JP2004096721A - 圧電振動子用パッケージ並びに圧電振動子および圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】高い気密性が得られ、より小型化、薄型化を可能にする。
【解決手段】圧電振動子３０は、圧電振動片３２を収容するパッケージ３４を有している。パッケージ３４の枠部材４６は、コバールによって形成してある。ベース部４８は、ホウケイ酸ガラスによって形成してあって、枠部材４６に封着してある。ベース部４８に封着した端子部材５２（５２ａ、５２ｂ）は、コバールから形成してあって、ベース部４８の下面に配置される板状の外部端子部５４と、外部端子部５４に突設されてベース部４８を貫通している接続端子部５８とからなっている。圧電振動片３２の接続電極部４０（４０ａ、４０ｂ）は、導電性接着剤６０を介して接続端子部５８に電気的に接続してある。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動片を配置、実装するパッケージに係り、特にパッケージ本体が金属からなる圧電振動子用パッケージ並びに圧電振動子および圧電デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電振動子は、電子機器や無線機器の小型化に伴って小型化、薄型化が図られている。そして、圧電振動子を、そのパッケージに配置された面状の外部電極（外部端子）を介して実装基板の表面に接合する表面実装が一般的となっている。図１７は、従来の表面実装型の圧電振動子の一例を示す概略説明図であって、（１）は断面図、（２）は蓋部を省略した平面図である。
【０００３】
図１７において、圧電振動子１０は、パッケージ１２がパッケージ本体１４と金属製の蓋部１６とからなっていて、パッケージ本体１４が形成するキャビティ１８内に圧電振動片２０が収容してある。パッケージ本体１４は、いわゆるセラミックパッケージであって、セラミックからなるベースシート２２とフレームシート２４とを積層して形成してある。そして、ベースシート２２の上面の一側には、マウント電極部２６が設けてある。このマウント電極部２６には、圧電振動片２０が導電性接着剤（図示せず）により片持ち梁状に固着してある。圧電振動片２０は、両面に電極部２８が対称に設けてあって、これらの電極部２８が導電接着剤を介してマウント電極部２６に電気的に接続される。また、マウント電極部２６は、図示しないスルーホールを介してベースシート２２の下面に設けた図示しない外部端子に電気的に接続してある。そして、パッケージ本体１４と蓋部１６とは、気密に接合してあり、キャビティ１８内は不活性ガス雰囲気または真空となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の表面実装型の圧電振動子１０は、パッケージ本体１４を構成するベースシート２２とフレームシート２４とが絶縁体であるセラミックから構成してあって、積層するシート間に複雑な配線の引き回しが可能であり、配線用のワイヤをなくすことができ、小型化、薄型化を図ることができる。
【０００５】
ところが、セラミックは、粉末状の素材を焼成して形成するために多孔質である。このため、セラミックパッケージの圧電振動子１０は、小型化、薄型化が限界になりつつあり、一層の小型化、薄型化が困難となっている。すなわち、セラミックは多孔質であるため、セラミックからなるベースシート２２やフレームシート２４の厚さを薄くすると、パッケージ１２の内部を気密に保持することができなくなり、信頼性が低下する。このため、セラミックパッケージは、ベースシート２２やフレームシート２４の厚さを０．１２〜０．１５ｍｍより薄くすることができない。また、セラミックは、延性、展性がなく、脆くて割れやすく、この点からも小型化、薄型化が困難となる。
【０００６】
さらに、パッケージ本体１４は、大きなベースシート２２とフレームシート２４とを積層して焼成し、多数のパッケージ本体１４を一体に形成したのち、各パッケージ本体間に切れ目を入れて折るように破断して個々に分割しており、破断面にバリ状の突起が形成され、外形寸法の精度が悪い。このため、圧電振動片２０の実装工程におけるパッケージ本体１４をセットする治具は、パッケージ本体１４の設計値に最大誤差を加えた寸法に、バリ状の突起の寸法を考慮した余裕を持たせる必要があり、パッケージ本体１４の位置決め精度が悪い。しかも、従来の圧電振動子１０は、圧電振動片２０をパッケージ本体１４のキャビティ１８内に実装する場合に、パッケージ本体１４内に圧電振動片２０の位置を規制するものがなく、圧電振動片２０をキャビティ１８内に単におくだけであったため、圧電振動片２０がパッケージ本体１４の内壁に接触するのを防止するために、高価な画像処理装置によって圧電振動片２０の位置調整を行なっており、圧電振動子１０の製造コストを下げることが困難となる。また、パッケージ本体１４を移送する場合に、バリ状の突起が形成されている部分を把持すると、割れや欠けが発生しやすく、不良率が増大する。
【０００７】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、高い気密性が得られ、より小型化、薄型化を可能にすることを目的としている。
また、本発明は、圧電振動片の実装の際に、画像処理装置などの高価な機器を不要とすることを目的としている。
さらに、本発明は、圧電振動子の組立を容易、正確に行なえるようにすることなどを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る圧電振動子用パッケージは、圧電振動片が配置されるキャビティを形成する金属製の枠部材と、この枠部材の下部に封着した少なくとも一部が絶縁体からなるベース部と、このベース部の下面に配置する板状の外部端子部と、この外部端子部に突設されて前記ベース部に設けた貫通孔に挿入されて前記圧電振動片の電極部と電気的に接続される接続端子部とを備えた端子部材と、を有することを特徴としている。
【０００９】
このようになっている本発明は、圧電振動片が配置されるキャビティを形成する枠部材を金属によって形成しているため、薄くした場合であっても高い気密性を保持することができ、セラミックのように割れたりするおそれがない。したがって、さらに小型、薄型化した場合であっても、高い信頼性が得られる。また、枠部材を金属によって形成しているため、高い寸法精度が得られ、圧電振動片を実装する際のパッケージの位置決め精度を向上することができ、高価な画像処理装置などを用いなくとも、圧電振動片を精度よく実装することができる。
【００１０】
金属製の枠部材は、下部の外面を絶縁材によって覆うとよい。これにより、金属性の枠部材が実装基板の電極パターンと短絡するのを確実に防ぐことができる。すなわち、外部端子部を実装基板の電極パターンに半田によって接合したときに、半田がパッケージの外面下部を這い上がることがある。しかし、本発明は、金属製の枠部材の下部が絶縁材によって覆ってあるため、パッケージの下部を這い上がった半田が、枠部材と接触するのを確実に防止することができる。金属製の枠部材の下部を覆う絶縁材は、絶縁性塗料や樹脂などであってもよいが、ベース部を構成している絶縁体であることが望ましい。これにより、金属製の枠部材とベース部とを接合する際に、枠部材の下部を絶縁体によって容易に覆うことができ、工程の簡素化を図ることができる。
【００１１】
そして、接続端子部は、ベース部を貫通した上端部に圧電振動片の位置決め部を形成することができる。接続端子部に圧電振動片の位置決め部を設けると、圧電振動片を実装する際の位置決めをより容易、正確に行なうことができる。また、枠部材には、内面に圧電振動片の位置決めをする位置決め凸部が形成できる。これにより、圧電振動片を実装する際の位置決めをより容易、正確に行なうことができ圧電振動子の組立を容易、正確に行なうことができる。
【００１２】
さらに、ベース部には、圧電振動片を支持する支持部を形成することができる。圧電振動片を接続端子部に片持ち梁状に接合（マウント）したときに、ベース部に設けた支持部によって圧電振動片の先端側を支持することにより、圧電振動片を容易、確実に水平に保持することができる。このため、圧電振動片を収容するキャビティの上下方向の寸法を小さくすることができ、パッケージの薄型化を図ることができる。そして、接続端子部は、圧電振動片の辺に沿って長い矩形などの多角形や長円形、楕円形などに形成することができる。これにより、圧電振動片を安定して支持することができる。また、圧電振動片との接合面積が大きくなって接合強度が向上し、耐衝撃性を高めることができる。
【００１３】
外部端子部は、ベース部の側面に露出させることが望ましい。外部端子部をベース部の側面から露出させると、電子機器の実装基板などの電極パターンに外部端子部を介して実装した際に、電極パターンとの接合が良好に行なわれているか否かを目視により容易に確認することができる。そして、枠部材には、上端部に蓋部の位置決めをする位置決め係止部を設けることができる。これにより、パッケージを封止する際の蓋部の位置決めを容易、正確に行なうことができる。
【００１４】
本発明に係る圧電振動子は、上記した圧電振動子用パッケージを有することを特徴としている。これにより、上記の効果を有する圧電振動子を提供することができる。
また、本発明に係る圧電振動子は、金属製の枠部材と、この枠部材の下部に封着した少なくとも一部が絶縁体からなるベース部と、このベース部の下面に配置する板状の外部端子部と、この外部端子部に突設されて前記ベース部を貫通した接続端子部とを備えた端子部材と、前記枠部材の形成するキャビティ内に配置されて前記接続端子部と嵌合する嵌合孔が形成された圧電振動片と、を有することを特徴としている。
【００１５】
このようになっている本発明の圧電振動子は、圧電振動片が配置されるキャビティを形成する枠部材を金属によって形成したことにより、より小型、薄型化した場合でも高い気密性を保持することができ、信頼性を向上することができる。しかも、圧電振動片に設けた嵌合孔と接続端子部とを嵌合させることにより、圧電振動片を実装するときの位置決めを容易、精度よく行なうことができ、圧電振動子の組立を容易、正確に行なうことができる。
【００１６】
接続端子部は、先端部を漸次細くするとよい。このように接続端子部にテーパを形成することにより、圧電振動片の上下方向の支持位置を容易、正確に設定することが可能となり、組立工程を簡略化することができる。また、枠部材には、上端部に蓋部の位置決めをする位置決め係止部を設けるとよい。これにより、パッケージを封止する際の蓋部の位置決めを容易、正確に行なうことができる。
【００１７】
本発明に係る圧電デバイスは、上記した圧電振動子を有することを特徴としている。これにより、上記の効果を伴った圧電デバイスを提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る圧電振動子用パッケージ並びに圧電振動子および圧電デバイスの好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電振動子の説明図であって、（１）は蓋部を取り除いた状態の平面図であり、（２）は（１）のＡ−Ａ線に沿った断面図、図２は上方から見た斜視図であり、図３は下方から見た斜視図、図４は分解斜視図である。
【００１９】
これらの図において、圧電振動子３０は、圧電振動片３２がパッケージ３４の内部に配置してある。圧電振動片３２は、実施形態の場合、圧電材料である水晶板３６によって形成してある。そして、圧電振動片３２は、水晶板３６の両面の中央部に励振電極部３８ａ、３８ｂ（励振電極部３８ｂは図示せず）が形成してあるとともに、長手方向の両端部に接続電極部４０（４０ａ、４０ｂ）が設けてある。各接続電極部４０は、それぞれ水晶板３６の上下の両面に形成してあって、それぞれの両面の接続電極部４０が電気的に接続されている。また、接続電極部４０ａは配線部４２ａを介して上面の励振電極部３８ａに接続してあり、接続電極部４０ｂは配線部４２ｂを介して下面の励振電極部３８ｂに接続してある。
【００２０】
パッケージ３４は、図１（２）に示したように、圧電振動片３２を収容するキャビティ４４を形成する枠部材４６と、ベース部４８と、蓋部５０とを有している。枠部材４６とベース部４８とはパッケージ本体を形成していて、実施形態の場合、枠部材４６が金属であるコバールから形成してあって、ベース部４８が絶縁体であるホウケイ酸ガラスによって形成してある。そして、枠部材４６とベース部４８とは、整合封止型のハーメチックシール構造に封着してある。また、蓋部５０は、枠部材４６と同様にコバールから形成してある。パッケージ３４は、圧電振動片３２をキャビティ４４内に実装したのち、蓋部５０が枠部材４６の上に配置されて、シーム溶接などによって枠部材４６に接合されたことにより、気密に封止される。
【００２１】
ベース部４８には、一対の端子部材５２（５２ａ、５２ｂ）が設けてある。各端子部材５２は、ベース部４８の下面に配置される外部端子部５４と、この外部端子部５４に突設され、ベース部４８に設けた貫通孔５６に挿入される接続端子部５８とからなっている。これらの端子部材５２は、コバールからなっていて、ベース部４８に封着されて整合封止型ハーメチックシールを形成している。そして、各端子部材５２は、図３、図４に示してあるように、板材から形成してあって、外部端子部５４が平板状をなし、接続端子部５８が絞り加工によって外部端子部５４と一体に形成してある。また、端子部材５２は、この実施形態の場合、接続端子部５８の上端がベース部４８の上面よりやや突出していて、圧電振動片３２のマウント部となっている。そして、圧電振動片３２は、接続電極部４０ａ、４０ｂが導電性接着剤６０によって各端子部材５２の接続端子部５８に接合してある（図１（２）参照）。
【００２２】
枠部材４６は、図４に示してあるように、長手方向に位置する各短辺部６２の下端に、ベース部４８を嵌入させる凹部６４が設けてある。そして、ベース部４８は、枠部材４６の各短辺部６２に対応した長手方向両端部が薄肉部６６となっているとともに、両薄肉部６６の間がキャビティ４４内に挿入される厚肉部６８となっている。したがって、ベース部４８は、枠部材４６に対して、凹部６４によって短手方向の位置決めがなされ、薄肉部６６と厚肉部６８との境界部に形成された段部７０によって長手方向の位置決めがなされるようになっている。また、ベース部４８は、長手方向両側の下面に端子部材５２の外部端子部５４を嵌入させる位置決め凹部７２が形成してある（図２参照）。さらに、各外部端子部５４は、一側面がベース部４８の側面（パッケージ３４の側面）から露出している。
【００２３】
図５は、第１実施形態に係る圧電振動子３０の製造工程のフローチャートである。まず、図５のステップ８１に示したように、圧電振動片３２、枠部材４６、ベース部４８、蓋部５０、端子部材５２をそれぞれ個別に形成する。圧電振動片３２は、従来と同様に機械加工やフォトリソ加工により所定の形状に形成される。
【００２４】
枠部材４６、端子部材５２は、所定の厚さのコバールをプレスによって打ち抜き、成形加工して形成する。蓋部５０も所定の厚さのコバールをプレスによって所定の形状に打ち抜くことによって形成する。ただし、これらは鍛造によって形成してもよい。また、ベース部４８は、ホウケイ酸ガラスの粉末を型に入れ、プレスによって圧力をかけながら焼結することによって製造される。
【００２５】
このようにして形成された枠部材４６、ベース部４８、端子部材５２は、カーボンによって形成した治具（図示せず）内において組み立てられる（ステップ８２）。その後、治具を炉の中に配置して所定の温度に加熱し、枠部材４６とベース部４８、ベース部４８と端子部材５２とを封着（ハーメチックシール）し、表面処理する（ステップ８３）。
【００２６】
次に、端子部材５２の接続端子部５８に導電性接着剤６０を塗布する（ステップ８４）。さらに、ステップ８５に示したように、圧電振動片３２をキャビティ４４内に搬入し、導電性接着剤６０を介してベース部４８に実装する。その後、真空または窒素雰囲気下において枠部材４６の上に蓋部５０を配置し、シーム溶接などによって枠部材４６と蓋部５０とを気密に接合してパッケージ３４を封止する（ステップ８６、８７）。
【００２７】
このようにして得た圧電振動子３０は、枠部材４６および蓋部５０が金属であるコバールによって形成してあるとともに、ベース部４８がガラスによって形成してあり、いずれもセラミックのような多孔質でないため、薄くしても封止が破れるおそれがなく、圧電振動子３０を従来に比較してより一層小型、薄型化することができるとともに、信頼性を向上することができる。しかも、枠部材４６は、金属によって形成されているため、バリなどの発生がなく、セラミックパッケージに比較して高精度の加工を行なうことができる。このため、圧電振動片３２を実装する際のパッケージ３４の位置決めを正確に行なうことが可能で、高価な画像処理装置などを用いなくとも圧電振動片３２をキャビティ４４内に容易に実装することができる。したがって、設備費などを削減することができてコストの削減が図れる。また、枠部材４６が金属によって形成してあるため、セラミックパッケージに比較して大きな強度が得られ、パッケージを移送するときに把持したとしても、割れや欠けが発生することがなく、不良率を低減することができる。
【００２８】
図６は、第１実施形態に係る圧電振動子３０を、電子機器などの実装基板に実装した状態の斜視図の一部を模式的に示したものである。圧電振動子３０は、端子部材５２の外部端子部５４を介して実装基板９０に設けた電極パターン９２に半田によって接続される。すなわち、実装基板９０の電極パターン９２には半田が塗布してある。そして、圧電振動子３０は、外部端子部５４が電極パターン９２の上に配置された状態でリフロー炉に搬入され、半田が溶融されることにより、半田を介して外部端子部５４が電極パターン９２に接合される。そして、実施形態の圧電振動子３０は、外部端子部５４の側面がベース部４８の側面に露出しているため、半田フィレット９４を視認することができる。したがって、外部端子部５４が電極パターン９２に確実に接続されたか否かを目視によって容易に確認することができる。また、圧電振動子３０は、枠部材４６の下端面と外部端子部５４の下面とがほぼ同じ位置となっているため、圧電振動子３０を実装基板９０に実装する際に、圧電振動子３０が傾いたりするのを防ぐことができる。
【００２９】
図７は、第２実施形態の説明図であって、（１）が蓋部を省略した平面図、（２）が（１）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。この実施形態に係る圧電振動子１００は、端子部材１０２の形状が第１実施形態と異なっており、他は第１実施形態と同様である。この第２実施形態における端子部材１０２は、ベース部４８の下面に配置される板状の外部端子部５４と、ベース部４８を上下方向に貫通している接続端子部１０４とが一体に形成してある。そして、接続端子部１０４の上端部には、圧電振動子１００の中央側に半円状の支持部１０６が設けてあって、この支持部１０６の上に圧電振動片３２の端部を配置するようになっている。また、接続端子部１０４は、支持部１０６の外側に枠部材４６の短辺部６２と平行な位置決め段部（位置決め部）１０８が形成してあって、圧電振動片３２の図７における左右方向の位置決めをできるようにしてある。
【００３０】
このようになっている圧電振動子１００は、圧電振動片３２を実装する場合、圧電振動片３２の短辺中央部を接続端子部１０４に設けた支持部１０６の上に配置する。その後、接続端子部１０４と圧電振動片３２の短辺中央部とに導電性接着剤を塗布して硬化させる。これにより、圧電振動片３２の本図に図示しない接続電極部が接続端子部１０４に電気的に接続される。
【００３１】
このように、第２実施形態の圧電振動子１００は、圧電振動片３２を接続端子部１０４に形成した支持部１０６に配置することにより、長手方向の位置が容易、正確に位置決めされるため、組立を容易、正確、迅速に行なうことができる。
【００３２】
図８は、第３実施形態の説明図であって、（１）は蓋部を省略した平面図、（２）は（１）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。この実施形態に係る圧電振動子１１０は、端子部材１１２が外部端子部５４と外部端子部５４に突設した接続端子部１１４とからなっている。接続端子部１１４は、枠部材４６に封着したベース部４８の上面から突出した先端部がテーパ状に形成してあって、先端に向けて漸次細くなっている。そして、圧電振動片１１６は、長手方向の両端部に接続端子部１１４と嵌合させる嵌合孔１１８が設けてある。また、嵌合孔１１８は、接続端子部１１４の最大外形より小さく形成してある。圧電振動片１１６に形成した本図に図示しない接続電極部と接続端子部１１４との電気的接続は、圧電振動片１１６の嵌合孔１１８と接続端子部１１４とを嵌合させたのち、導電接着剤を塗布して行なう。
【００３３】
このようになっている第３実施形態の圧電振動子１１０は、端子部材１１２の接続端子部１１４の上端部がテーパ状に形成してあるとともに、圧電振動片１１６に接続端子部１１４と嵌合させる嵌合孔１１８を設けたことにより、圧電振動片１１６の長手方向および短手方向の位置決めを容易、正確に行なうことができる。
【００３４】
図９ないし図１１は、圧電振動片を片持ち梁状に実装するパッケージ本体の実施形態を示したものである。図９（１）はパッケージ本体１２０の平面図、（２）が底面図、（３）は（１）のＤ−Ｄ線に沿った断面図、（４）は（１）のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。このパッケージ本体１２０は、額縁状の枠部１２２とベース部１２４とを有していて、ベース部１２４が金属底板部１２６とガラス底板部１２８とからなっている。なお、外部端子部１３２の配置される部分のみハーメチックシール構造に封着している。金属底板部１２６は、実施形態の場合、コバールからなっていて、枠部１２２と一体に形成してある。
【００３５】
ガラス底板部１２８は、枠部１２２の長手方向一側に配置してある。また、ガラス底板部１２８には、コバールからなる一対の端子部材１３０が固着してある。端子部材１３０は、同図（３）に示してあるように、ガラス底板部１２８の下面に配置される外部端子部１３２と、この外部端子部１３２に突設されてガラス底板部１２８を貫通している接続端子部１３４とからなっている。そして、各端子部材１３０の外部端子部１３２は、パッケージ本体１２０の短手方向に沿って配置され、一側面がガラス底板部１２８の側面から露出している。
【００３６】
図１０は、パッケージ本体の他の実施形態を示したもので、（１）はパッケージ本体１４０の平面図であり、（２）は底面図、（３）は（１）のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。このパッケージ本体１４０は、コバールによって形成した額縁状の枠部材１４２と、ホウケイ酸ガラスからなるベース部１４４とを有している。そして、ベース部１４４の長手方向一側には、一対の端子部材１４６が設けてある。端子部材１４６は、コバールから形成してあって、ベース部１４４の下面に位置する外部端子部１４８と、ベース部１４４を貫通させた接続端子部１５０とからなっている。各外部端子部１４８は、パッケージ本体１４０の同じ短辺に向けて配置してあって、一側面がベース部１４４の側面から露出している。
【００３７】
図１１（１）はさらに他の実施形態に係るパッケージ本体１６０の平面図であり、（２）は底面図、（３）は（１）のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。この実施形態に係るパッケージ本体１６０は、額縁状の枠部材１６２とベース部１６４とを有する。枠部材１６２はコバールから形成してあり、ベース部１６４はホウケイ酸ガラスによって形成してある。そして、ベース部１６４の長手方向一側には、一対の貫通孔１６６が設けてある。これらの貫通孔１６６には、端子部材１６８、１７０の接続端子部１７２、１７４が挿通してある。各端子部材１６８、１７０は、ベース部１６４の下面に配置される平板状の外部端子部１７６、１７８を有し、これらの外部端子部１７６、１７８に接続端子部１７２、１７４が一体に突設してある。そして、一方の端子部材１６８は、外部端子部１７６の一端がベース部１６４の一方の短辺１８０に向けて延ばされ、この短辺１８０の側面に露出している。また、他方の端子部材１７０は、一端面が短辺１８０と対向した短辺１８２の側面に露出している。
【００３８】
図９ないし図１１に示したパッケージ本体１２０、１４０、１６０を用いた圧電振動子においても、前記と同様の効果を得ることができる。なお、図１１（３）に２点鎖線で示したように、各接続端子部１７２、１７４間のベース部１６４に溝１８４を形成すると、一方の接続端子部（例えば、接続端子部１７２）に塗布した導電性接着剤が他方の接続端子部（例えば、接続端子部１７４）側に流れるのを防止することができ、本図に図示しない圧電振動片を実装することによる両者の短絡を防止することができる。なお、各接続端子部１７２、１７４間のベース部に突起を形成することにより、接続端子部間の短絡を防ぐことができる。
【００３９】
図１２は、第４実施形態に係る圧電振動子の説明図であって、（１）は平面図、（２）は（１）のＨ−Ｈ線に沿った断面図である。この実施形態に係る圧電振動子２００は、コバールによって形成した額縁状の枠部材２０２と、枠部材２０２の下端部に封着したホウケイ酸ガラスからなるベース部２０４とを有する。ベース部２０４は、同図（１）の右側端部近くに前記したものと同様の端子部材（図示せず）が一対設けてあって、各端子部材の接続端子部がベース部２０４を貫通している。そして、各接続端子部には、導電性接着剤を介して音叉型圧電振動片２０６のマウント部２０８に設けた接続電極部（図示せず）が接続してある。一方、枠部材２０２の内面には、音叉型圧電振動片２０６のマウント部２０８と対応した位置に、マウント部２０８を挟み込むように一対の位置決め部２１０が突設してある。また、枠部材２０２は、上端面の四隅にＬ字状に形成した位置決め係止部２１２が設けてある。そして、蓋部材５０は、これらの位置決め係止部２１２の内側に配置するようになっている。
【００４０】
このようになっている第４実施形態の圧電振動子２００は、枠部材２０２内における圧電振動片２０６の幅方向の位置決めを容易、正確に行なえるとともに、蓋部５０の位置決めを容易、正確に行なうことができる。したがって、圧電振動子２００の組立を容易、正確に行なうことができる。なお、実施形態においては、位置決め係止部２１２を枠部材２０２の四隅に設けた場合について説明したが、対角位置の２ヶ所であってもよい。
【００４１】
図１３は、第５実施形態に係る圧電振動子の要部説明図であって、（１）は平面図、（２）は正面図である。この実施形態に係る圧電振動子２２０は、パッケージ本体２２２が前記実施形態と同様に、コバールからなる枠部材と、枠部材に封着したホウケイ酸ガラスからなるベース部とを有する。そして、パッケージ本体２２２の上には、コバールからなる蓋部２２４が配置してある。蓋部２２４は、下面にパッケージ本体２２２と遊嵌する厚肉部２２６が形成してある。この蓋部２２４は、シーム溶接などによってパッケージ本体２２２に気密に接合してある。このようになっている圧電振動子２２０は、蓋部２２４の厚肉部２２６をパッケージ本体２２２に嵌合させることにより、位置ずれを生ずることなく容易に配置することができる。
【００４２】
図１４は、第６実施形態の断面図である。この第６実施形態に係る圧電振動子は、金属製枠部材の下部外面が絶縁材によって覆ってある。図１４（１）に示した圧電振動子２３０は、パッケージ本体２３２が金属製の枠部材２３４とベース部２３６とからなっている。枠部材２３４は、コバールから形成してある。そして、枠部材２３４は、下部の断面が楔状になっていて、ベース部２３６に挿入した状態になっている。すなわち、枠部材２３４は、下部の外面に傾斜面２３８が形成してあって、下方に向けて肉厚が次第に薄くなるようにしてある。また、この傾斜面２３８は、ベース部２３６を構成している絶縁体（絶縁材）であるホウケイ酸ガラスによって覆われている。このようになっている圧電振動子２３０は、端子部材５２（５２ａ、５２ｂ）の外部端子部５４を介して実装基板９０の電極パターン９２に実装したときに、枠部材２３４が電極パターン９２と短絡するのを防ぐことができる。
【００４３】
すなわち、外部端子部５４を半田２４４によって電極パターン９２に接合したときに、半田２４４のフィレット２４６が形成される。ところが、このフィレット２４６は、図に示したように、外部端子部５４の上端を超えてパッケージ本体２３２の外面を這い上がることがある。このため、枠部材２３４は、２点鎖線に示したように、傾斜面２３８が形成されておらず、ホウケイ酸ガラスによって覆われていない場合、フィレット２４６と接触して電極パターン９２と短絡することになる。しかし、第６実施形態の圧電振動子２３０は、枠部材２３４の下部に傾斜面２３８を設けて絶縁材であるホウケイ酸ガラスによって覆ってあるため、枠部材２３４がフィレット２４６と接触することがなく、枠部材２３４と電極パターン９２との短絡を確実に防ぐことができる。しかも、実施形態においては、枠部材２３４とベース部２３６とを封着することにより、傾斜面２３８を容易に絶縁材（ホウケイ酸ガラス）によって覆うことができ、工程の簡素化を図ることができる。
【００４４】
図１４（２）は、図１４（１）の第１変形例を示したものである。図１４（２）に示した第１変形例の圧電振動子２３０ａは、パッケージ本体２３２ａがコバールからなる金属製の枠部材２３４ａと、ホウケイ酸ガラスからなるベース部２３６ａとを有している。そして、枠部材２３４ａの下部外面が円弧状の曲面２５０となっていて、この曲面２５０がベース部２３６ａを構成している絶縁材であるホウケイ酸ガラスによって覆われている。他の構成は、図１４（１）に示した圧電振動子２３０と同様である。この第１変形例に係る圧電振動子２３０ａにおいても、前記と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
図１４（３）は、第６実施形態の第２変形例を示したものである。この第２変形例に係る圧電振動子２３０ｂは、パッケージ本体２３２ｂを構成している枠部材２３４ｂの下部外周面に切欠き部２５２が形成され、この切欠き部２５２がベース部２３６ｂによって覆われている。枠部材２３４ｂは金属であるコバールから形成してあり、ベース部２３６ｂは絶縁体であるホウケイ酸ガラスから形成してある。この第２変形例に係る圧電振動子２３０ｂにおいても前記と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
なお、この第６実施形態に示した傾斜面２３８、曲面２５０、切欠き部２５２は、枠部材を母材（コバール板）から打ち抜き加工する際に形成することができる。また、実施形態においては、枠部材の下部外面をホウケイ酸ガラスによって覆った場合について説明したが、絶縁性塗料や樹脂を塗布してもよい。この場合、枠部材は、下部に傾斜面２３８などを形成する必要がない。
【００４７】
図１５は、第７実施形態の説明図であって、（１）はパッケージ本体の平面図、（２）は（１）のＪ−Ｊ線に沿った断面図、（３）は（１）のＫ−Ｋ線に沿った断面図、（４）はパッケージ本体の底面図である。この第７実施形態に係るパッケージ本体２６０は、枠部２６２とベース部２６４とを有している。ベース部２６４は、枠部２６２と一体成形したコバールからなる金属底板部２６６と、ホウケイ酸ガラスから形成したガラス底板部１２８とからなっている。そして、ガラス底板部１２８は、パッケージ本体２６０の長手方向一側に設けてあって、コバールからなる一対の端子部材１３０が取り付けてある。各端子部材１３０は、接続端子部１３４がガラス底板部１２８を貫通し、パッケージ本体２６０のキャビティ２６８内に突出している。
【００４８】
各接続端子部１３４は、図１５（２）、（３）に示したように、圧電振動片２７０が導電性接着剤（図示せず）によって接合され、圧電振動片２７０の一端側を支持する。また、金属底板部２６６は、図１５（１）に示したように、上面に円柱状の支持凸部２７２が設けてある。この支持凸部２７２は、圧電振動片２７０の支持部であって、図１５（３）に示したように、圧電振動片２７０の他端中央部と対応した位置に形成してある。
【００４９】
このようになっているパッケージ本体２６０は、圧電振動片２７０を両端部で支持することができるため、圧電振動片２７０を容易、確実に水平に実装することができる。このため、圧電振動片２７０を配置するキャビティ２６８の高さを低くすることが可能となり、パッケージ本体２６０の薄型化が図れ、ひいては圧電振動子を薄型化することができる。なお、支持凸部２７２は、円柱状でなくともよく、矩形状等の他の形状であってもよい。また、支持凸部２７２の上端に圧電振動片２７０の位置決め用の段部等を形成してもよい。さらに、支持凸部２７２は、複数設けてもよいし、ベース部２６４の全体をホウケイ酸ガラスによって形成した場合であっても形成することができる。
【００５０】
図１６は、第８実施形態の説明図であって、（１）はパッケージ本体の平面図、（２）は（１）のＬ−Ｌ線に沿った断面図、（３）は（１）のＭ−Ｍ線に沿った断面図である。この第８実施形態に係るパッケージ本体２８０は、コバールからなる枠部材２８２とホウケイ酸ガラスから形成したベース部２８４とを有する。ベース部２８４には、図１６（３）に示したように、長手方向の両側に端子部材２８６が設けてある。端子部材２８６は、接続端子部２８８と外部端子部２９０とからなっていて、側面視Ｌ字状に形成してある。接続端子部２８８は、上面視矩形状に形成してあって、ベース部２８４を貫通し、上端がパッケージ本体２８０の内部に突出している。そして、端子部材２８６は、接続端子部２８８の長手方向が本図に図示しない圧電振動片の辺に沿った方向に配置されるようにベース部２８４に気密に接合してある。
【００５１】
このようになっているパッケージ本体２８０は、本図に図示しない圧電振動片の両端部に設けた接続電極部を、導電性接着剤を介して接続端子部２８８に接合する。そして、接続端子部２８８は、圧電振動片の辺に沿って長く形成してあるため、圧電振動片を安定して支持することができ、接合面積が大きくなって接合強度が向上し、耐衝撃性を高めることができる。なお、接続端子部は、五角形や六角形等の他の多角形であってもよく、長円形や楕円形などであってもよい。
【００５２】
上記の各実施形態に係る圧電振動子は、水晶発振器や水晶フィルタなどの圧電デバイスとして使用することができる。例えば、水晶発振器として使用する場合、上記の圧電振動子を、発振回路を構成する集積回路（図示せず）とともに、配線パターンが形成してあるモジュール基板に実装することにより、水晶発振器モジュールを形成することができる。また、上記したパッケージ内に上記の圧電振動片とともに集積回路を実装することにより、水晶発振器パッケージが得られる。
【００５３】
なお、上記に説明した各実施形態は、本発明の一態様であって、これらに限定されるものではない。例えば、圧電振動片は平板状のものばかりでなく、中央部が凹部となっているいわゆる逆メサ型や、周縁部が中央部より薄くなっているコンベックス型、あるいは弾性表面波（ＳＡＷ）素子であってもよい。また、前記実施形態においては、接続端子部を円柱状に形成した場合について説明したが、接続端子部は、多角柱状や楕円柱状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧電振動子の説明図であって、（１）は蓋部を省略した平面図、（２）は（１）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】第１実施形態に係る圧電振動子の上側から見た斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る圧電振動子の下側から斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】第１実施形態に係る圧電振動子の製造工程のフローチャートである。
【図６】第１実施形態に係る圧電振動子の電子機器などの実装基板に実装した状態を模式的に示した一部斜視図である。
【図７】第２実施形態に係る圧電振動子の説明図であって、（１）は蓋部を省略した平面図、（２）は（１）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図８】第３実施形態に係る圧電振動子の説明図であって、（１）は蓋部を省略した平面図、（２）は（１）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図９】圧電振動片を片持ち梁状に実装するパッケージ本体の実施形態の説明図であって、（１）は平面図、（２）は底面図、（３）は（１）のＤ−Ｄ線に沿った断面図、（４）は（１）のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図１０】他の実施形態に係るパッケージ本体の説明図であって、（１）は平面図、（２）は底面図、（３）は（１）のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。
【図１１】さらに他の実施形態に係るパッケージ本体の説明図であって、（１）は平面図、（２）は底面図、（３）は（１）のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。
【図１２】第４実施形態に係る圧電振動子の説明図であって、（１）は平面図、（２）は（１）のＨ−Ｈ線に沿った断面図である。
【図１３】第５実施形態に係る圧電振動子の要部説明図であって、（１）は平面図、（２）は正面図である。
【図１４】第６実施形態の断面図である。
【図１５】第７実施形態の説明図である。
【図１６】第８実施形態の説明図である。
【図１７】従来の圧電振動子の説明図であって、（１）は断面図、（２）は蓋部を省略した平面図である。
【符号の説明】
３０………圧電振動子、３２、１１６、２０６………圧電振動片、３４………パッケージ、４４………キャビティ、４６………枠部材、４８………ベース部、５０………蓋部、５２ａ、５２ｂ………端子部材、５４………外部端子部、５８………接続端子部、１００、１１０、２００、２２０………圧電振動子、１０２、１１２、１３０、１４６、１６８、１７０………端子部材、１０４、１１４、１３４、１５０、１７２、１７４………接続端子部、１０６………支持部、１０８………位置決め部（位置決め段部）、１１８………嵌合孔、１２０、１４０、１６０………パッケージ本体、１２２………枠部、１２４、１４４、１６４、２０４………ベース部、１３２、１４８、１７６、１７８………外部端子部、１４２、１６２、２０２………枠部材、２２２………パッケージ本体、２２４………蓋部、２２６………厚肉部、２３０………圧電振動子、２３２、２６０、２８０………パッケージ本体、２３４、２３４ａ、２３４ｂ………枠部材、２３６、２３６ａ、２３６ｂ………絶縁材（ベース部）、２４４………半田、２６２………枠部、２６４、２８４………ベース部、２７２………支持部（支持凸部）、２８６………端子部材、２８８………接続端子部。

Claims (13)

1. 圧電振動片が配置されるキャビティを形成する金属製の枠部材と、
   この枠部材の下部に封着した少なくとも一部が絶縁体からなるベース部と、
   このベース部の下面に配置する板状の外部端子部と、この外部端子部に突設されて前記ベース部に設けた貫通孔に挿入されて前記圧電振動片の電極部と電気的に接続される接続端子部とを備えた端子部材と、
   を有することを特徴とする圧電振動子用パッケージ。
2. 請求項１に記載の圧電振動子用パッケージにおいて、
   前記金属製の枠部材は、下部の外面が絶縁材によって覆われていることを特徴とする圧電振動子用パッケージ。
3. 請求項１または請求項２に記載の圧電振動子用パッケージにおいて、
   前記接続端子部は、前記ベース部を貫通した上端部に前記圧電振動片の位置決め部が形成してあることを特徴とする圧電振動子用パッケージ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の圧電振動子用パッケージにおいて、
   前記枠部材は、内面に前記圧電振動片の位置決めをする位置決め凸部が形成してあることを特徴とする圧電振動子用パッケージ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の圧電振動子用パッケージにおいて、
   前記ベース部は、前記圧電振動片を支持する支持部を有していることを特徴とする圧電振動子用パッケージ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の圧電振動子用パッケージにおいて、
   前記接続端子部は、前記圧電振動片の辺に沿って長く形成してあることを特徴とする圧電振動子用パッケージ。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の圧電振動子用パッケージにおいて、
   前記外部端子部は、前記ベース部の側面に露出していることを特徴とする圧電振動子用パッケージ。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の圧電振動子用パッケージにおいて、
   前記枠部材は、上端部に蓋部の位置決めをする位置決め係止部が設けてあることを特徴とする圧電振動子用パッケージ。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の圧電振動子用パッケージを有することを特徴とする圧電振動子。
10. 金属製の枠部材と、
    この枠部材の下部に封着した少なくとも一部が絶縁体からなるベース部と、
    このベース部の下面に配置する板状の外部端子部と、この外部端子部に突設されて前記ベース部を貫通した接続端子部とを備えた端子部材と、
    前記枠部材の形成するキャビティ内に配置されて前記接続端子部と嵌合する嵌合孔が形成された圧電振動片と、
    を有することを特徴とする圧電振動子。
11. 請求項１０に記載の圧電振動子において、
    前記接続端子部は、先端部が漸次細くしてあることを特徴とする圧電振動子。
12. 請求項１０または請求項１１に記載の圧電振動子において、
    前記枠部材は、上端部に蓋部の位置決めをする位置決め係止部が設けてあることを特徴とする圧電振動子。
13. 請求項９ないし請求項１２のいずれかに記載の圧電振動子を有することを特徴とする圧電デバイス。

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