JP4741385B2 - Structure - Google Patents
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Description
本発明は、水晶振動子等の圧電振動子が主面部に搭載される基体を備えた構造体に関するものである。 The present invention relates to a structure including a base on which a piezoelectric vibrator such as a quartz vibrator is mounted on a main surface portion.
携帯電話や自動車電話等の通信機器、コンピュータ、ＩＣカード等の情報機器等の電子機器において、周波数や時間の基準となる発振器として、水晶振動子等の圧電振動子が、セラミック材料等で形成された基体に搭載されて成る圧電装置等の構造体が広く使用されている。 In electronic devices such as cellular phones and automobile phones, and information devices such as computers and IC cards, a piezoelectric vibrator such as a crystal vibrator is formed of a ceramic material or the like as an oscillator that serves as a reference for frequency and time. A structure such as a piezoelectric device mounted on a substrate is widely used.
このような構造体を形成する基体は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミックス等のセラミック材料から成る直方体状のものであり、圧電振動子が搭載される主面部を備えている。この主面部に圧電振動子が振動可能な状態で接合・保持されることにより圧電装置（構造体）が形成される。 The substrate forming such a structure is, for example, a rectangular parallelepiped made of a ceramic material such as an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, or a glass ceramic. It has a main surface on which the child is mounted. A piezoelectric device (structure) is formed by joining and holding the piezoelectric vibrator in a state in which it can vibrate on the main surface portion.
図２（ａ）は、従来の圧電素子を備える構造体を概略的に示した平面図であり、図２（ｂ）は、そのＹ−Ｙ´における断面図である。同図において、２０１は基体、２０７は圧電振動子である。直方体状の基体２０１は、上面に凹部（符号なし）を有し、この凹部の底部が圧電振動子２０７の搭載される主面部２０２となっている。
FIG. 2A is a plan view schematically showing a structure including a conventional piezoelectric element, and FIG. 2B is a cross-sectional view at YY ′. In the figure, 201 is a base, and 207 is a piezoelectric vibrator. The rectangular
所定周波数で発振する圧電振動子２０７は、絶縁基体２０１の主面部２０２の一端部に形成されている一対の接続電極２０５に接合材２０６により電気的・機械的に接続され、振動可能に支持されている。
The
圧電振動子は、この接合材２０６を介して基体２０１により保持されている保持部（符号なし）以外の部位が振動して所定の信号を発振する。発振された信号は、あらかじめ保持部に配置された接続電極２０５等を介して凹部の外側に導出される。
The piezoelectric vibrator oscillates a predetermined signal by vibrating portions other than the holding portion (not indicated by a symbol) held by the
接合材２０６は圧電振動子を接続電極に固定する保持部として作用する。
The bonding
このような構造体（圧電装置）は、例えば、携帯電話等の電子機器を構成する外部回路基板（図示せず）の所定位置に配線層２１０を半田等を介して接続することにより実装され、圧電振動子２０７から電子機器の電気回路に通信周波数等の基準信号が送信される。
しかしながら、近年、圧電装置の小型化が進んできており、これに応じて、圧電振動子が搭載される構造体はさらに薄型化が進んでいる。 However, in recent years, the size of piezoelectric devices has been reduced, and accordingly, the structure on which the piezoelectric vibrator is mounted has been further reduced in thickness.
このように、構造体の薄型化が進むと、圧電振動子２０７の下面と主面部２０２の底面との間隔は非常に狭いものとなるので、次のような問題が発生しやすくなる。すなわち、実装や搬送、梱包等の取り扱いの際に、誤って構造体を落下させたり、治具や装置等にぶつけたりしたときに、構造体に大きな衝撃等が加わる。この衝撃に起因する外力により、搭載されている圧電振動子２０７にたわみ等の変形が過剰に発生し、圧電振動子２０７の下面と基体２０１の主面部２０２とが接触してしまい、圧電振動子２０７が破損する可能性があった。特に、保持部と反対側の自由端側では、圧電振動子のたわみ幅（振幅）が大きく、振動速度が異なるため、保持部と反対側の自由端側が圧電振動子２０７の下面と基体２０１の主面部２０２の底面とが接触すると、圧電振動子２０７が破損する可能性が高いものとなる。
Thus, as the structure becomes thinner, the distance between the lower surface of the
本発明は、かかる従来の技術における問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、圧電振動子収納用パッケージの薄型化が進み、圧電振動子の下面と凹部の底面との間隔が非常に狭いものとなっても、落下衝撃等の外力による圧電振動子の破損の可能性を低減させた構造体を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the problems in the prior art, and the purpose of the invention is to make the piezoelectric vibrator housing package thinner, and the distance between the bottom face of the piezoelectric vibrator and the bottom face of the recess is increased. An object of the present invention is to provide a structure in which the possibility of breakage of a piezoelectric vibrator due to an external force such as a drop impact is reduced even if it is very narrow.
本発明の構造体は、主面部を備えた基体と、該主面部上に搭載されるとともに、一方方向に延在する圧電振動子と、該圧電振動子の延在方向の一方端部を保持することにより、前記圧電振動子を振動可能に保持する保持部とを備える構造体であって、前記圧電振動子の直下にあたる前記基体の主面部上の領域に、前記圧電振動子の下面から離間した凸部が形成されており、前記圧電振動子は、前記保持部に保持される被保持部と、該被保持部に隣接し前記主面部と離間している基部と、該基部から延在している２つの枝部とから成る音叉型振動子であって、前記凸部が前記基部の直下の前記主面部上に位置していることを特徴とするものである。 The structure of the present invention holds a base having a main surface portion, a piezoelectric vibrator mounted on the main surface portion, extending in one direction, and one end portion in the extending direction of the piezoelectric vibrator. by, a structure and a holding portion which can vibrate holding said piezoelectric vibrator, a region on the main surface of the substrate corresponding to right under the previous SL piezoelectric vibrator, from the lower surface of the piezoelectric vibrator Protrusions that are spaced apart from each other are formed, and the piezoelectric vibrator includes a held part that is held by the holding part, a base that is adjacent to the held part and that is separated from the main surface part, and extends from the base It is a tuning fork type vibrator comprising two existing branch parts, wherein the convex part is located on the main surface part directly below the base part .
また、本発明の構造体は、好ましくは、前記凸部は、前記圧電振動子の延在方向と直交する方向に沿って延在していることを特徴とするものである。 Further, the structure of the present invention, preferably, the convex portion is characterized in that it is extending along a direction orthogonal to the extending direction of the piezoelectric vibrator.
また、本発明の構造体は、好ましくは、前記凸部は、前記圧電振動子の延在方向に沿った断面の形状が上に凸の曲面状をなしていることを特徴とするものである。 The structure of the present invention is preferably characterized in that the convex portion has a curved surface shape in which the shape of a cross section along the extending direction of the piezoelectric vibrator is convex upward. .
また、本発明の構造体は、好ましくは、前記基体上には、該基体と前記圧電振動子との間に介在し、且つ前記圧電振動子の延在方向の一方端に電気的に接続されている接続電極が設けられており、該接続電極と前記凸部とが同一の導体層により形成されているとともに、前記接続電極と前記凸部とが、実質的に同一工程で形成されていることを特徴とするものである。 Further, the structure of the present invention, preferably, on the substrate is interposed between the the base body piezoelectric vibrator, electrically connected and in the extending direction of one end of the piezoelectric vibrator Tei Ru and connection electrodes are provided, the connecting electrode and the and the convex portion are formed of the same conductive layer Tei Rutotomoni, and the said connection electrode and the protrusion, Ru Tei is formed in substantially the same process It is characterized by this.
また、本発明の構造体は、好ましくは、前記圧電振動子は、該圧電振動子の下面に形成され、且つ前記接続電極に電気的に接続されている励振電極を有するとともに、前記凸部は、前記圧電振動子の下面であって、且つ平面視で前記励振電極と離間する位置に配置されていることを特徴とするものである Further, the structure of the present invention, preferably, the piezoelectric vibrator is formed on the lower surface of the piezoelectric vibrator, and electrically connected to the connection electrode and having excitation electrodes Ru Tei, the protrusions The piezoelectric vibrator is disposed on the lower surface of the piezoelectric vibrator and at a position spaced apart from the excitation electrode in plan view.
また、本発明の構造体は、好ましくは、平面視した場合に前記枝部の延在方向と直交する方向における前記基部の幅が、平面視した場合に前記枝部の延在方向と直交する方向における該枝部の幅よりも大きいことを特徴とするものである。 In the structure of the present invention, preferably, the width of the base in a direction orthogonal to the extending direction of the branch part when viewed in plan is orthogonal to the extending direction of the branch part when viewed in plan. It is characterized by being larger than the width of the branch in the direction.
また、本発明の構造体は、好ましくは、前記圧電振動子上に該圧電振動子から離間した蓋体が配されており、該蓋体と前記圧電振動子との間の領域に、前記圧電振動子から離間した第２の凸部が形成されていることを特徴とするものである。 Further, the structure of the present invention, preferably, the lid spaced from the piezoelectric vibrator on the piezoelectric vibrator are arranged in the area between the lid and the piezoelectric vibrator, the piezoelectric A second convex portion spaced from the vibrator is formed.
本発明の構造体は、保持部の近傍で且つ圧電振動子の直下にあたる基体の主面部上の領域に、圧電振動子の下面から離間した凸部が形成されていることから、落下衝撃等の外力に起因して圧電振動子にたわみ等の変形が生じたときに、圧電振動子は、まず、保持部の近傍に位置する凸部に接触する可能性が高い。上記たわみは、保持部を支点にして生じるので、保持部近傍では圧電振動子のたわみ幅（振幅）は小さい。そのため、圧電振動子は、主面部と接触することなく速度の遅い状態で凸部に接して振動が抑えられる。 In the structure of the present invention, a convex portion spaced from the lower surface of the piezoelectric vibrator is formed in the region on the main surface portion of the base in the vicinity of the holding portion and immediately below the piezoelectric vibrator. When deformation such as deflection occurs in the piezoelectric vibrator due to an external force, the piezoelectric vibrator is likely to first contact a convex portion located in the vicinity of the holding portion. Since the deflection occurs with the holding portion as a fulcrum, the deflection width (amplitude) of the piezoelectric vibrator is small in the vicinity of the holding portion. For this reason, the piezoelectric vibrator is brought into contact with the convex portion in a state of low speed without coming into contact with the main surface portion, and vibration is suppressed.
また、圧電振動子が凸部に接触してから圧電振動子が撓む弾性力により落下衝撃を吸収させることができる。 Further, the drop impact can be absorbed by the elastic force that the piezoelectric vibrator bends after the piezoelectric vibrator comes into contact with the convex portion.
したがって、落下衝撃等に起因して圧電振動子が破損する可能性が低減された構造体を提供することができる。 Therefore, it is possible to provide a structure in which the possibility that the piezoelectric vibrator is damaged due to a drop impact or the like is reduced.
また、本発明の構造体は、好ましくは、凸部は圧電振動子の延在方向と直交する方向に沿って延在されていることから、圧電振動子の過剰振動を凸部で受ける際に、圧電振動子の延在する方向と直交する方向（幅方向）に対して幅広い範囲で受けることができる。つまり、圧電振動子の、凸部と接触する面積をより広くして単位面積あたりに作用する外力を低減することができる。よって、圧電振動子の破損をより効果的に抑制することができる。 In the structure of the present invention, preferably, since the convex portion extends along a direction orthogonal to the extending direction of the piezoelectric vibrator, the excessive vibration of the piezoelectric vibrator is received by the convex portion. Further, it can be received in a wide range with respect to the direction (width direction) orthogonal to the direction in which the piezoelectric vibrator extends. That is, the external force acting per unit area can be reduced by making the area of the piezoelectric vibrator in contact with the convex portion wider. Therefore, breakage of the piezoelectric vibrator can be more effectively suppressed.
また、本発明の構造体は、好ましくは、凸部は、圧電振動子の延在方向に沿った断面の形状が上に凸の曲面状をなしていることから、圧電振動子が凸部と接触する際に、圧電振動子の下面が凸部の角部（エッジ部）と接触して圧電振動子の下面の局所的な部分に落下衝撃が集中することを抑制でき、圧電振動子が破損する可能性をさらに低減させることができる。 In the structure of the present invention, it is preferable that the convex portion has a curved surface shape in which the cross-sectional shape along the extending direction of the piezoelectric vibrator is convex upward. When contacting, the lower surface of the piezoelectric vibrator comes into contact with the corners (edges) of the projections, and it is possible to suppress the drop impact from concentrating on the local part of the lower surface of the piezoelectric vibrator, and the piezoelectric vibrator is damaged. The possibility of doing so can be further reduced.
また、本発明の構造体は、好ましくは、基体上には、基体と圧電振動子との間に介在され、且つ圧電振動子の延在方向の一方端に電気的に接続される接続電極が設けられており、接続電極と凸部とが同一の導体層により形成されるとともに、接続電極と凸部とが、実質的に同一工程で形成されることから、接続電極を介して、圧電振動子の発振する信号の外部への供給や、圧電振動子への電力の供給等を行なうことができる。また、接続電極と凸部とが、実質的に同一工程で形成されるので製造工程を合理化することができる。 In the structure of the present invention, it is preferable that a connection electrode interposed between the base and the piezoelectric vibrator and electrically connected to one end in the extending direction of the piezoelectric vibrator is provided on the base. Since the connection electrode and the projection are formed by the same conductor layer, and the connection electrode and the projection are formed in substantially the same process, piezoelectric vibration is caused via the connection electrode. A signal oscillated by the child can be supplied to the outside, or power can be supplied to the piezoelectric vibrator. Moreover, since the connection electrode and the convex portion are formed in substantially the same process, the manufacturing process can be rationalized.
また、本発明の構造体は、好ましくは、圧電振動子は、圧電振動子の下面に形成され、且つ接続電極に電気的に接続される励振電極を有するとともに、凸部は、圧電振動子の下面であって、且つ平面視で励振電極と離間する位置に配置されていることから、励振電極と重ならないように凸部が形成されることにより、圧電振動子のうち凸部と接触する部位は励振電極から離間することになる。そのため、凸部との接触に起因して圧電振動子の振動が阻害されることは効果的に抑制される。 In the structure of the present invention, it is preferable that the piezoelectric vibrator has an excitation electrode formed on a lower surface of the piezoelectric vibrator and electrically connected to the connection electrode, and the convex portion is formed of the piezoelectric vibrator. Since the convex portion is formed on the lower surface and separated from the excitation electrode in a plan view so as not to overlap the excitation electrode, the portion of the piezoelectric vibrator that contacts the convex portion Is separated from the excitation electrode. Therefore, the inhibition of the vibration of the piezoelectric vibrator due to the contact with the convex portion is effectively suppressed.
また、圧電振動子の幅方向の両側における凸部と圧電振動子との間隔を一定にすることができる。 In addition, the interval between the convex portion and the piezoelectric vibrator on both sides in the width direction of the piezoelectric vibrator can be made constant.
よって、より効果的に、落下衝撃等に起因する外力を凸部により緩和することができ、圧電振動子が破損する可能性をさらに低減させることができる。 Therefore, the external force resulting from a drop impact or the like can be more effectively reduced by the convex portion, and the possibility that the piezoelectric vibrator is damaged can be further reduced.
また、本発明の構造体は、好ましくは、平面視した場合に枝部の延在方向と直交する方向における基部の幅が、平面視した場合に枝部の延在方向と直交する方向における枝部の幅よりも大きいことから、圧電振動子の過剰振動を凸部で受ける際に、圧電振動子の幅広い部分である基部で受けることができる。よって、圧電振動子の下面の局所的な部分に落下衝撃が集中することを抑制でき、圧電振動子の破損をさらに効果的に抑制することができる。 In addition, the structure of the present invention preferably has a branch width in a direction perpendicular to the extending direction of the branch part in a plan view when the width of the base part in a direction orthogonal to the extending direction of the branch part is seen in a plan view. Since it is larger than the width of the part, when the excessive vibration of the piezoelectric vibrator is received by the convex part, it can be received by the base part which is a wide part of the piezoelectric vibrator. Therefore, it is possible to suppress the drop impact from being concentrated on a local portion of the lower surface of the piezoelectric vibrator, and it is possible to more effectively suppress the damage of the piezoelectric vibrator.
また、本発明の構造体は、好ましくは、圧電振動子上に、圧電振動子から離間した蓋体が配されており、蓋体と圧電振動子との間の領域に、圧電振動子から離間した第２の凸部が形成されていることから、蓋体により圧電振動子が気密封止され、信頼性の高い構造体とすることができる。また、圧電装置の薄型化により構造体が薄いものとなり、圧電振動子の表面と蓋体の裏面との間隔が狭いものとなっても、圧電振動子の先端部が蓋体の裏面と接触することなく圧電振動子の凸部に対する衝突速度が遅い支持部側（固定端側）に近い第２の凸部で圧電振動子の振動を受けることができることから、落下衝撃等の不用意な過剰振動に起因する衝撃を受け止めることができるとともに、圧電振動子自体の破損が抑制できる。 In the structure of the present invention, preferably, a lid separated from the piezoelectric vibrator is disposed on the piezoelectric vibrator, and is separated from the piezoelectric vibrator in a region between the lid and the piezoelectric vibrator. Since the second convex portion is formed, the piezoelectric vibrator is hermetically sealed by the lid, and a highly reliable structure can be obtained. Further, even if the structure is thinned by the thinning of the piezoelectric device and the distance between the surface of the piezoelectric vibrator and the back surface of the lid is narrow, the tip of the piezoelectric vibrator is in contact with the back surface of the lid. Since the vibration of the piezoelectric vibrator can be received by the second convex part close to the support part side (fixed end side) where the collision speed with respect to the convex part of the piezoelectric vibrator is low without any inadvertent excessive vibration such as a drop impact It is possible to receive an impact caused by the above and to prevent the piezoelectric vibrator itself from being damaged.
また、圧電振動子が第２の凸部に接触してから圧電振動子が撓む弾性力により落下衝撃を吸収させることができる。よって、圧電振動子が破損する可能性を低減させることができる。 Further, the drop impact can be absorbed by the elastic force that the piezoelectric vibrator bends after the piezoelectric vibrator comes into contact with the second convex portion. Therefore, the possibility that the piezoelectric vibrator is damaged can be reduced.
以下、本発明の構造体（圧電装置）にかかる第１の実施例について添付の図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the structure (piezoelectric device) of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図１（ａ）は本発明の構造体の実施の形態の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ´線における断面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）において、１０１は主面部１０２を備えた基体、１０６は保持部、１０７は圧電振動子、１０８は凸部である。
Fig.1 (a) is a top view which shows an example of embodiment of the structure of this invention, FIG.1 (b) is sectional drawing in the XX 'line of Fig.1 (a). 1A and 1B,
基体１０１は、圧電振動子１０７を搭載し保持するためのものであり、例えば、直方体状等の主面部１０２を備える形状に形成される。
The
本実施形態において、基体１０１は、上面に圧電振動子１０７が搭載される部位を有する平板部分の上面に、圧電振動子１０７が搭載される部位を取り囲むように枠体が取着されてなる構造である。平板部分と枠体とで構成される凹部（符号なし）に圧電振動子１０７が収容される。
In the present embodiment, the
このような基体１０１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス焼結体等のセラミックス材料や、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂材料、セラミックス材料と樹脂材料との複合材料等の材料により形成されている。
Such a
基体１０１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、平板状や枠状の複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、焼成することにより形成される。平板状のセラミックグリーンシートは、例えば、酸化アルミニウムや酸化ケイ素、酸化カルシウム等の原料粉末を有機溶剤、バインダー等とともにドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート形成技術を用いて長尺のシート状に成形し、これを所定の寸法に切断することにより作製することができる。また、枠状のセラミックグリーンシートは、平板状のセラミックグリーンシートの中央部を、金型を用いた打ち抜き加工等を用いて打ち抜き、枠状に成形することにより作製することができる。
If the
この基体１０１の主面部１０２上に圧電振動子１０７が搭載される。圧電振動子１０７は、いわゆる音叉型と呼ばれる２股に分岐した形状の水晶振動子等であり、板状の水晶片等の本体（符号なし）の一方端部が接合材（符号なし）を介して基体１０１の主面部１０２に接合され、振動可能に保持される。
A
すなわち、圧電振動子１０７は、基体１０１に保持されている保持部１０６から一方方向に延在する部位（板状の本体の中央部や、保持部１０６に保持されている一方端部に対向する他端部等）が、屈曲振動や厚みすべり運動等の姿態により振動して、周波数や時間の基準となる基準信号を発振する。
That is, the
このような圧電振動子１０７は、例えば、水晶の結晶体を所定の結晶軸に沿って切り出して音叉形状の水晶片を作製し、これに電極を形成することにより作製される。
Such a
圧電振動子１０７の保持部１０６を構成する接合材としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル等の金属粉末やカーボン粉末等の導電性フィラーをエポキシ樹脂等の樹脂中に混合してなる導電性接着剤を用いることができる。
As a bonding material constituting the holding
基体１の主面部１０２の、保持部１０６に相当する部位には、収容される圧電振動子１０７の電極が接続される接続電極１０５が形成されている。また、主面部１０２の底面に形成された接続電極１０５から基体１０１の下面にかけて、導体層１１０が形成されている。
A
接続電極１０５や導体層１１０は、圧電振動子１０７と電気的に接続され、これを外部の電気回路と電気的に接続させる導電路として機能する。すなわち、接続電極１０５に、導電性接着剤からなる接合材を介して圧電振動子１０７を電気的、機械的に接続するとともに、導体層１１０のうち、基体１０１の下面に露出する部位を外部電気回路（図示せず）にはんだ等を介して電気的に接続することにより、圧電振動子１０７が、接続電極１０５および導体層１１０を介して外部電気回路と電気的に接続される。
The
この電気的接続により、圧電振動子１０７の発振する基準信号の外部電気回路への供給や、外部電気回路から圧電振動子１０７への電力の供給等が行なわれる。外部電気回路は、例えば、携帯電話やノートパソコン等の電子機器に組み込まれる実装用基板（マザーボード等、図示せず）に形成されている電気回路である。
By this electrical connection, the reference signal oscillated by the
接続電極１０５や導体層１１０は、タングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金，白金等の金属材料から成り、メタライズ層やめっき層等の形態で形成される。接続導体１０５および導体層１１０は、例えば、タングステンのメタライズ層から成る場合であれば、タングステン粉末に有機溶剤、バインダーを添加して作製した金属ペーストを、基体１０１となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷しておくことにより形成することができる。
The
また、導体層１１０のうち、主面部１０２内から基体１０１の下面にかけて形成される導体層１１０は、例えばビア導体や基体１０１の外周に形成した切り欠き部（いわゆるキャスタレーション、図示せず）の内面に被着させたメタライズ層により導出するように形成されている。
Of the
圧電振動子１０７が、基体１０１の主面部１０２に搭載され、保持部１０６を介して振動可能に保持された構造体は、上述した外部電気回路基板への実装や、搬送、梱包等の作業の際に、実装用等の加工用装置や治具、搬送用トレイへの載置、セッティング、移動等の動きが加わる。このときに、誤って構造体が治具等にぶつかったり、落下したりする可能性がある。
The structure in which the
本発明の構造体は、保持部１０６の近傍で且つ圧電振動子１０７の直下にあたる基体１０１の主面部１０２上の領域には、圧電振動子１０７の下面から離間した凸部１０８が形成されている。尚、本発明において保持部１０６の近傍とは、平面視において、圧電振動子の延在方向における振動可能領域の長さをＬとしたときに、固定端側から０．１Ｌ〜０．３Ｌである領域をいう。
In the structure of the present invention, a
このような構成により、落下衝撃等の外力に起因して圧電振動子１０７にたわみ等の変形が生じたときに、圧電振動子１０７は、まず、保持部１０５の近傍に位置する凸部１０８に接触する可能性が高い。上記たわみは、保持部１０５を支点にして生じるので、保持部１０５近傍では圧電振動子１０７のたわみ幅（振幅）は小さい。そのため、圧電振動子１０７は、基体１０１の主面部１０２と接触することなく速度の遅い状態で凸部１０８に接して振動が抑えられる。
With such a configuration, when deformation such as bending occurs in the
また、圧電振動子１０７が凸部１０８に接触してから圧電振動子１０７が撓む弾性力により落下衝撃を吸収させることができる。
Further, the drop impact can be absorbed by the elastic force that the
したがって、落下衝撃等に起因して圧電振動子１０７が破損する可能性が低減された構造体を提供することができる。
Therefore, it is possible to provide a structure in which the possibility that the
凸部１０８は、接続電極１０５の高さが例えば４０〜５０μｍ程度であれば、凸部１０８の高さは、接続電極１０５との高さの差が２０〜３０μｍとなるように、２０〜３０μｍ程度に形成することが望ましい。これは、圧電振動子１０７の先端部（枝部１０７ｃの先端）が主面部１０２に接触する前に、凸部１０８の表層で圧電振動子１０７の落下衝撃等の外力を受けられる構造とするためである。
For example, if the height of the
なお、この凸部１０８の高さは、例えば以下のように決定される。即ち、振動モードが上下方向に振動しないモードである場合、凸部１０８が形成されていない状態で基体１０１の主面部１０２に当接するように圧電振動子１０７を曲げたときに、断面視において圧電振動子１０７の下面が形成する第１の線と、圧電振動子１０７を自然な状態（力を加えない状態）においたときに、断面視において圧電振動子１０７の下面が形成する第２の線とを調べ、凸部１０８の頂部が前記第１の線よりも高く、且つ凸部１０８の第１の線からの高さが第１の線と第２の線との間隔の１／２よりも低くなる程度の高さに成すとよい。
In addition, the height of this
また、振動モードが上下方向に振動するモードである場合、凸部１０８が形成されていない状態で、断面視において、予定される最も大きな振動をさせたときに圧電振動子１０７の下面が形成する第３の線を調べ、凸部１０８の頂部が前記第１の線よりも高く、且つ、且つ凸部１０８の第１の線からの高さが第１の線と第３の線との間隔の１／２よりも低くなる程度の高さに成すとよい。
Further, when the vibration mode is a mode that vibrates in the vertical direction, the lower surface of the
また、構造体の落下衝撃試験としては、例えば、自然落下衝撃試験（ＪＩＳ Ｃ７０２１ 試験方法）があり、この場合、１．５ｍの高さから電子装置等を落下させるものがある。このような落下衝撃試験を行うことにより、構造体の外部からの落下衝撃が作用して圧電振動子１０７の厚み方向（上下方向）に過剰振動が発生することになる。このような場合においても、圧電振動子１０７が基体１０１の主面部１０２に接触することなく、過剰な振動を凸部１０８で受けて、圧電振動子１０７の破損をより効果的に抑制することができる。
Moreover, as a drop impact test of a structure, for example, there is a natural drop impact test (JIS C7021 test method). In this case, there is a method of dropping an electronic device or the like from a height of 1.5 m. By performing such a drop impact test, a drop impact from the outside of the structure acts and excessive vibration is generated in the thickness direction (vertical direction) of the
また、凸部１０８は、圧電振動子１０７の延在方向と直交する方向に沿って延在されていることが好ましい。
Further, the
このような構造とすることにより、圧電振動子１０７の過剰振動を凸部１０８で受ける際に、圧電振動子１０７の延在する方向と直交する方向（幅方向）に対して幅広い範囲で受けることができる。つまり、圧電振動子１０７が、凸部１０８と接触する面積をより広くして単位面積あたりに作用する外力を低減することができる。よって、圧電振動子１０７の破損をより効果的に抑制することができる。
With this structure, when excessive vibration of the
また、本発明の構造体は、好ましくは、凸部１０８は、圧電振動子１０７の延在方向に沿った断面の形状が上に凸の曲面状をなしているとよい。
In the structure of the present invention, it is preferable that the
このような構造としたことから、圧電振動子１０７が凸部１０８と接触する際に、圧電振動子１０７の下面が凸部１０８の角部（エッジ部）と接触して、落下衝撃が圧電振動子１０７の下面に局所的に集中することを抑制できる。従って、圧電振動子１０７が破損する可能性をさらに低減させることができる。すなわち、凸部１０８の表面を圧電振動子１０７の延在方向に沿ってその断面の形状が上に凸の曲面状とすることにより、効果的に圧電振動子１０７の下面と凸部１０８との接触による衝撃を緩和して、圧電振動子１０７が破損したり接続電極１０５から外れたりすることをより確実に抑制することができる。また、凸部１０８の角部がカケやすくなることを抑制できる。
Due to such a structure, when the
また、本発明の構造体は、好ましくは、基体１０１上には、基体１０１と圧電振動子１０７との間に介在され、且つ圧電振動子１０７の延在方向の一方端に電気的に接続される接続電極１０５が設けられており、接続電極１０５と凸部１０８とが同一の導体層により形成されるとともに、接続電極１０５と凸部１０８とが、実質的に同一工程で形成される。
The structure of the present invention is preferably disposed on the base 101 between the base 101 and the
即ち、同一工程とは、例えば接続電極１０５を形成するための金属ペーストと凸部１０８を形成するための金属ペーストを同一のものとして、接続電極１０５と凸部１０８を形成するそれぞれの開口部を同一のスクリーン印刷用の製版に設け、金属ペーストを開口部により塗布することである。
That is, the same process means that, for example, the metal paste for forming the
これにより、接続電極１０５を介して、圧電振動子１０７の発振する信号の外部への供給や、圧電振動子１０７への電力の供給等を行うことができる。また、接続電極１０５と凸部１０８とが、実質的に同一工程で形成されるので製造工程を合理化することができる。
As a result, the signal oscillated by the
また、本発明の構造体は、好ましくは、圧電振動子１０７は、圧電振動子１０７の下面に形成され、且つ接続電極１０５に電気的に接続される励振電極（図示せず）を有するとともに、凸部１０８は、圧電振動子１０７の下面であって、且つ平面視で励振電極と離間する位置に配置されている。
In the structure of the present invention, preferably, the
このような構造としたことにより、励振電極と重ならないように凸部１０８が形成されることにより、圧電振動子１０７のうち凸部１０８と接触する部位は励振電極から離間することになる。そのため、凸部１０８との接触に起因して圧電振動子１０７の振動が阻害されることが効果的に抑制される。
With such a structure, the
また、圧電振動子１０７の幅方向の両側における凸部１０８と圧電振動子１０７との間隔を一定にすることができる。
Further, the interval between the
よって、より効果的に、落下衝撃等に起因する外力を凸部１０８により緩和することができ、圧電振動子１０７が破損する可能性をさらに低減させることができる。
Therefore, the external force resulting from a drop impact or the like can be more effectively mitigated by the
また、本発明の構造体は、圧電振動子１０７は、保持部１０６により保持される被保持部１０７ａと、被保持部１０７ａに隣接する基部１０７ｂと、基部１０７ｂから延在する複数の枝部１０７ｃを備えるとともに、凸部１０８が、基部１０７ｂの直下の主面部１０２上に位置するように形成されている。
Further, the structure of the present invention, pressure
このような構造としたことから、圧電振動子１０７の過剰振動を凸部１０８で受ける際に、圧電振動子１０７の枝部１０７ｃ側（自由端側）よりも凸部１０８への衝突速度の小さい基部１０７ｂ側で受けることができる。よって、圧電振動子１０７の凸部１０８との衝突により生じた衝撃が小さい状態で、落下衝撃等に起因する外力を受けることができ、圧電振動子１０７の破損をさらに効果的に抑制することができる。つまり、本発明の構造体は、いわゆる音叉型の水晶振動子等の、上記構成の圧電振動子を備えるものとして好適である。
Due to such a structure, when excessive vibration of the
また、本発明の構造体は、好ましくは、平面視した場合に枝部１０７ｃの延在方向と直交する方向における基部１０７ｂの幅が、平面視した場合に枝部１０７ｃの延在方向と直交する方向における枝部１０７ｃの幅よりも大きくなるように形成されている。
In the structure of the present invention, preferably, the width of the
このような構造としたことから、圧電振動子１０７の過剰振動を凸部１０８で受ける際に、圧電振動子１０７の幅広い部分である基部１０７ｂで受けることができる。よって、圧電振動子１０７の下面に、落下衝撃が局所的に集中することを抑制でき、圧電振動子１０７の破損をさらに効果的に抑制することができる上、特に幅の狭い枝部で、衝撃を受ける場合に比して、圧電振動子の破損抑制の効果が向上する。
With such a structure, when the excessive vibration of the
また、本発明の構造体は、好ましくは、圧電振動子１０７上に、圧電振動子１０７から離間した蓋体１０９が配されており、蓋体１０９と圧電振動子１０７との間の領域に、圧電振動子１０７から離間した第２の凸部１１１が形成されている。
In the structure of the present invention, preferably, a
このような構造としたことから、蓋体１０９により圧電振動子１０７が気密封止され、信頼性の高い構造体とすることができる。また、圧電装置の薄型化により構造体が薄いものとなり、圧電振動子１０７の表面と蓋体１０９の裏面との間隔が狭いものとなっても、圧電振動子１０７の先端部が蓋体１０９の裏面と接触することなく圧電振動子１０７の移動速度の遅い支持部１０６側（固定端側）に近い第２の凸部１１１で圧電振動子１０７の振動を受けることができることから、落下衝撃等の不用意な過剰振動に起因する衝撃を受け止めることができる。
With such a structure, the
また、圧電振動子１０７が第２の凸部１１１に接触してから圧電振動子１０７が撓む弾性力により落下衝撃を吸収させることができる。よって、圧電振動子１０７が破損する可能性を低減させることができる。
Further, the drop impact can be absorbed by the elastic force that the
ここで、例えば３．２ｍｍ×２．５ｍｍの従来の構造体であれば、通常、基体１０１（圧電振動子収納用パッケージ）の厚みは０．８ｍｍ程度であり、基体１０１の枠部を形成する絶縁層は、０．３〜０．５ｍｍ程度で構成されている。そして、圧電振動子１０７の下面と主面部１０２の上面との隙間は０．２ｍｍ程度に確保されている。外部からの衝撃による圧電振動子１０７のたわみを、圧電振動子１０７の下側においては凸部１０８で受けるとともに、圧電振動子１０７の上側においては第２の凸部１１１で受けることにより、落下衝撃等の不用意な外部応力に対する耐衝撃性に優れた構造体を提供できる。
Here, for example, in the case of a conventional structure of 3.2 mm × 2.5 mm, the thickness of the base 101 (piezoelectric vibrator housing package) is usually about 0.8 mm, and the frame portion of the
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に変形できる。 In addition, this invention is not limited to the example of above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can deform | transform into various forms.
例えば、上述の例では基体１０１を構成する枠体を３層の絶縁層で構成したが、その他の絶縁層としてもよいことは言うまでもない。
For example, in the above-described example, the frame constituting the
また、上述の例では基体１０１の上面に金属製の金属枠体１０３を接合した形態としたが、基体１０１の上面に形成されたメタライズ層に半田等のろう材により直接蓋体１０９を接合してもよいことは言うまでもない。
In the above example, the
また、上述の実施形態では、凸部１０８をメタライズ層により形成したが、これに換えてエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂材により凸部１０８を形成してもよい。この場合、メタライズ層よりも弾力のある樹脂材により良好に圧電振動子の過剰振動が受け止められる。
In the above-described embodiment, the
１０１・・・・・基体
１０２・・・・・主面部
１０３・・・・・金属枠体
１０４・・・・・段差部
１０５・・・・・接続電極
１０６・・・・・保持部
１０７・・・・・圧電振動子
１０７ａ・・・・被保持部
１０７ｂ・・・・基部
１０７ｃ・・・・枝部
１０８・・・・・凸部
１０９・・・・・蓋体
１１０・・・・・導体層
１１１・・・・・第２の凸部
101 ...
Claims (7)
前記圧電振動子の直下にあたる前記基体の主面部上の領域に、前記圧電振動子の下面から離間した凸部が形成されており、
前記圧電振動子は、前記保持部に保持される被保持部と、該被保持部に隣接し前記主面部と離間している基部と、該基部から延在している２つの枝部とから成る音叉型振動子であって、前記凸部が前記基部の直下の前記主面部上に位置していることを特徴とする構造体。 The piezoelectric vibration is obtained by holding a base body having a main surface portion, a piezoelectric vibrator mounted on the main surface portion and extending in one direction, and one end portion in the extending direction of the piezoelectric vibrator. A holding body that holds the child so as to vibrate ,
The region on the main surface of the substrate corresponding to right under the previous SL piezoelectric vibrator, protrusions spaced from the lower surface of the piezoelectric vibrator is formed,
The piezoelectric vibrator includes a held portion held by the holding portion, a base portion adjacent to the held portion and separated from the main surface portion, and two branch portions extending from the base portion. A tuning fork type vibrator, wherein the convex portion is located on the main surface portion directly below the base portion .
特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の構造体。 Wherein and the lid is arranged spaced apart from the piezoelectric vibrator on the piezoelectric vibrator, a region between said lid and said piezoelectric vibrator, a second protrusion spaced from said piezoelectric vibrator formed The structure according to any one of claims 1 to 6 , wherein the structure is formed.
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