JP4080728B2 - 表面実装型水晶振動子の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリント配線基板の表面に実装可能な表面実装型の水晶振動子に関わり、特に小型化が要請されている表面実装型の水晶振動子の製造方法
を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば移動体通信機器等の各種電子機器では、表面実装タイプの水晶振動子が広く利用されている。
図１２は、従来の表面実装タイプの水晶振動子の内部構造を示した図であり、図１２（ａ）には、水晶振動子の上面図が、図１２（ｂ）には、その断面図がそれぞれ示されている。なお、同図（ｂ）に示す断面図は、同図（ａ）に示す一点鎖線で水晶振動子を切断した時の断面を矢示Ｘ−Ｘ方向から見た図である。
【０００３】
この図１２（ａ）（ｂ）に示すように、従来の表面実装型水晶振動子（以下、単に「水晶振動子」という）は、容器本体１００と蓋１１０からなる気密容器の内部に水晶片１０を収容して構成される。
容器本体１００は、例えばセラミックにより形成され、その内部の底面両側に凸部１０２，１０３が設けられている。
【０００４】
凸部１０２は、水晶片１０に取り付けられている励振用の電極１０ａ，１０ｂが接続される引出電極が形成される部位であり、その中央部分に設けられているギャップＧによって２つの領域に分割され、各々の領域に引出電極１０４，１０５が形成されている。この引出電極１０４，１０５と水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂとの接続には導電性接着剤１０６ａ，１０６ｂが用いられている。
【０００５】
凸部１０３は、水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂと引出電極１０４，１０５に接続する際に、引出電極１０４，１０５に接続されることのない水晶片１０の他端側を保持する受台面として設けられている。
なお、以下、本明細書では、水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂと接続される引出電極が形成される凸部１０２のことを「引出電極用凸部」、水晶片１０の他端側を保持する凸部１０３のことを「載置用凸部」と表記して区別する。
【０００６】
容器本体１００の外側底面には、例えばその四隅に４つの電極端子１１１，１１１・・・が設けられており、これらの４つの電極端子１１１，１１１・・・の内、２つの電極端子１１１，１１１が、それぞれ導電線路１１２，１１２によって、容器本体１００内の引出電極１０４，１０５に接続されている。
そして、これらの４つの電極端子１１１，１１１・・・を、機器側の基板（以下、「取付基板」という）１２１に設けられている４つのランド１２２，１２２・・に、はんだ１２３，１２３・・により接続することで、水晶振動子を取付基板１２１の表面に実装できるようになっている。
【０００７】
ところで、上記したような従来の水晶振動子の製造時において、水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂと引出電極１０４，１０５とを接続する時は、それぞれの引出電極１０４，１０５の上に導電性接着剤１０６ａ，１０６ｂを塗布した後、載置用凸部１０３を利用して引出電極１０４，１０５上に水晶片１０を載せ置くようにされる。この時、引出電極１０４，１０５の上に水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂが位置するように水晶片１０を載置することで、導電性接着剤１０６ａ，１０６ｂにより、水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂと引出電極１０４，１０５とが電気的に接続され、しかも水晶片１０がその内部で機械的に保持されることになる。
【０００８】
しかしながら、この場合、導電性接着剤１０６ａ，１０６ｂの硬化後、つまり引出電極１０４，１０５と水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂとの接続後は、凸部１０３と水晶片１０の一部が当接した状態になる。
このため、外部から水晶振動子に歪み力が加わると、載置用凸部１０３から水晶片１０に加わる歪み応力によって、水晶片１０にストレスがかかり、その発振周波数が変化するという不具合があった。
【０００９】
図１３は、従来の表面実装タイプの水晶振動子における外部圧力と周波数変化の関係を示した図である。
なお、図１３に示すグラフ図は、例えば水晶振動子の外側底面四隅に設けられている電極端子１１１，１１１・・の内、３つの電極端子１１１・・を取付基板１２１のランド１２２・・に接続した状態で、取付基板１２１に接続していない電極端子１１１の上方に加重をかけることで、水晶振動子に擬似的な歪力を与えた時の外部圧力と周波数変化の関係を示した図である。
【００１０】
図１３には、実験サンプルとして３つの水晶振動子（Ｎｏ１〜Ｎｏ３）の実験結果が示されている。
これらの実験結果から分かるように、何れの水晶振動子（Ｎｏ１〜Ｎｏ３）も、外部からの加重（ｇ）が変化するにしたがって、その発振周波数が大きく変化していることが見てとれる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
近年、上記したような水晶振動子が使用される移動体通信機器では、その小型化、高密度化が進み、移動体通信機器に使用される水晶振動子や、この水晶振動子が取り付けられる取付基板１２１の薄型化が図られている。
このため、例えばユーザが機器本体に設けられている操作ボタンを操作するといった通常の使用状態において加わる圧力によっても、取付基板１２１にゆがみが発生する。そして、この取付基板１２１のゆがみによって水晶振動子に歪力が加わり、その発振周波数が変化することも十分考えられる。
【００１２】
特に、データ通信が可能な移動体通信機器では、例えば０．２ｐｐｍ程度の僅かな周波数変化によっても、正常なデータ通信ができなくなる恐れがあるため、このような移動体通信機器に使用する水晶振動子は、外部圧力による周波数変化を極力抑制することが好ましいものとされる。
【００１３】
そこで、本発明はこのような点を鑑みてなされたものであり、表面実装型の水晶振動子において、小型化が要請されているときでも外部から圧力による周波数変化を抑制することができる表面実装型水晶振動子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の表面実装型水晶振動子の製造方法は、
励振用の電極部が取り付けられている水晶片と、
前記水晶片が収まる大きさに設定された容器と、
前記容器内に、収納される前記水晶片の一方の端部に延伸した前記電極部と接続するための引出電極部とを備え、
前記引出電極部を、第１の電極面に対して同一の高さで突出している第２，及び第３の電極面で形成して、水晶片の電極部との接続面が凹状となるように形成し、
少なくとも、前記凹状の領域に導電性を有し、かつ熱収縮性の接着剤を塗布した後に、前記第２，及び前記第３の電極面上に跨って前記水晶片の一方の端部に延伸した電極部を載置し、
前記熱収縮性の接着剤を硬化することによって、前記水晶片の他方の端部が前記第２，及び第３の電極面に当接するまで持ち上げて、前記容器の底面に対して前記水晶片がほぼ水平面となるようにした。
【００１５】
本発明によれば、表面実装型の水晶振動子が小型化されたときでも、水晶片の一方の端部が持ち上がって片持ち構造で容器内に支持するようにすることが容易であるから、外部からの圧力によって、容器に歪みが発生したとしても、容器内の引出電極に接続されている水晶片は、引出電極以外の部分と接触することがないので、容器から水晶片に加わる歪み力を抑制することが可能になる。
【００１６】
特に、本願発明の表面実装型水晶振動子の製造方法では水晶振動片が容器本体内で確実にほぼ水平状態に維持されるので、水晶振動子の小型化に対応することが容易になる。
【００１７】
さらに、本願発明の表面実装型水晶振動子の製造方法においては、上記引出電極部が容器の底面に配置した凸部の上方に形成されたものであっても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の製造方法を説明するために表面実装型水晶振動子の構造例について説明する。
図１〜図３は表面実装型水晶振動子（以下、単に「水晶振動子」という）
の内部構造を示した図であり、図１（ａ）には上面図、図１（ｂ）には断面図がそれぞれ示されている。なお、同図（ｂ）に示す断面図は、同図（ａ）に示す一点鎖線で水晶振動子を切断した時の断面を矢示Ａ−Ａ方向から見た図である。
【００１９】
この図１に示す水晶振動子は、容器本体１と蓋１１とからなる気密容器の内部に水晶片１０を収容して構成される。
容器本体１は、セラミックなどにより形成され、底板１５となるベースセラミック層の両側に中間セラミック層を形成し、この中間セラミック層を積層したベースセラミック層の周縁部に側壁となる上層セラミック層を形成した構造となっている。つまり、容器本体１は、ベースセラミック層、中間セラミック層、上層セラミック層という３つのセラミック層を積層した３層構造となっている。
この場合、容器本体１の内部形状は、水晶片１０を収容できる程度のごく浅い箱形形状とされる。
【００２０】
容器本体１の上縁部には、蓋１１を接合する接合面４として、セラミックをメタライズ化（金属化）したメタライズ面が形成されている。なお、この接合面４は、例えば金属シールリングなどを接合面材としてロウ付けして形成するようにしても良い。
【００２１】
容器本体１の内部両側には、上記中間セラミック層を利用して引出電極用凸部２と、載置用凸部３が形成されている。
【００２２】
引出電極用凸部２は、水晶片１０の励振用電極部（以下、単に電極という）１０ａ，１０ｂが接続される引出電極部５，６を形成する部位である。この場合引出電極用凸部２は、その中央に設けられているギャップＧによって２つの領域に分割され、各領域に引出電極部（以下、単に引出電極という）５，６がそれぞれ形成されている。
引出電極５，６と水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂとは、接続部材である導電性接着剤７ａ，７ｂにより接続され、引出電極５，６と水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂとが電気的に接続されると共に、その内部に水晶片１０が機械的に保持される。なお、引出電極５，６の構造については後述する。
接続部材は、例えば熱収縮タイプで、しかも接続対象である水晶片１０に与える衝撃を吸収することができる比較的柔らかいシリコン系の接着剤が用いられている。勿論、引出電極５，６と電極１０ａ，１０ｂとを電気的、機械的に接続することができれば、シリコン系以外の接着剤を接続部材として用いることは可能である。
【００２３】
載置用凸部３は、水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂと引出電極５，６に接続する際に引出電極５，６に接続されない水晶片１０の他端側を保持するために設けられ、水晶片１０の受台面として機能するものとされる。
【００２４】
容器本体１の外側底面には、例えばその四隅に４つの電極端子１３，１３・・・が設けられており、これらの４つの電極端子１３，１３・・・の内、２つの電極端子１３，１３が、それぞれ導電線路１２，１２によって、容器本体１内の引出電極５，６に接続されている。
そして、これらの４つの電極端子１３，１３・・・を、機器側の取付基板２１に設けられている４つのランド２２，２２・・に、はんだ２３，２３・・等により接続することで、水晶振動子を取付基板２１の表面に実装できるようになっている。
【００２５】
そして、この例の水晶振動子においては、引出電極５，６を以下のような構造とすることで、引出電極５，６に水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂを接続した際に、水晶片１０が引出電極５，６以外の部分に接触しないようにしている。
【００２６】
ここで、図２を用いて、上記図１に示した水晶振動子の引出電極５，６の構造を説明する。
図２（ａ）には、上記図１に示した容器本体１の上面図、図２（ｂ）には、その断面図がそれぞれ示されている。なお、図２（ｂ）に示す断面図は、同図（ａ）に示した一点鎖線で容器本体を切断した時の断面を矢示Ａ’−Ａ’方向から見た図である。
【００２７】
この図２（ａ）（ｂ）に示すように、引出電極５は、第１電極面５ａと第２電極面５ｂとから成る。この場合、第２電極面５ｂは、第１電極面５ａ上の載置用凸部３よりの位置に形成され、第１電極面５ａと第２電極面５ｂとの間に段差を設けるようにしている。つまり、引出電極５の表面に段差部を設けるようにしている。
【００２８】
同様に、引出電極６は、第１電極面６ａと第２電極面６ｂとからなり。引出電極５と同様、第２電極面６ｂを、第１電極面６ａ上の載置用凸部３よりの位置に形成し、第１電極面６ａと第２電極面６ｂとの間に段差部を設けるようにしている。
【００２９】
なお、上記したような引出電極５，６を作製するには、例えばセラミックからなる引出電極用凸部２をメタライズ化（金属化）して、引出電極５，６の第１電極面５ａ，６ａを形成する際に、第２電極面５ｂ，６ｂを形成する位置に、例えばタングステン、モリブデンマンガン等の一般的な導電性部材を所定の膜厚となるように塗布しておくことで簡単に形成することができる。なお、図示していないが、引出電極５，６の表面には、金メッキあるいはニッケルメッキが施されることになる。なお、ここで説明した引出電極５，６の作製方法は、あくまでも一例であり、このような作製方法に限定されるものではなく、例えば第２電極面５ｂ，６ｂを絶縁部材によって形成することも考えられる。
【００３０】
図３は、上記図２に示した容器本体１の引出電極に水晶片１０を接続した時の様子を模式的に示した図である。
この場合、図３（ａ）から分かるように、引出電極５，６と水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂとの接続に用いる導電性接着剤７ａ，７ｂを、引出電極５，６の第１電極面５ａ，６ａ上に塗布するようにしている。つまり、この場合は、載置用凸部３を利用して引出電極５，６に水晶片１０を載置したときに、各引出電極５，６の第１電極面５ａ，６ａと第２電極面５ｂ，６ｂとの間にできる段差部が導電性接着剤７ａ，７ｂを塗布する塗布部９ａ，９ｂとなる。
【００３１】
そして、この塗布部９ａ，９ｂに導電性接着剤７ａ，７ｂを塗布した場合、導電性接着剤７ａ，７ｂが硬化する前の時点では、図３（ａ）に示されているように、水晶片１０の他端側は載置用凸部３に当接した状態にある。そして、導電性接着剤７ａ，７ｂが硬化するにしたがって収縮し、その収縮力によって水晶片１０の他端側が上昇していくことになる。つまり、導電性接着剤７ａ，７ｂにより引出電極５，６と接続される水晶片１０の一端側の位置が下がることで、第２電極面５ｂ，６ｂが支点となって、水晶片１０の他端側が持ち上がることになる。
この結果、導電性接着剤７ａが硬化した時は、図３（ｂ）に示されているように、水晶片１０の他端側が持ち上がり、水晶片１０と載置用凸部３とが距離ｔ1だけ離れて、水晶片１０が引出電極５，６以外と接触しないようになる。
【００３２】
従って、この実施の形態としての水晶振動子によれば、水晶片１０の持ち上がり量と、外部からの圧力によって水晶振動子に加わる歪み力を考慮して、水晶片１０が載置用凸部３と接触しないように水晶片１０と載置用凸部３間の距離ｔ1を設定すれば、外部からの歪み力によって水晶片１０が載置用凸部３に接触しないものとなる。
【００３３】
また同様に、水晶片１０と蓋１１との間の距離ｔ2も、水晶振動子に加わるの歪み力を考慮して設定しておけば、水晶片１０が蓋１１に接触しないようにすることができる。
【００３４】
これにより、この実施の形態としての水晶振動子では、一応、水晶片１０が引出電極５，６以外の部分、例えば載置用凸部３や蓋１１などに接触していないので、水晶片１０の長手方向にストレスが加わることなく、水晶振動子の発振周波数の変化を抑制することができるようになる。
【００３５】
この場合、水晶片１０と載置用凸部３との距離ｔ1は、引出電極用凸部２と載置用凸部３の高さが等しく、且つ、第１電極面５ａ，６ａの膜厚を極めて薄いものとすれば、第２電極面５ｂ，６ｂの高さ（膜厚）と熱収縮性の接着剤の収縮力で変化することになる。
【００３６】
図４は、上記図１に示した水晶振動子における外部圧力と周波数変化の関係を示した図である。
なお、図４に示すグラフ図は、上記図１に示した水晶振動子の外側底面四隅に設けられている４つの電極端子１３，１３・・の内、３つの電極端子１３・・を取付基板２１のランド２２・・に接続した状態で、取付基板２１に接続していない電極端子１３の上方から加重をかけることで、水晶振動子に擬似的に歪力を与えた時の外部圧力と周波数変化の関係を示した図である。
【００３７】
この図４には、実験サンプルとして３つの水晶振動子（Ｎｏ１〜Ｎｏ３）の実験結果が示されている。
この図４に示す実験結果と、上記図１３に示した従来の水晶振動子の実験結果を比較すれば明らかなように、図１に示した水晶振動子のほうが、水晶振動子に加える加重（ｇ）を変化させても、その発振周波数の変化が小さいことが確かめられた。
【００３８】
従って、図１に示した水晶振動子を小型の移動体通信機器に適用すれば、例えばユーザが機器本体の操作ボタンを操作したときに加わる圧力によって、取付基板２１にゆがみ等が発生し、水晶振動子に歪力が加わったとしても、その発振周波数の変化を抑制することができる。
特に、このような水晶振動子を、周波数変化の影響を受けやすいデータ通信を行う移動体通信機器に適用すれば、良好なデータ通信を行うことが可能になる。
しかし、水晶振動子の容器本体がさらに小型化されると、上記した水晶片１０の一方の端子を持ち上げる距離ｔ１を、確実に間隙として維持することが難しくなる。
【００３９】
そこで、この点が改良された、本発明の実施の形態としての水晶振動子について説明する。
図５（ａ）（ｂ）は、本発明の形態としての水晶振動子の内部構造を示した上面図、及び断面図である。なお、図５（ｂ）に示す断面図は、図５（ａ）に示す一点鎖線で水晶振動子を切断した時の断面を矢示Ｂ−Ｂ方向から見た図である。
また、図６は、図５に示す水晶振動子の引出電極の構造を説明するための上面図、及び断面図である。なお、図６（ｂ）に示す断面図は、図６（ａ）に示す一点鎖線で容器本体を切断した時の断面を矢示Ｂ’−Ｂ’方向から見た図である。
なお、図５，図６において、上記図１，図２と同一部位にはなるべく同一番号を付して詳細な説明は省略する。
【００４０】
本発明の実施の形態としての水晶振動子も、図５（ａ）（ｂ）に示されているように、中間セラミック層を利用して、その内部に引出電極用凸部２と、載置用凸部３とが形成され、引出電極用凸部２の上に引出電極５，６が形成されている。
【００４１】
この場合の引出電極５は、上記した第１電極面及び第２電極面５ａ，５ｂに加えて、さらに第１電極面５ａの上に第３電極面５ｃを形成するようにしている。
つまり、第１電極面５ａ上の載置用凸部３よりの位置に第２電極面５ｂを形成すると共に、第１電極面５ａ上で、第２電極面５ｂとは反対よりの位置に第３電極面５ｃを形成し、第１電極面５ａと第２電極面５ｂとの間、及び第１電極面５ａと第３電極面５ｃとの間に段差部を設けることによって引出電極面に凹部が形成されるようにする。
【００４２】
同様に、引出電極６は、上記した第１電極面６ａ上で、載置用凸部３よりの位置に第２電極面６ｂを形成すると共に、第１電極面６ａ上で、第２電極面６ｂとは反対よりの位置に第３電極面６ｃを形成し、第１電極面６ａと第２電極面６ｂとの間、及び第１電極面６ａと第３電極面６ｃとの間に段差部を設けるようにして引出電極部の上面に凹部が形成されている。
【００４３】
従って、この場合は、引出電極５の第２電極面５ｂと、第３電極面５ｃとの間に位置する第１電極面５ａの上面の凹部が導電性接着剤７ａを塗布する塗布部９ａとすることができ、引出電極６の第２電極面６ｂと、第３電極面６ｃとの間に位置する第１電極面６ａの上面凹部が導電性接着剤７ｂを塗布する塗布部９ｂとなる。
なお、引出電極５，６の第２電極面５ｂ，６ｂと第３電極面５ｃ，６ｃの高さは、全て同一の高さとなるように形成することが好ましい。
【００４４】
また、このような引出電極５，６を作製する場合も、例えば引出電極用凸部２をメタライズ化して第１電極面５ａ，６ａを形成する際に、第２電極面５ｂ，６ｂと第３電極面５ｃ，６ｃを形成する部分に、例えばタングステン、モリブデンマンガン等の一般的な導電性部材を所定の膜厚となるように塗布しておくことで簡単に形成することができる。なお、例えば第２電極面５ｂ，６ｂと第３電極面５ｃ，６ｃは絶縁部材を用いて形成することも可能である。
【００４５】
そして、この図５に示す水晶振動子の製造時において、引出電極５，６と水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂの延伸部分を導電性接着剤７ａ，７ｂによって接続する時は、第１電極面５ａ上に形成した塗布部９ａ，９ｂに、それぞれ導電性接着剤７ａ，７ｂを塗布した後、載置用凸部３を利用して、引出電極５，６の上に水晶片１０を載せ置くようにされる。この時、図５に示されているように、引出電極５，６の上の第２の電極面５ｂ（第２の電極面６ｂ）、及び第３の電極面５ｃ（第３の電極面６ｃ）に跨って水晶片１０の一方に延伸している電極１０ａ，１０ｂが位置するように水晶片１０を載せ置くことで、導電性接着剤７ａ，７ｂにより、水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂと引出電極５，６とが電気的に接続され、しかも水晶片１０がその内部で機械的に保持されることになる。
【００４６】
そして、この場合も凹部となっている塗布部９ａ（９ｂ）に導電性接着剤７ａ，（７ｂ）を塗布しておくと、導電性接着剤７ａ，７ｂが硬化する前の時点では、水晶片１０の他端側は載置用凸部３に当接した状態にあるが、導電性接着剤７ａ，７ｂは硬化するにしたがって収縮し、その収縮力によって水晶片１０の他端側が上昇し、第２電極面５ｂ，６ｂが支点となって水晶片１０の他端側が載置用凸部３から離れることになる。
そして、水晶片１０の他端側が水平となる位置まで持ち上がると、水晶片１０が第３電極面５ｃ，６ｃに当接し、その持ち上がりが規制されることになる。
この結果、導電性接着剤７ａが硬化した時は、水晶片１０の他端側がほぼ水平となる位置まで持ち上がり、水晶片１０と載置用凸部３とが距離ｔ1だけ離れて、水晶片１０が引出電極５，６以外と接触しないようになる。
また、図５に示されているように水晶振動片１０がほぼ水平状態になることによって、蓋１１との距離ｔ２も所定の間隙に設定することができ、容器本体が小型化されたときでも、片持ち構造を維持することが容易になる。
【００４７】
従って、この実施の形態で製造される表面実装型水晶振動子は、小型化されたときでも、外部からの圧力によって水晶振動子に加わる歪み力を考慮して、水晶片１０が載置用凸部３と接触しないように、水晶片１０と載置用凸部３間の距離ｔ1と、蓋体との距離ｔ２を設定することが容易になるので、外部からの歪み力によって水晶片１０が載置用凸部３との接触がなくなり、水晶振動子の発振周波数の変化を確実に防止することができるようになる。
【００４８】
このように、この場合は、引出電極５，６に第３電極面５ｃ，６ｃを形成しておくことで、水晶片１０をほぼ水平状態に保つことができるため、水晶片１０と蓋１１との間の距離ｔ２を維持することが確実に行われば、確実に水晶片１０が蓋１１に接触しないように製造することが容易になる。
【００４９】
次に、図７、図８を用いて、本発明の他の実施の形態としての水晶振動子について説明する。
図７（ａ）（ｂ）も水晶振動子の内部構造を示した上面図及び断面図である。なお、同図（ｂ）に示す断面図は、同図（ａ）に示す一点鎖線で水晶振動子を切断した時の断面を矢示Ｃ−Ｃ方向から見た図である。
また、図８（ａ）は、図７に示す水晶振動子の構造を説明するための上面図、同図（ｂ）はその断面図である。なお、図８（ｂ）に示す断面図は、同図（ａ）に示す一点鎖線で容器本体を切断した時の断面を矢示Ｃ’−Ｃ’方向から見た図である。なお、図５，図６と同一部位には同一番号を付して詳細な説明は省略する。
【００５０】
この図７に示す実施の形態としての水晶振動子では、図７（ａ）（ｂ）に示されているように、中間セラミック層を利用して引出電極用凸部２だけを形成し、この引出電極用凸部２をギャップＧにより分割して、それぞれの領域に引出電極５，６を形成するようにしている。
この場合も、各引出電極５，６は、第１電極面５ａ，６ａの上に、それぞれ第２電極面５ｂ，６ｂと第３電極面５ｃ，６ｃを形成するようにしている。
なお、この場合も、各引出電極５，６の電極面の高さは、全て同一高さとなるように形成することが好ましい。
【００５１】
従って、この図７に示す水晶振動子の製造時において、引出電極５，６と水晶片１０の電極を導電性接着剤７ａ，７ｂによって接続する際には、第１電極面５ａ，５ｂ上の各第２電極面５ｂ，６ｂと第３電極面５ｃ，６ｃとの間の塗布部９ａ，９ｂに導電性接着剤７ａ，７ｂを塗布することで、導電性接着剤７ａ，７ｂが硬化する前の時点では、水晶片１０の他端側は容器本体１の底板１５に当接した状態にあるが、導電性接着剤７ａ，７ｂが硬化するにしたがって、その収縮力によって水晶片１０の他端側が持ち上がることになる。
そして、水晶片１０の他端側が水平となる位置まで持ち上がると、水晶片１０が第３電極面５ｃ，６ｃに当接し、その持ち上がりが規制されることから、導電性接着剤７ａ，７ｂが硬化した時点では水晶片１０がほぼ水平状態になり、水晶片１０が引出電極５，６以外と接触しないようになる。
【００５２】
従って、この実施の形態としての水晶振動子も、外部から歪み力が加わったとしても、水晶片１０が底板１５や蓋１１に接触することがなく、水晶振動子の発振周波数の変化を確実に抑制することができるようになる。
【００５３】
特に、この場合は容器本体内３１内に載置用凸部３が設けられていないので、その分、水晶片１０と容器本体３１間の距離ｔ1を十分確保することができるため、水晶片１０の接触に伴う発振周波数の変化を確実に抑制することができるようになる。
【００５４】
なお、これまでに示した実施の形態において説明した引出電極５，６の第２電極面５ｂ、５ｃや、第３電極面６ｂ、６ｃの形状、及びその位置はあくまでも一例を示したもので、その電極面の形状やその位置は図面によって限定されるものではない。
【００５５】
図９は、容器本体を小さくするための他の実施の形態としての水晶振動子の内部構造を説明したものである。なお、同図（ｂ）に示す断面図は、同図（ａ）に示した一点鎖線で水晶振動子を切断した時の断面を矢示Ｄ−Ｄ方向から見た図である。また、図１と同一部位には同一番号を付して詳細な説明は省略する。
【００５６】
この図９に示す実施の形態としての水晶振動子は、容器本体３１内に、中間セラミック層を利用して引出電極用凸部２と載置用凸部３を形成することなく、容器本体４１の底板１５上に直接、引出電極５，６を形成するようにしている。
【００５７】
この場合も、引出電極５，６の表面に段差部を設けることで、引出電極５，６と水晶片１０の電極を接続する導電性接着剤７ａ，７ｂが硬化する前の時点では、水晶片１０の他端が容器本体４１の底板１５と当接した状態にあるが、導電性接着剤７ａ，７ｂが硬化した後は、水晶片１０が容器本体４１の底板１５から距離ｔ1だけ離れたものとなる。
【００５８】
従って、このように構成した場合も、外部から加わる歪み力によって発振周波数変化を抑制することが可能になる。
また、この場合は、容器本体４１内に引出電極用凸部２と載置用凸部３を形成しない分だけ、容器本体４１の高さを低くすることができるため、水晶振動子の薄型化を図ることができるる、
また、このような構成の水晶振動子を移動体通信機に適応すれば、機器のさらなる小型薄型化が可能になる利点もある。
【００５９】
なお、これまでの実施の形態において説明した引出電極５，６の第２電極面５ｂ，６ｂと第３電極面５ｃ，６ｃの形状、及びその形成位置はあくまでも一例であり、本発明としての第２及び第３電極面の形状はこれらの形状や位置に限定されるものでない。
【００６０】
要は水晶片１０を引出電極５，６の接続面（第１電極面）に接続する際に、水晶片１０の他端側を持ち上げるための支点となるように面又は点（第２電極面）を形成する、そして、このような第２電極面に加えて水晶片１０の持ち上がりを規制する面又は点（第３電極面）を設けるようにすれば、その形状や配置位置は特に限定されるものではない。例えば第２及び第３電極面を複数の面又は点によって形成することも可能である。
【００６１】
本実施の形態では引出電極５，６の第２電極面５ｂ，６ｂと第３電極面５ｃ，６ｃを第１電極面５ａ，６ａ上に形成するようにしているが、このように形成することによって水晶振動子をほぼ水平方向に支持することが可能になり、第１の電極面に対して同一の高さで突出している第２の電極面と第３の電極面を設けることによって、熱収縮性の樹脂が塗布できる凹部も作ることができる。
【００６２】
ところで、本出願人らは水晶振動子の外部圧力による周波数変化を抑制するために、鋭意検討を重ねた結果、引出電極５，６と水晶片１０とを接続する際に塗布する導電性接着剤７ａ，７ｂ間の距離を狭くすると、水晶振動子の外部圧力による周波数変化のさらに抑制できることが分かった。
【００６３】
これは、これまで説明した実施の形態の水晶振動子が、水晶片１０が載置用凸部３に接触しないようにすることで、水晶片１０に加わる歪み力の内、主として水晶片１０の長手方向に加わる歪み応力による影響を抑制しているのに対して、引出電極５，６と水晶片１０とを接続する導電性接着剤７ａ，７ｂ間の距離を狭くすると、水晶片１０の短手方向に加わる歪み応力の影響を抑制できることによるものとされる。
【００６４】
そこで、本発明の実施の形態として、水晶片１０の短手方向に加わる歪み応力を抑制できる水晶振動子について説明する。
図１０は、水晶振動子の内部構造を説明するための上面図及び断面図である。なお、図１０（ｂ）に示す断面図は、同図（ａ）に一点鎖線で水晶振動子を切断した時の断面を矢示Ｅ−Ｅ方向から見た図である。また、図１と同一部位には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６５】
この図１０に示す水晶振動子は、水晶片１０と載置用凸部３とが接触しないようにしたうえで、さらに水晶片１０と引出電極５，６を接続する導電性接着剤７ａ，７ｂ間の距離Ｌ１をこれまでより狭くするように構成したものである。
例えば上記図１に示した水晶振動子では、導電性接着剤７ａ，７ｂ間の距離Ｌ１が約１．６ｍｍ程度であったのに対して、この図１０に示す水晶振動子では、その距離Ｌ１を約１．０ｍｍまで狭くした例が示されている。
【００６６】
図１１は、上記図１０に示した水晶振動子における外部圧力と周波数変化の関係を示した図である。
なお、この図１１に示すグラフも、外側底面四隅に設けられている４つの電極端子１３，１３・・の内、３つの電極端子１３・・を取付基板２１のランド２２・・に接続した状態で、取付基板２１に接続していない電極端子１３の上方から加重をかけることで、水晶振動子に擬似的に歪力を与えた時の外部圧力と周波数変化の関係を示した図である。
【００６７】
この図１１に示されている実験サンプルとして３つの水晶振動子（Ｎｏ１〜Ｎｏ３）の実験結果が示されており、この図１１に示す実験結果と、上記図４に示した実験結果を比較すれば明らかなように、図１０に示した水晶振動子のように、水晶片１０と引出電極５，６を接続する導電性接着剤７ａ，７ｂ間の距離Ｌ１を狭くすると、より発振周波数の変化を抑制できることが確認された。
【００６８】
従って、図１０に示した水晶振動子を小型薄型の移動体通信機器に適用すれば、機器側の取付基板２１にゆがみ等が発生し、水晶振動子に歪力が加わったとしても、その発振周波数の変化を、より小さいものとすることができる。
【００６９】
なお、図１０に示した水晶振動子では、導電性接着剤７ａ，７ｂ間の距離Ｌ１を約１．０ｍｍまで狭くした場合を例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であり、導電性接着剤７ａ，７ｂ間の距離Ｌ１を狭くすればするほど、水晶片１０の短手方向に加わる歪み応力を抑制することが可能になる。
【００７０】
なお、導電性接着剤７ａ，７ｂ間の距離Ｌ１は、図１０に示した水晶振動子をクロック発生器として利用した際に、移動体通信機器において実用上問題無いとされるまで、周波数ずれが抑制されるように、導電性接着剤７ａ，７ｂ間の距離を設定すればよい。従って、導電性接着剤７ａ，７ｂ間の距離は、特に一義的に決定する必要はなく、例えば当該水晶振動子が搭載される機器が要求する周波数制度が得られるように適宜設定すればよいものである。
例えば図１０に示したように、水晶片１０と載置用凸部３とを接触しないように構成した水晶振動子であれば、ギャップＧの近傍に導電性接着剤７ａ，７ｂを塗布するように設定すれば良いものである。
【００７１】
また、上記図１０に示した形態の水晶振動子では、引出電極５，６を上記図１に示した実施の形態のように構成し、水晶片１０と載置用凸部３とを接触しないようにしたうえで、水晶片１０と引出電極５，６を接続する導電性接着剤７ａ，７ｂ間の距離を狭くした場合を例に挙げて説明しているが、これはあくまでも一例であり、これまで例示した実施の形態としての水晶振動子にも適用できることは言うまでもない。
【００７２】
また、これまで例示した実施の形態としての水晶振動子以外でも、水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂを容器本体に設けられている引出電極に接続して構成される水晶振動子であれば、単に水晶片１０と引出電極５，６を接続する導電性接着剤７ａ，７ｂ間の距離を狭くしただけでも、水晶片１０の短手方向に加わる歪み応力を抑制することができるので、水晶振動子の発振周波数の変化を抑制することが可能である。その場合は、水晶振動子をクロック発生器として利用した際に、移動体通信機器において実用上問題無いとされるまで、周波数ずれが抑制されるように導電性接着剤７ａ，７ｂ間の距離を設定すればよいものである。
【００７３】
また、本実施の形態では、接続部材として、例えば熱収縮タイプで、しかも接続対象物である水晶片１０に与える衝撃を吸収することができる比較的柔らかいシリコン系の接着剤を用いた場合を例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であり、収縮タイプであれば他の種類の導電性接着剤などを用いることも当然可能である。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の表面実装型水晶振動子の製造方法は、水晶片の電極と引出電極とを接続部材によって接続した際に、水晶片が引出電極以外の部分と接触しないように構成しているため、外部から歪み力が加わったとしても、その応力が水晶片に加わるのを抑制することが可能になる。
【００７５】
すなわち、引出電極を第１電極面と第２電極面により形成し、第１電極面と第２電極面との間に段差部を設け、少なくともこの段差部に接続部材を塗布すれば、第２電極面が支点となって、接続部材が硬化するにしたがって水晶片の他端側が持ち上がるので水晶片が引出電極以外の部分と接触しないようになる。
【００７６】
特に、本発明の表面実装型の水晶振動子の製造方法では、引出電極部を、第１電極面と、この第１電極面上に第２電極面と第３電極面を形成して、第１の電極面に対して第２電極面、第３電極面を同一の高さで突出し、少なくとも、第１の電極面上に形成された凹部に導電性の熱収縮接続剤を塗布した後に、
第２，及び第３の電極面に跨って水晶片の電極部を載置することとにより、接着剤の硬化後に、水晶片の他方の端部が持ち上がる際に、前記第２、及び第３の電極面で持ち上がり量が規制されて、ほぼ水平状態に保つことができるので、表面実装型水晶振動子の容器が小型化されたときでも、容易に水晶片の他方の端部が容器内で接触することを防止することができる。
【００７７】
なお、本発明の表面実装型水晶振動子は、水晶片の短手方向に加わる応力が所要以下に抑制されるように、水晶片と引出電極とを接続する接続部材間の距離を設定すると、外部から歪み力が加わったとしても、その応力が水晶片に加わるのを抑制することが可能になる。
【００７８】
従って、このような本発明の水晶振動子を、小型薄型の移動体通信機器に適用すれば、機器側からの圧力によって水晶振動子に歪力が加わったとしても、その発振周波数の変化を抑制することができるため、品質の良い、安定した通信を行うことができるようになる。
特に、本発明をデータ通信を行う移動体通信機器に適用すれば、確実に良好なデータ通信を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態とされる水晶振動子の内部構造を説明するための上面図及び断面図である。
【図２】 図１に示した容器の内部構造を示した上面図及び断面図である。
【図３】 水晶片の電極と引出電極との接着の様子を模式的に示した図である。
【図４】 図１に示した水晶振動子における外部圧力と周波数変化の関係を示した図である。
【図５】 第２の実施の形態とされる水晶振動子の内部構造を説明するための上面図及び断面図である。
【図６】 図５に示した容器の内部構造を示した上面図及び断面図である。
【図７】 第３の実施の形態とされる水晶振動子の内部構造を説明するための上面図及び断面図である。
【図８】 図７に示す水晶振動子における外部圧力と周波数変化の関係を示した図である。
【図９】 第４の実施の形態とされる水晶振動子の内部構造を説明するための上面図及び断面図である。
【図１０】 第５の実施の形態とされる水晶振動子の内部構造を説明するための上面図及び断面図である。
【図１１】 図１０に示す水晶振動子における外部圧力と周波数変化の関係を示した図である。
【図１２】 従来の水晶振動子の内部構造を説明するための上面図及び断面図である。
【図１３】 図１２に示した従来の水晶振動子における外部圧力と周波数変化の関係を示した図である。
【符号の説明】
１ ３１ ４１ 容器本体、２ 引出電極用凸部、３ 載置用凸部、４ 接合面、５ ６ 引出電極、５ａ ６ａ 第１電極面、５ｂ ６ｂ 第２電極面、５ｃ ６ｃ 第３電極面、７ａ ７ｂ 導電性接着剤、９ａ ９ｂ 塗布部、１０ 水晶片、１０ａ，１０ｂ 電極、１１ 蓋、１２ 導電線路、１３ 電極端子、２１ 取付基板、２２ ランド

Claims (2)

1. 励振用の電極部が取り付けられている水晶片と、
   前記水晶片が収まる大きさに設定された容器と、
   前記容器内に、収納される前記水晶片の一方の端部に延伸した前記電極部と接続するための引出電極部とを備え、
   前記引出電極部を、第１の電極面に対して同一の高さで突出している第２，及び第３の電極面で形成して、前記水晶片の電極部との接続面に凹状となる領域を形成し、
   少なくとも、前記凹状の領域に導電性の熱収縮性接着剤を塗布した後に、前記第２，及び前記第３の電極面上に跨って前記水晶片の一方の端部に延伸した電極部を載置し、
   その後に、前記熱収縮性接着剤を硬化させることによって、前記水晶片の他方の端部を持ち上げ、前記電極部が前記第２，及び第３の電極面の双方に当接して固着することにより、前記水晶片が前記容器の底面に対して水平面となるようにしたことを特徴とする表面実装型水晶振動子の製造方法。
2. 上記引出電極部は上記容器内の底面に設けた凸部の上方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型水晶振動子の製造方法。

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