JPH0936692A - 圧電振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造時に生じる機械的ひずみを小さくすると
ともに、回路に実装するときに加えられる熱および経年
変化により生じる発振周波数の変動を小さくする。 【解決手段】 絶縁材料により形成された基板の表裏に
またがって２個の金属リード板を嵌着し、基板の表側で
この２個の金属リード板の間に圧電振動素子を架けわた
し、この圧電振動素子を基板の表側に被せるキャップで
内包する。基板の裏側に表れる金属リード板を接続端子
として使用する。 【効果】 製造歩留りを大きくすることができ、製造コ
ストをさらに低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、時計、パーソナル
コンピュータ、携帯電話機、無線選択呼出受信機、その
他小型電子機器の内部で周波数標準を発生するために利
用する。本発明は、水晶振動子、セラミックス振動子、
その他圧電効果を利用した振動子の実装構造の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来例技術として、図２５に示す特開平
２−４１０１０号公報（松下電器）に開示された構造の
もの、あるいは、特開平２−１９９９０９号公報（松下
電器）に開示された構造のものが知られている。また、
図２６に示す実装構造、あるいは図２７（ａ）および
（ｂ）に示す実装構造の圧電振動子が、電子回路用の部
品として市場で多数取引されている。

【０００３】特開平２−４１０１０号公報に開示された
圧電振動子は、ケース９１の開口部端面全周に封着部分
９２が形成され、この封着部分９２上に水晶板９３に固
定された２本の帯状の電極９４が差し渡されて、この２
本の電極９４が封着部分９５に介在されて上蓋９６によ
り挟持される。

【０００４】図２６に示す構造では、基板１０１がアル
ミナであり、基板１０１に電極１０２が直接焼付けら
れ、この焼付電極に圧電振動素子１０３がはんだなどの
導電性の接着材料により取付けられる。図示されていな
いが、この図２６に示す構造の圧電振動子は、一般にそ
の上表面にキャップが被せられ雰囲気が遮断された状態
で使用される。

【０００５】図２７（ａ）および（ｂ）に示す構造のも
のでは、基板２０１に金属加工板２０７を載置し、その
金属加工板２０７には貫通孔２０５が設けられ、その貫
通孔２０５にガラスによりシールされ圧電振動素子２０
３に接続された電極リード線２０６が貫通する構造であ
る。この基板には金属製のキャップ２０４が被せられ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開平２−４１０１０
号公報に開示された構造の圧電振動子は、水晶板９３が
ケース９１内に２本の帯状の電極９４により懸架された
状態に宙づりされているために、外部から振動を受けた
とき電極９４が振動を起しやすく、この振動により発振
周波数を変動させる欠点がある。

【０００７】また、一般に、絶縁基板には実装に際して
加えられる熱、回路に圧電振動子を取付けるときに加え
られる熱、経年変化による絶縁基板の劣化、その他の原
因により、絶縁基板に機械的なひずみが生じることが避
けられない。上記のような従来例構造では、この機械的
なひずみが圧電振動素子に応力を与えることになり、圧
電振動素子がわずかに変形することによりその発振周波
数が変動することになる。製造または回路への実装の時
に発振周波数が規格外になったものは不良品となり、製
造歩留りを悪くする。経年変化によって周波数が変化す
るものについては、コンピュータその他電子機器に搭載
されてから、ある年月を過ぎると部品交換を必要とする
ことになる。

【０００８】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、 圧電振動子の製造時に生じる機械的なひずみを小さ
くすることができる、 回路に実装するときに加えられる熱その他により発
振周波数の変動を小さくすることができる、 経年変化により生じる発振周波数の変動を小さくす
ることができる、 外径寸法を小さくできる、 製造歩留りを大きくすることができる、 製造コストをさらに低減することができる、 圧電振動子を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、小型電子機器
に用いられる周波数標準を長期間にわたって正確に発生
させることができる構造を特徴とする。

【００１０】すなわち、絶縁材料により形成された１枚
の基板両端部に、その表裏にまたがるように形成された
２個の金属リード板を嵌着し、基板の表側でこの２個の
金属リード板を突出させた先端部に圧電振動素子を架け
わたして固定する。さらに、この圧電振動素子を外気か
ら遮断するために基板の表側にキャップを被せ、基板の
裏側にあらわれた金属リード板を接続端子として回路基
板と電気的に接続する構造にする。

【００１１】圧電振動素子と基板との間、および圧電振
動素子とキャップとの間には十分な空間を設けておき、
圧電振動素子に対して自由振動空間を与える。

【００１２】キャップと基板との間およびキャップと金
属リード板との間ならびに金属リード板と基板との間に
はそれぞれ接着剤を充填するか、または封止材としてガ
ラスをぬってやきつけたものを固定し完全に気密封止す
る。

【００１３】基板の材料としては樹脂またはセラミック
スを用い、キャップの材料としては樹脂、金属またはセ
ラミックスを用いる。セラミックスにはガラス材料を含
む。

【００１４】このように、金属リード板がクリップ状に
基板に取り付けられているので、外部からの振動が圧電
振動素子に与える影響が少くなり、また、基板に変形を
生じてもその変形が金属リード板により吸収され、直接
に圧電振動素子を変形させることを防止することができ
る。さらに、部品形状が単純化しかつ部品点数が削減さ
れるので、回路基板の機械的ひずみおよび経年的な変形
の影響を受けにくくなり発振周波数の変動を小さくする
ことができ、全組立工程の自動化が可能となるので製造
工数を小さくし、製造コストを大幅に低減することがで
きる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１６】（第一実施例）図１は、本発明第一実施例
の構成を示す組立状態斜視図、図２は本発明第一実施例
の構成を示す分解斜視図、図３は本発明第一実施例の構
成を示す図１のＡ−Ａ断面図、図４は本発明第一実施例
の構成を示す平面図、図５は本発明第一実施例の構成を
示す底面図、図６は本発明第一実施例の構成を示す側面
図、図７は本発明第一実施例における金属リード板と基
板との嵌着部の形状を示す分解斜視図である。

【００１７】本発明第一実施例は、絶縁材料により形成
された１枚の基板１と、それぞれこの基板１の表裏にま
たがって嵌着された２個の金属リード板２と、この基板
１の表側でこの２個の金属リード板２の間に架けわたさ
れた圧電振動素子３と、この圧電振動素子３を内包する
ように基板１の表側に被せられたキャップ４とを備え、
基板１の裏側に表れる金属リード板２を接続端子２ａと
して使用する。

【００１８】圧電振動素子３と基板１との間、および圧
電振動素子３とキャップ４との間に十分な空隙５および
６が設けられる。

【００１９】キャップ４と基板１との間およびキャップ
４と金属リード板２との間ならびに金属リード板２と基
板１との間は、それぞれ接着剤７または封止材８により
気密封止される。

【００２０】基板１の材料は樹脂またはセラミックスが
用いられ、キャップ４の材料は樹脂または金属もしくは
セラミックスが用いられる。セラミックスにはガラス材
料が含まれる。

【００２１】また、金属リード板２の接続端子２ａの外
側には相手部品に係合する二つの凸部２ｂが設けられ、
その内側には一つの凸部２ｃが設けられる。基板１の長
手方向の端部には凸部２ｃが係合し接着剤７が充填され
る固定用溝１ａが形成される。キャップ４は基板１上に
封止材８を介在して固定される。

【００２２】ここで、このように構成される本発明第一
実施例の組立について説明する。まず、基板１の長手方
向両端部に設けられた固定用溝１ａそれぞれに金属リー
ド板２を図７の矢印で示すように内側に向けて差し込み
嵌着する。金属リード板２の下面に位置する接続端子２
ａの上面には凸部２ｃが形成されているので、この凸部
２ｃが基板１の下側に形成された固定用溝１ａに係合し
位置決めされる。次いで、基板１の上面に設けられた固
定用溝１ａに接着剤７を充填し、基板１と金属リード板
２とを固定する。

【００２３】基板１に金属リード板２を取り付けたとき
に、金属リード板２の上面側先端部は図２に示すように
突出した状態となる。この先端部上面に圧電振動素子３
を貼着して固定し、封止材８を介在してキャップ４を基
板１上に被せる。圧電振動素子３はキャップ４および基
板１の間に十分な空隙５および６をもって固定される。
金属リード板２の接続端子２ａにはそれぞれ２個の凸部
２ｂが設けられているので、この凸部２ｂが実装基板に
係合し電気的に接続される。

【００２４】（第二実施例）図８は本発明第二実施例の
構成を示す平面図、図９は本発明第二実施例における金
属リード板と基板との嵌着部の形状を示す分解斜視図で
ある。

【００２５】本発明第二実施例は、絶縁材料により形成
された１枚の基板１１と、それぞれこの基板１１の表裏
にまたがって嵌着された２個の金属リード板１２とが用
いられ、その他は第一実施例同様に構成される。本第二
実施例の場合は、金属リード板１２の基板１１の長手方
向両側端面に当接する面が広い面積をもって形成され、
基板１１もその面に対応する形状に形成される。そのた
めに金属リード板１２を基板１１に嵌着させたときに安
定して支持することができる利点がある。

【００２６】（第三実施例）図１０は本発明第三実施例
の構成を示す一部断面正面図、図１１は本発明第三実施
例における金属リード板と基板との嵌着部の形状を示す
分解斜視図である。

【００２７】本発明第三実施例は、第一実施例における
金属リード板２の接続端子２ａを山形に形成した金属リ
ード板２２が用いられ、その他は第一実施例同様に構成
される。本第三実施例の場合は、基板１に金属リード板
２２を嵌着させたときに接続端子２２ａの先端部に弾性
による付勢力が生じ、この付勢力により基板１と金属リ
ード板２２とが嵌着する。また、接続端子２２ａと回路
基板とはその付勢力により押圧された状態で接続され
る。

【００２８】（第四実施例）図１２は本発明第四実施例
の構成を示す一部断面正面図、図１３は本発明第四実施
例における金属リード板と基板との嵌着部の形状を示す
分解斜視図である。

【００２９】本発明第四実施例は、第一実施例における
金属リード板２の接続端子２ａを内側に屈曲しバネ性を
もたせた金属リード板３２が用いられ、その他は第一実
施例同様に構成される。本第四実施例の場合も金属リー
ド板３２を基板１に嵌着させたときに接続端子３２ａに
弾性による付勢力が生じ、この付勢力により基板１と金
属リード板３２とが嵌着する。接続端子３２ａと回路基
板とはその付勢力により押圧された状態で接続される。

【００３０】（第五実施例）図１４は本発明第五実施例
の構成を示す一部断面正面図、図１５は本発明第五実施
例における金属リード板と基板との嵌着部の形状を示す
分解斜視図である。

【００３１】本発明第五実施例は、第一実施例における
金属リード板２の接続端子２ａに形成された凸部２ｃの
代わりに固定片４２ｄが形成された金属リード板４２が
用いられ、その他は第一実施例同様に構成される。本第
五実施例の場合は、金属リード板４２を基板１に嵌着さ
せたときに、固定片４２ｄが基板１の下面に形成された
固定用溝１ａ内に収容されるので安定した状態で嵌着さ
せることができる。

【００３２】（第六実施例）図１６は本発明第六実施例
の構成を示す一部断面正面図、図１７は本発明第六実施
例における金属リード板と基板との嵌着部の形状を示す
分解斜視図である。

【００３３】本発明第六実施例は、第五実施例における
金属リード板４２の接続端子４２ａを山形に形成した金
属リード板５２が用いられ、その他は第五実施例同様に
構成される。本第六実施例の場合は、基板１に金属リー
ド板５２を嵌着させたときに、接続端子５２ａの先端部
に弾性による付勢力が生じ、この付勢力により基板１と
金属リード板５２とを嵌着させるとともに、固定片５２
ｄが基板１の下面に形成された固定用溝１ａ内に収容さ
れ安定した状態で嵌着させることができる。

【００３４】（第七実施例）図１８は本発明第七実施例
の構成を示す一部断面正面図、図１９は本発明第七実施
例の構成を示す平面図、図２０は本発明第七実施例の構
成を示す底面図、図２１は本発明第七実施例の構成を示
す側面図、図２２は本発明第七実施例における金属リー
ド板と基板との嵌着部の形状を示す分解斜視図である。

【００３５】本発明第七実施例は、二つのリード部およ
び二つの固定片６２ｄが形成された金属リード板６２
と、この金属リード板６２の形状に対応する固定用溝２
１ａが形成された基板２１とが用いられ、その他は第一
実施例同様に構成される。本第七実施例の場合は、基板
１１に金属リード板６２が嵌着されたときに、二つのリ
ード部の先端が連結された形状になっているので、基板
１１の固定用溝１１ａに係合して離脱しにくくなるとと
もに、二つの固定片６２ｄも基板２１の固定用溝２１ａ
に収容されるので強固に嵌着させることができる。

【００３６】（第八実施例）図２３は本発明第八実施例
の構成を示す一部断面正面図、図２４は本発明第八実施
例における金属リード板と基板との嵌着部の形状を示す
分解斜視図である。

【００３７】本発明第八実施例は、第七実施例における
金属リード板６２の基板２１の端面に当接する部分が閉
塞された形状の金属リード板７２と、この金属リード板
７２の形状に対応する固定用溝３１ａが形成された基板
３１とが用いられ、その他は第一実施例同様に構成され
る。本第八実施例の場合も、基板３１に金属リード板７
２が嵌着されたときに、二つのリード部の先端が連結さ
れた形状になっているので、基板３１の固定用溝３１ａ
に係合して離脱しにくくなるとともに、二つの固定片７
２ｄも基板３１の固定用溝３１ａに収容されるので強固
に嵌着させることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
部からの振動が圧電振動素子に与える影響を少くするこ
とができるとともに、基板に熱あるいは経年的に変形を
生じても直接にその変形が圧電振動素子に影響を与える
ことを防止することができ、長期間にわたって発振周波
数の変動を小さくすることができる。また、製造工程に
おける製造歩留りを大きくすることができるとともに、
全組立工程の自動化が可能になるので製造コストを大幅
に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例の構成を示す組立状態斜視
図。

【図２】本発明第一実施例の構成を示す分解斜視図。

【図３】本発明第一実施例の構成を示す図１のＡ−Ａ断
面図。

【図４】本発明第一実施例の構成を示す平面図。

【図５】本発明第一実施例の構成を示す底面図。

【図６】本発明第一実施例の構成を示す側面図。

【図７】本発明第一実施例における金属リード板と基板
との嵌着部の形状を示す分解斜視図。

【図８】本発明第二実施例の構成を示す平面図。

【図９】本発明第二実施例における金属リード板と基板
との嵌着部の形状を示す分解斜視図。

【図１０】本発明第三実施例の構成を示す一部断面正面
図。

【図１１】本発明第三実施例における金属リード板と基
板との嵌着部の形状を示す分解斜視図。

【図１２】本発明第四実施例の構成を示す一部断面正面
図。

【図１３】本発明第四実施例における金属リード板と基
板との嵌着部の形状を示す分解斜視図。

【図１４】本発明第五実施例の構成を示す一部断面正面
図。

【図１５】本発明第五実施例における金属リード板と基
板との結合部の形状を示す分解斜視図。

【図１６】本発明第六実施例の構成を示す一部断面正面
図。

【図１７】本発明第六実施例における金属リード板と基
板との嵌着部の形状を示す分解斜視図。

【図１８】本発明第七実施例の構成を示す一部断面正面
図。

【図１９】本発明第七実施例の構成を示す平面図。

【図２０】本発明第七実施例の構成を示す底面図。

【図２１】本発明第七実施例の構成を示す側面図。

【図２２】本発明第七実施例における金属リード板と基
板との嵌着部の形状を示す分解斜視図。

【図２３】本発明第八実施例の構成を示す一部断面正面
図。

【図２４】本発明第八実施例における金属リード板と基
板との嵌着部の形状を示す分解斜視図。

【図２５】従来例の構成を示す分解斜視図。

【図２６】従来例の構成を示す斜視図。

【図２７】（ａ）は従来例の構成を示す分解斜視図、
（ｂ）はそのＢ矢視図。

【符号の説明】

１、１１、２１、３１、１０１、２０１ 基板 １ａ、１１ａ、２１ａ、３１ａ 固定用溝 ２、１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２ 金
属リード板 ２ａ、１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ、６２
ａ７２ａ 接続端子 ２ｂ、２ｃ、１２ｂ、１２ｃ、４２ｂ、６２ｂ、７２ｂ
凸部 ３、１０３、２０３ 圧電振動素子 ４、２０４ キャップ ５、６ 空隙 ７ 接着剤 ８ 封止材 ４２ｄ、５２ｄ、６２ｄ、７２ｄ 固定片 ９１ ケース ９２、９５ 封着部分 ９３ 水晶板 ９４、１０２ 電極 ９６ 上蓋 ２０５ 貫通孔 ２０６ 電極リード線 ２０７ 金属加工板

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁材料により形成された１枚の基板
   と、それぞれこの基板の表裏にまたがって嵌着された２
   個の金属リード板と、この基板の表側でこの２個の金属
   リード板の間に架けわたされた圧電振動素子と、この圧
   電振動素子を内包するように前記基板の表側に被せられ
   たキャップとを備え、前記基板の裏側に表れる前記金属
   リード板を接続端子とすることを特徴とする圧電振動
   子。
2. 【請求項２】 前記圧電振動素子と前記基板との間、お
   よび前記圧電振動素子と前記キャップとの間に十分な空
   隙が設けられた請求項１記載の圧電振動子。
3. 【請求項３】 前記キャップと前記基板との間および前
   記キャップと前記金属リード板との間ならびに前記金属
   リード板と前記基板との間は、それぞれ接着剤または封
   止材により気密封止された請求項１または２記載の圧電
   振動子。
4. 【請求項４】 前記基板の材料は樹脂またはその複合材
   料である請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電振動
   子。
5. 【請求項５】 前記基板の材料はセラミックスである請
   求項１ないし３のいずれかに２記載の圧電振動子。
6. 【請求項６】 前記キャップの材料は樹脂またはその複
   合材料である請求項４または５記載の圧電振動子。
7. 【請求項７】 前記キャップの材料は金属である請求項
   ４または５記載の圧電振動子。
8. 【請求項８】 前記キャップの材料はセラミックスであ
   る請求項４または５記載の圧電振動子。