JP3179703U

JP3179703U - 圧電デバイス

Info

Publication number: JP3179703U
Application number: JP2012005364U
Authority: JP
Inventors: 炳鋒劉
Original assignee: 希華晶體科技股▲フン▼有限公司
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2022-09-03
Also published as: TWI493866B; US20130300260A1; TW201347406A

Abstract

【課題】振動片が従来ほどの被接着比率を有していなくても安定して支持されることができる、堅牢な圧電デバイスを提供する。
【解決手段】ベース１０と、ベース１０の上面１１に基端部２１が固定されている水晶振動片２０とを備え、上面１１の第１と第２の端縁１１１、１１２の間には、上面１１より突き出ている第１の保持台１２が、また第１の保持台１２と第２の端縁１１２の間には、第１の保持台１２と第２の端縁１１２とからそれぞれ間隔をおいて上面１１より突き出ている。また、第１の保持台１２との間隔が第２の端縁１１２との間隔よりも短い第２の保持台１３が設けられ、基端部２１は、第１の保持台１２に固着されている外側部２１１と、第２の保持台１３に固着されている内側部２１２とを有しており、内側部２１２からは振動腕２２が延伸しその先端２２１と上面１１との間には間隔を設ける。
【選択図】図１

Description

本考案は、電子デバイスにおける圧電デバイスに関する。

圧電デバイスの公知の構成例としては、図４に示したように、中央が窪んで内部空間となっているベース１と、ベース１の内部空間を気密的に密閉するように上からベース１に接合された蓋２と、ベース１の内部空間に固設された水晶振動片３とを備えたものが挙げられる。ベース１は、上面１０１と、上面１０１に設けられた保持台１０２とを有しており、また水晶振動片３は基端部３０１と基端部３０１から互いに平行するように延伸する２本の振動腕３０２とを有している。基端部３０１が導電性接着剤４により保持台１０２の上面に固定され支持されることで、水晶振動片３はベース１に片持ち式に且つ振動可能に固設されている（特許文献１）。この様に構成された圧電デバイスによれば、電圧を印加することによって所定の周波数の発振を得ることができる。

特開２００２−３１９８３８号公報

しかしながら、上記公知例の圧電デバイスでは、水晶振動片３の延伸方向における保持台１０２の長さは、水晶振動片３の全長における比率が大きすぎると水晶振動片３の振動を妨げるのであまり長くすることができない。よって保持台１０２の上面の基端部３０１を保持する面の導電性接着剤４による粘着強度が、時々水晶振動片３を保持するに十分でないことがある。このような保持強度不足により、例えば圧電デバイスに衝撃が加わった際に、水晶振動片３の振動腕３０２の自由端がベース１の上面１０１にぶつかって変形してしまったり、ひいては導電性接着剤４が剥離してしまい水晶振動片３が脱落してしまったりする虞が有る。これが製造時においては歩留まりの悪化に繋がり、また使用時においては機能異常を招くという問題点がある。
そこで本考案は、これらの問題点を解決するべく、振動片が従来ほどの被接着比率を有していなくても安定して支持されることができる、構造堅牢な圧電デバイスの提供を目的とする。

前記目的を達成するために、本考案は、ベースと、該ベースの上面に基端部が固定されている水晶振動片とを備えた圧電デバイスであって、前記ベースの前記上面は、第１の端縁と、その反対側の第２の端縁とを有しており、前記第１と第２の端縁の間には、前記上面より突き出ている第１の保持台が設けられており、また前記第１の保持台と前記第２の端縁の間には、前記第１の保持台と前記第２の端縁とからそれぞれ間隔をおいて前記上面より突き出ており、且つ前記第１の保持台との間隔が前記第２の端縁との間隔よりも短い第２の保持台が設けられており、前記水晶振動片の前記基端部は、前記第１の保持台に固着されている外側部と、前記第２の保持台に固着されている内側部とを有しており、前記内側部からは、それぞれ互いに間隔を空けて一対の振動腕が前記第２の端縁の方へ延伸しており、その延伸した先端と、前記ベースの前記上面との間には、間隔が空いていることを特徴とする圧電デバイスを提供する。また、本考案に係る圧電デバイスにおいては、前記第１および第２の保持台の間に固着剤が充填されており、該固着剤によって前記ベースの前記上面と前記基端部とが固着されていることが好ましい。
加えて、前記第１および第２の保持台と、前記基端部とが、固着剤によって固着されていることが好ましい。

上記構成により、本考案に係る圧電デバイスによれば、水晶振動片が、固着剤により形成される薄い固着剤層を介して第１と第２の保持台の上面に固着されるだけでなく、固着剤により形成され且つ第１と第２の保持台との間に嵌め込まれる厚い固着剤パッドを介して第１と第２の保持台の互いに対面する一対の側面ともベースの上面とも固着されるので、固着力が従来の構成より遥かに高く、被接着長さの水晶振動片全長における比率を従来ほど有していなくても安定して支持されることができる。

本考案に係る圧電デバイスの第１の実施形態を示す縦断面図である。図１におけるII‐II線に沿った横断面図である。本考案に係る圧電デバイスの第２の実施形態を示す縦断面図である。従来例の圧電デバイスを示す縦断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、２つの実施形態を具体例として本考案を詳しく説明する。
（第１の実施形態）
図１および図２は本考案に係る圧電デバイスの第１の実施形態を示している。本実施形態において圧電デバイスは、ベース１０と、ベース１０の上面１１にその基端部２１が固定されている水晶振動片２０と、固着剤３０と、蓋体４０とを備えている。
ベース１０は、例えばセラミック材からなるものであり、ベース１０の上面１１は、一端に第１の端縁１１１を、その反対側となる他端に第２の端縁１１２をそれぞれ有しており、且つ、第１と第２の端縁１１１、１１２の両端をそれぞれ繋ぐ一対の長側縁１１３、１１３を有している。
ベース１０は更に、これら第１と第２の端縁１１１、１１２および一対の長側縁１１３、１１３、つまり上面１１の周縁から起立し且つ上面１１と共に内部空間を画成する周壁１４を有している。

第１と第２の端縁１１１、１１２の間には、上面１１から突き出ている第１の保持台１２が設けられており、また第１の保持台１２と第２の端縁１１２の間には、第１の保持台１２と第２の端縁１１２とからそれぞれ間隔を置いて第１の保持台１２と同様に上面１１から突き出ている第２の保持台１３が設けられている。ここで、第１の保持台１２と第２の保持台１３の間の間隔は、第２の保持台１３と第２の端縁１１２の間の間隔よりも短い。
第１の保持台１２は、一方の長側縁１１３側から他方の長側縁１１３側に延伸するように一対の長側縁１１３、１１３の間に突設されている第１のブロック１２１を有しており、また第２の保持台１３も同様に、一方の長側縁１１３側から他方の長側縁１１３側に延伸するように一対の長側縁１１３、１１３の間に突設されている第２のブロック１３１を有している。

水晶振動片２０は、上記内部空間に設けられており、その一端であり且つ第１と第２の保持台１２、１３それぞれに固定されている基端部２１と、基端部２１から二股に分岐してそれぞれ延伸している一対の振動腕２２とを有している。更に詳しく言うと、基端部２１は、第１の端縁１１１に近い側に位置し第１の保持台１２に固着されている外側部２１１と、第２の端縁１１２に近い側に位置し第２の保持台１３に固着されている内側部２１２とを有しており、一対の振動腕２２は、互いに間隔を空けて内側部２１２から第２の端縁１１２の方向に向かって延伸している。またその延伸した先端２２１と、ベース１０の上面１１との間には間隔が空いている。なお、図２では基端部２１の一部が透視されて図示されているが、振動腕２２の延伸方向と直交する方向における基端部２１の長さＬ１は、第１と第２のブロック１２１、１３１の長さＬ２とほぼ等しい。また、一対の振動腕２２におけるそれぞれの互いに離れた側端の間の距離Ｄ１も、第１と第２のブロック１２１、１３１の長さＬ２とほぼ等しい。

また、本実施形態においては、基端部２１の外側端２１１が固着されている面である第１の保持台１２の第１の頂端面１２２と、基端部２１の内側端２１２が固着されている面である第２の保持台１３の第２の頂端面１３２とは、上面１１からの距離がそれぞれほぼ等しい。つまり、第１と第２の保持台１２、１３の高さはほぼ同じである。
第１の保持台１２と第２の保持台１３の間には、固着剤３０が充填されており、この充填され固化し、且つ第１と第２の保持台との間に嵌め込まれた固着剤３０は、厚い固着剤パッドになり、水晶振動片２０の基端部２１を、第１の保持台１２の第２の保持台１３に向かっている面である第１の内側面１２３と、第２の保持台１３の第１の保持台１２に向かっている面である第２の内側面１３３とにそれぞれ固着している上に、第１と第２の保持台１２、１３の間におけるベース１０の上面１１にも固着している。

また更に、固着剤３０は第１と第２の保持台１２、１３それぞれの第１と第２の頂端面１２２、１３２と基端部２１との間にも充填されているので、固化して薄い固着剤層になることで第１と第２の保持台１２、１３それぞれの第１と第２の頂端面１２２、１３２と基端部２１とを固着している。なお、固着剤３０として、本実施形態では熱硬化型の導電性樹脂を用いた。
蓋体４０は、上から周壁１４の上端面に気密的に固着されており、これにより周壁１４およびベース１０の上面１１により画成されている上記内部空間が気密封止されている。

以上の構成により、本考案に係る圧電デバイスによれば、図１および図２に示されているように、第１と第２の保持台１２、１３の間に間隔が空いていることから、水晶振動片２０が固着剤３０によってベース１０に固着される際には、第１と第２の保持台１２、１３それぞれの第１と第２の頂端面１２２、１３２と固着されるだけでなく、第１と第２の保持台１２、１３それぞれの第１と第２の内側面１２３、１３３およびベース１０の上面１１とも固着される。また、固着剤が固化して厚い固着剤パッドになった後、第１と第２の保持台１２、１３の間にも嵌め込まれる。これにより、水晶振動片２０は、垂直方向だけでなく、その延伸方向である水平方向における保持強度も強化され、固着力が従来の構成より遥かに高く、従来ほどの被接着長さまたは比率を有していなくても安定して支持されることができ、構造がより堅牢となる。

なお、図１に示されているように、蓋体４０で内部空間を封止するにあたっては、周壁１４の上端に予め固設されている溶接材１４１により電気溶接で接着することができる。溶接材１４１は例えば周壁１４の上端に設けたタングステンに施した金メッキと、蓋体４０となるＫＯＶ系合金（ニッケルコバルト鉄合金）に施したニッケルメッキである。周壁１４の内部空間を不活性ガスで充填するか、あるいは真空にした後に、蓋体４０を周壁１４の上端に当接させた状態で電極ローラにより蓋体４０をプレスしながら電流をかけると、蓋体４０と周壁１４との間の接触抵抗で発生する熱によって溶接材１４１が溶解することで蓋体４０と周壁１４とが気密的に接着され、封止が完成する。

（第２の実施形態）
図３は本考案に係る圧電デバイスの第２の実施形態を示しており、第１の実施形態と類似する構成を有しているが、第２の実施形態においては、第１の保持台１２の第１の頂端面１２２とベース１０の上面１１との平均距離は、第２の保持台１３の第２の頂端面１３２とベース１０の上面１１との平均距離よりもやや短い。つまり、第１の保持台１２は第２の保持台１３よりもやや低くなっている。
図３に沿って説明すると、第１の頂端面１２２と上面１１との平均距離ｈ１は、第２の頂端面１３２と上面１１との平均距離ｈ２よりも短い。これにより、第１と第２の保持台１２、１３とに固着されている水晶振動片２０は、外側端２１１から先端２２１に向かうにつれて上面１１から段々離れる方向に上面１１に対して傾斜するようになっている。
このようにすれば、振動腕２２の先端２２１が、ベース１０の上面１１から比較的離れているので、例えば圧電デバイスに衝撃が加わった際に、振動腕２２の先端２２１がベース１０の上面１１にぶつかって変形してしまったりすることを防ぐことができる。
以上、本考案の好ましい実施形態を説明したが、本考案はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１０ベース
１１上面
１１１第１の端縁
１１２第２の端縁
１１３長側縁
１２第１の保持台
１２１第１のブロック
１２２第１の頂端面
１２３第１の内側面
１３第２の保持台
１３１第２のブロック
１３２第２の頂端面
１３３第２の内側面
１４周壁
２０水晶振動片
２１基端部
２１１外側部
２１２内側部
２２振動腕
２２１先端
３０固着剤
４０蓋体

Claims

ベースと、該ベースの上面に基端部が固定されている水晶振動片とを備えた圧電デバイスであって、
前記ベースの前記上面は、第１の端縁と、その反対側の第２の端縁とを有しており、
前記第１と第２の端縁の間には、前記上面より突き出ている第１の保持台が設けられており、また前記第１の保持台と前記第２の端縁の間には、前記第１の保持台と前記第２の端縁とからそれぞれ間隔をおいて前記上面より突き出ており、且つ前記第１の保持台との間隔が前記第２の端縁との間隔よりも短い第２の保持台が設けられており、
前記水晶振動片の前記基端部は、前記第１の保持台に固着されている外側部と、前記第２の保持台に固着されている内側部とを有しており、
前記内側部からは、それぞれ互いに間隔を空けて一対の振動腕が前記第２の端縁の方へ延伸しており、その延伸した先端と、前記ベースの前記上面との間には、間隔が空いていることを特徴とする圧電デバイス。
前記第１および第２の保持台の間には固着剤が充填されており、該固着剤によって前記ベースの前記上面と前記水晶振動片の前記基端部とが固着されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
前記第１および第２の保持台と、前記基端部とが、固着剤によって固着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電デバイス。
前記固着剤は、熱硬化型の導電性樹脂であることを特徴とする請求項２または３に記載の圧電デバイス。
前記第１の保持台は、前記基端部の前記外側端が固着されている面である第１の頂端面を有し、
前記第２の保持台は、前記基端部の前記内側端が固着されている面である第２の頂端面を有し、
前記第１の頂端面と前記上面との平均距離は、前記第２の頂端面と前記上面との平均距離よりも、短いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
前記第１の保持台は、前記基端部の前記外側端が固着されている面である第１の頂端面を有し、
前記第２の保持台は、前記基端部の前記内側端が固着されている面である第２の頂端面を有し、
前記第１の頂端面と前記上面との距離は、前記第２の頂端面と前記上面との距離と、ほぼ等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
前記ベースの前記上面は更に、前記第１と第２の端縁を繋ぐ一対の長側縁を有しており、
前記第１の保持台は、前記一対の長側縁の間に突設されている第１のブロックを有しており、
前記第２の保持台は、前記一対の長側縁の間に突設されている第２のブロックを有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
前記ベースは、前記上面の周縁から起立し且つ前記上面と共に内部空間を画成する周壁を更に有しており、
前記水晶振動片は前記内部空間に設けられており、
前記内部空間は、蓋体により気密封止されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧電デバイス。