JP4039845B2 - 圧電振動子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、極めて小型の圧電振動子に関して、特にその小型化、軽量化、低背化の実現を考慮し、同時に完成品の総合歩留まりの向上を実現出来る圧電振動子の構造を考慮した電子情報機器や、無線通信機器、携帯電話端末などの移動体通信分野の機器に使用される圧電振動子の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、圧電振動子は、圧電素板を圧電振動子内部に片持ち支持の状態で、支持構造を構成するものが一般的になっている。これは、圧電素板を圧電振動子の絶縁基板上の導電性パッド上に両持ち支持の状態で支持すると、圧電素板の両端が固定され、その周波数特性などの特性を悪化させる虞があるからである。
【０００３】
近年、圧電振動子には、使用される機器の小型化に伴い、極めて急激なその容器形状における外形サイズの小型化、低背化の要求がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような背景において、圧電振動子の小型化、低背化が進めば進むだけ、その組み立て作業が困難になり、片持ち支持構造をもつ圧電振動子の製造工程中において、圧電素板の接着部の対向端が圧電振動子容器の内部の搭載基板や蓋に接触するため圧電振動子の振動周波数などの特性が規定の周波数から変化してしまい、その結果、圧電振動子全体としてその完成品の総合歩留まりを大幅に低下させてしまうという現実があった。
【０００５】
圧電素板の接着部の対向端が圧電振動子容器の内部の搭載基板や蓋に接触することを防止するために、圧電振動子内部の絶縁基板上の導電性パッド上に様々な形状のバンプを設けるなどの方法が成されたが、圧電振動子の製造工程のうち、特に導電性接着剤の塗布〜圧電素板の搭載〜導電性接着剤の硬化といった一連の工程において、圧電素板の接着側の対向端の絶縁基板面からの浮きを一定に保持することは、非常に困難であった。この理由は、平坦な導電性パッドまたは圧電素板を浮かす支点となるバンプが設けられたパッド上に、導電性接着剤だけを用いて圧電素板を搭載すると、導電性接着剤の塗布の位置、導電性接着剤の塗布の量、また圧電素板の搭載の位置などの条件によって、導電性接着剤による搭載される圧電素板を引っ張る力が一定ではなくなり、そのため搭載された圧電素板が傾きを持ち、圧電振動子容器の内部の搭載基板や蓋に接触してしまう場合があるからである。この導電性接着剤が圧電素板を引っ張る力には、導電性接着剤溶剤の揮発時と導電性接着剤の硬化時における、導電性接着剤の収縮力がある。
【０００６】
ここで、導電性接着剤が塗布される圧電素板の対向端の絶縁基板面からの浮きを保持するひとつの方法には、搭載する圧電素板の位置を、治具を用いて固定しながら、平坦な導電性パッド上に、導電性接着剤を硬化するといった方法が考えられるが、圧電素板が収納される圧電振動子の容器が極めて小さいこと、また、そういった極めて小さな容器に対しての治具の設定などでその製造工程を複雑化し、結果としてコスト高となり、その実施は困難なのが現状である。
【０００７】
また、圧電振動子の低背化を、更に一層進めるために、導電性パッド上に様々な形状のバンプを設け、そのバンプを支点として圧電振動子に搭載する圧電素板の導電性接着部の対向端を、絶縁基板面に対して水平面以上の傾きをもって浮かすことが考えられるが、この場合も、導電性接着剤の塗布状態及び圧電素子の搭載位置などの条件によって圧電素板が搭載される導電性接着剤が硬化した後、搭載される圧電素板の傾きの度合いが全て決定されてしまい、その結果圧電素板の接着側の対向端が、圧電振動子を気密封止する蓋に内部で接触する事故が発生し、ここでも圧電振動子の振動周波数などの特性の劣化を発生して総合歩留まりを悪化させる結果となり、これも解決が必要な課題となっているのが現状である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するために、本発明は、水晶素板への導電性接着剤塗布側の絶縁基板上の導電性パッド上に、圧電素板の傾きを抑制し、圧電素板を水平に保持する対の幅の狭い長方形状突起を、圧電素板長辺方向と平行に、圧電素板の短辺の幅よりも小さい間隔で設けることにより、導電接着剤の硬化後の状態で圧電素板の傾きを決定されることなく、圧電素板を圧電振動子容器の内部底部の絶縁基板に対して水平に保持し、課題を解決するものである。
【０００９】
前記の1対の幅の狭い長方形状突起は、圧電振動子容器内部の絶縁基板上の導電性パッドを形成する際に、導電性パッドの形成に引き続き、一般的な周知の技術であるスクリーン印刷により多層の導電性のメタライズ層により形成される。1対のそれぞれの幅の狭い長方形状突起は、互いに形状が同じであり、絶縁基板上の導電性パッド面からの高さも、同じである。
【００１０】
別の表現をとれば、圧電振動子内部の短冊状の圧電素板が、圧電素板の長手方向の接着側において、導電性接着剤によりその硬化後、圧電素板が1対の幅の狭い長方形状突起上に搭載された状態で保持された形態となる。
【００１１】
【本発明の実施の形態】
以下、添付の図面に従がってこの発明の実施例を説明する。なお各図においての、同一の符号は、同じ対象を示すものとする。
【００１２】
図１は、本発明の圧電振動子内部の底部の絶縁基板上に構成される導電性パッド３の上に1対の幅の狭い長方形状の突起５を設け圧電素板１をその上に搭載した実施例の上面図である。導電性パッド３上の1対の幅の狭い長方形状の突起５の位置は、出き得る限りこの突起の上部に搭載される圧電素板の範囲内にあることが、確実に圧電素板１の開放端８を持ち上げる為にも望ましい。図２は、前記の1対の幅の狭い長方形状の突起５が設けられた圧電振動子容器２内部の底部絶縁基板上の導電性パッド３部分を、圧電振動子を長手方向にみた、突起５を誇張して描いた側面図である。このように、導電性パッド３上に、圧電素板１の長辺方向と平行に、かつ圧電素板１の幅寸法よりも狭い間隔で1対の幅の狭い長方形状の突起５を設ける。それぞれの突起５の上面は、圧電振動子底部の絶縁基板面に対してほぼ水平である。図３は突起５が設けられた圧電振動子容器２内部の底部絶縁基板面７上の導電性パッド３部分を、圧電振動子を短手方向にみた側面図である。
【００１３】
上面図１と側面図２に見るように、導電性接着剤４は導電性パッド３上で1対の幅の狭い長方形状突起５の脇、即ちそれぞれの突起の外側長手直角方向に塗布され、圧電素板１を搭載すると圧電素板１は、導電性接着剤４の溶剤の揮発時の収縮及び導電性接着剤４の硬化時の収縮により導電性パッド３側に引っ張られる。ここで突起の外側とは、図２のような状態を指す。
【００１４】
この時、圧電素板１が搭載される突起５が、1対の幅の狭い長方形状の突起５であり、圧電素板１の接する部分が、1対の突起５の上面である為、圧電素板１は傾きを持たず圧電振動子容器２内部の底部絶縁基板面７と平行な状態で保持される。
この状態が保持される為には、圧電素板１の開放端８を確実に持ち上げるのに導電性接着剤４の十分な塗布面積が必要であり、同時にその溶剤の揮発時の収縮及び導電性接着剤４の硬化時の収縮によって、圧電素板１は導電性パッド５側に引っ張られると同時に、図４にあるように圧電素板１に対して、圧電素板１を開放端８と反対側の方向に引っ張り、かつ圧電素板１の開放端８を持ち上げる力が作用し、その結果、圧電素板１は圧電振動子容器２内部の底部絶縁基板面７と平行な状態で、導電性接着剤４の硬化後もその傾きが保持される。
【００１５】
突起の形状は、長方形以外の場合でも、導電性接着剤の塗布面積が十分な広がりを持ち、導電性接着剤の接着力を十分に確保することが出来、かつ圧電素板を圧電素板を搭載する幅の狭い長方形状突起の上面を搭載面とし、圧電素板の開放端を水平方向に持ち上げる力が十分に圧電素板に働くことが確保でき得れば、幅の狭い長方形状突起以外の長円形でも楕円形でもその形状及び数は問うものではない。
【００１６】
【発明の効果】
このように本発明では、1対の幅の狭い長方形状突起を導電性パッドの形成時に、一般的なスクリーン印刷により多層の導電性のメタライズ層により形成するだけなので、複雑な構造を必要とせず、かつ通常での圧電振動子の製造工程に追加となる工程を加えること無く、導電性接着剤硬化後での圧電素板の水平度の保持が本発明によって得られるため、製造コストを安価におさえながら、圧電振動子全体としてその完成品の総合歩留まりを大幅に高めることが出来た。
また、本実施例にあるような圧電振動子単体に限らず、本発明の圧電振動子を構成する圧電発振器においても、同様に先に述べた、振動周波数などの特性の変化が無くなるという効果が得られ、その結果、圧電発振器の総合歩留まりの改善を実現することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す圧電振動子の、上部の蓋を外した突起部を誇張して描いた上面図である。
【図２】本発明の実施例を示す圧電振動子を、圧電素板の接続部側から長手方向にみた、突起部を誇張して描いた側面図である。
【図３】本発明の実施例を示す圧電振動子を、圧電素板の短手方向にみた側面図である。
【図４】本発明において導電性接着剤が硬化・収縮する際に圧電素板に作用する力の方向を示した図である。
【符号の説明】
１ 圧電素板
２ 圧電振動子容器
３ 導電性パッド
４ 導電性接着剤
５ 幅の狭い長方形状の突起
６ 励振電極
７ 底部絶縁基板面
８ 圧電素板の接着部の対向端部
９ 蓋

Claims (1)

1. 圧電素板が、圧電振動子容器内部の絶縁基板上に形成された導電性パッドの上に、導電性接着剤により片持ちの状態で固定され、気密封止される構成の圧電振動子において、
   該圧電振動子容器内部の該絶縁基板上に形成された該導電性パッド上に、該圧電素板が搭載され、該圧電素板の傾きを抑制し水平に保持するように、該圧電素板の長辺と平行な方向に同一形状をした１対の平行に対向した長方形状突起が形成されており、該圧電素板と該導電性パッドと該長方形状突起とが、該長方形状突起の長手方向に対して直角の方向から該長方形状突起の外側に塗布された該導電性接着剤により接着固定されていることを特徴とする圧電振動子。

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