JP4087186B2 - 水晶振動子の保持構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は水晶振動子を産業上の技術分野とし、特に高周波帯（100ＭHz以上）とした水晶振動子の保持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）水晶振動子は周波数及び時間の基準源として、特に発振器に広く用いられる。近年では通信周波数帯が高まり、例えば振動領域に穴部を設けて厚みを小さくして外周を保持する水晶振動子が開発されている。
【０００３】
（従来技術の一例）第５図及び第６図はこの種の一従来例を説明する図で、第５図は水晶振動子の図、第６図（ａ）は水晶片の平面図、同図（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
水晶振動子はセラミック等の容器本体１に水晶片２を収容してなる。容器本体１は例えば一端側に段部を設け、両側に水晶端子３を有する。水晶端子３は表面実装用とする外表面の実装端子（未図示）と接続する。水晶片２は一主面に穴部４を設け、外周部より厚みの小さい振動領域を有する。
【０００４】
振動領域の両主面には励振電極５を形成し、外周部の一端部両側に引出電極６を延出する。そして、水晶片２の一端部両側を容器本体１の水晶端子３に、導電性接着剤７等の接合材によって固着する。容器本体１の開口面は図示しないカバーによって封止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の水晶振動子では、容器本体１の積層セラミックと水晶片２との熱膨張率を異にする。ちなみに、セラミックの熱膨張率は7.0×10-8／℃、水晶片２は14.5〜16.9×10-6/℃である。このため、水晶振動子が高温にさらされると、両者の膨張差によって水晶片２にひずみを発生させる。
【０００６】
ここでは、水晶片２の一端部両側を保持するので、第７図に示したように幅方向に応力を生ずる。そして、この例では、高周波化に対応して、水晶片２の中央部に穴部４を設けて厚みの小さい振動領域を形成する。したがって、応力が厚みの小さい振動領域に集中して、振動領域でのひずみを大きくする。そして、特に常温２５℃近傍に変曲点を有する三次曲線となる周波数温度特性を劣化させる。さらに、他の振動特性にも悪影響を及ぼす。
【０００７】
また、ここでは導電性接着剤７によって固着するので、導電性接着剤７の熱硬化時の収縮による歪をも発生し、これによる悪影響も生ずる。これらは、特に高周波化（例えば100ＭＨｚ以上）が進むほど、即ち水晶片２が薄くなるほど影響は大きく、問題は顕著になる。また、仕様等が厳しく高品質を求められた場合も同様である。
【０００８】
これらのことから、導電性接着剤７は柔軟性に富んだ例えばシリコン系のものを使用して応力を吸収し、振動特性を維持するようにしている。しかし、導電性接着剤７が柔軟性であるために、例えばエポキシ系の硬性に比較して耐衝撃に劣る問題があった。
【０００９】
（発明の目的）本発明は、保持構造に起因したひずみの発生を抑止して振動特性及び耐衝撃性に優れ、高周波化に適した水晶振動子の保持構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、水晶片に穴部を設けて厚みの小さい振動領域を形成し、前記振動領域の両主面に形成された振動領域から前記水晶片の一端部両側に引出電極を延出して、前記水晶片の一端部両側を接合材によって固着してなる水晶振動子の保持構造において、前記水晶片の一端部と励振電極の形成された振動領域との間に幅方向の一方から前記振動領域を超える切り欠きを設け、前記接合材はエポキシ系あるいはポリイミド系の導電性接着剤又は共晶合金によるロウ材である構成とする。したがって、一端部両側を強固に保持でき、振動特性及び耐衝撃性を良好にする。以下、本発明の一実施例を説明する。
【００１１】
第１図及び第２図は本発明の一実施例を説明する水晶振動子の図で、第１図は水晶片の平面図、第２図は組立分解図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
水晶振動子は、前述したように容器本体１の段部に設けられた水晶端子３に、厚みの小さい振動領域の励振電極５から引出電極６が延出した水晶片２の一端部両側を保持してなる。そして、ここでの水晶片２は引出電極６の延出した一端部両側と振動領域との間に、幅方向の両側から切り欠き８を設けてなる。そして、両主面の励振電極５から延出した引出電極６は、特に切り欠き８の設けられた幅狭部及び一端部両側において、両主面間で幅方向を２分割する領域に形成する。
【００１２】
このような構成であれば、第３図に示したように、熱膨張差による応力は導電性接着剤７の塗布される一端部に集中して歪み（湾曲）を生じる。そして、振動領域を含む切り欠き８部から他端部までは、切り欠き８によって遮断されて応力が発生せず、歪みを生じない。したがって、周波数温度特性を含めた振動特性を良好に維持する。
【００１３】
これにより、導電性接着剤７を柔軟性のシリコン系に代えて硬度の高い例えばエポキシ系あるいはポリイミド系とすることができて、固着強度を高めて耐衝撃性を向上する。そして、この例では、一端部両側及び幅狭部の２分割する幅方向の領域即ち両主面間で見れば全面に引出電極６を形成する。したがって、幅狭部としたことによる強度の低下を補強できる。
【００１４】
【他の事項】
上記実施例では切り欠き８は幅方向の両側から設けたが、第４図に示したように幅方向の一方から設けてもよい。この場合、振動領域を越えて切り込み８を設けると歪みは振動領域に伝搬しにくくなり、さらに振動特性を良好に維持する。
【００１５】
また、導電性接着剤７によって水晶片２の一端部両側を固着したが、固着強度の高い共晶合金からなるロー材等を用いて接続してもよい。この場合でも同様に切り欠き８によって応力が遮断されるので振動特性を良好にする。また、水晶片２の一端部両側及び幅狭部の２分割する幅方向の領域に引出電極６を形成したが、一部が重畳しても全面的に重畳しても良い。但し、引出電極６の重畳部が振動してスプリアスとなるので、スプリアスの高調波が振動領域の振動周波数に接近する場合は困難である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、前述した段落００１０での課題を解決するための手段で示した構成とするので、保持構造に起因したひずみの発生を抑止して振動特性及び耐衝撃性に優れ、高周波化に適した水晶振動子の保持構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を説明する水晶片の平面図である。
【図２】 本発明の一実施例を説明する水晶端子の組立分解図である。
【図３】 本発明の作用効果を説明する水晶片の図である。
【図４】 本発明の他の実施例を説明する水晶片の図である。
【図５】 従来例を説明する水晶振動子の組立分解図である。
【図６】 従来例を説明する図で、同図（ａ）は水晶片の平面図、同図（ｂ）は断面図である。
【図７】 従来例の問題点を説明する図で、同図（ａ）は水晶片の図、同図（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１ 容器本体、２ 水晶片、３ 水晶端子、４ 穴部、５ 励振電極、６ 引出電極、７ 導電性接着剤、８ 切り欠き．
Claims (1)
- 水晶片に穴部を設けて厚みの小さい振動領域を形成し、前記振動領域の両主面に形成された振動領域から前記水晶片の一端部両側に引出電極を延出して、前記水晶片の一端部両側を接合材によって固着してなる水晶振動子の保持構造において、前記水晶片の一端部と励振電極の形成された振動領域との間に幅方向の一方から前記振動領域を超える切り欠きを設け、前記接合材はエポキシ系あるいはポリイミド系の導電性接着剤又は共晶合金によるロウ材であることを特徴とする水晶振動子の保持構造。
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