JPH11284475A - Crystal oscillator - Google Patents
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- JPH11284475A JPH11284475A JP8459098A JP8459098A JPH11284475A JP H11284475 A JPH11284475 A JP H11284475A JP 8459098 A JP8459098 A JP 8459098A JP 8459098 A JP8459098 A JP 8459098A JP H11284475 A JPH11284475 A JP H11284475A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、振動周波数の変動
が少なく、外部電極の方向性を考慮することなく利用で
きる水晶振動子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crystal resonator which can be used without taking into account the directivity of external electrodes, with little variation in vibration frequency.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、表面実装に適した水晶振動子は、
両主面に励振電極が形成された水晶振動片を表面実装可
能なキャビティーを有する筺体状の絶縁容器に平面的に
収容し、さらに、キャビティーの開口を蓋体で気密的に
封止していた。尚、筺体状絶縁容器の外表面には、一対
の外部電極が形成されており、夫々水晶振動片の励振電
極に接続されていた。2. Description of the Related Art Conventionally, quartz oscillators suitable for surface mounting are:
A crystal resonator element with excitation electrodes formed on both main surfaces is flatly housed in a housing-like insulating container having a cavity that can be surface-mounted, and the cavity opening is hermetically sealed with a lid. I was In addition, a pair of external electrodes was formed on the outer surface of the housing-shaped insulating container, and each was connected to the excitation electrode of the quartz vibrating piece.
【０００３】このような構造の水晶振動子において、水
晶振動片の励振電極と外部電極とを接続する導体部分に
不要なリアクタンス成分が発生してしまい、また、この
導体と励振電極との間で不要な容量成分が発生してしま
い、その結果、水晶振動片の固有の振動特性が変動して
しまうという問題点があった。In a crystal resonator having such a structure, an unnecessary reactance component is generated in a conductor portion connecting the excitation electrode and the external electrode of the crystal resonator element, and a gap between the conductor and the excitation electrode is generated. Unnecessary capacitance components are generated, and as a result, there is a problem that the inherent vibration characteristics of the crystal resonator element fluctuate.
【０００４】この問題点を解決するために、特開平７−
１５４１８４号では、図９に示すように、筺体状絶縁容
器１のキャビティーの底面に遮蔽電極７を設けていた。
特に、水晶振動片２の下面側励振電極２３と遮蔽電極７
との間の容量を発生させないため、遮蔽電極７を下面側
励振電極２３と導通する外部電極３に接続し、下面側励
振電極２３と遮蔽電極７とを同電位としていた。To solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No.
In 154184, as shown in FIG. 9, the shielding electrode 7 is provided on the bottom surface of the cavity of the housing-like insulating container 1.
In particular, the excitation electrode 23 and the shielding electrode 7 on the lower surface side of the quartz vibrating piece 2
The shield electrode 7 is connected to the external electrode 3 which is electrically connected to the lower excitation electrode 23, so that the lower excitation electrode 23 and the shield electrode 7 have the same potential.
【０００５】即ち、特開平７−１５４１８４号では、水
晶振動片２の下面側の励振電極２３と同電位の遮蔽電極
７を、絶縁容器１のキャビティー底面に配置することに
より、その間で発生する不要な容量成分を排除すること
により、良好な振動特性を得ようとするものであった。That is, in JP-A-7-154184, the shield electrode 7 having the same potential as the excitation electrode 23 on the lower surface side of the crystal vibrating reed 2 is arranged on the bottom surface of the cavity of the insulating container 1 so as to be generated therebetween. An attempt was made to obtain good vibration characteristics by eliminating unnecessary capacitance components.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平７−１
５４１８４号のように、絶縁容器１のキャビティーに水
晶振動片２の下面側励振電極２３と同電位の遮蔽電極７
を設けたところで、充分な周波数の変動を抑えることが
できなかった。SUMMARY OF THE INVENTION However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-1
No. 54184, the shielding electrode 7 having the same potential as the lower surface side excitation electrode 23 of the crystal vibrating piece 2 is provided in the cavity of the insulating container 1.
However, sufficient frequency fluctuation could not be suppressed.
【０００７】上述の構造では、水晶振動片２の下面側励
振電極２３によって発生する容量成分の発生を抑えるこ
とができるものの、逆に水晶振動片２の上面側について
は何らの手段が講じられていないためである。In the above-described structure, although the generation of the capacitance component generated by the lower-side excitation electrode 23 of the quartz-crystal vibrating reed 2 can be suppressed, some measures are taken on the upper surface of the quartz-crystal vibrating reed 2. Because there is no.
【０００８】キャビティーを封止する蓋体６は、絶縁容
器１の気密封止性を重視して、金属蓋体６を使用してい
る。従って、水晶振動片２の上面側励振電極２２と金属
蓋体６との間にも浮遊容量成分Ｃが発生してしまう。し
かも、金属蓋体６は、一般的にアース電位となってい
る。従って、上述の構造の水晶振動子を等価回路で示す
と図１０のようになる。As the lid 6 for sealing the cavity, a metal lid 6 is used with emphasis on hermetic sealing of the insulating container 1. Therefore, the stray capacitance component C is also generated between the upper-side excitation electrode 22 of the crystal resonator element 2 and the metal lid 6. Moreover, the metal lid 6 is generally at the ground potential. Therefore, FIG. 10 shows an equivalent circuit of the crystal resonator having the above structure.
【０００９】即ち、水晶振動片２の上面側励振電極２２
と、この励振電極２２が接続する外部電極４との間に
は、アース電位に接地された容量成分Ｃが付加されるこ
とになる。しかし、下面側励振電極２３と、この励振電
極２３に接続する外部電極３との間には、実質的に容量
成分が発生していない。That is, the excitation electrode 22 on the upper surface of the crystal vibrating piece 2
And the external electrode 4 to which the excitation electrode 22 is connected, a capacitance component C grounded to the ground potential is added. However, substantially no capacitance component is generated between the lower excitation electrode 23 and the external electrode 3 connected to the excitation electrode 23.
【００１０】従って、一対の外部電極３、４と水晶振動
片２との関係が相違してしまい、結局、水晶振動子の外
部電極に方向性が発生してしまうことになる。Therefore, the relationship between the pair of external electrodes 3 and 4 and the quartz-crystal vibrating piece 2 is different, and eventually, directivity is generated in the external electrodes of the quartz-crystal vibrator.
【００１１】しかしも、上述の構造においては、キャビ
ティー１１内に平面配置された水晶振動片２の配置状態
によって、金属蓋体６と水晶振動片２との間隔が変動す
るため、水晶振動片２と金属蓋体６との間の容量成分Ｃ
がばらついてしまい、その結果、水晶振動子間で周波数
特性のばらつきが生じてしまう。However, in the above-described structure, the distance between the metal cover 6 and the quartz vibrating reed 2 varies depending on the arrangement of the quartz vibrating reed 2 arranged in a plane in the cavity 11. 2 between the metal cover 6 and the metal cover 6
As a result, the frequency characteristics vary among the quartz oscillators.
【００１２】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は、水晶振動子の周波数特性の
変動を有効に抑えることができ、しかしも、プリント配
線基板の実装時に素子の方向性を無視することができる
水晶振動子を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to effectively suppress fluctuations in the frequency characteristics of a crystal resonator. It is an object of the present invention to provide a crystal resonator which can sometimes ignore the directionality of an element.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、両主面に励振
電極が形成されている水晶振動片を、絶縁容器の上面に
設けられたキャビティー内に平面的に配置収容するとと
もに、前記キャビティーの開口をアース電位の蓋体で塞
いで成る水晶振動子であって、前記絶縁容器のキャビテ
ィー底部に、水晶振動片の下面側励振電極と対向したア
ース電極を配置したことを特徴とする水晶振動子であ
る。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a quartz vibrating reed having excitation electrodes formed on both main surfaces is planarly arranged and housed in a cavity provided on the upper surface of an insulating container. A quartz resonator in which an opening of a cavity is closed with a cover of a ground potential, wherein a ground electrode facing a lower surface side excitation electrode of the quartz vibrating piece is arranged at a bottom of the cavity of the insulating container. It is a crystal oscillator that performs.
【００１４】好ましくは、前記アース電極は、絶縁容器
の下面に形成されている水晶振動子である。Preferably, the earth electrode is a quartz oscillator formed on a lower surface of the insulating container.
【００１５】[0015]
【作用】以上のように、本発明では、水晶振動片の上面
側の励振電極と金属蓋体との間で浮遊的な容量成分（上
面側の容量成分）が発生する。また、水晶振動片の下面
側の励振電極と絶縁容器に形成してアース電極との間で
浮遊的な容量成分（下面側の容量成分）が発生すること
になる。しかも、この容量成分の一方はいずれもアース
電位となっている。As described above, in the present invention, a floating capacitance component (capacitance component on the upper surface side) is generated between the excitation electrode on the upper surface side of the crystal resonator element and the metal lid. In addition, a floating capacitance component (capacitance component on the lower surface side) is generated between the excitation electrode on the lower surface side of the crystal resonator element and the ground electrode formed on the insulating container. In addition, one of the capacitance components is at the ground potential.
【００１６】従って、水晶振動片から両外部電極をみる
と、いずれにも容量成分が接続されていることになり、
等価回路的には対象となっている。Accordingly, when the two external electrodes are viewed from the quartz-crystal vibrating piece, the capacitive components are connected to both of them.
It is an object in terms of an equivalent circuit.
【００１７】結局、水晶振動子の両外部電極において、
プリント配線基板上に実装に際には、方向性がなくな
り、実装性が向上することになる。After all, at both external electrodes of the crystal unit,
When mounting on a printed wiring board, the directionality is lost and the mountability is improved.
【００１８】また、水晶振動片を絶縁容器の内部に平面
配置しても、水晶振動片の両端に夫々容量成分が付加さ
れることになる。このため、水晶振動片の両端で容量成
分が偏ることがなく、特性信頼性を向上させることがで
きる。Further, even if the quartz-crystal vibrating piece is arranged in a plane inside the insulating container, capacitance components are added to both ends of the quartz-crystal vibrating piece. For this reason, the capacitance component is not biased at both ends of the crystal resonator element, and the characteristic reliability can be improved.
【００１９】第２の発明では、絶縁容器の底面外表にア
ース電極を形成している。これにより、アース電極の形
成が非常に簡単となり、また、水晶振動子として組み立
てたのちに、水晶振動片の下面側励振電極とアース電極
との間に発生する容量を任意調整するが可能となる。即
ち、絶縁容器の底面の外表のアース電極の一部を除去す
ることにより、水晶振動片の下面側励振電極とのアース
電極との対向面積を減少させることができるため、その
容量成分を調整することができる。In the second invention, a ground electrode is formed on the outer surface of the bottom surface of the insulating container. As a result, the formation of the ground electrode becomes very simple, and the capacitance generated between the lower-side excitation electrode and the ground electrode of the crystal vibrating piece can be arbitrarily adjusted after being assembled as a crystal resonator. . In other words, by removing a part of the earth electrode on the outer surface of the bottom surface of the insulating container, the area of the quartz-crystal vibrating piece facing the lower-side excitation electrode and the earth electrode can be reduced, so that the capacitance component is adjusted. be able to.
【００２０】これにより、水晶振動片の上面側励振電極
と金属蓋体との間で発生する容量成分に合わせるよう
に、水晶振動片の下面側励振電極とアース電極との間の
容量を調整することができる。Thus, the capacitance between the lower-side excitation electrode of the quartz-crystal vibrating piece and the ground electrode is adjusted to match the capacitance component generated between the upper-side excitation electrode of the quartz-crystal vibrating piece and the metal cover. be able to.
【００２１】従って、等価回路的には、水晶振動片の両
端に位置する両容量成分を同一にすることができ、上述
の作用効果を完全に達成することができる。これは、水
晶振動片を絶縁容器に配置状態のバラツキにより、両容
量成分が変動しても充分にキャンセルすることができ
る。Therefore, in terms of an equivalent circuit, the two capacitance components located at both ends of the quartz-crystal vibrating piece can be made the same, and the above-mentioned effects can be completely achieved. This can be sufficiently canceled even if both capacitance components fluctuate due to variations in the arrangement state of the crystal resonator element in the insulating container.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の水晶振動子を図面
に基づいて説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a crystal unit according to the present invention.
【００２３】図１は本発明の水晶振動子の外観斜視図で
あり、図２はその断面図であり、図３は水晶振動片の表
面側及び裏面側の平面図であり、図４は絶縁容器の平面
図である。尚、図１〜図２、図４に示す水晶振動子の絶
縁容器に単に水晶振動片を配置した最も簡単な構造の水
晶振動子を示している。FIG. 1 is an external perspective view of the crystal unit of the present invention, FIG. 2 is a sectional view thereof, FIG. 3 is a plan view of the front and back sides of the crystal unit, and FIG. It is a top view of a container. In addition, a crystal resonator having the simplest structure in which a crystal resonator element is simply arranged in the insulating container of the crystal resonator shown in FIGS.
【００２４】図において、１は絶縁容器であり、２は水
晶振動片であり、３〜４は外部電極であり、５はアース
外部電極であり、６は金属蓋体であり、８はアース電極
である。In the drawing, 1 is an insulating container, 2 is a quartz vibrating piece, 3 to 4 are external electrodes, 5 is a ground external electrode, 6 is a metal cover, and 8 is a ground electrode. It is.
【００２５】絶縁容器１は、セラミック、耐熱性樹脂な
どからなり、その形状は概略筺体状となっている。ま
た、図４に示すように、上部側には、水晶振動片２を収
容するキャビティー１１が形成されている。このキャビ
ティー１１の容器長手方向の両端には、水晶振動片２の
両端部を載置する段差部１２ａ、１２ｂが形成されてい
る。即ち、絶縁容器１は、少なくとも３層の所定形状の
絶縁層から構成されていることになる。The insulating container 1 is made of ceramic, heat-resistant resin, or the like, and has a substantially housing shape. Further, as shown in FIG. 4, a cavity 11 for accommodating the crystal resonator element 2 is formed on the upper side. At both ends of the cavity 11 in the longitudinal direction of the container, steps 12a and 12b on which both ends of the crystal vibrating piece 2 are placed are formed. That is, the insulating container 1 is constituted by at least three insulating layers having a predetermined shape.
【００２６】また、キャビティー１１の２つの段差部１
２ａ、１２ｂのうち、例えば、段差部１２ａ上には、水
晶振動片２と接合する接続パット１３ａ、１３ｂが形成
されている。また、キャビティー１１の底部、即ちキャ
ビティー１１の底面には、水晶振動片２の下面側励振電
極２３と対向した平板状のアース電極８が形成されてい
る。The two steps 1 of the cavity 11
Of the 2a and 12b, for example, connection pads 13a and 13b to be joined to the crystal resonator element 2 are formed on the step 12a. On the bottom of the cavity 11, that is, on the bottom surface of the cavity 11, there is formed a flat earth electrode 8 facing the lower excitation electrode 23 of the crystal resonator element 2.
【００２７】また、絶縁容器１の外周面には、接続用パ
ット１３ａ、１３ｂと接続する外部電極３、４が形成さ
れ、また、アース電極８と接続するアース外部電極５が
形成されている。このアース電極８は、キャビティー１
１の底面に、水晶振動片２の下面側励振電極２の形状形
状を包括する平面形状となっている。これは、水晶振動
片２の接合位置がずれても、水晶振動片２の下面側励振
電極２とアース電極８との対向関係が変動しないように
するためである。On the outer peripheral surface of the insulating container 1, external electrodes 3 and 4 connected to the connection pads 13a and 13b are formed, and a ground external electrode 5 connected to the ground electrode 8 is formed. The earth electrode 8 is connected to the cavity 1
1 has a planar shape that covers the shape and shape of the lower surface side excitation electrode 2 of the crystal resonator element 2. This is to prevent the opposing relationship between the lower surface-side excitation electrode 2 and the ground electrode 8 of the crystal vibrating piece 2 from changing even if the bonding position of the crystal vibrating piece 2 is shifted.
【００２８】このアース電極８は、Ａｇ、Ｃｕ、タング
ステンなどの厚膜導体膜からなり、絶縁容器１を形成す
る時、接続用パッド１３ａ、１３ｂと同様に形成され、
必要に応じてその表面にメッキ処理が施されている。The earth electrode 8 is made of a thick conductor film such as Ag, Cu, tungsten, etc., and is formed in the same manner as the connection pads 13a and 13b when the insulating container 1 is formed.
The surface is plated if necessary.
【００２９】上述の外部電極３、４は、例えば、絶縁容
器の短辺側の２つの端面に夫々形成されている。そし
て、その構造は、絶縁容器の端面高さ方向の一部に延び
るに半円形状の導通スルーホールの内壁面に導体膜が形
成されて構成されている。またアース外部電極５は、例
えば、絶縁容器１の長辺側の端面に形成されている。そ
の構造は、絶縁容器１の端面高さ方向に延びるに半円形
状の導通スルーホールの内壁面に導体膜が形成されて構
成されている。The above-mentioned external electrodes 3 and 4 are formed, for example, on the two end faces on the short side of the insulating container, respectively. The structure is configured such that a conductive film is formed on the inner wall surface of the semicircular conductive through hole extending to a part of the end surface height direction of the insulating container. The ground external electrode 5 is formed, for example, on the end face on the long side of the insulating container 1. The structure is such that a conductor film is formed on the inner wall surface of a semicircular conductive through hole extending in the height direction of the end surface of the insulating container 1.
【００３０】このような、外部電極３、４、アース外部
電極５は、半田接合性の優れた材料、例えば、ＡｇやＡ
ｇ−ＰｄやＣｕを主成分とする導体で構成され、さら
に、表面にメッキ処理されている。The external electrodes 3 and 4 and the ground external electrode 5 are made of a material having excellent solder bonding properties, for example, Ag or A.
It is composed of a conductor containing g-Pd or Cu as a main component, and is further plated on the surface.
【００３１】また、絶縁容器１の内部には、接続用パッ
ト１３ａと外部電極３とを接続する導体１４ａ、水晶振
動片接続用パット１３ｂと外部電極４とを接続する導体
１４ｂ、アース電極８とアース外部電極５とを接続する
導体１５が配置されている。Also, inside the insulating container 1, a conductor 14a for connecting the connection pad 13a to the external electrode 3, a conductor 14b for connecting the crystal vibrating piece connection pad 13b to the external electrode 4, and a ground electrode 8 are provided. A conductor 15 connecting the ground external electrode 5 is arranged.
【００３２】このような導体１４ａ、１４ｂ、１５は、
絶縁容器１を構成する絶縁層間に配置されている。The conductors 14a, 14b, 15 are
It is arranged between the insulating layers constituting the insulating container 1.
【００３３】また、絶縁容器１の上面、即ち、キャビテ
ィー１１の開口周囲には、金属蓋体６をシーム溶接する
ために導体膜１６が被着されている。この導体膜１６
は、容器１の長手方向の端面に形成されたアース外部電
極５と導通している。On the upper surface of the insulating container 1, that is, around the opening of the cavity 11, a conductor film 16 is applied for seam welding the metal lid 6. This conductor film 16
Are electrically connected to the ground external electrode 5 formed on the longitudinal end surface of the container 1.
【００３４】水晶振動片２は、所定カット、例えばＡＴ
カットされた水晶基板２１は、上面側の励振電極２２、
下面側励振電極２３とから構成されている。このような
励振電極２２、２３は、水晶基板２１の両面にＣｒやＡ
ｇなどを蒸着して形成される。この励振電極２２、２３
は、水晶基板２１の一方の端部の両主面に引出電極２２
ａ、２３ａ、２２ｂ、２３ｂとして導出されている。即
ち、引出電極２２ａ、２３ａは水晶振動片２の上面側に
配置され、引出電極２２ｂ、２３ｂは水晶振動片２の下
面側に配置されている。この引出電極２２ａと２３ａ、
２２ｂと２３ｂとは水晶基板２１の端面や側面を介して
導通している。The quartz-crystal vibrating piece 2 has a predetermined cut, for example, AT
The cut quartz substrate 21 has an excitation electrode 22 on the upper surface side,
And a lower-side excitation electrode 23. Such excitation electrodes 22 and 23 are provided on both surfaces of the quartz substrate 21 with Cr or A.
g and the like. The excitation electrodes 22, 23
Are connected to the extraction electrodes 22 on both main surfaces at one end of the quartz substrate 21.
a, 23a, 22b, and 23b. That is, the extraction electrodes 22 a and 23 a are arranged on the upper surface side of the crystal resonator element 2, and the extraction electrodes 22 b and 23 b are arranged on the lower surface side of the crystal resonator element 2. These extraction electrodes 22a and 23a,
22b and 23b are electrically connected through the end face or side face of the quartz substrate 21.
【００３５】金属蓋体６は、コバール、鉄などの平板状
部材からなり、その表面には、シーム溶接による絶縁容
器１の被着を容易にするために表面メッキ層が形成され
ている。The metal cover 6 is made of a flat member such as Kovar or iron, and a surface plating layer is formed on a surface of the metal cover 6 in order to facilitate attachment of the insulating container 1 by seam welding.
【００３６】このような金属蓋体６は、絶縁容器１の上
面に形成した導体膜１６上にシームリング６０を介し
て、この金属蓋体６とアース外部電極５との間で溶接電
流を通電することにより、金属蓋体６と絶縁容器１との
シーム溶接が達成され、キャビティー１１の内部が気密
的に封止される。With such a metal lid 6, a welding current is applied between the metal lid 6 and the ground external electrode 5 via a seam ring 60 on the conductor film 16 formed on the upper surface of the insulating container 1. Thereby, the seam welding between the metal lid 6 and the insulating container 1 is achieved, and the inside of the cavity 11 is hermetically sealed.
【００３７】このような構造の水晶振動子の組立は、ま
ず、絶縁容器１の段差部１２ａ、１２ｂに水晶振動片２
の両端を載置する。この時、段差部１２ａの接続用パッ
ト１３ａ、１３ｂに導電性樹脂接着材を塗布し、続い
て、引出電極２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂを形成し
た水晶振動子の一方端部（表裏は問わない）を、段差部
１２ａに、他方端部を段差部１２ｂ上に載置し、上述の
導電性樹脂接着材を硬化させる。The assembling of the crystal resonator having such a structure is performed by firstly attaching the crystal resonator element 2 to the steps 12 a and 12 b of the insulating container 1.
Place both ends of. At this time, a conductive resin adhesive is applied to the connection pads 13a, 13b of the stepped portion 12a, and then, one end (regardless of front and back) of the crystal resonator in which the extraction electrodes 22a, 22b, 23a, 23b are formed. ) Is placed on the step 12a and the other end is placed on the step 12b, and the above-mentioned conductive resin adhesive is cured.
【００３８】次に、絶縁容器１の導体膜１６上に、シー
ムリング６０を載置し、さらに、金属蓋体６を載置し
て、この金属蓋体６とアース外部電極（金属蓋体６と導
体膜１６、シームリング６０を介して導通している）と
の間に所定電流を流し、金属蓋体６と絶縁容器１とをシ
ーム溶接を行う。Next, the seam ring 60 is placed on the conductor film 16 of the insulating container 1, and the metal lid 6 is further placed thereon. The metal lid 6 and the ground external electrode (the metal lid 6) Between the metal cover 6 and the insulating container 1 by seam welding.
【００３９】このように形成された水晶振動子では、水
晶振動片２の上面励振電極２２と金属蓋体６との間で浮
遊的な容量成分Ｃ１が発生してしまう。また、同時に、
水晶振動片２の下面側励振電極２３とキャビティー１１
の底面に形成されたアース電極８との間で浮遊的な容量
成分Ｃ２が発生することになる。In the crystal resonator thus formed, a floating capacitance component C 1 is generated between the upper excitation electrode 22 of the crystal resonator element 2 and the metal lid 6. At the same time,
Excitation electrode 23 and cavity 11 on the lower surface of crystal vibrating reed 2
A floating capacitance component C2 is generated between the ground electrode 8 and the ground electrode 8 formed on the bottom surface.
【００４０】しかし、水晶振動片２の両面主面側に夫々
発生する容量成分Ｃ１及びＣ２は、その一端がアース電
位となっている。即ち、この水晶振動子の等価回路上で
は、図５のようになる。図５から理解できるように、水
晶振動片２と外部電極３、４との間には、一端がアース
電位に接地された容量成分Ｃ１、Ｃ２が配置されること
になり、水晶振動片２から外部電極３、４をみた時に、
等価回路の対象性が発生する。However, one end of each of the capacitance components C1 and C2 generated on both main surfaces of the crystal resonator element 2 is at the ground potential. That is, on the equivalent circuit of this crystal resonator, it is as shown in FIG. As can be understood from FIG. 5, capacitance components C1 and C2 whose one ends are grounded to the ground potential are arranged between the crystal resonator element 2 and the external electrodes 3 and 4. When looking at the external electrodes 3 and 4,
The symmetry of the equivalent circuit occurs.
【００４１】従って、水晶振動子をプリント配線基板に
実装するにあたり、素子方向性を無視して実装ができ
る。しかも、その素子方向性によって特性が変動するこ
とないため、安定した動作が可能な水晶振動子となる。Therefore, when mounting the crystal unit on the printed wiring board, the mounting can be performed ignoring the element directivity. In addition, since the characteristics do not fluctuate due to the directionality of the element, the crystal resonator can operate stably.
【００４２】同時に、水晶振動片２をキャビティー１１
内に配置する場合には、表裏の判別も不要となるため、
作業効率が向上する。At the same time, the crystal resonator element 2 is
When placed inside, it is not necessary to distinguish between front and back,
Work efficiency is improved.
【００４３】さらに、プリント配線基板上に実装した時
に、水晶振動片２の下面側励振電極２３とプリント配線
基板の配線導体との間で不要な容量成分が発生する場
合、アース電極８によって、この容量成分を遮断するこ
とになる。従って、プリント配線基板の配線導体の形状
に起因する浮遊容量成分を無視することができる。Further, when an unnecessary capacitance component is generated between the lower surface side excitation electrode 23 of the quartz-crystal vibrating reed 2 and the wiring conductor of the printed wiring board when mounted on the printed wiring board, the ground electrode 8 This will shut off the capacitance component. Therefore, the stray capacitance component caused by the shape of the wiring conductor of the printed wiring board can be ignored.
【００４４】図６は、本発明の他の実施例を示す断面図
である。FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.
【００４５】図６では、キャビティー１１の底部を構成
する絶縁容器１部分が複数の絶縁層１ａ、１ｂ・・から
構成された多層構造となっている。即ち、そして、この
絶縁層１ａ、１ｂの層間には、所望の配線導体を形成し
てもよい。例えば、接続パット１３ｂと外部電極４とを
接続する導体１４ｂが例示できる。この場合、アース電
極８は図６のように、キャビティー１１の底面に形成し
たり、また、キャビティー１１に近傍する絶縁層の層間
に配置することができる。In FIG. 6, the portion of the insulating container 1 constituting the bottom of the cavity 11 has a multilayer structure composed of a plurality of insulating layers 1a, 1b,. That is, a desired wiring conductor may be formed between the insulating layers 1a and 1b. For example, a conductor 14b that connects the connection pad 13b and the external electrode 4 can be exemplified. In this case, the ground electrode 8 can be formed on the bottom surface of the cavity 11 as shown in FIG. 6, or can be arranged between insulating layers adjacent to the cavity 11.
【００４６】また、図では省略しているが、キャビティ
ーの一部にＩＣチップや２つのコンデンサ、１つの抵抗
体を配置し、この絶縁層１ａ、１ｂ間にコルピッツ発振
回路を形成する配線導体が例示できる。この場合には、
上述の浮遊的な容量成分Ｃ１、Ｃ２をコルピッツ発振回
路の負荷容量成分の一部として、負荷容量成分の値を設
定する。Although not shown in the figure, a wiring conductor for arranging an IC chip, two capacitors, and one resistor in a part of the cavity and forming a Colpitts oscillation circuit between the insulating layers 1a and 1b. Can be exemplified. In this case,
The above-mentioned floating capacitance components C1 and C2 are set as a part of the load capacitance component of the Colpitts oscillation circuit, and the value of the load capacitance component is set.
【００４７】図７は、本発明のさらに他の実施例を示す
断面図であり、図８は、その絶縁容器１の底面側平面図
である。この実施例では、キャビティー１１の底部、即
ち、絶縁容器１の底面外表に、アース電極８０を形成し
ている。FIG. 7 is a sectional view showing still another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a bottom plan view of the insulating container 1. In this embodiment, a ground electrode 80 is formed on the bottom of the cavity 11, that is, on the outer surface of the bottom surface of the insulating container 1.
【００４８】これまでの実施例では、段差部１２ａと水
晶振動片２との接合状態、特に、水晶振動片２の接合厚
みのばらつきによって、上面側容量成分Ｃ１と下面側容
量成分Ｃ２との容量比率が変動してしまう可能性があ
る。In the embodiments described above, the capacitance between the upper surface side capacitance component C1 and the lower surface side capacitance component C2 depends on the bonding state between the stepped portion 12a and the crystal vibrating piece 2, especially the variation in the bonding thickness of the crystal vibrating piece 2. The ratio may fluctuate.
【００４９】これに対して、本実施例では、絶縁容器１
の底面外表にアース電極８０が形成されており、上面側
容量成分Ｃ１と下面側容量成分Ｃ２との容量比率を考慮
して、アース電極８０の一部を組立工程の最終で除去調
整して、アース電極８０と水晶振動片２の下面側励振電
極２３との対向面積を制御する。これにより、上面側の
容量成分Ｃ１と下面側の調整した容量成分Ｃ２とを振動
特性上、均等にすることができる。On the other hand, in this embodiment, the insulating container 1
A ground electrode 80 is formed on the outer surface of the bottom surface of the device, and a part of the ground electrode 80 is removed and adjusted at the end of the assembling process in consideration of a capacitance ratio between the upper surface side capacitance component C1 and the lower surface side capacitance component C2. The opposing area between the ground electrode 80 and the lower-side excitation electrode 23 of the crystal resonator element 2 is controlled. Thereby, the capacitance component C1 on the upper surface side and the adjusted capacitance component C2 on the lower surface side can be equalized in terms of vibration characteristics.
【００５０】本発明者らの測定では、図２、３における
水晶振動片２の下面側励振電極２３とアース電極８との
間隔が０．０７ｍｍ変動すると、水晶振動子の発振周波
数が０．５ｐｐｍ変動し、０．１４ｍｍ変動すると、
１．０ｐｐｍも変動する。According to the measurement by the present inventors, when the distance between the excitation electrode 23 on the lower surface side of the crystal vibrating piece 2 and the ground electrode 8 in FIGS. 2 and 3 fluctuates by 0.07 mm, the oscillation frequency of the crystal vibrator becomes 0.5 ppm. Fluctuates and fluctuates by 0.14 mm
It varies by as much as 1.0 ppm.
【００５１】即ち、発振周波数の変動は、水晶振動片２
をキャビティー１１に平面的に配置する時の段差部１２
ａ、１２ｂの載置状態、導電性接着材の厚みなどによっ
て大きく変化してしまうことが理解できる。That is, the fluctuation of the oscillation frequency is caused by
Step portion 12 when arranging in the cavity 11 two-dimensionally
It can be understood that it greatly changes depending on the mounting state of a and 12b, the thickness of the conductive adhesive, and the like.
【００５２】従って、アース電極８０を絶縁容器１の形
成時に所定面積に設定しても、水晶振動片２をキャビテ
ィー１１内に配置する組立工程で、特性の変動が発生し
てしまう。Therefore, even if the ground electrode 80 is set to a predetermined area when the insulating container 1 is formed, the characteristics will fluctuate in the assembly process of disposing the quartz vibrating reed 2 in the cavity 11.
【００５３】このような場合に、図７や図８に示すよう
に、アース電極８を絶縁容器１の底面（外表面）に形成
しておき、モニタリングした周波数特性に応じて、アー
ス電極８０の面積を所定値に設定することができ、非常
に実用的な構造といえる。In such a case, as shown in FIGS. 7 and 8, the ground electrode 8 is formed on the bottom surface (outer surface) of the insulating container 1 and the ground electrode 8 is formed in accordance with the monitored frequency characteristic. The area can be set to a predetermined value, which is a very practical structure.
【００５４】これより、水晶振動子の固有特性のバラツ
キが防止できるため、特に、温度補償型水晶発振器の水
晶振動子として非常に有用なものとなる。Thus, the variation in the intrinsic characteristics of the crystal unit can be prevented, and therefore, it is particularly useful as a crystal unit of a temperature-compensated crystal oscillator.
【００５５】また、絶縁容器１の底面外表にアース電極
８０を被着することから、その被着形成も非常に容易と
なる。In addition, since the ground electrode 80 is attached to the outer surface of the bottom surface of the insulating container 1, the attachment can be very easily formed.
【００５６】尚、上述の実施例では、水晶振動片は、一
方端部の両主面に引出電極を延出しているが、両端面部
に引出電極を延出した水晶片を用いても構わない。ま
た、キャビティー１１には、一対の段差部１２ａ、１２
ｂを設けて、水晶振動片２を載置しているが、一方の段
差部のみを形成してもかまわない。さらに、ＡＴカット
された矩形状の水晶振動子片に変えて、他のカット方向
の水晶振動片や音叉型水晶振動片を用いても構わない。In the above-described embodiment, the crystal vibrating piece has the extraction electrodes extending on both main surfaces at one end, but a crystal piece with the extraction electrodes extending on both end surfaces may be used. . The cavity 11 has a pair of steps 12a, 12a.
Although the crystal vibrating piece 2 is placed with the b provided, only one step portion may be formed. Further, instead of the AT-cut rectangular quartz-crystal vibrating piece, a quartz vibrating piece in another cutting direction or a tuning-fork-type quartz-crystal vibrating piece may be used.
【００５７】[0057]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、水晶振
動片の上面側では上面側励振電極とアース電位の金属蓋
体との間で浮遊容量成分が、水晶振動片の下面側では下
面側励振電極とアース電極との間で浮遊容量成分が夫々
発生することになる。As described above, according to the present invention, the stray capacitance component between the upper-side excitation electrode and the metal cover at the ground potential on the upper surface side of the quartz-crystal vibrating reed, and the stray capacitance component on the lower surface side of the quartz-crystal vibrating reed. A stray capacitance component is generated between the lower excitation electrode and the ground electrode.
【００５８】このため、上述の浮遊的な容量成分が水晶
振動片からみて、対象的に配置されることになるため、
水晶振動子の方向性を無視することができる。同時に、
水晶振動子の特性の変動を有効に抑えることができるこ
とになる。For this reason, the above-mentioned floating capacitance component is symmetrically arranged when viewed from the quartz vibrating piece.
The directionality of the crystal unit can be ignored. at the same time,
The variation in the characteristics of the crystal unit can be effectively suppressed.
【００５９】また、アース電極を絶縁容器の底面（外表
面）に形成すれば、下面側の容量成分の値を調整するこ
とができ、水晶振動子の特性のばらつきを抑えることが
できる。Further, when the ground electrode is formed on the bottom surface (outer surface) of the insulating container, the value of the capacitance component on the lower surface side can be adjusted, and variation in the characteristics of the crystal unit can be suppressed.
【図１】本発明の水晶振動子の外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view of a crystal unit according to the present invention.
【図２】本発明の水晶振動子の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the crystal unit of the present invention.
【図３】本発明の水晶水晶振動子に用いる水晶片を示
し、（ａ）は上面図、（ｂ）は下面図である。3A and 3B show a crystal blank used for the crystal resonator of the present invention, wherein FIG. 3A is a top view and FIG. 3B is a bottom view.
【図４】本発明の水晶振動子を用いる絶縁容器の平面図
である。FIG. 4 is a plan view of an insulating container using the crystal unit of the present invention.
【図５】本発明の水晶振動子の等価的な回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the crystal unit of the present invention.
【図６】本発明の他の水晶振動子の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of another crystal resonator according to the present invention.
【図７】本発明の別の水晶振動子の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of another crystal resonator of the present invention.
【図８】本発明の別の水晶振動子の底面図である。FIG. 8 is a bottom view of another crystal resonator according to the present invention.
【図９】従来の水晶振動子の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional crystal unit.
【図１０】従来の水晶振動子の等価的な回路図である。FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of a conventional crystal unit.
１・・・・絶縁容器 ２・・・・水晶振動片 ３、４・・・外部電極 ５・・・・アース外部電極 ６・・・金属蓋体 ８・・・アース電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating container 2 ... Crystal vibrating piece 3, 4 ... External electrode 5 ... Earth external electrode 6 ... Metal cover 8 ... Earth electrode
Claims (1)
動片を、絶縁容器の上面に設けられたキャビティー内に
平面的に配置収容するとともに、前記キャビティーの開
口をアース電位の蓋体で塞いで成る水晶振動子であっ
て、 前記絶縁容器のキャビティー底部に、水晶振動片の下面
側励振電極と対向したアース電極を配置したことを特徴
とする水晶振動子。A quartz resonator element having excitation electrodes formed on both main surfaces is arranged and accommodated in a cavity provided on an upper surface of an insulating container, and the opening of the cavity is grounded. What is claimed is: 1. A crystal resonator comprising a lid closed by a ground electrode facing a lower surface side excitation electrode of a crystal resonator element at a bottom of a cavity of the insulating container.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8459098A JPH11284475A (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Crystal oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8459098A JPH11284475A (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Crystal oscillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11284475A true JPH11284475A (en) | 1999-10-15 |
Family
ID=13834905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8459098A Pending JPH11284475A (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Crystal oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11284475A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009010660A (en) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Daishinku Corp | Piezoelectric vibration device |
| JP2009010671A (en) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Daishinku Corp | Piezoelectric vibrating device |
| JP2009076589A (en) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Daishinku Corp | Base for electronic component |
| JP2010081473A (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Epson Toyocom Corp | Inspection method of piezoelectric vibrator and piezoelectric vibrator |
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-
1998
- 1998-03-30 JP JP8459098A patent/JPH11284475A/en active Pending
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