KR20110091472A - 압전 진동자 및 이것을 이용한 발진기 - Google Patents

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요시히사 단게
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세이코 인스트루 가부시키가이샤
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Abstract

베이스 기판(2)의 표면에 설치한 실장부(9)에 압전 진동편(4)을 외팔보 상태로 실장하고, 압전 진동편(4)을 리드 기판(3)에 의해 덮도록 수납한 압전 진동자(1)에서, 압전 진동편(4)에 구동 전력을 공급하는 드로잉 전극(5)의 저항을 작게 하여 진동 성능의 저하를 방지한다. 베이스 기판(2)의 실장부(9)와 제1 관통 전극(10a)과의 사이에 형성한 제1 드로잉 전극(5a)을, 압전 진동편(4)의 외표면에 형성한 구동용의 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)과 겹치지 않는 주위의 영역에 형성하여, 제1 드로잉 전극(5a)의 저항을 저감하였다.

Description

압전 진동자 및 이것을 이용한 발진기{PIEZOELECTRIC VIBRATOR AND OSCILLATOR USING THE SAME}
본 발명은, 기판 사이에 형성한 캐비티에 압전 진동편을 봉입한 압전 진동자 및 이것을 이용한 발진기에 관한 것으로, 특히 소형의 압전 진동자에 관한 것이다.
최근, 휴대 전화나 휴대 정보 단말기의 시각원이나 타이밍원에 수정 등을 이용한 압전 진동자가 이용되고 있다. 압전 진동자에는 다양한 것이 알려져 있지만, 그 하나로서 표면 실장형의 압전 진동자가 알려져 있다. 표면 실장형의 압전 진동자로서, 압전 진동편이 형성된 압전 기판을 베이스 기판과 리드 기판에 의해 상하로부터 끼워 넣은 3층 구조 타입의 것이 알려져 있다. 압전 진동편은 베이스 기판과 리드 기판 사이에 형성되는 캐비티 내에 수납된다. 최근에는, 2층 구조 타입의 압전 진동자가 개발되어 있다. 이 타입은, 베이스 기판 또는 리드 기판의 내면에 오목부로 이루어지는 캐비티를 형성하고, 베이스 기판의 표면에 압전 진동편을 실장하고, 베이스 기판의 주위에 리드 기판을 직접 접합하여 그 캐비티에 압전 진동편을 수납한다. 이 2층 구조 타입의 압전 진동자는 3층 구조 타입에 비해 박형화를 도모할 수 있는 등의 점에서 우수하다(예를 들면, 특허 문헌 1을 참조).
도 7은 2층 구조 타입의 압전 진동자(100)의 설명도이다. 도 7의 (a)가 압전 진동자(100)의 단면 모식도이고, (b)가 하측 기판인 베이스 기판(101)의 상면 모식도이며, (c)가 상측 기판인 리드 기판(102)의 상면 모식도이다. 또한, 도 7의 (a)는, 도 7의 (b), (c)의 상면도에 도시하는 부분 CC의 단면을 나타낸다.
도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 압전 진동자(100)는, 베이스 기판(101)과, 베이스 기판(101)의 외주 상면에 접합재(106)를 개재하여 접합된 리드 기판(102)과, 베이스 기판(101)의 상면에 외팔보 상태로 실장된 압전 진동편(103)으로 구성되어 있다. 리드 기판(102)의 베이스 기판(101) 측의 표면에는, 오목부로 이루어지는 캐비티(110)가 형성되어, 압전 진동편(103)을 수납하고 있다.
압전 진동편(103)으로서 수정판이 사용된다. 베이스 기판(101)에는 관통 전극(104a, 104b)이 매립되고, 외면에서 외부 전극(105a, 105b)에, 내면에서 드로잉 전극(107a, 107b)에 각각 접속된다. 드로잉 전극(107a, 107b) 상에 압전 진동편(103)이 실장되어 있다.
도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 2개의 관통 전극(104a, 104b)은 대략 대각부에 형성되고, 드로잉 전극(107b)은 상변의 각부부터 하변 각부까지 형성되고, 드로잉 전극(107a)은 관통 전극(104a)의 상면과 그 근방의 베이스 기판(101) 상에 형성되어 있다. 그리고, 드로잉 전극(107a, 107b)의 각각의 상면에 실장 부재(108)가 형성되고, 그 상에 압전 진동편(103)이 외팔보 형상으로 유지되어 있다.
압전 진동편(103)의 양면에는 대향하여 여진 전극(109a, 109b)이 형성되고, 압전 진동편(103)의 하변 단부에 형성된 단자 전극(111a, 111b)에 전기적으로 접속하고, 실장 부재(108)를 개재하여 각 드로잉 전극(107a, 107b)에 접속되어 있다. 따라서, 외부 전극(105a)은, 관통 전극(104a), 드로잉 전극(107a), 실장 부재(108), 단자 전극(111a)을 개재하여 여진 전극(109a)에 전기적으로 접속한다. 또한, 외부 전극(105b)은, 관통 전극(104b), 드로잉 전극(107b), 실장 부재(108), 단자 전극(111b)을 개재하여 여진 전극(109b)에 전기적으로 접속한다. 즉, 외부 전극(105a, 105b)으로부터 여진 전극(109a, 109b)에 구동 전력을 공급하여 압전 진동편(103)을 여진시켜, 일정 주기의 신호를 취출할 수 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특개 2009-232449호 공보
최근, 휴대 기기나 휴대 단말기의 소형화가 진행되고 있다. 이에 수반하여, 압전 진동자(100)도 소형화가 요구되고 있다. 압전 진동자(100)를 소형화하면, 압전 진동편(103)이나 드로잉 전극(107)의 사이즈나, 접합재(106)의 면적도 작게 할 필요가 있다. 그러나, 예를 들면 압전 진동편(103)으로서 수정판을 이용한 경우에, 압전 진동편(103)을 작게 하면 CI값(크리스탈ㆍ임피던스값)이 커져 진동 특성이 열화된다. 또한, 캐비티(110) 내는 압전 진동편(103)의 진동을 안정시키기 위해서 대기로부터 차단해 둘 필요가 있다. 예를 들면, 캐비티(110) 내를 진공으로 유지한다. 그 때문에, 접합재(106)는 어느 정도의 폭을 갖게 할 필요가 있다.
또한, 드로잉 전극(107b)과 여진 전극(109) 사이의 기생 용량이 형성되면, 진동 특성이 열화된다. 그 때문에, 드로잉 전극(107b)과 여진 전극(109)은 평면에서 보아 겹치지 않도록 형성할 필요가 있다. 또한, 베이스 기판(101)과 리드 기판(102)을, 접합재(106)를 개재하여 접합할 때에 가열한다. 그렇게 하면 드로잉 전극(107a, 107b)의 배선 저항이 증가하게 되는 경우가 있다. 이들 사정으로부터, 압전 진동자(100)를 소형화하는 경우에, 압전 진동편(103)의 크기나, 접합재(106)의 폭을 필요 이상으로 작게 할 수 없어, 그 결과, 드로잉 전극(107b)의 전극 폭이 좁아지게 되고, 그 저항이 증가하여 역시 진동 특성이 열화된다고 하는 과제가 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 진동 특성을 열화시키지 않고 소형화할 수 있는 압전 진동자를 제공하는 것을 목적으로 하여 이루어졌다.
본 발명에 따른 압전 진동자는, 베이스 기판과, 상기 베이스 기판의 표면에 형성한 실장부에서 외팔보 상태로 유지되는 압전 진동편과, 상기 베이스 기판에 설치되며, 상기 압전 진동편을 덮도록 수납하는 리드 기판을 구비하는 압전 진동자로서, 상기 압전 진동편은, 그 외표면에 구동용의 제1 및 제2 여진 전극을 갖고, 상기 베이스 기판은, 그 표면으로부터 반대측의 이면에 걸쳐 관통하는 제1 및 제2 관통 전극과, 상기 표면에 형성되며, 일단이 상기 제1 관통 전극에 접속하고 타단이 상기 실장부에 접속하는 제1 드로잉 전극을 갖고, 상기 제1 드로잉 전극은, 상기 베이스 기판을 그 표면의 법선 방향에서 보았을 때에, 상기 제1 및 제2 여진 전극과 겹치지 않는 주위의 영역에 형성되고, 상기 제1 여진 전극은, 상기 실장부와 상기 제1 드로잉 전극을 개재하여 상기 제1 관통 전극에 전기적으로 접속하고, 상기 제2 여진 전극은, 상기 실장부를 개재하여 상기 제2 관통 전극에 전기적으로 접속하도록 하였다.
또한, 상기 리드 기판은, 상기 압전 진동편을 수납하기 위한 오목부를 갖고, 상기 오목부를 구성하는 측벽의 상면이 상기 베이스 기판에 접합하고, 상기 리드 기판과 상기 베이스 기판이 접합하는 접합면에는 도체막이 형성되고, 상기 제1 드로잉 전극은, 상기 실장부의 근방과 상기 제1 관통 전극의 근방에서 상기 도체막에 전기적으로 접속하도록 하였다.
또한, 상기 베이스 기판은, 상기 제1 드로잉 전극 위이며 상기 실장부의 근방에 위치하는 제1 접속부와 상기 제1 관통 전극의 근방에 위치하는 제2 접속부를 갖고, 상기 리드 기판은, 상기 압전 진동편이 실장되는 쪽의 표면에 형성되는 제2 드로잉 전극을 갖고, 상기 제1 드로잉 전극과 상기 제2 드로잉 전극은 상기 제1 및 제2 접속부에서 전기적으로 접속하도록 하였다.
본 발명에 따른 발진기는, 상기 어느 하나에 기재된 압전 진동자와, 상기 압전 진동자에 구동 신호를 공급하는 구동 회로를 구비하도록 하였다.
본 발명에 따르면, 실장부와 제1 관통 전극과의 사이의 배선을, 베이스 기판 상에 형성한 제1 드로잉 전극을 베이스 기판의 법선 방향에서 보았을 때에, 제1 및 제2 여진 전극의 외주를 따라서 제1 및 제2 여진 전극과 겹치지 않도록 형성하였으므로, 배선 저항을 저감하여, 진동 특성의 저하를 방지한 소형의 압전 진동자를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 압전 진동자의 설명도.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 압전 진동자의 설명도.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 압전 진동자의 설명도.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 압전 진동자의 베이스 기판과 리드 기판의 상면 모식도.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 압전 진동자의 단면 모식도.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 발진기의 상면 모식도.
도 7은 종래 공지의 압전 진동자의 설명도.
본 발명의 압전 진동자는, 베이스 기판과, 베이스 기판의 표면에 실장부에서 외팔보 상태로 유지한 압전 진동편과, 압전 진동편을 덮도록 수납하고, 베이스 기판 주변부의 접합부에서 접합한 리드 기판을 구비하고 있다. 압전 진동편은, 그 표면과 이면에 압전 진동편을 여진시키기 위한 제1 여진 전극 및 제2 여진 전극을 갖고 있다. 베이스 기판은, 그 표면으로부터 반대측의 이면에 걸쳐 관통하는 제1 및 제2 관통 전극과, 그 표면에 형성되며, 일단이 제1 관통 전극에 접속하고 타단이 실장부에 접속하는 제1 드로잉 전극을 갖고 있다. 제1 드로잉 전극은, 베이스 기판의 표면의 법선 방향에서 보았을 때에, 제1 및 제2 여진 전극과 겹치지 않는 주위의 영역에 형성되어 있다. 따라서, 제1 여진 전극은, 실장부와 제1 드로잉 전극 및 도체막을 개재하여 제1 관통 전극과 전기적으로 접속하고, 제2 여진 전극은, 실장부를 개재하여 제2 관통 전극과 전기적으로 접속하고 있다.
압전 진동자의 외형을 작게 하면, 베이스 기판의 1변에 제1 및 제2 관통 전극을 근접 형성하는 것이 어렵게 된다. 따라서, 제1 및 제2 관통 전극을 베이스 기판면의 가능한 한 이격한 위치에 형성한다. 한편, 압전 진동편은 실장부에 외팔보 형상으로 설치한다. 그 때문에, 베이스 기판 상에 드로잉 전극을 형성하고, 서로 이격하는 제1 및 제2 관통 전극 중 어느 하나 또는 양방으로부터 드로잉 전극을 끌어당겨 실장부에 접속할 필요가 있다. 본 발명에서는, 제1 드로잉 전극을, 베이스 기판의 표면의 법선 방향에서 보았을 때에, 제1 및 제2 여진 전극과 겹치지 않는 주위의 영역에 형성하였다. 이에 의해, 실장부와 제1 관통 전극과의 사이의 저항을 인하하도록 하였다.
또한, 베이스 기판 및 리드 기판을 글래스 기판으로 할 수 있다. 글래스 기판으로 하면, 세라믹스 기판을 이용하는 경우와 비교하여 성형 가공이 용이해진다. 또한, 글래스 재료는 열전도율이 낮으므로, 외부 온도 변화가 압전 진동편에 전달되기 어려워, 급격한 온도 변화의 영향을 받기 어렵게 할 수 있다. 또한, 글래스 기판은 투명하므로, 패키지에 조립한 후에 레이저광을 이용하여 제1 또는 제2 여진 전극을 트리밍할 수도 있다. 또한, 베이스 기판과 리드 기판은 도체막을 개재한 양극 접합이 가능하므로 패키지 내의 기밀성을 장기간 유지할 수 있다. 또한, 양극 접합 대신에 도전성 접착제를 사용할 수 있다.
압전 진동편으로서, AT 모드의 수정 기판을 사용할 수 있다. 실장부는 도전성 접착재나 금속 범프를 사용할 수 있다. 금속 범프를 이용하면, 압전 진동편을 단시간에 실장할 수 있으므로, 외팔보 형상으로 접착하는 것이 용이해진다. 또한, 제1 및 제2 실장부로서 금속 범프 대신에 도전 접착제를 이용할 수 있다. 또한, 제1 여진 전극과 제2 여진 전극을 압전 진동편을 개재하여 대면시켜 형성하고, 제1 드로잉 전극은, 베이스 기판을 그 표면의 법선 방향에서 보았을 때에, 제1 및 제2 여진 전극과 겹치지 않도록 형성하였으므로, 제1 드로잉 전극과 제1 및 제2 여진 전극과의 사이에 형성되는 기생 용량을 저감시켜, 압전 진동편의 진동을 안정시킬 수 있다.
또한, 리드 기판에 압전 진동편을 수납하기 위한 오목부를 형성할 수 있다. 이 오목부의 측벽 상면을 베이스 기판의 주변부에 접합한다. 이 경우에, 접합면에 도체막을 형성할 수 있다. 이 도체막과 제1 드로잉 전극을 실장부의 근방과 제1 관통 전극의 근방에서 전기적으로 접속할 수 있다. 이에 의해, 실장부와 제1 관통 전극과의 사이를 제1 드로잉 전극과 도체막의 병렬 접속으로 하여, 실장부와 제1 관통 전극의 사이의 저항을 더욱 인하할 수 있다.
또한, 리드 기판의 압전 진동자가 실장되는 쪽의 표면에 제2 드로잉 전극을 형성하고, 베이스 기판의 표면이며, 실장부의 근방에 형성한 제1 접속부와 제1 관통 전극의 근방에 형성한 제2 접속부를 형성하고, 제1 및 제2 접속부와 제2 드로잉 전극을 접촉하여 전기적으로 접속할 수 있다. 이에 의해, 실장부와 제1 관통 전극과의 사이가 제1 드로잉 전극과 제2 드로잉 전극의 병렬 접속으로 되므로, 실장부와 제1 관통 전극 사이의 저항을 더욱 인하할 수 있다. 또한, 제2 드로잉 전극을, 베이스 기판의 표면의 법선 방향에서 보아 제1 및 제2 여진 전극과 겹치지 않는 주위의 영역에 형성할 수 있다. 이에 의해, 실장부와 제1 관통 전극과의 사이의 저항을 한층 더 인하할 수 있다. 이하, 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
(제1 실시 형태)
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 압전 진동자(1)를, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다. 도 1은 압전 진동자(1)의 설명도로서, 도 1의 (a)가 압전 진동자(1)의 외관도, 도 1의 (b)가 분해 사시도이다. 도 2는 압전 진동자(1)의 설명도로서, 도 2의 (a)가 베이스 기판(2)의 상면 모식도이고, 도 2의 (b)가 부분 BB에 대응하는 압전 진동자(1)의 단면 모식도이다. 동일한 부분 또는 동일한 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 붙였다.
도 1에 도시한 바와 같이, 압전 진동자(1)는, 베이스 기판(2)과, 베이스 기판(2)의 표면에 실장한 압전 진동편(4)과, 오목부(16)를 형성하고, 오목부(16)의 측벽 상면과 베이스 기판(2)의 주변부를 접합 부재(13)를 개재하여 접합한 리드 기판(3)을 구비하고 있다. 여기서, 압전 진동편(4)은 AT 모드에서 진동하는 수정판을 이용하였다. 베이스 기판(2)과 리드 기판(3)은 글래스 재료를 사용하였다. 베이스 기판(2)과 리드 기판(3)은 양극 접합에 의해 접합하였다. 사각 형상의 압전 진동자(1)의 긴 변은 수㎜ 이하이고, 두께는 0.1㎜ 이하이다.
베이스 기판(2)은 사각형 형상을 갖는다. 베이스 기판(2)은, 그 대각 영역에 표면 H로부터 이면 R에 걸쳐 관통하는 2개의 관통 전극(10a, 10b)을 구비하고, 그 표면 H의 주변부에 접합 부재(13)를 갖고 있다. 베이스 기판(2)은, 그 표면 H의 한쪽의 짧은 변 근방이며 접합 부재(13)의 내주측에, 제1 및 제3 드로잉 전극(5a, 5c)과, 제1 및 제3 드로잉 전극(5a, 5c) 상에 형성한 제1 및 제2 실장부(9a, 9b)를 구비하고 있다. 베이스 기판(2)은, 그 표면 H의 다른 쪽의 짧은 변 근방이며 접합 부재(13)의 내주측에, 상기 한쪽의 짧은 변 근방으로부터 연장하여 설치한 제1 드로잉 전극(5a)을 구비하고 있다. 접합 부재(13)는, 예를 들면 알루미늄이나 실리콘 등의 도체막으로 형성하였다.
압전 진동편(4)은, 사각 형상의 박판으로 이루어지고, 그 양 표면의 각각에 압전 진동편(4)을 구동하기 위한 제1 또는 제2 여진 전극(6a, 6b)(도 2의 (b)를 참조)을 구비하고 있다. 압전 진동편(4)은, 또한, 한쪽의 짧은 변 근방의 한쪽의 표면으로부터 그 짧은 변의 측면을 개재하여 다른 쪽의 표면에 걸쳐 제1 및 제2 단자 전극(12a, 12b)을 구비하고 있고, 제1 단자 전극(12a)은 제1 여진 전극(6a)에 접속하고, 제2 단자 전극(12b)은 제2 여진 전극(6b)에 접속한다. 압전 진동편(4)은, 제1 및 제2 실장부(9a, 9b)에 외팔보 상태로 실장되어 있다. 베이스 기판(2)은, 그 이면 R의 한쪽의 짧은 변의 다른 쪽의 각부에 형성한 제2 외부 전극(11b)과, 다른 쪽의 짧은 변의 한쪽의 각부에 형성한 제1 외부 전극(11a)과, 그 밖의 각부에 형성한 더미 전극(11c)을 구비하고 있다. 리드 기판(3)은, 그 베이스 기판(2) 측의 표면에 오목부(16)를 구비하여, 압전 진동편(4)을 수납하고 있다. 오목부(16)의 저면(15)은 평탄면이다.
여기서, 베이스 기판(2)의 접합 부재(13)의 내주측에 형성한 제1 드로잉 전극(5a)은, 베이스 기판(2)의 표면 H의 법선 방향에서 보았을 때에, 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)과 겹치지 않는 주위의 영역에 설치되어 있다. 그 결과, 제1 실장부(9a)로부터 제1 관통 전극(10a)의 사이의 전류는, 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)을 감돌도록 2개의 경로로 흐르므로, 제1 실장부(9a)와 제1 관통 전극(10a)의 사이의 저항을 인하할 수 있다. 또한, 제1 드로잉 전극(5a)과 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)은 겹치지 않으므로, 제1 드로잉 전극(5a)과 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)의 사이의 기생 용량이 저감되어, 압전 진동편(4)의 진동을 안정시킬 수 있다.
도 2를 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 베이스 기판(2)의 외주부에, 예를 들면 알루미늄이나 실리콘 등의 도체막으로 이루어지는 접합 부재(13)를 설치하고 있다. 베이스 기판(2)의 외주부에 형성한 접합 부재(13)의 내주측이며, 한쪽의 짧은 변(이하, 하변이라고 함)과 우변의 각부 영역에 제2 관통 전극(10b)을 설치하고, 다른 쪽의 짧은 변(이하, 상변이라고 함)과 좌변의 각부 영역에 제1 관통 전극(10a)을 설치하였다. 제1 및 제2 관통 전극(10a, 10b)으로서 도전 접착재나 금속을 사용할 수 있다. 금속을 사용하여 그 표면을 글래스 재료와 융착하면, 기밀성을 장기간 유지할 수 있다.
베이스 기판(2)의 표면 H이며 접합 부재(13)의 내주측에, 제1 및 제3 드로잉 전극(5a, 5c)을 서로 전기적으로 분리하여 형성하였다. 제1 드로잉 전극(5a)은, 접합 부재(13)의 내주측의 하변과 좌변의 각부 영역으로부터 상변과 좌변의 각부 영역까지 연장되고, 제1 관통 전극(10a)의 상면을 덮어, 제1 관통 전극(10a)과 전기적으로 접속하고 있다. 제3 드로잉 전극(5c)은, 접합 부재(13)의 내주측의 하변과 우변의 각부 영역에 제2 관통 전극(10b)의 상면을 덮어, 제2 관통 전극(10b)과 전기적으로 접속하고 있다.
하변 근방의 제1 및 제3 드로잉 전극(5a, 5c) 상에는, 서로 분리한 제1 및 제2 실장부(9a, 9b)(도 1을 참조)를 설치하고, 그 상에 압전 진동편(4)을 외팔보 형상으로 실장하였다. 제1 및 제2 실장부(9a, 9b)로서 도전성 접착재나 금속 범프를 이용할 수 있다. 금속 범프를 사용하면, 압전 진동편(4)을 압접하였을 때에 단시간에 고화되고, 또한 가로 방향으로의 확대도 적으므로 제1 실장부(9a)와 제2 실장부(9b)를 전기적으로 용이하게 분리할 수 있어, 압전 진동편(4)의 외팔보 형상 실장에 바람직하다. 리드 기판(3)의 압전 진동편(4) 측의 표면에 오목부(16)를 형성하고, 오목부(16)의 측벽 상면과 베이스 기판(2)의 주변을 접합 부재(13)를 개재하여 양극 접합하였다. 제1 및 제3 드로잉 전극(5a, 5c)으로서, 금속막, 예를 들면 Au/Cr 등을 사용할 수 있다.
제1 실장부(9a)는 압전 진동편(4)의 하변에 형성한 제1 단자 전극(12a)과 전기적으로 접속하고, 제2 실장부(9b)는 압전 진동편(4)의 하변에 형성한 제2 단자 전극(12b)과 전기적으로 접속한다. 또한, 베이스 기판(2)의 표면 H의 법선 방향에서 보아, 압전 진동편(4)에 형성한 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)과, 제1 및 제3 드로잉 전극(5a, 5c)은 겹치지 않도록 설치하였다.
이 결과, 제1 여진 전극(6a)은, 제1 단자 전극(12a), 제1 실장부(9a), 제1 드로잉 전극(5a), 및 제1 관통 전극(10a)을 개재하여 제1 외부 전극(11a)에 전기적으로 접속하고, 제2 여진 전극(6b)은, 제2 단자 전극(12b), 제2 실장부(9b), 제3 드로잉 전극(5c) 및 제2 관통 전극(10b)을 개재하여 제2 외부 전극(11b)과 전기적으로 접속한다. 이에 의해, 제1 및 제2 외부 전극(11a, 11b)에 구동용의 전력을 공급하여 압전 진동편(4)을 진동시켜, 제1 및 제2 외부 전극(11a, 11b)으로부터 주파수 신호를 취출할 수 있다.
이와 같이, 제1 드로잉 전극(5a)을, 베이스 기판(2)의 표면 H의 법선 방향에서 보았을 때에, 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)과 겹치지 않는 주위의 영역에 형성하였으므로, 제1 실장부(9a)와 제1 관통 전극(10a)과의 사이의 저항이 저감되고, 또한, 제1 드로잉 전극(5a)과 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)과의 사이의 기생 용량도 저감되므로, 압전 진동편(4)의 진동을 안정시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 실시 형태에서는, 리드 기판(3)에 오목부를 형성하였지만, 이 대신에 베이스 기판(2)에 오목부를 형성해도 된다. 이 경우, 제1 드로잉 전극(5a)이나 제1 및 제2 실장부(9a, 9b)를 오목부 저면에 형성하면 된다.
(제2 실시 형태)
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 압전 진동자(1)의 설명도이다. 도 3의 (a)가, 베이스 기판(2)의 상면 모식도이고, 도 3의 (b)가 부분 BB에 대응하는 압전 진동자(1)의 단면 모식도이다. 제1 실시 형태와 상이한 부분은, 베이스 기판(2)과 리드 기판(3)의 접합면에 형성한 도체막과 제1 드로잉 전극(5a)을, 제1 실장부(9a)의 근방과 제1 관통 전극(10a)의 근방에서 전기적으로 접속한 점이고, 그 밖의 부분은 제1 실시 형태와 동일하다. 따라서, 이하, 주로 제1 실시 형태와 상이한 부분에 대하여 설명한다. 동일한 부분 또는 동일한 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 리드 기판(3)의 베이스 기판(2) 측에 오목부(16)를 형성하고, 이 오목부(16)의 측벽 상면과 베이스 기판(2)의 외주부를 접합한다. 리드 기판(3)과 베이스 기판(2)의 접합면에는 도체막으로 이루어지는 접합 부재(13)를 형성하고 있다. 베이스 기판(2)과 리드 기판(3)을 양극 접합에 의해 접합하는 경우에는, 접합 부재(13)로서, 예를 들면 알루미늄이나 실리콘을 0.2㎛∼0.5㎛ 형성한다. 또한, 양극 접합 대신에, 접합 부재(13)로서 도전성 접착재를 사용할 수 있다.
이 경우에, 접합 부재(13)와 제1 드로잉 전극(5a)을, 제1 실장부(9a) 근방 영역의 제1 접속부(7a)와 제1 관통 전극(10a) 근방 영역의 제2 접속부(7b)에서 전기적으로 접속한다. 제1 및 제2 접속부(7a, 7b)는, 접합 부재(13)를 내주측의 제1 드로잉 전극(5a)에 겹치도록 연장하여 설치하였다. 또한, 접합 부재(13)를 내주측에 연장하여 설치하는 것 대신에, 제1 드로잉 전극(5a)을 외주측에 연장하여 설치하여 접합 부재(13)와 전기적으로 접속해도 된다. 또한, 본 제2 실시 형태에서는 제1 및 제2 접속부(7a, 7b)의 2개소에서 전기적으로 접속하였지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 제2 접속부(7b)의 근방 영역을 제외하고, 접합 부재(13)와 제1 드로잉 전극(5a)이 근접하는 전체 영역에서 전기적으로 접속하도록 해도 된다.
그 결과, 제1 여진 전극(6a)은, 제1 단자 전극(12a), 제1 실장부(9a), 제1 드로잉 전극(5a) 및 접합 부재(13), 제1 관통 전극(10a)을 개재하여 제1 외부 전극(11a)에 전기적으로 접속하고, 제2 여진 전극(6b)은, 제2 단자 전극(12b), 제3 드로잉 전극(5c) 및 제2 실장부(9b)를 개재하여 제2 외부 전극(11b)에 전기적으로 접속한다. 이에 의해, 제1 실장부(9a)와 제1 관통 전극(10a)의 사이가 제1 드로잉 전극(5a)과 접합 부재(13)의 병렬 접속으로 되어, 제1 실장부(9a)와 제1 관통 전극(10a)의 사이의 저항을 저감시킬 수 있다.
(제3 실시 형태)
도 4 및 도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 압전 진동자(1)의 설명도이다. 도 4의 (a)가 베이스 기판(2)의 상면 모식도이고, 도 4의 (b)가 리드 기판(3)의 상면 모식도이며, 도 5의 (a)가 부분 BB에 대응하는 압전 진동자(1)의 단면 모식도이고, 도 5의 (b)가 부분 AA의 단면 모식도이다. 제1 실시 형태와 상이한 점은, 리드 기판(3)의 베이스 기판(2) 측의 표면에 제2 드로잉 전극(5b)을 형성하고, 제1 드로잉 전극(5a)과 제2 드로잉 전극(5b)을 제2 실장부(9b)의 근방 영역에 형성한 제1 접속부(7a)와 제1 관통 전극(10a)의 근방 영역에 형성한 제2 접속부(7b)에 의해 전기적으로 접속한 점이다. 그 밖에는 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다. 동일한 부분 또는 동일한 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 붙였다.
도 4에 도시한 바와 같이, 베이스 기판(2)의 표면 H는, 제1 및 제3 드로잉 전극(5a, 5c)과, 제1 드로잉 전극(5a) 상에 형성한 제1 실장부(9a)와, 제3 드로잉 전극(5c) 상에 형성한 제2 실장부(9b)와, 이들 제1 및 제2 실장부(9a, 9b) 상에 외팔보 형상으로 실장한 압전 진동편(4)을 구비하고 있다. 또한, 베이스 기판(2)은, 제1 드로잉 전극(5a) 상이며, 제1 실장부(9a)의 근방 영역에 형성한 제1 접속부(7a)와, 제1 관통 전극(10a)의 근방 영역에 형성한 제2 접속부(7b)를 구비하고 있다.
리드 기판(3)은, 그 베이스 기판(2) 측의 표면에 오목부(16)를 구비하고，이 오목부(16)의 저면에 제2 드로잉 전극(5b)을 형성하였다. 제2 드로잉 전극(5b)은, 베이스 기판(2)의 표면의 법선 방향에서 보았을 때에, 제1 드로잉 전극(5a)과 거의 동일한 형상을 갖고 있다. 즉, 제2 드로잉 전극(5b)은, 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)과 겹치지 않는 외주의 영역에 형성되고, 제1 드로잉 전극(5a)과 제2 드로잉 전극(5b)은, 제1 및 제2 접속부(7a, 7b)를 개재하여 전기적으로 접속하고 있다. 그 결과, 제1 실장부(9a)와 제1 관통 전극(10a) 사이는 제1 및 제2 드로잉 전극(5a, 5b)이 병렬 접속하고, 또한 제1 및 제2 드로잉 전극(5a, 5b)은, 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)과 겹치지 않는 주위의 영역에 형성하였으므로, 드로잉 전극의 저항을 한층 더 저감할 수 있다.
또한, 제2 드로잉 전극(5b)은, 제1 및 제2 여진 전극(6a, 6b)의 주위의 영역에 형성하는 것 대신에, 좌변의 외주측에만 형성해도 된다. 또한, 접합 부재(13)가 도전체인 경우에는, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 적어도 제1 및 제2 접속부(7a, 7b)에서 제1 드로잉 전극(5a) 또는 제2 드로잉 전극(5b)과 전기적으로 접속하도록 구성해도 된다. 이에 의해, 제1 실장부(9a)와 제1 관통 전극(10a)의 사이는, 제1 드로잉 전극(5a), 제2 드로잉 전극(5b) 및 접합 부재(13)의 병렬 접속으로 되기 때문에, 드로잉 전극의 저항을 더욱 저감할 수 있다.
(제4 실시 형태)
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 발진기(40)의 상면 모식도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 발진기(40)는, 기판(43), 이 기판 상에 설치한 상기 제1∼제3 실시 형태 중 어느 하나의 압전 진동자(1), 집적 회로(41) 및 전자 부품(42)을 구비하고 있다. 압전 진동자(1)는, 외부 전극(11a, 11b)에 공급되는 구동 신호에 기초하여 일정 주파수의 신호를 생성하고, 집적 회로(41) 및 전자 부품(42)은, 압전 진동자(1)로부터 공급되는 일정 주파수의 신호를 처리하여, 클럭 신호 등의 기준 신호를 생성한다. 본 발명에 따른 압전 진동자(1)는, 고신뢰성이며 또한 소형으로 형성할 수 있으므로, 발진기(40)의 전체를 한층 더 콤팩트하게 구성할 수 있다.
1 : 압전 진동자
2 : 베이스 기판
3 : 리드 기판
4 : 압전 진동편
5a : 제1 드로잉 전극
5b : 제2 드로잉 전극
5c : 제3 드로잉 전극
6a : 제1 여진 전극
6b : 제2 여진 전극
7a : 제1 접속부
7b : 제2 접속부
9a : 제1 실장부
9b : 제2 실장부
10a : 제1 관통 전극
10b : 제2 관통 전극
11a : 제1 외부 전극
11b : 제2 외부 전극
12a : 제1 단자 전극
12b : 제2 단자 전극
13 : 접합 부재
40 : 발진기

Claims (4)

  1. 베이스 기판과,
    상기 베이스 기판의 표면에 형성한 실장부에서 외팔보 상태로 유지되는 압전 진동편과,
    상기 베이스 기판에 설치되며, 상기 압전 진동편을 덮도록 수납하는 리드 기판을 구비하는 압전 진동자로서,
    상기 압전 진동편은, 그 외표면에 구동용의 제1 및 제2 여진 전극을 갖고,
    상기 베이스 기판은, 그 표면으로부터 반대측의 이면에 걸쳐 관통하는 제1 및 제2 관통 전극과, 상기 표면에 형성되며, 일단이 상기 제1 관통 전극에 접속하고 타단이 상기 실장부에 접속하는 제1 드로잉 전극을 갖고,
    상기 제1 드로잉 전극은, 상기 베이스 기판을 그 표면의 법선 방향에서 보았을 때에, 상기 제1 및 제2 여진 전극과 겹치지 않는 주위의 영역에 형성되고,
    상기 제1 여진 전극은, 상기 실장부와 상기 제1 드로잉 전극을 개재하여 상기 제1 관통 전극에 전기적으로 접속하고, 상기 제2 여진 전극은, 상기 실장부를 개재하여 상기 제2 관통 전극에 전기적으로 접속하는 압전 진동자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리드 기판은, 상기 압전 진동편을 수납하기 위한 오목부를 갖고,
    상기 오목부를 구성하는 측벽의 상면이 상기 베이스 기판에 접합하고,
    상기 리드 기판과 상기 베이스 기판이 접합하는 접합면에는 도체막이 형성되고,
    상기 제1 드로잉 전극은, 상기 실장부의 근방과 상기 제1 관통 전극의 근방에서 상기 도체막에 전기적으로 접속하는 압전 진동자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 베이스 기판은, 상기 제1 드로잉 전극 위이며 상기 실장부의 근방에 위치하는 제1 접속부와 상기 제1 관통 전극의 근방에 위치하는 제2 접속부를 갖고,
    상기 리드 기판은, 상기 압전 진동편이 실장되는 쪽의 표면에 형성되는 제2 드로잉 전극을 갖고, 상기 제1 드로잉 전극과 상기 제2 드로잉 전극은 상기 제1 및 제2 접속부에서 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 압전 진동자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 압전 진동자와,
    상기 압전 진동자에 구동 신호를 공급하는 구동 회로를 구비하는 발신기.
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