 평행하게 연장된다. 제1 지지 아암(57)은, 제2 지지 아암(58)의 절반 정도의 길이로 짧게 형성되어 있다.

패키지(3)는 제1 실시예의 패키지와 동일한 구성을 가진다. 본 실시예에서는, 베이스(4)에 설치되는 볼록부(7a)가, 평면적으로 압전 진동편(52)과 겹치지 않도록, 짧은 제1 지지 아암(57)의 연장 방향으로 그 제1 진동 아암의 선단보다도 앞에 위치하고, 또한 상기 압전 진동편의 길이 방향에 있어서 제2 지지 아암(58)과 적어도 부분적으로 겹쳐지는 범위에 설치된다. 이로 인해, 제1 실시예와 같이, 패키지(3)를 저배화하고 또한 평면적으로 소형화할 수 있다. 또, 베이스(4)를 최소 2매의 세라믹 박판으로 이루어지는 적층 구조로 할 수 있고, 패키지(3)을 유효하게 저배화할 수 있다.

본 실시예에 있어서도, 압전 진동편(52)은, 그 폭방향으로 기단부(53)의 제2 지지 아암(58)과의 연결 부분(56)을 제1 지지 아암(57)과의 연결 부분(55)보다도 짧게 하고, 진동부(52)가 상기 제1 지지 아암보다도 상기 제2 지지 아암에 가깝게 위치하도록 배치되어 있다. 이로 인해, 압전 진동편(52)의 중심 위치가 제1 지지 아암(57)보다도 제2 지지 아암(58)에 가까워지므로, 압전 진동편을 보다 균형있게 지지할 수 있다. 따라서, 압전 진동편(52)의 진동 누락을 유효하게 방지하고, 한층 더 진동의 안정성을 도모할 수 있다.

도 4(A), (B)는, 본 발명에 의한 압전 디바이스의 제4 실시예를 나타내고 있다. 제4 실시예의 압전 진동자(61)는, 두께 미끄럼 진동 모드의 압전 진동편(62)을 내부에 기밀하게 시일링하는 패키지(33)를 구비한다. 패키지(33)는, 제2 실시예의 패키지와 완전히 동일한 구성을 가지므로, 그 이상의 설명을 생략한다.

압전 진동편(62)은, 제3 실시예의 압전 진동편(52)과 같이, 기단부(63)와, 그 기단부로부터 길이 방향으로 연장되는 직사각형 평판 형상의 진동부(64)와, 그 폭방향의 양측에 배치되고 또한 기단부(63)의 양측의 연결 부분(65, 66)에 결합된 제1 지지 아암(67)과 제2 지지 아암(68)을 가진다. 제1 및 제2 지지 아암(67, 68)은, 각각 상기 연결 부분으로부터 상기 진동부의 양측을 따라 그것과 대략 평행하게 연장된다. 제1 지지 아암(67)은, 제2 지지 아암(68)의 절반 정도의 길이로 짧게 형성되어 있다.

패키지(33)는 제2 실시예의 패키지와 동일한 구성을 가진다. 본 실시예에서는, 리드(35)에 설치되는 볼록부(39)가, 평면적으로 볼 때 압전 진동편(62)과 겹치지 않도록, 짧은 제1 지지 아암(67)의 연장 방향으로 그 제1 진동 아암의 선단보다도 앞에 위치하고, 또한 상기 압전 진동편의 길이 방향에 있어서 제2 지지 아암(68)과 적어도 부분적으로 겹쳐지는 범위에 설치된다. 이로 인해, 제2 실시예와 같이, 패키지(33)를 저배화하고 또한 평면적으로 소형화할 수 있다.

본 발명은, 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 그 기술적 범위 내에서 여러가지 변형 또는 변경을 더하여 실시할 수 있다. 예를 들면, 압전 진동편은, 제1및 제2 지지 아암과 기단부에 있어서 베이스의 캐비티 저면에 고정할 수 있고, 그에 따라 보다 안정되게 확실히 지지할 수 있다. 또, 본 발명은, 상기 각 실시예의 압전 진동자 이외에, 예를 들면 기단부로부터 2대의 진동 아암이 연장되는 압전 쟈이로 소자와 같은, 여러가지 압전 디바이스에 적용할 수 있다.

1, 31, 51, 61: 압전 진동자 2, 32, 52, 62: 압전 진동편
3, 33: 패키지 4, 34: 베이스
5, 35: 리드 6, 7, 36, 37: 세라믹스 박판
7a, 39: 볼록부 8, 38: 시일링재
953, 63: 기단부 10, 11: 진동 아암
10a, 11a: 추부 12, 13, 53, 63: 연결 부분
14, 57, 67: 제1 지지 아암 1558, 68: 제2 지지 아암
16~18: 마운트 전극 19~21: 도전성 접착제
22, 40: 시일링 구멍 23, 41: 시일링재
54, 64: 진동부

Claims

압전 진동편과, 상기 압전 진동편이 수용되는 패키지를 구비하고,
상기 압전 진동편이, 진동부와, 상기 진동부의 기단부로부터 연장되고 또한 그 진동부의 양측을 따라 배치된 제1 및 제2 지지 아암을 가지며,
상기 패키지가, 절연 재료로 이루어지는 상자형의 베이스와, 상기 베이스의 상부에 접합되는 평판 형상의 리드와, 상기 베이스와 상기 리드에 의해 획정(畵定)되어 그 내부에 상기 압전 진동편을 수용하기 위한 캐비티와, 상기 베이스 또는 상기 리드로부터 상기 캐비티의 내부에 돌출하는 볼록부와, 상기 볼록부를 관통하여 상기 캐비티의 내부 및 상기 패키지의 외면에 개구하는 시일링 구멍을 가지며,
상기 압전 진동편이, 상기 제1 및 제2 지지 아암에 있어서 상기 캐비티의 저면에 고정 지지되고,
상기 시일링 구멍이 시일링재에 의해 기밀하게 폐색되고,
상기 제1 지지 아암의 길이가 상기 제2 지지 아암의 길이보다 짧고,
상기 볼록부가, 평면적으로 볼 때 상기 압전 진동편과 겹치지 않도록, 상기 제1 지지 아암의 연장 방향으로 그 제1 지지 아암의 선단보다도 앞에 위치하고, 또한 상기 압전 진동편의 길이 방향에 있어서 상기 제2 지지 아암과 적어도 부분적으로 겹쳐지는 범위에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 디바이스.
청구항 1에 있어서,
상기 압전 진동편의 폭방향에 있어서, 상기 진동부가 상기 제1 지지 아암보다도 상기 제2 지지 아암에 가까워지도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 디바이스.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 베이스가 복수의 절연 재료판의 적층 구조로 이루어지고, 상기 캐비티의 저면이 제1 상기 절연 재료판에 의해 획정되고, 또한 상기 볼록부가 상기 제1 절연 재료판에 적층되는 제2 상기 절연 재료판에 의해 획정되고, 상기 시일링 구멍이, 상기 제1 절연 재료판에 형성된 대구멍부와 상기 대구멍부에 연속하도록 상기 제2 절연 재료판에 형성된 소구멍부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 디바이스.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 리드가 상기 볼록부를 가지며, 상기 시일링 구멍이, 상기 리드의 외면으로부터 상기 캐비티를 향해 테이퍼를 부여한 경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 압전 디바이스.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 진동부가, 상기 기단부로부터 평행하게 연장되어 굴곡 진동하는 적어도 1쌍의 진동 아암을 가지는 것을 특징으로 하는 압전 디바이스.
청구항 5에 있어서,
상기 진동 아암이, 그 선단에 폭이 넓은 추부(錘部)를 가지는 것을 특징으로 하는 압전 디바이스.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 진동부가, 두께 미끄럼 진동을 하는 직사각형 평판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 디바이스.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 압전 진동편이, 또한 상기 기단부에 있어서 상기 캐비티의 저면에 고정 지지되는 것을 특징으로 하는 압전 디바이스.