[go: up one dir, main page]

JP2006197278A - 表面実装型圧電振動子、発振器、及び電子機器 - Google Patents

表面実装型圧電振動子、発振器、及び電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JP2006197278A
JP2006197278A JP2005007053A JP2005007053A JP2006197278A JP 2006197278 A JP2006197278 A JP 2006197278A JP 2005007053 A JP2005007053 A JP 2005007053A JP 2005007053 A JP2005007053 A JP 2005007053A JP 2006197278 A JP2006197278 A JP 2006197278A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric vibrator
external electrode
electrode
solder
oscillator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005007053A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Aratake
潔 荒武
Keiji Sato
恵二 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP2005007053A priority Critical patent/JP2006197278A/ja
Priority to TW094145602A priority patent/TWI385912B/zh
Priority to US11/326,142 priority patent/US7358652B2/en
Priority to CH00046/06A priority patent/CH701842B1/fr
Publication of JP2006197278A publication Critical patent/JP2006197278A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders or supports
    • H03H9/0538Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
    • H03H9/0542Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements consisting of a lateral arrangement
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders or supports
    • H03H9/0595Holders or supports the holder support and resonator being formed in one body
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders or supports
    • H03H9/10Mounting in enclosures
    • H03H9/1007Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/1035Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by two sealing substrates sandwiching the piezoelectric layer of the BAW device
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/15Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/21Crystal tuning forks
    • H03H9/215Crystal tuning forks consisting of quartz
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components
    • H05K3/3442Leadless components having edge contacts, e.g. leadless chip capacitors, chip carriers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10083Electromechanical or electro-acoustic component, e.g. microphone
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10742Details of leads
    • H05K2201/10886Other details
    • H05K2201/10909Materials of terminal, e.g. of leads or electrodes of components
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

【課題】 表面実装型圧電振動子の半田付けにおいて、容易に再度半田付けができるようにすること。
【解決手段】 CrとNiの合金、即ちNiCrで外部電極を形成する。更に、NiCrの表面には、酸化防止のための酸化防止膜をAuの膜で形成する。このため、外部電極の構成は、ガラスの表面にNiCrの層が形成され、更に、その上にAuの層が形成されている。なお、NiCr、Auはスパッタリング(スパッタ法)により形成し、応力の少ない薄膜とした。このような構成の外部電極において、Auの層は最初の半田付けにより半田中に拡散してしまうが、NiCr中のCrは、半田へのNiの拡散スピードを抑えるため、Niは外部端子中に残る。Niは半田と合金を構成する金属であるので、この水晶振動子を取り外して再度半田付けすることが可能である。
【選択図】 図2

Description

本発明は、表面実装型圧電振動子、発振器、及び電子機器に関し、例えば、外部電極がクロムとニッケルの合金によって構成され、再半田付け可能な表面実装型圧電振動子などを用いたものに関する。
工業製品の製造に不可欠な電子素子として、水晶の振動片を密閉容器に封入した水晶振動子がある。
水晶は電圧を印可すると圧電効果により伸縮する性質を有しており、これを共振回路のフィードバック回路に組み込むと極めて正確で安定した発振を行う。
この性質を利用して、水晶振動子は、発振器、情報通信装置や携帯機器などの電子機器、家電などに時計機能や周波数制御機構として、あらゆる電子製品で利用されている。
水晶振動子には、リード線が配設されたリードタイプのものや、パッケージをプリント基板に直づけする表面実装タイプのものなどがある。
図7(a)は、従来の表面実装タイプの水晶振動子の長手方向の断面を示した概念図である。外部電極110、外部電極111が形成されている面がプリント基板に接する面である。
水晶振動子101は、ソーダライムガラスに代表されるガラス部材で構成されたリッド102とベース103、アルミニウムなどで構成された励振電極105と励振電極106、及び水晶振動片107などから構成されている。
励振電極105と励振電極106は水晶振動片107の表裏面に形成されており、水晶振動片107に電圧を印可するのに用いられる。
励振電極105と励振電極106の外側にはそれぞれリッド102とベース103が陽極接合(実施の形態で詳述)にて貼り付けられており、ガラスパッケージを形成している。
リッド102とベース103には、凹部が形成されており、これら凹部により、水晶振動片107が振動するための空洞104が形成される。
ベース103の底部端面付近には、外部電極110と外部電極111が形成されている。外部電極110、外部電極111は、ガラスパッケージを基板に半田付けする端子である。
図示しないが、外部電極110は励振電極105と接続し、外部電極111は、励振電極106に接続している。そして、外部電極110と外部電極111に電圧を印可すると、励振電極105、励振電極106に電圧が印可され、水晶振動片107を駆動することができる。
図7(b)は、外部電極110を拡大したところを示した図である。
外部電極110は、ベース103に形成された下地金属115と、下地金属115の表面に形成された表面金属116の2層構造から構成されている。
下地金属115はCr(クロム)で構成されており、表面金属はAu(金)で構成されている。
下地金属115は、ガラスとの密着を確保し、表面金属116は半田との合金を形成する。外部電極111の構造も同様である。
即ち、Crはガラスと密着するが、半田付けに適さない金属であるため、Crと接合し、半田付け可能な金属であるAuをCrの表面に形成したのである。
このように表面実装型の水晶振動子に関する技術として、次の圧電振動子の製造方法がある。
特開2000−341065公報 この技術は、水晶振動子を陽極接合により製造する方法であって、その結果、図7(a)(b)で示したような水晶振動子101が得られる。
例えば、同一の水晶振動子101を複数の電子回路で付け替えて実験を行いたいなど、1度半田付けした水晶振動子101を取り外して再度半田付けしたいとの要望がある。
ところで、Auは半田中への拡散速度が大きいため、1度の半田付けにより表面金属116(即ち、Au)が半田中に拡散してしまう。一方、下地金属115を構成するCrは、半田と合金を形成しない。
そのため、1度半田付けした水晶振動子101を取り外して再度半田付けすることは困難である。
Crの代わりにTi(チタン)が用いられることもあるが、Tiも同様に半田と合金を形成しない。
また、ガラスパッケージではなく、セラミックスにより密封容器を構成するセラミックスパッケージでは、外部電極にNi(ニッケル)を使用する場合があるが、Niは膜の応力が大きいため、これをガラスパッケージに使用するとガラスが破損したり、Niの膜がはがれたりすることがある。
また、応力を小さくするためにNiの膜厚を薄くするとAuと同様に半田中に拡散してしまい、再度半田付けすることは困難である。特にこの現象はPb(鉛)フリー半田では顕著である。
そこで、本発明の目的は、表面実装型圧電振動子の半田付けにおいて、容易に再度半田付けができるようにすることである。
本発明は、前記目的を達成するために、電極が配設された圧電振動片と、ガラス又はセラミックスで構成され、前記圧電振動片を封入する密閉容器と、クロムと所定金属からなる半田付け可能な合金によって前記密閉容器の外部に形成され、前記電極と接続する外部端子と、を具備したことを特徴とする表面実装型圧電振動子を提供する(第1の構成)。
第1の構成において、前記所定金属はニッケルで構成することができる(第2の構成)。
また、第1の構成において、前記外部端子の表面に、半田付け可能な酸化保護膜を形成することもできる(第3の構成)。
第1の構成から第3の構成までのうちの何れか1つの構成の表面実装型圧電振動子を発振子として集積回路に接続して用いることもできる(第4の構成)。
また、本発明は、表面実装型圧電振動子を発振子として集積回路に接続した発振器であって、前記表面実装型圧電振動子は、電極が配設された圧電振動片と、ガラス又はセラミックスで構成され、前記圧電振動片を封入する密閉容器と、クロムと所定金属からなる半田付け可能な金属によって前記密閉容器の外部に形成され、前記電極と接続する外部端子と、を具備したことを特徴とする発振器を提供する(第5の構成)。
更に、第1の構成から第3の構成までのうちの何れか1つの構成の表面実装型圧電振動子を計時部に接続して用いることもできる(第6の構成)。
また、本発明は、表面実装型圧電振動子を計時部に接続した電子機器であって、前記表面実装型圧電振動子は、電極が配設された圧電振動片と、ガラス又はセラミックスで構成され、前記圧電振動片を封入する密閉容器と、クロムと所定金属からなる半田付け可能な合金によって前記密閉容器の外部に形成され、前記電極と接続する外部端子と、を具備したことを特徴とする電子機器を提供する(第7の構成)。
本発明によると、表面実装型圧電振動子の半田付けにおいて、容易に再度半田付けを行うことができる。
(1)実施の形態の概要
NiとCrの合金、即ちNiCrで外部電極を形成する。更に、NiCrの表面には、酸化防止のための酸化防止膜をAuの膜にて形成する。このため、外部電極の構成は、ガラスの表面にNiCrの層が形成され、更に、その上にAuの層が形成されている。以下では、このような層構成を、ガラス−NiCr−Auなどと記すことにする。
なお、NiCr、Auはスパッタリング(スパッタ法)により形成し、応力の少ない薄膜とした。
このような構成の外部電極において、Auの層は最初の半田付けにより半田中に拡散してしまうが、NiCr中のCrは、半田へのNiの拡散スピードを抑えるため、Niは外部端子中に残る。Niは半田と合金を構成する金属であるので、この水晶振動子を取り外して再度半田付けすることが可能である。
このように、本実施の形態の水晶振動子は、半田付け時にいおいて、Auは半田中に拡散して濡れ性を確保し、NiCrは半田と合金を作りつつ、ガラスとの密着を確保する。このため、水晶振動子を再度半田付けすることが可能となる。更に、外部電極による応力を減少することが可能となり、ガラスの破損を抑えることができる。
(2)実施の形態の詳細
図1は、本実施の形態の水晶振動子で使用する水晶振動片の外形を示した図である。
水晶振動片1は、一連の工程(水晶の単結晶→結晶軸と所定の角度を成すウエハの切り出し→エッチング)により水晶の単結晶から製造される。水晶振動片1は、圧電振動片を構成している。
水晶振動片1は、外形が矩形形状を成しており、外周に沿ってリング状に形成された周辺部2と、中央部に形成された音叉型の振動腕部3から構成されている。
目標とする周波数により異なるが、振動腕部3の外寸は略、長さ1700[μm]、幅320[μm]、厚さ130[μm]程度である。
周辺部2と振動腕部3は、エッチングにより一体形成され、振動腕部3の基底部分は周辺部2の内周部分に接合している。
更に、周辺部2には、後に振動腕部3上に形成される励振電極を外部電極に導くための貫通孔5が設けられている。
図2は、本実施の形態の水晶振動子の構造を説明するための構成図である。
図2(a)は、図2(b)の矢線Bから見た断面図であり、図2(b)は、図2(a)の矢線Aから見た断面図である。
水晶振動子9は、リッド10、ベース12、周辺部2と振動腕部3からなる水晶振動片1、励振電極16、励振電極17、外部電極13、外部電極14などから構成されており、表面実装型圧電振動子を構成している。
リッド10、ベース12は、何れもソーダライムガラスを素材として構成されており、中央部に凹部が設けられている。
水晶振動子9は、リッド10とベース12の凹部を対向して配設することにより水晶振動片1内部に振動腕部3が振動するための空洞部20が形成される。空洞部20は10-3[Pa]程度の高真空に保たれている。
励振電極16、励振電極17は、振動腕部3に電圧を印可する電極であって、何れもAl(アルミニウム)又はAl合金(例えば、AlとCu(銅))で構成されており、周辺部2、振動腕部3にスパッタリングなどによって蒸着されている。
なお、一般に、水晶振動子における水晶振動片の電極としてはAuが用いられるが、本実施の形態では、陽極接合という技術を用いてリッド10、ベース12を接合するため、Alを用いた。
より詳細に述べると、Alは比較的低温度(200[℃]程度)でガラスと陽極接合することができ、また、電気伝導度も大きいため、励振電極16と励振電極17に、電極としての機能と、ガラスとの接合部材としての機能を持たせている。
これによってリッド10、ベース12、周辺部2が接合され、振動腕部3を封入する密閉容器が形成される。
なお、陽極接合とは、Alなどの所定の金属と所定の誘電体を接触させて加熱し(200[℃]〜400[℃]程度)、500[V]〜1[kV]程度の電圧を印可すると、金属とガラスが界面で化学結合する性質を利用した接合方法である。
所定の金属としてはAlの他にSi(シリコン)、Mo(モリブデン)、Ti(チタン)などがあり、所定の誘電体としてはガラスやセラミックスなどがある。
陽極接合を用いて水晶振動子9を製造することにより、小型化、高性能化(同サイズであれば他の方式より大きな水晶振動片1の収納が可能)、優れたエージング特性(経年劣化が少ない)といった利点を得ることができる。
経年劣化が少ない理由としては、接着剤を使用しないため接着剤からのアウトガスが無いことが挙げられる。これにより高温処理が可能となるので予め加熱してガスを除去することができ、製品後のガスの放出を低減することができる。
外部電極13、外部電極14は、ベース12の底部における長手方向の両端部に形成されており、振動電極16、振動電極17と接続する外部端子を形成している。
外部電極13は、貫通孔5を介して励振電極16に導通しており、外部電極14は、励振電極17に導通している。
このため、外部電極13と外部電極14から極性の逆の電圧を印可することにより、励振電極16と励振電極17に極性の逆の電圧を印可することができる。
振動腕部3は、励振電極16、励振電極17に電圧が印可されると圧電効果により振動腕部3が音叉形状の内側方向又は外側方向に湾曲し(極性による)、電圧を解除すると振動腕部3の形状が復元する。復元の際に振動腕部3は圧電効果により、逆の極性の電圧を発生するため、これを検出して負のフィードバックにより反転した電圧を振動腕部3に印可する。
以上の過程を繰り返すことにより、振動腕部3を永続的に発振させることができる。
以上のようにして構成された水晶振動子9は、予め半田が載ったプリント基板にベース12がプリント基板に面するようにマウンタなどで配置して加熱される。これにより、外部電極13と外部電極14が半田付けされて水晶振動子9がプリント基板上に設置される。
図3は、外部電極13の部分を拡大した拡大図である。
外部電極13は、NiCrの薄膜で形成された下地金属21と、Auの薄膜で形成された表面金属22の2層構造を成している。
これらの金属は、スパッタリングなどにより蒸着したものである。
下地金属21は、ベース12上に蒸着されている。NiとCrの代表的な成分比率は、重量比でNiが80[%]、Crが20[%]である。
なお、この重量比は一例であって、用途に応じて変化させることができる。一般的な傾向としては、Crの比率が多いほど1回の半田付けで半田中に拡散するNiの量を少なくすることができ、Niの比率が多いほど応力が大きくなるが半田付け性が良くなる傾向がある。
Crの比率としては、5%〜80%くらいまでが適当である。Crが5%未満では、膜応力が大きくガラスの破損を招く可能性がある。そこで、ガラスの破損を防止するために下地金属21の膜厚を薄くすることで応力を減少させるという手段が考えられる。しかし、CrによるNiの半田への拡散を抑える作用が小さく、Niが半田へ多く拡散してしまい再半田付けが困難となる。また、Crが80%を超えるとNiの半田への拡散が非常に減少してしまうことにより、これも再半田付けが困難となる。従って、Crの比率が5%未満であったり80%を超えたりする場合には、いずれも実用に適さない。
表面金属22は、下地金属21の表面に蒸着されている。Ni(所定金属)は大気中で容易に酸化するという性質があり、Niが酸化するとこの酸化膜が半田に対する一種の保護膜となって半田付けが困難となる。そめため、Niの酸化を防ぐために表面金属22が形成されている。
表面金属22は、Auで形成されており、Niの酸化を防ぐと共に半田の濡れ性を確保することができる。即ち、表面金属22は、半田付け可能な酸化保護膜を形成している。
このように、外部電極13は、ガラス−NiCr−Auという層構成を形成している。
外部電極13を半田付けすると、第1回目の半田付けによりAuは半田中に拡散して消失する。
この外部電極13を再度半田付けするために取り外すと、層構成はガラス−NiCrとなっている。
ただし、NiCrの表面に半田が付着しているため、これが酸化保護膜となり、Niは酸化しない。
次に、これを再度半田付けを試みると、NiCrによって半田付けすることができる。この際に、Niの一部が半田中に拡散する。
しかし、NiCr中にまだNiが残っているため、更にこれを取り外して再度半田付けすることが可能である。
NiCrの成分や膜厚などにもよるが、外部電極13は、2〜10回程度の再半田付けが可能である。
以上、外部電極13の構造について説明したが、外部電極14の構造も外部電極13と同じである。
また、表面金属22はAuに限らず、例えば白金などの他の金属でもよい。
(変形例)
次に、図4を用いて外部電極13の変形例について説明する。
この変形例では、ベース12の上にCrの被膜で下地金属23を構成し、その上にNiCrで形成された下地金属21aと、更にその上にAuで形成された表面金属22aを設ける。これにより、層構成はガラス−Cr−NiCr−Auとなる。
また、下地金属23は、TiまたはTa(タンタル)で構成してもよい。この場合、層構成はガラス−Ti−NiCr−Auまたはガラス−Ta−NiCr−Auとなる。
外部電極13をこのように3層構造にし、NiCrを中間層とすることにより、NiCrが全て半田に拡散してしまっても、下地金属23によって水晶振動片1と導通をとることができる。また、Niの応力を下地金属23で吸収してベース12にかかる応力を軽減することもできる。
外部電極14の構成も外部電極13と同様である。
以上、本実施の形態と変形例について説明したが、更なる変形例が可能である。
例えば、本実施の形態では、ガラスパッケージにより水晶振動子9を構成したが、セラミックスパッケージの外部電極として外部電極13、外部電極14を採用することもできる。
セラミックスパッケージの場合は、リッド10とベース12の間に水晶振動片1を接着剤で貼り付けたり、又はリッド10とベース12を水晶振動片1に陽極接合するなどして製造される。
また、外部電極13と外部電極14の表面金属22の構成を更に多層化することもできる。
例えば、ガラス−NiCr−Au−Cr−Au−Cr−Au、といったように、CrとAuの層を交互に蒸着することにより、Auの半田中への拡散速度を低減することができる。
加えて、本実施の形態では圧電振動片を水晶により構成したが、例えば、セラミックスなどの他の物質によって圧電振動片を構成することも可能である。
以上に説明した本実施の形態と変形例により次のような効果を得ることができる。
(1)表面実装型の水晶振動子の再半田付けを容易に行うことができる。
(2)NiCrの成分比率を変化させることにより、目的に応じた特性の外部電極を形成することができる。
(3)下地金属21をNiCrの薄膜とすることにより応力を緩和するため、Niの応力によるガラスの破損を防止することができる。
(4)CrによりNiの半田中への拡散を低減することができる。
次に、前述した本実施形態に係る表面実装型圧電振動子(以下、圧電振動子)を発振子として用い、集積回路に接続した発振器について説明する。
図5は、圧電振動子として音叉型の水晶振動子を用いた音叉型水晶発振器の構成の1例を示す平面図であり、音叉型水晶振動子を利用した表面実装型圧電発振器を示している。
図5において、音叉型水晶振動子51は、基板52の所定の位置に設定され、発振器用の集積回路(IC)53が該水晶振動子に隣接されて設置されている。またコンデンサなどの電子部品54も実装される。これらの各部品は、図示しない配線パターンで電気的に接続されている。
音叉型水晶振動子51の振動片の機械的振動は、水晶の持つ圧電特性により電気信号に変換されて集積回路53に入力される。集積回路53内では、信号処理が行われ、周波数信号が出力され発振器として機能する。これらの各構成部品は図示しない樹脂でモールドされている。
集積回路53を適切に選択することにより、時計用単機能発振器の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、使用者に時刻やカレンダー情報を提供する機能を有する。
本実施形態に係る圧電振動子を発振子として基板52に集積回路53と共に実装し、集積回路53に接続して発振器を構成したことにより、圧電振動子の基板52からの取り外しが複数回可能となる。従って、例えばこれら発振器の開発段階において圧電振動子の試用などが容易になる。
次に、本実施形態に係る圧電振動子を計時部に接続した電子機器の例について説明する。ここでは、電子機器の例として、携帯電話に代表される携帯情報機器での好適な実施の形態を詳細に説明する。
まず前提として、本実施の形態にかかる携帯情報機器は、従来技術における腕時計を発展・改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在時刻等を表示させることができる。
通信機として使用する時は、手首から外し、バンド部内側に内蔵されたスピーカおよびマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信をおこなうことができる。しかし、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化・軽量化されている。
次に、本実施形態に係る携帯情報機器の機能的構成について図面を参照して説明する。
図6は、本実施形態に係る携帯情報機器の構成の1例を機能的に示すブロック図である。
図6において、電源部101は後述する各機能部に対して電力を供給する電源部であり、具体的にはリチウムイオン二次電池によって実現される。
電源部101には後述する制御部102、計時部103、通信部104、電圧検出部105および表示部108が並列に接続され、各々の機能部に対して電源部101から電力が供給される。
制御部102は、後述する各機能部を制御して、音声データの送信や受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御をおこなう。制御部102は、具体的にはROMにあらかじめ書き込まれたプログラムと、当該プログラムを読み出して実行するCPU、および当該CPUのワークエリアとして使用されるRAM等によって実現される。
計時部103は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路、インターフェイス回路等を内蔵する集積回路、及び図2に示した音叉型水晶振動子より構成される。
音叉型水晶振動子の機械的な振動は、水晶の持つ圧電特性により電気信号に変換され、トランジスタとコンデンサで形成される発振回路に入力される。発振回路の出力は2値化され、レジスタ回路とカウンタ回路により計数される。インターフェイス回路を介して制御部と信号の送受信が行われ、表示部107に、現在時刻や現在日付あるいはカレンダー情報が表示される。
通信部104は、従来技術の携帯電話と同様の機能を有し、無線部104a、音声処理部104b、増幅部104c、音声入出力部104d、着信音発生部104e、切替部104f、呼制御メモリ部104gおよび電話番号入力部104hから構成される。
無線部104aは、アンテナを介して基地局と音声データ等の各種データを送受信する。音声処理部104bは無線部104aまたは後述する増幅部104cから入力した音声信号を符号化/復号化する。増幅部104cは音声処理部104bまたは後述する音声入出力部104dから入力した信号を所定のレベルまで増幅する。音声入出力部104dは具体的にはスピーカおよびマイクロフォンであり、着信音や受話音声を拡声したり、話者音声を集音したりする。
また、着信音発生部104eは、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部104fは着信時に限って、音声処理部104bに接続されている増幅部104cを着信音発生部104eにつなぎかえることで、生成された着信音が増幅部104cを介して音声入出力部104dに出力されるようにする。
なお呼制御メモリ104gは、通信の発着呼制御にかかわるプログラムを格納する。また、電話番号入力部104hは、具体的には0から9の番号キーおよびその他の若干のキーからなり、通話先の電話番号等を入力する。
電圧検出部105は、電源部101により制御部102をはじめとする各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に当該電圧降下を検出して制御部102に通知する。
この所定の電圧値は、通信部104を安定して動作させるために必要な最低限の電圧としてあらかじめ設定されている値であり、例えば3V程度の電圧である。電圧検出部105から電圧降下の通知を受けた制御部102は、無線部104a、音声処理部104b、切替部104f、着信音発生部104eの動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部104aの動作停止は必須である。と同時に表示部107には、通信部104が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
電圧検出部105と制御部102の働きにより通信部104の動作を禁止し、更にその旨を表示部107へ表示する事が可能である。
本実施の形態として、通信部の機能に係る部分の電源を選択的に遮断可能な電源遮断部106を設ける事で、より完全な形で通信部の機能を停止させる事が出来る。
なお、通信部104が使用不能になった旨の表示は、文字メッセージによりおこなってもよいが、より直感的に、表示部107上の電話アイコンに×(バツ)印を付ける等の方法によってもよい。
上記のような携帯情報機器をはじめとする電子機器に、本実施形態に係る圧電振動子を使用することにより、圧電振動子の取り外しが複数回可能となり、例えば、これら電子機器の開発段階において圧電振動子の試用などが容易になる。
水晶振動片の外形を示した図である。 水晶振動子の構造を説明するための構成図である。 外部電極の部分を拡大した拡大図である。 外部電極の変形例について説明するための図である。 圧電振動子として音叉型の水晶振動子を用いた音叉型水晶発振器の構成の1例を示す平面図である。 本実施形態に係る携帯情報機器の構成の1例を機能的に示すブロック図である。 従来技術を説明するための図である。
符号の説明
1 水晶振動片
2 周辺部
3 振動腕部
5 貫通孔
9 水晶振動子
10 リッド
12 ベース
13 外部電極
14 外部電極
16 励振電極
17 励振電極
20 空洞部
21 下地金属
22 表面金属
51 音叉型水晶振動子
52 基板
53 集積回路
54 電子部品

Claims (7)

  1. 電極が配設された圧電振動片と、
    ガラス又はセラミックスで構成され、前記圧電振動片を封入する密閉容器と、
    クロムと所定金属からなる半田付け可能な合金によって前記密閉容器の外部に形成され、前記電極と接続する外部端子と、
    を具備したことを特徴とする表面実装型圧電振動子。
  2. 前記所定金属はニッケルであることを特徴とする請求項1に記載の表面実装型圧電振動子。
  3. 前記外部端子の表面に、半田付け可能な酸化保護膜が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の表面実装型圧電振動子。
  4. 請求項1から請求項3までのうちの何れか1つの請求項に記載の表面実装型圧電振動子を発振子として集積回路に接続して用いることを特徴とする発振器。
  5. 表面実装型圧電振動子を発振子として集積回路に接続した発振器であって、
    前記表面実装型圧電振動子は、
    電極が配設された圧電振動片と、
    ガラス又はセラミックスで構成され、前記圧電振動片を封入する密閉容器と、
    クロムと所定金属からなる半田付け可能な合金によって前記密閉容器の外部に形成され、前記電極と接続する外部端子と、
    を具備したことを特徴とする発振器。
  6. 請求項1から請求項3までのうちの何れか1つの請求項に記載の表面実装型圧電振動子を計時部に接続して用いることを特徴とする電子機器。
  7. 表面実装型圧電振動子を計時部に接続した電子機器であって、
    前記表面実装型圧電振動子は、
    電極が配設された圧電振動片と、
    ガラス又はセラミックスで構成され、前記圧電振動片を封入する密閉容器と、
    クロムと所定金属からなる半田付け可能な合金によって前記密閉容器の外部に形成され、前記電極と接続する外部端子と、
    を具備したことを特徴とする電子機器。
JP2005007053A 2005-01-14 2005-01-14 表面実装型圧電振動子、発振器、及び電子機器 Pending JP2006197278A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005007053A JP2006197278A (ja) 2005-01-14 2005-01-14 表面実装型圧電振動子、発振器、及び電子機器
TW094145602A TWI385912B (zh) 2005-01-14 2005-12-21 表面黏著型壓電振動器、振盪器、電子裝置及無線電時鐘
US11/326,142 US7358652B2 (en) 2005-01-14 2006-01-05 Surface mount type piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio clock
CH00046/06A CH701842B1 (fr) 2005-01-14 2006-01-11 Vibreur piézoélectrique du type pour montage en surface, oscillateur, dispositif électronique et horloge radio.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005007053A JP2006197278A (ja) 2005-01-14 2005-01-14 表面実装型圧電振動子、発振器、及び電子機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006197278A true JP2006197278A (ja) 2006-07-27

Family

ID=36683159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005007053A Pending JP2006197278A (ja) 2005-01-14 2005-01-14 表面実装型圧電振動子、発振器、及び電子機器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7358652B2 (ja)
JP (1) JP2006197278A (ja)
CH (1) CH701842B1 (ja)
TW (1) TWI385912B (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006339840A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Kyocera Kinseki Corp 水晶振動子
JP2007129327A (ja) * 2005-11-01 2007-05-24 Seiko Instruments Inc 圧電振動子及びこれを備える発振器、電波時計並びに電子機器
WO2010035457A1 (ja) 2008-09-29 2010-04-01 日本電波工業株式会社 圧電デバイスとその製造方法
JP2010267739A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Seiko Instruments Inc 電子部品、及び電子部品製造方法
JP2010267738A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Seiko Instruments Inc 電子部品、及び電子部品製造方法
JP2010267740A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Seiko Instruments Inc 電子装置
JP2011087273A (ja) * 2009-09-16 2011-04-28 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電デバイス
JP2012114119A (ja) * 2010-11-19 2012-06-14 Seiko Instruments Inc 電子部品およびその製造方法
US8441799B2 (en) 2009-05-13 2013-05-14 Seiko Instruments Inc. Electronic component and electronic device
JP2013192119A (ja) * 2012-03-15 2013-09-26 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法
US9628046B2 (en) 2013-11-16 2017-04-18 Seiko Epson Corporation Resonator element, resonator, oscillator, electronic apparatus, and mobile object

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009100353A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 水晶デバイス
JP4864152B2 (ja) * 2009-07-23 2012-02-01 日本電波工業株式会社 表面実装用の水晶振動子
JP2012054893A (ja) * 2010-09-03 2012-03-15 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 音叉型水晶振動片及び水晶デバイス
JP5447316B2 (ja) * 2010-09-21 2014-03-19 株式会社大真空 電子部品パッケージ用封止部材、及び電子部品パッケージ
JP5831871B2 (ja) * 2011-08-31 2015-12-09 アルプス電気株式会社 電子部品
JP2022134787A (ja) * 2021-03-04 2022-09-15 セイコーエプソン株式会社 振動デバイス、及び振動デバイスの製造方法
CN115101660A (zh) * 2022-07-08 2022-09-23 成都泰美克晶体技术有限公司 一种压电石英传感器的封装方法及压电石英传感器

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0410458A (ja) * 1990-04-26 1992-01-14 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法および製造装置
JPH05175251A (ja) * 1991-12-20 1993-07-13 Hitachi Ltd 半導体装置
JPH08222402A (ja) * 1995-02-14 1996-08-30 Murata Mfg Co Ltd 電子部品の電極構造及び圧電共振素子の振動電極構造
JPH10106883A (ja) * 1996-10-03 1998-04-24 Murata Mfg Co Ltd 積層セラミック電子部品
JPH10251837A (ja) * 1997-03-13 1998-09-22 Murata Mfg Co Ltd 電子部品
JPH11283803A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Murata Mfg Co Ltd チップ抵抗器
JP2000091876A (ja) * 1998-09-16 2000-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧電部品
JP2000353932A (ja) * 1999-06-11 2000-12-19 Murata Mfg Co Ltd 電子部品及びその製造方法
JP2002057528A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Seiko Epson Corp 圧電デバイス及びその製造方法
JP2004072609A (ja) * 2002-08-08 2004-03-04 Seiko Epson Corp 水晶デバイスと水晶デバイスの製造方法、ならびに水晶デバイスを利用した携帯電話装置ならびに水晶デバイスを利用した電子機器
JP2004208236A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Seiko Epson Corp 圧電デバイスとその製造方法ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器
JP2004282676A (ja) * 2003-01-24 2004-10-07 Kyocera Corp 積層ストリップラインフィルタ
JP2005080201A (ja) * 2003-09-03 2005-03-24 Murata Mfg Co Ltd 圧電部品

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6111338A (en) * 1993-05-28 2000-08-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Acceleration sensor and method for producing the same
JPH10261507A (ja) * 1997-03-18 1998-09-29 Murata Mfg Co Ltd サーミスタ素子
JP2986463B1 (ja) * 1998-09-25 1999-12-06 ニチハ株式会社 グリーンシート地合検出システム
KR20020049676A (ko) * 2000-12-20 2002-06-26 이형도 세라믹 레조네이터 제조방법
WO2002082644A1 (fr) * 2001-03-30 2002-10-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Dispositif d'onde acoustique et procede de fabrication correspondant
DE602004027890D1 (de) * 2003-03-18 2010-08-12 Sumitomo Electric Industries Gehäuse für lichtemittierendes element und verwendendes halbleiterbauteil

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0410458A (ja) * 1990-04-26 1992-01-14 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法および製造装置
JPH05175251A (ja) * 1991-12-20 1993-07-13 Hitachi Ltd 半導体装置
JPH08222402A (ja) * 1995-02-14 1996-08-30 Murata Mfg Co Ltd 電子部品の電極構造及び圧電共振素子の振動電極構造
JPH10106883A (ja) * 1996-10-03 1998-04-24 Murata Mfg Co Ltd 積層セラミック電子部品
JPH10251837A (ja) * 1997-03-13 1998-09-22 Murata Mfg Co Ltd 電子部品
JPH11283803A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Murata Mfg Co Ltd チップ抵抗器
JP2000091876A (ja) * 1998-09-16 2000-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧電部品
JP2000353932A (ja) * 1999-06-11 2000-12-19 Murata Mfg Co Ltd 電子部品及びその製造方法
JP2002057528A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Seiko Epson Corp 圧電デバイス及びその製造方法
JP2004072609A (ja) * 2002-08-08 2004-03-04 Seiko Epson Corp 水晶デバイスと水晶デバイスの製造方法、ならびに水晶デバイスを利用した携帯電話装置ならびに水晶デバイスを利用した電子機器
JP2004208236A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Seiko Epson Corp 圧電デバイスとその製造方法ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器
JP2004282676A (ja) * 2003-01-24 2004-10-07 Kyocera Corp 積層ストリップラインフィルタ
JP2005080201A (ja) * 2003-09-03 2005-03-24 Murata Mfg Co Ltd 圧電部品

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006339840A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Kyocera Kinseki Corp 水晶振動子
JP2007129327A (ja) * 2005-11-01 2007-05-24 Seiko Instruments Inc 圧電振動子及びこれを備える発振器、電波時計並びに電子機器
WO2010035457A1 (ja) 2008-09-29 2010-04-01 日本電波工業株式会社 圧電デバイスとその製造方法
JP2010087573A (ja) * 2008-09-29 2010-04-15 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電デバイスとその製造方法
US8610337B2 (en) 2008-09-29 2013-12-17 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Piezoelectric device and method for manufacturing same
JP2010267740A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Seiko Instruments Inc 電子装置
JP2010267738A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Seiko Instruments Inc 電子部品、及び電子部品製造方法
US8441799B2 (en) 2009-05-13 2013-05-14 Seiko Instruments Inc. Electronic component and electronic device
JP2010267739A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Seiko Instruments Inc 電子部品、及び電子部品製造方法
JP2011087273A (ja) * 2009-09-16 2011-04-28 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電デバイス
JP2012114119A (ja) * 2010-11-19 2012-06-14 Seiko Instruments Inc 電子部品およびその製造方法
JP2013192119A (ja) * 2012-03-15 2013-09-26 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法
US9628046B2 (en) 2013-11-16 2017-04-18 Seiko Epson Corporation Resonator element, resonator, oscillator, electronic apparatus, and mobile object

Also Published As

Publication number Publication date
CH701842B1 (fr) 2011-03-31
TW200633363A (en) 2006-09-16
TWI385912B (zh) 2013-02-11
US20060158067A1 (en) 2006-07-20
US7358652B2 (en) 2008-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5184142B2 (ja) 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計並びに圧電振動片の製造方法
JP2006197278A (ja) 表面実装型圧電振動子、発振器、及び電子機器
JP5226791B2 (ja) 圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計並びに圧電振動子の製造方法
JP2007228443A (ja) 電子部品及びその製造方法、圧電デバイス及びその製造方法、電波時計並びに電子機器
JP2009147765A (ja) 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計並びに圧電振動片の製造方法
JP4814016B2 (ja) 圧電振動子およびこれを備える発振器、電子機器
JP2006262456A (ja) 圧電振動片とその製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
JP4845478B2 (ja) 圧電振動子、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器及び電波時計
JP4777745B2 (ja) 圧電振動子及びこれを備える発振器、電波時計並びに電子機器
JP2009206759A (ja) 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計並びに圧電振動片の製造方法
TW201119220A (en) Piezoelectric oscillator manufacturing method, piezoelectric oscillator, oscillator, electronic device, and radio clock
JP4634165B2 (ja) 気密端子の製造方法
JP4751074B2 (ja) 圧電振動子、発振器、及び電子機器
JP2013074414A (ja) 電子部品の端子接続構造、パッケージ、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計
JP2006191466A (ja) 圧電振動子、発振器、及び電子機器
JP2014179706A (ja) 圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計
JP4588479B2 (ja) 圧電振動子の製造方法
TW201223140A (en) Pattern forming method, pattern forming apparatus, piezoelectric vibrator, method of manufacturing piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, and radio-controlled clock
JP5263779B2 (ja) 圧電振動片、圧電振動子、及び圧電振動子の製造方法、並びに発振器、電子機器及び電波時計
JP2007184752A (ja) 圧電振動子及びこれを備える電波時計、発振器、並びに電子機器
JP4865350B2 (ja) 圧電発振器とその製造方法及び圧電発振器を備えた電子機器
JP4498195B2 (ja) 気密端子、圧電振動片、圧電振動子、発振器、及び電子機器
JP2013187639A (ja) 圧電振動片の製造方法
JP2013197857A (ja) 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
JP2011172109A (ja) パッケージの製造方法、パッケージ、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070709

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20091105

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20091112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100324

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100805

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20101102